Расчет режущего аппарата косилки КРН-2,1
Министерство образования и науки российской федерации
сыктывкарский лесной институт (филиал)
федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального
«Санкт-Петербургский государственный
лесотехнический университет имени С. М. Кирова» (СЛИ)
Кафедра электрификации
и механизации сельского
курсовой проект
По дисциплине: «Сельскохозяйственные машины»
Тема: «Расчет режущего аппарата косилки КРН-2,1»
Выполнил: |
Болотова Кристина Евгеньевна, 4 курс, 441 гр.; специальность МСХ, № зач. книжки 080109 |
|
Проверил: |
Федюк В.В.. |
Сыктывкар 2011
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Сельское хозяйство является важнейшей отраслью народного хозяйства нашей страны. Сельскохозяйственное производство должно удовлетворять растущие потребности населения в питании, а промышленность – в сырье.
Поэтому главной задачей промышленности страны является совершенствование тракторов и специальных механизмов к ним. Наиболее эффективное и правильное использование современной сельскохозяйственной техники возможно лишь при глубоком знании устройства и регулировок машин, а также правил их эксплуатации.
В данной курсовой работе целью является расчет режущего аппарата косилки КРН-2,1. В работе показан каждый шаг по выполнению расчета, а также затронуты темы принципы работы, конструктивные и технологические особенности агрегатов, регулировки и агротехнические требования.
1.Технология заготовки кормов и агротехнические требования
Основные источники для заготовки кормов - естественные и сеяные травы, кукуруза и подсолнечник. Из трав получают сено, сенаж, травяную муку, гранулы и брикеты. Силосные культуры, иногда вместе с высокостебельными травами, используют для заготовки силоса. Современные способы заготовки кормов и используемая при этом техника показаны на форзаце.
Сено - это грубый корм, полученный в полевых условиях в результате высушивания скошенной травы до влажности 16… 18%. При этой влажности масса считается законсервированной, и дальнейшее ее хранение не сопровождается естественной потерей питательных веществ. При большей влажности возможно развитие процесса самосогревания, результатом которого может стать самовозгорание заложенного на хранение корма.
В неблагоприятную погоду провяленную до влажности 35…40% траву досушивают с помощью установок активного вентилирования. Для обеспечения сохранности корма повышенной влажности массу обрабатывают химическими консервантами (муравьиной, пропионовой и другими кислотами).
Различают рассыпное, измельченное и прессованное сено.
Рассыпное сено получают из скошенной травы естественной длины. При его заготовке потери питательных веществ составляют 40…50% (при приготовлении сенажа - 8…15%, силоса - 25…30 %). Наибольшие потери их приходятся на период полевой сушки: чем быстрее протекает процесс сушки травяной массы, тем меньше потери питательных веществ и лучше сено. Листья и соцветия скошенных трав, наиболее богатые каротином, высыхают за несколько часов, а стебли - за несколько дней. Для одновременного высыхания листьев и стеблей, ускорения сушки выполняют плющение стеблей (механическое разрушение тканей травы), ворошение и переворачивание массы.
Измельченное сено получают из провяленной до влажности 35…40% травы, которую измельчают на отрезки 8…15 см и досушивают активным вентилированием. Заготовка этого корма сокращает период пребывания травяной массы в поле, что уменьшает потери питательных веществ. Более плотная укладка измельченной массы уменьшает потребность в хранилищах по сравнению с рассыпным сеном.
Прессованное сено получают с помощью пресс-подборщиков, которые образуют прямоугольные тюки или цилиндрические рулоны. Массу прессуют при влажности 20…22% до плотности 200кг/м3. Прессование сена способствует повышению качества корма в результате снижения потерь листьев примерно в 2,5 раза по сравнению с рассыпным сеном, позволяет уменьшить в 2…3 раза потребность в хранилищах, уменьшает затраты труда при заготовке и скармливании сена.
Для максимальной сохранности питательных веществ рулоны упаковывают в синтетическую пленку. Герметическая обмотка рулонов тремя-четырьмя слоями пленки происходит за 2…3 мин.
Сенаж - это измельченный (длина частиц 2…5 см) грубый корм, полученный из трав, провяленных до влажности 40…55%. Его хранят в анаэробных условиях (без доступа воздуха) в хранилищах башенного или траншейного типа, уплотняя при закладке до плотности 400 кг/м3.
Рис.1.Схема технологий заготовки кормов
Травяная мука - это корм, полученный из убранных в ранние фазы вегетации трав, измельченных до длины 2…3 см и высушенных в высокотемпературных сушильных агрегатах, а затем размолотых в муку. В ней максимально сохраняются протеин и другие питательные вещества независимо от погодных условий. Однако сушка травы связана с большими затратами топлива и электроэнергии, что удорожает корм. Из травяной муки приготавливают гранулы (диаметр 10…14 мм, длина 15…25 мм), а из неразмолотой - небольшие брикеты.
Силос получают из свежескошенных или провяленных измельченных растений, которые закладывают в хранилища с трамбовкой до плотности 500 кг/м3 и хранят в анаэробных условиях. Размер частиц составляет 2… 10 см и зависит от влажности исходного сырья: чем меньше влажность, тем мельче частицы.
На рисунке 1 представлена
схема наиболее распространенных технологий
заготовки кормов, указаны операции,
последовательно выполняемые
Сеяные злаковые травы скашивают на сено в фазе колошения (выметывания) - начале цветения, сеяные бобовые травы - в фазе бутонизации - начале цветения. Уборку силосных культур лучше начинать при влажности растений 70…75%. Для приготовления сенажа и травяной муки многолетние бобовые травы скашивают не позднее фазы полной бутонизации растений, однолетние бобовые - в фазе цветения - начале образования бобов, злаковые - не позднее начала колошения (выметывания).
Агротехнические требования. Режущие аппараты должны обеспечивать ровный срез, одинаковый по высоте: 6 см для естественных и 8 см для сеяных трав. Отклонение высоты среза от установленной не должно превышать ±0,5 см. Потери от повышенного среза и несрезанных растений допускаются не более 2%. Башмаки режущего аппарата не должны заминать срезанную и несрезанную траву.
Бобовые травы следует скашивать с плющением. При ненастной погоде плющение не проводят, чтобы предотвратить вымывание дождевой водой питательных веществ.
Ворошить траву в прокосах и оборачивать валки следует после дождя и на участках с высокой урожайностью при влажности 50…60%. Сгребать сено в валки надо при влажности 18%, а для активного вентилирования - при влажности 35…40%.
Рабочие органы сеноуборочных машин не должны перетирать сено, обивать листья и соцветия, загрязнять сено почвой. Потери рассыпного сена при подборе валков с уплотнением допускаются не более 2%.
Сформированные тюки и рулоны должны сохранять свою форму при погрузке, транспортировке и укладке на хранение. Несвязанных тюков и рулонов должно быть не более 2%. Нарушение вязки при подборе, перевозке и складировании тюков (рулонов) не должно превышать 1%. Общие потери прессованного сена должны быть не более 4%.
При скашивании на сенаж высота среза следующая: до 4 см на естественных сенокосах; до 6 см на заливных лугах, сеяных травах первого укоса; до 7 см - второго укоса. Допускается отклонение высоты среза ±1 см, потери при подборе, погрузке и транспортировке не более 1%.
Для заготовки травяной муки не менее 80% измельченных растений должны составлять частицы длиной до 3 см; общие потери зеленой массы - не более 0,5%. Максимальное время от скашивания растений до их сушки не должно превышать 3 ч.
На силос высокостебельные культуры скашивают на высоте до 10 см, травы -до 6 см с допустимым отклонением ±1 см; общие потери зеленой массы при уборке и транспортировке не должны превышать 3%.
Для заготовки кормов используют косилки, косилки-плющилки, грабли, подборщики-полуприцепы, пресс-подборщики, косилки-измельчители, кормоуборочные комбайны и другие машины. Выбор технологии определяется наличием уборочной техники и транспортных средств. Однако в любом случае необходимо отдавать предпочтение технологии, позволяющей максимально сохранить питательные вещества.
2.Типы режущих аппаратов
Важнейшим рабочим органом кормоуборочных машин является режущий аппарат, предназначенный для скашивания растений.
Различают сегментно-пальцевые, беспальцевые и ротационные режущие аппараты. Первые два осуществляют подпорный срез по принципу ножниц, когда стебли опираются на противорежущие элементы аппарата и срезаются закрепленными на ноже сегментами. У ротационных аппаратов ножи, закрепленные на диске (ротационно-дисковые) или барабане (ротационно-барабанные), ударом разрезают стебли растений, осуществляя бесподпорный срез. Отгиб стеблей ограничивается их жесткостью, инерцией и частично подпором соседних стеблей.
Сегментно-пальцевый режущий аппарат (рис. 2, а, в, е) состоит из пальцевого бруса 1 и ножа 10, совершающего возвратно-поступательное движение со средней скоростью 1,8…3 м/с. Пальцевый брус 1 представляет собой стальную полосу, к которой прикреплены стальные пальцы 7. Вверху палец снабжен отростком, по бокам - усиками. К пальцу прикреплена стальная противорежущая пластина 9 с острыми боковыми гранями.
Палец прикреплен к пальцевому брусу болтом. Буртик пальца упирается в брус, удерживая палец от бокового отклонения. Палец имеет желобок, в котором перемещается спинка 2 ножа. К спинке ножа прикреплены стальные пластины 3 трапецеидальной формы с острыми боковыми гранями (сегменты) и головка, шарнирно соединенная с шатуном механизма привода ножа.
Во время среза стеблей
На концах пальцевого бруса закреплены внутренний 5 и наружный 8 башмаки. Под каждым башмаком находится полозок, задний конец которого можно поднимать и опускать, регулируя высоту среза растений.
Существуют режущие аппараты нормального и низкого резания. Наиболее распространены режущие аппараты нормального резания, характеризующиеся соотношением
S = t = t0 = 76,2 мм, |
где 5-ход ножа из одного крайнего положения в другое, мм; t- шаг режущей части, расстояние между серединами соседних сегментов, мм; t0 - шаг противорежущей части, расстояние между серединами соседних пальцев, мм.
Рис. 2. Типы режущих аппаратов:
а, в, д - сегментно-пальцевые (е - сечение режущего аппарата), б - беспальцевый; г - ротационно-барабанный; д - ротационно-дисковый; 1-пальцевый брус; 2- спинка ножа, 3, 4- сегменты; 5-внутренний башмак, 6- стеблеотвод; 7-палец; 8- наружный башмак; 9- противорежушая пластина; 10- нож; 11-прижимная лапка, 12- пластина трения; 13 - срезаемое растение, 14 - диск; 15-пластинчатый нож, 16- барабан; 17- молотковый нож; 18- ось
Машины, предназначенные для работы на повышенных скоростях (до 12 км/ч), оборудуют нормальным режущим аппаратом с двойным пробегом сегментов:
S = 2t=2t0= 101,6 мм. |
Ход ножа увеличивают
вдвое и по конструктивным соображениям.
Режущий аппарат низкого
S = t=2t0 = 76,2 мм. |
Беспальцевый режущий аппарат (рис. 2, б) отличается от сегментно-пальцевого конструкцией противорежущего элемента, в качестве которого применяют неподвижные сегменты 4 или узкие пальцы без отростка с открытой противорежущей пластиной. К этому типу относятся также аппараты с двумя подвижными ножами, у которых стебель защемляется между движущимися навстречу друг другу сегментами. Такие аппараты применяют при уборке спутанных и полеглых растений, так как беспальцевый аппарат в этих условиях меньше забивается и обеспечивает каче ственный срез.
Режущие аппараты подпорного среза (сегментно-пальцевые и беспальцевые) имеют сегменты с гладкой кромкой, с углом заточки около 19°. Боковые и передняя грани сегментов закалены. Сегменты необходимо своевременно затачивать, так как при работе тупых сегментов усилие среза растений резко возрастает, качество среза ухудшается, высота среза увеличивается.
Для скашивания сеяных трав и растений с жесткими трубчатыми стеблями применяют нож, составленный из сегментов с насечками на режущих кромках. Они срезают стебли со значительно большим усилием по сравнению с гладкими сегментами. Насеченные сегменты не нужно точить.
Ротационно-дисковый режущий аппарат (рис. 2, д) состоит и i бруса, на котором установлены роторы (диски 14) с шарнирно или жестко закрепленными ножами 75. Ножи вращаются с окружной скоростью 40…60 м/с и ударом разрезают стебли растений. Такие аппараты позволяют работать на больших поступательных скорое тях и обеспечивают качественный срез растений на высокоуро жайных участках.
Роторы могут быть выполнены с верхним, нижним или комби нированным приводом. В первом случае их вращение осуществля ется посредством клиноременной передачи, расположенном сверху режущего аппарата. При нижнем приводе диски получаю i вращение от шестеренной передачи, помещенной в корпусе, ни котором установлены подшипники дисков. Комбинированнып привод состоит в том, что часть роторов приводится в действие клиноременной передачей, а часть - шестеренной.
Ротационно-барабанный режущий аппарат состоит из вращающегося вокруг горизонтальной оси барабана 16 и ножей 17 (рис. 2, г), закрепленных на барабане шарнирно или жестко. Вращаясь с большой скоростью, ножи ударом разрезают стебли и отбрасывают их на транспортирующее устройство. В таких устройствах обычно срез растений совмещен с их измельчением. Аппараты с шарнирно закрепленными ножами применяют на универсальных косилках-измельчителях, а с жестко закрепленными ножами - на машинах для уборки грубостебельных силосных культур.
3.Обзор аналогичных машин
Техническая характеристика косилок и косилок-плющилок
Марка машины |
Производительность, га\ч |
Ширина захвата,м |
Число брусьев или роторов |
Высота среза,мм |
Рабочая скорость,км\ч |
Масса,кг |
Тяговый класс агрегатируемого трактора |
С сегментно - пальцевым режущим аппаратом | |||||||
КС-Ф-2,1Б |
2,5 |
2,1 |
1 |
60…80 |
12 |
225 |
1,4 |
КСГ-Ф-2,1Б |
1,5 |
2,1 |
1 |
60…80 |
7 |
260 |
1,4 |
Кд-Ф-4,0 |
3,5 |
4,0 |
2 |
60…80 |
2,6 |
640 |
0,9;1,4 |
КП-Ф-6,0 |
5,4 |
6,0 |
3 |
60…80 |
2,6 |
1160 |
0,9;1,4 |
КН-1,1 |
0,4 |
1,1 |
1 |
50…80 |
6,8 |
65 |
0,2 |
КММ-1 |
0,4 |
1,0 |
1 |
30…100 |
4 |
60 |
самоходная |
КПС-5Б (косилка-плющилка) |
4,8 |
5,0 |
1 |
60…80 |
10 |
1760 |
|
С беспальцевым режущим аппаратом | |||||||
КБН-2,1 |
2,0 |
2,1 |
1 |
20…60 |
15 |
210 |
0,9;1,4 |
КТБ-2,1 |
1,5 |
2,1 |
1 |
60 |
12 |
195 |
0,9;1,4 |
К-1,6 |
1,2 |
1,6 |
1 |
50…60 |
9 |
85 |
0,6 |
С ротационным режущим аппаратом | |||||||
КРН-2,1А |
2,8 |
2,1 |
4 |
40…100 |
15 |
510 |
1,4 |
КРД-2,4 |
3,3 |
2,4 |
5 |
60…80 |
15 |
650 |
1,4 |
КР-1,4 |
3,0 |
1,4 |
4 |
60…80 |
15 |
190 |
0,6;0,9 |
КРК-1,5 |
1,35 |
1,5 |
2 |
40…60 |
9 |
260 |
0,6;0,9 |
КПРН-3,0А (косилка – плющилка) |
4,5 |
3,0 |
6 |
60…80 |
15 |
1450 |
1,4 |
Однобрусная косилка КС-Ф-2,1
Однобрусная косилка КС-Ф-2,1 предназначена для скашивания естественных и сеяных трав, а также бобовых культур. Она состоит из режущего аппарата 5 (рис. 1), механизма привода, навесного устройства 2 и механизма подъема. Все сборочные единицы и механизмы закреплены на раме.
Режущий аппарат 5 сегментно-пальцевый, нормального резания. Пальцевый брус во время работы опирается на внутренний 3 и наружный 6 башмаки, к которым прикреплены стальные полозки. Перемещая эти полозки, устанавливают пальцевый брус на необходимую высоту среза. К наружному башмаку шарнирно присоединена полевая доска 7 с отводными прутками, сдвигающими срезанную массу влево, обеспечивая свободный проход для внутреннего башмака при последующих проходах косилки. На внутреннем башмаке установлен делитель 4, подводящий траву к ножу. Сила, с которой внутренний башмак действует на почву, должна составлять 200…300 Н, а наружный башмак — 100…200 Н. Чтобы уменьшить эту силу, натягивают пружины механизма уравновешивания.
В крайних положениях шатуна середины сегментов ножа должны совпадать с серединами пальцев. Это положение элементов ножа регулируют (центрируют), изменяя длину шатуна 9. Перебег ножа в сторону наружного башмака не допускается. Наружный конец режущего аппарата выносят вперед на 35…55 мм, изменяя длину шпренгеля 8. В этом случае при скашивании травы шатун располагается перпендикулярно оси эксцентрика, что предотвращает его изнашивание.
Угол наклона режущего
аппарата можно изменять: при полеглом
травостое режущий аппарат
Нож приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом от ВОМ трактора через карданную и клиноременную передачи.
Косилку навешивают на трактор по трехточечной схеме. Механизм навески регулируют так, чтобы наружный башмак отрывался от земли тогда, когда внутренний башмак поднимается на высоту 100…150 мм. Подъем режущего аппарата обеспечивает механизм, состоящий из системы шарнирно соединенных рычагов.
Для транспортировки
косилку поднимают
4.Устройство, технические характеристики и принцип работы косилки КРН-2,1
Косилка КРН-2,1А предназначена для скашивания высокоурожайных и полеглых трав на повышенных поступательных скоростях с укладкой скошенной массы в покос.
Машина применяется во всех зонах страны.
Косилка ротационная агрегатируется с тракторами класса 0,9-1,4 т. |
Технические данные
Наименование |
Значение |
Марка |
КРН-2,1А |
Тип |
Навесная правосторонняя с нижним приводом |
Характеристика рабочих органов |
4 ротора с двумя скашивающими ножами |
Число оборотов роторов, об/мин |
1980…2060 |
Число оборотов ВОМ1) трактора, об/мин |
540…560 |
Ширина захвата, конструктивная, м |
2,1±0,05 |
Расчетная производительность за час основного времени, га/ч, не менее |
2,85 |
Масса (без инструмента, принадлежностей и запасных частей), кг |
510±16 |
Потребляемая мощность от БОМ трактора, квт (л.с.), в пределах |
16…20, (22…27) |
Максимальные габаритные размеры, мм |
|
Рабочее положение |
|
Длина |
3550+35 |
Ширина |
2085+20 |
Высота |
1380+15 |
Транспортное положение в агрегате с трактором МТЗ-80 |
|
Длина |
4910+50 |
Ширина |
2350+25 |
Высота |
2665+25 |
Ширина колеи трактора, мм, в пределах |
1400…1500 |
Дорожный просвет, мм, не менее |
280 |
Скорость движения рабочая, км/ч, не более |
15 |
Скорость движения транспортная, км/ч, не более |
30 |
Высота среза растений установочная, см: |
|
На естественных травах |
6±2 |
На сеяных травах |
8±2 |
Количество обслуживающего персонала |
1 тракторист |
Срок службы, лет, не менее |
5 |
Примечание. Принятое сокращение ВОМ - вал отбора мощности трактора.
Устройство и работа косилки
4.1.Косилка ротационная (рис. 1 и 2) состоит из:
|
|
Рис.2. Схема косилки конструктивная
4.2. Технологический процесс работы
Срезание стеблей растений осуществляется с помощью пластинчатых ножей, шарнирно установленных на роторах, вращающихся со скоростью 65 м/с навстречу друг другу. Ножи срезают траву по принципу бесподпорного среза, подхватывают ее и выносят из зоны резания, перемещая над режущим брусом. Траектории движения ножей соседних роторов взаимно перекрываются, благодаря чему обеспечивается качественный покос.
Скошенная трава, ударившись о щиток полевого делителя, меняет траекторию движения, укладывается в покос и освобождает место для прохождения колес трактора при последующем проходе.
4.3. Привод косилки
Привод косилки осуществляется от ВОМ трактора.
Устройство и работа составных частей косилки
4.1.1. Рама навески. Присоединение косилки к навесному устройству трактора осуществляется с помощью рамы навески (рис 3), состоящей из главной рамы 1 и подвески 3. Главная рама представляет собой сварную конструкцию с осями 7 для крепления ее к нижним тягам навесного устройства трактора. На правой стороне имеется ось 10 для крепления тягового предохранителя, который после установки фиксируется штырем 11 и шплинтом 12. К раме шарнирно на оси 2 присоединена подвеска 3, в нижней части которой имеется кронштейн 6 для крепления подрамника через ось 5, фиксируемую гайкой 8 и шплинтом 10. К подвеске также крепится цепь 4 для крепления транспортной тяги. |
