Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Корнилович Руслан Александрович. Совершенствование режущего аппарата ротационной косилки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Рязань, 2007.- 153 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/1808

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 8

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11

1.1. Способы скашивания трав 11

  1. Анализ средств для скашивания травостоя 16

  2. Обзор теоретических исследований, посвященных ротационным режущим аппаратам 28

  3. Цель и задачи исследования 41

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА
РОТАЦИОННОЙ КОСИЛКИ 42

  1. Предлагаемая конструкция ротационной косилки 42

  2. Усовершенствованный нож для ротационной косилки 43

  3. Дифференциальное уравнение колебаний ножа

ротационной косилки и его решение 45

2.4 Анализ колебаний ножа ротационной косилки

в поле центробежных сил 51

2.5 Методика расчета показателей работы ножа

ротационных косилок с применением ЭВМ 59

  1. Определение рабочей зоны ножа и подбор уравнения, описывающего траекторию движения ножей 59

  2. Определение площади среза растений одним ножом 65

  3. Определение нагрузки на нож от сил резания 69

  4. Определение момента от сил резания 70

2.5.5. Определение мощности, затрачиваемой на кошение 72

  1. Прочностные расчеты ножа ротационной косилки 73

  2. Выводы по главе 79

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИС
СЛЕДОВАНИЙ 80

  1. Измерение степени износа ножей 81

  2. Экспериментальные исследования по замеру изменения остроты лезвия ножей 85

  1. Определение расхода топлива, затрачиваемого на кошение 88

  2. Определения качества кошения 91

  3. Замер непроизводительных затрат времени на заточку (замену) режущей кромки ножей 93

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ..95

  1. Результаты испытаний по износу ножей 95

  2. Изменение остроты лезвий серийных и усовершенствованных ножей... 106

  3. Результаты испытаний по замеру расхода топлива 112

  4. Сравнение качества среза при кошении сравниваемыми ножами 115

  1. Баланс затрат времени на приведение ножа в работоспособное состояние 116

  2. Выводы по главе 118

Глава 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОСИЖИ КРН-2.1, ОСНАЩЕННОЙ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫМИ

НОЖАМИ 119

5.1 Экономический эффект от снижения эксплуатационных затрат 119

5.2. Граница экономической эффективности применения косилок КРН-2.1 с

установленными усовершенствованными ножами 124

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 126

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 128

ПРИЛОЖЕНИЯ 136

РЕФЕРАТ

В технологии заготовки кормов первой операцией является кошение трав, которое должно быть выполнено в оптимальные сроки и с соответствующим качеством.

На сегодняшний день операция кошение выполняется большим разнообразием машин как отечественных, так и зарубежных марок. Наиболее широко распространенными в нашей стране являются ротационные косилки марок КРН-2.1, КРР-1.8, составляющие « 60% от общего количества.

Вместе с тем применяемые косилки имеют определенные недостатки и по их совершенствованию ведется непрерывная работа.

Целью данной диссертационной работы является повышение эффективности работы ротационных косилок путем совершенствования параметров ножей для улучшения их динамических свойств, увеличения ресурса работы лезвий, сокращения непроизводительных затрат времени, связанных с необходимостью периодической заточки.

Введение содержит обоснование актуальности темы исследований, сформулирована цель работы и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» проведен обзор существующих зарубежных и отечественных сельскохозяйственных машин для кошения трав, а также сделан анализ существующих форм ножей. Проведен анализ работ, направленных на изучение процесса резания и обоснование оптимальных параметров ротационных режущих аппаратов. Поставлены цель работы и задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические исследования ротационного режущего аппарата» предложена конструкция режущего аппарата ротационной косилки с установленным усовершенствованным ножом, позволяющая избежать явления биения и резонанса. На основе исследования динамики колеба-

ния ножа выведено нелинейное дифференциальное уравнение колебания ножа, которое решено методом Рунге-Кутта с применением ЭВМ, что позволило исследовать явления биения и резонанса. Предложена методика расчета момента инерции ножа, его геометрических размеров и массы, позволяющих избежать указанных отрицательных явлений. Разработана методика расчета кинематических, силовых и мощностных величин процесса резания трав на основе применения программы Mathcad на ЭВМ.

В третьей главе работы изложена методика и программа экспериментальных исследований, а также представлено оборудование для их проведения.

В результате экспериментальных исследований подтверждены теоретические исследования ротационного режущего аппарата, а также определены технико-экономические параметры работы аппарата на базе косилки КРН-2.1.

В технико-экономической части работы посчитан годовой экономический эффект от внедрения предложений данной работы.

Основные условные обозначения

т - масса ножа, кг;

J- момент инерции ножа относительно шарнира В, кгм2; М- момент, приложенный к ротору, кгм2;

Q - действующие на ножи обобщенные силы (моменты сил резания относительно шарниров В), кгм2; к - круговая частота колебания ножей, рад/с; со - угловая скорость ротора, рад/с; (р - угол поворота ротора, рад; /? - угол отклонения ножа, рад; R - радиус ротора, м;

г - расстояние от точки крепления ножа к ротору до его центра тяжести, м; v - поступательная скорость косилки; d - толщина ножа, м; го - радиус отверстия, м; L - длина ножа,м; Ь - ширина ножа, м; L1 - длина накладки, м; Ы - ширина накладки,м; п - частота вращения ротора, об/мин; у - удельная нагрузка на нож, Н/м; s - рабочая зона ножа, м; h - величина выступа накладки за основание, м; т0- масса основания усовершенствованного ножа, кг; тн - масса накладки, кг;

JCo- момент инерции основания относительно своего центра тяжести С0,

кгм2;

Jc - момент инерции накладки относительно своего центра тяжести Сн,

кгм2;

Введение к работе:

Актуальность темы. В технологии заготовки кормов первой операцией является кошение трав, которое должно быть выполнено в оптимальные сроки и с соответствующим качеством.

На сегодняшний день операция кошение выполняется большим разнообразием машин как отечественных, так и зарубежных марок. Наиболее широко распространенными в нашей стране являются ротационные косилки марок КРН-2.1, КРР-1.8, составляющие «60% от общего количества.

Вместе с тем применяемые косилки имеют определенные недостатки и по их совершенствованию ведется непрерывная работа.

К недостаткам ротационных косилок относятся:

достаточно быстрая изнашиваемость и затупляемость режущих кромок ножей, что требует их периодической заточки. Так, для четырехротор-ной косилки КРН -2.1 для одного ножа требуется 2-3 заточки на 1га скошенной площади.

значительные затраты времени на приведение ножа в работоспособное состояние (демонтаж/монтаж, поездка в мастерскую, заточка).

при выбраковке изношенных ножей имеет место излишний расход легированной стали, из которой они изготовляются.

в части теоретических исследований недостаточно изучена динамика ножа. При неудачном выборе параметров ножа может возникнуть явления биения и резонанса в поле центробежных сил, что приведет к некачественному кошению трав.

Поэтому более глубокое изучение динамики колебаний ножа, а также его совершенствование для устранения отмеченных выше недостатков, является актуальной задачей и по своей экономической целесообразности имеет важное народно-хозяйственное значение.

Работа выполнялась в соответствии с комплексной темой НИР № 13 Рязанской ГСХА им. проф. П.А. Костычева на 2001-2005 г.г. «Разработка элементов интенсивных, ресурсосберегающих технологий и средств меха-

низации для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Нечерноземной зоны РФ», комплексной темой НИР Рязанской ГСХА им. проф. П.А. Костычева на 2006-2010 г.г. «Обоснование рационального состава МТП в сельскохозяйственных предприятиях Рязанской области при возделывании сельскохозяйственных культур по различным технологиям (энерго- и ресурсосберегающей: нулевой и минимальной; интенсивной и высокой)».

Цель работы: повышение эффективности работы ротационных косилок путем совершенствования параметров ножей для улучшения их динамических свойств, увеличения ресурса работы лезвий, сокращения непроизводительных затрат времени, связанных с необходимостью периодической заточки.

Объектом исследования является режущий аппарат ротационной косилки КРН-2.1.

Методика исследования - для решения поставленных задач проведены теоретические исследования динамики колебания ножа на базе законов механики и математики. Проведен цикл экспериментальных исследований в полевых условиях по методикам, при разработке которых использовался усовершенствованный метод замера остроты лезвий, статистическая обработка экспериментальных данных с применением методов математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

исследована динамика нелинейных колебаний ножа, и предложена на ее основе методика расчета параметров ножа, позволяющих избежать явления биения и резонанса;

разработана методика замера остроты лезвий, с применением программы Adobe Fotoshop и ЭВМ;

разработана методика расчета кинематических, силовых и мощностных величин процесса резания трав на основе применения программы Mathcad на ЭВМ.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Практическая ценность работы состоит в создании конструкции ножа с заменяемыми лезвиями, обеспечивающей предотвращение неблагоприятных динамических явлений, имеющей более длительный срок работы между заточками и возможностью замены лезвий в полевых условиях без демонтажа ножа с ротора. Новизна данной конструкции подтверждена Патентом на полезную модель № 54717 «Ротационный режущий аппарат», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей РФ 27 июля 2006 г.

Разработанная конструкция усовершенствованного ножа для ротационных косилок и методика определения его конструктивных параметров и кинематических режимов принята и используется на Рязанском комбайновом заводе для совершенствования режущих аппаратов косилки КРН-2.1.

Достоверность результатов исследований подтверждена значительным объемом теоретических и экспериментальных исследований, подтверждением теоретических выкладок результатами экспериментальных исследований и апробацией в производственных условиях.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на межвузовских научно-практических конференциях Рязанской ГСХА им. проф. П.А. Костычева (2003-2006 гг.) и Брянской ГСХА (2006 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 научных работах, в том числе 2 в центральной печати и 1 патент на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 3.25 печатных листа, из которых 1.32 печатного листа принадлежат лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 153 страницах, состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает в себя 98 наименований, из них 13 на иностранном языке.

Подобные работы
Карпенко Михаил Иванович
Обоснование оптимальных технологических параметров ротационного режущего аппарата косилок с пониженной скоростью ножей
Лапин Василий Анатольевич
Повышение эффективности работы однобрусных ротационных косилок путем оптимизации параметров механизма подвески режущего аппарата
Козлов Александр Николаевич
Совершенствование доильного аппарата с учетом физиологических особенностей коров
Лобачев Андрей Александрович
Повышение качества прессования льняной тресты путем совершенствования подбирающего аппарата пресс-подборщика
Астапов Сергей Юрьевич
Повышение эффективности смешивания в мобильном раздатчике-смесителе за счет совершенствования шнекового аппарата
Белокобыльский Виталий Александрович
Повышение эффективности процесса обрезки корнеплодов сахарной свеклы за счет совершенствования конструкции ботвосрезающего аппарата
Гунько Виктория Викторовна
Совершенствование процесса смешивания в аппаратах вибрационного действия
Галкин Алексей Васильевич
Повышение эффективности льноуборочного комбайна путем совершенствования гребневого очесывающе-транспортирующего аппарата
Толстоухова Татьяна Николаевна
Совершенствование процесса тепловой обработки кормов в аппаратах периодического действия за счет использования озонированного воздуха
Хрипин Владимир Александрович
Совершенствование технологии машинного доения и доильный аппарат с изменяющейся нагрузкой на четверти вымени коровы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net