Дослідження зміни твердості грунту після проходу машин і розробка технічних засобів, які змінюють щільність сільськогосподарських угідь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВА РОБОТА

із дисципліни: Сільськогосподарські та меліоративні машини

На тему: «Дослідження зміни твердості грунту після проходу машин і розробка технічних засобів, які змінюють щільність сільськогосподарських угідь»

Зміст

Вступ

1. Будова і процес роботи культиваторів для суцільного обробітку ґрунту

1.1 Агротехнічні вимоги до культивації при суцільному обробітку

1.2 Культиватори для суцільного обробітку

1.3 Робочі органи культиваторів

2. Конструктивна схема пристрою, що розробляється

2.1 Теоретичний аналіз технологічного процесу

2.2 Розміщення лап на рамі культиватора

2.3 Розрахунок вузлів та деталей

2.4 Технологічний процес виготовлення та відновлення стрільчастої лапи

2.5 Технологічний процес зміцнення лапи

Список використаної літератури

Додатки

Вступ

Стан сільського господарства в Україні на даний час на низькому рівні. На це є багато причин: диспаритет цін промислових і сг товарів, монополістське становище переробних та заготівельних підприємств в окремих регіонах ті ін. Через ці причини сг виробник реалізовує свою продукцію за заниженими цінами і недоотримає значну лепту коштів, за які можна було б поновити парк техніки, відновити виробничі приміщення і т.д.

Перехід до ринкових умов господарювання в сільськогосподарському виробництві взагалі, в тому числі й у такій галузі, як рослинництво, вимагає не тільки збільшення обсягу, а й зниження собівартості продукції для підвищення її конкурентоспроможності. Основними умовами забезпечення розвитку галузі, поряд із зміцненням кормової бази, а й комплексна механізація виробничих процесів, кваліфіковане обслуговування і бережливе використання технічних засобів. Передовий досвід показує, що затрати праці і собівартість рослинницької продукції нижча в тих господарствах, де виконують комплексну механізацію технологічних процесів: посіву, догляду та збирання. Ця умова виконується, коли є в достатній мірі машини і обладнання, що зв'язані між собою технологічною лінією і встановленою продуктивністю. У нашому регіоні близько 35% земель з уклоном більше 1,5%, які відносяться до кутосхилових земель. Техніка, яка працює на даних землях зазнає впливу більшого навантаження ніж на звичайних землях. Тому є необхідність розробити спеціальну ґрунтообробну, зокрема культиватор, зерно - і кормо збиральну техніку.

Культиватор КПС - 4, широко використовується на звичайних полях, існує багато модифікацій, які пристосовані під конкретні умови роботи але культиватора для роботи на кутосхилових землях такого культиватора не існує.

1. Будова і процес роботи культиваторів для суцільного обробітку ґрунту

Культиватори призначенні для розпушування верхнього шару (залежно від культури 3-16см) ґрунту, боротьби з бур'янами, підгортання культурних рослин та внесення в грунт мінеральних добрив. Важкими культиваторами типу КПЭ-3.8А, КТС-10 можна здійснювати також мілке розпушування ґрунту на глибину до 16см. Ці знаряддя мають дещо меншу продуктивність, ніж дискові борони, але сприяють затриманні більшої кількості вологи в посушливий період, короткі терміни і високі вимоги до якості підготовки поля під посів - це умови, за яких мілкий обробіток без обертання скиби є найефективнішим.

За призначенням і кількістю виконуваних операцій культиватори бувають для суцільного та міжрядного обробітку, прості та комбіновані. За способом приєднання до трактора їх поділяють на причипні, напівначіпні та начіпні.

1.1 Агротехнічні вимоги до культивації при суцільному обробітку

Основні функції що покладені на знаряддя передпосівного обробітку ґрунту, і вимоги, які з цього випливають:

- розпушення поверхневого шару грунту(культиватори, зубові борони, фрезерні культиватори з вертикальною віссю обертання робочих органів)- уміст фракцій грунту розміром 0.3-5.0мм до 90% у посівному шарі;

- вирівнювання поверхні поля (культиватори, вирівнювачі, зубові борони, фрезерні культиватори)- гребнистість поверхні поля не більше ніж 3см;

- ущільнення ґрунту(котки кільчасто-шпорові, кільтасто-зубові, пруткові тощо) - до щільності посівного шару 0.9-1.1г/cм³

Вимоги до культивації при суцільному обробітку:

- суцільну культивацію проводять в установленні агротехнікою терміни і на певну глибину. Середня глибина обробітку не повинна відхилятися від заданої більш як на 1см;

- верхній посівний шар ґрунту після розпушення повинен мати дрібно-грудкувату структуру. Не можна вивертати на поверхню поля вологий грунт. Висота гребенів на розпушеному полі не перевищує 3-4см;

- під час культивації повністю (100%) підрізають бур'яни і обробляють поле так, щоб не було огріхів і пропусків.

При суцільному обробітку ґрунту поверхня поля має бути рівною, без гребенів і борозен. Розпушувати грунт так, щоб вологі шари не потрапляли на поверхню, а частинки не розпилювалися і не ущільнювалися. Відхилення від заданої глибини обробітку ґрунту -- не більше ±1 см. Робочі органи культиватора знищувати не менш як 98-99% бур'янів і не пошкоджувати рослин. Висота гребенів розпушеного шару не повинна перевищувати 3-4см.

1.2 Культиватори для суцільного обробітку

Робочі органи культиваторів -- це універсальні стрілчасті і розпушувальні лапи. Наконечник стрілчастої універсальної лапи прикріплений до жорсткого стояка. Кут нахилу леза до горизонтальної площини -- 23-30°. Кут між лезами -- 60-65°, ширина захвату -- 270 і 330 мм. Універсальні лапи добре розпушують ґрунт і підрізають корені бур'янів. Лапи використовують для обробітку ґрунту на глибину до 12 см. Носки розпушувальних лап мають два різальні леза з кутом між ними 60-70°. Лапи з жорсткими стояками з шириною захвату 35-65 мм використовують для обробітку ґрунту в садах і виноградниках на глибину до 25см.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - загальний вигляд; б-стрільчаста лапа; в і г-розпушувальні лапи;

1,12-бокові бруси сниці, 2-регулятор глибини, 3-опорне колесо, рама, 5 і 9 гряділі, 6-лапа, 7-повідець, 8-начіпка для борін, 10-гідроциліндр, 11-центральний брус сниці, 13-сниці, 14-підставка, 15-тяга, 16-стояк, 17-кутник рами, 18-пружина, 19-шплінт, 20-штанга, 21-планка,22-тримач, 23-болт.

Рисунок 1.1- Культиватор причіпний гідрофікований КПС-4

Культиватор причіпний гідрофікований КПС-4 (рис. 1.1) призначений для суцільного передпосівного розпушування ґрунту і підрізування бур'янів з одночасним боронуванням на швидкості до 12 км/год. Ширина захвату -- 4 м, глибина обробітку -- 5-12 см. Кілька культиваторів агрегатують за допомогою зчіпок у широкозахватні агрегати для роботи з тракторами тягового класу 3-5.

Основні вузли культиватора (рис. 1.1, а): зварна рама 4, сниця, що зібрана з центрального 11, бокових 1, 12 брусів, опорні колеса 3 з гвинтовим механізмом 2 регулювання глибини ходу робочих органів, гряділі 5 з лапами 6, пристосування 8 з повідцями для начіпки борін, з'єднувальний шарнір для комплектування шеренгового агрегату, гідроциліндр 10 і причіп 13.

Начіпний варіант культиватора КПС-4-03 обладнаний замком автозчіпки СА-1 для швидкого агрегатування з трактором. До культиватора додаються стрілчасті універсальні лапи з шириною захвату 270 і 330 мм і пружинні розпушувальні лапи з шириною захвату 50 мм. Стояки лап прикріплюють на гряділях 5 і 9, шарнірно приєднаних до бруса рами. Стрілчасті лапи встановлюють у шаховому порядку в два ряди.

Для обробітку слабко забур'янених полів у передньому ряду на коротких гряділях закріплюють лапи з шириною захвату 270 мм, а в задньому на довгих гряділях -- лапи з шириною захвату 330 мм. Різальні леза задніх лап з кожного боку повинні на 4-5 см перекривати леза передніх (для повного підрізування коренів бур'янів). При обробітку сильно забур'янених полів на коротких і довгих гряділях установлюють лапи з шириною захвату 330 мм.

Розпушувальні лапи розміщують у трьох поперечних рядах: на коротких гряділях закріплюють по одній лапі, а на довгих за допомогою спарених тримачів -- по дві. Відстань між сусідніми борозенками -- 16,6 см. Глибину обробітку ґрунту регулюють гвинтовими механізмами 2, зміщуючи (по висоті) опорні колеса відносно рами.

При встановленні культиватора на задану глибину обробітку потрібно:

відрегулювати площину рами паралельно поверхні майданчика, змінюючи довжину розкосів і верхньої центральної тяги на-чіпки трактора;

встановити культиватор посередині відносно поздовжньої осі трактора і жорстко закріпити культиватор відносно трактора, користуючись ланцюговими розтяжками нижніх тяг начіпки трактора;

під опорні колеса культиватора встановити підкладки, висота яких менша за задану глибину обробітку на 2-3 см (величина грузнення коліс у ґрунт);

робочі органи культиватора встановити так, щоб їхні леза всією довжиною торкались поверхні майданчика.

Культиватор КПСП(Н)-4Р призначений для спеціальної культивації з одночасним боронуванням.

Він обладнаний пристосуванням для приєднання чотирьох зубових пластинок борін. Агрегат забезпечує рівномірне розпушування ґрунту на глибину 5-12 см з повним знищенням бур'янів. Самозаточувальні стрілчасті лапи виготовлені з високоякісної сталі і наплавлені сормайтом (надтвердим сплавом на основі заліза). Робочі органи мають незалежну підвіску, що покращує копіювання рельєфу поля.

Широкозахватний причіпний беззчіпковий культиватор КШУ-12 призначений для передпосівного розпушування ґрунту та обробітку парів. Ширина захвату культиватора --12 м. Агрегатують з тракторами класу 2.

Культиватор складається з рами із'сницею, чотирьох спарених коліс центральної секції і двох коліс крайніх секцій, робочих органів (лап і борінок), гідравлічної системи, механізму регулювання глибини ходу робочих органів.

Рама культиватора має центральну, дві крайні і дві середні секції, з'єднані між собою шарнірами. В робочому положенні секції розміщені в одній площині і шарніри замикаються фіксаторами. Центральна і крайні секції спираються на колеса. Для транспортування культиватора на далекі відстані за допомогою механізмів піднімання крайні та середні секції повертають відносно центральної й розміщують вертикально. Фіксують підняті секції у складеному положенні замками на спеціальних стояках. Механізм складання секції включає в себе кронштейни, тяги, чотири гідроциліндри.

Колеса культиватора мають гідравлічні шини (тиск повітря 0,245 МПа), консольно закріплені на кронштейнах. Спарені колеса підтримують центральну секцію, а одинарні -- крайні.

Робочими органами культиватора є стрілчасті універсальні або розпушувальні лапи шириною захвату, відповідно, 330 і 150 см, які забезпечують підрізання бур'янів і розпушування ґрунту на глибину 6-12 см. Розміщують лапи на культиваторі в три ряди. Стояки лап кріплять до рами культиватора індивідуально за допомогою тримачів і двох підпружинників. За лапами до рами культиватора прикріплюють зарівнювальний пристрій (пружинні або роторні борінки) для зарівнювання борозен, утворених при роботі лап.

Пружинна борінка -- це набір зубів з підпружинниками, встановленими на брусі. Прикріплена борінка до заднього бруса рами культиватора. Тиск зубів на ґрунт регулюють стисканням пружини і га штанзі механізму приєднання борінки до рами культиватора.

Роторна борінка складається з вала, до якого з певним кроком приварені диски. До цих дисків по гвинтовій лінії прикріплені прутки. Роторні борінки також прикріплюють до заднього бруса рами.

Гідравлічна система має два самостійні контури з двома виводами до трактора. Контур для переведення культиватора на далеке транспортування

включає чотири гідроциліндри, рукави високого тиску, трубопроводи і трійники; контур для переведення культиватора із робочого положення в транспортне, і навпаки, -- три гідроциліндри, рукави високого тиску трубопроводи та трійники.

Глибину ходу лап центральної секції регулюють гвинтовою парою, яка через двоплечий важіль з'єднана з гідроциліндром. Зміною положення гідроциліндра через механізм підкочування регулюють положення коліс відносно рами культиватора, а значить -- глибину обробітку. Глибину ходу лап бокових секцій регулюють гвинтовою парою, яка з'єднує кронштейни рами і колеса. Один оберт гвинта відповідає зміні глибини обробітку ґрунту до 15 мм.

Культиватор широкозахватний пружинний КШП-8 призначений для розпушування ґрунту, знищення бур'янів, раннього весняного закриття вологи і культивації ґрунту з рівним і хвилястим (схили до 10°) мікрорельєфом, засміченим камінням. Культиватор -- начіпний. Його агрегатують з тракторами тягового класу 1,4 (при ширині захвату 3,6 м) і 3 (при ширині захвату 6 і 8,4 м).

Культиватор складається з рами 2 (рис. 1.2), опорних коліс 5, робочих органів 7, механізму регулювання глибини 4, вирів-нювальних брусів 1, роторних борінок 8, гідравлічної системи та механізму піднімання бокових секцій.

1-вирівнювальний брус, 2-рама. 3-замок. Механізм регулювання глибини,5-колесо, 6-натискна штанга з пружиною, 7-робочий орган, 8-роторна борінка.

Рисунок 1.2- Культиватор широкозахватний пружинний КШП-8

Рама культиватора (зварної конструкції) складається з основної, двох проміжних і двох крайніх секцій. У середній частині рами основної секції є замок для з'єднання культиватора за допомогою автозчіпки СА-2 з трактором та упори для фіксації бокових секцій у піднятому положенні при транспортуванні на значні відстані.

Опорні колеса культиватора мають пневматичні шини і обладнані гвинтовим механізмом регулювання глибини ходу робочих органів.

Культиватор обладнаний розпушувальними лапами 7 на 5-по-дібних пружинних стояках, верхній кінець яких за допомогою кронштейна і скоби прикріплений до поперечних брусів рами. Стояки розміщені на рамі секцій у чотири ряди.

Механізм регулювання глибини ходу робочих органів складається з гвинтового механізму, що з'єднує кронштейни опорного колеса з кронштейном, закріпленим на рамі. Механізм піднімання бокових секцій рами, шарнірно приєднаних до основної секції, має гвинтові стяжки, гідроциліндри і розкоси.

Залежно від умов роботи культиватор комплектують вирівню-вальними пристроями в трьох модифікаціях: КШП-8 з пружинними борінками -- для роботи на кам'янистих ґрунтах; КІПП-8-0,1 з роторними борінками -- для некам'янистих ґрунтів; КШП-8-0,2 з роторними борінками і вирівнювальним брусом -- для вирощування кукурудзи та інших просапних культур.

Культиватор причіпний КПЗ-9,7 призначений для ранньовесняного закриття вологи та культивації ґрунту під зернові, технічні культури на полях з рівним і хвилястим мікрорельєфом (на схилах до 8°). Агрегатують з тракторами класу 3. Культиватор КПЗ-9,7 складається з рами, сниці, чотирьох пар коліс, вирівнювальної дошки, розпушувальних робочих органів (лап), роторних борінок, гідравлічної системи та системи заглиблення робочих органів:

Рама має секційну будову і складається з центральної і двох бокових рам, шарнірно з'єднаних між собою осями. Зверху до брусів центральної секції рами болтами прикріплена розтяжка для встановлення гідроциліндрів механізмів піднімання (опускання) бокових рам і утримання їх у вертикальному положенні. Спереду до центральної секції рами приєднана сниця, за допомогою якої культиватор агрегатують з трактором. На сниці кріпиться підставка для встановлення причепа на висоту причіпної скоби трактора. Під час роботи підставку піднімають і фіксують на нижньому отворі.

Колеса культиватора з пневматичними шинами консольно встановлено на підшипниках (по два на одному кронштейні). Кронштейн на підшипниках розміщений на повідку шарнірно приєднаному до рами. На центральній секції рами є дві пари коліс, а на бокових -- по одній.

Вирівнювальна дошка, призначена для вирівнювання мікрорельєфу поля, кріпиться до середнього бруса рами за допомогою підпружинного механізму.

Робочим органом культиватора є розпушувальні оборотні лапи на Б-подібних стояках. Лапа до стояка кріпиться за допомогою болта з гайкою, а стояки до рами -- скобами, болтами і гайками. Робочі органи розміщуються на рамі в чотири ряди.

Роторні борінки мають диски з привареними до них планками і обертаються на спеціальних підшипниках. Приєднуються борінки до задніх брусів рами за допомогою кронштейнів, гумових амортизаторів, скоб і болтів.

Гідравлічна система культиватора складається з двох контурів із двома парами виводів до трактора. Один контур призначений длявиглиблення (заглиблення) робочих органів культиватора. Він складається із трьох гідроциліндрів, рукавів високого тиску, трубопроводів і з'єднувальної гідроарматури. Другий контур забезпечує переведення бокових секцій рами в положення для далекого транспортування і складається з двох гідроциліндрів, рукавів високого тиску, подільника потоку і з'єднувальної арматури. Гідравлічну систему культиватора можна під'єднати до гідросистеми трактора.

Система виглиблення (заглиблення) робочих органів включає в себе відповідний контур гідравлічної системи, повідки, штангу, кронштейн для з'єднання гідроцилиндрів з колесами і чотири пари коліс.

Працює культиватор так. При робочому ході вирівнювальні дошки вирівнюють мікрорельєф, лапи розпушують на встановлену глибину поверхневий шар ґрунту, а роторні борінки, розміщені ззаду, розбивають грудки та зарівнюють борозенки, утворені лапами. Вирівнювальну дошку регулюють по вертикалі перестановкою точки начіпки дошки на кронштейні бруса рами, а кут нахилу переміщення кронштейна -- по секторові механізму приєднання дошки до рами.

Висоту причепа сниці відносно землі регулюють так. При закріпленні штанги механізму заглиблення на віддалений отвір (від причепа сниці) висота причепа сниці від землі буде близько 320 мм, на середній -- 320-500, на найближчий -- понад 500 мм.

Кут нахилу вирівнювальної дошки змінюють по вертикалі переставлянням точки начіпки дошки на кронштейні бруса рами за допомогою кронштейна, переміщуючи його по секторові механізму приєднання дошки до рами. Глибину ходу лап культиватора регулюють механізмом заглиблення. Тиск роторних борінок на ґрунт змінюють переміщенням передньої точки кронштейна борінки, закріпленому на задньому брусі рами, між щоками скоби.

Культиватор Турбо 2(Kverneland) (рис. 1.3) призначений для післяжнивного обробітку ґрунту. Він переміщує і загортає солому, забезпечує оптимальні умови для розщеплення післяжнивних решток, сприяє процесу оранки і підвищенню врожайності культур.

Рисунок 1.3- Культиватор Турбо 2

Робочі органи культиватора, турбозуби, обладнані двома індивідуальними листовими ресорами, що при роботі забезпечують так званий турбоефект.

культивація ґрунт стрільчаста лапа

Рисунок 1.4-Робочі органи культиватора-турбозуби

Грудки при цьому не просто розбиваються, а в ротаційному русі ґрунт викидається у напрямку вверх і вперед, забезпечуючи таким чином ефективне перемішування соломи і землі. При цьому глибина обробітку залишається заданою. Машина має міцну зварну раму, на якій встановлені зуби в чотири ряди, що знижує ризик забивання, пропускаючи великі об'єми рослинних решток. Глибина обробітку змінюється опорними колесами, а для її визначення машина обладнана індикатором глибини. Модульна конструкція основана на рамі з 9 або 13 зубами, дозволяє збільшити кількість зубів культиватора від 9 до 15 для фіксованих моделей, і від 13 до 29 -- з гідравлічним складанням секцій у транспортне положення. Робоча ширина захвату машини - 2-6.6м.

Культиватор комплектується стандартними долотами (рис 1.5), які, по мірі спрацювання, можуть бути повернуті на 180°. Долота «гусяча лапка» 2 і 3 використовують для інтенсивнішого перемішування грунту, а крилоподібні долота 5- для повного підрізання грунту.

1-стандартне долото, 2-«гусяча лапка» 12см, 3-«гусяча лапка» 18см, 4-закручене долото, 5-крилоподібне долото 24см+стандартне долото.

Рисунок 1.5- Види долот

Закручене долото 4 сприяє підвищенню ефекту перемішування землі і соломи. Всі робочі органи долота виготовлені з спеціальної сталі і термічно оброблені, що знижує спрацювання і подовжує їх сервісний строк служби.

Культиватор Турбо 2 можна обладнати регулювальними соломозагортаючими дисками (рис 1.6) для інтенсивного подрібнення обробленого шару грунту. Вони приєднуються до культиватора через подвійні пружини, що за різних грунтових умов дозволяє регулювати тиск.

Рисунок 1.6- Соломозагортаючі диски

Культиватор-чизель FG (HORSCH) (рис. 1.7) - це універсальний культиватор із спеціальними культиваторними лапами, встановленими на досить міцній рамі для обробітку ґрунту на глибину 2-8 та 10-20 см. Машина може комплектуватися різними видами куль-тиваторних лап, наприклад, лапами для повного, плоского зрізання поверхневого шару шириною 40 см, або з відвальними лапами для інтенсивного перемішування післяжнивних решток і глибокого обробітку ґрунту на глибину до 20 см. Рама культиватора

Рисунок 1.7 - Культиватор FG -18.30 - 61

G-12.30 має три секції, а культиватора FG -18.30 - п'ять, які в транспортне положення складаються за допомогою виносних гідравлічних циліндрів. Секційна будова рами, крім цього, забезпечує оптимальне копіювання рельєфу поверхні поля і обробіток на задану глибину. Робочі органи розташовані в чотири ряди з відстанню між ними 1,2 м, кількість робочих органів для культиватора 12.30 - 39 штук, а для культиватора FG -18.30 - 61, ширина захвату - 11,7 і 18,3 м відповідно.

Культиватор MF-312 (Massey Ferguson) (рис. 1.8) призначений для післяжнивного обробітку ґрунту безпосередньо після збирання врожаю і загортання соломи. Виготовляється 16 моделей культиваторів із робочою шириною захвату 2,6-6,0 м. Машина має міцно зварену раму модульного типу, на якій встановлюють 6-13 лап і 7-14 дисків. Жорсткі стояки робочих органів мають запобіжники у вигляді зрізних болтів або механічного відводу. Машини із збільшеною шириною захвату мають механізми складання в транспортне положення за допомогою гідравлічної системи.



Рисунок 1.8 - Культиватор MF-312

1.3 Робочі органи культиваторів

На культиваторах застосовують такі робочі органи, як лапи, підгортачі, голчасті диски, підживлювальні ножі, штанги та полольні зуби.

Лапи залежно від призначення і виконуваного процесу поділяють на полольні та розпушувальні. Полольні лапи бувають однобічні плоско різальні(бритви), стрільчасті плоско різальні без хвостовика та з хвостовиком, долотоподібні (розпушувальні), оборотні (наральникові) та списоподібні.

Однобічні плоско різальні лапи (рис.1.9) призначені для перших міжрядних обробітків з метою підрізування бур'янів і розпушування ґрунту на глибину до 6см. Лапа складається з полиці, поставленої під невеликим кутом до горизонту, яка підрізує бур'яни і шар ґрунту, частково розпушуючи його, і вертикального щитка, що є ножем і одночасно захищає молоді рослини від засипанням ґрунту. Лапи бувають ліві та праві з шириною захвату 85-182мм. Лезо лапи заточують зверху під кутом 8-10 градусів.

Стрільчасті плоско різальні лапи без хвостовика і з хвостовиком призначенні для обробітку ґрунту на глибину до 6см. Вони підрізають буряни і частково розпушують грунт. Лапи кріпляться болтами до стояка. Ширина захвату 1.3-1.5м. Лезо лапи заточують під кутом 8-10 градусів. Стрільчасті лапи-плоскорізи призначені для обробітку ґрунту, які зазнають ерозії. Плоскорізи складаються із стояка, до якого в нижній частині приварено п'ятку, лівого і правого лемешів, долота і башмака. Леміші і долота кріплять до башмака, а башмак-до п'ятки.



а б в г д

е є ж з

і к л

а- однобічна лапа, б-стрільчаста лапа без хвостовика, в-плоскорізальна лапа, г-стрільчаста універсальна лапа, д-долотоподібна лапа, розпушувальна оборотна лапа, є-списоподібна лапа, ж-підгортач, з-лапа-полиця, і -голчастий диск, к-підживлювальний ніж, л-полольний зуб.

Рисунок 1.9- Робочі органи культиваторів

Максимальна глибина обробітку плоско різа до 16см, а ширина захвату 0.3-1.5м.

Стрільчасті універсальні лапи з хвостовиком і без хвостовика поєднують роботу польних і розпушувальних лап. Вони одночасно з підрізанням бурянів добре розпушують грунт. Стрільчасті універсальні лапи застосовують для передпосівного і міжрядного обробітку просапних культур на глибину до 12см. Ширина захвату лап 220-330мм. Лезо лапи заточують знизу кід кутом 10-12градусів.

Розпушувальні долотоподібні лапи призначенні для розпушування ґрунту на глибину до 16см без вивертання на поверхню нижнього шару ґрунту. Їх застосовують для міжрядного обробітку посівів цукрових буряків та інших культур. Лапа виготовлена як одне ціле зі стояком. Стояк має прямокутний переріз, у нижній частині загнутий і загострений у вигляді долота. Ширина долота 20мм.

Розпушувальні оборотні лапи призначенні для розпушування ґрунту. Їх застосовують з обох боків. При спрацюванні одного кінця лапи можна повернути на 180 градусів. Оборотні лапи кріпляться як до жорстких, так і до пружинних стояків. Лапи із жорсткими стояками застосовують для передпосівного або міжрядного обробітку окремих культур, а з пружинними-для вичісування кореневищних багаторічних бур'янів при суцільному обробітку. Ширина лап 45-55мм. Глибина обробітку до 12см.

Списоподібні лапи призначенні для розпушування ґрунту і знищення кореневищних багаторічних бур'янів. Лапа загострена з одного кінця у вигляді списа і кріпиться до стояка двома болтами. Глибина обробітку до 16см.

Лапи-полиці призначені для підгортання картоплі та інших культур. Полиці підрізують бур'ян, розпушують грунт у міжряддях і частину ґрунту відкидають на захисну зону до куща картоплі, присипаючи бур'ян, який там є.

Підгортаючі призначення для підгортання картоплі, капусти та інших культурних роснин і нарізання поливних борозен. Підгортач має полицю, до якої знизу прикріплено наральник, а у верхній частині-крила. Наральник розрізує, а полиця розпушує грунт. Крила піднімають його в гору і змішують в обидва боки. Положення крил відносно полиці можна регулювати. Підгортаючі застосовують також для формування гребенів до 25см заввишки.

Голчасті диски призначені для руйнування кірки і знищення бурянів у рядках рослин. Диски мають діаметр 350, 450, 520мм. При перемішуванні по полю голки заглиблюються в грунт до 9см, руйнують кірку і виривають сходи бур'янів.

Підживлювальні ножі призначенні для розпушування грунту і одночасного внесення твердих мінеральних добрив. Підживлювальний ніж складається з розпушувальної долотоподібної лапи і тукопроводу, прикріпленого ззаду до лапи.

Штанговий робочий орган культиватора- це сталева штанга квадратного перерізу, яка заглиблюється в грунт на задану глибину і під час роботи обертається, розриваючи корені бурянів, виносячи їх на поверхню і одночасно розпушуючи верхній шар грунту без перевертання його. Штанга обертається в напрямку, зворотному обертанню коліс культиватора. Штанговий робочий орган обробляє грунт на глибину 4-10см.

Полольні зуби призначенні для одночасного обробітку захисних зон і міжрядь. Зуби виготовлені у вигляді стрижнів круглого перерізу 275мм завдовжки із загостреними кінцями. Своєчасний обробіток захисних зон полольними лапами дає змогу знищити до 72% однорічних бур'янів.

2. Конструктивна схема пристрою, що розробляється

Культиватор складається з основної рами 1, опорних коліс 2 регулювання глибини культивації а. До бруса 3 основної рами 1 шарнірно кріпиться передній ряд 4 робочих органів з повідцями 5, штангами 6 і натискними пружинами 7. На основній рамі 1 на роликах 8 установлена рухлива додаткова рама 9, до якої шарнірно кріпиться задній ряд 10 робітників орган з повідцями 11, натискними пружинами 12 і штангами 13.

Зі зміною робочої швидкості руху культиватора, а також на ґрунтах з різними фізико-механічними властивостями при глибині обробки а змінюється навантаження на передній 4 і задній 10 ряди робочих органів, а також зона деформації перед переднім 4 і особливо заднім 10 поруч робочих органів, крім того, може відбуватися забивання робочих органів. У зв'язку з цим виникає необхідність зміни відстані між рядами робочих органів Дх на ⁺Дx. Це здійснюється за допомогою гідроциліндрів 14 без зупинки агрегатів чи трактористом автоматичною системою керування, виконавчі механізмом якої є гідроциліндр 14, при цьому кут нуклона заднього ряду робочих органів по дну борозни не змінюється.

Рисунок 2.1- Конструктивна схема пристрою, що розробляється

Ефективність використання машини знижується через підвіску низької надійності, оскільки культиватор має суттєву вагу підвіска нестійка на силових землях.

Накопичений науковий досвід дозволяє зробити висновок на користь збільшення міцності конструкції підвіски.

Потрібного застосування таке удосконалення не набуло впровадження через збільшення вартості виготовлення машини.

Приймаємо технічне рішення - покращити міцність підвіски культиватора за рахунок впровадження конструкторського удосконалення.

2.1 Теоретичний аналіз технологічного процесу

Параметри робочих органів культиваторів (лап) для суцільного обробітку ґрунту. Культиватори для суцільного обробітку ґрунту комплектують полольними і розпушуючими лапами. Полольні лапи призначені для знищення бур'янів в результаті горизонтального перерізання коренів на глибині 6 -- 10см, а інколи навіть на глибині до 25 см.

Вибір глибини ходу полольних лап залежить від вологості ґрунту, ботанічного складу бур'янів і глибини загортання насіння культурних рослин, якщо культивація поля безпосередньо передує сівбі.

Рисунок 2.2- Параметри полольної лапи

Основним полольним робочим органом полольних культиваторів розпушувачів є стрілчаста лапа. Розміри і форма полольної лапи характеризуються кутами розтвору 2 у і кришення З, шириною захвату 9 а також шириною на початку 9 і в кінці крила 2 лапи і окреслення грудей лапи, що характеризується кутами 20. Кут необхідно вибирати таким, щоб бур'яни підрізалися різанням ковзання, а перерізані корені вирваного бур'яну без упину ковзалися поздовж леза. При невиконанні цієї умови відбувається обволокування леза: неперерізані стеблини і корені бур'янів, що перегнулися на лезі і які здержуються силами тертя, накопичуються на крилах лап, внаслідок чого лапи перестають підрізати бур'яни і виглубляються з ґрунту.

(2.1)

і нормальну, що має напрямок, перпендикулярний лезу тт лапи:

(2.2)

Дотична складова Т намагається зсунути стеблину бур'яну поздовж леза але цьому перешкоджає сила тертя:

. (2.3)

коефіцієнт тертя стеблини бур'яну об лезо лапи культиватора:

(2.4)

де г -- кут тертя стеблини буряну об лезо культиватора;

N-- нормальна сила тиску на стеблину (корінь) бур'яну.

У випадку, що розглядається, сила нормального тиску стеблини (кореня) бур'яну на лезо, дорівнює силі нормального тиску леза N на стеблину (корінь) бур'яну.

У випадку коли рухаюча сила Т менша сили опору Р, відносний рух стеблини бур'яну по лезу лапи буде відсутнім. Якщо ж виконується умова, коли рухаючи сила Т більша або дорівнює силі опору Р, стеблина бур'яну буде переміщуватися в сторону хвостовика лапи культиватора, і якщо навіть не відбудеться пере різання стеблини, то вона зійде з лапи культиватора. Розглянемо співвідношення силових факторів не при граничному а при загальному випадку, коли справедлива нерівність Т > Р. Цей випадок характерний тим, що сила тертя хоч і досягає свого максимального значення, що визначається формулою, але вона не в змозі зрівноважити складову силу Т, яка тут є рухаючою силою, і тому спостерігається ковзання не перерізаної стеблини бур'яну поздовж леза під дією результативної сили Т - Р. Підставляючи замість Т і -Р їх значення, запишемо з урахуванням

(2.5)

Звідки

(2.6)

З нерівності випливає, що рух стеблини бур'яну лезом лапи культиватора буде відбуватися при такому співвідношенні між кутами гі ц:

(2.7)

у тому випадку, коли сила опору К діє зовні конуса тертя а стеблина або корінь бур'яну буде ковзатися лезом тт лапи. В іншому випадку, коли сила лобового опору Л, що надає складовій рухаючої сили Т, діє всередині конуса тертя а бур'яну буде затягуватися лезом, не зісковзуючись з нього.

При граничному співвідношенні між кутами буде ковзатися стеблина (корінь) бур'яну по лезу лапи в припущенні рівності кутів тертя покою і ковзання:

(2.8)

Співвідношення можливе тільки при роботі лапи культиватора без злипання. Налипання ґрунту на робочу поверхню лапи перешкоджає ковзанню стеблин бур'яну поздовж леза, тому для обробітку вологих ґрунтів використовують лапи, у яких величина кута у значно менша, ніж передбачено залежністю. Однак при значному зменшенні кута у лапа культиватора залишає велику кількість непідрізаного бур'яну. При наближенні до бур'янини лезо лапи тисне на її корінь і відбувається згинання і зсув бур'янини поздовж лінії, відхиленої від нормалі до леза на кут тертя

Лапи культиваторів-глибокорозпушувачів і стрілчасті лапи культиваторів, які встановлюють з перекриттям таких гребенів не утворюють, однак у верхній частині шару ґрунту, що обробляється, утворюється зона, яка обробляється двічі. При обробітку боронами і розпушувальними лапами така зона або зовсім відсутня, або утворюється значно менших розмірів.

Рисунок 2.3- Перекриття лап

2.2 Розміщення лап на рамі культиватора

Експерименти показують, що зона деформації ґрунту, яка має властивості пластичності, не обмежується зоною контакту з нею робочого органу, а розповсюджується в напрямку руху робочого органу і вбік на значну відстань.

Робочі органи культиваторів -- глибокорозпушувачів, чизелів і ґрунтопоглиблювачів, рухаються в щільному злежалому ґрунті. Робочі органи просапних і звичайних культиваторів для суцільного обробітку ґрунту, які обробляють ґрунт на глибину, меншу товщини одного шару, рухаються в менш щільному ґрунті.

Руйнування достатньо однорідного за побудовою ґрунту під дією розпушуючої лапи відбувається аналогічно тому, як це відбувається на клині при оранці поля. Межі ґрунту, який руйнується, визначаються механічними його властивостями, розмірами, геометричною формою і розташуванням робочої поверхні лапи.

На ґрунтову скибу, яка насувається на клин при його русі, діють нормальні сили N і дотичні сили тертя Р, які в сумі складають рівнодіючу силу Д, що відхилена від нормалі на кут тертя в бік дії сили тертя. У відповідності з теорією найбільших дотичних напружень небезпечні перерізи, за якими може розташовується скиба, розташовуються один від іншого під деяким кутом 0, симетрично відносно результуючої сили К. Для ґрунту (за даними Т.М. Гологурського) в = 40 - 50°. Це дає підставу вважати, що в середньому напрямок сколювання ґрунту суттєво не відхиляється від напрямку сили Д, оскільки остання є віссю симетрії по відношенню до площин.

На цій підставі В.С. Жигалов обґрунтовує необхідне розташування розпушуючих робочих органів з визначенням області, на яку розповсюджуються деформації ґрунту поблизу лапи культиватора в поперечно-вертикальній площині.

Нехай тепер лапа культиватора переміщається в ґрунті, заглибленою на деяку величину а. Перед лапою область деформації обмежена прямою що розташовується під кутом тертя фі проведена через носок п лапи нормалі N. 3 боків область деформації обмежується площинами, які утворюють з напрямком кут. Якщо лапи культиватора розташовані в одному ряду, то для здійснення суцільного обробітку необхідно їх поставити на відстань один від одного. У цьому випадку відстань між борознами дорівнює. Здебільшого ця відстань мала, щоб запобігти забивання лап бур'яном, а при більшому заглибленні лан в ґрунт і ґрунтом. Для збільшення відстані В лапи розташовують в двох і більше рядах причому міжряддя 3 повинно бути меншим, а відстань, між рядами лап у поздовжньому напрямку повинна бути більшою, оскільки чим можна попередити забивання між рядами лап культиватора. Можливе граничне значення розповсюдження зон деформації ґрунту в поздовжньому напрямку, відповідно викладеної вище теорії від носка лапи культиватора складає:

Тоді з урахуванням (2.9)

формулу можна переписати у такому вигляді:

(2.10)

При цьому полоса поздовжньої деформації заднім рядом лап не повинна дотикатися лап переднього ряду.

Приймаючи зону деформації ґрунту в поперечно-вертикальній площині, яка також обмежується площинами, що утворюють кут з вертикаллю зона деформації розпушуваючою лапою може визначатися формулою:

 (2.11)

Можна бачити, що розпушується ґрунт лапою за глибиною нерівномірно. У нижній частині шару, що обробляється, розпушувальні лапи утворюють необроблені гребені висотою:

(2.12)

Лапи культиваторів-глибокорозпушувачів і стрілчасті лапи культиваторів, які встановлюють з перекриттям с таких гребенів не утворюють, однак у верхній частині шару ґрунту, що обробляється, утворюється зона, яка обробляється двічі. При обробітку боронами і розпушувальними лапами така зона або зовсім відсутня, або утворюється значно менших розмірів.

2.3 Розрахунок вузлів та деталей

Перевірити придатність підшипника 307 Для підвіски крутосхилового культиватора що працює з помірними поштовхами. Кутова швидкість вала щ=76,45 1м/с. Осьова сила в зачепленні Fa=1030Н. Реакції в підшипниках R₁ = 2240Н, R₂ = 2100 Н. Характеристика підшипників: Сг = 33 200 Н, C_0r=18000Н, X=0,56, V=1, K=1,3, Kt=1. Необхідна довговічність підшипників L_h= 17 000 год. Підшипники встановлені за схемою враспор визначаємо відношення де Rа = Fа.

Визначаємо відношення по табл. 1.2 інтерполюванням знаходимо е = 0,261, У=1,7.

Таблиця 1.2. Значення коефіцієнтів е та Y для радіальних однорядних шарикопідшипників

По відношенню вибираємо формулу и визначаємо еквівалентне динамічне навантаженнянайбільш навантаженого підшипника:

Визначаємо динамічну вантажопідйомність

Таким чином, базова вантажопідйомність (С, = 33 200 Н) недостатня. Розглянемо можливі варіанти забезпечення вантажопідйомності.

Застосуємо підшипники того ж типу важкої серії 407,

у якихтоді відношення

е=0,227, У=1,94; еквівалентне навантаження;

динамічна вантажопідйомність:

довговічність підшипника;

Отже, із точки зору забезпечення розрахунковій вантажопідйомності і довговічності таке рішення цілком задовільне, але воно приводить до великого збільшення габаритів підшипникового вузла через збільшення зовнішнього діаметра підшипника D и ширини В и тому небажано.

Збільшимо діаметр посадкових місць підшипників d₂ = d₄=40 мм і застосуємо підшипники 308, у яких Сг=41 000 Н,С_0г = 22 400 Н. Тоді відношення, еквівалентне навантаження динамічна вантажопідйомність довговічність підшипника

Цей варіант прийнятний і він переважніше попереднього, тому що габарити підшипникового вузла зменшуються.

2.4 Технологічний процес виготовлення та відновлення стрільчастої лапи

Лапи - робочі органи культиваторів, плоскорізів, бурякокомбайнів, бурякопідйомників і т.д. На культиваторах встановлюють лапи трьох типів: полольні, універсальні і зрихлювальні. Основними параметрами лап, що визначають їх форму і характер дії на грунт є кути: розтвору г, кришення л, встановлення до горизонту е і загострення Я; ширина захвату b. В залежності від значення і співвідношення цих параметрів в більшій чи меншій мірі проявляється полольна чи зрихувальна функція лап.

Лапа, для якої проведено відновлюється в цій курсові роботі є універсального типу, стрільчата по формі, має значно більший кут кришення (л = 16⁰...18⁰), дякуючи чому не тільки підрізає бур'яни лезом, але й кришить грунт. Ширина захвату b = 220, 270, 330, 385 мм, (в нашому випадку b = 270 мм), глибина обробки до 12 см.

Технологічний процес виготовлення лапи складається з слідуючих операцій:

005 Розсвердлювальна.

Розсвердлити отвір діаметром 10 мм на глибину 4 мм діаметром на 19 мм.

Обладнання: вертикально-свердлильний станок моделі 2Н135.

010 Розсвердлювальна.

Розсвердлити отвір діаметром 10 мм на глибину 4 мм діаметром на 19 мм.

Обладнання: вертикально-свердлильний станок моделі 2Н135.

015 Протягувальна.

Протягнути отвір діаметром 10 мм квадратною протяжкою.

Обладнання: вертикально-протяжний станок моделі 2Н135.

020 Протягувальна.

Протягнути отвір діаметром 10 мм квадратною протяжкою.

Обладнання: вертикально-протяжний станок моделі 2Н135.

025 Фрезерна.

Фрезерувати поверхню лез лапи на ширині леза 15⁺² мм і по довжині леза.

Обладнання вертикально-фрезерний станок моделі 2Н135.

030 Наплавочна.

Наплавити поверхню лез лапи на ширині та довжині леза.

Обладнання: наплав очна установка для індукційної наплавки ВЧИ-63 / 0,44.

035 Штамповка.

Надання лапі правильної форми за допомогою кривошипного пресу.

040 Термообробка.

Термообробка деталі струмом високої частоти.

045 Шліфувальна.

Шліфувати поверхню лез лапи по ширині 15⁺² мм та довжині 250 мм.

Обладнання станок плоско-шліфувальний.

050 Контрольна.

1. Контроль шару наплав очної шихти.

2. Контроль товщини наплавленого металу.

3. Металографічний контроль.

Обладнання: шаблони, штангенциркуль ШЦ II 250-0,05, мікроскоп МИМ-7.

2.5 Технологічний процес зміцнення лапи

Технологічний процес зміцнення культиваторної лапи полягає в індукційній наплавці лез крил лапи твердим сплавом ПС 14-80 на ширині 15⁺² мм і довжині 300 мм.

Відповідно способу наплавки спікання шихти використовують внутрішнє поле 1-го індуктора, тому що він підключений до генератора із чистотою коливань 50кГц, а другий індуктор підключений до генератора частотою 440 кГц. Перший індуктор дає максимальну температуру нагріву шихти Т=560 - 580 ⁰С, тобто температуру при якій шихта лише спікається, а другий індуктор дає температуру 1200 ⁰С - це температура розплавлення шихти.

В той час як поле 2-го індуктора кінцево розплавляє шихту, поле першого індуктора нагріває її до температури правлення флюсу. Такий двійний процес підвищує якість наплавки. Розплавлення флюсу під час спікання фіксує рівномірне розподілення тугоплавких елементів шихти. Виносу шихти не відбувається, тому що поле першого індуктора дуже слабке. Коли лапа попадає між витки другого індуктора, його внутрішнє поле вже не в змозі зробити винос складових шихти. Шар, що наплавляється, залишається рівномірним і склад його не змінюється. Крім того, деталь нагріта полем першого індуктора до температури розплавлення флюсу майже не втрачає тепла при переміщенні її із першого в другий індуктор. Отже, зменшується цикл наплавки, так як в середині другого індуктора нагрів деталі починається не з кімнатної температури, а із температури спікання.

На малюнку показана заготовка стрільчатої лапи культиватора, і її переріз А-А. На рисунку 2.4 і 2.5 зображено весь процес, який включає:

а) виріб на позиції насипки шихти;

б) виріб на позиції спікання;

в) виріб на позиції розплавлення;

г) виріб на позиції охолодження.

Стрільчата лапа культиватора має крила 1, що розбігаються під кутом б, хвостовик 2 і ніс 3. Вздовж передньої кромки крил виконані штамповкою леза 4 крил. Товщина крил S = 6 мм і S = 3 мм. Леза виконані таким чином, щоб одержати на ширині 15⁺² мм товщину на кромці h = 1,5^+0,5 мм. Наплавочну шихту у вигляді порошку наносять рівномірним шаром товщиною 2 мм на наклонну поверхню 5 леза вздовж всієї довжини, при цьому виступ 6 служить обмежувачем.

Операція наплавки виконується слідуючим чином: вздовж леза лапи зафіксованої у нерухомому по оженні переміщують по стрілці N дозатор 7, який розміщений на відстані д = 2 мм від насипаємої поверхні 5. дана відстань забезпечує насипку порошкоподібної шихти вісі рівномірної товщини. Після насипки заготовку по стрілці R подають до індуктора із слабким полем - заготовка займає позицію 10, де заготовка нагрівається слабким полем. По стрілці ??заготовка переміщується до другого індуктора і займає позицію 11, де нагрівається сильним полем. За один і той же час сильне поле розплавляє шихту повністю, а слабке нагріває заготовку ло температури флюсу. Таким чином, в першому індукторі заготовка із шихтою спікається, а в другому - шихта розплавляється.

Після виключення першого і другого індуктора заготовку по стрілці G видаляють із індуктора до позиції охолодження 12. На звільнену позицію 10 надходить нова заготовка і цикл повторюється.

Із позиції 10 в проміжок 13 між витками індуктора 2 заготовки надходять нагрітими до температури плавлення флюсу. За рахунок цього час перебування заготовок на позиції 11 в проміжку 13 зменшується. Крім того, зменшення часу супроводжується одночасно нагрівом деталі до температури плавлення і розплавлення флюсу. Також час наплавки зменшується за рахунок попередньої активації порошка.

Рисунок 2.4- Процес відновлення лапи культиватора

Рисунок 2.5- Відновлення лапи культиватора, робоче креслення

Список використаної літератури

1. Войтюк Д.Г., Дубровін В.О., та інші. Сільськогосподарські та меліоративні машини.-К.: Вища освіта, 2004.-544с

2. Головчук А.Ф. Експлуатація та ремонт сільськогосподарської техніки. - К.:Грамота,2003-2005.

3. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений.-- М.: Мир, 1990.--208 с.

4. Надежность и эффективность в технике: Справ.: В 10 т/Ред. совет: В.С. Авдуевский и др.-- М.: Машиностроение, Ю88.-- Т. 1.-- 224 с.; Т. 2.-- 280 с.; Т. 3.-- 328 с.

5. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2 кн.--М.: Мир, 1986.--Кн. 1.--350 с.; Кн. 2.--310 с.

6. Справочник по функционально-стоимостному анализу / Под ред. М. Т. Карпунина, Б.И. Майданчика.-- М.: Финансы и статистика, 1988.-- 431 с.

7. Таха X. Введение в исследование операций: В 2 кн. -- М.: Мир, 1985.--Кн. 1.--479 с.; Кн. 2.--497 с.

6. Шушански Я. - Методология рационализации.-- М.: Экономика, 1987.-- 248 с.

8.Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов.-- М.: Высш. шк., 1991.--432 с.: ил0

9.Заїка П.М. Теорія сільськогосподарських машин.--Том 1, Ч 1, Око, 2001.-- 436 с.

10.Манько С.П., Пічкун В.А., Сергієнко Л.В Економічне обгрунтування сільськогосподарських робіт.--К.: Колос, 2000.--243 с.

Размещено на Allbest.ru