Разработка системы машин

     2.2.4 Подборщик сучьев. 

     Предназначен для сбора порубочных остатков (сучьев, вершин и др.) в валы на площадях сплошной рубки, а также используется при прокладке минерализованных полос. Одновременно со сбором порубочных остатков он рыхлит почву.

     Подборщик сучьев ПСГ-3 является навесным оборудованием и монтируется на раме трактора.

     Основные  узлы: установочная рама, состоящая  из двух швеллеров; рама подборщика; надрамник; собирающие зубья с рычагами коробчатого сечения, гидроцилиндры для подъема и опускания зубьев с трубопроводами, тросы, с помощью которых к поперечине надрамника подвешиваются собирающие зубья, призонные болты, шланги для соединения распределительного устройства с гид-роцилиндрами и тройники, соединяющие шланги всасывающей и сливной магистралей.

     Рабочий орган подборщика представляет собой  раму, на которой крепятся 12 собирающих зубьев. Рычаг каждого зуба шарнирно крепится к кронштейнам большого поперечного бруса рамы подборщика, что дает возможность собирающему зубу подниматься вверх и опускаться в исходное положение. Независимая подвеска собирающих зубьев и их форма обеспечивают свободное преодоление препятствий каждому зубу отдельно.

     Гидроцилиндры подъема и опускания рамы с  зубьями приводятся в действие от гидросистемы трактора.

     Управление  гидроцилиндрами осуществляется из кабины водителя. 

Техническая характеристика подборщика ПСГ-3 

Тип подборщика      тракторный,

     навесной

Тип рабочего органа     грабельный,

     с независимой 

     подвеской зубьев

Ширина захвата  рабочего органа, мм   3720

Количество собирающих зубьев, шт   12

Расстояние между  зубьями, мм    280

Рабочая высота собирающих зубьев, мм  2100

Толщина зубьев, мм     80

Расстояние от собирающих зубьев до гусе-

ниц трактора, мм      1500

Расчетная производительность в сиену:

на очистке  лесосек, га     4.5

на  прокладке  минерализованных полос, км  8,5—9,0

     (при ширине

     полосы 3,2 м) 
 
 

     

1 — установочная рама (основание); 2 — рама подборщика; 3 — надрамник;

 4 — обирающие зубья; 5 — рычаги; 6 — гидроцилиндр; 7 — трос;

8 — призонные болты; 9 — шланги для соединения распределительного устройства с гидроцилиндрами

Рисунок 8. Базовый трактор Т-150К, с установленным на него навесным оборудованием – подборщиком сучьев ПСГ-3: 

     2.3  Выводы о применении одной  базы в системе

     Применение  одной базы в системе машин  для лесозаготовок имеет ряд  преимуществ:

     1. выполнение лесосечных работ без применения ручного труда;

     2. краткие сроки проведения технического обслуживания и ремонта и сокращение расхода запасных частей;

     3. комплектование машин сменными рабочими органами различного функционального назначения; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ  ИСХОДНЫХ ДАННЫХ  ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ  МАШИНЫ

3.1    Патентные исследования

Глубина поиска 45 лет.

При проведении патентного исследования были найдены  авторские свидетельства:

• № RU2083421C1 «Агрегат для очистки вырубок» 1998 г.
• № 927196 «Рабочий орган подборщика лесосечных отходов» 1982 г.
• № 164734 «Подборщик лесосечных отходов» 1964 г.

3.2 Техническое  задание на модернизацию машины 
 

     Таблица 8 – Общие сведения

 
 

     Таблица 9 – Размещение оператора, удобство управления

 
 

     Таблица 10 – Технологическое оборудование

 

     Таблица 11 – Гидросистема

 
 

     Требования  к конструкции по условиям техники  безопасности

     Конструкция машины должна отвечать “Единым требованиям  безопасности с/х тракторов, самоходных шасси, самоходных машин, других с/х машин и оборудования” и “Основным требованиям техники безопасности и производственной санитарии обязательным при конструировании, испытании и изготовлении машин для лесосечных работ”. 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 12 – Дополнительные требования

 

     Срок  действия технических требований 5 лет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. КОНСТРУКТИВНАЯ  ЧАСТЬ.

 
     

1. Описание  конструкции модернизированного устройства.

    Подборщик лесосечных отходов, монтируемый па тракторе и включающий неподвижную раму, поворотную рамку с приводом и рабочий орган в виде зубьев, соединенных с поворотной рамкой при помощи, например, тросов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, упрощения конструкции и повышения надежности подборщика в работе, зубья рабочего органа выполнены жесткими с внутренней образующей в виде логарифмической спирали, обеспечивающей перекатывание отходов по обрабатываемой поверхности, а поворотная рамка соединена с неподвижной рамой посредством, например, гидроцилиндра, обеспечивающего подъем рабочего органа при освобождении его от лесосечных отходов па ходу трактора, причем рабочая часть каждого зуба расположена к обрабатываемой поверхности под углом, способствующим возникновению пары сил, обеспечивающей подъем зуба при встрече с препятствием. 

    

     Рисунок 9 – Схема срасчёта 

     4.3  Кинематические, динамические и прочностные расчеты

     Данные  для расчета:

     Таблица 13 - Данные для расчета

 

    4.3.1 Расчёт рабочего органа подборщика

    Тяговое усилие трактора, приходящееся на 12 зубьев: F_т=30кН

    Максимальное  усилие, приходящееся на один зуб:

                                                                  (9)

где - коэффициент возрастания нагрузки (1,2…1,3) 

    Найдём  массу зуба:

                                                      (10)

где – объём зуба;

 плотность  стали, кг/м³;

 ширина (толщина) зуба;

площадь зуба, м²

 кг

    Усилие  на одном гидроцилиндре:

           (11)

            (12)

            (13)

где вес зуба, Н;

 длина  рамы, м;

 расстояние от крепления балки до гидроцилиндра, м;

  вес рамы, Н; 
 
 

    Найдём  диаметр цилиндра: