Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Совершенствование механизации поверхностной обработки почвы в ООО «Вертуновское» Бековского района с модернизацией культиватора КНК-4ID: 210605Дата закачки: 19 Мая 2020 Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word Описание: Дипломный проект Содержание Введение 1 Производственно-техническая характеристика ООО «Вертуновское» 1.1 Природно-климатические условия 1.2 Основные показатели хозяйственной деятельности ООО «Вертуновское» 2 Современное состояние вопроса поверхностной обработки почвы 2.1 Технология возделывания озимой пшеницы 2.2 Обзор существующих конструкций культиваторов 2.3 Типы рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почвы 3 Конструкторская часть 3.1 Агротехнические требования к сплошной культивации 3.2 Описание конструкторской разработки 3.3 Технологические расчеты 3.4 Прочностные расчеты культиватора 4 Расчет операционно-технологической карты 4.1 Обоснование машинно-тракторного агрегата и режима работы 4.2 Расчет кинематической характеристики агрегата и участка 4.3 Расчет производительности МТА 5 Безопасность жизнедеятельности на производстве 5.1 Охрана труда 5.2 Экологическая безопасность 6. Расчет экономической эффективности модернизации культиватора для сплошной обработки почвы. 6.1 Определение затрат на модернизацию культиватора КНК – 4. Заключение Литература 3 Конструкторская часть 3.1 Агротехнические требования к сплошной культивации Сплошную культивацию проводят при подготовке к посеву и уходе за парами. Почву рыхлят без оборота обрабатываемого слоя и подрезают сорняки. При культивации следят за тем, чтобы верхний слой был мелкокомковатым, отклонение средней глубины рыхления от заданной не превышало +-10 мм, высота гребней – 40 мм, неровности дна – 20 мм, а перекрытие между смежными проходами агрегата равнялось 150 мм [21]. Культиваторы должны выполнять следующие условия: - обеспечивать ровное дно борозды, поверхность поля должна быть ровной, без гребней и борозд (средняя гребнистость не более 4 см); - рабочие органы культиватора должны уничтожать не менее 98…99% сорняков, без обнажения нижних влажных слоев и без перемешивания их с верхними; - обеспечивать равномерную глубину обработки почвы в пределах от 5 до 12 см (среднее отклонение глубины от заданной не должно превышать ± 1 см); - иметь самозатачивающиеся рабочие органы; - создавать мелкокомковатый верхний слой почвы и добиваться равномерности глубины рыхления; - проводить культивацию в установленные агротехнические сроки. Нижний влажный слой не должен перемещаться на поверхность поля, а количество неподрезанных сорняков – превышать 3 %. Для лучшего выравнивания поверхности поля культивируют одновременно с боронованием. Первую культивацию проводят поперек направления пахоты, а последующую – поперек предыдущей. 3.2 Описание конструкторской разработки Культиватор КНК – 4 предназначен для одновременного выполнения культивации, выравнивания и прикатывания поверхности почвы. Рисунок 3.1 – Культиватор комбинированный КНК – 4Т: 1 – рама; 2 – опорное колесо; 3- навесное устройство; 4 – механизм навешивания; 5 – выравниватель почвы; 6 – прикатывающее устройство; 7 – стойка. Культиватор комбинированный ( рисунок 3.1 ) состоит из рамы I, колеса опорного 2, двух навесных устройства 3 (для МТЗ-80 и ДТ-75), стрельчатой лапы с механизмом навешивания 4, выравнивателя почвы 5, прикатывающего устройства 6, стойк7 с фиксатором. Рама I, сваренная по форме прямоугольника из квадратных труб имеет три поперечных (относительно хода агрегата) бруса. На переднем брусе крепятся навесное устройство, два опорных колеса и первый ряд стрельчатых лап. Спереди на переднем брусе, под местами крепления навески, приварены кронштейн. 3 пазы кронштейнов вставляется ось для автоматического замыкания, навешенного на трактор культиватора. Второй ряд лап крепится на среднем брусе рамы. В результате установки модернизированных культиваторных лап повышается эксплуатационная надежность и снижается тяговое сопротивление культиватора. Предлагаемый рабочий орган культиватора включает стойку 1, наральник 2, стакан 3, стержень переменного сечения 4, рыхлительную лапу 5. К наральнику 2 жестко прикреплен стакан 3, в полости которого размещается задняя часть стержня 7 и пружина с нелинейной характеристикой 8. Рыхлительная лапа 5 установлена на стержне переменного сечения 4 с возможностью поворота относительно него и фиксируется от выпадения болтом. Упругий элемент рессорного типа 6 относительно рыхлительной лапы фиксируется с помощью шпилек и гаек. Степень сжатия пружины 8 регулируется корончатой гайкой 10, стопорящейся шплинтом 9 и одновременно фиксирующей упругий элемент рессорного типа 6 относительно стакана. Рисунок 3.2 – Лапа культиватора: 1 – стойка; 2– наральник; 3 – стакан; 4 – стержень; 5– лапа; 6 – упругий элемент; 7 – задняя часть стержня; 8 – пружина; 9 – шплинт; 10 – корончатая гайка. Рабочий орган культиватора работает следующим образом. При движении вследствие неоднородности строения почвы, изменения скоростного режима возникают автоколебания культиваторной лапы, складывающиеся из автоколебаний по ходу движения культиватора и автоколебаний по углу поворота культиваторной лапы относительно стержня. Такие колебания культиваторной лапы улучшают крошение пласта почвы и срез сорной растительности, способствуют снижению тягового сопротивления и увеличивают диапазон применения на почвах различной плотности и влажности. 3.3 Технологические расчеты 3.3.1 Определение тягового сопротивления культиватора КНК – 4М Определяем тяговое сопротивление культиватора КНК – 4 М при сплошной обработке по формуле [10]: (3.1) где - удельное сопротивление, Н/м; - ширина захвата культиватора при сплошной обработке, м. Значение удельного сопротивления культиватора на 1м ширины захвата с учетом сопротивления перекатывания приведены в таблице [10], т.е. . . Определяем нагрузку приходящуюся на одну лапу культиватора: (3.2) где n – количество лап культиватора. 3.3.2 Определение угла раствора лезвий лапы и расстановки рабочих органов на культиваторе. Лапа культиватора действует на почву как клин с углом α (угол подъема), создавая в ней сжимающие и сдвигающие напряжения. Угол 2γ между режущими лезвиями лапы в горизонтальной плоскости называют углом раствора (рисунок 3.2). От значения γ зависит степень подрезания сорняков. Для предотвращения обволакивания лезвия сорняками и почвой необходимо, чтобы γ<90°-φ (3.3) где φ = 26,5° — угол трения сорняка по лезвию лапы. При γ> 90° — φ резание происходит без скольжения. Определяем угол раствора лезвий лапы при коэффициенте трения сорняков о лезвие f = 0,82. Рисунок 3.2 – Схема сил действующих на лапу культиватора . Как видно из рисунка, получим составляющую направленную вдоль лезвия Nт = RCosγ, и нормальную реакцию Nт = RSinγ . Для резания со скольжением необходимо выполнения условия [17]: Nт ≤F, где F=N∙tgφ=N∙f Подставив в это условие значение сил, получим RCosγ>RSinγ∙tgφ. или tgγ<1/tgφ=ctgφ=tg(90-φ). тогда γ<90-φ=90-〖48,5〗^0=〖41,5〗^0. Следовательно, 2γ≤〖83〗^0. По опытным данным сопротивление резанию при γ > 90° — φ увеличивается и может происходить выдергивание и обматывание лезвия корнями. Аналогичное явление получается и при увеличении влажности. Корни на концах лезвия иногда подрезаются не полностью, если путь движения их по лезвию оказывается коротким. Для устранения этой опасности лапы культиваторов расставляют в два ряда с некоторым перекрытием ∆b, значение которого выбирают из условия обеспечения полного подрезания: ∆b=Ltgδ (3.4) где L — расстояние между передней и задней лапами; δ= 7.. .9° — угол случайного отклонения культиваторов от прямой линии. Для обеспечения полного подрезания сорняков и предотвращения забивания лапы устанавливают в два или три ряда. Причем стрельчатые лапы рекомендуется размещать впереди односторонних для получения более равномерной глубины обработки и ровной поверхности. Нагрузки, воспринимаемые лапами культиватора первого ряда, примерно в 2 раза больше нагрузок лап второго ряда. Это объясняется тем, что лапы первого ряда воздействуют на еще не деформированную почву [2]. Оптимальное расстояние между лапами по ходу определяют по выражению: (3.5) где φ – угол трения почвы о металл; принимаем φ=25°; 2 γ – угол раствора лезвия лапы. . Принимаем L=550мм. Тогда величина перекрытия ∆b будет равна: ∆b=550∙〖tg7〗^0=67мм. Рисунок 3.3 – Схема расстановки рабочих органов. Расстояние между лапами в ряду определяется по формуле: B=2b-2∆b, где b - ширина захвата лапы культиватора, b=330мм. B=2∙330-2∙67=526мм. 3.4 Прочностные расчеты культиватора Расчет предохранительной нажимной пружины Рисунок 3.5 – Схема для расчета предохранительного устройства Определим усилие, при котором лапа культиватора должна выглубляться из почвы [2]: (3.6) где – тяговое сопротивление культиватора, ; n – число рабочих органов культиватора; k – коэффициент запаса устойчивости хода рабочих органов, k = 1,5…2,5 принимаем k = 1,5 [17]. (3.7) Определим усилие натяжения пружины при срабатывании предохранительного устройства [2]: (3.8) где H и l – плечи сил Q и F. Условие прочности для цилиндрических пружин [5]: (3.9) где τ – расчётное максимальное напряжение в поперечных сечениях витков пружины, МПа; [τ] – допускаемые напряжения для проволоки пружины, МПа; k – коэффициент влияния на напряжения кривизны витков и поперечной силы; F – максимальная сжимающая сила, Н; с – индекс пружины. (3.10) где d – диаметр проволоки пружины, мм; D – средний диаметр пружины, мм. Определяем силы при начальной деформации и максимальной деформации Пружина изготовлена из хромованадиевой стали 50 ХФА-4А ГОСТ 14959 - 79. Полагая, что диаметр проволоки пружины равен d = 11 мм, примем допускаемое напряжение для проволоки [τ] = 610 МПа, что соответствует рекомендации ГОСТ 13764 - 86. Сила пружины при начальной нагрузке определяем по формуле [5]: F1= (0,1…0,5)∙F2, (3.11) при максимальной деформации определяем по формуле: F3= (l,05…1,66)∙F2, (3.12) Предположим, что F1= 0,3∙F2, F3= 1,2∙F2,получаем: F1 = 0,3∙3100 = 930 Н; F3 = 1,2∙3100 = 3720 Н. Примем индекс пружины с = 8 [5]. Коэффициент влияния кривизны витков k = 1,17 [5]. Из условия прочности определяем [формула (3.9)] диаметр проволоки пружины [5]: В соответствии с ГОСТ 14959 – 79 окончательно принимаем d = 12 мм. Проверка прочности пружины проводится по формуле : τ = 8•1,17•3720•8/(3,14•122) = 616 МПа>[τ] = 610 МПа. Определяем средний диаметр пружины D и наружный диаметр пружины Dн . D = c • d = 8 • 12 = 88 мм. Dн = D + d = 88+ 12=100 мм. Определяем жесткость одного витка пружины [5]: С1 = 104•d/c3 =104•12/83 = 234,4 Н/мм. Определяем жесткость пружины: С = (F2—F1)/h; (3.13) С = (3100 —930)/55 = 39,45Н/мм. Определяем число рабочих витков пружины: n = С1 /С; (3.14) n = 234,4/39,45 =5,94. Примем n = 6. Уточняем жёсткость пружины и начальную нагрузку С = С1/ n =234,4/6 = 39 Н/мм. F1 = F2 - С • h = 3100 – 39 • 55 = 955Н. Определяем деформации пружин: Предварительную деформацию вычисляем по формуле: λ1 = F1/С = 955/39= 24,5 мм. Рабочую деформацию вычисляем по формуле: λ2 = F2/С = 3100/39 = 79,5 мм. Максимальную деформацию вычисляем по формуле: λ3 = F3/С = 3720/39 = 95,4 мм. Максимальную деформацию одного витка пружины определяем по формуле[5]: λ́3 = λ3/n = 95,4/6 = 15,9 мм. Определяем полное число витков пружины: n1 =n + n2, где n2 – число опорных витков(n2 = 1,5…2), принимаем n2= 2. n1 = 6+ 2= 8. Определяем шаг пружины: t = λ́3+d=15,9 + 12 = 27,9 мм. Определяем высоту пружины при максимальной деформации: L3 = (n1 + 1 – n3)d, (3.15) где n3 – число зашлифованных витков, примем n3 = 2. L3 = 12 • (8 +1 – 2) = 84 мм. Определяем высоту пружины в свободном состоянии: L0 = L3 + λ3 =84 + 95,4 = 179,4 мм. Определяем высоту пружины при рабочей деформации: L2 = L0 - λ2 = 179,4 – 79,5 = 99,9 мм. Определяем высоту пружины при предварительной деформации: L1 = L0 – λ1 =179,4 – 24,5 = 154,9 мм. Длина развернутой пружины определяется по формуле: L = 3,2 • D • n1; (3,16) L0 =3,2 • 100 • 8=2560мм. Определяем угол подъема витков: α = arctg α = arctg t/π•D = arctg 27,9/(3,14∙100) = arctg0,088 = 5 °. Рисунок 3.6 – Расчетная схема полученной пружины. Выводы по разделу Разработанные рабочие органы культиватора улучшают крошение пласта почвы и срез сорной растительности, способствуют снижению тягового сопротивления и увеличивают диапазон применения культиватора на почвах различной плотности и влажности. Определены тяговые сопротивления культиватора и подобраны предохранительные пружины. Размер файла: 5,7 Мбайт Фаил: 
(.rar)
Скачано: 3 Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Сельскохозяйственные машины / Совершенствование механизации поверхностной обработки почвы в ООО «Вертуновское» Бековского района с модернизацией культиватора КНК-4
Вход в аккаунт: