2.2 Обоснование предлагаемой модернизации

На современном этапе при существующей технологии почвообработки необходим хороший парк дисковых борон с модернизацией и переоборудованием основных узлов машины. Это, в свою очередь, повлияет на производительность машины и снижение затрат при обработке почвы. Снизится также себестоимость продукции.

В дипломной работе предлагается модернизация дисковой бороны БДМ-4х2 путем установки на нее секции чизельных лап.

При данном виде модернизации, а также правильных регулировках и правильном использовании, увеличится глубина обработки почвы с более интенсивным крошением и заделкой пожнивных остатков. Кроме этого мы сократим потребление энергосредств, т. к. вспашка не потребуется.

2.3 Устройство и рабочий процесс модернизированной бороны бдм-4х2

Борона прицепная дисковая БДМ-4х2 (рисунок 17) предназначена для лущения стерни и предпахотной обработки почвы. Борона используется во всех почвенно-климатических зонах.

Техническая характеристика бороны приведена в таблица 1.

Рабочий орган дисковой бороны – стальной заостренный сферический диск с вырезной режущей кромкой.

Сферические диски применяют в качестве рабочих органов дисковых плугов, лущильников, борон, иногда сеялок (однодисковый сошник). Вырезные диски устанавливают на тяжелых боро­нах, которые применяются как для первичной обработки тяжелых задернелых почв, так и для разделки связных пластов, поднятых при вспашке болотных и кустарниково-болотных земель. Диаметр дисков с вырезной кромкой – 650...700мм.

При движении бороны диски сцепляясь с почвой вращаются. Режущая кромка диска отрезает пласт почвы, отделяет его от массива и поднимает на внутреннюю (вогнутую) поверхность. Затем почва падает с некоторой высоты и отводится диском в сторону. В результате перемещения по диску и падения почва крошится, частично оборачивается и перемешивается. Дисковые бороны по сравнению с зубовыми меньше забиваются, перерезают тонкие корни и перекатываются через толстые.

Отличительной конструктивной особенностью БДМ от выпускаемых в СНГ дисковых борон состоит в том, что каждый диск расположен на индивидуальной стойке. Каждый ряд дисков имеет возможность регулировки угла атаки. Диск при этом выполняет роль лемеха и отвала, что способствует лучшему обороту отрезаемого пласта, его крошению, а также снижению требуемого тягового усилия трактора. Отсутствие в конструкции дисковых батарей с единой осью позволяет БДМ работать во влажную погоду, на

землях с большим количеством растительных остатков, а также на землях с любым количеством сорной растительности, при этом исключается наматывание на ось диска и плотное забивание рядов дисков. Отпадает необходимость применения в конструкции чистиков, так как в процессе работы происходит самоочищение диска.

1 - навеска; 2 - батарея; 3 - рама; 4 – боковой брус.

Рисунок 20 – Борона

2.4Расчеты конструкторской части Расчет чизельных лап

На проектируемую машину устанавливаем оборотную лапу на подпружиненной стойке для глубоких рыхлителей общего назначения. Стойку выбрали из условия (4.1):

(3.1)

где а – глубина обработки, мм;

Н – высота стойки, мм.

Т. к. минимальная глубина обработки должна быть 250 мм, то выбираем стойку с размерами L=205 мм; R=230 мм; ; Н=560 мм, где глубина обработки до 280 мм.

Рисунок 22-Проектируемая чизельная лапа

Для выбора предохранительной пружины необходимо определить силу необходимую для ее растяжения определяется по формуле 3.2:

F= (3.2)

Где a – глубина обработки, м

b – сечение стойки, м

– сопротивление почвы, кН/м .

Сечение стойки определяется по формуле 4.3.

b = (3.3)

где h – ширина стойки, м

с – толщина стойки, м

=0,065 м

Выбираем пружину № 155, с проволокой 1класса работающая на растяжение с диаметром равным 8 мм, а наружным диаметром пружины равным 63 мм и с силой пружины при максимальной деформации 3750 Н.

Пружина крепится к раме с помощью нормального болта с резьбой М20

При затяжке болта в нем возникает максимальная сила F [7] определяется по формуле 4.4:

, (3.4)

где – внутренний диаметр резьбы, мм;

– предел текучести материала болта, Н/мм².

2808 Н.

Момент затяжки болта определяется по формуле 4.5 [7]:

, (3.5)

где – коэффициент трения стали о сталь, ;

– приведенные угол трения, град, ,

– коэффициент трения в резьбе [8]:

.

тогда

;

– средний диаметр опорной поверхности гайки, мм.

Необходимое усилие на ключе при затяжке определяется по формуле 4.6 [8]:

, (3.6)

где – длина рукоятки стандартного ключа, ;

Н.

Проверим витки болта и гайки на смятие и срез (рисунок 3.23).

Среднее смятие в резьбе определим по формуле 3.7 [8]:

, (3.7)

где – число витков по длине свинчивания определим по формуле 4.8, шт [8].

Рисунок 22– Схема резьбового соединения:

d - наружный диаметр резьбы; d₁ – внутренний диаметр резьбы; d₂ – средний диаметр резьбы; Р - шаг резьбы; F – сила затяжки болта.

, (3.8)

– длина свинчивания, Н=40 мм;

– шаг резьбы, Р=1,5 мм;

шт,

– внутренний диаметр резьбы, мм;

– средний диаметр резьбы, мм;

– наружный диаметр резьбы, мм;

– коэффициент неравномерности нагрузки по виткам резьбы с учетом пластических деформаций [8].

По ГОСТ 9150-59 мм, мм, мм, , для стали 35 , где Н/мм² .

Тогда

Н/мм²,

Н/мм².

Условие: 8,39<256 Н/мм² показывает о способности резьбового соединения надежно работать на смятие.

Касательные напряжения среза резьбы определяются:

– для болта определим по формуле 4.9 [8]

, (3.9)

где R=0,8 для метрической резьбы,

Н/мм²;

– для гайки определим по формуле 4.10:

, (3.10)

Н/мм²;

Болт и гайка изготовлены из стали 35 [8]:

Н/мм²

(3.11)

(3.12)

Тогда 64>2,22 Н/мм² , 64>2,15 Н/мм² , что указывает на надежность работы соединения.