Анализ технологического процесса работы мотовила

Вопросы входного контроля

1. Перечислить типы мотовил и объяснить для каких условий работы они предназначены.

2. Из каких основных деталей состоит мотовило?

3. Как передается вращение на мотовило?

4. Каким образом изменяют обороты мотовила и от чего они зависят?

5. Назвать регулировки универсального эксцентрикового мотовила.

6. Понятие выноса мотовила. От чего зависит его величина?

7. От чего зависит регулировка наклона пальцев граблин?

8. Как отрегулировать предохранительную муфту мотовила и проверить крутящий момент, на который она установлена?

9. Что необходимо сделать, чтобы установить эксцентриковое мотовило для уборки низкорослых, длиностебельных и полеглых хлебов?

10. Объяснить схему работы сблокированного механизма автоматического перемещения мотовила вперед (назад) при его подъеме (опускании).

11. В чем заключаются отличия в работе планчатого и эксцентрикового мотовил?

12. Как происходит подвод стеблей к режущему аппарату и их укладка на транспортирующие органы?

Содержание работы

Определить основные параметры технологического процесса планчатого мотовила. Дополнительно:

б) сравнить работу проанализированного мотовила с реальным.

Оборудование и инструмент

Лабораторная установка, вычислительная машинка, чертежный инструмент, лист бумаги формата А1.

Исходные данные приведены в табл. 2. Скорость машины V_М, высоту установки режущего аппарата Н_У и отношение высоты установки режущего аппарата к высоте стеблестоя d принимают из работы 1 (табл.1).

Таблица 2

Порядок выполнения работы

1. С помощью лабораторной установки вычертить траектории планок мотовила. Должны быть начерчены траектории трех планок, на листе должно получиться не менее четырех петель циклоид.

2. Сняв лист с установки, провести по верхней ветви общую касательную 1 - 1 ко всем траекториям (рис.19). Измерить на чертеже и записать диаметр мотовила [ Д ].

3.Определить радиус мотовила [ r_м ] по формуле

[r_м] = 0,5 [Д], мм. (24)

Провести на расстоянии [ r_м ] от верхней касательной линию 0 - 0, изображающую траекторию вала мотовила, проставить на чертеже размеры [ r_м ] и [ Д ].

4. Измерить и проставить на чертеже длину пути машины за время одного оборота вала [ S_м ]. Она измеряется между двумя одинаковыми точками траектории одной из планок (см. рис. 19).

5. Определить показатель кинематического режима мотовила

l= 2p [r_м] / [S_м] (25)

6. Определить шаг мотовила

[S_z] = [S_м] / Z_п, мм. (26)

7. На петле первой циклоиды (по ходу движения машины) найти точку А - оптимальный вход планки мотовила в стеблестой (рис.20). Ее положение [ У_А ] относительно траектории движения вала мотовила (траектория вала совпадает с осью х) определяется выражением

[У_А] = [r_м] × sinj_А, мм. (27)

Рис. 19. Схема параметров мотовила

3.Определить радиус мотовила [ r_м ] по формуле

[r_м] = 0,5 [Д], мм. (24)

Провести на расстоянии [ r_м ] от верхней касательной линию 0 - 0, изображающую траекторию вала мотовила, проставить на чертеже размеры [ r_м ] и [ Д ].

4. Измерить и проставить на чертеже длину пути машины за время одного оборота вала [ S_м ]. Она измеряется между двумя одинаковыми точками траектории одной из планок (см. рис. 19).

5. Определить показатель кинематического режима мотовила

l= 2p [r_м] / [S_м] (25)

6. Определить шаг мотовила

[S_z] = [S_м] / Z_п, мм. (26)

7. На петле первой циклоиды (по ходу движения машины) найти точку А - оптимальный вход планки мотовила в стеблестой (рис.20). Ее положение [ У_А ] относительно траектории движения вала мотовила (траектория вала совпадает с осью х) определяется выражением

[У_А] = [r_м] × sinj_А, мм. (27)

Но угол j_А поворота планки от оси х до точки А неизвестен. Поэтому воспользуемся равенством

sinj_А = 1/ l, мм. (28)

Тогда

[У_А] = [r_м]/ l (29)

Отложить это расстояние от оси х и отметить на циклоиде точку А.

Рис. 20. Схема установки мотовила

8. Определить расстояние от точки А до нижней точки циклоиды К_о. При оптимальной установке мотовила по высоте расстояние по вертикали от точки А до точки К_о должно совпадать с координатой центра тяжести ℓ_Ц срезаемой части стебля. Ее определяют по выражению

[ℓ_Ц] = [r_м] × (1 - 1/l), мм. (30)

Откладывают эту величину от К_о вверх по циклоиде. При правильных построениях и расчетах конец отрезка [ℓ_Ц ] должен попасть в точку А.

9. Определить действительную длину срезаемой части стебля

ℓ = L_СТ – Н_У, м. (31)

Высоту стеблестоя L_СТ находят из выражения d по данным работы 1 (табл.1).

10. Рассчитать по эмпирическому выражению длину ℓ_Ц части стебля, расположенной выше центра тяжести срезанного стебля

, м. (32)

11. Найти масштаб чертежа

m = ℓ_Ц / [ℓ_Ц], м/мм. (33)

12.Определить истинные значения параметров мотовила:

а) радиус мотовила

R = [r_м]×m, м; (34)

б) шаг мотовила

S_Z = [S_Z]×m, м; (35)

13. Найти оптимальное значение высоты установки вала мотовила над ножом, которое определяется исходя из условия, что планка мотовила должна погрузиться в хлебостой либо на уровне центра тяжести стебля, либо чуть выше его

Нопт = ℓ+ R/l, м. (36)

Отрезок, изображающий Н_ОПТ в масштабе чертежа, будет равен

[Нопт] = Нопт / m, мм. (37)

Отложить эту величину от траектории вала и провести траекторию движения ножа под всеми циклоидами.

14.Определить высоту установки режущего аппарата

[Н_у] = Н_у / m, мм. (38)

15.Нанести на чертеже линию земли под всеми циклоидами.

16.Определить окружную скорость планки мотовила

U = V_м × l, м/с. (39)

17.Рассчитать параметры кинематического режима работы мотовила:

а) угловую скорость вала

w = U / R, с^-1; (40)

б) частоту вращения вала n, мин^-1.

18.На петле второй циклоиды определить графическим путем значение максимального выноса вала мотовила относительно ножа (рис.21). Величину С_m находят исходя из условия, что стебли не выскальзывают из под планки к моменту среза их ножом.

Рис. 21. Определение максимального выноса мотовила относительно режущего аппарата

Рис. 22. К определению величин участков пути машины, на протяжении которых стебли срезаются при содействии одной планки мотовила (при 0 £ С £ С_m и Н = Н_ОПТ)

Для упрощения построения здесь и далее принимается, что все стебли имеют одинаковую длину и отклоняются без изгиба, поворачиваясь как на шарнире вокруг точки роста. Кроме того, срез считается мгновенным.

Перенести точку А на петлю второй циклоиды. Поскольку стебель А будет выскальзывать из под планки раньше других, построения проводятся именно на нем. Порядок определения С_m таков:

а) определить масштабное значение высоты стеблестоя

[L_ст] = L_ст / m, мм; (41)

б) радиусом [ L_СТ ] из точки роста стебля провести дугу до пересечения с траекторией планки в точке Е;

в) на расстоянии [ r_м ] от точки Е найти на траектории вала точку О_Е (это точка, где находится вал мотовила в момент, когда планка находится в точке Е);

г) на отклоненном стебле mЕ отметить точку Д - точку встречи этого стебля с траекторией режущего аппарата. Расстояние по горизонтали между О_Е и точкой Д будет максимально возможным выносом [ C_m ].

19.Для анализа того, что найденное значение выноса является максимально возможным необходимо провести анализ работы мотовила при выносе на 50% больше, чем [ C_m ] и выносе на 50% меньше [ C_m ]. Обозначить меньший вынос [ C₁ ], а больший вынос [ C₃ ], тогда

[C₁] = 0,5 [C_m]; (42)

[ C₂] = [C_m]; (43)

[ C₃] = 1,5 [C_m]. (44)

20.Определить ширину в полоски стеблей, срезаемых при воздействии на них одной планки с различными значениями выноса (без учета взаимодействия стеблей внутри стеблестоя).

Здесь возможны два варианта:

а) вынос мотовила С меняется от 0 до C_m

0 £ С £ C_m; (45)

б) вынос мотовила больше найденного максимального значения

С > C_m. (46)

При варианте (45) и высоте вала Н_ОПТ величина участка в определяется как расстояние между стеблем mА (он является первым стеблем, который захватывает планка) и тем стеблем К, к которому одновременно подойдут планка и режущий аппарат. При этом планка подходит к стеблю К вверху, двигаясь к режущему аппарату (т.е. против хода машины), а режущий аппарат подходит к стеблю внизу, двигаясь по ходу движения машины. Этот последний стебель (он же является первым стеблем, с которого нож начинает совместную работу с данной планкой) можно найти так:

а) рядом с петлей второй циклоиды на траектории вала отметить произвольную точку О' (рис.22) (лучше на участке между первой и второй петлями). Из точки О'

циркулем провести дугу радиуса r_м от вертикали на угол» 45°;

б) отложить на дуге от вертикали отрезки [ С₁ ]; [ С₂ ] = [ С_m ] и [ С₃ ] и отметить точки 0, 1, 2 и 3 (точкой 0 является пересечение вертикали с дугой);

в) снести точки 0, 1, 2, 3 на траекторию планки и получить соответственно точки К₀, К₁, К₂, К₃;

г) расстояния между стеблем ma и вертикалями, проведенными через К₀, К₁ и К₂, являются искомыми величинами в ₀, в ₁ и в ₂ для условия (45). Вертикаль проведенная через К₀, должна проходить через пересечение ветвей петли вверху (через точку Б).

При втором варианте выноса (46) стебель mА и вместе с ним еще несколько стеблей успеют выскользнуть из-под планки до того, как к ним сзади подойдет режущий аппарат.

Задняя (по ходу движения) граница фактической зоны в ₃ соответствует точке К₃. Передней границей зоны в ₃ является последний стебель, который срезается ножом и начинает выскальзывать из-под планки в момент среза. Эта граница находится последовательным приближением в следующем порядке: