Модернизация картофелеуборочного комбайна ККУ-2 (конструкторская часть дипломного проекта)

Раздел 3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫКАПЫВАЮЩЕЙ СЕКЦИИ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ККУ-2

3.4. Строение и принцип работы

Картофелеуборочный комбайн предназначен для уборки картофеля, посаженного коньковым способом с междурядьями 70 см на легких, средних и тяжелых переувлажненных почвах. Комбайн полуприцепной. Агрегатируют с тракторами класса 1,4, 2 и 3.
Основными сборочными единицами комбайна являются два опорных катка, дисковые копачи, первый и второй элеваторы пруткового типа, сепараторы шнекового типа, грудко-измельчитель, транспортер, два наклонных пальчатых транспортеры, кошевой элеватор, транспортеры (сопроводительное и загрузочный), бункер грузоподъемностью 1500 кг, основная и подвижная рамы, два опорных пневматических колеса, прицепное устройство, механизм отбора мощности и гидросистема.
Опорные катки 1 (рис. 3.1) во время работы удерживают на заданной глубине подкопочные лемеха, копируют поверхность гребней. Они представляют собой полые цилиндры, закрепленные на оси в стояках.
Дисковый копатель 2 состоит из двух плоских дисков, установленных на концах коленчатой оси с небольшим развалом.
Лемеха 3 комбайна имеют трапециевидную форму и в задней части оборудованы откидными клапанами.
В верхней части дисковых копачей размещены три продольных шнеки 4. При работе они перемещают ломти на основной элеватор 5 и измельчают их.
Основной элеватор (пруткового типа) обеспечивает сепарацию почвы и перемещает ворох вверх к транспортеру 9. Элеватор имеет два податная, причем правое в два раза шире, чем левое. Над элеватором размещены три шнеки. Один нижний центральный 6 и два боковых верхних 7. Центральный шнек измельчает грудки и способствует сепарации, а боковые — сужают массу и направляют ее к устройству 20. Шнеки представляют собой цилиндры, на поверхности которых закреплены резиновые лопасти.
Расстояние между прутками основного элеватора и лопастями шнеков регулируют винтовым механизмом.
Измельчитель комков обеспечивает измельчение комков в суженном потоке вороха. Он состоит из вала, двух дисков, на которые натянуто резиновое полотно.

Рис.3.1. Схема рабочего процесса картофелеуборочного комбайна:
1—опорные катки; 2 —дисковый копач; 3 —лемех; 4 —продольный шнек; 5 —основной элеватор; 6 — центральный шнек; 7 — боковой шнек; 8 — второй элеватор; 9 — транспортер; 10 — поддерживающий каток. 11—широкая горка; 12 — задний шнек; 13 — ковшовый транспортер; 14 — сопроводительный транспортер; 16 — транспортер загрузки бункера; 16 —бункер; 17 — транспортер; 18,—ходовое колесо; 19 —узкая горка; 20 — измельчитель; 21 — прицеп

Второй элеватор 8 предназначен для сепарации почвы и транспортирования клубней с примесями на широкий пальчатый транспортер 11. Последний обеспечивает отделение мелких примесей и подачу клубней в ковшовый элеватор. Он представляет собой бесконечную ленту из прорезиненного материала с пальчиками на поверхности. Угол наклона транспортера можно регулировать.

Над верхней частью наклонного транспортера установлен шнек 12, который лопастями смещает крупные примеси на узкий транспортер, а мелкие проходят в зазоре между шнеком и транспортером. Узкий наклонный транспортер дополнительно очищает ворох и подает клубни в ковшовый элеватор 13. Последний представляет собой ленточный транспортер барабанного типа с ковшами из прорезиненной ткани.
Бункер-накопитель 16 состоит из подвижной и трех неподвижных стенок, лотка и цепно-планчатого транспортера 17.
Рабочие органы, элеваторы и транспортеры приводятся в движение от ВОМ трактора.
Гидросистема комбайна состоит из гидрораспределителя, маслопроводов, гидромотора для приведения в движение транспортера бункера, гидроцилиндров для подъема подвижной рамы и изменения положения подвижной стенки загрузочного транспортера.
Рабочий процесс. Во время движения комбайна, опорные катки 1 пересовмещающихся по гребням, копируют их рельеф и обеспечивают заданную глубину хода лемехов 3. Диски копача 2 отрезают ломоть по бокам гребня, а лемеха подрезают его снизу. Скиба сжимается дисками и перемещается на основной элеватор 5. Продольные шнеки нажимают на пласт сверху, дополнительно измельчают ее, отрывают частично ботвы от клубней картофеля.
На основном элеваторе значительная часть почвы просеивается между прутками. Центральный и боковые шнеки и комкоизмельчитель, размещенные над элеватором, измельчают комки и способствуют интенсивной сепарации почвы.
Основной элеватор перемещает ворох к рідкопруткового транс-портера. Здесь клубни, комки и другие мелкие примеси проваливаются между прутками на второй элеватор, а длинные стебли, крупные растительные остатки зависают на прутках и выносятся из комбайна на поле.
На втором элеваторе продолжается сепарация, вороха и одновременное перемещение к широкому пальчастого транспортера (горки) 11. Поскольку транспортер наклонный, то клубни скатываются с его поверхности в ковшовый элеватор 13, мелкие примеси выводятся наружу, а остальные вороха шнеком направляется на узкий пальчатый транспортер. Здесь клубни скатываются с его поверхности в ковшовый элеватор, а примеси выпадают на поле.
Из ковшового элеватора клубни (чистые и с ботвой) попадают на сопроводительный транспортер 14. Ботва зависает на прутках транспортера, протягивается между обрезиненным барабаном, отрывается и падает вниз, а клубни попадают на загрузочный транспортер 15. Последний направляет их в бункер-накопитель 16.
Выгружают клубни из бункера в транспортные средства на ходу или при остановленном агрегате.
Регулирование. Глубину хода лемехов регулируют винтовыми механизмами опорных катков. Ширину захвата и степень сжатия підрізаного слоя почвы копателями регулируют поворотом изогнутой оси и совмещением отверстий на кронштейне, оси и секторе стояка, интенсивность сепарации на основном элеваторе — изменением зазора между лопастями боковых шнеков и элеватором с помощью винтовых механизмов, угол наклона пальчастих транспортеров и положение заднего шнека — рукояткой механизма подъема, а отбойного валика — винтовым механизмом.


3.5. Усовершенствование выкапывающей секции
Расчет конструктивно-кинематических параметров сферического диска. Основными геометрическими параметрами сферического диска: диаметр диска Д (рис.3.2), радиус кривизны сферы диска r, угол, который с ними связан и равен половине центрального угла дуги диаметрального сечения диска, угол заточки и, угол наклона фаски диска к основанию диска вкл, угол резки вкл, затылочный угол (задний угол) и толщина диска вкл. Каждый из этих параметров имеет определенное технологическое значение.
На основе опыта рекомендуется соотношение между диаметром диска Д и глубиной хода :
, (3.1)

где k - коэффициент.
В нашем случае сферический диск работает подобно диска лущильника, поэтому значение коэффициента k, как установлено опытом, составляет для лущильников 5,0-6,0.
Рис. 3.2. Схема для расчета основных параметров сферического диска

Глубина хода викопуючого сферического диска должна быть большей или равной средней глубине залегания картофеля в почве. Согласно агрофізичної характеристики картофеля, их глубина залегания в почве находится в пределах 4,0 -14 см, то есть средняя глубина составляет 9,0 см.
Тогда согласно (3.1)
(об.)
Диаметры дисков стандартизованы - на лущильниках они составляют 450-610 мм. Принимаем диаметр сферического диска = 0,45 м исходя из конструктивных соображений.
Радиус кривизны сферы диска r влияет на крошение, рыхление и вращения ломти. Интенсивность деформационной действия диска возрастает с уменьшением радиуса кривизны.
Однако выбор радиуса кривизны зависит от диаметра диска Д. Зависимость между Д и r имеет вид:
, (3.2)
где - половина центрального угла дуги диаметрального сечения диска.
Величину угла принимают для лущильников 26-320.
Тогда, согласно (3.2)
= 450.
Угол заточки и также значительно влияет на технологические свойства работы диска. Затачивают сферические диски, как правило, с внешней стороны выпуклого. Для дисков лущильников принимают и = 10-200. Диски, которые используют на твердых грунтах, затачивают с внутренней стороны. Принимаем среднее значение угла заточки, то есть = 150.
Угол наклона фаски диска к основанию диска и связанный с углом, что является половиной центрального угла дуги диаметрального сечения диска, и углом заточки и, то есть:
. (3.3)
Угол резки зависит от угла заточки и и затылочного угла, то есть:
. (3.4)
Затылочный угол по высоте диска меняется, что ведет к изменению угла резки. От его величины зависит расход энергии на выкапывание картофеля и даже работоспособность диска. Нормальная работа диска обеспечивается тогда, когда величина заточки угла будет положительна на поверхности поля.
Толщина диска определяется по эмпирической формуле:
Звено = 0,008 Д, (3.5)
где Д - диаметр диска, мм.
Тогда, согласно формулы (3.5) (мм).
Для дисков, работающих на тяжелых почвах:
= 0,008 Д + 1 = 3,6 + 1 = 4,6 (мм).
К регулируемых параметров дисков, которые имеют технологическое значение, относятся: угол между плоскостью вращения диска и направлением поступательного движения машины (угол атаки), угол наклона плоскости вращения диска от вертикали или угол между осью вращения диска и горизонталью.
Угол наклона диска к плоскости вращения имеет место в дисковых плугах и составляет и = 15-250. Принимаем угол наклона диска к плоскости вращения и = 200.
При перемещении сферического диска под углом к направлению движения, он, благодаря сцеплению с почвой, вращается и вырезает из него ломоть эллиптического сечения.
Угол атаки диска влияет на процесс его работы. Чем больше угол атаки, тем больше крошится и разрыхляется почва и лучше подрезаются сорняки. Однако чрезмерное увеличение угла атаки затрудняется сползание частиц грунта с поверхности диска, а также приводит к скапливанию почвы перед диском. При небольших углах атаки (10-200) диски разрезают верхний слой почвы и лишь частично крошат и рыхлят его. В лущильниках диски размещаются под углом атаки = 10-350.
Угол атаки при известном диаметре Д и заданной глубине хода диска можно определить.
Принимаем угол атаки равным 300 исходя из технологических соображений.
Конструкторская часть дипломного проекта выполнена на украинском языке.