Повышение эффективности работы однобрусных ротационных косилок путем оптимизации параметров механизма подвески режущего аппарата

• Автор: Лапин, Василий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург - Пушкин
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Состояние кормопроизводства в РФ.

1.2. Требования предъявляемые к косилкам.

1.3. Анализ машин для скашивания трав

1.4. Отечественные задненавесные ротационные косилки.

1.5. Зарубежные косилки с ротационными режущими аппаратами.

1.6. Применяемые механизмы подвески режущего бруса.

1.7. Выводы

1.8. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА ПОДВЕСКИ РЕЖУЩЕГО БРУСА РОТАЦИОННОЙ КОСИЛКИ.
2.1 Предпосылки к оптимизации механизма подвески режущего бруса
2.1.1 Теоретические основы определения параметров механизма подвески
2.2. Теоретические основы синтеза механизма подвески режущего бруса в статике
2.3. Математическая модель механизма подвески режущего бруса в динамике.
2.4. Основы синтеза механизма подвески режущего бруса косилки КРН2,1
2.5. Выводы
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Устройство лабораторной экспериментальной установки.
3.2.1. Методика проведения лабораторных исследований.
3.2.2. Методика тарировки оптических компьютерных датчиков
3.3. Методика планирования лабораторных исследований.
3.4. Методика определения параметров и характеристик механизма подвески
3.4.1 Методика определения центра тяжести режущего бруса и подрамника
3.4.2 Методика определения приведнной результирующей нагрузки в лабораторных условиях.
3.4.3 Методика определения жсткости пружин
3.5. Методика проведения лабораторнополевых исследований
3.5.1. Методика проведения полевых исследований
3.5.2. Методика обработки экспериментальных данных.
3.5.3. Описание экспериментальнополевой установки
3.5.4. Методика работы с программным обеспечением
3.5.4.1. Назначение программы vi
3.5.4.2. Запуск драйвера и его интерфейс.
3.5.4.3 Регистрация сигнала
3.5.4.4. Обработка данных
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Анализ экспериментальных исследований механизма подвески в лабораторных условиях
4.2 Результаты определения рациональных параметров подвески режущего
бруса ротационной косилки
4.3 Анализ исследований нагрузки на поверхность почвы копирующим элементом в лабораторных условиях
4.4 Анализ результатов лабораторнополевых исследований МП режущего
4.5 Анализ результатов эксплуатационной проверки усовершенствованной
косилки КРН2,1 в сравнении с базовой.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОТАЦИОННОЙ КОСИЛКИ КРН2,1 С УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПОДВЕСКИ РЕЖУЩЕГО БРУСА
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По принципу резания растений режущие аппараты косилок можно разделить на две основные группы: аппараты, режущие стебли растений с подпором и без подпора стеблей; по характеру траектории движения режущих элементов на аппараты с возвратно-поступательным движением ножей и с вращательным движением. Режущие аппараты с возвратнопоступательным движением ножей делят на аппараты с неподвижными пальцами, подвижными пальцами и двухножевые. Режущие аппараты бесподпорного среза с вращательным движением рабочих органов можно разделить на аппараты с вращением режущих элементов вокруг вертикальной оси (ротационные аппараты) и горизонтальной оси (роторные аппараты). По расположению привода рабочих органов ротационные аппараты подразделяют на аппараты с верхним, нижним и комбинированным приводом. На рис. Рисунок 1. Классификация режущих аппаратов по []. На качество среза и на затраты энергии в режущих аппаратах с возвратно-поступательным движением ножа, существенно влияет скорость резания. При скоростях менее 0,3 м/с происходит сплющивание и разрыв стеблей, что требует больших усилий. С увеличением скорости свыше 0,8 м/с сопротивление сразу уменьшается. Опытами установлено, что для качественного среза трав необходима скорость не менее 2, м/с []. Режущие аппараты с возвратно-поступательным движением ножа широко распространены во всём мире. К числу их достоинств относится простота конструкции, низкие затраты энергии на привод режущего аппарата. Основными недостатками являются значительные знакопеременные нагрузки, сложность поддержания постоянного зазора в режущих парах и сопротивление в них. Затраты энергии, связанные с её рассеянием, при колебаниях конструкции составляют 0-0% энергии, необходимой для перерезания растений. Для увеличения рабочих скоростей косилок необходимо пропорциональное увеличение частоты колебаний ножа, что приводит, однако, к квадратичному возрастанию инерционных нагрузок []. При работе на полёглом перепутанном стеблестое, а также при высокой урожайности трав эти режущие аппараты склонны к забиванию. Стремление повысить производительность косилок, особенно на высокоурожайных, перепутанных и полёглых травостоях, привело к созданию режущих аппаратов бесподпорного среза с вращательным движением режущих элементов. Резание свободно стоящих стеблей без применения противорежущих элементов, т. Вследствие большой скорости резания эти аппараты обеспечивают чистый срез растений на высокой поступательной скорости, ограничиваемой возможностями рельефа поля. Ротационные аппараты не требуют перезаточки ножей, так как ввиду отсутствия пальцев не забиваются. В результате они нашли широкое применение и во многих случаях вытеснили косилки с возвратно-поступательным движением ножей []. Режущие аппараты бесподпорного резания с вращательным движением вокруг горизонтальной оси (роторные). Аппарат представляет собой горизонтальный вал с шарнирно-подвешенными ножами Г-образной формы. Сверху аппарат закрыт кожухом. Чем ниже установлен аппарат, тем легче и качественнее происходит срез растений, но при этом ножи часто задевают за неровности почвы и засоряют срезанную массу частицами земли. Аппарат может работать при любом направлении вращения ротора, однако, когда нож движется снизу вверх, высота стерни меньше. Диаметры роторов известных конструкций машин колеблются от 8 мм у модели С фирмы Вестерн (США) до 2 мм у модели 0 фирмы Кэйс (Case) США, а скорости ножей в пределах ,7-,4 м/с. Ввиду особенностей кинематики такие аппараты неизбежно измельчают срезаемые растения, поэтому их чаще всего применяют в косилках-измельчителях, например КИР-1,5, и газонокосилках. В машинах для заготовки сена роторные аппараты применяют только в косилке для грубостебельных растений КПП-2,0. Режущие аппараты бесподпорного резания с вращательным движением ножей вокруг вертикальной оси (ротационные). Анализ конструктивных схем ротационных режущих аппаратов позволяет разделить их на два основных типа. Первый тип имеет роторы, выполненные в виде вертикальных консольных валов с закреплёнными внизу несущими элементами с ножами. Несущим элементом является диск, вращающийся в горизонтальной плоскости. Привод роторов осуществляется сверху, что обуславливает верхнее расположение несущей рамы, под которой проходят срезанные растения (рис.