Колесно-пальцевые грабли

Колесно-пальцевые грабли предназначены для сгребания провяленной травы из прокосов в валки, ворошения травы в прокосах и оборачивания валков сена.

Различают два основных типа граблей:

1. с увлекаемыми колесами

2. с толкаемыми колесами.

Грабли первого типа навешивают сзади трактора, а второго – спереди. Грабли состоят из двух секций, на которых шарнирно установлены рабочие пальцевые колеса, являющиеся главными рабочими органами.

Различают приводные и бесприводные пальцевые колёса.

Грабли, имеющие приводные пальцевые колеса сложны по устройству, поэтому не находят практического применения.

При работе граблей с бесприводными колесами на каждое колесо действует сила Р – сопротивление сена сгребанию. Разложив её на две составляющие, замечаем, что сила Р₁ действует в плоскости колеса и создает крутящий момент, который вращает колесо, а сила Р₂ действует перпендикулярно плоскости колеса, воспринимается втулкой колеса и осью.

Из треугольника скоростей следует, что сено перемещается в валок на коротком пути, т.к. абсолютная скорость V конца зуба отклонена от направления движения на большой угол γ. В следствие этого уменьшаются потери наиболее питательных частей травы.

Колесно-пальцевые грабли имеют и другие преимущества: в результате независимой подвески каждого колеса пальцы копируют поверхность поля, обеспечивая хорошую чистоту сгребания; дают более однородный по размерам валок; могут работать на скоростях до 20 км/ч; могут работать при ветре.

Основными параметрами колесно-пальцевых граблей являются: траектория конца пальца, абсолютная скорость его, расстояние между осями и плоскостями колес, количество колес.

Для определения этих параметров обозначим:

R — радиус вращения конца пальца;

ω — угловая скорость вращения колеса;

V_M — поступательная скорость машины;

α — угол между направлением переносной скорости машины V_M и плоскостью вращения колеса;

β — угол между пальцами;

h — высота стерни;

B — ширина захвата граблей;

n — количество колес граблей;

t₀ — время поворота граблей на угол;

V_M t — путь, проходимый машиной за время t поворота колеса.

За начало отсчета примем положение радиуса колеса О₁'B'.

Тогда уравнение движения конца пальца в параметрической форме будет иметь следующий вид:

Проекция абсолютной скорости на выбранные оси координат будут:

Абсолютная скорость будет найдена по формуле:

Высота гребешка не должна превышать высоту стерни, равную 40-60 мм:

.

Радиус по концам пальцев рекомендуется выбирать в пределах 600-700 мм.

Расстояние между осями колес l определится из условия, что точка выхода С' пальца первого колеса должна быть точкой входа D' второго колеса.

Тогда

Так как , а ,

получим: .

Расстояние между плоскостями колес определится из выражения: .

При расчете принимаем абсолютное значение.

Количество пальцевых колес определяют связав их с захватом машины: .

Отсюда: .

Для существующих конструкций (где m – любое четное число, β – обычно принимается равным β = 7-9°).

Чаще всего m= 4-10.

Конвейерные грабли

На рабочий процесс конвейерных граблей – образование валка – влияют следующие конструктивные и кинематические показатели (параметры): ширина захвата рабочего органа В, ширина граблины b, шаг их расстановки t, высота зуба h, скорость ленты V_Л и поступательная скорость машины V_М.

Рассмотрим как взаимосвязаны эти параметры. Из рисунка следует, что абсолютная скорость граблины , (1)

а её направление определяет угол α: .

а) Грабли должны обрабатывать всю поверхность поля без пропусков. Это условие при определенном соотношении между скоростью граблины, её шириной b, шагом расстановки t и скоростью машины V_М. Из рисунка следует, что это соотношение должно быть следующим:

.

Отсюда требуемая скорость ленты . (2)

Если скорость ленты будет больше определяемой по формуле (2), то будут иметь место участки, обработанные дважды. При скорости ленты меньше определяемой по уравнению (2) на поле останутся неубранные полосы.

б) Ширина граблины b ограничена жесткостью рамы и массой грабельного аппарата в целом. В большинстве моделей она находится в пределах 0,2-0,5 м.

в) Шаг расстановки зубьев может быть определен исходя из следующих соображений.

Объем грабельного пространства, куда сгребается масса сена

.

Этот объем должен обеспечить сгребание массы прокоса высотой h₀ с площади .

Высота слоя скошенной массы: , (м)

где q — урожайность, ц/га; ρ₀ — плотность, кг/м³.

Тогда объем скошенной массы сгребаемой в межграбельное пространство будет:

(4)

Так как объем межграбельного пространства V должен быть примерно равен или чуть больше, то приравняв правые части уравнений (3) и (4), получим: ,

или

Высоту зубьев принимают обычно

За критерий эффективности сгребания принимают коэффициент заполнения межграбельного пространства

.

Коэффициент k должен находиться в пределах .

Шаг расстановки зубьев t и высоту зубьев h можно считать оптимальными, если k приближается к единице. Параметры, при которых k становится меньше 0,5, не рекомендуются.

Подборщик-копнитель

Подборщик-копнитель подбирает сено из валков и образует копны в лесолуговой, степной и пустынно-степной зонах для всех видов трав. Укладка сена в копнителе механизирована, а выгрузка копны происходит автоматически, когда она достигнет определенной высоты.

Основными узлами подборщика-копнителя являются: сварная рама со сницей 1, на которой смонтированы все рабочие органы – подборщик 2, транспортер 3, копнитель 4.

Подборщик подбирает сено из валков и подает его на транспортер; подборщик барабанного типа с пружинными зубьями. Транспортер служит для подачи сена от подборщика в копнитель. Он состоит из двух втулочно-роликовых цепей, надетых на звездочки валов и соединенных между собой поперечными планками с зубьями. С боков и снизу транспортер обшит листовой сталью таким образом, что образуется желоб шириной 1,6 м, по которому нижней ветвью транспортера перемещается сено.

Копнитель формирует копну сена массой ≈ 500 кг и автоматически выгружает её на поле. Он представляет собой цилиндр с вращающимся дном. Передняя половина цилиндра неподвижная; задняя – подвижная, связана вверху шарнирно с передней половиной. Между неподвижной и подвижной половинами установлены вертикально два гладких вальца 5, которые, вращаясь при образовании копны, уменьшают тормозящее действие сил трения сена о стенки копнителя и способствуют правильному формированию копны. Скорости вальцов и наружных частиц сена копны должны быть одинаковы или скорость вальцов должна быть несколько выше.

Вращающееся дно укрепляют на раме машины. Центры вращения дна и поворота не совпадают.

При заполнении копнителя полностью сено давит и поднимает рычаг включения, который, в свою очередь, при помощи системы тросов и рычагов освобождает упор, фиксирующий дно в горизонтальном положении. Вследствие того, что центр тяжести копны не совпадает с линией поворота дна, последнее наклоняется вниз, освобождая при этом защелки подвижной задней стенки цилиндра, и копна плавно сходит со дна на землю.

Наличие в передней части дна груза позволяет возвратить дно в горизонтальное положение, и процесс повторяется.

Расчет подборщика-копнителя сводится к определению параметров подборщика, транспортера, цилиндра и дна копнителя.

С расчетом подборщика вы познакомились в курсе уборочных машин, а расчет транспортера тривиален, не представляет особого труда.

При расчете копнителя наиболее важными являются два момента – момент подачи массы сена в копнитель и момент схода копны с днища. Рассмотрим их поподробнее.