Самоходная сельскохозяйственная машина с активными органами для основной обработки почвы (стр. 3 )

3 – коробка перемены передач рабочего органа;

4 – карданная передача;

5 – Электродвигатели привода движителя;

6 – генератор повышенной мощности;

7 – редуктор рабочего органа.

Вариант 4.

1 – двигатель;

2 – генератор или гидронасос;

3,4 – электродвигатели или гидромоторы.

Первый вариант наиболее оптимальный, если использовать в качестве рабочих органов диски лущильника. При этом диаметр ведущих колес должен соответствовать диаметру дисков лущильника. При обработке почвы они будут вращаться с одинаковой скоростью. Для более качественной обработки и проходимости машины диски лущильника, как и ведущие колеса должны иметь достаточно большой диаметр. Здесь возникает проблема. Ведь диски при заглублении в почву нужно вращать быстрее, так как диметр их уменьшается на глубину обработки, увеличивается нагрузка на привод ведущих колес.

Поэтому предлагается второй вариант схемы трансмиссии. При такой схеме трансмиссии Можно всегда изменить крутящий момент, как рабочих органов, так и ведущих колес. Недостатком такой трансмиссии - это ее сложность. Но она наиболее отвечает первой экспериментальной модели.

Третий вариант схемы трансмиссии подходит больше для обработки почвы с помощью фрезы.

Четвертый вариант наиболее оптимальный, так как механические передачи сведены к минимуму, и подходит для любых рабочих органов от дисковых лущильников до фрезы. Но в случае использования электрической трансмиссии нужно использовать электрические двигатели в комплекте с понижающими редукторами, чтобы избежать перегрузки и последующего выхода из строя обмоток электрических двигателей.

Но для окончательных выводов нужны практические испытания каждой модели.

Разработка варианта модели изделия.

Для демонстрации принципа работы данной сельскохозяйственной машины необходимо разработать вариант ее уменьшенной модели.

В модели предполагается использовать электрическую трансмиссию, как для перемещения, так и для привода рабочих органов. За основу мною взят игрушечный автомобиль. В данном автомобиле есть два электрических двигателя для привода левого и правого ведущих колес. Третий электрический двигатель с редуктором используем для опускания и подъема рабочих органов.

А его база позволяет разместить между осями активные рабочие органы. В качестве рабочих органов решено использовать модель секций лущильников. Для привода рабочих органов используем два электрических двигателя с редукторами от игрушечного танка. Управление модели осуществляется от двух дистанционных пультов. Капот и кабину трактора решено изготовить из оргстекла и установить их на остов вместо кузова автомобиля.

1.  +

Структурная схема управления модели

1 – аккумуляторы;

2 - блок управления;

3 – двигатель привода левого ведущего колеса;

4 – двигатель привода левого ведущего колеса;

5 – двигатель привода редуктора подъема и опускания рабочих органов.

Структурная схема управления рабочими органами

 

1 - аккумулятор;

2 – блок управления;

3 – привод редуктора левого рабочего органа;

4 – привод редуктора правого рабочего органа.

Проработка варианта капота и кабины

Кабину и капот решено изготовить из оргстекла. Внутри расположим аккумуляторы. Для простоты и удобства обслуживания аккумуляторов. Кабина и капот должны быть изготовлены в виде одного изделия и легко сниматься с остова модели. Капоту решено придать современную форму, то есть с наклоном вперед. Кабина тоже должна отвечать современным требованиям – быть просторной, с нее должен быть хороший обзор. Для этого используем все пространство, которое может занимать кабина и капот. Оргстекло распиливаем ножовкой по металлу, кромки распила обрабатываем мелкозернистым наждаком. Для склеивания используем клей «Супермомент».

Технологическая часть

Для изготовления рабочих органов в качестве дисков лущильника использовали шайбы от селеновых выпрямителей. Промежуточные втулки изготовили из березовой заготовки на токарно-виноторезном станке. Батареи рабочих органов были набраны на бумажном стержне и склеены между собой. Каждая батарея закреплена на валу редуктора привода. Второй конец батареи удерживается с помощью специального кронштейна. Кронштейн изготовили из оргстекла и закрепили его на редукторе привода двумя саморезами. На двигатели привода редукторов рабочих органов припаяли удлиненные проводники, чтобы они свободно позволяли присоединить их к блоку управления, который расположили вместе с аккумуляторами под капотом трактора.

Фары и габаритные огни использовали от игрушечного автомобиля. Для этого определили выход с платы блока управления и припаяли проводники для подсоединения фар и задних габаритных огней.

Для управления нашей моделью используем два дистанционных пульта. Один пульт для управления ведущими колесами модели и редуктором опускания и подъема рабочих органов. Второй дистанционный пульт используем для привода рабочих органов.

Предполагается следующая технология работы самоходной машины. На поле машина приезжает с поднятыми и отключенными рабочими органами. После того, как машина зайдет в поле и станет в то место, с которого нужно начинать обработку, она опустит рабочие органы на нужную глубину обработки почвы. После этого включится редуктор привода рабочих органов и машина рабочим ходом пойдет по заданной траектории в противоположный конец поля. После того, как она дойдет до конца поля рабочие органы поднимутся, машина развернется, и заняв нужное место опустит рабочие органы на заданную глубину обработки почвы. Процесс рабочего цикла повторится, и т. д.

Технологическая карта

№ п\п	№ операции	Наименование детали	Порядок выполнения	Графическое изображение	Инструменты и оборудование
1.	1	Крышка капота	Разметить и выпилить деталь по размеру	78   174	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
2.	2	Крышка капота	Обработать места резания по размеру	75   170	Напильник, тиски.
3.	1	Боковая часть капота 2 детали	Разметить и выпилить деталь по размеру	172 62 42 187	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
4.	2	Боковая часть капота 3 детали	Обработать места резания по размеру	172 62 42 187	Напильник, тиски.
5.	1	Передняя часть капота	Разметить и выпилить деталь по размеру	45   78	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
6.	2	Передняя часть капота	Обработать места резания по размеру	40   75	Напильник, тиски.
7.	1	Передняя стенка кабины	Разметить и выпилить деталь по размеру	142   132 60   80	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
8.	2	Передняя стенка кабины	Обработать места резания по размеру.	140   130 60   83	Напильник, тиски.
9.	1	Боковая стенка кабины 2 детали	Разметить и выпилить деталь по размеру	132 112	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
10	2	Боковая стенка кабины. 2 детали	Обработать места резания по размеру.	130 110	Напильник, тиски.
11	1	Задняя стенка кабины	Разметить и выпилить деталь по размеру	132   142	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
12.	2	Задняя стенка кабины	Обработать места резания по размеру.	130   140	Напильник, тиски.
13.	1	Дно кабины	Разметить и выпилить деталь по размеру	38 102	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
14.	2	Дно кабины	Обработать места резания по размеру.	35 100	Напильник, тиски.
15.	3.	Крыша кабины	Разметить и выпилить деталь по размеру	162 117	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
16.	2	Крыша кабины	Обработать места резания по размеру.	160 115	Напильник, тиски.
17	1	Капот	Собрать из деталей капот.		Угольник, клей.
18	1	Кабина.	Собрать из деталей кабину.		Угольник, клей.
19	1	Кабина с капотом.	Соединить кабину с капотом в одно изделие.		Угольник, клей.
20	1	Кронштейн крепления батарей.	Разметить и выпилить деталь по размеру 322Х22 мм.	322	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
21	2	Кронштейн крепления батарей.	Обработать места резания по размеру.	320	Напильник, тиски.
22	1	Опоры батарей 2 штуки	Разметить и выпилить деталь по размеру 35Х22 мм.		Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
22	2	Опоры батарей 2 штуки	Разметить и просверлить отверстие диаметром 11 мм		Сверлильный станок сверло диаметром 11 мм.
23	3	Опоры батарей 2 штуки	Обработать места резания по размеру.	32   20	Напильник, тиски.
24	1	Пластина крепления кронштейна	Разметить и выпилить деталь по размеру 35Х55 мм.	55   35	Угольник, чертилка, ножовка по металлу.
25	2	Пластина крепления кронштейна	Разметить и просверлить 2 отверстия диаметром 5мм		Сверлильный станок сверло диаметром 5 мм.
26	3	Пластина крепления кронштейна	Обработать места резания по размеру.		Напильник, тиски.
27	4	Кронштейн крепления батарей в сборе	Собрать кронштейн крепления батарей		Угольник, клей.
28		Рабочие органы в сборе	Закрепить рабочие органы с кронштейном на механизме привода.		Саморезы, отвертка.
29	1	Подключить аккумуляторы	Припаять проводники к редуктору привода рабочих органов.		Припой, канифоль, паяльник.
30	2	Подключить светодиодные фары	Припять выход для фар к плате блока управления		Припой, канифоль, паяльник.
31	1	Кабина с капотом	Подготовить под покраску		Наждачная бумага, растворитель.
32	2	Кабина с капотом	Покрасить		Краска, кисть.
33	3	Кабина с капотом	Просушить
34	4	Установить под капот батарейки
35	5	Изделие в сборе	Собрать изделие

Экономическая часть

Для изготовления данной модели мне понадобился игрушечный автомобиль с дистанционным управлением. Такой автомобильчик стоит 1700 рублей. Редуктор привода рабочих органов взят от игрушечного танка с дистанционным управлением. Такой танк стоит 1300 рублей. Для изготовления кабины и капота трактора использовали оргстекло. Оно нашлось у нас дома в гараже отца. В принципе можно было использовать и любой другой материал, например металл или пятимиллиметровую фанеру. Затраты на эти виды материала незначительные, около 50 рублей. Также мне понадобился растворитель, краска, припой канифоль, 50 сантиметров медного провода и паяльник. Цена бутылки растворирубля. Маленькая баночка краски стоит 112 рублей. Припой, канифоль провод и паяльник нашлись у нас в гараже, и поэтому данными затратами можно пренебречь. Паяльник работал около получаса. Его мощность 40 Вт. Значит, использовали 20 Вт электроэнергии. При изготовлении втулок для лущильника использовали токарный станок. Он работал около 1 часа Мощность двигателя 2,2 КВт. Также использовали электричество для зарядки батарей. Максимальный расход электричества составляет 2,5 КВт.

Стоимость 1 Квт/час. электроэнергии 2,09 рубля. Общие затраты на электроэнергию составляют:

2,5 КВт. Х 2,09 руб. =5,22руб.

Общие затраты на данную модель составляют:

1700 + 1300 + 50 + 54 + 112 + 5,22 = 3221,22 руб.

Так как мне достались поломанные игрушки от племянника (автомобиль и танк), то моя модель реально стоит еще меньше.

Техника безопасности.

В процессе изготовления модели использовался токарно-винторезный станок, сверлильный станок, ножовка по металлу, электрический паяльник, работать нужно было с лаками и красящими материалами. Нужно соблюдать правила безопасной работы при работе с вышеперечисленным инструментом и оборудованием. Все станки перед работой нужно проверить на надежность заземления, все вращающиеся узлы должны иметь надежно закрепленную защиту.

Пользоваться нужно только исправным инструментом. При покрасочных работах соблюдать осторожность, работать в перчатках в хорошо проветриваемом помещении или на свежем воздухе.

При электромонтажных работах и паянии соблюдать осторожность и аккуратность, работать также в хорошо проветриваемом помещении.

Экологическое обоснование

Данное изделие изготовлено без применения вредных производств, за исключением паров красителя и припоя. Так как за основу взяты детские игрушки, то и материалы из которых они были изготовлены, вреда здоровью не несут.

Оценка изделия.

Мое изделие вполне оправдало свое назначение. Оно прекрасно справляется со своими функциями. С помощью пультов управления оно легко приводится в движение, опускает и поднимает рабочие органы, приводит их во вращение. При демонстрации работы изделие не по всякой поверхности перемещается с помощью рабочих органов, рабочие органы скользят по поверхностям с низким коэффициентом трения. Для демонстрации работы изделия на таких поверхностях нужно бы изготовить другие рабочие органы, например фрезы. Во всем остальном данная модель прекрасно демонстрирует работу будущей самоходной сельскохозяйственной машины с активными элементами обработки почвы.

Библиографический список

1.  http://forindustry. /

2.  http://ru. wikipedia. org/wiki/%D0%9A%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80

3.  http://mcx-consult. ru/page1017082010ъ

4.  http://www. mirtech. ru/sternevye-kultivatory-burgault. html

5.  http://gidroruli. narod. ru/katalog_mtz-80_mtz-82/val_otbora_moschnosti_vom_mtz-80_mtz-82_zadnii/

6.  http://железныйконь. рф/forum/showthread.php?s=bd50ab7a5006e0938c3ba526189cf85b&t=34

7.  Учебник «Тракторы»