fн1 =0,32*112*101,6=3641,34
fн2 =0,68*112*101,6=7737,85
Среднее значение силы сопротивления растений срезу определяют по зависимости
(18)
где – удельная работа на срез растений с единицы площади (м2, см2);
Z – количество сегментов на ноже; хр - длина пути, проходимого ножом (сегментом) от начала до конца резания, см; fн1 =31,99 площадь нагрузки режущего аппарата, см2.
Для зерновых колосовых культур
Количество сегментов Z на ноже определяют по выражению
(19)
где В – ширина захвата режущего аппарата; t – шаг режущей части.
Поскольку в уравнение для определения Рср не входит независимая переменная х график этой силы – отрезок прямой линии, параллельной оси абсцисс (ОХ), в пределах рабочего перемещения сегмента (хр).
Силу инерции ножа в функции его перемещения находят по зависимостям: , (20 а)
где mн = mн 0 В – масса ножа, кг (mн 0 = 2…2,4 кг/м – масса одного метра длины ножа – удельная масса); В – ширина захвата режущего аппарата, м; r – радиус кривошипного вала механизма привода ножа, м; – угловая скорость кривошипного вала, с-1
Так как независимая переменная х входит в уравнение в первой степени и со знаком минус, функции линейные убывающие. Для построения графика изменения силы инерции в функции перемещениях ножа (прямая линия) достаточно определить значения в двух точках по ходу ножа, например в точке А: х = 0 (начало хода) и Ак: х = 2 r либо х = 2 l sin α либо х = 2(r 1+ r 2) (конец хода):
mн = mнВ=2*5,2=10,4 кг
Сила трения ножа о элементы пальцевого бруса при кривошипно-ползунном механизме привода складываются из двух составляющих:
Fтр = Fтр 1 + Fтр 2. (21)
Составляющая Fтр 1 возникает от силы тяжести ножа между соприкасающимися нижними поверхностями элементов движущегося ножа и верхними поверхностями неподвижных элементов пальцевого бруса. Ее величину находят по выражению
Fтр 1 = Gн f ′=101,92*0,3=30,57 H (22)
Gн = mнg=10,4*9,8=101,92 Н
где Gн = mнg – сила тяжести ножа, Н; f ′ – коэффициент трения ножа по элементам пальцевого бруса.
Значение коэффициента трения необходимо выбирать в пределах f ′ = 0,50…0,75 (трение стали по стали в абразивной среде и в условиях неучтенных защемлений от деформации ножа и пальцевого бруса).
График силы Fтр 1 – прямая линия, параллельная оси абсцисс.
Составляющая Fтр 2 возникает от прижатия головки ножа к направляющей корпуса жатки шатуном с силой N (рис. 13).
(23)
где f = 0,2…0,3 – коэффициент трения (сталь по стали в абразивной среде).
При работе режущего аппарата на его нож действует сила сопротивления движению ножа Т и движущая сила R, приложенная к головке ножа от механизма привода через шатун (а), колебательный рычаг (б), или шейку кривошипа вала сателлита (в). Для устойчивой работы ножа и всего режущего аппарата необходимо постоянное соблюдение условия равновесия
()
где – значение модуля силы сопротивления движению ножа в любой точке по его ходу; – значение модуля горизонтальной составляющей движущей силы в той же точке по ходу ножа. ( – значение модуля движущей силы).
Сила сопротивления движению ножа Т складывается из трех составляющих:
, (17)
где Рср – среднее значение силы сопротивления стеблей срезу, Н; – сила инерции ножа, Н; Fтр – сила трения ножа о пальцевый брус, Н.
T=30.57+91.46+1607=1729,0 Н
Т1=30,57+116,5+1575=1722 Н
Т 1 =30.57+188.85+1575+996.5=2790Н
T2=30.57+33+381.62=445Н
Т 2=30.57+114.83+381.62+996.5=1523Н
T3=30.57+0.49-24=7Н
Т 3=30.57+159.83-24+2117,5=2284Н
Т4=30,57-76-1225=-1270Н
Т 4=30,57+58,8-1225+2117,5=981Н
Т5=30,57-78-1607=-1654Н
Сила N прижатия головки ножа к направляющей или с учетом условия
,
Рис.14. Схемы механизма привода ножа
Для построения механизма привода ножа выбираем масштаб 1:25
R=50.8мм, в масштабе R=20.32,h=2r=40.64
l=10r=203.2мм
l+r=223.52мм
S=40.64
l-r=183мм
0,84:2,5=0,33мм
38,7:2,5=15,48мм
51,64:2,5=20,6мм
89,54:2,5=35,8мм
101,6:2,5=40,64мм
По полученным значениям силы Т и ее составляющих строим диаграмму сил, действ
Рис. 16. Диаграмма сил, действующих на нож режущего аппарата | Рис. 17. Диаграмма изменения мощности на привод ножа |
По данным расчетов построить диаграмму изменения мощности на привод ножа в функции его перемещения
Масштаб диаграммы мощностей μN должен выбираться из ряда 10, 20, 30…Вт/мм, причем наибольшая ордината уma x= N max/ μN должна быть не более 110…120 мм.
С целью упрощения процедуры расчетов и построения графиков, повышения наглядности и исключения ошибок диаграммы скоростей резания, сил, действующих на нож, и мощности на привод ножа желательно размещать друг под другом с расположением одноименных характерных точек на общих для трех диаграмм вертикалях.
.
Литература
1. Ломакин С.Г. Расчет рабочих органов уборочных машин. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы.
– М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2000
2. Комбайн зерноуборочный самоходный РСМ-101 «Вектор». Руководство по устройству и эксплуатации. Ростов-на Дону: ООО КЗ «Ростсельмаш», 2008
3. Особов В.М. Механическая технология кормов. –М.: Колос, 2009
4. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного
производства. –М.: ФГБНУ «Росинформагротех»,2011