- •Передмова
- •1.1.1. Завдання та наукові основи механічного обробітку ґрунту
- •1.1.2. Операції, способи, машини і знаряддя для обробітку ґрунту
- •1.1.3. Ґрунт як об’єкт обробітку
- •1.2.1. Теоретичні основи технологічного процесу оранки
- •1.2.2. Ножі та теорія різання ґрунту лезом
- •1.2.3. Плужні корпуси та взаємодія клину з ґрунтом
- •1.2.5. Визначення параметрів польової дошки
- •1.2.7. Особливості швидкісних робочих поверхонь плужних корпусів
- •1.2.8. Сили, що діють на плужний корпус
- •1.2.9. Тяговий опір плуга
- •1.2.10. Обґрунтування схеми розміщення робочих органів на рамі плуга
- •1.2.11. Умови рівноваги плуга
- •1.3. Теорія та розрахунок дискових ґрунтообробних машин і знарядь
- •1.3.1. Основні геометричні параметри дисків
- •1.3.2. Регульовані технологічні параметри та процес роботи дисків
- •1.3.3. Силова характеристика і тяговий опір дискових робочих органів
- •1.4. Теорія та розрахунок зубових борін
- •1.4.1. Робочі органи і процес роботи зубових борін
- •1.4.2. Розміщення зубів на рамі борони
- •1.4.3. Рівновага і тяговий опір зубової борони
- •1.5. Теорія та розрахунок культиваторів
- •1.5.1. Робочі органи культиваторів та їхні параметри
- •1.5.2. Дія полільних і універсальних лап на коріння бур’янів
- •1.5.3. Взаємне розміщення полільних і універсальних лап
- •1.5.4. Дія розпушувальних лап на ґрунт і їх взаємне розміщення
- •1.5.5. Система кріплення лап до рами та стійкість ходу по глибині
- •1.5.6. Визначення основних параметрів культиваторів
- •1.6.1. Робочі органи фрез, проріджувачів і штангових культиваторів
- •1.6.2. Процес роботи і траєкторія руху робочих органів фрези та проріджувача
- •1.6.3. Основні параметри роботи фрези
- •1.6.4. Витрати потужності для роботи фрези
- •1.6.5. Визначення основних параметрів фрези
- •1.7. Теорія та розрахунок котків
- •1.7.1. Процес дії котка на ґрунт
- •1.7.2. Визначення параметрів котка
- •1.7.3. Опір перекочуванню котка
- •Основи теорії та розрахунку машин для сівби і садіння
- •2.1. Основні властивості насіння
- •2.1.1. Технологічні властивості насіння
- •2.1.2. Закономірності руху насіння
- •2.2. Типи робочих органів сівалок
- •2.2.1. Основи розрахунку котушкових висівних апаратів
- •2.2.2. Основи теорії та розрахунку дискових висівних апаратів
- •2.2.3. Основи теорії та розрахунку пневматичних висівних апаратів
- •2.2.4. Основи теорії сошників
- •2.3. Типи робочих органів машин для садіння
- •2.3.1. Основи теорії картоплесадильних машин
- •2.3.2. Основи теорії машин для садіння розсади
- •Основи теорії та розрахунку машин для внесення добрив
- •3.1. Способи внесення добрив, види добрив та їхні технологічні властивості
- •3.2. Типи робочих органів машин для внесення мінеральних добрив
- •3.2.1. Основи теорії дискових дозувальних апаратів
- •3.2.2. Основи теорії відцентрових розсіювальних дисків
- •3.3. Типи робочих органів машин для внесення органічних добрив
- •3.3.1. Вибір і обґрунтування параметрів конвеєрного дозувального апарата
- •3.3.2. Вибір і обґрунтування параметрів розкидального апарата органічних добрив
- •Основи теорії та розрахунку машин для захисту рослин
- •4.1. Основи теорії розпилення рідин і порошків
- •4.1.1. Механічне розпилення рідин
- •4.1.2. Утворення електрично заряджених аерозолів
- •4.1.3. Розпилення порошків
- •4.1.4. Конденсаційне утворення аерозолів
- •4.1.5. Вплив розмірів краплин на ефективність обприскування і обґрунтування оптимальної дисперсності
- •4.2. Технологічний розрахунок робочих органів обприскувачів
- •4.2.1. Розрахунок параметрів баків і мішалок
- •4.2.2. Розрахунок параметрів насосів
- •4.2.3. Розрахунок параметрів розпилювальних пристроїв
- •4.3. Технологічний розрахунок робочих органів протруювачів
- •4.4. Технологічний розрахунок робочих органів обпилювачів
- •5.1. Подільники і стеблепідіймачі
- •5.1.1. Основи теорії, призначення, типи і застосування подільників
- •5.1.2. Основи теорії, призначення, типи і застосування стеблепідіймачів та гичкопідіймачів
- •5.2. Мотовила
- •5.2.1. Призначення, типи і застосування мотовил
- •5.2.2. Основи теорії та розрахунку мотовил
- •5.3. Різальні апарати
- •5.3.1. Призначення, типи і застосування різальних апаратів
- •5.3.2. Параметри, що впливають на різальну здатність ножа
- •5.3.4. Ротаційні різальні апарати з вертикальною віссю обертання. Типи. Основи теорії та розрахунку
- •5.3.6. Ротаційні різальні апарати з горизонтальною віссю обертання. Основи теорії та розрахунку
- •5.4. Вальцьові апарати
- •5.4.1. Типи і призначення вальцьових апаратів
- •5.4.2. Основи теорії та розрахунку вальцьових апаратів
- •5.5. Подрібнювальні апарати
- •5.5.1. Призначення, типи і застосування подрібнювальних апаратів
- •5.5.2. Основи теорії та розрахунку подрібнювачів кормозбиральних комбайнів
- •5.6. Транспортувальні пристрої жаток
- •5.6.1. Призначення, типи і застосування транспортувальних пристроїв жаток
- •5.6.2. Основи теорії та розрахунку транспортувальних пристроїв жаток
- •5.7. Обчісувальні пристрої
- •5.7.1. Призначення, типи і застосування обчісувальних пристроїв
- •5.7.2. Основи теорії та розрахунку обчісувальних пристроїв
- •5.8. Підбирачі
- •5.8.1. Призначення, типи і застосування підбирачів
- •5.8.2. Основи теорії та розрахунку підбирачів
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок зернозбиральних комбайнів
- •6.1. Молотильно-сепарувальні пристрої
- •6.2. Соломовідокремлювачі
- •6.2.1. Призначення і типи соломовідокремлювачів
- •6.2.2. Основи теорії та розрахунку соломовідокремлювачів
- •6.3. Очисники зерна
- •6.3.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи очисників зерна
- •6.4. Домолочувальні пристрої
- •6.4.1. Призначення, типи, параметри і режим роботи домолочувальних пристроїв
- •6.5. Бункери для зерна
- •6.5.1. Елементи конструкції і параметри бункерів для зерна
- •6.5.2. Тривалість заповнення і розвантаження бункера
- •6.6. Продуктивність і пропускна здатність комбайна
- •Основи теорії та розрахунку робочих органів для згрібання і пресування сіна
- •7.1. Типи робочих органів і процес згрібання сіна
- •7.2. Обґрунтування параметрів і режимів роботи поперечних граблів
- •7.4.1. Типи робочих органів пресів
- •7.4.2. Обґрунтування параметрів пресувальної камери
- •Основи теорії робочих процесів машин для збирання кукурудзи на зерно
- •8.2. Основні робочі органи кукурудзозбиральних машин
- •8.4. Пропускна здатність і швидкість обертання відокремлювальних вальців
- •8.5.1. Вибір розмірів і частоти обертання очисних вальців
- •Основи теорії та розрахунку машин для післязбиральної обробки зерна
- •9.1. Принципи очищення і сортування зерна
- •9.2. Способи очищення і сортування зерна
- •9.3. Фізико-механічні властивості зернових сумішей
- •9.3.1. Геометричні розміри насіння
- •9.3.2. Аеродинамічні властивості зернових сумішей
- •9.3.3. Інші властивості зернових сумішей
- •9.4. Робота плоских решіт
- •9.4.1. Умови переміщення матеріалу на решеті, що коливається
- •9.4.2. Умови проходження зерна крізь отвори решета
- •9.4.3. Повнота розділення зерна і режим роботи решіт
- •9.4.4. Кінематичний режим роботи решіт
- •9.4.5. Навантаження на решета та їх продуктивність
- •9.5. Робота циліндричного трієра
- •9.5.1. Теоретичні основи роботи трієра
- •9.5.2. Випадання зерна з комірки трієра і установлення приймального лотока
- •9.5.3. Режим роботи циліндричного трієра
- •9.5.4. Продуктивність трієра
- •9.6. Фрикційне очищення
- •9.7. Повітряні системи
- •9.7.1. Робочий процес у вертикальному каналі з нагнітанням повітря
- •9.7.2. Робочий процес похилого повітряного потоку
- •9.8. Теорія та розрахунок вентиляторів
- •9.8.1. Типи вентиляторів
- •9.8.2. Основне рівняння вентилятора
- •9.8.3. Вибір вентилятора
- •9.9. Основи теорії сушіння зерна
- •9.9.1. Властивості зерна як об’єкта сушіння
- •9.9.2. Загальна схема процесу сушіння
- •9.9.3. Режим роботи і продуктивність сушарок
- •Основи теорії та розрахунку бурякозбиральних машин
- •10.2. Основи розрахунку параметрів апаратів для зрізування гички та очищення головок коренеплодів
- •10.2.1. Апарати для зрізування гички
- •10.2.2. Очисники головок коренеплодів цукрових буряків на корені
- •10.3. Типи та основні параметри викопувальних робочих органів
- •10.3.1. Лемішні викопувальні робочі органи
- •10.3.2. Дискові викопувальні робочі органи
- •10.3.3. Роторні викопувальні робочі органи
- •10.4. Вибір, обґрунтування і розрахунок основних параметрів очищувальних робочих органів
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання картоплі
- •11.1. Машини і способи збирання картоплі
- •11.3. Типи та основні параметри підкопувальних робочих органів
- •11.4. Вибір та обґрунтування основних параметрів пруткового елеватора і грохота
- •11.5. Типи сортувальних робочих органів
- •11.6. Визначення основних параметрів сортувальної роликової поверхні
- •Основи теорії та розрахунку машин для збирання льону
- •12.1. Характеристика льону як об’єкта збирання
- •12.2. Машини і способи збирання льону
- •12.3.1. Типи бральних апаратів
- •12.3.2. Основи теорії бральних апаратів
- •12.4. Льонозбиральні комбайни
- •12.4.1. Типи і робочий процес льонозбиральних комбайнів
- •12.4.2. Вибір та обґрунтування основних параметрів обчісувальних апаратів
- •Список використаної літератури
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
δmax = Sz cosα0 , |
(1.92) |
де α0 — кут, за якого ніж починає відрізати скибу.
Максимальне заглиблення a ножа в ґрунт має зв’язок із радіу- сом R і кутом α0. Цей зв’язок виражається залежністю
a = R − Rsinα0.
Звідси
|
|
sinα |
0 |
=1 − |
a |
; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|||||
|
|
cosα0 = |
|
2 |
a |
− ( |
a |
)2 . |
|
|
|||
|
a |
|
R |
R |
|
|
|||||||
Замінивши |
на m і підставивши значення cosα |
0 |
у залежність |
||||||||||
R |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(1.92), матимемо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
δmax = Sz |
|
2m −m2 . |
|
(1.93) |
Отже, товщина стружки залежить як від подачі Sz на ніж, так і
від глибини обробітку m.
Подача на ніж для просапних і болотних фрез, як правило, ста- новить 4…8 см, для польових — 10…15 см. При постійній подачі на ніж, але зменшенні глибини обробітку m товщина стружки зменшу- ється, тобто зростає ступінь кришіння і розпушування ґрунту.
Якщо в залежність (1.93) підставити значення подачі Sz на ніж із залежності (1.84), то дістанемо
δ |
max |
= |
2πR |
2m −m2 . |
(1.94) |
|
|
λz |
|
|
Отримана залежність (1.94) показує, що зменшення товщини стружки, а отже, і висоти гребенів, можна досягти збільшенням по- казника кінематичного режиму λ. Проте значне збільшення λ при- зводить до різкого збільшення витрати енергії.
1.6.4. Витрати потужності для роботи фрези
У процесі роботи фрези потужність витрачається на подолання опору робочими органами на відривання стружки в горизонтально- му напрямку крилом ножа, розрізання скиби у вертикальній пло- щині стояком ножа, кришіння і розпушування стружки, надання певної швидкості обробленому ґрунту, переміщення машини по по- лю.
117
Розділ 1
Оскільки для кожної операції важко визначити потрібну потуж- ність, дослідники, враховуючи деякі припущення і об’єднуючи опе- рації, встановили певні залежності для її визначення.
Заслуговує на увагу одна із них для фрези з горизонтальною віссю обертання, яка відображає суть роботи фрези і враховує її параметри. Вона полягає в тому, що загальну потужність N, яка витрачається на роботу фрези, розраховують як суму трьох видів потужності:
N = Nд + Nв + Nп, |
(1.95) |
де Nд — потужність на деформацію ґрунту, Вт; Nв — потужність на відкидання стружки, Вт; Nп — потужність на переміщення фрези по
полю, Вт.
Найважливішою є потужність Nд на деформацію ґрунту, яку ви- значають за формулою
Nд = kcazn/60, |
(1.96) |
де k — питомий опір деформації ґрунту, МПа; с — переріз ґрунтової стружки, см2; а — глибина обробітку, см; z — загальна кількість но- жів на фрезі, шт.; n — частота обертання фрезерного барабана, хв–1.
Питомий опір деформації ґрунту несталий. Він може змінювати- ся в широких межах залежно від типу і вологості ґрунту, стану його поверхні.
Потужність Nв на відкидання стружки наближено можна визна- чити за формулою
N |
|
= |
δQu2 |
, |
(1.97) |
в |
б |
||||
|
|
2 |
|
|
де δ — коефіцієнт відкидання, який залежить від форми робочого органа (для польових гаків δ = 0,85; для зігнутих ножів δ = 1,0); Q — маса ґрунту, що відкладається за 1 с; иб — колова швидкість бара-
бана, м/с.
Визначальним для цієї потужності крім маси ґрунту, що відкида- ється, є колова швидкість барабана.
Потужність Nп на переміщення фрези по полю визначають за виразом
Nп ≈10fQфv, |
(1.98) |
де f = 0,15…0,20 — коефіцієнт опору перекочуванню; Qф — маса
фрези, кг; v — швидкість руху агрегату, м/с.
Слід також ураховувати витрати енергії до 2…5 %, які є в меха- нізмах передач. Проте підштовхувальне зусилля реакції ґрунту в
118
Основи теорії та розрахунку машин і знарядь для обробітку ґрунту
процесі фрезерування дещо зменшує витрати енергії на переміщен- ня фрези, компенсуючи їх у передачах.
Загальна потужність, яка потрібна для забезпечення роботи фрези, як правило, більша, ніж для плуга. Однак при підготовці задернілого ґрунту під посів, виконаний системою «плуг — борона — культиватор», витрати енергії на одиницю обробленої площі фрезою дещо менші.
1.6.5. Визначення основних параметрів фрези
До основних параметрів фрези з горизонтальною віссю обертання барабана належать ширина захвату, діаметр барабана, кількість ножів, частота обертання барабана та відстань між сусідніми дис- ками на барабані.
Ширину захвату фрези В визначають, ураховуючи потужність трактора, з яким вона буде агрегатуватись.
Якщо прийняти, що в залежності (1.95) потужність, яка визнача- ється двома першими членами, прямо пропорційна кількості но- жів z фрези, то її ширину захвату можна визначити так. Візьмемо параметри ножа та із формул (1.96) і (1.97) при z = 1 визначимо по-
тужність на деформацію ґрунту Nд1 і відкидання скиби (стружки)
Nв1. Вважатимемо, що на одному диску буде встановлено zn ножів,
авідстань між сусідніми дисками lд. Тоді ширину захвату фрези можна визначити за залежністю
Nтр − Nп |
lд |
, |
(1.99) |
||||
B = |
|
|
|
|
|||
Nд |
− Nв |
zn |
|||||
|
|
|
|
||||
1 |
1 |
|
|
|
де Nтр — потужність трактора, Вт.
Діаметр барабана Dб вибирають, ураховуючи глибину обробіт-
ку, щоб диски, корпус редуктора, кожух та інші деталі під час робо- ти фрези проходили над поверхнею поля з мінімальним просвітом 50…60 мм. Більшість фрез має діаметр барабана Dб = (2,5…3,5)а.
Кількість ножів zn , закріплених на одному диску, залежить від подачі на один ніж Sz . Водночас подача на один ніж (1.84) зале-
жить від показника кінематичного режиму λ, тобто від поступальної швидкості фрези і колової швидкості барабана. Для фрез, які агре- гатуються з тракторами, що працюють зі швидкістю 3…6 км/год, найчастіше беруть 4, 6 або 8 ножів. Сучасні фрези для задернілих
ґрунтів мають Sz = 4…8 см, для староорних — Sz =10…15 cм.
Частота обертання n барабана залежить від поступальної швидкості v агрегату, заданої подачі на один ніж Sz і кількості но-
119