Курсовая работа: Проект бурякозбирального комбайна з конструктивною розробкою вібраційного лемішного копача

Курсовая работа: Проект бурякозбирального комбайна з конструктивною розробкою вібраційного лемішного копача

Вступ

Становлення ринкових відносин і різноманітних форм власності на засоби виробництва вимагають нового якісного підходу до вирішення проблем сільського господарства. Однією з основних проблем є зміщення строків збирання буряка, коли внаслідок вологості ґрунту знижується технологічна і технічна надійність збиральних машин, зменшується їх продуктивність.

В роки засухи різко підвищуються втрати коренеплодів в результаті їх обриву в ґрунті, погіршується очистка коренів від ґрунту.

Механізовані процеси збирання цукрового буряка представляють собою складний комплекс технологічних і виробничих операцій, які включають в себе викопування, обрізку і очистку, збір, укладання, завантаження і транспортування коренів і гички. Процеси збирання вказують визначний вплив на основі агротехнічної характеристики врожаю, конструкції робочих органів і компоновочно-технологічної схеми бурякозбиральної машини.

Виходячи із способів використання продуктів врожаю цукрового буряка як сировини для виробництва цукру і кормів для тварин, бурякозбиральні машини повинні забезпечувати:

а)   збирання гички і коренеплодів одночасно або роздільно в стислі календарні строки;

б)   отримання якісної сировини і кормів без ручної праці і при цьому відходи в зрізаних головках не повинні перевищувати 3%, а інші втрати – 2%, забрудненість – 10%, пошкодження коренеплодів повинно бути не більше 10%;

в)   високу технологічну надійність і агротехнічну ефективність;

г)   необхідну універсальність з точки зору можливого примінення різних варіантів механізованих процесів збирання буряка в залежності від умов;

д)   зниження, за рахунок спрощення конструкції, питомої метало- і енергоємності, підвищення загальної надійності виробничих процесів.

В Україні для збирання буряка використовують коренезбиральну машину КC-6Б. На основі цієї машини розробимо викопуючий робочий орган лемішкового типу вібруючої дії.

1. Вимоги до машини, що проектується і умови її експлуатації

1.1  Призначення машини і вихідні вимоги

Машина коренезбиральна самохідна КС-6Б призначена для збирання коренів цукрового буряка, посіяного з шириною міжряддя 45 см. Гичку попередньо зрізують і прибирають спеціальною машиною БМ-6А.

Машина КС-6Б може працювати практично в різних умовах, але висока якість і задана продуктивність досягаються при нормальних ґрунтопогодніх умовах, достатньо високій культурі землеробства і врожайності буряків від 200 до 600 ц/га.

Найбільш вигідними є вологість ґрунту не вище 25% і твердість ґрунту в горизонті 0–20 см не вище 28 кг/см.

Поле цукрового буряка повинно бути вирівняне і чисте від бур'янів; рядки буряка повинні бути прямолінійними; ширина міжрядь повинна бути точно витримана, а відхилення коренів від осьової лінії рядка не повинна перевищувати 3 см.

Дослідами доведено, що найбільший врожай цукрових буряків з максимальним вмістом цукру забезпечується при збиранні їх у період технічної стиглості, коли прирости маси коренеплодів і цукру вже невеликі чи зовсім припиняються і починається значне відмирання листової поверхні. Збирання цукрових буряків в більш пізні терміни вигідні не тільки в зв'язку з збільшенням урожаю і поліпшенням технологічних показників. Коренеплоди пізніших строків збирання найпридатніші для тривалого зберігання. Аналіз погодних умов у районах бурякосіяння України показує, що стійкий перехід температур нижче 5°С настає в період 26 – 31 жовтня. Тому 25 жовтня потрібно вважати терміном завершення збирання цукрових буряків. Початок збирання – 15 вересня [6].

Сучасні виробничо-технічні вимоги, що пред'являються до бурякозбиральних машин визначаються загальними тенденціями переведення процесів виробництва цієї культури на промислову основу, специфічними агробіологічними властивостями вирощування цукрового буряка, обумовленими зміною сортів, широким впровадженням точного посіву, застосуванням хімічних засобів боротьби з бур'янами.

Важливою вимогою є досягнення максимального кінцевого народногосподарського ефекту, що передбачає взаємокомпромісну ув'язку показників роботи комплексу машин для догляду цукрового буряка, збирального навантажувального транспортного і переробного комплексів по експлуатаційним, агротехнічним і економічним критеріям.

В зв'язку з об'єктивним погіршенням рівномірності розподілу коренеплодів в рядку, яке визнане зменшенням норм висіву і механізованим формуванням насаджень, цілеспрямовано пристосувати бурякозбиральні машини для збирання цукрових буряків з підвищеним вирівнюванням її агротехнічних характеристик.

В цей час індустріальні методи збирання цукрового буряка, що розвиваються пред'являють до бурякозбиральних машин вимоги по збільшенню продуктивності, якості, технологічної надійності машин і комплексів, робочих органів і процесів, а також забезпечення в залежності від ґрунтових та природних умов, що склалися.

Враховуючи довгі строки зберігання і переробки буряка, цукровою промисловістю, повністю обґрунтовано висуваються вимоги до підвищення якостей коренеплодів, головним чином до їх обрізки, зниження забрудненості гичкою, землею і зменшення пошкоджень, виконання яких дозволяло б знизити втрати цукрового буряка в два рази.

Виходячи із способів використання продуктів врожаю цукрового буряка як сировини для виробництва цукру і кормів для тварин, бурякозбиральний комбайн повинен забезпечувати:

– збирання коренеплодів в стислі календарні терміни;

– кількість коренів, що залишились в ґрунті після проходу комбайна не повинно перевищувати 1%, а втрачених на його поверхні – 6%. Загальна забрудненість цукрового буряка, що зібраний поточним або перевалочним способом не повинна перевищувати 12%, в тому числі рослинної маси в буряковому ворсі може бути не більше 3%;

– відходів цукристої маси в зрізаних головках коренів повинно бути не більше 5% по масі коренів з пошкодженими глибокими шарами тканини не більше 12% по масі, діаметр обриву повинно бути не більше 3%. Зібрані корені повинні бути придатними для здачі на цукровий завод без ручної доочистки [6];

– високу технологічну надійність (не нижче 0,96) і агротехнічну ефективність в широко варіюючи природних кліматичних умов (при різній врожайності, параметрах посадки, фізичному стані ґрунту і гички, забрудненості полів), в тому числі при екстремальних умовах (при вологості ґрунту 26 – 30% або твердості 290 – 580 Н і врожайності 450 – 700 ц/га);

– необхідну універсальність з точки зору можливості застосування різних варіантів механізованих процесів збирання буряка в залежності від природно-виробничих умов, що склалися;

– інтенсифікацію процесів збирання буряка за рахунок зниження жорстких технологічних обмежень робочих швидкостей і пропускної здатності бурякозбиральної машини;

– зниження за рахунок спрощенню конструкції питомої метало- і енергоємності, підвищення загальної надійності (коефіцієнт готовності не нижче 0,94). Ресурс до капітального ремонту не менше 3-х років;

– конструкція машини повинна бути зручною для обслуговування, регулювання, проведення технічного обслуговування, очищення, ремонту;

– рух по полю так, щоб не залишати не викопаних буряків. Копачі повинні бути відрегульованими на ширину міжрядь 450±3 мм. Оптимальною глибиною підкопування коренів слід рахувати мінімальну глибину (5–8 см), при якій забезпечується повний підбір коренів. Максимальна глибина ходу лемешів до 12 см.

– в порівнянні з аналогом, комбайн повинен забезпечувати зниження металоємкості, зниження затрат праці на його обслуговування. Термін окупності не більше 3 років;

– особливого значення набувають питання збільшення загального інженерно-технічного рішення конструювання бурякозбиральних машин;

– складні вимоги носять комплексний характер і визначають широке коло задач конструктивного і загально – організаційного характеру, що об'єднуються в загальну проблему вдосконалення компоновочно-технологічних схем, робочих органів і інших конструктивних елементів бурякозбирального комбайна.

1.2 Формулювання вимог технічного завдання на проектування машини

Розробляється самохідна коренезбиральна машина, що виконує наступні операції: викопування коренів, очищення їх від домішок, завантаження коренів в транспортний засіб.

Бурякозбиральний комбайн придатний для використання в усіх природно-кліматичних зонах країни, але переважно в зоні Лісостепу, Полісся і Степу. Комбайн є самохідний, його робочі органи приводяться в дію від двигуна СМД-64 експлуатаційна потужність якого 110 кВт [1].

Даний комбайн розробляється з метою підвищення продуктивності праці, зменшення капітальних витрат, покращення виконання технологічних операцій, зменшення затрат ручної праці.

Комбайн повинен відповідати вимогам безпеки викладеним по ГОСТІ 12042–79 [3].

Загальні вимоги безпеки

1. Місця страховки машини повинні бути позначені по ГОСТ 14192–77.

2. Всі частини, що обертаються або рухаються повинні бути захищені кожухами.

3. Рівень шуму на робочому місці не більше 85 дБл.

4. Всі випробовування, регулювання, налагодження, механізмів повинні проводитись при повній зупинці машини. Машина повинна відповідати: конструктивному рішенню; технології виготовлення матеріалів, що використовуються, особливо тих, що в контакті з людиною; рівню художнього конструювання. Ергономічні показники охоплюють зручністъ монтажу, застосування засобів механізації, зручність управління, фактору робочого середовища (рівень шуму, вібрації, загазованості, запиленості, вологості, освітленості), якість документації (повнота і якість викладення).

Самохідний комбайн повинен бути патентно чистим по країнах СНД, Заходу і США.

Усі матеріали і комплектуючі вироби по найменуваннях і марках повинні відповідати закладеним в технічну документацію на бурякозбиральний комбайн ГОСТ іншим інформативним документам. Матеріали, які використовуються для виготовлення самохідного бурякозбирального комбайна, повинні відповідати діючим стандартам міністерства транспортного і с/г машинобудування. Ведучі і керуючі колеса повинні обертатись на своїх осях вільно, органи керування повинні діяти легко і вільно під дією зусилля руки.

Гальмівна система повинна бути заправлена гальмівною рідиною. Болти кріплення редукторів з різьбою М12 повинні бути розтягнені динамометричним ключем з різьбою М18–80…100 Н∙м [2].

Дляі мащення вольниць і поверхонь тертя необхідно використовувати солідол ГОСТ 3 86–76. Для редукторів необхідно використовувати масло ТМ15-ЭФО ТУ38.101.521–75. Вироби і матеріали, що застосовуються, повинні відповідати вимогам не нижче 1-ї категорії якості.

Комбайн повинен працювати посезонно при оптимальних температурах середовища і вологості повітря до 96%. Якісній роботі машини не повинні переш: оджати опади і розтікання ґрунту.

Для бурякозбиральної машини повинні бути встановлені наступні види технічного обслуговування: щоденне технічне обслуговування, ТО-1, ТО-2, після сезонного ТО. Трудомісткість щозмінного технічного обслуговування не повинна перевищувати 0,5 люд.-год. Час готовності бурякозбирального комбайну для використання після транспортування і зберігання визначається часом необхідним для проведення монтажу, налагодження; випробування під навантаженням не повинне складати більше 7 люд. – днів.

На бурякозбиральному комбайні повинно бути нанесено товарний знак підприємства-виготовлювача, або назва підприємства, назва марки і порядковий номер самохідного бурякозбирального комбайна по системі нумерації підприємства-виготовлювача, рік і місяць випуску. Порядковий номер і рік випуску наносяться ударним способом. Монтажне маркування повинне відповідати ГОСТ 24444–80.

Перед упаковуванням всі оброблені і не пофарбовані поверхні збірних одиниць і складових частин повинні бути покриті консервуючим мастилом по ГОС Г 9104–78 і загорнуті в папір по ГОСТ 9589–79. Кріпильні вироби повинні бути вкладені в пакет по ГОСТ 10354–81. Технічна документація повинна бути запакована у водостійкий матеріал по ГОСТ 10354–85 і розміщена у ящику. На кришці ящика надпис «Документація». Комбайн можна доставляти до користувача залізничним, або буксируванням. При виконанні навантажувально-розвантажувальних робіт слід використовувати підйомний кран.

Швидкість транспортування способом буксирування на прямих відрізках доріг 7 км/год., на поворотах – 3 км/год.

Збереження комбайна по ГОСТ 7751–79 в закритих приміщеннях або під навісом. Допускається зберігання на відкритій площадці.

При короткочасному зберіганні (до 90 днів) зберігати комбайн комплексно без розбирання. При цьому відкриті поверхні найбільш відповідальних механізмів і робочих органів законсервувати у відповідності, з вимогами ГОСТу 9.014.78. При довготривалому зберіганні (більше 3-х місяців) ослабити привідні ремені, законсервувати поверхні найбільш відповідальних механізмів по ГОСТу 9.014.78. Комбайн встановити на підставках, а тиск повітря в шинах зменшити до 0,1…0,15 МПа [1].

Самохідний бурякозбиральний комбайн повинен включати наступні вузли: енергетичний засіб, ходову систему, систему автоматичного керування, завантажувальний пристрій.

Габаритні розміри самохідного бурякозбирального комбайна не повинно перевищувати: довжина в робочому і транспортному положенні 6950 мм; ширина в робочому положенні – 4850 мм; ширина в транспортному положенні – 3350 мм; висота в робочому положенні – 3700 мм; висота в транспортному положенні – 3800 мм; маса бурякозбирального комбайна не повинна перевищувати 9200 кг. Усі вузли бурякозбиральної машини повинні комплектуватись запасними деталями.

Комплект інструментів і пристроїв повинен бути достатнім для проведення збирання бурякозбирального комбайна.

Конструкція самохідного бурякозбирального комбайна повинна забезпечувати: продуктивність 1,35 – 2,43 га/год. при робочій швидкості руху 3,27 – 7,7Н км/год., ширину захвату 2,7 м, виконувати за один прохід шість рядків коренів цукрового буряка.

Конструкція самохідного бурякозбирального комбайна повинна забезпечувати якість виконання технічного проекту: кількість коренів, що залишилися в землі після проходження машини не повинна перевищувати 1%, а втрачених на її поверхні 6%. Загальна забрудненість цукрового буряка, що зібраний поточним чи перевалочним способом не повинна перевищувати 12%, в тому числі рослинної маси в буряковому ворсі може бути не більше 3%.

Відходів цукристої маси в зрізаних головках коренів повинна бути не більше 5% по масі, коренів з пошкодженими глибокими шарами тканини – не більше 12% по масі. Діаметр обриву хвостової частини кореня повинен бути не більше 1 см. Коренів з більшим діаметром обриву повинно бути не більше 3%.

1.3 Вихідні дані для проектування і розробки конструкції машини

У більшості бурякосійних господарствах країни цукрові буряки збирають потоковим, перевалочним і потоково-перевалочним способами без ручної доочистки коренів з одиночним збиранням гички при груповому використанні збиральних, навантажувальних і транспортних засобів. Це дозволяє значно знизити затрати праці, а також підвищити валовий збір і якість цукрової сировини.

При поточному способі збирання корені і гичка збиральними машинами подаються на ходу в транспортні засоби. Корені відразу доставляють на бурякозбиральний пункт, а гичку відвозять до місця силосування або згодовування.

При перевалочному способі корені із збиральних машин подають в транспортні самохідні причепи і вивозять до місця тимчасового їх кагатування в межах поля, а потім при появі вільного автотранспорту доставляються на бурякозбиральні пункти.

Поточно-перевалочний спосіб збирання об'єднує два попередніх: частина коренів безпосередньо від збиральних машин вивозиться на бурякозбиральні пункти, а решту вкладають самоскидами в тимчасові польові кагати. Його як правило застосовують при недостатньому забезпеченні господарств автотранспортом. Поточно-перевалочний спосіб дає можливість збільшити виробництво збиральних агрегатів за рахунок своєчасного відвезення коренів.

Групове використання машин при поточно-перевалочному способі збирання дозволяє оперативно маневрувати технічними засобами при поломках, вимушених зупинках збиральних агрегатів, а також організовувати централізоване обслуговування і ремонт техніки.

Гичкозбиральна машина БМ-6А попередньо зрізує гичку і завантажує у транспортні засоби.

Технологічний процес роботи проектованої машини наступний.

За допомогою автомата керування або вручну передні колеса машини направляються точно по центру міжрядь буряка. Завдяки цьому встановлені під кутом один до одного робочі органи лемішкового типу охоплюють корені з обох сторін, заглиблюються на необхідну глибину завдяки коливальним рухом в вертикальній площині інтенсивно деформують шар ґрунту і очищують коренеплоди від землі. Потім завдяки біроту перекидаються буряки на шнековий очисник. Під дією шнеків, які обертаються з різною швидкістю.

Передавальний бітер сприяє кращому заповненню між скребкового простору елеватора і тим самим – підвищенню його продуктивності. Елеватор подає корні в бункер звідки вони стрічковим транспортером передаються на вивантажувальний елеватор, який подає корені в кузов транспортного засобу, що рухається поряд. Для заміни транспортних засобів на ходу передбачена можливість короткочасної (на 20–30 с) зупинки стрічкового транспортера і завантажувального елеватора. При цьому корені накопичуються в невеликому бункері. Після зміни транспортного засобу всі механізми знову включені в роботу.

Проектована машина може використовуватись на всій території України, але переважно у західній області у районах великого бурякосіяння.

До західного лісостепу України входять лісостепові райони Волинської, Рівненської, Львівської, Тернопільської, Івано-франківської, Чернігівської областей.

Найкращими ґрунтами, які поширені в цій зоні є чорноземи (глибокі мало гумусові, неглибокі помірно гумусові, опідзолені). Вони мають значні запаси поживних для рослин речовин, їм властива висока біологічна активність. Ступінь насичення основами високий – 85–92%. На рухомі сполуки фосфору небагаті, тому потребують насамперед фосфорних добрив, з яких найефективнішим є суперфосфат.

Врожаї цукрових буряків на цих ґрунтах вищі, ніж на інших. В цій зоні поширені також перегнійно-карбонатні ґрунти, сформовані на крейдяному марганці. Вони містять 2,5-5,5% перегною, мають лужну реакцію, але характеризуються незначною товщиною гумусного шару (не більше 50 см).

Поширені в цій зоні також темно-сірі, сірі, світло-сірі ґрунти. Темно-сірі ґрунти за механічним складом легкосуглинкові, містять 2–4% гумусу. Краще від інших опідзолених ґрунтів забезпечені рухомими формами поживних речовин.

Кліматичні умови.

Кліматичні райони бурякосійних районів західної України сприятливі для вирощування цукрових буряків. Клімат в цілому помірно-континентальний з м'якою малосніжною зимою, порівняно тривалою весною, дощовим літом та теплою сонячною осінню. В Західному Лісостепу без морозний період триває приблизно 230–240 днів. Температура середньої річки становить +7°С у північній частині і 8°С у південній. В середньому за рік випадає близько 700 мм опадів. Найтепліші місяці липень і серпень, хоча температура повітря і в ці місяці невисока. В кінці жовтня вона знижується, що затримує вегетацію рослин. В другій половині грудня тут наступає зима із сніговим покривом 18–26 см [2].

Урожайність коренів цукрового буряка 250–550 ц/га, гички 240–445 ц/га.

Бурякозбиральний комбайн використовується з 15 вересня по 25 жовтня. Середня кількість опадів за період використання машини 52 мм.

Бур'яни:

·  Осот польовий – посівами цукрового буряка наносить шкоду як засмічувач і приманка для довгоносиків;

·  Пирій повзучий – один з найбільш шкідливих розповсюджених бур'янів. Сильно осушує ґрунт.

·  Хвощ польовий – надає перевагу вологим кислим ґрунтам; сильної шкоди завдають також такі бур'яни як редька дика, Ромашко не пахуча, гірчиця польова.

До моменту збирання цукровий буряк має потовщений конусоподібний головний корінь від якого відходять в сторону (25–30 см) дрібні корені. Основна маса цукру (95–97%) сконцентрована в тілі буряка. Нижня хвостова частина головного кореня входить глибоко в ґрунт і при збиранні, як правило, обривається на діаметрі 8 – 10 мм і залишається в землі.

Матеріал коренеплоду – крихкий, анізотропний, неоднорідний по довжині і поперечному січенні. Поблизу хвостової частини (діаметр 10 – 30 мм) коренеплід менш крихкий і при навантаженні виявляються помітні ознаки пластичної деформації. В цій частині коренеплоду тимчасовий опір матеріалу і критичні кути згину значно більші, а жорсткість на згин менша чим в основної.

Головка кореня цукрового буряка може розміщуватись як нижче рівня (до 30 мм) ґрунту, та і вище його (до 80 мм і більше). Маса кореня цукрового буряка обумовлюється його розмірами і варіюється в широких межах від 0,4 до 0,8 кг.

Сильного пошкодження корені отримують при падінні з висоти більш 1,5 м, що відповідає швидкості співударяння 5,4 м/с. Підкопування коренів, при якому розрихлюється ґрунт різко знижує силу витягування його із ґрунту. Характеристики цукрового буряка приведені в табл. 1.1 [3].

Таблиця 1.1. Усереднено розмірно-вагові і механічні характеристики цукрового буряка

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6