Силовой и энергетический расчеты

Сопротивление почвы, преодолевание батарей сферических дисков во время работы, могут быть представлены двумя перекрывающимися силами  и , приложенному к среднему диску батареи.

Схема сил действующих на батарею сферических дисков.

 

 

Сила  расположена в плоскости ZOY и проходит через ось вращения дисков О. Сила  расположена в плоскости ZOX и параллельно оси X, а также удалена от неё на расстоянии Z = 0,5 (D ). Сила  создает относительно оси Y момент , обусловливающий большое стремление к заглублению в почву передних дисков A, чем задних дисков B. Действие этого момента уравновешивают смещением центра тяжести и балластных грузов к заднему концу батареи.

При рассмотрении батареи дисков в горизонтальной плоскости необходимо узнать значение угла , образуемого силой  и осью батареи OX. Величина угла  возрастает с увеличением твердости почвы и глубины хода дисков. Значение тягового сопротивления является исходной величиной при силовом расчете дисковой батареи.

P = k b,

 

где:

k - удельное сопротивление на 1 м ширины захвата;

b - ширина захвата батареи;

k = 2,6 кН/м;

b = 0,143  7 = 1,001 м  1 м;

P = 2,6  1 = 2,6 кН.

Определяем общее тяговое сопротивление:

 

P =

= 9,8  f м, где:

 

f - коэффициент пропорциональности, зависящий от типа почвы и агрофона;

M - масса машины;

f = 0,6;

M = 1830 кг;

 

 = k  b n, где:

 

 - глубина обработки, м;

b - ширина захвата одной секции, м;

n - количество секций.

 = 9,8  0,6  1830 + 2,6 0,08  1  2,5 = 10760,452 H  11 H.

По величине P определяем значение

=  =  = 13,5 кН.

 = P  = 12,6 кН.

 = P  = 4,6 кН.

m =  = 0,41 = 0,41  11 = 4,6 кН.

 

Расчет на прочность нагруженной детали

Определяем массу диска:

 

mg =

 = 7 т/м³

 = ²(R - )

 = 3,14  0,0096² (0,58 - ) = 0,00054 м³

mg = 0,00054  7000 = 3,75 кг

G = 3,75 9,8 = 36,75 Н

b = 143 мм = 0,143 м

 

Определяем реакции опор

 

= 0

G  e - 2G  d +

-3G  (e + d + c) - 2G  c + 2G  b +

=  =  = - 750,96 Н

 =  =  = =163,66 Н.

 

Определяем изгибающий момента M = 0

 

= 2G b = 2 36,75  0,143 = 10,5 Н м

= 2G (b + e) +  b = 2 36,75  0,286 + (-750,96)  0,143 = - 86,14 Н

= 3G 3  36,75  0,2145 = 23,65 Н  м

 

По середине балки момент равен

М = - 86,14 Н  м

Так как ось квадратного сечения определяет ее размер

= 23,65 Н м

W =  = 0,147 10³ = 1,47 мм³  = 1,47 отсюда следует, что  =  = 2 см

Расчет подшипников качения

Принимаем решение установить шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии №210 с внутренним диаметром 50 мм

 = 468 Н  = 109,03 Н

Коэффициент нагрузок осевой y = 0, радиальной x = 1

Коэффициент осевого нагружения

e =  =  = 0,23  0,26

 

Определяем эквивалентную нагрузку

 

 = (xV ) , где:

 

V - коэффициент вращения;

 - коэффициент безопасности;

 - температурный коэффициент.

V = 1

 = 1,8

 = 1

 = (1 1  468 + 0  109,03)  1,8  1 = 468  1,8 = 842,4 Н

Долговечность подшипника в млн. об.

 = 11 000 ч

 - требуемая долговечность подшипника

 

L =

2,7 м/с

,7 =  0,45  6 м/с

n =  57 об/мин

L =  = 37,62 млн оборотов

 

Динамическая грузоподъемность

 

С =  = 842,4  = 2822,66 Н

 

Подшипник подобран.

 

Подготовка, настройка и рабочий процесс машины

 

Прежде чем запустить машину в работу, машину осматривают и регулируют рабочие органы. Особое внимание обращают на состояние рабочих органов и их крепления. Проверяют смазку ступиц опорных колес и техническое состояние винтового механизма, их регулировку по высоте. Затягивают кромки дисков и заменяют затупленные лемеха плоскорежущих лап. Осматривают и подтягивают крепления подшипниковых опор кольчатошпоровых катков, имеющие трещины или сколы, проверяют вращение катков и дисковых батарей.

Качество выравнивания обработанной пашни регулируют величиной прижания к почве фартука с помощью пружин, надетых на штанги, так как батареи дисков обрабатывают на глубину 8…10 см, их устанавливают выше плоскорезов на разницу глубины обработки. При обработке плоскорезами на глубину 14 см диски поднимают над плоскорезами на 5…6 см.