Курсовая работа (т): Огляд існуючих конструкцій обчісувальних жаток

Огляд існуючих конструкцій обчісувальних жаток

ЗМІСТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВПЛИВУ ОБЧІСУЮЧОЇ ЖАТКИ НА

ЗЕРНО

РОЗДІЛ 2 АГРОТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ОБМОЛОТУ ЗЕРНОВИХ

КУЛЬТУР

РОЗДІЛ 3 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ ОБЧІСУВАЛЬНИХ

ЖАТОК

РОЗДІЛ 4 ОБГРУНТУВАННЯ ЗАПРОПОНОВАНОГО ПРИСТРОЮ

РОЗДІЛ 5 РОЗРАХУНКИ, ЩО ПІДТВЕРДЖУЮТЬ ПРАЦЕЗДАТНІСТЬ

МАШИНИ

.1 Технологічний розрахунок

.2 Конструктивний розрахунок

ВИСНОВОК

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

При вирощуванні врожаю зерна, операції по його збиранню складають в загальному балансі енергозатрат біля 30…40%. Аналіз конструкцій сучасних зернозбиральних комбайнів показує, що майже 80% енергії, яка використовується на обмолот, витрачається безпосередньо на зминання, подрібнення та розрив стебел, а значна частина зерна при цьому отримує пошкодження.

Альтернативним напрямком зменшення енергозатрат і підвищення пропускної здатності комбайнів є принцип подачі хлібної маси до молотарки з мінімальним вмістом у ній стебел соломи. Зменшити кількість соломи в хлібній масі можливо завдяки застосування методу обчісування рослин на корені без зрізання стебла. При цьому забезпечується зменшення надходження технологічної маси в комбайн, що дає змогу підвищити його продуктивність, а також знизити питому енергоємність процесу і відповідні витрати палива.

Відомі обчісуючі жатки переважно призначені для обчісування рису та насіневих коробочок льону. Однак, значну частину посівних площ України займають зернові колосові культури, підвищення ефективності збирання яких на корені залишається перспективною і актуальною проблемою. Якість збирання врожаю зернових колосових культур обчісуючими жатками поки що не достатня, тому дана технологія потребує дослідження та вдосконалення.

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА

Зернова маса має певні фізичні властивості - сипкість, самосор-тування, шпаруватість, здатність до сорбції та десорбції різних па­рів і газів (сорбційна ємність), тепло-, температуро- і термоволого­провідність, теплоємність. Знання і врахування фізичних властиво­стей зернових мас набувають особливого значення у зв'язку з меха­нізацією й автоматизацією процесів обробки зерна в потоці, впрова­дженням нових способів сушіння, застосуванням пневматичного транспорту та зберіганням значних партій його у великих сховищах (силосах сучасних елеваторів, металевих бункерах, на складах).

Сипкість - це здатність зерна і зернової маси переміщу­ватися по поверхні, розміщеній під певним кутом до гори­зонту. Правильно використовуючи цю властивість і застосовуючи відповідні пристрої та механізми, можна повністю уникнути затрат ручної праці при переміщенні зернових мас норіями, конвеєрами і пневмотранспортними установками, самопливом, завантажуванні в різні за розмірами і формою транспортні засоби (автомашини, ваго­ни, судна) та сховища (засіки, склади, траншеї, силоси елеваторів).

Сипкість зернової маси характеризується кутом тертя, або кутом природного схилу. Кут тертя - найменший кут між основою і схилом насипу, за якого зернова маса починає ковзати по поверхні. При ковзанні зерна по зерну його називають кутом природного схи­лу, або кутом скочування (табл. 2).

Найбільшу сипкість і найменший кут схилу мають маси насіння кулястої форми (гороху, проса, люпину). Чим більше форма зерен відрізняється від кулястої і чим шорсткуватіша їх поверхня, тим менша сипкість зернової маси. Зерна продовгуваті, тонкі, з квітко­вими плівками (рису-сирцю, окремих сортів вівса, ячменю та ін.) також менш сипкі.

Таблиця 1. Кути природного схилу для зерна різних культур

На сипкість зернової маси впливає багато факторів: грануломет­рична будова та гранулометрична характеристика (форма, розміри, характер і стан поверхні зерен), вологість, кількість домішок та їх видовий склад, матеріал, форма і стан поверхні, по якій самопливом перемішується зернова маса.

Наявність домішок, особливо легких і дрібних з шорсткуватою поверхнею, також знижує сипкість зернової маси. Аналогічно впли­ває на сипкість підвищення вологості зернової маси, за винятком тієї, що складається з кулястих зерен з гладкою поверхнею. Сип­кість зернової маси знижується при зберіганні внаслідок ущільнен­ня, що є побічним показником стану зерна.

Самосортування - це властивість зернової маси втра­чати свою однорідність під час переміщення і вільного па­діння. Вона зумовлюється сипкістю зернової маси і неоднорідністю твердих часточок, що входять до її складу. Як позитивне явище, са­мосортування використовується в практиці очистки та сортуванні зернових мас. Відбувається при її переміщенні й струшуванні, зава­нтажуванні та розвантажуванні сховищ і силосів елеваторів. На­приклад, під час перевезення зерна в автомашинах або вагонах, пе­ресуванні по стрічкових конвеєрах внаслідок поштовхів і струшу­вань компоненти зернової маси з малою масовою часткою (легкі до­мішки, насіння в квіткових плівках, щуплі зерна тощо) розміщу­ються ближче до поверхні насипу, а з більшою та абсолютною ма­сою - ближче до його нижньої частини.

РОЗДІЛ 2 АГРОТЕХНІЧНІ ВИМОГИ ОБМОЛОТУ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР

Зернозбиральні машини забезпечують якісне збирання за умови, що їх робочі органи вибрані й відрегульовані відповідно до властивостей культури, яку збирають, а рослини пристосовані для машинного збирання. На роботу зернозбиральних машин впливає будова рослин, довжина стебла і густота стояння, полягання, міцність, вологість, розміри і маса насіння, масове відношення зерна до стебел, фаза зрілості, забур'яненість посівів.

При скошуванні низькорослих і полеглих рослин необхідно знизити висоту зрізання. Високорослі рослини перевантажують робочі органи збиральної машини. Для зернових колосових довжина рослин повинна бути не більше 100...110 см і не менша 55...60 см. Впровадження у виробництво короткостеблових сортів (60...80 см) дозволяє знизити полягання хлібів і збільшити продуктивність роботи комбайнів.

Полягання хлібів визначають діленням різниці між середньою довжиною випрямлених стебел і висотою їх стояння на довжину стебел. Допустима полеглість для хлібів з довгим стеблом передба-чається до 55%, для короткостеблових - до 20%. Від співвідношення маси зерна, соломи і полови залежать продуктивність комбайна і якість зібраного врожаю. При збиранні високостеблових хлібів знижується продуктивність і зростають втрати від недомолоту і збільшення кількості вільного зерна в соломі, а при збиранні низькостеблових хлібів продуктивність зростає, але збільшується кількість подрібненого зерна. Відношення маси зерна до маси соломи повинно бути не менше 1:1,2 і не більше 1:1,5.

Насіння зернових культур дозріває нерівномірно: спочатку зерно дозріває в середній частині, потім у верхній і нижній частинах колоса. Зерно проса раніше дозріває у верхній частині волоті. Нерівномірне дозрівання зумовлює широке коливання маси, вологості, розмірів насіння, міцності зв'язку зерна з колосом, утруднює обмолот.

Робота, що витрачається на вимолот окремих зерен з колоса, коливається в широких межах - максимальне її значення перевищує мінімальне в 10-20 разів. Коливання цього показника більше на початку збирання і менше наприкінці. При слабкому зв'язку зерна відокремлюються від колоса навіть при слабкому ударі. Тому для механізованого збирання необхідно підбирати сорти з одночасним формуванням і рівномірним дозріванням усіх зернин рослин.

Стійкість зерна проти механічних пошкоджень визначається його міцністю, а також способом обмолоту. Ударні способи обмолоту призводять до значного пошкодження зернин. Мікропошкодження інколи сягають 50%, що знижує товарну якість зерна і схожість насіння. Покриття робочих органів еластичним матеріалом (гумою) знижує пошкодження зерна. Тому при обмолоті бажано використовувати молотильне обладнання з еластичними ударними елементами.

Кондиційною вологістю зернових культур є відносна вологість 14...15%. Перевищення цієї норми призводить до появи вільної води, самозігрівання і псування зерна. В період збирання вологість зерна, як правило, перевищує кондиційну. А в деяких випадках вона коливається від 11 до 50%. При збиранні хлібів з високою вологістю зростають втрати від недомолоту, частина зерна відходить з соломою; при збиранні пересохлої ниви зернових культур зростають подрібнення зерна, соломи, втрати зерна з половою.

Засміченість посівів бур'янами також негативно впливає на роботу збиральної техніки, збільшує втрати зерна. Боротьба із засміченістю посівів - важливий резерв підвищення урожайності й ефективності використання зернозбиральних машин.

РОЗДІЛ 3 ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ ОБЧІСУВАЛЬНИХ ЖАТОК

Зростання кількості винаходів у галузі збирання зернових культур методом очісування на корені свідчить про актуальність і перспективність даного способу збирання.

Метод очісування є більш продуктивним, в порівнянні з традиційними методами збирання, знижується витрата палива і питомі експлуатаційні витрати. Проведені патентні дослідження дозволили простежити тенденцію розвитку нового способу збирання. У ВНДІ в 1972 році були проведені лабораторні дослідження процесу очісування рису на корені за допомогою пристрою (рис. 1.2), запропонованого Воробйовим В.І. і Конюшковим Е.Н.

Рис. 3.1. Схема обчісуючого пристрою В.І. Воробйова і Е.Н. Конюшкова (ВНДІ рису): 1 - верхній очісуючий барабан; 2 - нижній очісуючий барабан-стеблепідйомник; 3 - шнек; 4 - похилий транспортер; 5 - кожух; 6 - камера очісуючого пристрою.

Відомості про втрати зерна і конструктивних параметрах в роботах не наводяться. Як показують проведені дослідження очісуючого пристроїв дана конструкція, що складається з двох очісуючих барабанів верхнього 1 і нижнього 2, шнека 3, транспортера 4 кожуха 5 і камери 6 безумовно дасть збільшений відсоток втрат. В результаті роботи барабана 1 в зоні 6 утворюється область низького тиску, в свою чергу зменшення відстані між барабаном 1 і кожухом 5 дозволить збільшити повітряний потік, що викидає частину обмолоченої маси вперед по ходу агрегату.

У 1974 році в САНІІМЕСХ Саліховим Н.К. проводилися польові дослідження процесу обмолоту рису на корені двобарабанним очісуючим пристроєм (рис. 1.3).

Рис. 3.2. Конструкція очісуючого пристрої Н.К. Саліхова

(САНІІМЕСХ): 1, 2 - обчісуючі барабани; 3 - мотовило; 4 - ємність для збору зерна.

Результати показали, що при кутової швидкості очісуючого барабанів 9,6 м / с недомолот склав 4,6 ... 4,9%, в купі вільного зерна перебувало 70 ... 85%, обірваних мітелок 8 ... 12%, інша частина - соломисті домішки. Аналіз наведених результатів приводить до висновку про недосконалість конструкцій в першу чергу та її робочих органів.

У 1985 році запатентовано пристрій для обмолоту зернових культур на корені. Автор А.А. Яковлєв пропонує зниження втрат зерна за рахунок виконання обмолоту в рухомих стрічках 1 і 2 (рис. 1.4) між пружними виступами 3 і отворів 4, відводиться в міру віддалення від робочої поверхні і розташованих навпроти горизонтальних перемичок між отворами протилежної стрічки, а також за рахунок розташування робочих гілок стрічок на кожусі, що має подовжню проріз для проходження стрічок і стебел, сполучених з джерелом розрідження. При роботі пристрою будь-яке зерно кожного з класів обов'язково знаходиться навпроти одного з отворів першої або другої стрічки. Обидві стрічки утворюють робочу щілину 5. При відділенні зерна від колоса воно в наступну мить потрапляє в цей отвір, тобто в порожнину кожуха 6, звідки виноситься потоком повітря в бункер.

Рис. 3.3. Пристрій обмолоту в рухомих стрічках А.А. Яковлева:

,2 - обмолочуючі стрічки; 3 - виступ; 4 - отвори; 5 - робоча щілина; 6 - порожнина кожуха.

При роботі очісуючого пристрою з обмолотом в рухомих стрічках виникає проблема відповідності швидкості комбайна і лінійної швидкості руху стрічок. У разі порушення відсоток втрат, як осипом, так і недомолоту різко зростають.

У науково-виробничому об'єднанні "Луч" колективом авторів В.І. Рубльов, Н.Л. Конишев і А.Д. Кормщік розроблена машина для очісування рослин (рис. 1.5).

Рис. 3.4. Машина об'єднання "Луч" для очісування рослин на корені:

. - кожух; 2 - лопатка колесо діаметрального вентилятора; 3 - лопатка; 4 - диск; 5 - колінчаста вісь; 6 - напрямні; 7,8 - регульовані заслінки; 9 - зуби обчісуючого барабана.

Машина має кожух 1, всередині якого встановлено лопатка колесо 2 діаметрального вентилятора, що приводиться в обертання механізмом передачі. Лопатка колесо складається з лопаток 3 і дисків 4. Усередині лопаткового колеса на підшипниках змонтована колінчаста вісь 5 очісуючого барабана. На одному кінці колінчатою осі є механізм регулювання положення осі. Обчісуючого барабан складається з окремих рамок. З боків є

направляючі 6. Машина для очісування працює таким чином. Перед роботою встановлюють регульовані заслінки 7, 8 включають привід. Обертаючись, лопатка колесо діаметрального вентилятора обертає рамки очісуючого барабана. Зуби барабана 9 входять в стеблестій і очісє останній. Зменшенню втрат зерна сприяє те, що зона очесиванія поєднана з всмоктуючим вікном вентилятора. Виходячи із запропонованої схеми очісуючого пристрої неважко встановити, що суміщення робочих органів діаметрального вентилятора, очісуючого барабана і ексцентрикового механізму ведуть до ускладнення конструкції, складності при експлуатації і збільшення ваги машини. Дана машина відноситься до однобарабанні, очісуючого пристроям.

У Мелітопольському інституті механізації сільського господарства МІМСХ інженери М.М. Аблогін і М.М. Данченко розробили і запатентували пристрій для очеса зернових культур на корені [13] (рис. 1.6). Пристрій складається з очісуючого барабанів 1 і 2, циліндричного решітного барабана 3, встановленого над зерновим шнеком 4, збірки 5 прохідний фракції, розташованого усередині барабана, похилої камери 6, чистика 7, що транспортує шнека 8, збірки 9. Пристрій працює наступним чином. При поступальному русі очісуючого пристрою вперед, стебла рослин очісуючого барабанами 1, 2 і очісаних куп подається повітряним потоком, створюється барабанами, на зовнішню поверхню циліндричного решітного барабана. Вільне зерно проходить крізь решітну поверхню циліндричного барабана і потрапляє в збірник 5 прохідні фракції, звідки зерновим шнеком 4 подається в бункер цілого зерна. Соломисті частинки і необмолочене зерно, що осіли на решітну поверхню барабана 3 при його обертанні надходять до збірки 9 і шнеком 8 подаються в похилу камеру 6 і далі на доопрацювання в молотильно-сепаруючому пристрій комбайна. Соломисті частинки, що застрягли в отворах решітної поверхні циліндричного решітного барабана, знімаються обертовою щіткою очищувача 7.

Рис. 3.5. Пристрій для очісування зернових культур на корені М.М. Аблогіна і М.М. Данченко (МІМСХ): 1 - бітер-відбивач; 2 - обчісуючого барабан; 3,4 - сепаруючі органи; 5 - кожух сепаруючого пристрою; 6 - транспортер; 7 - очищувач; 8 - шнек; 9 - збірник.