Методичні вказівки до лабораторних занять для студентів спеціальності Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва



Сторінка1/4
Дата конвертації05.03.2017
Розмір0.53 Mb.
  1   2   3   4


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Луцький національний технічний університет



КОНСТРУКЦІЯ, РОЗРАХУНОК І ВИРОБНИЦТВО СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАШИН


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних занять для студентів спеціальності

Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” (6.090200) машинобудівного факультету денної форми навчання

Редакційно-видавничий відділ
Луцького національного технічного університету

Луцьк 2013

УДК 631.3 (075.8)

Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарських машин. Методичні вказівки до лабораторних занять для студентів спеціальності “Машини та обладнання сільськогосподарського виробництва” (6.090200) машинобудівного факультету денної форми навчання / Цизь І.Є. - Луцьк: ЛНТУ, 2013. – 40 с.



У пропонованих методичних вказівках наведені рекомендації та матеріали для виконання лабораторних робіт з предмета “Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарських машин”

Укладач: І.Є. Цизь, к.т.н., доцент


Рецензент: В.В. Сацюк, к.т.н., доцент

Відповідальний за випуск: к.т.н., доцент І.Є. Цизь


Затверджено науково-методичною радою ЛДТУ,

протокол № від 2013 р.
Затверджено до друку науково-методичною радою ННВ ІІ та ІТ ЛДТУ, протокол № від .06.2013 р.
Затверджено на засіданні кафедри сільськогосподарського машинобудування, протокол № від .05.2013 р.

ВСТУП
Кожна сільськогосподарська машина виконує певний технологічних процес, під час якого робочі органи машини взаємодіють із матеріалами, що обробляються.

Метою вивчення студентами дисциплін "Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарський машин" є засвоєння законів, які покладені в основу технологічних процесів, що виконуються сільськогосподарськими машинами та знаряддями.

Для того, щоб студенти могли досконаліше розібратися у фізичному розумінні технологічних процесів у курсі вивчення дисципліни "Конструкція, розрахунок і виробництво сільськогосподарський машин" передбачено проведення лабораторних занять, на яких студенти, використовуючи фізичні моделі сільськогосподарських машин та їх робочих органів, проводять досліди і опрацьовують їх результати. Це дозволяє краще розкрити фізичну суть процесів, а також визначати кількісне та якісне співвідношення взаємодії робочих органів машин і знарядь матеріалу, що обробляється.

Таким чином, майбутні інженери-конструктори, вивчаючи теорію технологічних процесів, одержують необхідні знання для створення більш ефективних машин та обладнання сільськогосподарського виробництва.

Пропоновані методичні вказівки містять зміст лабораторних робіт по дослідженню роботи сільськогосподарських машин, взаємодія робочих органів з різними сільськогосподарськими матеріалами. На основі опрацювання результатів дослідів студенти розробляють схеми, будують графіки залежностей.

.


Лабораторна робота № 1

Тема: „Визначення твердості ґрунту”

Мета роботи: „Набути практичних навичок із зняття діаграм зминання ґрунту та розрахунку характеристик, що характеризують його твердість”.

Матеріали та обладнання: твердомір, аркуші міліметрового паперу формату А1, олівець, лінійка.
1. Теоретичні відомості.

Для визначення показників твердості ґрунту використовують твердомір (рис. 1, а). Він складається із штанги 1, пружини 2, рукояток 3, наконечника (плунжера) 4. При натисканні на рукоятку вниз навантаження через, штангу і наконечник передається ґрунту. При плавному натисканні сила натискання рівна силі опору ґрунту вдавлюванню наконечника і пропорційна величині У стискання пружини, а лінійною деформацією ґрунту λ є глибина занурення наконечника в ґрунт. Завдяки самописцю твердомір записує діаграму (рис. 1, а). За діаграмою можна визначити силу Р опору ґрунту зминанню за формулою:



, (1)

де - жорсткість пружини, Н/мм


Рис. 1. Схема роботи твердоміра (а) і діаграма функції у=f() (б)
Діаграма апроксимується двома прямими ОА та АВ, що характеризують дві фази деформації ґрунту. Протягом першої фази (ділянка ОА) сила опору зростає пропорційно лінійній деформації λ. В другій фазі (ділянка АВ) зростає деформація ґрунту λ при постійному значенні сили Р і ґрунт „тече”, тобто продовжує деформуватися при постійному навантаженні на нього.

Твердість ґрунту Р, визначається в Н/мм2 і визначається за формулою:



, (2)

де - середня ордината діаграми на ділянці ОА, мм;



- площа поперечного січення плунжера, мм2.

Крім твердості ґрунту визначають також і коефіцієнт об’ємного зминання q, що показує на скільки одиниць сили зростає опір ґрунту при зминанні кожної наступної одиниці об’єму. Цей коефіцієнт вимірюється у Н/мм3 і рівний:



, (3)

де - сила опору ґрунту, що відповідає точці А діаграми, Н;



- об’єм зім’ятого ґрунту, що відповідає точці А діаграми, мм3;

- ордината точки А на діаграмі.
2. Порядок виконання роботи
1. Отримати 3-5 діаграм описаним вище способом на випробовуваному ґрунті.

2. Нанести на діаграму координатну сітку та відмітити на положення точок А та В.

3. Визначити величини , . За відомим визначаємо наближено .

4. За формулами (2) і (3) розраховується показники твердості ґрунту Р та q, заповнюється таблиця 1.


Таблиця 1. Результати визначення показників твердості ґрунту


Номер діаграми, і

, мм

, мм

, мм

Р, Н/мм2

q,

Н/мм3



Рср,

Н/мм2



qср,

Н/мм3



А, Н·мм

Аср, Н·мм

1




























2




























3



























5. Визначаємо середні значення твердості Рср і коефіцієнта об’ємного зминання qср ґрунту:



(4)

де - число діаграм, а індекси 1, 2... вказують на номер діаграми.

6. Визначаємо роботу затрачену на зминання ґрунту в першій фазі за кожною діаграмою:

. (5)

7. Визначаємо середню роботу:



. (6)
Контрольні запитання

1. Яким приладом визначають показники твердості ґрунту і з яких основних частин він складається ?

2. Які Вам відомі показники твердості ґрунту і що вони характеризують ?

3. Які ділянки виділяють на діаграмі деформації ґрунту ?

4. Що слід розуміти під поняттям „текучість” грунту ?

Лабораторна робота № 2

Тема: „Визначення типу робочої поверхні плужного корпуса”

Мета роботи: „Навчитись користуватись профілометром та визначати тип робочої поверхні корпуса плуга”.

Матеріали та обладнання: профілометр, кутомір, аркуш міліметрового паперу формату А3, олівець, лінійка, циркуль, транспортир.

1. Теоретичні відомості

Робочі поверхні плужних корпусів поділяються на групи:



  1. циліндроїдальні;

  2. гвинтові.

В свою чергу циліндроїдальні робочі поверхні поділяються на типи:

1. циліндрична;

2. культурна.

3. напівгвинтова.

Тип поверхні можна визначити за закономірністю зміни кута - кута між твірною робочої поверхні та стінкою борозни. Або за різницею кутів , де - кут нахилу верхньої твірної до стінки борозни, - кут нахилу твірної до стінки борозни твірної, що проходить поблизу стику лемеша з полицею.

Для циліндричної робочої поверхні (рис. 2.1, а) різниця кутів , оскільки . Культурні робочі поверхні плужних корпусів (рис. 2.1, б) характеризуються різницею кутів . Для робочих поверхонь ніпівгвинтового типу різниця кутів зазвичай складає



а б в г


Рис. 2.1. Типи робочих поверхонь плужних корпусів: а – циліндрична; б – культурна; в – напівгвинтова; г – гвинтова

До основних параметрів робочих поверхонь також належать: - ширина захвату корпуса плуга, форма направляючої твірної робочої поверхні та закономірність зміни кута між твірною та стінкою борозни.


2. Порядок виконання роботи
Для побудови направляючої кривої твірної робочої поверхні необхідно експериментальним шляхом встановити розміри основних ділянок цієї поверхні: дві прямолінійних ОР і ДК та криволінійну РК. Ці ділянки характеризуються такими параметрами: виліт , висота , довжини ділянок і , кут між дотичними до кривої в точках К та Р, кутом нахилу лемеша до дна борозни, кутом тертя .

Рис. 2.1. Побудова направляючої кривої твірної робочої поверхні


Перед побудовою направляючої кривої твірної робочої поверхні за допомогою профілометра виміряємо виліт , висоту та довжину прямолінійних ділянок і , кут , ширину захвату корпусу (або використовують готові значення наведені згідно із варіантом у додатку).

Процес побудови кривої полягає у наступному. Спочатку намічаємо точку , від якої під кутом () проводимо промінь. Від точки вертикально вгору відкладаємо відрізок довжиною і від отриманої точки А, відкладаємо по горизонталі відрізок рівний вильоту L. Від отриманої точки Д під кутом тертя до вертикалі проводимо відрізок до перетину з променем ОЕ, отримаємо положення точки Е. На відрізку ОЕ відкладаємо ділянку , а на відрізку ТД ділянку . Відрізки РЕ і КЕ розбиваємо на однакову кількість частин і позначаємо точки. Однойменні точки з’єднуємо відрізками і отримуємо сітку. Далі проводимо дотичну криву лінію РК до отриманої сітки.

Для визначення радіусу направляючої кривої РК намічаємо на лінії наближено її середину точкою С і з’єднуємо хордами її з точками Р і К. З середини хорд СК і СР проводимо перпендикуляри до цих хорд аж до їх взаємного перетину в точці . Довжина відрізка і є радіусом направляючої кривої.

Значення кута визначаємо із залежності



,

або


,

де - кут нахилу лемеша до дна борозни у радіанах.

За різницею визначаємо тип робочої поверхні даного корпусу. Отримані дані заносимо в табл. 1.
Таблиця 1. Вихідні дані та результати розрахунку з визначення типу робочої поверхні


Виліт

L, мм

Висота

, мм

Довжина

, мм

Довжина

, мм

Ширина

захвату , мм



Кут, 0



Тип повер-хні































































3. Контрольні запитання

1. Які є види робочих поверхонь плужних корпусів?

2. Назвіть основні параметри робочих поверхонь плужних корпусів?

3. Поясніть порядок побудови направляючої кривої твірної робочої поверхні?

4. Як визначається кут ?

5. Як визначити тип плужного корпусу?




Лабораторна робота № 3
Тема: „Дослідження тягового опору ґрунтообробного знаряддя”

Мета роботи: „Встановити вплив ширини захвату та глибини обробітку на зміну тягового опору ґрунтообробного знаряддя”.

Матеріали та обладнання: експериментальний стенд „Ґрунтовий канал”, зразки культиваторних лап.
1. Теоретичні відомості

За тяговим опором робочих органів ґрунтообробних машин можна судити про енергоємність процесу обробітку, і тому він є одним із важливих експлуатаційних характеристик. Його можна розраховувати за формулами або визначати шляхом експерименту (динамометруванням).

Для розрахунку тягового опору робочих органів ґрунтообробних машин різними вченими запропоновано ряд формул. У своїй більшості ці формули являють собою подальший розвиток і уточнення відомої формули В.П.Горячкіна для визначення тягового опору плуга.

Для розрахунків тягового опору . ґрунтообробної машини (культиватора), використовуємо залежність :



де - тяговий опір машини, Н;



- коефіцієнт перекочування (≈0,05...0,1);

- вага візка;

п - кількість робочих органів;

К - питомий опір ґрунту, Па;

а - глибина обробітку ґрунту, м;

- ширина захвату робочого органу, м.
2. Порядок виконання роботи
Перед проведенням роботи необхідно ознайомитись з установкою для визначення залежності тягового опору робочих органів від величини їх заглиблення в ґрунт.

Лабораторна робота проводиться на ґрунтовому каналі, що являє собою ємність з ґрунтом. У верхній частині каналу розміщені рейки (швелер), по яких може рухатися візок з чотирма колесами. Візок має з одного боку затискну головку для кріплення ґрунтових робочих органів, а з другого – отвір для зачеплення динамометра.

Для проведення вимірів закріплюємо в затискній головці візка необхідний робочий орган на задану глибину, а з другого боку - зачіплюємо через отвір динамометр (рис.1) Далі вручну через динамометр створюємо силу Р і, таким чином, переміщуємо візок. Коли візок з робочим органом набере плавний рівномірний хід, знімаємо покази з динамометра. Сила Р дорівнює тяговому опору р.

Рис. 1. Схема експериментальна установка: 1- лебідка; 2 – муфта; 3 – електродвигун; 4 - циліндричний редуктор; 5 - черв’ячний редуктор; 6 - реверсний електромагнітний пускач; 7 – динамометр; 8 – візок; 9 - робочий орган; 10 – грунт; 11 - направляючі рейки. 12 - грунтовий канал

Перед проведенням дослідів необхідно визначити силу Р, що витрачається на переміщення візка по рейках без наявності робочого органа (холостий хід).

Також перед проведенням дослідів вимірюємо робочу ширину захвату „” кожного робочого органа.

При проведенні дослідів отримаємо значення , з яких можемо знайти значення „К” (з Карпенка К=20... 100 кПа).

Досліди проводяться в п'яти повторностях для кожної глибини обробітку ґрунту для кожного робочого органа.

Визначаємо середнє значення . Дані заносяться в табл.1. Всі дані обробляються (знаходяться середнє статистичне, квадратичне відхилення, похибка виміру, точність досліду).

Будується графіки залежності тягового опору робочих органів від глибини обробітку ґрунту і дається їх аналіз.

Робочі органи для проведення дослідів : універсальна стрільчаста лапа, розпушуюча лапа, одностороння лапа-бритва.
Таблиця 1. Дані, отримані при вимірюваннях




Тип робоч.

органу


Значення сили



Ширина захвату робоч. органум

Глибина обробітку

а, м

Питомий опір ґрунту

К, Па

Значення сили

Н

Тяговий опір R, Н

1.

Лапа стільчаста універсальна



















2.

Лапа розпушуюча



















3.

Лапа-бритва




















2. Контрольні запитання.

1. Якими способами можна визначати тяговий опір?

2. Як впливає тяговий опір на енергоємність процесу обробітку?

3. Які дві складові містить загальний опір R?

4. Розкажіть порядок проведення дослідів?

5. Яким чином впливають на значення тягового опору ширина та глибина обробітку?

6. Поясніть одержані графіки залежності?

Лабораторна робота №4

  1   2   3   4


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка