2018-02-13
202
Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия:
N дв ≥ N т , (7.1)
где N дв – мощность двигателя, кВт;
N т – мощность, необходимая для выполнения технологического процесса, кВт.
Мощность, необходимая для выполнения технологического процесса комбайном
N т = N р + N ма + N ро + N п, (7.2)
где N р – мощность, затрачиваемая на процесс резания, кВт;
N ма – мощность на привод молотильного барабана, кВт;
N ро – мощность на привод остальных рабочих органов (принимать из таблицы 7.1), кВт;
N п – мощность на перемещение комбайна, кВт.
Таблица 7.1– Данные для расчета мощности N к на выполнение технологического процесса
| Марка комбайна | N дв, кВт | mэ, т | Δm, т | ηтр | N ро, кВт | Vб, м3 | |
| с копни-телем | с измель-чителем | ||||||
| ACROS 530 | 188,0 | 13,4 | 7,2-8,0 | 0,83-0,88 | 18-22 | 37-45 | 9,0 |
| VECTOR 410 | 154,0 | 11,1 | 4,2-5,2 | 0,7-0,85 | 18-22 | 27-30 | 6,0 |
| СК-5МЭ-1 | 88,2 | 8,0 | 2,2-2,7 | 0,83-0,88 | 10,0-12,5 | 24-27 | 3,0 |
| «Дон-1200Б» | 102,9 | 8,7 | 3,1-3,7 | 0,7-0,85 | 13,0-15,5 | 27-30 | 4,5 |
| «Дон-1500Б» | 162, 0 | 13,4 | 4,2-5,2 | 0,7-0,85 | 18-22 | 37-45 | 6,0 |
| КЗС-7 | 132, 0 | 11,6 | 4,0 | 0,7-0,85 | 13,0-15,5 | 27-30 | 5,0 |
| «Лида-1300» | 179,0 | 11,33 | 5,0 | 0,7-0,85 | 14,2-16,4 | 45-50 | 6,3 |
| КЗС-1218 (GS12) | 246,0 | 16,6 | 6,6-7,0 | 0,7-0,85 | - | 55-60 | 8,0 |
| КЗ-14 (GS14) | 265,0 | 18,0 | 8,4-9,0 | 0,7-0,85 | - | 67-74 | 10,5 |
7.1 Мощность, необходимая для выполнения процесса резания
N р = T maxw r, (7.3)
где T max– максимальная сила, действующая в приводе ножа, Н;
w − угловая частота вращения ведущего вала привода, с-1;
r − радиус кривошипа механизма привода ножа, м.
В процессе резания на нож режущего аппарата действуют силы (рисунок 7.1)
Ti = R cр + P j + F,(7.4)
где R cр – среднее значение силы сопротивления срезу стеблей, Н;
Pj – сила инерции масс ножа, возникающая за счет непостоянства скорости перемещения ножа, Н;
F – сила трения ножа по пальцевому брусу, вызываемая его силой тяжести, Н.
Рисунок 7.1 – Силы, действующие в приводе ножа режущего аппарата
7.1.1 Сила сопротивления срезу стеблей зависит от площади нагрузки и густоты стеблестоя
R cр = (ε f нz) / (x к − x н), (7.5)
где e – удельная работа, затрачиваемая на срез растений с 1 см2
(e = (1…2) × 10-2 Дж/см2 для зерновых культур). Большие значения необходимо принимать при срезе ржи и пшеницы, а меньшие – для ячменя и овса;
f н– площадь нагрузки на лезвие сегмента, см2;
х н и х к – величина перемещения ножа, соответствующая началу и концу резания (рисунки 6.2; 6.6 и 6.12), м.
Площадь нагрузки на лезвие сегмента
f н = LS, см2 (7.6)
где L – подача, см;
S – ход ножа, см.
Число сегментов
z = B / t, (7.7)
где B – ширина захвата жатки, м;
t – ширина сегмента, м.
7.1.2 Сила инерции
− для кривошипно-шатунного механизма
Pj = m нω2 r (1 − x / r); Н
− для механизма качающейся шайбы
Pj = ν m нω2 r (1 − x / r), Н
где ν – параметр, как функция перемещения от х,
ν = {(1 − x 2 / r 2sin2α) [1− (3 x 2 / r 2 − 2) sin2α]} / cosα;
−для механизма Шумахера
Pj ≈ m нω2 r (1 − x / r), Н
где m н− общая масса ножа (m н= m 0 B), кг; m 0 − масса одного погонного метра ножа (m 0 = 2,0…2,2 кг/м).
r – радиус кривошипа механизма привода ножа (r = S / 2), м;
α − угол наклона шайбы к оси вала (комбайн типа «ДОН» − α = 18°).
7.1.3 Максимальное значение силы инерции (при х = 0 и х = S):
− для кривошипно-шатунного механизма
Pj max = ± m нω2 r; Н (7.8)
− для механизма качающейся шайбы
Pj max = ± m нw2 r cos2α; Н (7.9)
−для механизма Шумахера
Pj max ≈ ± m нω2 r, Н (7.10)
7.1.4 Сила трения
F = f G, Н (7.11)
где G = m н g – сила тяжести ножа, определяемая из расчета его длины; Н
f – коэффициент трения для стали (f = 0,25…0,30).
7.1.4 По результатам расчетов построить графики изменения сил R cр, P j и F сопротивления, действующих на нож (рисунок 7.2):
– сила сопротивления срезу R cр графически представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс на отрезке от начала х н до конца х к резания;
– сила P j инерции графически изменяется по наклонной прямой с экстремумами (соответственно (7.8) и (7.9)) в начале (x = 0, точка H) и конце (x = S, точка L) хода ножа; при x = S / 2 (точка М) сила инерции для обоих механизмов равна 0 (рисунок 7.2);
Рисунок 7.2 – Закономерность изменения сил, действующих на нож режущего аппарата
– сила F трения графически (рисунок 7.2) отображается линией, параллельной оси абсцисс;
По максимальной суммарной силе T max (рисунок 7.2) для соответствующих типов приводов режущего аппарата определить мощность, затрачиваемую на преодоление сил сопротивления резанию.
7.2 Мощность, необходимая для обмолота(N о) и на холостой ход (N x):
N ма = N о +N x. (7.12)
7.2.1 Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений от взаимодействия бичей с растительной массой,
N 0 = { a т + b т [ q min]ф} [ q min]ф uб, (7.13)
где [ q min]ф – секундная подача массы, кг/с;
а т и b т – коэффициенты, зависящие от состояния и сорта культуры и конструктивных параметров молотильного устройства (для барабанно-декового аппарата а т = 100…120 Н·(кг/с)-1 и b т = 8…10 Н×(кг/с)-2).
Большие значения коэффициентов соответствуют длинносоломистому стеблестою большей влажности и меньшей длине барабана, а меньшие – короткостебельному хлебостою меньшей влажности и большей длине барабана.
7.2.2 Мощность N x холостого хода затрачивается на преодоление сил трения в опорах и сопротивление воздуха
N x = a x u б + b x u б3, (7.14)
где а х – коэффициент сил трения (для бильных барабанов а х = 0,85…0,90 Н на каждые 100 кг массы барабана (масса барабана у СК-5МЭ-1 – 250 кг; «ДОН-1500Б» – 370 кг; «ДОН-1200Б» и КЗС-7 – 290 кг; «ЛИДА-1300» – 320 кг);
b x – коэффициент, зависящий от плотности воздуха, формы и размера вращающихся частей барабана;
(для бильных барабанов b x = 0,055…0,090 Нс2/м2).
7.3 Мощность, необходимая для передвижения комбайна
N п = 10-3 PV м / (ηтр ηб), кВт, (7.15)
где P – усилие, затрачиваемое комбайном на перекатывание, Н;
ηтр – КПД трансмиссии ходовой части комбайна (ηтр = 0,87);
ηб – коэффициент буксования (ηб = 0,95…0,98).
Сопротивление перекатыванию
Р = G к (f ± i / 100), Н (7.16)
где f – коэффициент сопротивления качению (f = 0,07…0,09 – стерня после уборки зерновых);
G к = mкg – сила тяжести комбайна, к Н;
i – уклон поля, %.
Масса m к комбайна
m к = m э + ∆ m, т (7.17)
где m э – эксплуатационная масса комбайна, т (таблица 7.1);
∆ m – масса технологического материала, находящегося в бункере и копнителе комбайна, т (таблица 7.1).
7.4 Мощность N ро затрачиваемая на привод остальных рабочих органов принимается по справочным данным (таблица 7.1).
7.5 Общая потребляемая комбайном мощность на выполнение технологического процесса
N т = N р + N ма + N ро + N п., кВт
7.6 Сравнить расчетную потребляемуюмощность с мощностью двигателя комбайна и дать заключение.
