Модернизация кормораздатчика ИСРК-12Ф (конструкторская часть дипломного проекта + чертеж)

СОДЕРЖАНИЕ

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА  
3.1 Анализ применяемых на фермах мобильных машин для раздачи полнорационной кормовой смеси  
3.2 Обоснование конструкторской разработки  
3.3 Обоснование системы самозагрузки ИСРК-12Ф  
3.4 Прочностные расчеты  
3.5 Условия эксплуатации. Процесс работы. Регулировки


Кормораздатчик ИСРК-12Ф «Хозяин» является модификацией базовой модели ИСРК-12 «Хозяин», имеет бульдозерный нож и загрузочную фрезу. Выемка и загрузка силоса и сенажа осуществляется фрезой прямо из траншеи вертикальными слоями без нарушения целостности прилегающих слоев, что предохраняет корм от вторичной ферментации. Реверсивная фреза позволяет производить загрузку силоса по всей высоте траншеи до 4 м с производи-тельностью не менее 3 т за 5 минут. Загрузка силоса фрезерным погрузчиком и смешивание компонентов корма в смесительном бункере кормораздатчика происходит одновременно[15].

Рисунок 3.5 - Кормораздатчик ИСРК-12Ф

Работа фрезерного загрузчика обеспечивается за счет уникальной бор-товой системы гидропривода, включающей в себя как емкостью 100 л, два спаренных высокопроизводительных гидронасоса, длинноходовые цилиндры подъема фрезы, реверсивный гидромотор вращения фрезы, автоматику и гидрораспределители с дистанционным управлением из пульта, помещаемого в кабину трактора.
Выемка силоса и сенажа из траншеи осуществляется следующим обра-зом. Сначала поднимают фрезу в крайнее верхнее положение, подъезжают к торцу траншеи и устанавливают кормораздатчик так, чтобы фреза могла за-глубляться в массу на полную ширину захвата. Включив гидромотор привода фрезы на вращение по часовой стрелке, подводят гидрораспределители в по-ложение «Плавающее».
При полном врезании фрезы в массу привод фрезы переключают на вращение ее против часовой стрелки. Измельченный силос или сенаж отбра-сывается фрезой на закрылок, который обеспечивает загрузку корма в бункер кормораздатчика. Когда фреза дойдет до днища траншеи или бурта, ручку гидрораспределителя переводят в положение «Подъем». Затем перемещают кормораздатчик назад на величину врезания фрезы для следующего цикла. Ориентировочно определяют по перемещению переднего колеса трактора.
Загрузка остальных компонентов кормосмеси осуществляется в соответ-ствии с рационом кормления с помощью погрузчиков.
После загрузки всех компонентов кормосмеси измельчение и перемеши-вание их продолжается и во время движения кормораздатчика. Дозирующим устройством регулируется норма выдачи корма на транспортер или желоб изменением размера окна заслонкой, приводимой в действие гидроцилиндром или вручную, а также скоростью движения агрегата[7].




3.2 Обоснование конструкторской разработки

Отличительной особенностью кормораздатчиков семейства ИСРК-12 является наличие системы взвешивания. Точность работы весоизмерительного механизма является основой для получения кормовой смеси в строгом соответствии с рационом кормления.
Однако в кормораздатчике ИСРК-12Ф с самозагрузкой посредством фрезы имеется конструктивный недостаток, влияющий на точность весоизмерительной системы. Лопата, установленная на данную модификацию, присоединена к бункеру кормораздатчика, что приводит к тому что тензодатчики реагируют на количественные изменения усилия, прилагаемого с ее стороны при движении задним ходом или погружении ее в корм при загрузке. Такой режим работы тензодатчиков приводит их поломке, а также к неправильной дозировке компонентов корма в кормораздатчик. В данном дипломном проекте предлагается переместить точку крепления лопаты с бункера на балку шасси, что позволит устранить конструктивный недостаток ИСРК-12Ф, следовательно, повысить точность и надежность весового механизма кормораздатчика.


3.3 Обоснование системы самозагрузки ИСРК-12Ф

Основными параметрами отвала бульдозера являются: ширина отвала В; высота отвала Н; угол резания ; угол заострения ножа и задний угол . При проектировании отвала необходимо определить также параметры профиля поверхности отвала:
Параметры отвала были найдены из следующих условий:
Высота отвала Н – расстояние по вертикали между режущей кромкой ножа и верхним краем отвальной поверхности при основном угле резания и горизонтальном положении опорных поверхностей базовой машины
H=(0,45...0,4)∙m (3.1)
Где m – масса кормораздатчика, т;
H=(0,45...0,4)∙3,5=1,5 м
Длина отвала В – для бульдозера с неповоротным отвалом выбирается минимально возможной из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы (не менее 100мм с каждой стороны) [11].
Определим по формуле:
B=(1,2...1,4)∙m^(1/3) (3.2)
B=(1,2...1,4)∙〖3,5〗^(1/3)=2,1 м
Для полного перекрытия ширины кормораздатчика принимаем 2,3 м.
Отвал бульдозера оснащается козырьком, высота которого составляет
h=(0,1...0,25)∙H (3.3)
h=0,1∙1,5=0,15 м
Эксперементально доказана целесообразность создания отвалов с постоянным радиусом кривизны, который выбирается в диапазоне:
R=(0,8...0,9)∙H (3.4)
R=0,8∙1,5=1,2 м
Задний угол по условию работы бульдозера должен быть не меньше углов подъема и спуска, т.е. углов, образуемых поверхностью с горизонтом. Задний угол определяет в значительной мере конструкцию тыльной стороны отвала, элементы которой, в частности коробка жесткости, не должны входить в пределы этого угла, выбирается из условия (γ - ψ)>20o [12].
Угол заострения ψ в значительной степени определяет характер изменения удельного давления бульдозера на грунт.
ψ=γ-α (3.4)
Где γ – угол захвата, (γ=50...55o).
Принимаем γ=50o и α=30o, зная, что α>20o, определяем угол заострения:
ψ=50-30=20^°
Расчет гидроцилиндра бульдозера.
Сила на штоке для толкающих гидроцилиндров:
Q=(π∙D^2)/4∙p∙η (3.5)
откуда
p=(4∙(Q+Q_1))/(π∙D^2∙η) (3.6)
где D – диметр поршня гидроцилиндра, см;
р – давление масла на поршень 2,0...7,5 МПа (20...75кгс/см2);
η – КПД гидроцилиндра, η=0,85...0,95;
p=(4∙1500)/(3,14∙〖4,6〗^2∙0,9)=2,01 МПа
Необходимо рассчитать на прочность стенки самого гидроцилиндра и стенки направляющего плунжера.
Проверка гидроцилиндров на прочность выполняется по формуле
σ_p=10^(-2)∙(0,4∙r^2+1,3∙R^2)/(R^2-r^2 )∙p≤[σ_p ] (3.7)
где R и r – наружный и внутренний радиусы гидроцилиндра, см;
р – давление жидкости в гидроприводе, кгс/см2;
σр – напряжение растяжения на внутренней поверхности стенки гидроцилиндра, кгс/мм2;
[σр] – допускаемое напряжение на растяжение:
- для углеродистой стали [σр]=11...12 кгс/мм2 ([σр]≈110...120МПа);
- для легированной стали [σр]= 15...18 кгс/мм2 ([σр]≈150...180МПа).
Проверка направляющего плунжера гидроцилиндра на прочность
σ_p=10^(-2)∙(0,4∙〖2,3〗^2+1,3∙〖2,7〗^2)/(〖2,7〗^2-〖2,3〗^2 )∙20,1=1,66 МПа
Проверка внешнего гидроцилиндра на прочность
σ_p=10^(-2)∙(0,4∙〖3,1〗^2+1,3∙〖3,5〗^2)/(〖3,5〗^2-〖3,1〗^2 )∙20,1=1,32 МПа
В свою очередь усилие на штоке зависит от диаметра плунжера и давления в цилиндре и определяется по формуле
g_H=(p∙π∙d^2)/4 (3.8)
откуда
d=√((4∙g_H)/(p∙π)) (3.9)
Рассчитываем диаметр малого плунжера
d=√((4∙77)/(20,1∙3,14))=2,2 см
Принимаем d=22 мм
Внешняя поверхность штоков покрывается хромом толщиной 20 мкм, внутренняя поверхность хоненгованая.
Расчетная схема к определению усилий в точках присоединения лопаты к балке шасси показана на рисунке 3.6.


Рисунок 3.6 – Схема приложения усилий

Принимаем силу F сопротивления равной тяговому усилию Беларус-820 при движении на задней передаче 18,1 кН.
Определяем реакции в точках B и C с учетом того, что лопата крепится к кормораздатчику посредством 2-х тяг, то расчётную силу сопротивления F принимаем равной (0,6...0,7)∙Pкр:
F=F_C+F_B (3.10)
F∙0,5H-F_B∙(H-h)=0 (3.11)
Из формулы 3.11 выражаем FB
F_B=(F∙0,5H)/((H-h))=(18,1∙0,5∙1,5)/((1,5-0,5))=13,6 кН
Определяем усилия в точке А
F_А=F_B=13,6 кН
Из формулы 3.10 определим усилие в точке С
F_C=F-F_B=18,1-13,6=4,5 кН