Общие указания по выполнению расчетно-графической работы

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЬШ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра Технологические машины и

технологии машиностроения

 

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ

 

 

ЗАДАНИЯ для РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКой РАБОТы

ЧАСТЬ 1

студентам очной и заочной форм обучения НГАУ направления обучения 35.03.06 Агроинженерия профили «Технические системы в агробизнесе» и «Технический сервис в агропромышленном комплексе»

 

Новосибирск 2016

УДК 631.3:633

ББК 40.711

 

 

Кафедра технологических машин и технологии машиностроения

 

 

Рецензент канд. техн. наук., В.С. Кемелев

 

 

Сельскохозяйственные машины: задания для расчетно-графической работы студентам очной и заочной форм обучения НГАУ направления обучения 35.03.06 Агроинженерия профили «Технические средства в агробизнесе» и «Технический сервис в агропромышленном комплексе»

/ Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженерный институт; Сост. В.А. Головатюк,

С.Г. Щукин. - Новосибирск, 2016. - 12 с.

 

 

В заданиях расчетно-графической работы представлен материал по конструктивно-технологическому расчету рабочих органов основных типов сельскохозяй­ственных машин, применяемых в хозяйствах Западной Сибири.

 

Задания рассмотрены на заседании кафедры технологических машин и технологии машиностроения и рекомендованы к изданию методической комиссией инженерного института НГАУ (протокол № 5 от 22 декабря 2016 г.).

Введение

 

Самостоятельность это путь к глубоким прочным знаниям и развитию творческих способностей будущих специалистов.

Наиболее эффективная форма самостоятельной работы студентов очной и заочной форм обучения по дисциплине «Сельскохозяйственные машины» это самостоятельное выполнение расчетно-графической работы.

Расчетно-графическая работа является завершающим этапом изучения части дисциплины «Сельскохозяйственные машины».

Расчетно-графическая работа подразумевает самостоятельное решение простых инженер­ных задач, направленных на понимание процессов, происходящих как в самих машинах, так и во взаимодействии машин с объектом обра­ботки (почвой, семенами, растениями и т.д.).

Самостоятельное выполнение расчетно-графической работы возможно только при дополнительном тщательном изучении разделов дисциплины в литературе, список которой приведен в конце материала каждого задания.

Для решения заданий расчетно-графической работы необходимы знания предшествующих дисциплин: физики, теоретической механики, деталей машин, сопротивления материалов, теории машин и механизмов и инженерной графики.

Знания приобретенные при выполнении расчетно-графических заданий, находят дальнейшее использование, прежде всего, при изучении последующих дисциплин и при выполнении выпускной квалификационной работы.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

 

Расчетно-графическая работа предусматривает выполнение пяти заданий по дисциплине «Сельскохозяйственные машины». Часть1.

По последней цифре своего шифра или номера зачетной книжки следует выбрать по одному вопро­су из каждого задания.

Необходимые для расчетов данные, приведенные в вопросах в буквен­ном обозначении, берут по номеру вопроса(последняя цифра учебного шифра или номера зачетной книжки) и по предпоследней цифре шифра или номера зачетной книжки из таблиц, поме­щенных в заданий.

Вопросы сопровождаются ссылками на литературу, которой студенты должны пользоваться при выполнении заданий: номер по списку литературы и страницы, на которых изложена теория рассматриваемого во­проса.

 

Если для выполнения расчетов по заданиям недостает некоторых данных, то их необходимо принимать, ориентируясь на существующие сельскохозяй­ственные машины. Такими данными могут быть ширина захвата корпуса плуга, число ножей почвооб­рабатывающей фрезы, ширина захвата культиваторных лап, диаметр колес и объем бункера зерновой сеялки и другие.

Пояснительную записку расчетно-графической работы следует выполнять на стандартных листах фор­мата А4 с последующей брошюровкой. Графическая часть работы должна быть выполнена объемом 1лист формата А1. Решение каждого задания должно сопровождаться пояснительным текстом и расчетами в пояснительной записке и расчетно-графическими схемами, графиками и эскизами на лист графической части. Графики, схемы и эскизы должны быть выполнены в соответствии с требованиями Госта и стандарта предприятия СТП 01-10.

ЗАДАНИЯ для РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТы

 

Задание 1

1. Виды резания лезвием и их характеристика. Вычертить схему и определить удельную работу резания почвы односторонней культиваторной полольной лапой с углом раствора γ при угле трения почвы по ста­ли φ и равнодействующей сил сопротивления резанию R. Вычертить расчетную схему [2, с. 72…78].

Таблица 1

Исходные данные к заданию 1

 

Номер вопроса	Обозначение пара­метра, ед. из-мер.	Предпоследняя цифра шифра
	φ, град R, kH γ, град	40 0,10	0,11	42 0,12	0,13	0,14	0,15	0,16	40 0,12	0,13	0,14
	φп, град
	b, м	0,35	0,40	0,35	0,40	0,35	0,40	0,35	0,40	0,35	0,40
	а, м	0,18	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24	0,25	0,17	0,16
	а, м	0,10	0,11	0,12	0,13	0,11	0,13	0,12	0,15	0,16	0,17
	с, м а3, мм	0,20 30	0,22 35	0,25 40	0,45 45	0,48	0,35 30	0,45	0,36	0,27 32	0,28 35
	Sz, м ν, км/ч	0,08 8,0	0,14 8,5	0,07 10,0	0,13 8,25	0,10 9,5	0,09 9,2	0,07 8,0	0,11 9,0	0,12 7,5	0,06 11,0
	а, м	0,04	0,05	0,06	0,07	0,05	0,04	0,06	0,07	0,05	0,06
	а, м b0 , м	0,11 0,04	0,12 0,03	0,13 0,05	0,14 0,04	0,15 0,03	0,13 0,05	0,12 0,03	0,14 0,04	0,10 0,05	0,09 0,04

 

2. Пояснить графически причины уменьшения сил сопротивления при скользя­щем резании. [2, с. 72…78].

3. Вычертить схему и определить коэффициент скольжения при подрезании пласта почвы лезвием лемеха корпуса с культурной поверхностью отвала при угле трения почвы о лемех φ_п.[2, с. 72…74].

4. Вычертить схему оборота пласта корпусом плуга. Определить наи­большую допустимую глубину пахоты корпусом с культурной поверхностью отвала при ширине захвата корпуса b [2, с. 49…52].

5. Вычертить схему сил действующих на пласт почвы в процессе его оборота. Определить наибольшую допустимую скорость плуга с длиной ра­бочей поверхности L = 0,8 м при угле закручивания пласта βmах = 130°, и глубине пахоты а [2, с. 45…49].

 

6. Графоаналитическим методом определить угол атаки дисков лущильника при глубине обработки а для получения качественной обработ­ки (h ≤ 0,5a), где h - высота гребней. Диаметр дисков 450 мм, расстояние меж­ду соседними дисками 150 мм [2, с. 87…90].

7. Вычертить схему размещения зубьев и равновесия звена зубовой бороны при расстоянии между зубьями в ряду с и расстоянием между следами зубьев а₃ при ширине захвата 1 м [2, с. 124…126].

8. Вычертить схему работы фрезы и определить основные размеры барабана фрезы: радиус по концам ножей r, ч астоту вращения п и число ножей z при подаче на один нож S_z и рабочей скорости агрегата ν. [2, с. 96…98].

9. Вычертить зону деформации почвы зубьями бороны в поперечно-вертикальной плоскости и определить расстояние между соседними зубьями из условия получения высоты необработанного гребня h не более 0,5 a, где а - глубина обработки [2, с. 70…71].

0. Вычертить зону деформации почвы рыхлительными лапами культи­ватора в поперечно-вертикальной плоскости и определить расстояние между соседними лапами (по серединам стоек) из условия получения высоты необ­работанного гребня h не более ²/₃ а (где а - глубина обработки) при ширине рабочей части лапы b₀ [2, с. 70…71].

 

Задание 2

Таблица 2

Исходные данные к заданию 2

Номер вопроса	Обозначение пара­метра, ед. измер.	Предпоследняя цифра шифра
	ε νP, км/ч	0,05 8,0	0,04 8,5	0,05 11,0	0,04 7,5	0,05 9,0	0,04 10,0	0,06 9,5	0,04 11,2	0,05 8,4	0,06 12
	l к, м	0,12	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15	0,11	0,10	0,12	0,13
	Q, кг/га
	Q, т/га νP, км/ч	40 7,0	50 8,0	60 9,0	65 8,5	46 9,5	7,2	70 10,0	80 11,0	74 11,6	75 10,5
	ω, с-1 Н, м	28,0 0,8	28,5 0,6	29,0 0,7	30 0,5	0,8	32 0,6	27 0,7	29 0,8	30 0,9	0,7
	β, град. h, м	1,8	1,7	1,4	14 1,5	12 1,6	1,7	10 1,5	1,6	11 1,5	13 1,8
	q, л/мин d, мм	0,8 1,5	1,2 1,5	1,6 1,5	2,0 2,0	2,2 2,0	2,8 2,0	2,6 2,0	1,3 3,0	3,6 3,0	3,7 3,0
	Н, м B, м

 

 

1. Вычертить схему движения семян и определить рабочий объем катушки зерновой сеялки при высеве пшеницы, коэффициент скольжения ε, рабочая скорость ν_P [2, с. 164…167].

2. Вычертить схему посадочного аппарата картофелесажалки с ложечно-дисковым высаживающим ап­паратом и определить наибольшую, допустимую по показателям качества, ра­бочую скорость картофелесажалки при рядовой посадке картофеля, расстояние между клубнями в рядке l _к [2,с. 177…182].

3. Вычертить схему тарельчатого высевающего аппарата туковой сеял­ки. Рассчитать необходимую величину высевной щели h при норме высева удобрений Q кг/га [2, с. 172…175].

4. Вычертить схему наво­зоразбрасывателя. Определить необходимую скорость подающего транспортера при норме внесения удобрений Q и рабочей скорости агре­гата ν_P [2, с. 176…177].

5. Вычертить схему сил, действующих на частицу удобрений, распо­ложенную на разбрасывающем диске. Определить ширину рассева мине­ральных удобрений двухдисковым аппаратом при угловой скорости ω и вы­соте расположения дисков H [2, с. 196…198].

6. Вычертить схемы разбрасывающих устройств с горизонтальной осью вращения роторов. Определить дальность бросания частицы органического удобрения роторным аппаратом с диаметром битера 300 мм с горизонтальной осью вращения (ω = 40 с^-1) при угле бросания β и высоте расположения схода час­тицы над уровнем поля h [2, с. 198…200].

7. Вычертить схемы распыливающих наконечников опрыскивателей. Определить необходимый напор для обеспечения минутного расхода раствора ядохимиката через один распылитель q при диамет­ре выходного отверстия распылителя d [2, с. 242…246].

8. Вычертить схему вентиляторного распыливающего устройства. Подсчитать расход воздуха, необходимый для опрыскивания де­ревьев высотой Н в саду с междурядьями В [2, с. 249…257].

9. Вычертить схемы способов посева семян зерновых культур. Описать процесс оценки качества работы зерновой сеялки с исполь­зованием статистических методов [2, с. 223…227].

0.Вычертить схемы способов посадки картофеля. Описать процесс оценки качества работы картофелесажалки с использованием статистических методов [2, с. 223…227].

 

Задание 3

1. Вычертить схемы способов установки отвала бульдозеров. Определить величину заглубления ножа отвала бульдозера, необходимую для компенсации потери грунта при его перемещении l. Высота отвала Н = 1200 мм; длина отвала 3,6 м; угол естественного откоса грунта φ_OT [2, с. 587…589].

Таблица 4

Исходные данные к заданию 4

Номер вопроса	Обозначение параметра, ед. измер.	Предпоследняя цифра шифра
0 и 1	l, м φOT				17 35				13 34
2 и 9	δ, м RK, кПа	0,10 20	0,20 50	0,20 40	0,15 100	0,20 120	0,18	0,25 60	0,28 30	0,30 70	0,19 80
З и 8	Θ, град φ, град				82 33				70 34
4 и 7	ƒ RH, кПа	0,20 200	0,21 180	0,28 220	0,29 160	0,20 150	0,25 190	0,21 170	0,2 200	0,27 210	0,30 240
5 и 6	Н, кПа Д, м	200 11	210 12	250 14	278 13	240 10	300 12	280 14	280 13	290 13	245 12

 

2.Вычертить схемы видов движения и резания грунта. Определить сопротивление копанию бульдозера при ширине за­хвата (длине отвала) 3,6 м, толщине стружки δ и коэффициенте копания R_K. Пояснить пути уменьшения сопротивления копанию [2, с. 583…587].

3. Вычертить схемы рабочих органов и процессов копания. Определить объем призмы волочения при работе бульдозера с высотой отвала Н = 1000 мм, длиной отвала 3,6 м, углом атаки в при работе на грунте, имеющем угол естественного откоса φ_OT[1, с. 587…589].

4.Вычертить схемы разновидностей ковшей скрепера. Определить максимальную толщину стружки в начале копания при работе прицепного скрепера Д-569 (масса 4т, ширина захвата 2100 мм, агрегатируется с трактором ДТ-75М), если коэффициент сопротивления дви­жению скрепера ƒ удельное сопротивление копанию R _K [2, с. 589…592].

5. Перечислить типы и вычертить схемы дождевальных насадок. Определить интенсивность дождя при работе дождевальной ус­тановки позиционного действия, снабженной дефлекторной насадкой с диа­метром выходного отверстия d = 5мм, давление воды перед насадкой H, ко­эффициент расхода μ = 0,75.

Установка с одной позиции поливает круг диаметром Д [2, с. 245…246, 650…651].

6.Вычертить схему сил действующих на корпус плуга. Написать рациональную формулу В.П. Горячкина для тягового сопротивления плуга. Объяснить значение каждого из членов этой формулы.

7.Вычертить схемы сил режимов резания лезвием. Вывести формулу для определения коэффициента скольжения при резании лезвием со скольжением. Объяснить значение каждого из членов этой формулы.

8.Вычертить схему сил действующих на универсально-плоскорежущюю лапу в продольно-вертикальной плоскости. Вывести формулу удельной работы резания со скольжением.

9.Написать формулу КПД плуга и объяснить ее особенности.

0. Объяснить разницу между удельным сопротивлением почвы и удельным сопротивлением плуга.

Задание 4

1.Вычертить схемы предохранительных устройств плугов. Вывести формулы для определения расчетной нагрузки на каждый корпус плуга в зависимости от числа корпусов плуга при групповом и индиви­дуальном предохранителях.

2.Вычертить схему и изложить методику определения коэффициен­тов и углов трения скольжения прибором конструкции В.А. Желиговского.

3.Вычертить схемы разновидностей катков. Объяснить, что такое движущий момент и момент сопротивления катка или ведомого (опорного) колеса.

4.Начертить схему и рассмотреть кинематику катка, катящегося со скольжением.

5. Вычертить схему твердомера. Какие величины могут быть определены при исследовании почвы с помощью твердомера? Дать их характеристику и привести методику определения.

6. Вычертить схему движения зерна в катушечном высевающем аппарате. Вывести формулу, связывающую в единую зависимость конструктивные и кинематические параметры сеялки с катушечными высевающими аппаратами, позволяющую рассчитать установку сеялки на заданную норму высева.

7.Вычертить схему тарельчатого высевающего аппарата. Рассмотреть формулу определения высоты высевной щели при настройке туковой сеялки на заданную норму внесения удобрений.

8.Вычертить схему рабочего процесса роторного разбрасывающего аппарата с горизонтальной осью вращения. Вывести формулу для определения необходимой частоты вращения барабана навозоразбрасывателя в зависимости от нормы внесения удобрений и рабочей скорости агрегата.

9.Вычертить схему сил действующих на частицу на рабочей грани клина. Определить, при каких углах раствора стрельчатой лапы γ будет обеспечено скольжение корней сорняков, находя­щихся в почве, по лезвию лапы, а также значение оптимального угла раство­ра γ_опт с точки зрения наименьшей вероятности забивания. Если угол трения лезвия стрельчатой культиваторной лапы о корни сор­няков φ_к = 24°, а о почву φ_п = 28°.

0.Вычертить схему катка(колеса) движущегося со скольжением. Определить коэффициент скольжения колес сеялки ε. Если зерновая сеялка в процессе работы прошла путь l _СК = 42 м, при этом ее опорно-ходовые колеса диаметром D = 1,25 м сделали 10 полных оборо­тов.

Задание 5

1. Вычертить схему сил действующих на корпус плуга. Тяговое сопротивление плужного корпуса, определенное методом тензометрирования составляет 7кН, коэффициент трения почвы о полевую доску f = 0,476. Определить, какую часть от тягового сопротивления корпуса (в %) составляет сопротивление трения полевой доски о стенку бо­розды.

2. Вычертить схемы разновидности катков. Поле, которое должен обрабатывать гладкий цилиндрический каток диаметром d_к = 700мм, характеризуется углом трения почвы о каток φ₁ = 18° и углом трения почвы по почве φ₂ = 22°. Определить, будет ли происходить сгруживание комков перед катком, если максимальный диаметр (размер) комков, находящихся на поверхности поля, составляет d_n = 80 мм.

3. Вычертить схемы сил режимов резания лезвием. Определить, под каким углом а к горизонту следует установить черенковый нож плуга для того, чтобы обеспечить скольжение в процессе резания корневищ с углом трения φ_к = 18° в почве с углом трения φ_п = 22°.

4.Вычертить схемы разновидности катков. Какой минимальный диаметр должен иметь гладкий каток для того, чтобы разрушить или вдавить в почву комки размером 8 см, если коэффици­ент трения почвы по почве составляет 0,54, а коэффициент трения почвы по стали 0,26?

5.Вычертить схему ложечно-дискового аппарата для посадки картофеля. Определить, с какой скоростью должна работать картофелесажалка с приводом от независимого вала отбора мощности трактора, если требуется посадить клубни с расстоянием 1_к = 30 см, а диски вычерпывающих аппара­тов имеют по 12 ложечек и вращаются с частотой 32 мин^-1.

6.Вычертить схемы способов установки отвала бульдозеров. Бульдозер с неповоротным отвалом, имеющим параметры: высоту отвала Н = 1,2 м и ширину захвата (длину) В = 3,6м, работает на несвязных грунтах, характеризующихся коэффициентом наполнения Кн = 0,8 и углом естественного откоса φ = 30°. Определить, на какую глубину h следует за­глублять нож отвала (толщину стружки) для того, чтобы компенсировать потери грунта в процессе его транспортирования, если дальность его пере­мещения l = 10м.

7.Вычертить схему вентиляторного распыливающего устройства. Определить необходимую рабочую скорость v движения агрегата, которая обеспечит внесение ядохимиката в количестве Q = 1,2 м³/га. Если полевой вентиляторный опрыскиватель имеет распыливающее уст­ройство, снабженное 12 распылителями, и, благодаря применению вентиля­тора, имеет ширину захвата В = 20м. Подача ядохимиката (рабочей жидко­сти) через распылитель q = 17x10^-5 м³/с.

8.Вычертить схемы маркёров. Рассчитать вылет правого и левого маркеров универсальной зерно­вой прицепной сеялки, если сошники расставлены на ширину междурядий 180 мм, а колея передних колес трактора 1800 мм.

9.Вычертить схемы разновидности штанг гидравлических опрыскивателей. Определить количество п и диаметр d распиливающих наконечни­ков гидравлического опрыскивателя, если известно, что рабочее давление в системе 0,6 МПа, ширина захвата 12 м, рабочая скорость 10 км/ч, коэффици­ент расхода μ = 0,4, расход рабочей жидкости Q = 500 кг/га, ее плотность 1,15 т/м³.

0.Вычертить диаграмму распределения интенсивности дождя при поливе струйным дождевальным аппаратом. Определить сменную производительность дальнеструйной дожде­вальной установки, если норма полива Q = 300м³/га, подача воды насосом q = 0,12м³/с, площадь полива с одной позиции S = 1,2га, продолжительность смены 10ч, коэффициент использования времени смены k = 0,85.

 

Библиографический список

Основной

1. Капустин В.П.Сельскохозяйственные машины: Учебное пособие / В.П. Капустин, Ю.Е. Глазков – М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. – 280 с.

2. Капустин В.П.Сельскохозяйственные машины. Настройка и регулировка[Электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Капустин,Ю.Е. Глазков.- Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Ун-та. 2010. – 196 с.

Дополнительный

1. Максимов И.И. Практикум по сельскохозяйственным машинам / И.И. Максимов, И.И. Максимов. – Санкт-Петербург, Москва, Краснодар. 2015. – 416с.

2.Бельтюков Л.П. Сельскохозяйственные машины: теория, расчет, конструкция, использование / Л.П. Бельтюков, Н.А. Вахрушеев, А.С. Ерешко, В.Г. Шурупов. – Зерноград:. АЧГАА. 2013.- 680с.

3. Клёнин Н.И. Сельскохозяйственные машины/ Н.И. Клёнин, С.Н. Киселев, А.Г. Левшин. – М.: КолосС, 2008. – 816с.

4. Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины./ В.М. Халанский, И.В. Горбачев. - М.: КолосС, 2006. – 624с.

5. Кленин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины/ Н. И. Кленин, В.А. Сакун – М.: КолосС, 1994. – 751с.

6. Кленин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины/ Н.И. Кленин, В.А. Сакун – М.: КолосС, 1980. - 671с.

7. Сельскохозяйственные машины: практикум /М.Д. Адиянов, В.Е. Бердышев, В.А. Головатюк и др.; под ред. А.П. Тарасенко. - М: Колос, 2000. -240 с.

8. КондратовА.Ф. Современные технологии и средства механизации производства и заготовки кормов в Сибири / А.Ф. Кондратов, А.Д. Логин, В.М. Медведчиков и др. НГАУ – Новосибирск. 2004 – 192 с.

9. Справочник инженера – механика сельскохозяйственного производства: учеб пособие. – М.: Росинформфгротех,2003. – 225 с.