Вопрос №9. Типы режущих аппаратов уборочных машин, их сравнительная оценка. Основные регулировки режущих аппаратов косилок и жаток.

Нож состоит из стальной полосы (спинки) с приклёпанными к ней так наз. сегментами, представляющими собой плоские стальные пластинки трапециевидной формы. с прямоугольным основанием. Боковые стороны трапеций заточены. На обращенном к раме машины конце ножа прикрепляется головка ножа, к-рая шарнирно соединяется с шатуном кривошипно-шатунного механизма, приводящего нож в возвратно-поступательное движение. Пальцевый брус косилок опирается на два жёстко присоединённых к нему башмака - внутренний и наружный, к-рые во время работы скользят по поверхности луга. Пальцевый брус жаток и комбайнов жёстко скреплён с платформой машины. При работе ножа спинка его отжимается давлением р-ний назад; давление спинки воспринимается пластинками трения, расставленными по длине пальцевого бруса на нек-рых расстояниях друг от друга. Для предупреждения отхода ножевых сегментов вверх от противорежущих пластинок служат нажимные лапки, расставленные по пальцевому брусу над пластинками трения. Головка ножа, где игра ножевых сегментов проявляется всего сильнее, удерживается с обеих сторон двумя направляющими крышками. Под крышками движутся направители ножевой головки.

Различают три основных типа режущих аппаратов уборочных машин: 1) тип нормального резания, 2) тип низкого резания и 3) тип среднего резания (рис. 2). Расстояние между серединами соседних сегментов t называется "шагом ножа". Расстояние между серединами пальцев t₀ называется "шагом пальцев". Ход ножа S равен двойному радиусу кривошипа. Нормальный тип режущего аппарата характеризуется равенством t=t₀; в этом типе различают два варианта: a) S=t=t₀ и б) S=2t=2t₀. В первом из этих вариантов, наиболее распространённом, нож имеет одинарный пробег, во втором - двойной. Двупробежный аппарат нормального резания применяется в нек-рых тракторных косилках и в конных сноповязалках. Низкорежущий аппарат имеет S=t=2t₀ и отличается от нормального в два раза более частой расстановкой пальцев. Этим достигается уменьшение отклонения стеблей в сторону при подведении их ножом к пальцу и вследствие этого более низкое срезание стеблей. Низкорежущий аппарат применяют в прицепных комбайнах (кроме северного) и в косилках. Аппарат среднего резания характеризуется тем, что шаг противо-режущей части уменьшен, по сравнению с шагом режущей части, не в кратном отношении. Отношение ^t/_t0 в этих аппаратах представляет собой дробь больше единицы, но меньше двух. Аппараты среднего резания в отечественных машинах не применяются, т. к. дают нечистое срезание. Почти во всех уборочных машинах, срезающих р-ния, нож приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом (см. Передача в сельскохозяйственных машинах). Кривошипный вал уборочных машин расположен выше ножа. Величина выноса его вверх носит название дезаксиала h (рис. 3). Наименьший дезаксиал имеет место в комбайнах, наибольший - в косилках.

Движение ножа уборочной машины складывается из двух движений: а) переносного поступательного вместе с машиной и б) относительного - ножа в пальцевом брусе. В результате сложения этих двух движений каждая точка лезвия ножа перемещается по нек-рой кривой линии (синусоиде). На рис. 4 представлена диаграмма резания однопробежного аппарата нормального резания. За один оборот кривошипа сегмент ножа перемещается из начального положения 1 в положение II, а затем в положение III. При этом режущие лезвия каждого сегмента (сначала правое, а затем левое) пробегают площадки, ограниченные синусоидами. Прямые СС и DD ограничивают полоску стеблей р-ний, расположенную между пальцами. Из рис. 4 видно, что лезвия сегмента встречают стебли лишь на заштрихованных участках. При этом участок 2 пробегается дважды, а участки 1 и 3 совсем не пробегаются лезвиями. Двойной пробег ножей д. б. признан вредным. Стебли, находящиеся на участках, вовсе непройденных лезвиями, отклоняются машиной вперёд и срезаются при след. ходе ножа.

Скорости резания имеют значение как для качества среза, так и для требуемого усилия срезания. При срезании на небольшой скорости стебель сначала сплющивается вдавливающимся в него лезвием сегмента, затем часть волокон разрывается, часть скалывается, а остальная - срезается или отрывается. Усилие, требуемое для такого рваного среза, сравнительно велико. При увеличении скорости срезание происходит легче и чище, но возрастают инерционные силы колеблющихся масс, а также расход мощности на холостые движения ножа. В косилках, ввиду особо трудных условий резания, применяется большая скорость ножа, чем в жатках и комбайнах. Ср. скорость ножа косилок до 2 м/сек, сноповязалок - ок. 1,75 м/сек, самосбросок и лобогреек - 1,25 м/сек, прицепных комбайнов 1,3 - 1,5 м/сек, самоходных - 1,05 м/сек.

По ГОСТ 3494 - 49 в отечественном машиностроении установлены пять конструктивных типов режущих аппаратов уборочных машин: для косилок, жаток-самосбросок, жаток-сноповязалок, самоходных комбайнов и прицепных комбайнов. В первых четырёх типах ширина основания сегмента равна 76 мм, в пятом - 101 мм. По этому стандарту пальцы прицепных комбайнов имеют вкладыши для улучшения резания. До 1949 пальцы прицепных комбайнов, в отличие от пальцев всех остальных уборочных машин, не имели вкладышей, а противорежущими лезвиями служили кромки пальцев.

Монтаж режущего аппарата. Монтаж начинают с подтягивания всех болтов, крепящих пальцы. Выступающие из ряда пальцы выправляют ударом молотка или спец. ключом. Расстояния между концами соседних пальцев делают одинаковыми. Верхнюю поверхность всех вкладышей располагают в одной плоскости. Износившиеся вкладыши, а также все сточенные или выщербленные сегменты ножа заменяют новыми. Ножи с гладкими сегментами перед работой затачивают. Исправный нож вводят в пальцевый брус, после чего ослабляют болты, крепящие пластинки трения и лапки, и пластинки трения выдвигают вперёд до упора в спинку ноша. Затем регулируют (поочерёдно, начиная от наружного конца) нажимные лапки и устраняют игру между направляющими крышками и головкой ножа. Далее нож д. б. "центрирован", т. е. средние линии ножевых сегментов аппаратов нормального резания должны совпадать в мёртвых положениях со средними линиями пальцев. Пальцевый брус устанавливается под прямым углом к направлению движения.

Вопрос №10. Теория мотовила. Построение траектории планки мотовила. Оптимальное соотношение относительной и переносной скоростей. Предельно допустимая скорость планки мотовила.

Мотовило предназначено для подвода стеблей к ножу, направления их после среза на транспортирующие устройства и освобождения режущего аппарата для приёма новых стеблей.

В процессе работы планки мотовила радиусом r равномерно вращаются вокруг горизонтальной оси с угловой скоростью ω и одновременно участвуют в поступательном движении вместе с машиной со скоростью υм:

В связи с этим траектория движения планки будет представлять собой циклоиду (рис 1),форма которой зависит от соотношения окружной и поступательной скоростей λ= ω r/υм =u/υм. При λ<1 она будет укороченной, а при λ>1 – удлиненной. При этом путь, пройденный машиной за один оборот мотовила

so= υм2π/ω или so= 2π r/λ. =2*3,14*0,725/1,6=2,846м (1)

Чтобы мотовило было работоспособным, его планки должны совершать движение по удлиненным циклоидам. Обычно значение λ принимают в пределах 1,5…1,7. При λ>1,7 планки, ударяя по колосу, могут вымолачивать зерно, создавая потери. А при λ<1,5, наоборот, мотовило будет захватывать мало стеблей, и большая часть стеблестоя не будет подвергаться его воздействию.

Т.к. λ=1,6, а υм=10км/ч, то ω=1,6*10/0,725=22,068

Шаг мотовила

Шагом мотовила называется расстояние между одинаковыми точками двух циклоид, описанных одноименными точками соседних планок. Зная число планок z (рис.1) и перемещение машины за время одного оборота мотовила so, находим значение шага sx:

Sx= so/z или sx=(2π/z )r=2,846/5=0,569м (2)

Шаг мотовила прямо пропорционален радиусу мотовила r и обратно пропорционален числу планок z и отношению скоростей λ. Выражая sx и r в метрах, находим число ударов R планками на 1 м пути движения жатки:

R= 1/ sx = zλ/(2πr)=1,757 (3)

Число ударов R оказывает большое влияние на вымолот зерна из колоса. Для сокращения числа ударов, а следовательно, и потерь зерна прибегают к использованию мотовил с уменьшенным числом планок. Это особенно важно для жаток, работающих на повышенных скоростях.

Рис.1 Траектория движения точек планки мотовила

Уравнения траектории движения планки.

Для уяснения общего характера работы мотовила и составления уравнений траектории движения его планки рассмотрим перемещение произвольной планки Ао относительно стоящего на корню хлеба (рис. 2). При этом введем следующие обозначения: О - начало прямоугольной системы координат; OX – горизонтальная ось координат, совпадающая с поверхностью поля и направленная в сторону движения машины; OY – вертикальная ось координат, проходящая через центр мотовила; Co – центр мотовила в начальном положении; Ао – начальное горизонтальное положение планки; hc – высота среза растений; h - высота установки мотовила над режущим аппаратом; r – радиус мотовила;

Рис.2 Схема работы мотовила

Пусть за время t=2сек. машина продвинулась вперед со скоростью υм на расстояние CoC= υм t=10*0,0055=0,055. За то же время планка Ао перейдет в положение А, повернувшись на угол φ=ω t=44,136. Тогда координаты точки А в принятой системе координат будут

X= CoC+ACcos ωt.

Y= OCo -ACsin ωt.

Учитывая, что АС=r, CoC= υм t и ОС=h+hc, получим уравнения траектории, описываемой точкой А планки мотовила:

X= υм t + r cos ωt=0,055+0,725* cos44,136=0,5747 (4)

Y= (h+hc)-r sin ωt=(1,453+0,2)- 0,725* sin44,136=1,147 (5)

Установка мотовила по высоте

Правильно установленное по высоте мотовило должно обеспечить выполнение двух требований: не отклонять стебли в сторону движения машины и не переваливать их через планки.