Обоснование параметров ротационно-дискового режущего аппарата для резания толстостебельных культур

• Автор: Будашов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Классификация режущих аппаратов

1.2. Режущие аппараты толстостебельных культур

1.2.1. Ротационно-дисковые режущие аппараты толстостебельных культур

1.3. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по

резанию толстостебельных культур

Выводы. Цель и задачи исследования

2. Теоретические исследования
2.1. Выбор схемы ротационно-дискового режущего аппарата
2.2. Исследование энергоёмкости процесса
2.3. Траектория движения лезвий ножей диска относительно
перерезаемых стеблей
Выводы
3. Экспериментальные исследования
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Методика проведения эксперимента
3.2.1. Устройство экспериментальной установки
3.2.2. Определение потребляемой энергии резания
3.3. Физико-математическая модель процесса резания
3.4. Обоснование параметров ротационно-дискового режущего
аппарата
Выводы
4. Методика инженерного расчёта и экономическая эффективность использования аппарата
4.1. Методика инженерного расчета ротационно-дискового режущего аппарата толстостебельных культур
4.2. Расчет экономической эффективности использования
аппарата
Выводы
Общие выводы
Список литературы
Приложение Л. Физические параметры стеблей рассматриваемых толстостебельиых культур, характеризующие их негоскальпические и
износные свойства
Приложение Б. Матрицы планирования полного факторного
эксперимента при резании испытуемых культур
Приложение В. Результаты измерений значений мощности, потребляемой
двигателем аппарата при резании испытуемых культур
Приложение Г. Обработка результатов планирования эксперимента
Приложение Д. Расчёты стоимости материалов и покупных изделий
Приложение Н. Заявка на изобретение
Приложение Ж. Выписка из протокола заседания конструкторского отдела ОАО «Рубцовский проектно-конструкторский технологический институт»
Приложение И. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы
Введение
Наиболее трудоёмкими процессами в сельскохозяйственном производстве являются уборочные работы. Техника для выполнения этих работ сложная, требует значительных затрат на её производство и эксплуатацию. В настоящее время практически все уборочные работы механизированы. В связи с перестройкой сельскохозяйственного производства и созданием широкой сети фермерских хозяйств, арендных и акционерных предприятий актуальная задача в области механизации сельскохозяйственного производства сводится к созданию мобильной малогабаритной уборочной техники, достаточно дешёвой и доступной для приобретения, а также создание условий для рационального её использования [98].
ГОСТ 3.1109-82 трактует резание как обработку, заключающуюся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала, сопровождающуюся деформированием и разрушением поверхностных слоёв материала [24].
Под понятием «режущие аппараты» подразумеваются разнообразные
устройства, оборудование, приспособления и механизмы, осуществляющие процесс обработки материалов резанием с помощью лезвия. Теория резания
лезвием в качестве конечного результата должна найти воплощение в меюдах
расчёта конструкций режущих аппаратов.
Актуальность темы. Режущие аппараты толстостсбельных культур применяются для резания стеблей кукурузы, подсолнечника, кустарниковой поросли и др. культур. Стебли срезаются для дальнейшего применения в сельскохозяйственном производстве, в зависимости от степени последующего измельчения, либо в качестве корма животным, либо в качестве удобрения.
Существующие в настоящее время режущие аппараты толстостебельных культур имеют такие недостатки, как низкая производительность, наличие
повторных срезов стеблей, большие знакопеременные инерционные усилия, вибрация рамы, шум, сложность привода, громоздкость и повышенная
открывающимися вальцами и обеспечивает степень измельчения менее 70 мм при переработке 95 % стеблей от всей массы материального потока при скорости уборки 10-12 км/час [83]. Ножи двухсторонней переворачиваемой конструкции изготовлены из высокопрочной износостойкой стали, что даёт более продолжительный срок службы по сравнению с ножами других производителей. Стеблеизмельчитель можно отключить из кабины не прекращая работу жатки.
Измельчитель стеблей жатки «ОрйСогп» для уборки кукурузы завода «Optigep», в соответствии с рисунком 16д, измельчает и разбрасывает по нолю, как стебли, так и находящиеся в междурядье сорняки [80]. 90 % переработанных стеблей имеют степень измельчения менее 60 мм.
Измельчитель стеблей кукурузной жатки «Roto cross-cut», в соответствии с рисунком 16с, снабжён холостым колесом, позволяющим уменьшить перегрузки и ударные толчки в зубчатых передачах, возникающих от приостановок работы измельчителя [88]. Измельчитель с двумя вращающимися ножами полностью перекрывает зону работы уборочных барабанов, расположенных сверху и измельчает стебли на высоте свыше 70 мм над уровнем земли. Привод осуществляется через регулируемую фрикционную муфту, защищающую измельчающий механизм от перегрузок.
У перечисленных выше ротационно-дисковых режущих аппаратов с двумя ножами общие преимущества: простота в обслуживании и ремонте, а также выполнение измельчения за один ход жатки.
Основными недостатками выпускаемых режущих аппаратов является повышенный расход энергии, низкая производительность, быстрое затупление режущих кромок рабочих органов и повышенная металлоёмкость конструкции. Кроме того, многие режущие аппараты неудовлетворительно работают с культурами повышенной влажности.
Для устранения этих недостатков необходимо дальнейшее совершенствование процесса резания толстостебельных культур и изыскания новых конструктивных решений, обеспечивающих не только повышение производительности, по и