Модернизация лущильника ЛДВ-3,0 (конструкторская часть дипломного проекта + чертеж)

СОДЕРЖАНИЕ

3. Конструкторская часть...
3.1. Общее устройство и техническая характеристика лущильника ЛДВ – 3,0
3.2. Определение тягового сопротивления одной секции орудия...
3.3. Расчёт сопротивления агрегата...
3.4. Разработка операционной карты на изготовление детали...
3.4.1. Проектирование технологического процесса механической обработки детали – втулка
3.4.2. Проектирование технологического процесса механической обработки детали – втулка
3.5. Проверка на прочность элементов конструкции лущильника...



3.1. Общее устройство и техническая характеристика лущильника ЛДВ – 3,0

При провидении сельскохозяйственных работ происходит износ техники, а так же возможен выход из строя рабочих органов агрегата в результате внешних воздействий рабочей среды. Поэтому в современном сельскохозяйственном машиностроении складывается тенденция к снижению риска возникновения подобных ситуаций.
В данном разделе мы предлагаем модернизировать лущильного агрегата, разработав предохранительный механизм позволяющий продлить срок службы рабочих органов – дисков.
Прецизионный лущильник, содержащий навесную или прицепную раму, снабженную почвообрабатывающими орудиями, образованными, по меньшей мере, одной батареей неприводных вращающихся лущильных дисков (2), каждый из которых имеет по меньшей мере один угол раскрытия и которые установлены независимо и с возможностью качания относительно несущей рамы (1) с помощью предохранительного устройства (3), которое, в случае если действующая на диск (2) сила больше заданной величины, обеспечивает возможность высвобождения диска (2) в вертикальном направлении, а при силе, меньшей указанной величины, возврат диска в рабочее положение, отличающийся тем, что каждый лущильный диск (2) представляет собой вогнутый диск, связанный с рамой (1) с помощью винтовой пружины (3), образующей по меньшей мере один виток, предпочтительно по меньшей мере полтора витка, с созданием на уровне пружины зоны перекрытия, причем один конец пружины предназначен для соединения с рамой (1), непосредственно или через соединительную деталь, другой конец пружины (3) предназначен для соединения со ступицей диска и расположен с вогнутой стороны диска, а пружина ориентирована так, что виток (витки) указанной пружины стягивается (стягиваются) путем намотки, когда действующая на диск сила больше заданной величины, что дает возможность вертикального отвода диска путем подъема. [17]
Лущильник ЛДВ-3 предназначен для обработки почвы на небольшую глубину, предшествующая вспашке, с целью рыхления почвы, заделки пожнивших остатков, вредителей и возбудителей болезней культурных растений, семян сорняков и провокации их к прорастанию.
Лущильник состоит из следующих элементов :
 Рама - 1;
 Рабочие диски - 2;
 Предохранительные пружины - 3;
 Тяги - 4;
 Навеска - 5;
 Поперечные балки - 6;


Рис. 3.1 Общий вид прецизионного лущильника





Таблица 3.1

Техническая характеристика лущильник ЛДВ-3

Наименование Ед. изм. Значение
Производительность га/ч До 5
Рабочая скорость км/ч до 10
Ширина захвата м 3
Глубина обработки см 6...16
Количество персонала необходимое для работы чел. 1
Транспортная скорость км/ч До 20
Габаритные размеры: длина, ширина, высота мм 3000×2400×1500
Способ агрегатирования навесной

3.2. Определение тягового сопротивления одной секции орудия



Рис. 3.2. Схема рабочего процесса диска
Для определения тягового сопротивления необходимо определить площадь сегмента Sсег (рис. 3.2).
Площадь сегмента определяется по формуле:
S_сег=2/3∙D_а∙sinα∙а= 4/3∙а∙√(а∙(D-a))∙sinα (3.1)
где, а – глубина заделки дисков;
α – угол атаки;
D – диаметр диска.
С другой стороны значение S определяется по формуле:
S_сег=1/4∙h∙h_a, (3.2)
Так как угол φ = 45o, угол образования естественного откоса [7], то треугольник равнобедренный и h=0.5h0, но h=hгр-a.
где, hгр – высота образующегося гребня от дна борозды, hгр = 5-8 см – по агротехническим требованиям. [7]
Учитывая осадку почвы в гребне, величину h следует брать в 1,3 – 1,5 раза больше по сравнению с требуемой.
Тогда
S_сег=1∙1,3h∙1-2h= 3,384/4∙〖(8-a)〗^2
Из уравнения (3.1) и (3.2) получим
4/3∙а∙√(а∙(D-a))∙sinα=3,384/4∙〖(8-a)〗^2
Угол α равен 15o – 25o [7]
Sin 20o = 0,34; D = 450 мм.
Подставив все найденные величины в формулу (3.3) получим:
Глубина хода диска – 8см.
Вычислим площадь сегмента:
S_сег=4/3∙8∙√(8∙(45-8))∙0,34=62,45 〖см〗^2
Тяговое сопротивление диска определяется по формуле:
R_x=k∙S_сег (3.3)
Тяговое сопротивление почвы, Па - средние почвы к=5...55кПа
R_x=15,5∙62,45=968 Н
Для определения Ry и Rx, могут быть использованы следующие соотношения:
R_y=n∙R_x (3.4)
R_z=m∙r_x (3.5)
где, n = 0,76...1,24; m = 0,37...0,76 (ссылка на справочник)
Сферический диск при работе испытывает действие элементарных сил сопротивления почвы, возникающие на лезвии, фасках и рабочей поверхности. Эти силы могут быть приведены к двум пересекающимся силам. Одна из этих сил R1 лежит в вертикальной плоскости и проходит примерно через ось вращения дисков. Другая R2 – параллельно оси вращения дисков и находится на расстоянии - а от дна борозды. От двух пересекающихся сил целесообразно перейти к характеристике трёх сил: Rx, Ry, Rz.
Тогда R_y=0,80∙968=775 Н,
R_z=0,5∙968=484 Н.