1. Режущий аппарат

Тип режущего аппарата задается значением размеров сегмента и противорежущей пластинки, а также соотношением величин хода ножа S, расстоянием между сегментами t и расстоянием между пальцами t_о.

На рис.1 показаны размеры сегмента и противорежущей пластинки (вкладыша). Значения размеров сегмента и вкладыша при соотношении S = t = t_о = а представлены в табл. 2.

Рис.1. Сегмент и вкладыш (противорежущая пластина) режущего аппарата.

Требуется определить.

Площадь подачи F на режущий аппарат, подачу L, частоту вращения кривошипа n мин^-1, скорости начала V_н и конца V_к резания, высоту стерни h.

Таблица 2. Размеры режущей пары

№ варианта (последняя цифра шифра)	П а р а м е т р ы
	a	a1	b1	b2	B3	c	c1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	80 79 77 75 71 78 76 74 72 70	32 30 28 26 24 31 29 27 25 23	25 24 23 22 21 20 24,5 23,5 22,5 21,5	55 56 57 58 59 60 55,5 56,5 57,5 58,5	59 60 61 62 63 65 61 62 63 64	16 14 12 10 8 15 13 11 9 8	21 19 17 15 13 20 18 16 14 12

Рис. 2. Типы режущих аппаратов:

а – нормальный с одинарным пробегом S = t = t₀, б – нормальный

с удвоенным пробегом ножа S = 2t =2t₀, в - низкого резания

S = t = 2t₀, г - среднего резания S = t = kt₀, где 2 k 1.

Вычертить:

1. Эскиз сегмента и противорежущей пластинки.

2. Абсолютную траекторию движения ножа.

3. Площадь подачи и площадь нагрузки.

4. Диаграмму отгиба стеблей и высоты стерни по характерным участкам.

5. Графические зависимости перемещения X, относительной V_о, абсолютной скорости V_а и ускорения j сегмента от угла поворота кривошипа  = t.

6. Скорости начала и конца резания.

Порядок выполнения

1.1. Вычерчивается в масштабе сегмент и противорежущая пластинка по размерам, приведенным в таблице 2.

1.2. Определяются параметры резания

Длина режущей кромки:

.

Площадь нагрузки:

F_н = fl , cм²

Угол наклона лезвия сегмента:

₁ = arctg((a-c) / 2(b-b₁)).

Угол наклона режущей кромки вкладыша:

₂ = arctg((a₁-c₁) / 2b₃).

Угол зацепления стебля:

₃ = ₁- ₂

Насечка: t_нс  д_ст / 2,5 , мм

где д_ст – диаметр стебля, д_ст = 2…4 мм,

Острота лезвия:

- сегмента _с = 25…30 мкм;

- вкладыша _в = 80…130 мкм.

Площадь подачи ножа:

F_п = SL, см²

где L – подача ножа;

Площадь пробега ножа:

F_пр = Sb₂ + Lb₂tg₁, см².

Коэффициент излишне пробегаемой лезвием площади:

.

1.3. Определяется кинематическая характеристика

Число оборотов кривошипа:

n = 30V_м/ L , мин^-1.

Угловая скорость:

 = n / 30, с^-1.

Перемещение ножа, мм

X = r(1-cost),

где r – радиус кривошипа , r = S/2.

Путь резания:

X_p = X_K - X_H,

где X_H, X_K – положение сегмента в момент начала и конца резания стеблей;

X_H = t_о – 0,5(а + а₁), мм;

X_K = t_о – 0,5(с + с₁), мм;

Скорость начала резания:

Скорость конца резания:

Скорость относительного перемещения сегмента:

V_о = rsin(t), м/с.

Абсолютная скорость перемещения сегмента (в функции от времени):

Ускорение сегмента:

j = r²cos(t), м/с².

Таблица 3.Кинематические параметры режущего аппарата

N	=t	X	Vo	Va	j
0
1
2
…
24

Рис. 3. Графические зависимости перемещенияX, относительнойV_о иабсолютной скоростиV_а, ускорения сегментаj от угла поворота кривошипа=t.

Рис. 4. Траектория абсолютного перемещения точки ножа.

Рис 5. Площадь подачи, площадь нагрузки

Рис. 6. Схема к определению скоростей резания

1.4. Строится абсолютная траектория движения ножа (рис. 4).

В системе координат Х0Y в одинаковом масштабе от точки А по оси Х откладывается ход S = 2r (для аппарата нормального типа), а по оси Y - подача L. Затем из т. О, отстоящей от т. А на расстоянии r = S / 2 , проводится полуокружность, имитирующая движение конца кривошипа радиуса r. Далее полуокружность (по дуге) и подача L разбивается на одинаковое количество (на 6-8) равных частей, точки деления обозначаются 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 1', 2', 3', 4', 5', 6', 7', 8' соответственно (нумерация возрастает по ходу вращения кривошипа и движения машины). После этого через точки 1...8 и 1'...8' проводятся вертикали и горизонтали соответственно и точки их пересечения 1^//...8^// соединяются плавной кривой, которая и будет являться траекторией абсолютного движения ножа.

1.5. Вычерчивается площадь подачи и площадь нагрузки (рис.5).

В системе координат XOY вдоль оси Х откладывается в линейном масштабе ход S ножа,а вдоль оси Y - в таком же масштабе две подачи L; затем вычерчивается абсолютная траектория движения сегмента кривая АВСпри прямом (справа - налево) и обратном ходе ножа.Площадь, ограниченная этой кривой и линией АС, будет площадью подачи F_п, так как при движении из положения 1 в положение 2 сегмент не срезает растения в пределах площади F_п. Срез растений с этой площади происходит только при ходе сегмента из положения 2 в положение 3. Причем все растения с этой площади срезаются только около одного пальца, поэтому в аппарате нормального резания с одним пробегом ножа площадью подачи F_п равна площади нагрузки F_н , то есть: F_п = F_н .

1.6. Определяется скорость начала и конца резания графическим способом

Для этого проводятся две осевые линии (рис. 6) на расстоянии S в масштабе и линия АХ вдоль пальцевого бруса режущего аппарата. Затем на левой осевой линии вычерчивается правая часть сегмента АВ в исходном левом положении, а на правой осевой линии - противорежущая пластина. Далее от точки А откладывается АО = r и из т. О как из центра вычерчивается полуокружность, которая и будет являться графиком изменения скорости ножа от перемещения х; V = f(х) в масштабе

m_v = , м/(смм). От т. А откладывается отрезок АА_о – зона перекрытия боковыми упорами пальцев режущего аппарата (табл. 4). Из т. А_о проводится горизонтальная линия до пересечения с лезвием противорежущей пластины. Через полученную точку проводится линия А₁В₁ паралельная линии АВ. После этого от А₁ восстанавливается вертикаль А₁К₁ до пересечения с графиком V = f (x) и находится скорость V_н начала резания. Для определения скорости V_к конца резания проводится через т. В горизонталь до пересечения с противорежущей пластиной в т. В₂. Из В₂ проводится линия А₂В₂  АВ , затем из т. А₂ восстанавливается вертикаль А₂К₂ до пересечения с графиком V = f (х) и определяется скорость конца резания V_к. Таким образом скорость:

- начала резания V_H = A₁K₁, м/с

- конца резания V_H = A₂K₂, м/с

7. Строится диаграмма отгиба стеблей и высоты стерни ( рис. 7).

Описание последовательности построения диаграммы подробно приведено на стр. 319-321 [1].

Высота стерни при резани:

- на первом участке

где h_a – высота установки режущего аппарата, мм; q₁ – поперечный отгиб стеблей:

q₁= 0,25(а₁+с₁), мм

- на втором участке

где q₂ – продольно-поперечный отгиб стеблей,

где  - угол между касательной к траектории абсолютного движения точки лезвия сегмента в точке её перегиба и линией относительного движения сегмента между пальцами;

 = arctg(L/r)

- на третьем участке

где q₃ – продольный отгиб стеблей по ходу движения жатки, определяется графическим способом по диаграмме (рис. 7).

Рис. 7. Диаграмма отгиба стеблей и высоты стерни для сегментно-пальцевого аппарата.

7. Определяютя силы, действующие на нож

Сила сопротивления срезу:

, Н

где, ε – удельная работа резания, Дж/см²; F_н – площадь нагрузки, см².

Таблиа 4. Параметры ножевой полосы

Показа-тели	Вариант (предпоследняя цифра шифра)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ААо, мм	7,5	8	8,5	9	9,5	10	10,5	11	11,5	12
, Дж/см^2	0,01	0,013	0,016	0,019	0,022	0,025	0,028	0,031	0,015	0,02
т, кг/п.м	1,9	1,95	2,0	2,05	2,10	2,15	2,2	2,25	2,3	2,35
,	0,34	0,32	0,30	0,28	0,26	0,24	0,33	0,31	0,29	0,27
º	30	27	24	21	18	15	12	9	6	3

Сила инерции:

Н

где т – вес погонного метра ножевого полотна, кг/п.м.

Сила трения ножа:

F_тр = F_тр1 + F_тр2 , Н

где F_тр1 – сила трения от веса ножа:

F_тр1 = 9,81тВ, Н

где  – коэффициент трения;

F_тр2 – сила трения от давления шатуна:

, Н

где  - угол наклона шатуна к ножевому полотну.

Суммарная сила составит:

F = F_c + F_и + F_тр , Н

Мощность на привод ножа определяется из выражения:

N = Fr , Вт ( кВт).