Курсовая работа: Проектирование полунавесного оборотного плуга с изменяемой шириной вспашки
Совершенствование современных отвально-лемешных плугов в значительной мере направлено на устранение перечисленных выше недостатков.
Исходные данные к проектированию
1. Полунавесной оборотный плуг с изменяемой шириной вспашки.
2. Глубина вспашки – 25см.
3. Тип отвальной поверхности – полувинтовой.
4. Изменение ширины захвата корпуса (механическое) – 30-45 см.
5. Кол-во корпусов (без предплужников) – 9.
Привод оборотного механизма – гидравлический.
1.АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГОВ СХМ
Зарубежные фирмы выпускают широкую номенклатуру полунавесных и навесных плугов к пахотным тракторам сельскохозяйственного назначения мощностью от 30 до 250 кВт. Характерной особенностью выпускаемых в настоящее время плугов является то, что все фирмы производят их однотипными семействами с широкой унификацией комплектующих узлов и деталей и отличающимися только числом корпусов (от 2 до 10-14). Практически все плугостроительные фирмы, за редким исключением, производят оборотные плуги, предназначенные для гладкой пахоты.
Общими чертами почти всех моделей плугов является возможность изменения их ширины захвата и секционная конструкция рамы, которая дает возможность при необходимости отнимать от 1 до 3-х корпусов. Отъем корпусов позволяет ступенчато регулировать ширину захвата плуга и достигать рациональной загрузки трактора при работе в различных почвенных условиях. Полунавесные плуги выпускаются с числом корпусов от 5 до 14 и шириной захвата от 175 до 700 см. Их средняя удельная масса колеблется от 1000 до 1500 кг на 1м ширины захвата. Расстояние между корпусами и высота рамы современных полунавесных плугов равны 100-102 и 80-90 см соответственно, т.е. эти параметры за последние 5-10 лет остались неизменными.
Полунавесные плуги с числом корпусов до 8 присоединяются к трактору через навесное устройство, имеют цельнобрусную раму и одно полевое колесо, которое служит для установки глубины обработки, а также в качестве опорного при транспортировке. Это колесо, как правило, бывает расположено сзади плуга, и для сокращения радиуса поворота оно поворачивается выносным гидроцилиндром. Типичным представителем таких полунавесных плугов может служить 8-корпусный плуг фирмы OverumBruk модели DTL8108H-XL. Поворот опорного колеса осуществляется гидроцилиндром в зависимости от угла поворота переднего бруса навески.
Аналогичную систему опорного колеса имеют 5-8 корпусные плуги фирмы Rabewerk. Отличие состоит в том, что полевое опорное колесо регулируется лишь по высоте, а в горизонтальной плоскости оно самоустанавливается с помощью вертикального шарнира.
Полунавесные плуги с числом корпусов более 8 имеют, как правило, шарнирную раму, которая обеспечивает лучшее копирование рельефа поля в продольном и поперечном направлениях при большей длине плуга.
В некоторых моделях многокорпусных полунавесных плугов устанавливается дополнительное переднее бороздное колесо для предотвращения заваливания передней части рамы плуга вправо. Положение всех опорных колес регулируется по высоте, при этом обеспечивается изменение глубины пахоты. Кроме того, переднее бороздное и заднее полевое колеса являются самоустанавливающимися, что позволяет работать на криволинейных участках.
При применении многокорпусных плугов с шарнирной рамой, помимо копирования рельефа поля, необходимо обеспечить синхронность заглубления передней и задней секций плуга, а также сократить до безопасных размеров поперечный габарит в транспорте.
Первая проблема решается путем установки на плуге автоматической системы электрогидравлического управления последовательностью заглубления обеих секций плуга: сначала передней, а затем на том же месте - задней.
Для сокращения поперечного габарита в передней части плуга имеется гидроцилиндр, который поворачивает основной брус рамы относительно тяговой спицы: плуг "складывается в горизонтальной плоскости и его поперечный габарит уменьшается, например, для 12-корпусного плуга с 6,45 до 4,2 м.
Благодаря управляемому заднему колесу полунавесные плуги имеют высокую маневренность, двигаясь на поворотах точно по следу трактора. Механизм состоит из двух гидроцилиндров, один из которых осуществляет подъем и опускание колеса, а также регулирует глубину пахоты, а другой - управляет поворотом колеса.
Применение такой системы управления задним колесом позволяет достичь маневренности пахотного агрегата с полунавесным плугом практически такой же, как и с навесным плугом.
Многокорпусные полунавесные плуги (свыше 8 корпусов) в транспортном положении опираются на двухколесную тележку, расположенную примерно посредине плуга, в результате плуг превращается в одноосный прицеп, что обеспечивает ему высокую маневренность.
Установлено, что для рационального использования мощности трактора на разных почвах и обеспечения качественной пахоты ширину захвата каждого корпуса следует регулировать в пределах от 30 до 55 см при номинальной ширине захвата корпуса 40 см. При большем диапазоне изменения ширины захвата корпуса могут возникать огрехи - недорезы пласта и ухудшение качества оборота пластов.
Практически все последние модели полунавесных плугов имеют регулируемую ширину захвата. Западноевропейские фирмы выпускают плуги с групповой гидрофицированной регулировкой ширины захвата путем изменения угла между тяговым и основным бруском плуга с одновременным поворотом каждого корпуса на определенный угол.
Ширина захвата плуга изменяется для поддержания в оптимальном диапазоне его тягового сопротивления и обеспечения рациональной загрузки трактора. Регулирование ширины захвата плуга особенно целесообразно при изменении условий пахоты (уклон местности, переход на пахоту с легкой почвы на тяжелую и наоборот и т п ). Для экономии времени регулировка ширины захвата выполняется на поворотной полосе в момент разворота пахотного агрегата. Бесступенчатое изменение ширины захвата с помощью гидросистемы трактора наиболее полно соответствует указанным требованиям.
Современные пахотные агрегаты оснащаются датчиками тяги или буксования ведущих колес трактора, поэтому тракторист может своевременно
осуществить необходимую регулировку ширины захвата плуга. Ширина захвата может изменяться также при обходе трактором стоящего на поле столба, дерева, стога соломы и т. п.
Смена работающих корпусов (оборот плуга) в полунавесных плугах осуществляется с помощью гидрорычажного механизма. В малокорпусных плугах (до 8 корпусов) гидроцилиндр двустороннего действия расположен в вертикальной плоскости, в многокорпусных плугах (более 8 корпусов) оборачивающий цилиндр, как правило, располагается в горизонтальной плоскости.
Оригинальный механизм оборота имеют плуги серии SPHR фирмы Gregoire-Besson (9-14 корпусов): гидроцилиндр двустороннего действия перемещает рейку, которая вращает шестерню, жестко связанную с рамой плуга. Однако для такого механизма требуется большая мощность из-за меньшего соотношения плеч, к которым прикладывается усилие штока поршня гидроцилиндра.
Навесные плуги выпускаются исключительно оборотными. Наиболее распространенными являются 3-7-корпусные. Таких плугов, по экспертным оценкам, выпускается более 400 моделей. Их средняя масса около 900 кг на I м ширины захвата, а при наличии предохранителей корпусов автоматического действия их масса достигает 1000-1200 кг/м. По ширине захвата корпусов и параметрам их расстановки навесные плуги аналогичны полунавесным плугам.