Способ и программная реализация кинематического анализа кулисного механизма

Авторы: Котов А.В., Кроль Д.Г., к.ф.-м.н., доцент

Введение. Современные зерноуборочные комбайны представляют собой сложные механические системы, эффективность работы которых во многом определяется надежностью и оптимальностью кинематических схем их исполнительных механизмов. Для устойчивого протекания технологического процесса без забивания хлебной массой, кинематические параметры каждого рабочего органа должны быть согласованы друг с другом [1, 2]. При этом важное внимание уделяется механическим системам жатвенной части зерноуборочного комбайна, которые первыми включаются в технологический процесс уборки, существенно влияя на его дальнейшее протекание.

Среди рычажных механизмов жатвенной части особое место занимают пальчиковые механизмы кулисного типа, используемые в шнеке жаток, а также в приемном битере некоторых наклонных камер. Данные механизмы служат для захвата и частичного разравнивания поступающей от предыдущего рабочего органа хлебной массы с дальнейшей ее подачей к последующему рабочему органу. Анализ пальчикового механизма позволяет не только оценить его кинематические характеристики, но и выявить потенциальные направления оптимизации конструкции [3]. Поэтому разработка математической модели такого механизма, позволяющей в доступной и наглядной форме проводить анализ и оптимизацию его параметров в зависимости от поставленных целевых показателей, является все еще актуальной научной и инженерной задачей.

Традиционные методы анализа рычажных механизмов, основанные на замкнутых векторных контурах Зиновьева [4 - 6], отличаются значительной трудоемкостью вычислений и требуют громоздких математических выкладок. Альтернативой данному методу может быть способ представления двумерного вектора, лежащего на плоскости, в виде комплексного числа, что позволяет сохранить всю информацию о длине и направлении, упрощая тем самым расчетные процедуры за счет применения более компактных и простых алгебраических выражений [7, 8].

Оптимизация параметров предохранительного элемента пальчикового механизма шнека жатки зерноуборочного комбайна

Авторы: Котов А.В.

Предложена математическая модель пальчикового механизма шнека жатки зерноуборочного комбайна. Данная математическая модель основана на применении векторного метода исследования рычажных механизмов и позволяет в зависимости от поставленных целевых показателей проводить расчет кинематических и силовых характеристик пальчикового механизма шнека с последующей оптимизацией его параметров. Использование предложенной математической модели пальчикового механизма шнека в современных математических пакетах позволяет в короткие сроки и с высоким качеством проводить исследования и оптимизацию аналогичных по структуре рычажных механизмов.

Введение

Как известно шнек жатки зерноуборочного комбайна предназначен для сужения потока срезанной хлебной массы с дальнейшей ее подачей пальчиковым механизмом к последующему рабочему органу (как правило, приемному битеру или плавающему транспортеру наклонной камеры). При работе на засоренных полях или полях с высокой урожайностью одной из наиболее часто фиксируемых поломок элементов конструкции шнека жатки зерноуборочного комбайна является выход из строя пальцев пальчикового механизма. Обычно данная поломка происходит при попадании под палец постороннего предмета (например, камня) или при попытке протаскивания пальчиковым механизмом срезанной хлебной массы высокой плотности. Вовремя не выявленная поломка пальцев шнека может привести к снижению качества технологического процесса уборки, а в худшем случае к попаданию отломанной части пальца шнека в зону обмолота.

Полностью исключить возможную поломку пальцев шнека не представляется возможным, т.к. их усиление неизбежно ведет к необходимости усиления всех элементов конструкции шнека, связанных с пальчиковым механизмом, а это в свою очередь скажется на увеличении металлоемкости конструкции шнека в целом. Поэтому многие производители современной зерноуборочной техники пошли по пути введения в конструкцию пальчикового механизма шнека предохранительного элемента – проточки на пальце, диаметром на 2…3 мм меньше, чем основной диаметр пальца. Оптимальное расположение данной проточки от оси вращения пальца, позволяет на определенном угле охвата пальчиковым механизмом срезанной хлебной массы, гарантировать поломку пальца шнека не по основному диаметру, а по проточке. Причем конструкцией шнека не предусматривается выпадение отломанной части пальца из цилиндра шнека.