Определение кинематических показателей ножа

Кинематическими показателями ножа являются перемещение, скорость и ускорение.

Скорость ножа в функции перемещения Х

 

V=ω∙ ,

где ω – угловая скорость кривошипа, ;

а ускорение ножа

 

а = ∙Х

Для построения графиков скорости и ускорения вычертить режущую пару (Рис. 1.2.) в натуральную величину ( =0,001 м/мм). При принятом масштабе скорости =ω∙ , построенная на ходе ножа, как на диаметре, полуокружность является графиком скорости по перемещению. Скорость ножа в любой точке перемещения

= ∙ ∙

 

 

Определить скорость ножа в начале резки, которая должна быть не меньше 0,8 м/с.

Переместив лезвие сегмента АВ в положение начала и конца резания, замерить путь резания и выделить область рабочих скоростей резания.

Графиком ускорения по перемещению ножа является прямая, проходящая через начало координат, которое находится в середине хода ножа. Максимальные ускорения ножа в начале и конце его перемещения, то есть

= ∙

Приняв масштаб ускорения , определить отрезок (ординату) АЕ и построить график.

 

Определение энергетических

Показателей механизма ножа

Расчёту подлежат силы, действующие на нож, работа сил и мощность движущей силы, мощность привода (Рис. 1.3.).

Силой производственного сопротивления является сила сопротивления срезу

= ,

 

где k – удельная работа среза травы, которая равна 0,02….. 0,03 Нм/ ;

– площадь нагрузки сегмента, ;

Z – число сегментов.

Площадь нагрузки – это площадь поля, с которой срезаются стебли одним сегментом за один ход ножа.

Площадь нагрузки

=L∙

 

Число сегментов

Z=

Cила инерции ножа

 

= = ∙ ∙X,

где - масса ножа.

Масса одного метра (погонная масса) ножа составляет 2,0….2,1 кг.

 

 

Частота вращения кривошипа:

= ,

где - рабочая скорость жатки, м/с.

Средняя скорость ножа:

= ,

где S – ход ножа, м.

Средняя скорость ножа принимается за технологическую скорость резания и она должна быть не менее 1,8 м/с. Если скорость будет меньше допустимой, то нужно уменьшить подачу и снова определить частоту вращения кривошипа.

Принятые и вычисленные значения параметров и режимов работы свести в таблицу.

 

 

Тип аппарата	Режим работы	Параметры, мм
L, см		S	α			R

 

 

Определение показателей

Работы режущего аппарата

Одним из основных технологических показателей, определяемых агротехническими требованиями, является высота стерни, которая зависит от регулировки и работы механизма копирования и работы режущего аппарата. Влияние на этот показатель рабочего процесса режущего аппарата связано с отгибом стеблей. Для изучения и определения величины отгиба строится диаграмма движения режущего аппарата, отгиба стеблей и высоты стерни (Рис. 3.2.). Построение её ведётся в следующем порядке.

Вычертить тонкими линиями сегмент в трёх положениях, а противорежущую пластинку (вкладыш) – в двух. Крайние левые и правые положения сегмент занимает на расстоянии хода ножа S, а передние – подачи L. Построить траекторию абсолютного движения точки сегмента. При помощи шаблона нанести такие траектории крайних точек лезвия сегмента – косинусоиды - , - , - и провести траекторию движения крайних точек лезвия пластинок m – m и n – n. Отметить точки

 

 

32∙

 

Рис. 3.1. Схема качающейся шайбы (МКШ): 1 – нож; 2 – шатун; 3 – вилка; 4 – вал колебателя с вилкой; 5 – кривошип; 6 – крестовина (шайба); 7 – подвеска; Ο – точка пересечения осей.

Для дальнейших расчётов снять с серийного сегмента и вкладыша пальца основные размеры и занести их в таблицу (Рис. 1.1. в разделе «Косилки»).

Режим работы режущего аппарата определяется подачей и частотой вращения кривошипа (числом полных колебаний ножа).

Числовое значение подачи:

L=λ∙h

где h – высота рабочей части режущей пары (сегмент-вкладыш);

λ – показатель, определяющий нагрузку на лезвие сегмента.

λ = 1,8 … 2,0 – для современных режущих аппаратов жаток.

 

 

Сила трения ножа с деталями пальцевого бруса

F= + ,

 

где - сила трения, обусловленная силой тяжести ножа;

- сила трения, возникающая от силы нормального давления шатуна на головку ножа.

Первая сила трения

=f∙G,

где f – коэффициент трения, равный 0,26…..0,30;

G – сила тяжести ножа.

Вторая сила:

=f∙N,

где N – сила давления головки ножа на направляющую.

 

N=( + + )∙tg λ,

 

где λ – угол между шатуном и линией направления движения ножа.

Угол λ – величина переменная, но изменение его очень незначительно, так как радиус кривошипа очень мал в сравнении с длиной шатуна, поэтому можно принять его постоянным.

Среднее значение угла определяется из функции:

 

Sin λ = ,

Составляющая от силы инерции имеет сложный характер, так как сила изменяется по ходу ножа по величине и направлению.

Эта составляющая

 

= ∙ tgλ= ∙ tg λ,

= ∙f=f∙ ∙ tg λ.

 

Другие составляющие

=f∙ ∙tg λ,

=f∙ ∙ tg λ.

Cила очень мала, поэтому ей можно пренебречь.

Построить графики сил, действующих на нож, в зависимости от его перемещения (Рис. 1.4.).

 

 

Рис. 1.3. Схема дизакциального КШМ с приложенными к ножу силами.

 

 

Рис. 1.4. Графики сил в зависимости от перемещения ножа.

Работу сил тяжести и сил инерции звеньев КШМ при определении мощности движущей силы можно не учитывать, так как эти силы за время цикла (время хода ножа) меняют знак. Тогда

 

= = + + + .

 

 

 

Разработка и расчёт жатки