Механизированная заготовка сена в фх "Веенка" с модернизацией ротационной косилки (стр. 2 из 9)
Общие потери сена при подборе его из тюков не должно превышать 2%.
1.5 Анализ состояния и перспективы механизации производства сена
Для скашивания естественных и сеяных трав в нашей стране и за рубежом, в зависимости от природно-климатических условий, применяют различные машины, которые по типам режущих аппаратов можно разделить на три группы.
К первой, наиболее многочисленной группе относятся косилки и жатки с пальцевыми режущими аппаратами низкого, среднего и нормального среза. Они характеризуются следующими параметрами:
t - шаг режущей части ( расстояние между осевыми линиями сегментов);
t
- шаг противорежущей части ( расстояние между осевыми линиями пальцев);s - ход резания ( перемещение ножа из одного крайнего положения в другое).
Аппараты низкого резания имеют соотношение параметров:
s=t=2*t
Но они редко применяются из-за повышенной металлоемкости и ухудшения качества работы на участках с большой урожайностью.
Аппараты среднего резания характеризуются соотношением
s=t=k*t
=76.2 mm,где: 1<k<2.
Практика показала, что эти аппараты по сравнению с другими имеют худшее качество среза стеблей, поэтому в последнее время они используются
Только на некоторых зарубежных косилках.
Аппараты нормального резания с одинарными и двойным пробегом ножа соответственно характеризуется соотношением:
s=t=t
=76.2 mm (или 90mm)s=2t=2t
=152.4 mm (или 101,6mm)Эти аппараты в настоящее время получим наиболее широкое применение на отечественных и зарубежных комбайнах и косилках. Они состоят из бруса, на котором через определенный шаг, в зависимости от убираемой культуры, установлены пальцы с противорежущими пластинами, и ножа, выполненного в виде полосы с закреплёнными на ней сегментами и имеющего одинарный или двойной пробег. Для предохранения от деформации используют также пальцы закрытого типа.
Существенно повысить производительность косилок и жатокс режущими аппаратами первой группы за счёт увеличения поступательной скорости машины нельзя из-за появления больших инерционных нагрузок, которые возникают с ростом числа ходов ножа. Одна из лучших машин этого типа, отечественная косилка КС-2,1Б, удовлетворительно работает при максимальной рабочей скорости не более 3,8м/с.
Во вторую группу входят косилки и жатки с двух ножевым режущим аппаратом, в котором уравновешены инерционные силы, возникающие при работе. Благодаря этому снижается вибрация машины и трактора, что повышает надежность, рабочую скорость, производительность и устойчивость агрегата.
К третьей группе жатвенных механизмов можно отнести режущие аппараты непрерывного действия – ценовые и ротационные. Первые получили ограниченное распространение вследствие недостаточной долговечности из-за значительного числа пар трения, работающих в абразивной среде. Ротационные аппараты устанавливают на косилках. Они незаменимы при уборке на каменистых почвах, скашивании малоценных трав с лугов и полей.
Как в нашей стране, так и за рубежом непрерывно совершенствуются технологии и машины для заготовки кормов. Предусматривается поднять уровень механизации работ, эффективность труда за счёт повышения скоростей, увеличения ширины захвата, использования новых рабочих органов, создание машин для интенсивности процесса сушки трав и в полевых условиях совмещения нескольких технологических операций. При традиционном методе заготовки сена у нас используется несколько типов и модификаций косилок, применение которых зависит от условий- конфигурации и размеров полей, мощности энергетических средств, климатических особенностей, вида растений и т.п. В системе машин для комплексной механизации выпускаются машины хорошо зарекомендовавшие себя – однобрусная универсальная навесная косилка КС-2,1Б; двухбрусная полунавесная косилка КДП-4,0 и трехбрусная прицепная косилка КТП-6,0.
Однако наиболее перспективными машинами являются машины с ротационными режущими аппаратами. Также машины не ограничиваются в скорости работы т.е. движения агрегата. Косилки с роторными режущими аппаратами имеют простую конструкцию и работают не зависимо от климатических особенностей и вида растений.
1.6 Анализ других конструктивных схем ротационных режущих аппаратов
Конструкции режущих аппаратов позволяют разделить их на два основных типа. Первый тип имеет роторы, выполненные в виде вертикальных консольных валов с закреплёнными внизу несущими элементами с ножами. Несущим элементом является диск, вращающийся в горизонтальной плоскости. Привод роторов осуществляется сверху, что обуславливает верхнее расположение несущей рамы, под которой проходят срезанные растения.
Во втором типе аппаратов применяются роторы с нижним приводом. В этих аппаратах роторы с ножами смонтированы сверху плоской коробчатой рамы, внутри которой размещён привод роторов. Скошенная масса проходит над несущей рамой.
При нижнем приводе аппаратов трава укладывается в прокос, а при верхнем – формируется в валки.
Недостатком косилок с верхним приводом является большая металлоёмкость на 1м захвата. Формируемый валок, после скашивания, плохо продувается следовательно трава долго сохнет.
В связи с этим ротационные аппараты с нижним приводом в последние годы получили более широкое применение.
Фирма Звегерс (Нидерланды) создала образец ротационной косилки с комбинированным приводом, крайние роторы приводятся сверху, а два средних - снизу. Благодаря такой компоновке привода получена жесткая рама, что повышает надежность работы косилки. Пока это единственная конструкция косилки с комбинированным приводом.
1.7.Физико-механические свойства стеблей трав
Лучшими являются такие сроки кошения, которые позволяют получить сено с высоким содержанием протеина и каротина: для злаковых трав – это период колошения (до начала цветения), для бобовых – период бутонизации, естественных трав – период начала цветения. Заканчивать кошение трав следует до окончания периода полного цветения.
При очень низком срезе трав снижается их способность к воспроизводству, при высоком – теряется значительная часть урожая. В лесолуговой зоне высота среза естественных сенокосов 5-6 см. Высота среза сеяных трав 8…10 см.
Высота трав в среднем составляет 40…80 см. Урожайность трав в зависимости от зоны 0,5…3т/га. Среднее число стеблей на 1м2 составляет для трав – 1000…10000.
Таблица 1.2
Характеристика травостоя
| Культура | Диаметр стеблей в плоскости среза мм | Высота стеблей см | Густота травостоя Шт. на 1м2 | Влажность % |
| Клевер (фаза цветения)Костер безостый(фаза кошения)Овсяница луговая(фаза кошения)Люцерна (фазаЦветения)Тимофеевка (фазаКолошения) | 4-53-41,5-2,54-53-4 | 30-4040-5025-3535-4050-60 | 25002500250011001100 | 82,274,166,175,372,7 |
Жесткость стеблей EI=49…646 H*см2
Работа затрачиваемая на срезание стеблей с площади 1м2, по данным академика Н.А.Карненко, составляет для зерновых 98-196 Дж/м2, для трав- 196…294Дж/ м2. Работа, необходимая для срезания одного стебля, составляет 2,26 Дж/ с.
1.8. Ротационный режущий аппарат
Основной задачей при расчёте ротационных косилок является определение минимальной скорости, необходимой для пере резания растительного материала. Если исходишь из прочности стебля и массы, которая вовлекается в деформацию ударом ножа, то при срезании единичного прямостоящего стебля минимальная скорость резания Vр выражается формулой:
(1.1)где: kc– разрушающее напряжение среза;
kc = (2…3)*104кПа;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
E – модуль упругости,
Е=1,1*107кПа;
-плотность материала стебля. 
При данных значениях минимальная скорость резания будет равна:
При беспоткорном срезе, кроме энергии, расходуемой непосредственно на разрушение материала стебля, энергия расходуется на его изгиб, трение стерни о нижнюю поверхность диска и на отбрасывание срезанной части растений, поэтому энергоёмкость ротационных косилок больше, чем косилок с возвратно-поступательным движением ножа.
Написанные выражения минимальной скорости верны лишь для случая пере резания единичного стебля, а при срезании сплошной массы травостоя, при работе косилки в поле требуется введение поправочных коэффициентов.
Движение лезвия в этих условиях описывается следующим дифференциальным уравнением:
где: I-момент инерции подвижных частей установки; м4;
- угол поворота лезвия в тормозном режиме; град;M- момент сопротивления травостоя срезу; м4.
(1.2)где:
- удельная сила резания (Н); 
- участок лезвия, мм