Анализ силового взаимодействия механизма навески трактора с плугом ДТ-75

Расчеты 1.docx

Министерство образования Российской Федерации
Иркутская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра механизации сельскохозяйственных процессов и гидравлики
Расчетно-графическая работа
Анализ силового взаимодействия механизма навески трактора с плугом
Пояснительная записка
Инженерный факультет
В данной работе проводится анализ силового взаимодействия навесного устройства трактора и плуга только в продольно-вертикальной плоскости ZOX хотя в реальных условиях при трехточной системе навески плуг имеет относительно трактора две степени свободы в плоскости ZOX и в плоскости XOY.
Вычерчиваем схему по заданным параметрам схемы агрегата в рабочем положении и прикладываем действующие на плуг силы ().
1. Сила тяжести плуга прикладывается к раме. Вектор этой силы проходит через носок лемеха условно среднего корпуса.
2. Результирующая элементарных сил сопротивления почвы деформации .
Величина и направление её определяются путем построения силового многоугольника.
Находим некоторые составляющие силового многоугольника:
где k – коэффициент удельного сопротивления почвы;
a – глубина вспашки;
b – ширина захвата корпуса плуга;
n – число корпусов плуга;
Многоугольник строится в масштабе поэтому принимаем масштаб для всех силовых построений М 1:100
Проверим используя теорему Пифагора
Точка приложения силы на условно среднем корпусе располагается на расстоянии от дна борозды а направление определяется углом из силового многоугольника.
3. Сила трения полевых досок о стенку борозды
где N – сила нормального давления;
f – коэффициент трения; f=05
Суммарную силу прикладываем к концу полевой доски условно среднего корпуса.
4. Реакция почвы на опорное колесо. Вектор реакции всегда проходит через центр опорного колеса. При движении колеса по почве происходит смятие и деформация в результате вектор отклоняется от вертикали на угол . Величина угла определяется по коэффициенту перекатывания колеса . В нашем случае =018.
Таким образом точка приложения силы к ободу опорного колеса плуга находится в точке пересечения вектора силы и обода колеса на схеме т.10.
Определение силы сопротивления плуга её горизонтальной составляющей и сил действующих в тягах механизма навески трактора.
1. Для определения сил воспользуемся методом силового многоугольника. За масштаб построения принимаем масштаб ранее принятый М 1:100 т.е. . Построение силового многоугольника начинается со сложения сил тяжести плуга и результирующей сил сопротивления почвы деформации .
Длина вектора силы тяжести составит
а длина вектора силы
После того как из полюса откладывается вектор силы и из конца вектора проводится вектор силы соединив полюс с концом отрезка получаем результирующую двух слагаемых сил . Определяем величину силы . Точка приложения силы на схеме плуга находится на пересечении направлений слагаемых сил и (т.11) через которую проводим линию параллельную силе многоугольника.
Аналогично определяем результирующую сил и которую прикладываем к т.12 на схеме пахотного агрегата. .
Для определения величины силы воспользуемся методом рычага Жуковского: если механизм под действием системы сил приложенных к нему находится в равновесии то повернутый на (в любую сторону) план скоростей механизма рассматриваемый как твердое тело вращающееся вокруг полюса и нагруженное теми же силами приложенными в соответствующих точках плана скоростей также находится в равновесии.
Для определения величины составляем уравнение моментов при условии равновесия системы:
Величина и из чертежа решаем уравнение относительно неизвестной силы :
Из конца вектора силы откладываем отрезок по направлению действия этой силы. Соединив полюс с концом отрезка силы равнодействующую силу сопротивления плуга: . Сила сопротивления плуга преодолевается при работе пахотного агрегата звеньями 2 – 9 и 1 – 5 механизма навески. В результате в них возникают напряжения узнав величину которых можно провести расчет звеньев на прочность. Величины этих сил определяются разложением силы сопротивления плуга по направлению звеньев 1 – 5 и 2 – 9 механизма навески. Усилие S действует в центральной тяге регулируемой длины 2 – 9 а в нижних продольных тягах. Величины сил определяются:
; работает на растяжение.
2. Определение крюкового усилия трактора рабочей передачи скорости движения . Расчет сменной производительности агрегата.
Если разложить силу сопротивления плуга на горизонтальную и вертикальную составляющие. Величина преодолевается крюковым усилием трактора . Движение агрегата вперед будет возможно если . Для устойчивой работы агрегата необходимо чтобы: . При известной следует:
Зная тяговые характеристики трактора выбираем:
Вторая передача; ; ; ; ; .
Сменная производительность пахотного агрегата определяется:
где - коэффициент использования смены;
- конструктивная ширина захвата плуга;
- коэффициент использования конструктивной ширины захвата;
- рабочая скорость движения;
- продолжительность времени смены.
Пользуясь тяговыми характеристиками можно также определить часовой расход топлива на вспашке сменный погектарный расход топлива количество смен для проведения пахоты общее количество топлива на пахоту и т.д.
3. Определение усилия на штоке гидроцилиндра необходимого для перевода плуга из рабочего положения в транспортное.
При подъеме плуга во время движения необходимо преодолеть силу тяжести плуга приложенную к носку лемеха условно – среднего корпуса вес почвы лежащей на корпусах и составляющую силу сопротивления почвы .
Так как система находится в равновесии составляем уравнение моментов:
и определим графически из рычага Жуковского ; .
Из приложения по наибольшему усилию по штоку при ходе на выталкивание выбираем гидроцилиндр марки Ц – 80х200х24 диаметр штока – 40мм внутренний диаметр цилиндра – 80мм полный ход штока – 200 мм наибольшее усилие по штоку на выталкивание – 803 кН.
4. Перевод плуга в транспортное положение.
5. Определение продольной устойчивости пахотного агрегата.
Продольная устойчивость характеризуется коэффициентом продольной устойчивости
где - опрокидывающий момент Н*м
- стабилизирующий момент Н*м
Агрегат считается устойчивым.

Схема механизма навески и распределения сил гусеничного трактора с плугом ДТ-75М.cdw

Схема механизма навески и распределения
сил гусеничного трактора с плугом ДТ-75М