Материал: Модернізація приводу робочих органів ґрунтової фрези КФГ-3,6

Обґрунтування і розрахунок основних параметрів фрези КФГ-3,6

Вихідні дані:

Ширина захвату, В = 3,60 м.

Швидкість руху агрегата V = 1-2 км/год.

Глибина обробітку ґрунту h = 20 см.

Питомий опір деформації ґрунту = 70 МПа.

1. Діаметр фрезерного барабана

Діаметр фрезерного барабана D по кінцях ножів вибирати за умови забезпечення обробітку ґрунту на задану глибину h і заглиблення лише ножів (інші деталі барабана мають проходити над поверхнею поля, з мінімальним зазором 50…60 мм) Для більшості фрез D = (2,5…3,5) h [13].

2. Кількість ножів, закріплених на одному диску

Основні критерії для вибору кількості ножів z - це подача і гребенистість дна борозни, які задаються відповідними агротехнічними вимогами. Вибирати z потрібно згідно з рекомендаціями та оглядом конструкцій фрез. Частіше всього z =2;4 або 6.

Кількість дисків на барабані:

(2.1)

Приймаємо 6 штук.

де = 0,1...0,15 м - довжина відігнутої частини ножа;

- товщина диска.

3. Кінематичний режим роботи фрези:

(2.2)

де h2 = (0,1…0,15)h - висота гребенів;

R - радіус фрезерного барабана, (R=D/2).

Для польових та садових фрез = 3…8.

4. Частота обертання барабана:

(2.3)

де Vk - колова швидкість барабана, м/с для польових Vk =1…2 м/с.

Отже максимальна частота обертанні барабана фрези не повинна перевищувати 32

5. Подача на ніж.

Визначити з урахуванням гребенистості дна борозни та параметрів барабана:

(2.4)

Рекомендоване значення S = 0,05…0,15 м.

6. Кут встановлення ножів на дисках, відносно радіуса барабана та кут їх загострення.

Вказані кути визначити за умови найменшого опору різанню та самоочищення під час роботи.

Кут 2 приймають у межах 30….40°.

(2.5)

7. Потужність, яка реалізується фрезою з Г-подібними ножами.

У загальному вигляді потужність, яка витрачається на роботу фрези, розрахувати, як суму трьох видів потужностей:

(2.6)

Де - потужність на деформацію ґрунту, кВт;

• - потужність на відкидання стружки, кВт;
• - потужність на переміщення фрези по полю, кВт;

Визначальною є потужність , яку визначаємо за формулою:

(2.7)

де p,H/м; h, м; Vk, м/с; D, м.

с - переріз ґрунтової стружки, мІ, c = sl.

Потужність на відкидання стружки

(2.8)

де kb - коефіцієнт який залежить від форми ножа (kb=0,85…1,0);

y - об'ємна маса ґрунту, кг/мі.

Потужність на переміщення фрези:

(2.9)

де f =0,15…0,20 - коефіцієнт опору перекочування;

Gf - маса (вага) фрези, кгс.

Розрахунок приводного двоступеневого шевронного циліндричного редуктора

• 1. Гідромотор
• 2. Муфта зубчаста
• 3. Циліндричний редуктор
• 4. Ланцюгова передача
• 5. Барабан фрези

Кінематичний розрахунок [14-15].

За початковими даними визначають потрібну потужність приводу, тобто потужність на веденому валу, кВт:

(2.10)

Потім визначаємо потужність на першому валу, кВт:

(2.11)

де

Тут - ККД окремих ланок кінематичного ланцюга.

Визначаємо ККД

Отже, вибираємо двигун з синхронною частотою обертання 1000. Тип двигуна ПМТ-800; Потужність 30,4 кВт; Частота обертання - 800 ; ККД - 97%

Визначаємо частоту обертання на всіх валах.

Діаметр барабана, 600 мм:

Частоти обертання приводного валу, об/хв. 800:

;

;

;

Визначаємо загальне передаточне відношення приводу:

:

Задаємося передаточним відношенням редуктора:

=55=25;

де - передаточні числа швидкохідної і тихохідної ступені редуктора.

Передаточне відношення ланцюгової передачі приймаємо рівним 1:1.

;

Визначаємо потужність на всіх валах, кВт

;

;

;

Визначаємо обертові моменти на валах, Н м:

362,9 Н·м

Н·м

8170 Н·м

Вибір матеріалу і визначення напруг, що допускаються

Після визначення обертаючих моментів на валах виконують основні проектні розрахунки передач. Початковими даними для розрахунку є: обертаючий момент на колесі Т 2, передавальне число і, схема передачі, термін роботи Lк, характер виробництва - одиничний, дрібносерійний, багатосерійний.

Вибір матеріалу і термічної обробки [15].

Вибираємо для даної зубчастої передачі матеріал і вид термічної обробки. Отже, для даної передачі вибираємо:

• - для шестерні - сталь 35; твердість поверхні зубців 163…192НВ;
• - для колеса - сталь 45; твердість поверхні зубців 179…207НВ.

Напруги, що допускаються.

Визначаємо контактні напруги і напруги згину, що допускаються, окремо для колеса і і шестерні і .

Визначають середню твердість:

- шестерні

(2.11)

НВ

- колеса

(2.12)

НВ

Базові числа циклів навантажень при розрахунку на контактну міцність

- для шестерні

3 (2.13)

• 177,53 = 5,5106;
• - для колеса
• 3 (2.14)
• 1943 = 7,3106;

При розрахунку на згин при всіх варіантах термообробки база випробовувань.

Після цього визначаємо дійсні числа циклів зміни напруг. По формулам отримаємо:

- для колеса

(2.15)

- для шестерні

(2.16)

Після цього підраховуємо коефіцієнти довговічності при розрахунку як по контактних напругах, так і по напругах згину для Т.О.

Так як при коефіцієнти термообробки

По формулам табл. 2.2 допустимі напруження відповідають базовим числам , для термічної обробки:

- шестерня

(2.17)

;

(2.18)

.

- колесо

;

;

Отже, допустиме напруження дорівнює:

(2.19)

(2.20)