Автоматизация глубины пахоты

 

 Для более точной  настройки параметров ЛОП в  месте крепления скобообразных  планок к подвижной тяге выполнены  овальные отверстия.

Изменение величины наклона  угла лемешно-отвальной поверхности  и угла установки лемеха к дну  борозды дает возможность получить наиболее рациональные параметры лемешно-отвальной  поверхности (ЛОП).

Формула изобретения

1. Отвальный плуг с регулировкой параметров лемешно-отвальной поверхности рабочих органов, включающий раму, состоящую из брусьев, рабочие органы, состоящие из отвала, лемеха, башмака, стойки, систему управления параметрами лемешно-отвальной поверхности с гидроцилиндром, отличающийся тем, что параллельно несущему брусу рамы с внешней стороны в направляющих кронштейнах, жестко прикрепленных к несущему брусу рамы, установлена подвижная тяга, на которой закреплена зубчатая рейка, соединенная с шестерней, расположенной на валу, на другом конце которого прикреплен кривошип, соединенный со штоком гидроцилиндра, установленного на раме плуга, при этом с внешней стороны подвижной тяги напротив отвальных рабочих органов закреплены скобообразные направляющие планки, на которых выполнены косые направляющие сквозные пазы, по которым движутся ролики, установленные на верхних осях, расположенных на вильчатых рычагах, двигающихся в направляющих втулках, жестко присоединенных к стойкам отвальных рабочих органов, а нижние концы вильчатых рычагов соединены с нижними осями, которые подвижно соединены с качающимися рычагами, шарнирно присоединенными к отвалам.

2. Отвальный плуг по  п.1, отличающийся тем, что лемехи рабочих органов присоединены к постелям, которые жестко соединяются с одной стороны при помощи болтов с потайной головкой с отвалами, а с другой - с башмаками при помощи шарниров.

3. Отвальный плуг по  п.1, отличающийся тем, что длина  косых направляющих сквозных  пазов равна величине регулирования  лемешно-отвальной поверхности.

4. Отвальный плуг по п.1, отличающийся тем, что скобообразные направляющие планки закреплены на подвижных тягах при помощи болтовых соединений с возможностью перемещения по подвижным тягам за счет овальных отверстий на последних.

5. Отвальный плуг по  п.1, отличающийся тем, что нижние  концы вильчатых рычагов подвижно  соединены с осями, расположенными  к ним перпендикулярно, причем  один конец оси расположен  в сквозной прорези на стойке  рабочего органа, при этом соединение  лемешно-отвальной поверхности рабочего  органа со стойкой выполнено  как минимум в трех точках.

                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРОЕКТИРУЕМОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА

 

Используя стандартное тяговое усилие трактора, рассматриваемая конструкция позволяет:

- менять характеристики  лемешно-отвальной поверхности для получения наибольшей оборачивающей способности, либо повышения крошения почвенного пласта;

- в кратчайшие сроки  получить орудие для высококачественной  обработки различных почв;

- увеличить рабочую скорость  трактора при обработке почвы;

- уменьшить энергоемкость  технологического процесса обработки  почвы и соответственно снизить  расход топлива.

 Применение в сельском  хозяйстве заявляемого отвального  плуга для основной обработки  почвы позволит снизить себестоимость  производства и получить дополнительную  прибыль за счет снижения расхода  топлива и повышения урожайности.

К числу основных недостатков данного устройства относится невозможность изменения угла постановки лемеха к дну борозды и очень слабое изменение угла загиба отвала по причине технического несовершенства. Цель данного курсового проекта обеспесить больше степеней свободы отвала путём шарнирного крепления отвала корпуса к башмаку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАСЧЁТ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ЧАСТИ

Рабочие поверхности корпусов тракторных плугов общего назначения разделяются на культурные, полувинтовые и винтовые.

Культурные корпусы с  цилиндроидальной рабочей поверхностью хорошо крошат пласт и в сочетании с предплужником обеспечивают достаточный оборот пласта и заделку растительных остатков.

Полувинтовые корпусы  с цилиндроидальной рабочей поверхностью и винтовые, имеющие геликоидальную рабочую поверхность хорошо оборачивают пласт на связных сильно задернелых почвах, но недостаточно крошат его.Указанные типы плужных корпусов удовлетворительно работают на скоростях 1,1—1,5 м/сек.

Одной из задач дальнейшего  развития с.-х. производства является перевод  с.-х. машин и тракторов на работу с повышенными скоростями. Это  позволит значительно (на 30—40%) повысить производительность и снизить металлоемкость плугов. При пахоте на скоростях V =1,8- 2 м/сек можно работать с современными культурными корпусами, причем качество вспашки повышается. Для пахоты на скоростях более 2 м/сек необходимо иметь культурные корпусы с рабочей  поверхностью, поставленной более полого ко дну и стенке борозды, и с  большим вылетом направляющей параболы.Если рабочие поверхности культурных скоростных отвалов представляют собой горизонтальный цилиндроид с изменением углов образующих по уравнению

(1)

 

то углы лемеха и отвала должны иметь наименьшее значение, а вылет L направляющей рабочей поверхности — наибольшее значение.

Наиболее рациональным для  скоростей от 6 до 9 км/ч является угол = 35° при = 5÷7° и = 2°. Угол   > 35° вызывает излишние сдвиги пласта в сторону. Пологие отвалы с углом < 30° недостаточно прочны. Вылет L направляющей рабочей поверхности скоростного корпуса для плавного перемещения пласта по груди отвала рекомендуют несколько (на 10—20 мм) увеличить. Соответственно с увеличением вылета L угол у лемеха с дном борозды необходимо принимать в пределах 25 > > 15 и увеличить длину прямолинейного участка направляющей параболы до S > 60 мм.

 

 

4.1 Геометрические размеры пласта

Размеры поперечного сечения  пласта и условия его оборота  определяются глубиной пахоты  (рис. 4) и шириной захвата корпуса . На рис. 4 приведены основные геометрические соотношения элементов отвального пласта.

Расстояние от стенки борозды  до точки пересечения линии отваленного  пласта с дном борозды (рис. 4, а) характеризует ширину свободной борозды .

При работе корпуса с предплужником  ширина свободной борозды  . Если ширина борозды , то пласт предплужника на дно борозды не укладывается.

Для культурных корпусов при  установившемся соотношении пласта и захвате предплужника величина . В этом случае пласт предплужника укладывается в борозду. При , ширина свободной борозды получается больше ширины захвата предплужника, однако при значительной глубине пласты становятся круче ко дну борозды и осыпаются, вследствие этого фактическая ширина борозды получается меньше глубины пахоты.

Угол  наклона отваленного пласта к горизонту при работе без предплужника

  (2)

 

находится из соотношения .

  (3)

 

Профиль борозды, а также  положение и угол бороздного обреза отвала определяются очертанием пласта . Для этого из точки В радиусом ВС необходимо отметить точку Do на дне борозды и из нее радиусом  точку Со на продолжении поверхности поля. Линия C0 D0 будет линией теоретического положения бороздного обреза отвала, по которому строят контур проектируемой рабочей поверхности.

Теоретическую вспушенность почвы определяют из выражения

  (4)

В этом случае стык пласта находится  от дна борозды на высоте, равной глубине пахоты.

Оборот пласта зависит  от отношения  ; чем оно больше, тем более полого ложится пласт. Минимальным является отношение (по В. П. Горячкину), при котором диагональ обернутого пласта располагается вертикально и пласт занимает неустойчивое положение, вследствие чего может иметь место недовал пласта и его обратное падение в борозду.

  (5)

 

При работе с предплужниками, имеющими ширину захвата, равную   ширины захвата корпуса, отношение   может быть менее 1,27.

Для культурных отвалов при  работе на рыхлых почвах принимают  .

Для оборачивающих отвалов (полувинтовых, винтовых) при работе на связных почвах .

Данный отвал полувинтового  корпуса удовлетворяет всем условиям теоретического оборота пласта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Конструктивные  расчёты

Для построения цилиндроида  по этому методу берут направляющую кривую, лежащую в вертикальной плоскости, перпендикулярной к лезвию лемеха. На расстоянии   от носа лемеха для культурных поверхностей и в конце лемеха для полувинтовых поверхностей проводят плоскость (рис. 7).

 

Направляющая кривая располагается  нижней точкой на лезвии лемеха, верхней  на верхнем обрезе отвала. В качестве направляющей кривой может быть использована окружность или парабола. Вылет направляющей кривой L и ее высоту h находят из уравнений

(6,7,8)

 

где

R - радиус окружности;

- угол с дном борозды касательной  к направляющей окружности или  параболе.

Угол бороздного обреза определяют из выражения:

 

(9)

 

Отклонение этого угла допускается не более 3°.

Построение контура рабочей  поверхности корпуса показано на рис. 8. Бороздной обрез отвала строят по отваленному пласту сечением . Из середины бороздной грани пласта D проводят линию, параллельную пласту, сечением  до пересечения с линией стыка лемеха с отвалом. Высоту верхнего обреза отвала у полевой стороны находят из выражения:

(10)

где:

— ширина пласта;

= 10 — 20 мм.

Положение верхнего обреза отвала определяется кривой, соединяющей  верхнюю точку  полевого обреза отвала с траекторией движения верхнего конца диагонали сечения пласта. Высота точки верхнего обреза отвала может быть принята равной:

(11)

где

= 0 - 2 см;

— глубина пахоты в см;

— ширина пласта в см.

Положение этой точки верхнего обреза отвала относительно полевой  стороны определяется величиной  и вертикальным положением диагонали пласта .

Чтобы пласт не задирался  в месте стыка лемеха с отвалом, угол   должен быть меньше угла   для культурных отвалов и 2—4° для полувинтовых отвалов.

Для отвалов полувннтовых корпусов принимают изменение углов образующих в пределах по закону параболы:

(12)

Изменение углов образующих для этих отвалов от до   может быть взято также по закону прямой.

По углам  ,  и по числу образующих между ними строят направляющую параболу (по ее вершине , оси и заданной точке ). Графическое построение обеспечивает точность до 0,5%, что практически вполне достаточно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Построение  горизонтальной проекции

Построив контур поверхности  в вертикальной проекции, зная величины углов  , ,   и промежуточные углы образующих, построив направляющую параболу, можно вычертить горизонтальную проекцию сечения , , , вертикальными плоскостями, перпендикулярными к стенке борозды, и поверочные шаблоны , , ,..., для сечений отвала вертикальными плоскостями, перпендикулярными к лезвию лемеха.

Рабочую поверхность строят в следующем порядке: проводят в  вертикальной проекции следы образующих 1'—1', 2'—2', 3'—3' и т. д. через заданные интервалы 25 или 50 мм. Продолжают их до пересечения с направляющей параболой  и с вертикалью, проведенной через  ее нижний конец, и получают отрезки  для построения образующих на горизонтальной проекции. На нулевой образующей в горизонтальной проекции перпендикулярно лезвию лемеха в его конце проводят след вертикальной плоскости, в которой располагается направляющая парабола. Эта парабола является основным шаблоном.

В правом углу проводим линию  полевого обреза на которой в верхней  половине строим лобовую проекцию в  нижней части линии из точки О под углом проводим линию лезвия лемеха. Из крайней точки отвальной проекции лобового контура проводят вертикаль до пересечения с линией лезвия лемеха АВ.

Выше точки А по линии лезвия лемеха откладывают точку D – начало образующей кривой и в этой точке проводят нормаль к линии лезвия лемеха.

Из точки D в сторону  лобовой проекции под углом  проводят нижнюю касательную.

Далее по линии лезвия лемех  из точки D откладывают высоту h в  точке С соответствующей высоте h проводят нормаль также в сторону лобовой проекции или в сторону направляющей кривой из точки С по нормали откладывают вылет ℓ и получаем точку верхнего окончания направляющей кривой. Из точек D и E радиусом R находят центр окружности О1 из которого проводят часть окружности соединяя точки Е и D. Для проверки направления кривой, проведенной из точки Е проводим касательную к этой кривой до пересечения с нижней касательной в точке пересечения, измеряют угол.