Машина для внесения твёрдых органических удобрений

 

Содержание

1. Введение

. Агротехнические требования и обоснование технологической схемы машины

. Определение грузоподъёмности и параметров кузова

. Определение параметров шин

. Определение параметров питателя

. Определение параметров разбрасывающих устройств

.1 Определение параметров разбрасывающего барабана

.2 Определение параметров измельчающего барабана

. Расчёт кинематической схемы привода

. Расчёт на прочность деталей питающего транспортёра

.1 Расчёт на прочность цепной передачи привода питающего транспортера

.2 Расчет на прочность вала питающего транспортера

.3 Расчет подшипников вала транспортера на долговечность

.4 Расчет шпоночного соединения вала и тяговой звездочки транспортера

. Технологические регулировки

. Технические характеристики

Список литературы

машина кузов прочность вал

1. Введение

Удобрения, которые применяются в сельском хозяйстве, подразделяют на минеральные и органические. К органическим удобрениям относятся навоз, навозная жижа, зола, фекалии и так далее.

Органические удобрения обогащают почву основными химическими элементами, такими как фосфор, азот и калий. Эти элементы необходимы для полноценного роста и развития растений.

Навоз является одним из наиболее распространённых удобрении. Он представляет собой смесь твёрдых и жидких отходов пищеварения животных в смеси с подстилочным материалом (соломой, опилом и т.д.).

В почву навоз вноситься в перепревшем виде.

К основным технологическим свойствам органических удобрений относят плотность, липкость, коэффициент трения и угол естественного откоса. Плотность органических удобрений колеблется в зависимости от влажности и степени разложения. Удельный вес так же напрямую зависит от влажности.

Плотность удельный вес

Липкость навоза зависит от его плотности, влажности и наличия гумусных частиц. Наибольшее значение липкости при влажности от 80 до 84%.

Коэффициент трения с повышением соломистости повышается, а с повышением влажности снижается. Среднее значение коэффициента трения навоза по стали, дереву и резине находятся в пределах 0,85 - 1.

Угол естественного откоса в зависимости от степени разложения навоза изменяется от 50 до 88 градусов.

2. Агротехнические требования и обоснование технологической схемы машины

Машины для внесения органических удобрений предназначены для транспортировки и сплошного поверхностного разбрасывания удобрений. По агротехническим требованиям данные машины должны разрыхлять, измельчать и вносить все виды органических удобрений по площади с как можно большей равномерностью.

Отношение нормы фактически внесённых удобрений от заданных показателей допускается не более % . Неравномерность распределения по ширине разбрасывания должна быть не более % , по направлению движения % .

Разрыв по времени между разбрасыванием по площади и заделкой в почву органических удобрений в почву не должен превышать двух часов.

Машины для внесения твёрдых органических удобрений разделяют на кузовные разбрасыватели и разбрасыватели из куч. Наиболее распространены на данный момент кузовные разбрасыватели. Конструктивно они подразделяются на два типа: с подачей удобрений продольным транспортёром и разбрасывающему устройству в заднюю часть кузова и с подачей удобрений поперечным транспортёром и разбрасывающему устройству в боковую часть кузова. Универсальными являются машины выполненные по первой схеме.

В данной курсовой работе произведён расчёт машины с подачей удобрений в заданную часть кузова продольным транспортёром. У данной машины два барабана: измельчающий и разбрасывающий. Разбрасывающее устройство в случае необходимости может быть демонтировано.

3. Определение грузоподъёмности и параметров кузова

Определяем массу удобрений в кузове :

где -грузоподъемность разбрасывателя;

- коэффициент грузоподъемности, для колесных тракторов = 1,5;

- масса трактора, для К-3180 АТМ. = 6400 кг.

кг

Масса машины определяется по формуле:

,

где - коэффициент пропорциональности (отношение массы машины к грузоподъемности), = 0,33 - 0,46. Принимаем = 0.4.

кг

Кузов при данной грузоподъемности должен иметь следующий объем

где - плотность удобрений, кг/м3, для свежего уплотненного навоза =550 кг/м3.

м3.

С другой стороны, объем кузова может быть определен исходя из геометрических параметров кузова

где - ширина кузова, м, м;

- высота слоя удобрений в кузове, м, м;

Определим длину кузова:

м.

4. Определение параметров шин

Нагрузка на одно опорное колесо составит:

, кН

где k - коэффициент, зависящий от способа агрегатирования, k = 0.75;

zk- количество опорных колес колёс, шт. zk =4 ;

кН

По полученной нагрузке выбираем из каталога для сельскохозяйственной техники шину 16,5/70-18 КФ-79, , мм.

908 835

5. Определение параметров питателя

Сила сопротивления перемещению транспортера:

,

где f - коэффициент трения, f=0.92.

Определение скорости движения транспортёра

,

где - норма внесения удобрений, т/га;

- скорость машины, км/ч;

Вр - рабочая ширина захвата, Вр=7.5 км/ч.

,

.

Выбор тяговых цепей

Определим нагрузку, приходящуюся на одну цепь

где zц - число тяговых цепей, zц=4.

Выбираем тяговые цепи из условия

где k - коэффициент запаса, k=2.5

-разрушающая нагрузка

.

Выбираем цепь: А1 - 2.5 - 13 - 36 ТУ 3148 - 00198474340 - 2007

Определяем диаметр начальной окружности звёздочек тяговых цепей

,

где z - число зубьев звёздочки;

tц- шаг цепи

.

Найдём частоту вращения ведущего вала питающего транспортера

,

c-1

c-1

Мощность на привод транспортера

6. Определение параметров разбрасывающих устройств

.1 Определение параметров разбрасывающего барабана

Исходя из параметров разбрасывающего устройства ширина полосы разбрасывания:

,

где Lp - расчетная длина барабана;

Sб - дальность полета частицы в боковом направлении.

Определяем длину барабана исходя из ширины кузова

где - зазор между барабаном и бортом кузова, =25мм

,

Расчетная длина барабана:

где расстояние от края барабана до шнеколопастной навивки, =25мм.

Определим диаметр барабана (по наружному диаметру лопасти)

Шаг развертки шнеколопастной навивки найдем из выражения:

,

где к - количество винтов шнека, к = 4,

Угол установки рабочей винтовой поверхности по концам навивки определяется по формуле

,

Определяем рабочую ширину разбрасывания

, , т.е Вр=0,8В

В=Вр/0,8=7,5/0,8=9,38 м

;

Определяем статистический угол трения:

,

где - коэффициент трения соломистого навоза по металлической поверхности.

Окружная скорость разбрасывающего барабана по концам лопастей

Абсолютная скорость частицы удобрения в момент схода с рабочей поверхности барабана равна

Боковая составляющая абсолютной скорости

Определим величину угла схода частицы с лопасти

Найдем время полета частицы по формуле:

Дальность полета частицы в боковом направлении:

Процент ошибки

%<5% , что допустимо

.2 Определение параметров измельчающего барабана

Частота вращения нижнего измельчающего барабана определяется из выражения:

,

где - частота вращения верхнего разбрасывающего барабана, с-1 , тогда

.

Нижний измельчающий барабан выполняют лопастным.

Определим угол установки рабочих поверхностей клиновых лопастей

,

где b-ширина лопасти b=0.1 м;

-радиус барабана по наружным концам лопастей, =0.26 м

=3.50

Определим величину междуследия

,

где а - величина междуследия;

- перекрытие соседних следов лопастей, =10мм.

7. Расчёт кинематической схемы привода

Данные для расчёта

частота вращения ВОМа…………………………….;

частота вращения измельчающего барабана………….;

частота вращения разбрасывающего барабана………………;

частота вращения ведущего вала транспортёра:;.

Передаточное отношение от ВОМа к приводному валу питающего транспортера

Передаточное отношение от измельчающего барабана к разбрасывающему равно

Определим передаточное отношение цепной передачи, приводящей в движение питающий транспортер:

Диапазон варьирования: ;

Определим передаточное отношение редуктора

Примем

Рассмотрим оставшиеся передачи редуктора как самостоятельный двухступенчатый редуктор, определим передаточные отношения его ступеней

Определяем число зубьев звёздочек

Принимаем

,

.

8. Расчёт на прочность деталей питающего транспортёра

.1 Расчёт на прочность цепной передачи привода питающего транспортера

Исходные данные

- передаваемая мощность;

- частота вращения ведущей звездочки;

- крутящий момент на ведущей звездочке;

- передаточное отношение.

Назначим предварительный шаг цепи

В первом приближении Р=25,4, допускаемое значение среднего давления в шарнирах [р0]=35МПа.

Определяем расчетный шаг цепи

Предварительно назначаем коэффициент рядности цепи ,(двухрядная цепь)

,

где Р - шаг цепи, мм;

- коэффициент эксплуатации, =1.7.

Принимаем стандартный шаг цепи . Выбираем цепь

ПР-63,5-35400 для которой:

Допускаемое давление:……………………………………….[р0]=35МПа

Разрушающая нагрузка:……………………………………

Масса одного метра цепи:…………………………………………..

Площадь проекции опорной поверхности шарнира:……….

Определим скорость движения цепи:

,

.

Найдем окружное усилие:

,

.

Определим среднее давление в шарнирах цепи и сравним его с допускаемым давлением

,

,

р=33,5<[р0]=35МПа

Расчетная нагрузка на валы

,

где -коэффициент , учитывающий расположение передачи, =1,1

Определим делительный диаметр

.

Диаметр окружности выступов

Диаметр окружности впадин:

,

где r - радиус впадины, определяемый по формуле:

где - диаметр ролика цепи, =39,68мм

Диаметр проточки

,

где h - ширина пластин, h = 60,4мм

Ширина зуба звездочки

,

где - расстояние между внутренними плоскостями пластин, =38,1мм

Ширина венца

,

где n - число рядов цепи, n=2;

А-расстояние между осями симметрии многорядных цепей, А=68,5мм.

Радиус закругления зуба

Толщина обода

Толщина диска

8.2 Расчет вала питающего транспортёра

Назначение материала вала

В качестве материала вала принимаем сталь 40Х;

Находим пределы выносливости:

при изгибе:

Вычерчиваем расчетную схему

.

20,5+68,5=24,7+24,7+39,6=89 реакции определены верно

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости

Проверяем опасное сечение M=0,987kHм.

,

,

,

.

Допускаемое напряжение определяем по формуле

,

где e - коэффициент влияния абсолютных размеров

S - коэффициент запаса прочности, S = 1,4;

ks - коэффициент концентрации напряжений.

- для вала из стали 40X, ;

.

.3 Расчёт радиальных роликоподшипников

Наиболее нагруженный подшипник в опоре В, по которому и ведём расчёт.

Принимаем подшипник 2313 ГОСТ 8328-75

Определяем эквивалентную радиальную нагрузку

,

где - осевая нагрузка, ,Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, X=1[2];d - коэффициент безопасности, kd = 1,30[2];- температурный коэффициент, kt = 1,0[2].коэфициент вращения, V=1.

.

Определяем расчётную долговечность подшипника

,

где Lh - расчётная долговечность подшипника, ч;- частота вращения вала, n =446,4 мин-1;- динамическая грузоподъёмность подшипника, Cr =105 кН ;- показатель степени, р = 3,33 - для роликоподшипников;- коэффициент, учитывающий надёжность работы подшипника, a1=1 - при надёжности 90%;- коэффициент, учитывающий качество металла подшипника и условия эксплуатации, =0,8 [2].

Подшипник обеспечивает требуемую долговечность.

.4 Расчёт шпоночного соединения тяговой звездочки транспортера

Расчёт ведём по напряжению смятия

,

где - рабочая длина шпонки, ,мм;

k - рабочая глубина паза в ступице детали, мм;

- допускаемое напряжение смятия,

Применим две призматические шпонки:

Шпонка ГОСТ 23360-78

9. Технологические регулировки

Для обеспечения нормальной работы необходимо, чтобы производительность барабанов была больше или равна производительности цепного транспортёра

.

При этом норма внесения удобрений прямо пропорциональна скорости передвижения трактора и обратно пропорциональна скорости агрегата, т. е. регулировку дозы внесения производят скоростями VTP и VM. Подачу изменяют сменой звездочек различного диаметра.

Натяжение цепи привода разбрасывающего механизма и питателя производят натяжными звёздочками.

10. Техническая характеристика

Таблица 1 - Техническая характеристика машины

НаименованиеЕдиницы измеренияВеличинаМасса машиныкг3840Грузоподъемностьт9600Рабочая ширина разбрасываниям7,5Рабочая скоростьКм/ч2,5Габаритные размеры: -длина -ширина -высота мм 9500 2400 3500Дорожный просветмм600Доза внесеният/га25-55Агрегатируется с тракторомКировец 3180АТМ

Список литературы

Жолобов Н.В. Методические указания к выполнению курсовой работы по сельскохозяйственным машинам на тему: машины для внесения твёрдых органических удобрений. Киров: ВГСХА, 1995 - 31с., ил.

Черемисинов В.И. Курсовое проектирование деталей машин: 5-е изд., перераб. И доп. - Киров: ВГСХА, 2010.- 187с.: ил.

Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений / П.Ф.Дунаев., О.П.Леликов. - 10-е.изд.,стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2007- 496с.

Содержание 1. Введение . Агротехнические требования и обоснование технологической схемы машины . Определение грузоподъёмности и параметров кузова

Больше работ по теме: