Модернизация зерновой стерневой сеялки для ленточного способа посева

ηдоп ≥ R / Ркр; (12) [8] 
 

где ηдоп – допустимый коэффициент использования тягового усилия трактора. 
 

В соответствии с  видом выполняемого технологического процесса, а так же тягу движителя  трактора, принимаем значение 
 

ηдоп = 0,96, 

тогда Ркр = R / ηдоп = 9,85 / 0,96 = 10,2 кН. 
 

Необходимое тяговое  усилие трактора с учетом уклона поля определим по формуле: 

Ркрmax = Pкр + Ркр * i; (13) 
 

Где i = 0,02 – уклон поля; Принимаем i = 0,02;  

Тогда  
 

Ркрmax = 10,2 + 10,2 * 0,02 = 10,4 кН; 
 

Максимально возможную  скорость агрегата в зависимости  от крюковой мощности трактора и необходимого крюкового усилия определим по формуле: 
 

(14) [8] 
 

Где Nкр = 34,9 кВт – крюковая мощность трактора МТЗ-82 на 5 передаче;  

G – сила тяжести  трактора; 
 

G = m * q = 3210 * 9,81 = 30,5 кН; 

m = 3210 кг – масса трактора МТЗ-82; 
 
 
 

С учетом буксования определим действительную рабочую  скорость агрегата по формуле: 
 

; км/ч 
 

где: б=10 % - буксования колесного движителя по обработанной почве 

тогда Vр=11,4 км/ч 
 

На основании значений Vр и Вр определяем производительность агрегата за час сменного времени по формуле: 
 

W = 0,1 Bp * Vp * זּ ,га/ч; (15) [8] 
 

где Вр = Вк * β, β = 1 – коэффициент использования ширины захвата для сеялок, [13] 
 

Вр = 2,8 * 1 = 2,8 м; 
 

τ = 0,75 – коэффициент использования времени смены; 

тогда W = 0,1 * 2,8 * 10,3 * 0,75 = 2,2 га/ч; 

11. Конструктивные  расчеты 
 

11.1 Определение диаметра  вала струнного катка 
 

Скоростной каток двухсекционный снабжён струнами квадратного сечения расположенными в пазах дисков по винтовым линиям (рис.11.2.1). Квадратные струны работают как двухгранный клин выполняющий операции по крошению комков и формированию ложа для семян и поверхностного мелкокомковатого мульчирующего влагосберегающего слоя почвы. 

Каток скоростной имеет диаметр и состоит из трубчатого вала 1, дисков 2, и струн 3. (рис.32). 
 
 
 
 

Рисунок 32 - Схема струнного катка 

1-вал; 2-диск; 3-струна. 
 

Вал катка можно рассматривать как балку нагруженной равномерно – распределённой нагрузкой интенсивностью q = 3 , на двух опорах по концам (рис.33) 
 
 
 

Рисунок 33 - Схема нагруженности балки и эпюры изгибающего момента и поперечных сил 

Определяем реакции опор балки при условии, что так как сила заменяющая равномерно – распределённую нагрузку расположена по средине балки. 

Реакции опор определим по формуле: 
 

(16) [15] 
 

где: - длина одной секции катка; 

- интенсивность нагруженности вала. 

тогда:  
 
 
 
 

Строим эпюру поперечных сил: ; ; 

Диаметр вала катка определим из условия прочности при изгибе по формуле: 
 

(17) [15] 
 

Откуда момент сопротивления сечения определится: 
 

(18) [15] 
 

Максимальный изгибающий момент возникает посредине балки (вала) и определится по формуле: 

(19) [15] 
 

где: -длинна катка; 

тогда:  
 
 
 
 

Допускаемое напряжение изгиба для стали Ст5 определим исходя из предела текучести для стали 5, и коэффициента запаса прочности , по формуле: 
 

(20) [15] 
 

где:  - предел текучести для стали 5. 
 

Нагрузка на вал имеет характер цикличности, следовательно коэффициент запаса прочности принимаем . 

тогда:   

откуда:  
 
 
 
 

Диаметр вала определится с учётом кольцевого сечения вала при этом , по формуле: 

(21) [15] 
 

где:  - отношение внутреннего диаметра к наружному  

тогда:  
 
 
 
 

С учётом цикличности нагружения вала принимаем диаметр трубы 76мм при этом  согласно сортаменту для изготовления вала принимаем:  
 
 
 
 

11.2 Определение параметров  стойки сошника 
 

В процессе работы стойка сошника подвергается деформации изгиба (рис.34), следовательно, параметры стойки определим из условия прочности при изгибе. 
 
 
 

Рисунок 34 – схема деформации стойки. 

Для расчета представим стойку как балку защемленную в сечении А-А (рис.35) 
 
 
 

Рисунок 35 -Расчетная схема 
 

Изгибающий момент от силы Rе составит:  
 

Mz = Re * Z; 0 ≤ Z ≤ l (27) [14] 
 

Максимальное значение изгибающего момента возникает в сечении А-А и составит: 
 

Мumax = Re * l (28) 
 

Где Re – тяговое сопротивление сошника секции; 

l – расстояние от точки приложения силы Re до опасного сечения; 
 

Из технологического расчета Re = 0,87 кН; 

Значение l, принимаем с учетом конструктивных размеров стойки, следовательно 

l = мм; тогда  
 

Мumax = 870 * 0,62 = 540 Н*м; 
 

Размер сечения стойки определится из условия прочности при изгибе: 
 

[σu] = Мumax / W; (29) [14] 
 

где [σu] = σT / n; σT = 200 Н/мм2 – предел текучести для стали Ст-3; 

n = 3 – коэффициент запаса прочности при знакопеременной нагрузке;  

W – момент сопротивления  сечения; 

тогда [σu] = 200 / 3 = 67 Н/мм2; 

Откуда 
 

W = Мumax / [σu] = 540*103 / 67 = 8059 мм3; 
 

Параметры сечения стойки определятся из выражения момента сопротивления для прямоугольника (сечения стойки): 
 

(30) [14] 
 

Где b- ширина прямоугольного сечения, мм 

h- длина прямоугольного сечения, мм 

Параметр b принимаем равным 15 мм, параметр h выражаем из уравнения момента сопротивления сечения 

Тогда  
 
 
 

С учетом диаметров отверстий для крепления стойки и обеспечения достаточной прочности стойки при кратковременных возникающих в процессе работы перегрузках принимаем ширину стойки разрабатываемого сошника h = 75мм.  

Расчет болтов на срез и смятие 

Сошник крепится к тягам при помощи болтов, тяги таким же образом крепятся к сеялки. Болт работает на срез по одной плоскости и смятие тягами и кронштейном. 

Окружное усилие на удалении l от стрельчатой лапы, срезающее болты будет равно:  
 

(31) [14] 
 
 
 

Общая площадь среза болта будет равна 
 

(32) [14] 
 

где d – диаметр сечения пальца;  

k=1 – число плоскостей  среза болта. 

С учетом этих значений из условия прочности на срез получаем: 
 

==0,012 м = 12 мм 
 

Полученное значение диаметра болта округляем до нормального размера: d=12 мм. Принимаем болт с метрической резьбой М12.  

12 Организация работы  посева семян зерновых модернизированной  сеялкой 
 

Для получения высокого качества посева семян необходимо правильно выбрать и составить машинно-тракторный агрегат. 

До выезда в поле произвести регулировку рабочих органов и подготовить трактор к работе, выбрать направление и способ движения агрегата, подготовить поле. В процессе работы нужно постоянно контролировать качество посева. При агрегатировании модернизированной сеялки трактором МТЗ-102 необходимо следить за соединением прицепов, при этом трактор будет работать с наименьшими отклонениями от заданных условий. 

Количество рабочих органов на агрегате ограничивается его тяговым сопротивлением, максимальное значение которого в отдельных случаях может достигать значений максимального тягового усилия трактора, что нарушает тяговый баланс агрегата. 

Показатели качества работы сеялки. 

При первом проходе проверяют правильность всех регулировок агрегата и равномерность хода сошников по глубине. Глубину посева измеряют в 10-15 местах. Для этого необходимо вскрыть рядок и двумя линейками, одну расположив на поверхность другой, замерить глубину залегания семян. Глубину посева устанавливают с учетом почвенно-климатических условий и вида возделываемой культуры в пределах от 5 до 10 см. Отклонение от заданной глубины не более ±1 см. После прохода агрегата поверхность поля должна быть ровной, рыхлый слой должен состоять из структурных фрагментов размером от 1 до 10 мм. Такая структура является наиболее благоприятной для накопления влаги, поступления воздуха и жизнедеятельности микроорганизмов в почве.[13] 

Управление агрегата при работе и в транспортном положении осуществляется из кабины трактора. 

Посев поля производят движением агрегата челночным способом рисунок 36. 
 
 
 

Рисунок 36 Схема челночного способа движения 

Епф – ширина поворотной полосы; Вр – рабочая ширина захвата агрегата; Rп – радиус поворота; L – длина поля; С – ширина поля; L1 – длина гона; е – длина выезда агрегата. 
 

Расчет ширины поворотной полосы 
 

В соответствии с разрабатываемой сеялкой, ширина которой составляет 2,8 м. Вк = 2,8 м. 
 

Длину агрегата рассчитываем по формуле: 
 

L = 0,1 * la; (33) [17] 
 

Где la – кинематическая длина агрегата; 

la = lT + lM,м (34) [17] 
 

где lT, lM – кинематическая длина трактора и сельхозмашины. 

Lа = 2,8 + 2,5 = 5,3 м. 

l = 0,1 * 4,7 = 0,53 м. 
 

Определяем радиус поворота агрегата: 
 

Rп = Кр * Rmin; (35) [17] 
 

где Кр – коэффициент увеличения радиуса поворота в зависимости от скорости движения. Кр = 1,57; Rmin – радиус поворота агрегата при V = 5 км/ч. Rmin = 1,1Вк=3,1м. 
 

Rп = 1,57 * 3,1 = 4,8 м. 
 

Определяем минимальную ширину поворотной полосы: 
 

Еm = 1,5 * Rп + l (36) [17] 

Еm = 1,5 * 4,8 + 0,53 = 7,73 м. 
 

Определяем число проходов агрегата при обработке поворотной полосы:  
 

nф = Em / Вр; (37) [17] 

Вр = Вк * β; β = 1,  
 

где Вк – конструктивная ширина захвата агрегата;  

β – коэффициент использования ширины захвата; 

Вр = 2,8 * 1 = 2,8 м. 

nф = 7,73 / 2,8 = 2,7 ≈ 3; 
 

Определяем фактическую ширину поворотной полосы: 
 

Еф = nф * Вр (38) [17]  

Еф = 3 * 2,8 = 8,4 м.  
 

Определяем длину выезда агрегата: 
 

е = 0,5*Lа  

е = 0,5*4,7 = 2,35 м. 

13. Безопасность жизнедеятельности 
 

Техникой безопасности называют совокупность правил и приемов, выполнение которых создает благоприятные условия труда, предупреждает несчастные случаи и травмы людей, обслуживающих технику.