Кацудзо Ниши - Правила очищения 1 страница

ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

КОРПУСА ПЛУГА

Процесс проектирования рабочей поверхности корпуса плуга складывается из следующих последовательных частей [1,3,5,7]: подготовка данных (исходные данные для проектирования определяются по таблице 2.1); построение профиля борозды и поперечно – вертикальной проекции; графика γ=f(z); направляющей кривой цилиндроида; горизонтальной проекции; продольно-вертикальной проекции и шаблонов. Результаты проектирования должны быть представлены на чертеже формата А1 (в масштабе 1:2 или 1:2,5).

Таблица 2.1 - Исходные данные для проектирования рабочей поверхности корпуса плуга

Исходные данные	Предпоследняя цифра номера зачетки
b, мм
k	1,7	1,3	1,35	1,4	1,5	1,55	1,45	1,65	1,45	1,6
ε, град
γο , град
γmin град
γmax град

Последняя цифра номера зачетки

2.1.1. Алгоритм построения профиля борозды и поперечно-вертикальной проекции (лобового контура) отвала

Профиль борозды определяется заданными размерами поперечного сечения пласта, т.е. шириной захвата b корпуса и глубиной пахоты . Для построения профиля борозды необходимо проделать следующее.

1. Приняв за основание линию дна борозды, наметить точку В (рисунок 2.1), соответствующую проекции носка лемеха в поперечно-вертикальной плоскости. Из точки В дугой радиуса r₁ = а сделать засечки на вертикали и на горизонтали и отложить отрезки BC=BD₀ = а.

Из точки D_о, как из центра, дугой радиуса r₂ = b сделать засечку на линии CС' непаханного поля. Затем через точки D_о и С' провести

Рисунок 2.1 – Построение профиля борозды

Рисунок 2.2 – Проекция лобового контура

Рисунок 2.3 – Построение лобового контура отвала

линию D_оB', которая отметит положение верхней грани отваленного пласта и угол δ наклона его ко дну борозды. Правильность данного построения можно проверить, так как .

Нанести сечение отваленного пласта и закончить построение про­филя борозды. Для этого из точки D_o дугой радиуса r₂ = b сделать засечку на линии дна борозды и отметить точку D', из которой опустить перпенди­куляр D'A' на линию D_о C', затем из той же точки D' провести линию D'C" параллельно D_оC' и из точки С" опустить перпендикуляр С"В' на продол­жение линии D₀C'. Полученный контур CBD'A'B', обведенный сплошными линиями, и представляет собой поперечный профиль борозды, а контур D'A'B'C'' - поперечное сечение отваленного пласта.

Построение проекции отвала на поперечно-вертикальную плоскость (лобовой контур) производится по способу, предложенному проф. Н.В. Щучкиным, и выполняется в следующем порядке.

1. Нижний обрез, совпадающий с линией дна борозды, представляет проекцию лезвия лемеха на поперечно-вертикальную плоскость. Для его построения достаточно отложить от точки В (рисунок 2.2) на линии дна борозды отрезок, равный ширине захвата b корпуса плуга. Конструктивный размер b_k проекции лезвия лемеха с учетом необходимого перекрытия корпусов принимается равным b_k = b+∆b, где ∆b = 25 мм.

2. Полевой обрез обращен в сторону непаханного поля. Необходимо найти на поперечно-вертикальной проекции положение верхней точки Р обреза и соединить ее прямой линией РВ с точкой В носка лемеха (рисунок 2.2). Высота Н полевого обреза принимается равной Н = b+∆H₁, где ∆H₁ составляет: при а = 200 мм и более ∆H₁ =0; при а = 125... 175 мм - ∆H₁ =10...20 мм; при а = 100 мм - ∆H₁ =20...30 мм. Отклонение точки Р полевого обреза от вертикали принимается в пределах 5... 10 мм.

3. Бороздной обрез располагается параллельно верхней грани отва­ленного пласта. Построение бороздного обреза ведут следующим образом.

На построенном профиле борозды пунктиром отмечают положение отваленного пласта увеличенной глубины a₁ = а +25 мм. На середине верхней грани увеличенного пласта отмечают точку d и через нее проводят контурную линию правого обреза dК параллельно верхней грани А'В' пласта с нормальными размерами ab. Высота расположения точки К стыка лемеха с отвалом зависит от выбора ширины а_л лемешной стали. Положение линии стыка найдется из следующего построения: правый обрез лемеха вычерчивается по некоторой кривой КA₁.

4. Верхний обрез вычерчивается следующим образом:

а) определяют высоту Н_mах (рисунок 2.2) расположения наивысшей точки q верхнего обреза по формуле

, (2.1)

где ∆Н =0...20 мм. ∆Н принимается с плюсом у отвалов, проектируемых для мелкой пахоты (при а 150 мм) или лущения, и с минусом у отвалов для глубокой пахоты (а 160 мм);

б) через точку А лезвия лемеха проводят вверх и вниз вертикальную линию, на которой откладывают вверх отрезок, равный Н_max, и отмечают положение наивысшей точки q верхнего обреза отвала;

в) найденную точку q пунктиром соединяют с верхней точкой Р полевого обреза и из середины отрезка qp, т.е. из точки q' опускают перпендикуляр q'O; точка О пересечения перпендикуляра с вертикалью, проходящей через точку А лезвия лемеха, принимается за центр кривизны контурной линии отвала на участке qp, поэтому для получения контура верхнего обреза на этом участке необходимо провести дугу qp радиусом R=qO;

г) участок qd верхнего обреза крыла отвала очерчивается подходящей плавной кривой, например дугой окружности.

2.1.2. Выбор закономерности изменений угла γ, вычисление промежуточных значений и выполнение графика γ = f(z)

Для пахоты окультуренных старопахотных почв с хорошей структурой при­меняются отвалы культурного типа, обладающие хорошими рыхлящими свойствами при достаточном обороте пласта. Для подъема целинных и залежных земель с плотным дерновым покровом, а также для тяжелых связных или засоренных почв более применимы полувинтовые отвалы, об­ладающие хорошими оборачивающими способностями.

Соответствующая постановка лемеха к дну борозды (ε, град) и к стенке борозды (γ₀, град), а также расположение груди отвала (γ_min, град) и крыла его (γ_max, град) относительно стенки борозды определяют со­бой форму поверхности отвала.

При проектировании отвала необходимо, прежде всего, решить:

а) какой тип отвала подлежит проектированию, б) какой вид закономерности γ= f(z) следует выбрать, чтобы построить поверхность отвала нужного типа.

Дальнейший алгоритм проектирования сводится к следующему:

а) на построенный лобовой контур наносят проекции горизонтальных образующих, располагая их по высоте через определенные интервалы;

б) вычисляют промежуточные значения углов от γ_о до γ_min и от γ_min до γ_max для всех образующих, помещенных на лобовом контуре (в соответствии с выбранной закономерностью у = f(z));

в) на полевом обрезе лобового контура вычерчивают в масштабе график γ= f(z).

При построении рекомендуется сначала нанести образующую с минимальным наклоном к стенке борозды, т.е. расположенную под углом γ_min. Эта образующая располагается на высоте z₁ =50...100 мм от дна борозды.

Часть отвала, расположенную ниже отметки z₁ (рисунок 2.3), разбивают по высоте на целое число равных интервалов (по 20...30 мм) и через них наносят проекции образующих. Кверху от отметки z₁ проекции образующих наносят через интервалы 40...50 мм, охватывая всю поверхность отвала. Все проекции образующих нумеруют, начиная от нулевой, проходящей по линии лезвия лемеха.

Отвалы культурного типа характеризуются изменением угла γ, представленным на графике (рисунок 2.4 а) в виде кривой, которая описывается уравнением

. (2.2)

Закономерность изменения угла γ у полувинтовых отвалов (рисунок 2.4 б) описывается уравнением параболы

(2.3)

1. Пример вычисления промежуточных значений γ для отвалов куль­турного типа. Пусть заданы параметры: γ₀ = 41°, и γ_min = 39°30', γ_max = 45°. В результа­те построения лобовой проекции согласно выражению (2.1) получено Н_mах =33,5 см. Принимаем, что образующая, расположенная под углом γ_min лежит на высоте z₁ = 7,5 см от дна борозды. Расчет ведется отдельно для левой и правой ветвей параболы и результаты сводятся в таблицу.

Левая ветвь:

а) намечаем интервалы по высоте от z₀ =0 до z₁=7,5 см через 2,5 см;

б) абсцисса х₀ для отметки z₀ будет x₀=z₀-z₁ = -7,5 см;

в) ордината у₀ той же отметки будет равна

см;

г) масштаб λ₁ для левой ветви

град/см

Рисунок 2.4 – Зависимость изменения угла γ от высоты z.

д) промежуточные значения угла γ для левой ветви:

z, см		2,5	5,0	7,5
х=z-z1 , см	- 7,5	- 5,0	- 2,5
см	2,23	1,24	0,36
∆γ=λ1у, град	1,50º	0,83º	0,24º	0º
∆γ, град	1º30'	0º50'	0º14'	0º
γ=γmin+∆γ, град	41º00'	40º20'	39º44'	39º30'

Правая ветвь:

а) намечаем интервалы по высоте от z₁ до z_max через 5 см;

б) абсцисса х_mах для отметки z_max = Н_mах.

х_mах = z_max – z₁ = 33,5-7,5=26 см;

(в данном случае значение х_mах = 26 см не кратно величине принятого интервала по высоте в 5 см; следовательно, самая верхняя образующая, проходящая через наивысшую точку q отвала, будет отстоять от соседней нижележа­щей образующей на величину неполного интервала).

в) ордината у_max для отметки z_max:

см;

г) масштаб λ₂ для правой ветви:

;

д) промежуточные значения угла γ для правой ветви:

z, см	7,5	12,5	17,5	22,5	27,5	32,5	33,5
х = z-z1, см
, см		1,24	3,10	4,29	4,96	5,34	5,4
∆γ=λ2 у, град	0,00°	1,26°	3,16°	4,37°	5,05°	5,43°	5,50°
∆γ, град	0°00'	l°16^'	3°10'	4°22'	5°03'	5°26'	5°30'
γ=γmin + ∆γ, град	39°30'	40°46'	42°40'	43°52'	44°33'	44°56'	45°00'

По найденным значениям угла γ строится график γ = f(z) на полевом обрезе лобового контура в том или ином линейном масштабе μ (например, 1 град в 1 см).

2. Пример вычисления промежуточных значений угла γ для отвалов полувинтового типа.

Пусть заданы γ ₀ = 35°; γ_min = 33°; γ_max = 45°. В результате построения лобовой проекции согласно выражению (2.1) получено Н_mах = 35 см. Прим­ем, что образующая, наклонная к стенке борозды под углом γ_min, располо­жена на высоте z₁ = 6 см от дна борозды. Расчет ведем отдельно для обеих ветвей параболы.

Левая ветвь:

а) намечаем интервалы по высоте от z₀ =0 до z₁ =6 см через 2 см;

б) абсцисса х₀ для отметки z₀ будет x₀=z₀-z₁ = - 6 см;

в) если масштаб , то параметр zр' по выражению (2.3):

2р' = 18 .

г) ордината у₀ той же отметки z₀ будет равна

у₀₌ γ₀ - γ_min = 35°-33°=2°;

д) промежуточные значения угла γ для левой ветви:

z, см
x0 =z0 - z1 , см	-6	-4	-2
град	2,00°	0,89°	0,22°	0°
∆γ, град	2°00'	0°53'	0°13'	0°
γ=γmin+∆γ, град	35°00'	33°53'	33°13'	33°00'

Правая ветвь:

а) намечаем интервалы по высоте от z₁ до z_max через 5,0 см;

б) абсцисса х_max для отметки z_max = Н_max:

х_mах = z_max – z₁ = 35-6=29 см;

в) принимая масштаб найдем значение параметра 2р по выражению (2.3):

г) ордината у_тах для отметки z_max равна

у_mах = γ_mах – γ_min = 12º;

д) промежуточные значения угла γ для правой ветви:

z, см
x =z - z1 , см
град	0,00°	0,36°	1,42°	3,21°	5,71°	8,91°	12,00°
∆γ, град	0°00'	0°22'	1°25'	3°13'	5°43'	8°55'	12°00'
γ=γmin+∆γ, град	33°00'	33°22'	34°25'	36°13'	38°45'	41°55'	45°00'

График γ=f(z) в масштабе μ (например, 2° в 1 см) строится на полевом обрезе лобового контура отвала.

2.1.3. Определение радиуса R и построение направляющей кривой цилиндроида

В качестве направляющей кривой принимается парабола, построен­ная на дуге окружности радиуса R. Величина радиуса R определяет собой размеры направляющей кривой и рабочей поверхности отвала. Чтобы пласт мог целиком поместиться на отвале и не пересыпался через его верх­ний обрез, требуется выбрать радиус R больше предельного значения R_min, определяемого по формуле:

. (2.4)

Максимальное значение радиуса R_max ограничивается требованием, чтобы отваленный пласт не задирался бороздным обрезом отвала:

, (2.5)

где угол θ определяется равенством

(2.6)

При проектировании отвалов плугов общего назначения радиус окруж­ности можно принимать в пределах

R_min ≤ R < R_max. (2.7)

Если k ≥ 1,57, то условие (2.7) не выполняется, поэтому

(2.8)

где ∆ε =5... 10º - дополнительный угол, на который увеличивается дуга окружности для обеспечения большего подгиба крыла отвала.

Алгоритм построения направляющей кривой следующий.

1. На линии хх, представляющей горизонтальную проекцию стенки борозды, намечают точку B₁ (рисунок 2.5), где будет расположен носок лемеха. Затем из этой точки под углом γ₀ к стенке борозды проводят вниз линию B₁A₁, которая представляет горизонтальную проекцию "нулевой" образующей поверхности отвала. Спроектировав с лобового контура правый конец A₁ лезвия лемеха на нулевую образующую, получают горизонтальную проекцию лезвия B₁A₁ лемеха.

2. Перпендикулярно к линии лезвия B₁A₁ проводят след NN вертикальной секущей плоскости, в которой лежит направляющая кривая.

Плоскость NN располагается на удалении от носка лемеха у культурных отвалов на 2/3 длины лезвия лемеха, а у полувинтовых - она проходит через правый конец A₁ лезвия.

3. Вертикальную плоскость NN совмещают с плоскостью чертежа и направляющую кривую вычерчивают в виде сечения на дополнительной проекции. Для этого нулевую образующую B₁A₁ продолжают вверх и, отступив от точки B₁ носка лемеха на 20...30 мм, на продолжении B₁A₁ отмечают точку N'. Отмеченная точка N' представляет проекцию лезвия лемеха в плоскости NN. На совмещенной

Рисунок 2.5 – Построение направляющей кривой и горизонтальных проекций образующих

плоскости проводят вертикаль N'z, которая служит для определения высоты расположения любой точки будущей направляющей кривой над дном борозды.

4. Положение лемеха в плоскости NN относительно дна борозды
определяется углом ε, поэтому из точки N' проводят линию N'm' под заданном углом ε. Чтобы найти положение центра О окружности, на которой должна быть построена направляющая парабола, необходимо из точки N' восстановить перпендикуляр к линии N'm' и от N' отложить отрезок N'О, равный радиусу R, выбранному по условию (2.7). Затем из центра О проводят дугу N'С окружности радиуса R. Длина дуги может быть ограничена углом 90°- ε. При этом радиус R будет расположен параллельно линии дна борозды. Однако для лучшего оборачивания пласта предусматривают увеличенный подгиб крыла отвала и дугу N'C увеличивают угол ∆ε, продолжая ее до точки F. Величину дополнительного угла принимают: для культурных отвалов ∆ε =4^о...5°, для полувинтовых ∆ε =8°...10°.

5. Построение направляющей параболы на дуге N'F окружности производится следующим образом:

а) от точки N' откладывают отрезок s, равный ширине плоской части лемеха; величину s принимают: при а = 100... 150 мм, s = 30 мм; при а = 150...180 мм, s = 40 мм; при а = 180... 250 мм, s = 50 мм и при а = 250... 270 мм, s = 60 мм;

б) из точки F проводят касательную к дуге N'F до пересечения в точке n' с другой касательной N'm'; угол υ между касательными равен
υ =90°+ ε-∆ε и составляет: у культурных отвалов 115° и у полувинтовых 110°;

в) отрезки касательных n'F и (n'N'-S) делят на произвольное, но равное число частей. После нумерации части отрезков с одинаковыми номерами соединяют между собой вспомогательными линиями 1-1, 2-2 и т.д. Искомая парабола вычерчивается как огибающая всех этих вспомогательных прямых.

6. Вылет L и высота h направляющей кривой определяется из построений. Правильность сделанных построений может быть проверена расчетом по формулам:

L = R(1- sin ε); (2.9)

h = R cos ε. (2.10)

2.1.4. Построение горизонтальной проекции отвала

Для построения горизонтальной проекции отвала необходимо пред­варительно определить положение в плане каждой образующей. Алгоритм построения следующий:

1. На вертикали N'z направляющей кривой делают отметки 1', 2' и
т.д. с теми же интервалами по высоте, какие ранее были приняты для образующих на лобовом контуре отвала. Затем через отмеченные точки проводят горизонтали 1'-1', 2'-2',..., 7'-7' и т.д., каждая из которых отметит положение соответствующей образующей на направляющей кривой.

2. Находят положение проекций образующих в плане. Для этого точки 1', 2' и т.д. с направляющей кривой переносят в план на горизонтальный след плоскости NN, где отмечают точки n₀, n₁, n₂ и т.д. Через эти точки должны проходить образующие 0-0, 1-1, 2-2 и т.д., расположенные под углами γ₀ , γ₁, γ₂ и т.д. к стенке борозды. Начальная образующая 0-0 проходит по линии лезвия лемеха B₁A₁ под углом γ₀. Проекции всех других образующих требуется построить. Для этого из точек n₁, n₂... n₉ проводят вспомогательные прямые n₁m₁, n₂m₂... n₉m₉, параллельные стенке борозды, и от точек n₁, n₂... n₉ на этих линиях откладывают отрезки n₁m₁, n₂m₂... n₉m₉ длиной по 100 мм.

3. Далее, через точки m₁, m₂... m₉ перпендикулярно к стенке борозды проводят линии m₁1₁, m₂l₂... m₉l₉ и на этих линиях (от точек m₁, m₂, m₉) откладывают отрезки m₁1₁, m₂l₂... m₉l₉ равные соответственно: m₁1₁=100×tgγ₁, m₂l₂ = 100×tgγ₂ … m₉l₉ = 100×tgγ₉ и т.д.

Затем полученные точки 1₁, l₂... l₉ соединяют с точками n₁, n₂... n₉ прямыми l₁n₁, 1₂п₂ … l₉n₉ и эти прямые продолжают до пересечения с линией хх. Прямые 1n, расположенные к стенке борозды под заданным углом γ, представляют искомые проекции образующих на горизонтальной плос­кости.

Построение горизонтального контура отвала выполняется простым переносом с лобовой проекции в план точек пересечения контурных линий с образующими. Алгоритм следующий:

Дата добавления: 2014-12-25