Trong cỏc mỏy GLH cú 3 thụng số cơ bản: - Bề rộng cắt B: (m) - Vận tốc làm việc của mỏy V: (m/s) - Năng suất của mỏy A: (ha/h) 1. Lựa chọn vận tốc làm việc của mỏy
Vận tốc của mỏy là thụng số liờn quan tới tải trọng cỏc bộ phận làm việc. Mỏy GLH Ờ 0,2 sử dụng bàn cắt kiểu guồng gạt, nờn vận tốc của mỏy và vận tốc guồng gạt cú mối quan hệ phụ thuộc.
λ =U/V (1.1)
Trong ủú:
U Ờ là võn tốc tiếp tuyến của guồng gạt, phụ thuộc vào tốc ủộ quay n và bỏn kớnh R của guồng gạt.
V- vận tốc tiến của mỏy
Theo lý thuyết quỏ trỡnh hoạt ủộng vơ lỳa của guồng gạt, bỏn kớnh guồng gạt và giỏ trị λ ảnh hưởng ủến diện tớch khu vực thắt nỳt trờn quỹ ủạo chuyển
ủộng Xicloide của thanh gạt. để thanh gạt làm việc tốt, khả năng vơ lỳa vào dao cắt cần tăng giỏ trị λ hoặc bỏn kớnh R của guồng gạt. Song bỏn kớnh R của guồng gạt bị giới hạn bởi chiều cao trung bỡnh L của cõy lỳa và của chớnh giỏ trị λ.
R < ) 1 ( 3 λ L L − (1.2)
Với chiều cao tự nhiờn trung bỡnh của cõy lỳa trong khoảng 600~1200mm.
Cỏc kết quả nghiờn cứu [1] về guồng gạt ủối với lỳa nước cú thõn mềm,
ủộ nghiờng lớn cần chọn: λ=1,5~2,0.
Trờn cơ sở ủú xỏc ủịnh ủước bỏn kớnh guồng gạt: R = 450mm và vận tốc tiếp tuyến của guồng gạt: U = 0,5~1,5m/s.
Từ cỏc thụng số trờn cú thể xỏc ủịnh ủược phạm vi, vận tốc làm việc của mỏy:
+ Khi lỳa ủứng, guồng gạt làm việc tốt ngay cả với vận tốc tiếp tuyến Umax và λmin khi ủú vận tốc mỏy cú thểủạt: V = 1m/s.
+ Khi lỳa ủổ, ủể guồng gạt cú thể vơ ủược cõy lỳa vào dao cắt, guồng gạt cần làm việc với vận tốc tiếp tuyến Umin và λmax . Khi ủú võn tốc làm việc của mỏy cú giới hạn là: V = 0,25m/s.
Với cỏc cơ sở lựa chọn như trờn, vận tốc làm việc của mỏy ủể ủảm bảo
ủiều kiện guồng gạt vơ ủược lỳa ủổ và lỳa ủứng trong khoảng V = 0,25~1m/s.
để mỏy làm việc ổn ủịnh, vận tốc của mỏy khi làm việc trong khoảng V = 0,5~0,7m/s.
2. Xỏc ủịnh bề rộng cắt của mỏy: Từ kết quả xỏc ủịnh vận tốc làm việc
của mỏy trong khoảng 0,5~0,7m/s; với năng suất dự kiến 0,2 ha/h, chọn bề
rộng cắt của mỏy B(GLH-0,2A) = 1500mm;
3. Xỏc ủịnh năng suất thuần tỳy và tải trọng của mỏy
Năng suất thuần tỳy của mỏy ủược tớnh theo cụng thức:
A = 0,36.η.B.V (ha/h) (1.3) Trong ủú: η Ờ Hệ số sử dụng bề rộng làm việc η = 0,9 - 0,95.
V Ờ Vận tốc tiến của mỏy
Với giỏ trị trờn thỡ năng suất thuần tỳy của mỏy GLH-0,2A = 0,2 - 0,36ha/h;
Tải trọng của mỏy q(kg/s) là khối lượng mà bộ phận cắt cắt ủược chuyển lờn bộ phận cắt ủược chuyển lờn bộ phận ủập trong thời gian 1 giõy.
q = ( / ) . 3600 . s kg Q A β (1.4)
Trong ủú: A - Năng suất thuần tỳy của mỏy, ha/h Q - Năng suất hạt (kg/ha
β - tỷ lệ (hạt/lỳa) 0,3 ~0,5
Tải trọng q ủược xỏc ủịnh trong ủiều kiện tối ủa với: Q=8000kg/ha; A = 0,36 ha/h và β = 0,5;
Thay vào cụng thức (1.4) ta ủược:
q = 1,6( / ) 5 , 0 . 3600 8000 . 36 , 0 s kg =
4. Hệ di ủộng: Lựa chọn xớch cao su liờn dải[4].
Cơ cấu di ủộng là một trong những vấn ủề khú khăn về mặt thiết kế chế tạo mỏy liờn hợp thu hoạch lỳa. Thực tiễn chứng minh rằng cơ cấu di ủộng bằng xớch cao su lừi thộp là cơ cấu di ủộng tốt nhất ủối với mỏy lien hợp thu hoạch lỳa ở ruộng nước. Khi xớch di ủộng trờn nền ủất ướt, mấu xớch cắm vào và nộn lờn ủất, làm cho ủất biến dạng của ủất khỏc nhau. Vỡ khi cỏc mấu xớch ở mặt
ủỡ phần sau xớch thoỏt khởi ủất, thỡ những mấu xớch cũn lại chưa thoỏt khỏi
ủất chịu một ngoại lực, tức là lượng biến dạng của mặt ủỡ xớch tăng dần từ
Hỡnh1.9 Cơ cấu di ủộng
1. Bỏnh chủủộng; 2. Bỏnh tỡ phớa trước; 3. Xớch cao su 4. Bỏnh cõn bằng; 5. Bỏnh nõng xớch; 6. Bỏnh dẫn hướng Hỡnh 1.10 Lượng biến dạng ủất của mấu xớch Gúc tiếp cận của cơ cấu di ủộng kiểu xớch α núi chung ủều nhỏ hơn gúc rời β. Do bỏnh chủ ủộng ủặt thấp, β nhỏ dễ bị bựn ủất và cỏ rạ dớnh bỏm, ảnh hưởng ủến tỡnh trạng làm việc bỡnh thường của bỏnh chủ ủộng. Bỏnh chủ ủộng là bỏnh kiểu lỗ ủổi thành bỏnh kiểu răng làm cho gúc α từ 250 tăng lờn 450, nõng cao tớnh thụng qua. Bộ bỏnh ủỡ giữa ủổi thành bỏnh cõn bằng cú thẻ
quay lệch, nõng cao ủộ bỡnh ổn khi di ủộng. Cần nõng cao cường ủộ lừi thộp bấc trong xớch, làm cho cường ủộ chống kộo của xớch tăng, tăng bề rộng xớch từ 350 ủối với mỏy GLH- 1500, 350 hoặc 400 ủối với mỏy GLH-1800, bước xớch 90 mắt xớch 46 hoặc 48 (theo tiờu chuẩn) nhằm giảm ỏp suất tiếp ủất. Chiều dài ray dẫn xớch là 900mm nhằm nõng cao tớnh ổn ủịnh ngang. Thay
ủổi phương thức lắp ủặt của bỏnh ủỡ, vốn lắp ở hai bờn giỏ ủỡ nay ủổi thành treo ở phớa ngoài, giảm ủược hiện tượng lụi kộo ủất, thuận tiện cho việc bảo dưỡng. Thay ủổi thiết kế thanh dẫn hướng xớch, vốn là thanh phẳng nay ủổi thành hỡnh cung, giảm ma sỏt giữa xớch và thanh dẫn kộo dài tuổi thọ của xớch. Nõng cao ủộ tin cậy của cơ cấu xớch di ủộng và cải tiến tớnh năng di
ủộng.
Giảm tổn thất thu hoạch cũng là một vấn ủề khú giải quyết ủối với mỏy liờn hợp thu hoạch lỳa, tổn thất ở bộ phận bàn cắt chiếm một tỷ lệ quan trọng.
đó tiến hành cải tiến sau ủõy:
- Nõng cao ủộ cứng của bộ phận cắt.
- để giảm bớt tải trọng ủập và phõn ly khi thu hoạch lỳa, ủồng thời làm cho gốc rạ ủạt yờu cầu nụng học, ở phớa sau dưới bàn cắt lắp cơ cấu cắt lần 2 (cơ cấu cắt lần 2 cú thể thỏo lắp tựy theo nhu cầu tức là sử dụng hay khụng sử
dụng), chiều cao thẳng gúc của dao cú thểủiều chỉnh ủược.
- Cải tiến cơ cấu nõng hạ bàn cắt, vốn là khớp quay ủổi thành cơ cấu bỡnh hành 4 khõu, làm cho dao cắt ở bất cứ phạm vi nào của bàn cắt ủều bảo
ủảm cắt ở trạng thỏi tốt nhất, nõng cao chất lượng cắt.
Hỡnh 1.11. Sơủồ kết cấu bàn cắt
1.Mũi rẽ; 2.Dao cắt; 3.Thanh ủẩy dao; 4.Trục xoắn tải lỳa; 5. Thanh treo; 6.Cơ cấu cắt lần 2; 7.Ggiỏ ủỡ; 8. Cơ cấu hỡnh bỡnh hành 4 khõu; 9. Khung ủỡ
6. Tớnh năng phõn ly[4]:
độ tạp chất cao cũng là một vấn ủề nan giải ủối với mỏy thu hoạch lỳa cung cấp toàn phần. Cơ cấu phõn ly vốn ứng dụng kiểu Ộ quạt- sàng vẩy cỏỢ, tỷ lệ tạp chất dưới 7% ủược coi là ủạt yờu cầu, nếu cú lắp 1sàng hoặc 2 sàng thỡ nhỏ hơn 2% mới coi là ủạt yờu cầu. Vỡ vậy, ủể giảm tạp chất chỳng tụi tiến hành cải tiến cơ cấu làm sạch chủ yếu gồm:
- Tăng thờm cơ cấu thu hồi lần 2 bằng trục xoắn tải ủểủưa tạp chất thải ra trở về bộ phận làm sạch
- Tăng thờm cơ cấu ủập lại tạp chất thải ra, thiết kế thờm bộ phận ủập lại, sau khi ủập lại phõn ly qua sang vẩy cỏ sàng lại. Cơ cấu ủập lại do một trống ủập nhỏ và mỏng trống hợp thành, từủú giảm bớt ủược lượng gọng rơm rạ ngắn, nõng cao ủộ sạch sản phẩm. Hỡnh 1.12. Hệ thống thu hồi lần 2 1.Quạt; 2.Trống ủập; 3.Trục xoắn tải thúc; 4. Trục xoắn tải thu hồi lần 2; 5.Sàng lắc Hỡnh 1.13 Cơ cấu ủập lại tạp chất
1.Cơ cấu ủập lại; 2. Trục chuyển tải thẳng ủứng; 3. Trống ủập; 4.Trục xoắn chuyển tải thẳng ủứng; 5.Trục xoắn chuyển tạp chất nằm ngang; 6. Trục chuyển tải thúc nằm ngang
7. Dựng bộ phanh kiểu ủai thay bộ phanh kiểu guốc[4].
Cơ cấu phanh chuyển hướng cũ là ủem mặt cắt ở giữa trục chuyển hướng dựng hai bạc ủồng liờn kết với bỏnh răng truyền ủộng chớnh và một
ủầu khỏc lắp bộ phanh kiểu guốc, do bạc ủồng bị mũn làm cho khe hở ăn khớp của bỏnh răng thay ủổi, làm cho phanh chuyển hướng khụng nhạy, dể
xẩy ra sự cố. Bộ phận mới thiết kế hồi phục ủược kết cấu tổng thể của trục chuyển hướng và ỏp dụng phanh kiểu ủai, nõng cao ủộ tin cậy của cơ cấu phanh chuyển hướng.
Hỡnh 1.14 Bộ phận phanh kiểu ủai
1.Vỏ; 2,3. Bu long và ủai ốc; 4.Nắp gối ủỡ; 5.Tổ hợp chi tiết phanh; 6. Trống phanh; 7.đĩa lồi; 9.Bạc ủiều chỉnh; 10. đai ốc; 11.Bu lụng ủiều chỉnh
Nguồn ủộng lực của mỏy liờn hợp thu hoạch lỳa phõn thành 2 nhỏnh chuyển ủến cơ cấu di ủộng và thụng qua bộ phận ly hợp truyền ủến cỏc bộ
phận làm việc. Tổng cụng suất cỏc bộ phận làm việc yờu cầu chiếm 60%- 70%, ủũi hỏi bộ phận ly hợp chuyển tải một mụmen lớn và làm việc tin cậy. Hiện nay bộ phận ly hợp khụng dựng ly hợp kiểu khụ, thể tớch lớn, cơ cấu thao tỏc phức tạp, tốn sức, va chạm mạnh, ủộ bền thấp. để khắc phục nhược
ủiểm trờn, chỳng tụi chọn và thiết kế theo kiểu căng ủai.
9. Hệ số tin cậy cụng nghệ sử dụng
Do cú những cải tiến và hoàn thiện thiết kế nờu trờn, ủồng thời xõy dựng cỏc qui trỡnh cụng nghệ chế tạo và lắp rỏp cựng cỏc biện phỏp kỹ thuật khỏc ngày càng hoàn thiện nờn thời gian giữa 2 lần sự cố và ủộ hữu hiệu ủó
ủược nõng cao rừ rệt. đặc biệt, ủối với ủộng cơ và hệ thống thủy lực khi mỏy hoạt ủộng với cường ủộ thấp thỡ khụng cú nhiều vấn ủề sảy ra. Nhưng khi cường ủộ làm việc liờn tục nhiều giờ trong ngày thỡ dầu bụi trơn và dầu thủy lực khụng ủược làm mỏt qua kột dầu. Dẫn ủễn chất lượng làm việc của ủộng cơ và hệ thống thủy lực kộm. để khắc phụ cần phải cú cơ cấu làm mỏt.
10. Tớnh cụng suất và mụmen hóm[4].
a. Xỏc ủịnh cụng suất di ủộng
để tớnh toỏn chọn hộp số cần xỏc ủịnh cụng suất tiờu thụ khi mỏy tự
hành. Về lý thuyết cú thể tớnh cụng suất di ủộng mỏy tự hành Nd như sau:
Nd = a.F.v (Nm/s, W) (1.5)
Trong ủú:
F Ờ Lực ủẩy mỏy di chuyển (N)
F = Gf (G Ờ tổng trọng lượng của mỏy, hệ số ma sỏt f = 0,01-0,3) v Ờ Vận tốc di chuyển của mỏy (m/s)
a Ờ Hệ số dự trữ khi mỏy vượt dốc, vượt chướng ngại vật, vượt lầy: ` a = 1,2 - 1,5
Với dự tớnh mỏy GLH- 0,2 cú trọng lượng 1700 kg, khi vận hành với vận tốc 1,2m/s . Thay vào cụng thức (1.5) ta cú chi phớ cụng suất tự hành là:.
Nd = 1,2. (1700 x 0,3) . 1,2 = 9,18kW b. Cụng suất cắt và ủập - Cụng suất N1 của bộ phận cắt là (kW) N1 = Ng + Nk = VmBL0 x 10-3 + Nk (1.6) Trong ủú: Ng Ờ cụng suất cắt (kW) Nk Ờ cụng suất chạy khụng (kW), Vm Ờ tốc ủộ tiến của mỏy (m/s), B Ờ Bề rộng cắt (m)
L0 Ờ năng lượng tiờu tốn khi cắt 1 ủơn vị diện tớch cõy rạ, L0 = 150J/m2 Khi bề rộng cắt 1,5m sử dụng tốc ủộ 1,2m/s, cú thể tớnh ủược Ng = 0,33 kW, Nk = 1,62 kW.
Thay vào (1.6) ta ủược : N1 = 1,95 kW
- Cụng suất của bộ phận ủập dọc trục N2 là: N2 = 6,28[1- 0,67b/(1-e)/(ρ+1)]Qkω2 Ràcosα/g (1.7) Trong ủú: g Ờ gia tốc trọng trường, g = 9,8 m/s. b Ờ hệ sốủập phõn ly của trống ủập, lấy b = 0,5 e Ờ hàm lượng tạp chất của vật phõn ly, chọn e = 0,15 ρ Ờ tỷ lệ hạt/rơm Q Ờ lượng cung cấp k Ờ hệ số tốc ủộ của cõy lỳa, chọn k = 0,1 ω Ờ tốc ủộ gúc trống ủập, ω = 90 rad/s R Ờ bỏn kớnh trống ủập, R = 0,28 à Ờ nhõn tố ma sỏt trung bỡnh, chọn à = 0,55
α Ờ phương chuyển ủộng gúc của cõy, chọn α = 280 Thay cỏc số liệu vào cụng thức (1.7) ta ủược: + Khi chọn ρ = 1,5, Q = 2,5kg/s
Tớnh ủược N2 = 15,14 kW + Khi chọn ρ = 0,8, Q = 1,5kg/s Tớnh ủược N2 = 9,58 kW.
Cụng suất cần thiết ủể phối lắp ủộng cơ cho mỏy gặt ủập liờn hợp, theo kinh nghiệm và tớnh toỏn thỡ cụng suất cho phần di ủộng chiếm khoảng 30% tổng cụng suất phối lắp. Vỡ vậy, cụng suất phối lắp cho mỏy GLH- 0,2A(GLH-1500) ≈ 30,6 kW chọn loại ủộng cơ N490 cú cụng suất ủộng cơ 36 kW tương ủương 49Hp.
c. Mụmen phanh hóm của phanh kiểu ủai[4].
Mụmen phanh hóm mỏy liờn hợp thu hoạch phải thảo món yờu cầu khụng bị trượt khi dừng mỏy ởủộ dốc 20% và yờu cầu chuyển hướng di ủộng,
ủồng thời phải hạn ủịnh trong phạm vi lực bỏm cho phộp. Mụmen phanh cần thiết ủể dừng xe ở ủộ dốc nhỡn chung ủều lớn hơn mụmen phanh chuyển hướng, do ủú tớnh toỏn mụmen phanh dừng xe ở dốc.
Mụmen cần ủể bảo ủảm dừng xe ở dốc M1 là
M1 = G sinαmax Rk/Zi (1.8) Trong ủú:
G Ờ Trọng lượng mỏy sử dụng, giả thiết G = 23kN.
αmax - ủộ dốc lớn nhất, αmax=11,30 Z Ờ số lượng phanh, Z = 2
i Ờ tỷ số truyền giữa trục phanh và bỏnh chủủộng i = 2,56 Thay số liệu vào cụng thức (7) tớnh ủược M1 = 108,88 Nm Mụmen phanh mà phanh kiểu ủai cú thể phỏt huy M2 là:
Trong ủú:
Fr Ờ lực phanh, qua tớnh toỏn Fr = 3157N R Ờ bỏn kớnh trống phanh, R = 0,06m
Thay vào cụng thức (9) tớnh ủược M2 = 189,43 Nm
Như vậy, M2 > M1, phanh kiểu ủai cú thể thực hiện phanh hóm tin cậy, thỏa món yờu cầu dừng mỏy ở dốc và phanh chuyển hướng.