Федеральное государственное образовательное учереждение
высшего профессионального образования
БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра «Механизация сельского хозяйства»
РАСЧЕТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по «Сельскохозяйственным машинам»
на тему: «Разработка схемы дискового почвообрабатывающего орудия, расчет основных параметров и анализ его работы. (вариант №1, №20)»
Выполнил студент 31-И группы
инженерного факультета
Проверил доцент кафедры «Ме-
ханизация сельского хозяйства»
к.т.н.
Майский 2008 г.
Содержание:
3 - Общие сведения о дисковых плугах, лущильниках и боронах
10 - Исходные данные
11 - Анализ работы дискового орудия
17 - Расчет геометрических параметров дискового рабочего органа
18 - Тяговое сопротивление и силовые характеристики дисковых рабочих органов.
21 - Вывод.
22 - Литература
1. Общие сведения о дисковых плугах, лущильниках и боронах
1.1 Основные особенности
Дисковые рабочие органы меньше подвержены забиванию сорняками, соломой и другими волокнистыми материалами, чем поступательно движущиеся рабочие органы. Поэтому для мелкого лущения стерни зерновых культур широко применяют дисковые, а не лемешные лущильники. По тем же причинам первичную обработку болотных земель проводят тяжелыми дисковыми боронами с вырезными дисками.
Кроме того, при работе дисковых плугов и лущильников на сухих спекающихся почвах не происходит образования таких крупных глыб, какие возникают при работе лемешных плугов. Поэтому дисковые плуги применяют в странах с тропическим климатом.
В настоящее время получили распространение дисковые мульчировщики и дискаторы с индивидуальным размещением дисков на стойках. Данные агрегаты предназначены для рыхления и подготовки почвы под посев; уничтожения сорняков и измельчения пожнивных остатков; для предпосевной подготовки почвы без предварительной вспашки и обработки почвы после уборки толстостебельных пропашных культур. Бороны данного типа предназначены для работы на всех почвах с влажностью до 25%, уклоном поверхности поля не более 8%, твердостью почвы в обрабатываемом слое не более 4 МПа.
Классификация и характеристика основных типов дисковых орудий
По характеру выполняемой работы дисковые машины подразделяют на плуги, лущильники и бороны. Лущильники и бороны бывают симметричными и несимметричными, плуги только несимметричными.
Диски борон и лущильников, чередуясь с распорными катушками и подшипниками, образуют отдельные батареи, имеющие каждая горизонтальную ось вращения. В отличие от борон и лущильников каждый диск дискового плуга, дискатора и мульчировщика имеет свою ось вращения, образующую с горизонтальной плоскостью угол, приблизительно равный 20°.
Дисковые плуги, предназначенные для вспашки тяжелых твердых почв, обладают большим весом и по этой причине могут быть только прицепными и полунавесными. Для обработки мягких старопахотных почв некоторое распространение получили также двух-, трех- и четырехдисковые навесные плуги.
Тяжелые прицепные дисковые плуги снабжают дисками диаметром 610 -810 мм, навесные 580 - 710 мм. Плоскость лезвия диска образует с направлением движения трактора угол а=40-45° и с вертикальной плоскостью угол (3=15-25°). Каждый сферический диск дискового плуга крепится пятью-шестью болтами с потайными головками к фланцу короткого вала, вращающегося в двух конических или шариковых подшипниках, закрепленных в массивной литой стойке. Верхний конец этой стойки болтами или скобами присоединен к пустотелому (навесного) или массивному сплошному брусу рамы (прицепного) плуга. Для лучшего оборота пласта и очистки диска от налипающей почвы применяют короткие отвальцы, монтируемые на стойке из полосовой стали, присоединенной болтами к основной литой стойке дискового корпуса.
В стенку борозды упираются переднее и заднее наклонно установленные бороздные колеса у прицепного дискового плуга или только заднее бороздное колесо у навесного плуга, позволяя сохранить равновесие в горизонтальной плоскости.
Плоскость вращения бороздных колес образует с горизонтальной плоскостью угол 60 - 70°. Глубина хода дисков регулируется перестановкой по высоте полевого колеса. На диске каждого колеса можно монтировать съемные чугунные грузы.
Дисковые лущильники применяют в основном для лущения стерни на глубину 6-15 см, а иногда для ухода за парами. В зонах, подверженных ветровой эрозии, дисковые лущильники, снабженные высевающим аппаратом и семяпроводами, применяют для посева зерновых культур на полях с незапаханной стерней. Несимметричные дисковые лущильники изготовляют с шириной захвата до 6 м, а симметричные до 20 м.
Дисковые лущильники, как правило, прицепные и лишь узкозахватные лущильники (с шириной менее 2 м) делают навесными.
Общая схема прицепного несимметричного дискового лущильника аналогична схеме прицепного дискового плуга: лущильник имеет два бороздных и одно полевое колесо, ось переднего бороздного колеса связана тягой с прицепом лущильника, что делает это колесо управляемым при поворотах агрегата, глубина хода дисков регулируется перестановкой по высоте полевого колеса, рама состоит из одного мощного бруса. Угол а, образуемый плоскостью вращения лезвия дисков со стенкой борозды, может регулироваться в пределах 35 -45°. Эти лущильники работают на глубину до 15 см; их комплектуют дисками диаметром 450 - 510 мм, удаленными друг от друга на расстояние 125 - 200 мм. Конструкция предусматривает установку балластных грузов на заднее колесо и задний конец рамы. При транспортировании габаритная ширина лущильника уменьшается до 2 м в результате перестановки (поворота) колес, однако из-за большой продольной базы (расстояние между передним и задними колесами лущильника в транспортном положении равно 5 - 7 м) при переездах по неровной местности диски лущильника могут задевать за бугры.
Симметричные дисковые лущильники, выпускаемые отечественными предприятиями, изготовляют с шириной захвата 5, 10, 15 и 20 м.
Батареи из 8 - 10 дисков промежуточными рамками шарнирно присоединены к брусьям основной рамы. Диаметр дисков равен 450 мм, расстояние между дисками 170 мм, угол регулируется через каждые 5° в пределах 10 - 35°. При а=15 - 20° лущильник можно использовать в качестве односледной дисковой бороны. Глубина хода дисков регулируется грузами, размещаемыми в балластном ящике каждой батареи.
При работе симметричного лущильника на поверхности обработанного поля образуются свальные гребни и разъемные борозды.
Дисковые бороны по назначению делят на полевые, садовые и болотные (тяжелые), а по способу соединения с трактором - на навесные и прицепные.
Полевые дисковые бороны применяют для измельчения задернелых пластов и глыб на поверхности вспаханного поля, весенней предпосевной обработки зяби, а в некоторых случаях для культивации паров, лущения стерни и освежения лугов. Глубина обработки 6 - 10 см, диаметр дисков 450 - 500 мм, расстояние между дисками 165 - 180 мм, угол установки <х=10 - 22°.
Как правило, полевые бороны делают двухследными симметричными. Однако в последнее время для агрегатирования с мощными тракторами начали применять двухследные несимметричные бороны.
Полевые бороны навесного типа применяют лишь с тракторами мощностью 20 - 30 л. с. Ширина захвата дисковых навесных полевых борон обычно не превышает 2 м.
Для работы с более мощными тракторами используют прицепные дисковые бороны, имеющие ширину захвата до 4 м при жесткой и до 10 м при шарнирной конструкции рамы. Бороны этого типа транспортируют по дорогам на колесах с пневматическим ободом; перевод бороны из рабочею положения в транспортное производится при помощи гидроцилиндров.
Садовые дисковые бороны в основном прицепные несимметричные, что обеспечивает смещение в поперечном направлении линии тяги бороны, и поэтому трактор может двигаться на большем расстоянии от ряда садовых деревьев, чем при работе с симметричной дисковой бороной, имеющей такую же ширину захвата.
Садовые бороны применяют для рыхления почвы и подрезания сорняков в междурядьях плодовых деревьев. Угол установки и диаметр дисков у садовых борон больше, чем у полевых (диаметр дисков до 560 мм; а=15 - 25°).
Глубина обработки почвы при повторных проходах садовой бороны может быть доведена до 14 см.
Тяжелые, или болотные дисковые бороны, применяют как для первичной обработки осушенных болот на глубину до 25 см в результате нескольких перекрестных проходов, так и для разделки пластов, поднятых кустарниково-болотным плугом.
Бороны этого типа обычно бывают прицепными двухследными симметричными. Иногда применяют и односледные навесные бороны. Для устранения забивания пространства между дисками дерниной и ветвями кустарников диаметр дисков тяжелых борон 560 - 660 мм, а расстояние между дисками 230 -280 мм. Для устранения сгруживания ветвей кустарников впереди батарей дисков на боронах этого типа устанавливают так называемые вырезные диски. Вырезы, имеющие различную форму, располагаются на равных расстояниях по всей длине лезвия; число вырезов 5-12. Угол установки дисков а, регулируемый установочным винтом или гидроцилиндром, равен 10 - 20°.
Рабочие органы
В современных дисковых почвообрабатывающих машинах применяют диски с постоянной кривизной во всех точках их рабочей поверхности, т. е. сферические сегменты. Диски с переменной кривизной, образованные вращением эллипса или параболы, широкого распространения не получили.
Обычно у сферических дисков осуществляют наружную заточку лезвия со стороны выпуклой поверхности диска. Диски с внутренней заточкой (со стороны вогнутой поверхности) применяют лишь на некоторых дисковых боронах, предназначенных для работы на твердых почвах.