Проект бурякозбирального комбайна з конструктивною розробкою вібраційного лемішного копача (стр. 3 из 10)
· Пирій повзучий – один з найбільш шкідливих розповсюджених бур'янів. Сильно осушує ґрунт.
· Хвощ польовий – надає перевагу вологим кислим ґрунтам; сильної шкоди завдають також такі бур'яни як редька дика, Ромашко не пахуча, гірчиця польова.
До моменту збирання цукровий буряк має потовщений конусоподібний головний корінь від якого відходять в сторону (25–30 см) дрібні корені. Основна маса цукру (95–97%) сконцентрована в тілі буряка. Нижня хвостова частина головного кореня входить глибоко в ґрунт і при збиранні, як правило, обривається на діаметрі 8 – 10 мм і залишається в землі.
Матеріал коренеплоду – крихкий, анізотропний, неоднорідний по довжині і поперечному січенні. Поблизу хвостової частини (діаметр 10 – 30 мм) коренеплід менш крихкий і при навантаженні виявляються помітні ознаки пластичної деформації. В цій частині коренеплоду тимчасовий опір матеріалу і критичні кути згину значно більші, а жорсткість на згин менша чим в основної.
Головка кореня цукрового буряка може розміщуватись як нижче рівня (до 30 мм) ґрунту, та і вище його (до 80 мм і більше). Маса кореня цукрового буряка обумовлюється його розмірами і варіюється в широких межах від 0,4 до 0,8 кг.
Сильного пошкодження корені отримують при падінні з висоти більш 1,5 м, що відповідає швидкості співударяння 5,4 м/с. Підкопування коренів, при якому розрихлюється ґрунт різко знижує силу витягування його із ґрунту. Характеристики цукрового буряка приведені в табл. 1.1 [3].
Таблиця 1.1. Усереднено розмірно-вагові і механічні характеристики цукрового буряка
| показники | значення |
| Міжряддя, мм | 450 |
| Крок, мм | 200–350 |
| Висота розміщення головки над рівнем грунту, мм | 15–35 |
| Загальна довжина кореня, мм | 1200–1600 |
| Діаметр кореня, мм | 80–150 |
| Технічна довжина кореня, мм | 220–300 |
| Густина кореня, кг/м3 | 550–650 |
| Маса кореня, кг | 0,4–0,8 |
| Врожайність, ц/га | 250–550 |
| Модуль пружності, МПа | 18,4 |
| Момент інерції кореня, кг-м2 | 0,053 |
| Коефіцієнт питомого опору, Н/мм | 2,16–2,65 |
| Питомий опір при згині, МПа | |
| статичне навантаження | 1,8 |
| динамічне навантаження | 1,15 |
Аналогом проектованої машини є бурякозбиральний комбайн КС-6Б. Основні показники комбайна КС-6Б приведені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2
| Показники | Значення |
| Ширина захвату, м | 2,7 |
| Швидкість руху, км/год | 5–7,78 |
| Час повороту, хв. | 0,78 |
| Ємність технологічного транспорту, т | 0,80 |
| Кількість технологічного транспорту, од | 2 |
| Напрацювання до відмови, год | 1200 |
| Час відновлення, хв. | 43,2 |
| Коефіцієнт готовності | 0,04 |
| Напрацювання до технологічної відмови, год | 600 |
| Час усунення технологічної відмови, хв. | 24 |
| Коефіцієнт надійності технологічного процесу | 0,96 |
Для збирання цукрового буряка необхідний комплекс машин, в які входять наступні машини: гичкозбиральна машина БМ-6А, бурякозбиральний комбайн, навантажувач СПС – 4,2, а також транспортні засоби для перевезення основного і побічного врожаю.
Тому для проектування бурякозбиральної машини слід врахувати характеристику машин, що утворюють єдиний комплекс для збирання цукрового буряка.
Характеристика машини для збирання цукрового буряка приведена в таблиці 1.3.
Таблиця 1.3
| Показники | Значення | |
| Ширина захвату, м | 2,7 | 4,2 |
| Швидкість руху, км/год | ||
| робоча | 5…9 | 0,05…0,74 |
| транспортна | до 20 | 15 |
| Продуктивність, га/год | 1,3…2,43 | 200 (т/год) |
| Навантажувальна висота, м | 2,72 | 2,67…3,5 |
| Число зібраних рядків | 6 | - |
| Ширина міжрядь, м | 45 | - |
| Габаритні розміри, робочі, мм | ||
| довжина | 7500 | 7600 |
| ширина | 4500 | 7000 |
| висота | 3500 | 3600 |
| транспортні | ||
| довжина | 7600 | 7000 |
| ширина | 3300 | 3600 |
| висота | 3800 | 3500 |
2.Обґрунтування параметрів машини
2.1 Розрахунок продуктивності викопувального органа
Для ефективної роботи бурякозбирального комбайна, необхідно, щоб продуктивність викопувального пристрою зокрема коренезабірника коренеплодів була більшою або рівною за продуктивність самого комбайна.
Це можливо, коли швидкість коренезабірника рівна або більша за максимальну швидкість агрегату.
Qk = 0,1 ∙ Ak ∙ BM ∙ VM, т/год (2.1)
де Ак – урожайність коренеплодів, т/га, Ак = 45 т/га;
Вм – ширина захвату машини, м, Вм = 2,7 м;
VM – швидкість руху машини, км/год, VМ = 7,2 км/год.
Підставивши значення у формулу (2.1.) отримаємо
QK = 0,1 ∙ 45 ∙ 2,7 ∙ 7,2 = 87,48 т/год.
Продуктивність коренезабірника визначається за формулою:
Qc = 0,1 АКВМVНmax, т/год (2.2)
VНmax– максимальна швидкість руху бурякозбирального комбайна.
VHmax ≤ Rω (2.3)
ω – кутова швидкість коренепідбирача, с–1;
R – радіус руху шатуна, м.
Qc = 0,1AKBMRω, т/год (2.4)
З формули (2.4) випливає, що
(2.5)ω = 1,57 с –1.
2.2 Теоретичне обґрунтування геометричних параметрів викопуючих органів
При проведенні розрахунків геометрії них параметрів лемешів ставилися наступні вимоги: вісь коренеплоду повинна зберігати положення перпендикулярно до осі рядка або максимально наближено, при такому положенні виключається необхідність в силах підпору ґрунту. Цей фактор дозволить виключити негативний вплив стану ґрунту на якість роботи копачів. В процесі витягування коренеплоду потрібно забезпечити виконання двох функцій: розрізання пласта ґрунту різальною кромкою і порушення зв’язків системи «ґрунт – коренеплід»
Для ефективної роботи викопувального органу, потрібно щоб всі його елементи працювали злагоджено, щоб не створювалися затори на лемішах. Також потрібно спроектувати так щоб в руслі копача у вертикальному напрямку переміщуватися могло лише вертикально стояче тіло, що нагадує форму коренеплоду. Тому частини ґрунту, утворення яких можливе при дії на нього копача, в зону дії захоплюючого пристрою не попадали.
Визначення довжини леміша:
(2.6)де l – відстань між коренеплодами, l = 180…350 мм;
dk– діаметр коренеплоду, dk = 67… 122 мм;
– повздовжнє зміщення коренеплоду по осі рядка.L = 240 +
+ 2 ∙ 5 = 312,5 ммВикопувальний орган складається з двох частин: передні частини копачів розрихлюють грунт, руйнують зв'язки коренеплоду і ґрунту, а задніми частинами захоплюють коренеплід і виконують викопувальну функцію. Враховуючи фактори, які можуть впливати на ці процеси, визначимо наступні параметри.
Відстань між передніми крайніми точками лемешів:
Ln = dk + 2 ∙
+ 2 ∙ m; (2.7)де dk – діаметр коренеплоду, dk = 67… 122 мм;
– поперечне зміщення коренеплоду від осі рядка, (можливе зміщеннядо 60 мм);
m– можливе зміщення копача.
Ln= 85 – 2 ∙ 30 + 2 ∙ 15 = 175 мм
Відстань між задніми крайніми точками лемешів:
LЗ = dk – 2 ∙
, (2.8)де dk – діаметр коренеплоду, dk = 67 … 122 мм;
– горизонтальне зміщення крайніх точок максимального діаметрукоренеплоду.
Де
визначається по формулі: 
(2.9)де
– кут конусності коренеплоду, = 12о; 
– відстань між центром ваги коренеплоду і задніх крайніх точоклемешів,
= 10 мм. 
LЗ = 89 – 2 ∙ 1,06 ≈ 87 мм,
Повне вертикальне переміщення коренеплоду під час викопування визначається по формулі:
S = cО + n +
; (2.10)де сО – початкова відстань між центром ваги коренеплоду і поверхнею ґрунту;
n– висота між поверхнею ґрунту та задніми крайніми точками лемешів, п = 60 мм.
В свою чергу с0визначимо з табличних даних:
сО =cp–hk;(2.11)
де ср– координата центра ваги коренеплоду;
hk– висота коренеплоду над рівнем ґрунту.
сО=94–30 = 64 мм
S = 64 + 60 +10 = 134 мм.
При визначенні ширини леміша враховуємоконуcність коренеплоду та його довжину і визначаємо по формулі:
(2.12)