Mașină de împrăștiat gunoi de grajd Șoimaru Alexandru-Teodor [303021]

1.MAȘINĂ DE ÎMPRĂȘTIAT GUNOI DE GRAJD CU

CAPACITATEA DE 10 t

1.1 Analiza soluțiilor constructive existente in țara noastră

Mașinile pentru împraștiat îngrășăminte se împart in mai multe categorii:

[anonimizat] a fi incărcate cu material. Cateva exemple de mașini folosite pe plan local ar fi : MIGV-1, MIG-2.2 și MIG-5. [10]

Mașina de împrăștiat gunoi de grajd MIG-2,2

[anonimizat] o benă cu o capacitate de 1,9m³ lucrând în agregat cu tractoare de 40 [anonimizat] 45 CP atât pe roți cât și pe șenile. [anonimizat], acest lucru fiind posibil prin inlaturarea organului de marunțire și împraștiere montând în locul acestuia un oblon suplimentar care este achiziționat odată cu mașina.

[anonimizat],[anonimizat], o [anonimizat] : una pentru uniformizare, a doua pentru mărumțire iar cea din urmă pentru împrăștiere. Mecanismul folosit pentru transmiterea mișcării de la priza de putere este format din ax cardanic, o tranmisie intermediară prin curea si înca o [anonimizat] a transportorului cu racleți.

[anonimizat], [anonimizat], se cuplează la priza de putere a utilajului agricol dupa care înaintează in agregat cu o viteză stabilită și constantă pentru distribuirea uniformă a gunoiului cât si cantitații acestuia pe hectar care deasemenea este stabilită in prealabil.Transportorul cu racleți mută întreaga masă de material din benă în partea din spate a [anonimizat] o [anonimizat] 2,2 metri lățime.

Caracteristici tehnice:

Dimensiunile de gabarit (mm)

Pregătirea și reglarea pentru lucru se referă la reglarea transportului prin întinderea lanțurilor acestuia precum și stabilirea normei de material la hectar.[anonimizat]. Ajustarea normei de gunoi pe hectar se reglează prin corelarea vitezei de deplasare a utilajullui cu viteza transportorului. La livezile cu o distanță intre rînduri mai mare de sau egala cu 3 metri, mașina va acoperi doar zona centrala a intervalelor, pe o lăție de 2,2 metri, restul distanțelor care rămân deoparte și de alta a fâșiei de 2,2 metri vor rămâne neacoperite cu material. În livezile de pomi cu intervale egale sau mai mari de 4,5 metri, gunoiul se poate administra în doua moduri: printr-o trecere care se execută prin trecerea utilajului cât mai aproape de rîndul de pomi sau prin doua treceri apropiate de rîndul de pomi, deoparte si de alta a acestuia, pentru fiecare din cele două situații utilajul trebuie reglat corespunzător. Mașina MIG-2,2 efectuează uniformizarea gunoiului pe lățimea de lucru de minimum 70% iar pe direcția de deplasare de 72%. Mărunțirea este efectuata in proporție de 82%, particulele având o grosime mai mica de 6 centimetri.

Exploatarea mașinii incepe cu uniformizarea gunoiului încarcat in benă. Până la inceperea procesului de lucru, transportorul trebuie antrenat fără ca mașina să fie deplasată deoarece gunoiul trebuie adus in contact cu toba de marunțire și dislocare. Intoarcerile de la capetele intervalelor se vor efectua numai dupa ce priza de putere a fost decuplată, in caz contrar axul cardanic se poate deteriora. Când mașina este folosita pentru a împrăștia gunoiul pe suprafețe cu lațimi mai mari de 2,2 metri trebuie a se lua in calcul ca aceasta poate sa asigure o uniformizare doar până la aceasta lațime. Periodic când mașina este utilizată trebuie sa se verifice cuțitele tobelor cat și traversele transportorului, când aceasta termină lucrul, pentru a fi curățată se recomandă mersul acesteia in gol deoarece pot rămâne resturi de gunoi blocate pe instalație și in cazul in care acestea ingheața se pot produce blocări. La sfârșitul unei campanii de lucru cu aceasta mașină se recomandă spălarea bine a acestia cat și ungerea părților metalice dacă aceasta staționeaza pe o perioadă mai îndelungată.[10]

Figura 1.1 : Schema procesului tehnologic de lucru la împraștierea

gunoiului de grajd cu mașina MIG-2,2[10]

Mașina de împrăștiat gunoi de grajd in vii MIG V-1

Este folosita pentru împrăștierea gunoiului de grajd in plantațiile de viță de vie dar și în plantațiile de hamei, solarii,sere si multe altele, care au o distanță intre rânduri cuprinsă intre 1,8 si 2 metri, aceasta poate lucra in agregat la fel ca cea din urma cu tractoare atât pe roți cât și pe șenile de 45 de cai putere, mașina este de tipul remorcă monoax tractată. Prin înlăturarea dispozitivului de împraștiat gunoi si montarea unui oblon care se achiziționat odată cu mașina, aceasta se transformă intr-o remorcă monoax care poate fi utilizată la transportarea diferitelor materiale, indiferent de natura lor, folosite în ferme. Cadrul mașinii este de formă triunghiulară prevăzut in partea frontală cu o ureche de cuplare, ea se sprijină in partea din spate pe 2 roți iar in partea din față pe un picior rabatabil. Deasupra cadrului triunghiular este montată bena cu pereți din material metalic sau tablă, în partea de sus a benei se regăsesc niște prelungitori înclinați care ajută la când bena este supraîncărcată iar in partea de jos acesteia se află o ramă metalica pe care este sprijinit transportorul cu racleți care este montat pe bodeaua benei realizată din placaj, transportorul alcătuit din două lanțuri cu role distanțate prin racleți este de tip continuu și se deplaseaza pe deasupra si pe dedesuptul podelei benei. In partea frontală a benei se află un perete oblic iar in spatele acesteia se gasește montat un dispozitiv de împrăștiere și marunțire ce este prevazut ca și in cazul mașinii anterioare cu o tobă pe care este montată o apărătoare cu două paravane, iar in cazul dispozitivului de marunșire și împrăștiere organul principal care ajută la mărunțire și la uniformizare a gunoiului de grajd este pieptenele. Transmisia mașinii este in principal compusă dintr-un ax cardanic care realizează cuplarea mașinii cu priza de putere a tractorului, acest ax este prevăzut si cu un cuplaj de siguranță, un reductor roți dințate la rândul lui prevăzut cu un clichet pentru a transmite mișcarea transportorului iar prin intermediul lanțului cu role tobei de împrăștiere. Mecansimul cu clichet este folosit pentru acționarea transportorului și ajustarea debitului acesteia, cursa clichetului împingator se reglează cu ajutorul plăcii în forma de sector Viteza transportului cât și a debitului de gunoi crește in același timp cu creșterea numarului de dinți peste care trece clichetul împingător la o cursa activa.

Funționarea mașinii:

Dupa ce mașina este încărcată cu gunoi de grajd aceasta este adusă la parcela de lucru. Se fixează maneta pentru ajustarea debitului in crestătura de pe sector corespunzătoare normei stabilite după care mașina este cuplată la priza de putere a tractorului. Odată cu punerea in mișcare a organelor de lucru, gunoiul de grajd este transportat de catre transportorul cu racleți către tobă care executa marunțirea lui și împraștierea pe sol.[10]

Figura 1.2 : Schema procesului tehnologic la împrăștierea gunoiului de grajd în vii cu mașina MIG V-1[10]

Mașina de împrăștiat gunoi de grajd MIG-5

Este destinată pentru transportarea și împrăștierea gunoiului de grajd proaspăt și fermentat pe sol, pe terenurile cu pantă până la 6 grade ,ce urmeazaa ulterior să se cultive cu legume, plante tehnice.

Pe lînga destinația sa de bază ,mașina MIG-5 mai poate fi folosită și la transportul diferitelor produse agricole ambalate sau în vrac sau materialelor ca și remorcă. Aceasta este prevăzută cu un oblon care se montează in locul dispozitivului de împrăștiere.

Mașina de împrăștiat gunoi de grajd MIG-5 este considerată de mare capacitate, aceasta este tractată și acționată de la priza de putere a tractorului și este alcatuită dintr-un șasiu prelungit în partea frontală cu proțapul de tracțiune care este susținut de patru roți cu pneuri montate în tandem, bena metalică in componența careia găsim transportorul cu racleți, toba, folosită pentru marunțirea și împrăștierea gunoiului și mecanismul folosit pentru transmiterea mișcării de la axul prizei de putere a tractorului. Podeaua benei pe care este montat transportorul cu racleți este confecționată din plăci de lemn care sunt rezistente la deformație și umiditate. În partea de sus bena are in componența sa o ramă metalică chesonată al carei rol este sa ajute la supraînălțării încărcaturii și nu numai atât,rolul acestia fiind și în consolidarea și protejarea pereților din tablă. În partea din spate a benei regăsim si un perete înclinat care apără organele de transmisie. [10]

Figura 1.3 : Mașina de împăștiat gunoi de grajd MIG-5-vedere de sus [11]

Figura1.4 : Mașina de împăștiat gunoi de grajd MIG-5-vedere laterală [13]

Elemente componente:

1- șasiu

2-roțap de tracțiune

3-roți cu pneuri

4-benă metalică

5-transportor cu racleți

6-dispozitivul(toba)

7-mecanism pentru transmiterea mișcării

Transportul cu racleți de tip continuu,este alcătuit din două lanțuri paralele cu role si racleți confecționate din oțel cornier avînd capetele asamblate cu lanțurile cu ajutorul unor eclise speciale.

Lanțurile cu role ale transportorului sunt dirijate de patru roți dințate, două roți fixe montate pe axul din spate de antrenare și doua roți montate liber pe axul din față a platformei, care ou rol atât în ghidarea lanțurilor cât și în întinderea acestora.

Transmisia mașinii MIG-5 este alcatuită dintr-un ax cardanic, un ax canelat, ax longitudinal în componența căruia gasim un cuplaj de siguranță, care printr-un cuplaj oscilant și printr-un reductor cu roți dințate conice transmite mișcarea la toba de împraștiat gunoiul, și prin două perechi de roți de lanț prevazute cu cuplajul de degete și cu ajutorul reductorului cu roată melcată transmite mișcarea la axul de antrenare a transportoului cu racleți. Cu ajutorul unei manete se acționează cuplajul cu degete pentru cuplarea treptată a roților de lanț. În poziția intermediară a manetei transportorul nu este acționat.

Dispozitivul de împrăștiere și marunțire a materialului, toba, este cu rotor și este formată dintr-un ax tubular alungit la capete cu două semiaxe și este montat in partea posterioara a mașinii pe doi suporți cu lagăre cu rulmenți.

Pe axul rotorului sunt sudate palete de oțel care sunt dispuse elicoidal de la mijloc către capete prelungite cu zece plăci dințate care marunțesc și împraștie gunoiul prin partea din spate a mașinii.

Figura 1.5 Schema procesului tehnologic de împrăștiere a

gunoiului de grajd cu mașina MIG-5[12]

Schimarea mașinii MIG 5 in remorca se face cu ajutorul unui oblon suplimentar care este montat în locul tobei de împrăștiere și cu ajutor a două placi confecționate din tablă ce se montează astfel: una în spate, în continuarea podelei, până la oblon, iar cea de-a doua la baza peretelui înclinat din față, pentru a etanșa spațiile existente.[10]

Funcționarea mașinii:

După cuplarea mașinii la bara tractorului, aceasta este adusă la platformă unde se încarcă gunoiul in bena metalică cu ajutorul unui încărcător pivotant cu grefier iar apoi se deplasează la câmpul de lucru, dupa care este fixate maneta cuplajului cu degete intr-una din cele două poziții ale sale corespunzătoare pentru norma de gunoi stabilită la hectar, dupa care este cuplată și priza de putere pentru a fi pusă in mișcare atât toba pentru împrăștiere și marunțire cât și transportorul cu racleți. Dupa ce organele de lucru sunt puse în mișcare gunoiul de grajd din benă este preluat de catre transportorul cu racleți, acesta din urma îl transportă până la tobă, unde este marunțit și împrăștiat pe suprafața solului din partea din spate a mașinii.

Cantitatea de gunoi împrăștiată la hectar de mașina MIG-5 variază în funcție de gradul de fermentare a gunoiului care este împrăștiat, viteza agregatului în lucru cât și viteza transportorului cu racleți.[10]

Caracteristici tehnice :

Pregătirea pentru lucru și reglarea

Pregătirea mașinii MIG-5 constă in verificarea organelor de lucru, îmbinărilor și efectuarea întreținerilor tehnice periodice dupa care reglarea. Reglarea întinderii lanțurilor cu role ale transportorului cu racleți se face prin intermediul șuruburilor de întindere, astfel încât racleții transportorului cât și axul de întindere sa fie perpendiculare pe axa longitudinală a mașinii, astfel încât și zalele lanțurilor să calce pe danturile roților de ghidare și întindere.[10]

Exploatarea mașinii

In timpul exploatării mașinii trebuie respectate o serie de măsuri:

amplasarea platformei de gunoi trebuie facută la circa 2 kilometri distanță de terenul de lucru;

încărcarea cu material a mașinii trebuie facută unifom pe toată suprafața benei;

deplasarea cu aceasta nu trebuie sa depășească o viteza de 10 km/h,deoarece aceasta nu este echipată cu frâne;

întoarcele la capătul terenului se vor face cu priza de la tractor decuplată și pe o rază cât mai mare, pentru a evita ruperea axelor si a jenților roților de transport.[10]

1.2 Mașina de împrăștiat gunoi de grajd –M.I.G.-10t

M.I.G.- 10t –mașină de împrăștiat gunoi de grajd pe teren șes cu capacitatea de 10t

Domeniul de utilizare

Mașina lucrează în agregat cu tractorul de 100 C.P pe roți și este destinată atât împrăștierii cât și marunțirii gunoiului de grajd atât fermentat cât și nefermentat la cultura de câmp. Poate fi folosită și la transporturi tehnologice in unitați agriole(prin înlocuirea dispozitivului de împrăștiere cu un oblon special)

Caracteristici tehnice și funționale

tip mașină………………………………………………………………………………………………semipurtată

sarcină utilă………………………………………………………………………………………………………..10t

puterea tractorului………………………………………………………………………….100C.P(73,6 KM)

turația la priza de putere…………………………………………………………………………1000 rot/min

volumul benei: -cu oblon…………………………………………………………………………………..10m³

-fără oblon…………………………………………………………………………………8 m³

sistem de rulare………………………………………………………….tren de rulare cu 4 roți apropiate

mecanism de frînare………………………………………………………………………………….pneumatic

viteză maximă de deplasare: -în gol………………………………………………………………..20km/h

-în sarcină………………………………………………………….10km/h

Dimensiunile de gabarit

benă: – lungime…………………………………………………………………………………………..4510mm

– lățime……………………………………………………………………………………………..2180mm

– înălțime…………………………………………………………………………………………….650mm

semiremorcă in formă de bază: – lungime………………………………………………………4510mm

– lățime…………………………………………………………2180mm

– înălțime………………………………………………………..650mm

semiremorcă pentru transport(fără dispozitivul de împrăștiere)

– lungime………………………………………………………….6400mm

– lățime…………………………………………………………….2530mm

– înălțime………………………………………………………….2850mm

Dispozitiv de împrăștiere

cu trei tobe

tobă superioară(de uniformizare)- 560 rot/min

tobă inferioară(de împrăștiere)- 560 rot/min

biter de prelucrare a materialului care cade- 460 rot/min

transportor gunoi – 4 lanțuri cu racleți metalici

viteza de deplasare a transportorului cu racleți

– maxim 1,2 m/min

– reglabilă continuă

lățimea de împraștiere a gunoiului- minim 3,5 m

cantitatea de gunoi distribuită – 20-80 t/ha

coeficient de tară- 2,5

capacitatea de transport ……………………………………………………………………………………….10t

capacitatea de lucru pentru distanța de transport de până la 1,5km

– la norma de 45 t/ha…………………………………………………………………….3,6ha/8h

– la norma de 75t/ha……………………………………………………………………..2,1ha/8h

masa mașinii

– in forma de bază + oblon…………………………………………………………….4550 Kg

– pentru transport + oblon înălțător…………………………………………………4425 Kg

masa dispozitivului de împrăștiere…………………………………………………………………..465 Kg

Descrierea generală a mașinii

Mașina se compune din următoarele ansamble principale:1 – șasiu, 2 – benă, 3 – transmisie, 4 – transportor, 5 – dispozitiv de împrăștiere, 6 – tandem cu suspensie, 7 – instalație de frânare, 8 – instalație de semnalizare, 9 – instalație hidraulică, 10 – instalații de automatizare, 11 – oblon spate, figurile 1.6, 1.8 și 1.9.[6]

Fig 1.6 Vedere laterală[6]

Fig 1.8 Vedere din spate[6]

Fig 1.7 Mașina M.I.G. – 10 t [9]

Șasiul

Șasiul se compune din două părți distincte: proțapul(12) și cadrul(1)

Cadrul este o construcție metalică, chesonată, ce se sprijină pe 4 roți montate lateral in tandem.

Proțapul este confecționat dintr-un ansamblu sudat din profile de tablă îndoite ce se prinde articulat de cadru. În partea din față proțapul este prevăzut cu un element de cuplare la tractor si cu un cablu de asigurare in caz de accidente. Totodată proțapul este prevazut și cu un picior de sprijin cu talpă(13).

Bena

Bena este alcătuită dintr-un cadru metalic sudat din pereți confecționați din tablă subțire, aceștia din urma sunt și demontabili. La partea din față bena este prevăzută cu o scară și cu apărătoare de pietre, iar la partea din spate cu sistemul de cuplare a dispozitivului de împrăștiere.

Transmisia

Pentru acționarea dispozitivului de împrăștiere, mașina preia mișcarea de la priza de putere a tractorului. Mișcarea este transmisia printr-un arbore cardanic la un cuplaj unidirecțional, la un cuplaj cu fricțiune, reductor conic și apoi prin intermediul unei transmisii cu lanț la tobele de împrăștiere.

Transportorul cu racleți este acționat prin intermediul unui reductor melcat de un hidromotor lent de moment mic.

Transportorul

Transportorul este folosit pentru aducerea gunoiului la organele de mărunțire și împraștiere. Acesta este de tipul cu racleți metalici(15) și lanț de calibrat tip ancoră.

Pentru a realiza o reglare cât mai corectă in timpul exploatării a întinderii lanțului și pentru a micșora solicitările din lanțurile transportorului, s-au realizat două rânduri de racleți cu 4 ramuri de lanț.

Dispozitivul de împrăștiere

Dispozitivul de mărunțire și împrăștiere este compus dintr-un cadru metalic(11) și organele de lucru care constau în trei tobe orizontale cu următoarele funcții: de preluare a materialului ce cade pe transportor(19), de nivelare(17), de mărunțire și împrăștiere.

Tandem cu suspensie

Trenul de rulare este cu două osii apropiate, folosindu-se de roți cu pneuri de joasă presiune(20) de tip (16- 20/14)PR. Grinda osiei (21) este prevăzută la capete cu două semiosii sudate și sistem de frânare(22). Suspensia este asigurată de două arcuri cu foi.

Instalația de automatizare

Instalația de automatizare este prevazută cu aparatura necesară, aceasta gasindu-se in cabin tractorului, si îi permite conducătorului de a controla în permanență organele aflate în mișcare, atât toba de împraștiere și marunțire cît și transportorul.

Instalația de frânare

Mașina M.I.G. – 10 are în componența sa o instalație de frânare pneumatică cu o conductă prin depresiune pentru frâna de serviciu și avarie. Aceasta este prevăzută cu câte doi cilindri pentru fiecare osie, iar saboții sunt acționați prin intermediul axelor cu came și al pârghiilor. Frâna de mână, mecanică, acționează prin intermediul unui sistem de cabluri și a unui șurub fară sfârșit asupra pârghiilor cilindrilor de frânare.

Oblonul spate

Oblonul este o construcție metalică ușoară ce se poate detașa de mașină, aceasta servind rolul de a transporta materiale vrac, prin montarea sa în locul dispozitivului de împraștiere.[6]

Fig.1.9 Oblon spate[6]

1.3 Construcția și funționarea M.I.G. – 10

1.3.1.Trenul de rulare și intalația de frânare

Trenul de rulare se compune din :

două osii sudate;

două arcuri cu foi multiple, câte unul pe fiecare parte a șasiului;

patru roți cu pneuri de joasă presiune 16,00 – 20/14 PR situate câte două în tandem pe o parte și pe alta a remorcii;

Roata este lăgăruită pe osie cu ajutorul butucului roții și a câte doi rulmenți cu role conice.

Pe osie sunt sudați suporți pentru tendoane, pentru cilindri de frânare, lagăre pentru axele cu came și limitatori de cursă pentru tampoanele de cauciuc.

Cele două arcuri cu foi ale suspensiei tandemului sunt lăgăruite în zona mediană prin intermediului unui lagăr și a doi rulmenți cu role conice pe capătul unui ax balansier ce este încastrat în doi suporți ce sunt fixați cu ajutorul unor șuruburi speciale pe șasiul remorcii.

Pentru evitarea căderii roților la diferite denivelări în timpul deplasării, cele două arcuri sunt simplu rezemate pe cele două osii ale tandemului, capetele lor având spațiu de cadere limitat prin intermediul a patru cabluri limitatoare, protejând astfel sistemul împotriva supraoscilațiilor.

Pe fiecare osie se află câte doi cilindri de frânare, care cu ajutorul unui regulator de sarcină sunt racordați la rezervorul de aer.

Tijele cilindrilor de frână,antrenează axele cu came prin intermediul pârghiilor, axele cu came sunt lăgăruite pe un suport. Sistemul este completat cu un ansamblu de pârghii, cabluri și role ce formează frâna de mână. Readucerea pârghiilor în poziția desfrânt se face prin intermediul arcurilor.

În timpul frânarii pârghiile sunt rotite, aerul pătrunde în camera de frânare, saboții fiind obligați, prin intermediul camei să realizeze frânarea roții cu ajutorul tamburului de frână ce face corp comun cu butucul roții și janta roții prin intermediul piulițelor și șuruburilor speciale.

Frâna pneumatică a mașinii este compusă dintr-o singură conductă cu circuit indirect, alimentată printr-un tub flexibil de la instalația de aer comprimat a tractorului.

În funcție de încăcarea efectivă a remorcii în componența instalașiei de frânare intră și un dispozitiv de reglare a forței de frânare.

Aerul traverseaza prin conductă de la tractor, intră în inversor și după în rezervorul de aer al mașinii.

În timp ce pedala de frână este apăsată conducta comunică cu exteriorul prin robinetul de frână. Acest fapt duce la deschiderea conductei mașinii prin inversor și regulator de sarcină, aerul comprimat circulă la camerele de frânare, realizându-se astfel procesul de frânare.

Inversorul are rolul ca în momentul apăsării pedalei să inverseze circuitul aerului, și sa întrerupă circuitul aerului între tractor și rezervor, și de a face legătura între rezervor și cameră de frânare.

Regulatorul de sarcină are rolul de a regla presiunea de frânare în funcție de încărcătura mașinii. În circuitul de frânare este montat și un filtru ce are ca scop purificarea aerului comprimat ce vine de la compresor la instalație.[6]

1.3.2.Construcția și funcționarea transportorului

Transportorul este de tip continuu și este cuprins de patru lanțuri de tip ancoră ce sunt paralele între ele, pe aceste lanțuri sunt montate la distanțe egale, pe două rânduri racleți confecționați din tablă de oțel. Lanțurile sunt antrenate de patru roți dințate cu profil special așezate pe un singur arbore ce primește mișcarea de la motoreductor. Patru roți libere montate pe două axe realizează ghidarea lanțurilor, axe care la rîândul lor sunt pot fi antrenate de niște șuruburi speciale ce realizează totodată și reglajul de întindere a lanțurilor transportorului. Datorită acestui sistem de antrenare se poate obține o viteză reglabilă continuu.

Transportorul trebuie să funcționeze fără trepidații, zgomote anormale sau blocări.

Viteza de deplasare maxima a transportorului cu racleți este de 1,2 m/min.

Transportorul are ca scop aducerea gunoiului în fața dispozitivului de împrăștiere sau descărcarea produselor in cazul folosirii mașinii ca mijloc de transport.[6]

1.3.3. Construcția și funcționarea transmisiei

Transmisia este echilibrată dinamic, acest lucru asigură o funcționare optimă. Pentru evitarea accidentelor, cardanul este prevăzut cu grătare fixe, cu un grad de libertate in plan orizontal și vertical cuprins intre 15-60˚.

Ca urmare a inerției ce se manifestă la oprirea tobelor, transmisia are în componența sa un cuplaj de sens unic pentru a evita suprasolicitările. În construcția transmisiei se gasește și un cuplaj de fricțiune care are rolul de a proteja transmisia împotriva unor suprasarcini sau în cazul blocării tobelor.

Cuplajul de sens unic a fost introdus pentru ca tobele de împrăștiere să fie acționate normal și în cazul în care mașina este agregată la tractor.(6)

Priza de putere a tractorului transmite mișcarea cu 1000 rot/min la organele de lucru ale mașinii, iar reductorul melcat realizează o primă reducere a turației, iar dupa printr-o simplaă transmisie cu lanț se acționează tobele de împrăștiere.[6]

1.3.4. Costrucția și funcționarea dispozitivului de împrăștiere

Dispozitivul de împrăștiere reprezită organul principal de distribuire a gunoiului de grajd. Acesta prevede un cadru detașabil de pe mașină și tobele de împrăștiere dispuse orizontal.

Tobele sunt de două feluri: un tambur de uniformizare și eliminare a gunoiului ce se adună în transportor și în dispozitivele de împraștiere și tobele principale alcătuite dintr-un ax tubular pe care sunt sudate după o spirală paletele de aruncare cu profil și formă specială.

Tamburul este de formă tubulară, și are sudate palete dispuse continuu în lungul axului, echidistante și pe toată lungimea acestuia.

Totodată în componența dispozitivului de împrăștiere regasim și roțile de lanț, prin intermediul cărora se transmite mișcarea la tobe, și rulmenții care asigură lăgăruirea de tipul celor cu carcasă sferică.

Cele două tobe de, una superioară de uniformizare și una inferioară de împrăștiere au aceeași turație de 560 rot/min.[6]

1.3.5. Construcția și funcționarea instalației de automatizare

Instalația de automatizare este alcatuită dintr-o cutie de comandă, doi traductori inductori și patru fascicole de cabluri. În componența cutiei de comandă se află un releu, un indicator termometric ,blocuri electronice și o cutie de siguranță.

Această instalație are rolul de a stabili cantitatea exactă de gunoi de grajd ce este împrăștiată la un moment dat pe unitatea de suprafață,în plus, ea controlează și norma de împrăștiere în timpul funcționării mașinii.

Unul din cele două traductoare se află montat la o distanță cuprinsă intre 0,5-1 mm față de roata mașinii, și datorită mișcării de rotație a acesteia, partea danturată transmite impulsuri în tensiune, impulsuri a căror frecvență este direct proporțională cu numărul de turații al roții. Impusurile sunt aplicate pe blocul electronic și sunt prelucrate, iar rezultatul este afișat pe cadranul indicator în rotații pe minut.

O altă parte funcțională a instalației de automatizare se ocupă cu supravegherea funcționării transmisiei cardanice.

Cel de-al doilea traductor inductiv este așezat pe o piesă specială ce are rol de distanțier și de piesa care va delanșa impulsurile în traductor în timpul rotirii transmisiei cardanice cu 1000 rot/min.

Semnalul preluat de pe traductorul electronic inductiv de turație este aplicat unui montaj electronic dupa care este prelucrat și comparat cu o tensiune de referință.

Dispoitivul este construit și reglat astfel încât atunci când turația axului cardanic scade sau când cuplajul de siguranță patinează la o anumită valoare reglabilă, sub turația nominală a organelor active(s-a stabilit 950 – 1000 rot/min la cardan)se declanșează un semnal acustic și vizual.

Instalația de automatizare este construită sa opereze și sa reziste în condiții grele de temperatură(de la -10 până la +40˚C ), și să funcționeze normal până la umiditatea maximă de 60%.[6]

1.4 Analiza soluțiilor existente pe plan mondial

Pe plan mondial tendița actuală este de a reduce cantitatea de îngrășăminte chimice utilizate. În anii 1970 utilizarea intensivă a îngrășămintelor chimice a dus in prima parte la creșterea recoltelor dupa care la stricarea structurii solului. S-a constat ca oricât ar crește cantitatea de îngrășaminte chimice aplicate pentru fertilizarea culturilor, peste anumite limite acestea numai dau rezultate. Una din soluțiile alternative pentru îngrășămintele chimice sunt îngrășămintele organice, naturale.

Producătorii specializați în produția de mașini și utilaje agricole au proiectat și ralizat o gamă largă de mașini de transportat și împrăștiat gunoi de grajd: în sere și solarii, în vii, în livezi, pentru cultura de câmp, etc.

Organele active ale mașinilor de împrăștiat gunoi de grajd pot avea diferite forme constructive: melc de împrăștiere cu elice cu pinteni cu cuțite de mărunțire și nivelare, rotoare dispuse vertical sau sub un unghi de 70 – 75˚ față de fundul benei, tobe de împrăștiere orizontale și tobe de nivelare, melc de împrăștiat format din palete zimțate dispuse pe o elice.

În general mașinile de împrăștiat gunoi de grajd utilizate în prezent diferă între ele dupa tipul organelor de împrăștiere și dupa capacitatea benei. În funție de destinațiile pe care le are mașina capacitatea benelor folosite în construcția acestora poate varia între 2,5 și 13 m³.

Firma Brimont de origine franceză a proiectat și realizat o gamă largă de mașini de împrăștiat gunoi de grajd pentru culturi de câmp cu posibilitaîți de agregare cu diferite tipuri de tractoare și cu capacitați ale benei de transport cuprinse între 6 și 9 t.

Gama de mașini produsă de aceasta firmă este următoarea:

cu o singură benă

transportor cu racleți

BE 60,BE 90,BE 80,BE 80B,BE 90B

Tabelul 1.1 Caracteristici mașini de împrăștiat gunoi de grajd, [9]

REMORCĂ SPECIALĂ T088

Tipuri constructive:

cu dispozitiv de împrăștiere D353

cu peretele din spate acționat hidraulic

cu benă pentru materiale grele F997

Tractorul aferent trebuie sa fie de la 75 CP cu cuplaj ridicat pentru a putea tracta o sasrcină de 1550 kg.

Presiunea sistemului pneumatic de frânare a remorcii trebuia sa aiba valoarea de 6 kgf/cm².

Presiunea de lucru a instalației hidraulice are valoarea de 110 kgf/cm², iar circuitul de ulei din instalație să fie de cel pușin 50 l.

Utilajul T 088 este o semiremorcă cu o osie și cu două osii motoare montate împreună .Are ca și destinație transportul de nutrețuri însizolate, materiale agricole vărsate, dar mai este folosită și pentru împrăștierea gunoiului de grajd. Pe fundul remorcii utilajului este montat un lanț cu racleți fara fine acționat hidrostatic, direcția sa putând fi schimbată cu ajutorul unei supape de distribuție. Durata de descarcare variază între 2 și 20 de minute și poate fi reglată progresiv. Dispozitivul de împrăștiere D353 al utilajului este acționat de la priza de putere a tractorului cu o turație de 540 rot/min.

Frâna de serviciu a remorcii este o frână cu aer comprimat, în timp ce frâna de parcare este manuală, acționată de un șurub printr-un cablu asupra roților din față.

Cateva avantaje ale utilajului T 088:

are un raport favorabil între masa proprie și masa utilă;

datorită celor două osii motoare, aceasta are o bună circulație pe orice teren;

tractarea remorcii cu o singură osie sporește capacitatea de tracțiune a roților motoare ale tractorului;

siguranță de suprasarcină realizată cu ajutorul cuplajului cu fricțiune cu clichet;

deservire simplă de către persoana de pe tractor

crește productivitatea deoarece suportă masă mare de încărcare și poate acoperi lățimi mari de împrăștiere

cheltuieli reduse de transport și necesar redus de forțe de muncă

Acest utilaj este în general folosit pentru împrăștierea gunoiului de grajd și in acest scop el se echipează cu dispozitivul de împrăștiere D 353, iar cu ajutorul lanțului cu racleți, transportă gunoiul catre patru tobe ce îl împrăștie mai departe uniform pe o lățime de 6m.[9]

Tabel 1.2 Date tehnice ale remorcii speciale T 088[9]

Fig 1.10 Aparat de împrăștiere D 353[9]

Fig 1.10 Remorcă specială T 088[9]

MIG-6A

Destinație:

Este destinată pentru împrăștierea, mărunțirea și transportul gunoiului de grajd fermentat și nefermentat, pentru culturile de câmp, pe terenuri cu pantă de înclinație de până la 10 grade.[9]

Dispozitivul de împrăștiere este unul demontabil, iar dupa demontarea sa utilajul poate deveni remorcă pentru transportarea materialelor in stare vrac.

Fig 1.11 Caracteristici Dimensionale ale utilajului MIG 6A

Fig.1.12 Mașina de împrăștiat gunoi de grajd MIG 6A[9]

AGRIMAT

Firma Agrimat a proiectat și construit o mașină de împrăștiat gunoi de grajd în doua variante de capacități diferite, respectiv 6 și 7 tone: T 60 și T 70. Transportorul cu racleți regăsit în construcția celor două variante este cu 5 viteze înăinte și 5 viteze înapoi. Ansamblul de împrăștiere este alcătuit din două tobe, din cele două, cea de împrăștiere este cu palete dispuse după o elice elicoidală. În construcția mașinii, în cele două variante regăsim și: un sistem de uși batante în partea din față, frână hidraulică precum și un sistem de amortizare a șocurilor.[9]

Tabel 1.4 Caracteristici tehnice T 60 și T 70[9]

O nouă tendință in proiectarea mașinilor de împrăștiat gunoi de grajd o reprezintă specializarea acestora, realizând astfel un aparat de împrăștiat nedemontabil sau înlocuirea acestuia cu un transportor melcat ducblu în locul transportorului cu racleți.

Fig 1.13 Transportor melcat[9]

Deasemenea organele active formate din tobele de împrăștiere au fost înlocuite cu ventilatoare aruncătoare, acționate de un reductor de la priza de putere a tractorului. Cu aceasta înlocuire și prin orientarea gurii de evacuare și modificarea poziției paletelor deflectoare se pot realiza lățimi de lucru variabile. Totodată prin schimbarea turației melcului și a turației ventilatorului se pot administra norme diferite de îngrășământ pe unitatea de suprafață.

Fig 1.14 Modificarea poziției paletelor deflectoare[9]

Un alt sistem de împrăștiere la mașinile de împrăștiat gunoi de grajd îl reprezinta sistemul cu doi melci de transport plasați pe fundul benei și tobe verticale aruncătoare plasate lateral, în componența cărora se adaugă un sistem de palete deflectoare. Din aceasta rezultă o împraștiere a gunoiului de o uniformitate foarte bună și cu posibilitați de reglare in limite destul de largi a lățimii de împrăștiere.[9]

Fig 1.15 Sistem cu doi melci transportori [9]

POTTINGER

ROBUST

Pottinger oferă pentru fiecare tip și model de tractor agregatul corespunzător de la 1,8 t (în zonele de munte) până la 6,5t. Din punct de vedere constructiv este foarte robust și poate avea atât dispozitiv de împrăștiere orizontal cât și vertical.

Șasiul este proiectat în formă de U, fapt ce îi conferă o foarte bună stabilitate și capacitate de transport.

Dispozitivul principal de antrenare este prevăzut cu trei sisteme de asigurare pentru solicitări. Valțurile folosite la împrăștierea gunoiului sunt puse în mișcare de un diferențial cu baie de ulei. Lagărele supradimensionale ale transmisiilor precum și dispozitivul de împrăștiat cu valțuri oferă o exploatare îndelungată a agregatului.

Avantaje:

șasiu foarte solid

siguranță de suprasarcină

angrenare cu diferențial

lanț cu întinzător automat pentru curățat podeaua

dispozitivul de împrăștiere este foarte precis

opțiuni mai noi cu sistem hidraulic de împingere a gunoiului către partea din spate a remorcii.[9]

Tabel 1.5 Date tehnice ale agregatului de împrăștiere gunoi de grajd[9]

Fig 1.16 Agregatul de împrăștiere gunoi de grajd[9]

HEYWANG

ÎMPRĂȘTIATORUL MISTRAL

Împrăștiatoarele MISTRAL se remarcă prin buna rotire a lor pe zona de împrăștiere și un maxim de rentabilitate în condițiile cele mai variate. Aceasta sunt de mai multe tipuri: MC 85, MC 105, MC 105T și MC 125T. Acestea se dovedesc a fi foarte eficiente lucru ce se datorează faptului că firma HEYVANG posedă o lungă experiență în fertilizare și transport.

Carcasa remorcii de oțel are o limită elastică ridicată și o rezistență mare la uzură,dimensiunile sale fiind îndelung studiate pentru a oferi încărcare a materialului cât mai ușoară precum și bună scurgere a produsului.[9]

Fig 1.17 Împrăștiatorul Mistral[9]

Tabelul 1.6 Caracteristici tehnice ale împrăștiatorului Mistral MC 125T[9]

MUTTI AMOS

ÎMPRĂȘTIATORUL DE GUNOI CU TOBE ROTATIVE

VERTICALE

Este proiectat cu destinație specială pentru teren muntos sau zone de deal. El se regăsește în două module rotative: cu o axă sau cu două axe apropiate

Tabelul 1.7 Date tehnice ale împrăștiatorului de gunoi cu tobe rotative verticale[9]

Fig 1.18 Împrăștiatorul de gunoi[9]

CORNE HENRI S.A

ÎMPRĂȘTIATORUL „Le Simon”

Descriere tehnică:

Ansamblul dublu șasiu nedeformabil din oțel special cu dublu sprijin la bile, pinioane montate la dubla îmbinare, ejector consolidat cu puncte de oțel dur, securitatea aparatului în caz de blocaj(bucăți de fier,pietre) a sistemelor de reglare a discurilor.

Tabelul 1.8 Date tehnice ale Împrăștiatorului „Le Simon”[9]

Fig 1.19 Împrăștiatorul „Le Simon”[9]

1.5.Prezentarea și justificarea soluțiilor

Proiectarea și realizarea unei mașini agricole este un proces foarte laborios, ce necesită un consum de muncă foarte mare, iar de la proiectarea sa până la etapa în care este produs în serie este o perioadă de timp cuprinsă între 1,5 și 2 ani. De aceea la începutul proiectării dar și pe parcursul acesteia trebuie să se țină cont ca acesta să corespundă standardelor mondiale în vigoare și sa corespundă în totalitate cerințelor agrotehnice și de calitate.

Pentru a justifica soluția aleasă trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

grad sporit de complexitate

personal de deservire cu bună instruire

să corespundă normelor de securitate a muncii

să fie realizat conform standardelor mondiale

cuplarea ușoară cu tractorul

montarea și demontarea dispozitivului de împrăștiere să se facă ușor

sa aibă o acțiune de mărunțire a gunoiului bună

grad de uniformitate la împrăștiere

Pentru a se realiza o schiță cât mai amănunțită,aceasta trebuie comparată cu mașini de împraștiat gunoi de grajd produse de firme de renume, cu capacitați de transport similare și agrgate cu tractoare de puteri similare: PRT – 10 – Rusia,HEWAYS – Mistral MC 125 T Franța, Gilbert RE S5 CM Franța, RUR – 10 – Cehoslovacia, iar din țara noastră M.I.G.- 10.

Au fost stabilite 7 grupe de caracteristici generale pentru M.I.G.- 10, iar la fiecare grupa s-au detaliat caracteristicile specifice ce determină nivelul tehnic.

Ponderea a fost stabilită pe fiecare caracteristică în parte cu note de la 1 la 10 acordate de specialiști.

Pe baza comparării caracteristicilor tehnico-economice s-au calculat indicatorii:

A – Indicatorul nivelului calitativ si tehnic mondial(Q)

Încadrarea produsului în unul din cele 4 nivele de calitate-mod de calcul

peste nivelul mondial-indicativ peste 1,0

de nivel tehnic și calitativ modial între 0,85 și 1,0

nivel tehnic și calitativ mediu intre 0,5 și 0,85

nivel tehnic și calitativ slab mai mic de 0,5

B – Nivelul de informare (N)pentru calculul indicilor de calitate

Caracteristici tipologice ale M.I.G. – 10 comparativ cu realizările pe plan mondial

Tabel 1.9 Caracteristici tipologice ale M.I.G. – 10[8]

Stabilirea ponderii, importanței, caracteristicilor în asigurarea calității produselor

Tabel 1.10 Caracteristici elementare[8]

2 .BILANȚUL ENERGETIC TEORETIC AL AGREGATULUI

2.1.Destinația și performanțele tractorului U1010 DT

Tractorul U 1010 DT este construit cu patru toți motoare și este de uz general, cu destinația executării lucrărilor grele de tracțiune pe ogoare sau miriști.

Tractorul se deosebește de alte tractoare agricole prin următoarele caracteristici : consum economic, putere mărită, aderență la sol foarte bună, post de conducere ergonomic și echipament de lucru perfecționat.

Construcția tractorului U 1010 DT este similară cu celelalte tractoare agricole pe roți: motorul, transmisia, mecanismul de deplasare și echipamentele anexe. El este dezvoltat din motorul de serie a tractorului 445. O nouă particularitate este aceea că el este realizat monobloc dar cu trei chiuloase câte pentru fiecare doi cilindri, deasemenea el poate fi echipat cu pompă de injecție rotativă sau pompă cu injecție în linie.

Transmisia are componența și schema clasică pentru tractorul cu 4 roți motoare neegale, cu puntea din spate la fel cu cea a tractorului cu două roți motoare și puntea din față atașată. Transmisia deține în componența sa elemente constructive noi ,modernizate ,dispozitive de sincronizare la cutia de viteze, reductoare dispuse în serie care modifica gama de trepte a cutiei de viteze, transmisii finale de tip planetare. Prin atașarea la cutia de viteze a două sau trei reductoare, transmisia asigură o gamă de 12+3 sau 16+4 de viteză, adică o gamă foarte largă, de la viteze foarte lente – pentru lucrări de plantat – până la viteze rapide de transport. Prin aceste modificări tractorul poate avea o gamă largă de utilizare Îîn agricultură.

Ansamblul tractorului folosit pentru deplasare au pneuri cu balonaj mărit și roți motoare cu diametre neegale. Diferența dintre diametrele roților din față și cele din spate este relativ mică ceea ce conferă tractorului o aderență bună pe sol, apropiată de tractorul agricol cu patru roți motoare cu patru roți egale. Din această cauză destinția tractorului U 1010 DT este cu precădere lucrărilor grele ale solului.

Sistemele de conducere, mecanismul de frânare cât și cel de direcție sunt moderne și au ăn componența lor servocomenzi hidraulice, lucru ce conferă o conducere sigură și ușoară.

Instalația electrică este construită destul de complex și asigura pornirea motorului , iluminarea pe timpul nopții, semnalizări luminoase și acustice pentru ca tractorul să poată fi condus pe drumurile publice precum și supravegherea și semnalizarea funcționării corecte a tractorului.

Dispozitivele de agregare, ce constituie echipamentul de lucru al tractorului au fost perfecționate și mai bine adaptate la condițiile de lucru specifice.

Ele cuprind:

cârlig de tracțiune pentru remorcile monoax

bară longitudinală de tracțiune ,reglabilă și bară transversală cu furcă de cuplare

mecanism de suspendare a mașinii purtate

ridicător hidraulic monobloc prevăzut cu reglaje automate de forță și poziție

priză independentă de putere cu două trepte de turație ,540 și 1000 rot/min și cu viteză de rotație constată și sincronă cu vitea de deplasare a tractorului

priză hidroulică

instalație pneumatică de frânare pentru remorcă

Toate dispozitivele de mai sus asigură posibilități largi de agregare a tractorului cu tipuri diferite de mașini agricole: mașini purtate (suspendate), semipurtate,tractate, cu acțiune hidraulică, cu acțiune prin cardan.

Echpamentul anex este compus din: capotă de protecție, cabină și greutați adiționale pentru mărirea aderenței tractorului. O nouă implementare este cabina conducătorului care are o platformă suspendată elastic iar scaunele și comenzile aflate în cabină au fost ergonomizate. Deasemenea cabina este climatizată, fapt ce asigură un comfort sporit, și asigură condiții optime de lucru pentru șofer.

Tractorul U 1010 DT are o destinație de uz general, iar cea mai mare parte a timpului de exploatare va lucra la lucrări de tracțiune. Deasemenea o mare importanță o reprezintă cunoașterea performanțelor de tracțiune și metode de utilizare economică a tractorului la aceste lucrări.

Performanțele de tracțiune depind de următoarele :

forma,dimensiunea și uzura anvelopelor

presiunea în anvelope

greutatea de aderență a tractorului, care având toate roțile motoare, este egală cu întreagă greutate a tractorului, iar la greutatea tractorului se adaugă greutăți suplimentare

patinarea roților

starea terenului – umiditate, grad de îmburuienare

panta terenului,în timp ce tractorul urcă, performanțele se diminuează proporșional

Deci atunci când se determină sau se prezintă performațele de tracțiune ,trebuie sa se menționeze echipamentul și condițiile de determinare a performanțelor de tracțiune.

Pentru o determinare generală a performanțelor de tracțiune se poate determina următoarea corelație:

Forța de tracțiune : Ft   Gad (Kgf)

φ = coeficientul de aderență a roților pneumatice pe miriște, sol cu compactitate medie,umiditate în sol 15 ÷ 18% și o patinare de 15%.

Determinat experimental:

φ  0,54

Gad = greutatea de aderență a tractorului care la tractorul cu patru roți motoare este chiar greutatea totală

Viteza de lucru Vt a tractorului poate fi calculată cu relația:

Ptr = (CP)

de unde:

Ptr = puterea de tracțiune a tractorului

Pm = puterea motorului în CP

ηtr = randamentul de tracțiune = 0,7

Deci: = = 8,3 km/h

Viteza de lucru a fost calculată pentru forța nominală de tracțiune, greutatea tractorului de 4200 Kg și o folosire itegrală a puterii motorului.Dacă se ia în calcul 90% din puterea motorului viteza va fi: 0,9.[1]

Fig.2.1 Diagrama performanțelor pe miriște ale tractorului[5]

Performanțele pe miriște ale tractorului cu greutatea 4209 Kg sunt prezentate în diagramă. Principalii parametri prezentați care indică valorile tehnice și economice ale tractorului sunt:

forța de tracțiune (Ft) – Kg f

patinarea roților motoare(δ) – %

puterea de tracțiune (Ptr) – CP

viteza de lucru(Vt) – Km/h

consumul orar de motorină(C) – litri / h

Zona optimă de exploatare pentru principalele viteze de lucru sunt prezentate în tabel:

Tabel 2.1 Zone optime de exploatare[1]

Zonele de exploatare eficientă a tractorului la tracțiune, pe miriște, când este nelestat, așa cum rezultă și din diagramă, sunt următoarele:

forța de tracțiune: 1400 ÷ 2400 Kg f

patinarea: 6 ÷ 10 %

încărcătura motorului: 100 %

viteza de lucru: 8,5 ÷ 112,6 Km/h

consumul specific de combustibil pe CP de tracțiune : 225 – 275 g/CPh

Fig. 2.2 Performanțele pe ogor ale tractorului nelestat[5]

Performanțele tractorului nelestat pe ogor sunt prezentate în fig 2.2.

Zonele economice de exploatare pe ogor cu tractorul nelestat sunt:

patinarea: 10 ÷ 13 %

forța de tracțiune: 1400 ÷ 1600 Kg f

încărcătura motorului: 90%

viteza de lucru: 8 ÷ 8,3 Km/h

2.2. Calculul teoretic al puterii consumate pentru acționarea transportorului cu racleți[1]

Transportorul cu racleți este cu flux discontinuu, cu lanțurile dispuse în plan orizontal.

Se constată că asupra transportorului acționează o forță uniform distribuită, conform celei reprezentate în figura următoare:

Fig 2.3 Transportor[1]

Forța din lanț F: F = μ[N]

G = greutatea masei de gunoi de grajd

μ = coeficient de frecare dintre gunoi și suprafața platformei și a benei = 1,2.

F = 1,2 = 12000 [N]

Puterea necesară acționării transportorului : P

[CP]

v = viteza transportorului în (m/s) – se introduce în viteza maximă a transportorului

V = 0,011m/s

P = = 1.76 [CP] = 1.295 [Kw]

2.3.Consumul de putere pentru acționarea dispozitivului de împrăștiere[1]

Date cunoscute:

D1 = diametrul tobei inferioare = 485,0 mm

D2 = diametrul tobei superioare = 394,0 mm

L1,L2 = lungimea tobelor = 2040 mm

N1,N2 = numărul de palete ale tobelor = 310 mm

l1,l2 = lungimea paletelor tobelor = 310 mm

n1 = turația tobei inferioare = 674 rot/min

n2 = turația tobei superioare = 634 rot/min

d = diametrul roții de lanț a transportorului = 100 mm

n = turația maximă a transportorului = 5 rot/min

Dimensiunile paralelipipedului format de masa de gunoi ce vine în contact cu toba vor fi cele ale benei cu excepția înălțimii care va fi egală cu diametrul tobei de împrăștiere.

Suprafața de gunoi ce vine în contact cu toba inferioară ,respectiv superioară va fi:

Sgunoi,1 = D1 x l1 = 485 x 2040

Sgunoi,1 = 989400 mm²

Sgunoi,2 = D2 x l2 = 394 x 2040

Sgunoi,2 = 803760 mm²

Fig 2.4 Suprafața de gunoi[1]

Se ia în calcul cazul cel mai greu de solicitare – asigurarea normei de 100 t/ha.

Viteza maximă de deplasare a tractorului este Vt = 1,947 m/s = 7,00 Km/h, iar lațimea de lucru a mașinii este egală cu : B = 3,5 m.

Astfel suprafața de gunoi ce poate fi acoperită este de 1,947 3,5 = 6,81 m² în timp de o secundă.

Norma de împrăștiere este de 100 t/ha ceea ce înseamnă ca morma de împrăștiere pe m² trebuie sa fie egală cu 10 Kg, ceea ce înseamnă că transportorul cu raclete trebuie ca în timp de o secundă sa aducă la tobele de împrăștiere o cantitate egală cu :

Q = 6,8110 = 68,1 [Kg/s]

Considerăm valoarea medie a greutății specifice a gunoiului de grajd P = 1 Kg/dm³

Avansul gunoiului la toba de împrăștiere inferioară este :

= = 68,8 [mm/s]

Deci în cazul în care mașina ar avea doar o singură tobă de împrăștiere, transportorul ar trebui sa aibă o viteză de 0,0688 m/s,la o viteză a agregatului de 1,947 m/s = 7,00 Km/h pentru a putea asigura norma de 100 t/ha de gunoi de grajd.

Turația maximă la care poate ajunge transportorul însă este de : n = 5 rot/min, iar diametrul roții este de 100 mm.

În aceste circumstanțe, avansul de material va fi:

htr = π = π = 1570 mm/min

htr = 26,17 mm/s

Masa de gunoi de grajd va avea un avans în raport cu turația celor două tobe de împrăștiere, iar rezultatul este dat de relația:

Qv1 = = = 2,32 mm/rot

Qv2 = = = 2,47 mm/rot

La o singură rotație, toate paletele intră în masa de gunoi. Suprafața așchiată de o paletă la o singură rotație va fi egală cu :

Sașchiată 1,(2) = lățime paletă1,(2),x avansul1,(2)

Lățimea paletei este determinată din proiecția lungimii acesteia, ținând cont de faptul că aceasta este dispusă înclinat dupa un unghi de 60˚ față de axul tobei de împrăștiere:

Prl1,(2) = l1,(2) cos 60˚ = 310 cos 60˚ = 155 mm

Sașchiere 1 = 155 2,32 = 359,60 mm²

Sașchiere 2 = 155 2,47 = 382,85 mm²

Se consideră o rezistență specifică la rupere a gunoiului :

σr med = 0,85 Kg f/cm² = 0,083 N/mm²

Forța specifică de apăsare a paletei pe suprafața gunoiului :

Fspecif 1,(2) =

μ = coeficient de frecare dintre transportor și material = 1,2

G = 10000 Kg f

Fspecif 1 = = 0,012 [Kgf/ mm² ]

Fspecif 2 = = 0,012 [Kgf/ mm² ]

Fspecif 1= 0,012 [Kgf/ mm² ] = 0,118 [N / mm² ]

Fspecif 2= 0,0149 [Kgf/ mm² ] = 0,146[N / mm² ]

Efortul specific efectiv la apăsarea pe paletă :

σef 1,(2) = Fspec1,(2) + σr med

σef 1 = 0,118 + 0,083 = 0,201 [N / mm² ]

σef 2 = 0,146 + 0,083 = 0,229 [N / mm² ]

Deși lungimea tobelor este de 2040 mm, paletele sunt dispuse astfel încât lungimea activă a tobelor se reduce la 1904 mm adică 14 paletele x 136 mm (lungimea proiectată)

Suprafața totală așchiată la o rotațieva fi egală :

St,asch,1,(2) = lungimea activă totală1,(2)x avansul1,(2)

St,asch,1 = 19042,32 = 4417,28 mm²

St,asch,2 = 1904 2,47 = 4702,88 mm²

Forța necesară desprinderii feliei de gunoi va fi :

Fdesp,1,(2) = St,asch,1,(2) σef 1,(2)

Fdesp,1 = 4417,28 0,201 = 888 N

Fdesp,2 = 4702,88 0,229 =1077 N

Momentul rezistent va fi dat de relația :

Mr1,(2) = Fdesp 1,(2)

Mr1 = 888 = 215340 N mm

Mr1 = 1077 =212169 N mm

Puterea consumată pentru acționarea tobelor va fi calculată pentru fiecare în parte și pentru întregul dispozitiv de împrăștiere:

P1,(2) =

η m = randamentul mecanic al dispozitivului = 0,75

P1 = 10-2 = 27,02 [CP]

P2 = 10-2 = 25,04 [CP]

P1 = 27,02 [CP] = 19,87 [Kw]

P2 = 25,04 CP = 18,41 [Kw]

Ptotal = P1 + P2 = 19,87 + 18,41 =38,28 [Kw]

3.DIMENSIONAREA DIFERITELOR SUBANSAMBLE ALE MAȘINII

3.1 Considerații teoretice privind procesul de împrăștiere a gunoiului de grajd

3.1.1. Studiul procesului de împrăștiere[5]

Particulele de material sunt aruncate de către tobă primind un impuls inițial, astfel ele capătă viteze inițiale v0, v1,…(m/s). Aceste viteze se descompun în componentele Ux1, Ux2,…

Fig.3.1 Traiectoria particulelor de material la aruncarea de către tobă[5]

Dacă nu se iau în considerație alte forțe ce se opun mișcării componenta Ux = v cos α își va menține neschimbată valoare în timp. Componenta Uy = Usin α – gt se va supune forței gravitașionale

Traiectoriile vor fi :

Timpul din momentul aruncării din punctul A până în punctul maxim al traoectoriei(D) va fi:

Uy = 0 (rezultă din relația U sin α – gt = 0)

deci : t΄ = .

Din punctul D până pe sol, în punctul C, va fi timpul T = t΄+ t

Cea mai mare lungime teoretică, de aruncare:

Bthn = U cos α T = U(t’+ t) cosα unde :

t = timp de cădere între D și C

Înalțimea cea mai mare atinsă H va fi : H = h’ + h

unde :

h’ = Ymax = U sinα t’ –

h’ = U sinα – g

Vom obține :

h’ =

Dacă h este distanța dintre A,respectiv B,până la sol(C) avem :

H = + h

Din relația v = gt = obținem perioada de timp T = t’+ t

gt =

deci :t =

Rezultă :T = +

Introducem în relația pentru Bthm și vom obține lungimea teoretică de aruncare.

Bthn = U cos α

Bthn = cos α

Dacă h = 0 se obține distanța aruncare W :

W = 2 sin α cos α = sin2α

La tobele orizontale de împrăștiere, viteza înițială a particulelor va fi egală cu U, doar pentru particulele ce se află în vârful paletei. În schimb particulele care se află spre centrul axei valțurilor vor avea viteze inițiale din ce în ce mai mici, tinzând spre zero.

De aceea organele de lucru active influențează drastic densitatea pe sol și lățimea pe sol a benzii de material.

Fig.3.2.Influența organelor active asupra densității pe

sol și lățimii pe sol a benzii de material[5]

Lungimea de distribuție a particulelor pe sol (Bthm) se modifică din următoarele cauze:

Neținând seama de vânt, forța de frecare cu aerul diminuează viteza de înaintare a particulelor.

Rezistența aerului depinde de forma particulelor(λ) de densitate a aerului q = , de proiecția suprafeței particulei pe direcția de aruncare (F) și de factorul vitezei (ψ), ce depinde direct proporțional cu U2.

W = λ q ψ F U2

Totodată trebuie ținut seama și de vânt, astfel,distribuitoarele vor trebui să arunce destul de ” în scurt”. Cu aproximație destul de bună pentru u < 15 %,lungimea Bthm va fi diminuată cu

ɛ1 = 0,80 – 0,85 din valoarea teoretică de calcul.

Interacțiunea reciprocă a particulelor de material cu zborul lor spre sol, influențează mult lungimea de aruncare Bth prin factorul de corecție ɛ2.

Dacă considerăm ɛ1≈ɛ2 vom avea un coeficient total:

ɛ = ɛ1ɛ2 = 0,64 – 0,75 .

Deci distanța reală de aruncare R va fi : R = ɛ Bth

Această lungime de aruncare are o foarte mare importanță pentru distribuitoarele

laterale. Teoretic distanța de aruncare va fi mare pentru α = 45ș.

Indiferent de diametrul tobei de împrăștiere viteza periferică a vârfului paletelor de aruncare trebuie să fie u = (10-15)m/s.

Pentru u > 15 m/s crește consumul de putere fără a se sesiza o îmbunătățire semnificabilă a uniformității distribuției de material.

În figura următoare se reprezintă consumul de putere Ns în funcție de cantitatea de material distribuită (Q) și de diametrul tobei .

Fig.3.3. Consumul de putere Ns în funcție de cantitatea de material distribuită (Q)

și de diametrul tobei.[5]

Diametrul tobei Ds pe vârful paletelor va dezvolta viteza periferică Us.

Us = Ds ns = (10 – 15) (m/s)

Cercetările au arătat că pentru un material specific (gunoi de grajd) cu greutate specifică

ρ = 0,55 – 0,65 kg/dm3, consumul de putere, Ns, în CP, este diferit pentru distribuitorul cu tobe mai mici(curba a)decât pentru distribuitorul cu tobe mai mari(curba b)

La tobele de tip melc distanța de aruncare laterală (în lungul tobei)va fi:

W = vs t = vs vs = 10 -3St

unde : vs = viteza de aruncare laterală

St = pasul spirei

us = turația tobei, în rot/min

h = înălțimea tobei față de sol

Lungimea melcului (perpendicular pe direcția de înaintare a mașinii) va fi Bs și este egală cu BT, lățimea benei mașinii.

Notăm nm = numărul de spire a melcului

St = pasul melcului

Lungimea de aruncare Bs va fi : Bs = 2 nm St

Distanța teoretică de aruncare : Bth = Bs + 2W = 2(nm St + vs )

Și aici intră în calcul pierderile înglobate : ɛ = ɛ1ɛ2:

Bth = 2ɛ

Fig 3.4 Melc de împrăștiere [5]

L1 = unde U1 = πd

L2 = unde U2 = πD

ΔL = L2 – L1

R =

D – d = 2( R – r ) deci : r = R –

Desfășurata : = Lz nm

De ambele părți : Lgs = 2 nm

Melcul este confecționat în general din tablă nituită din mai multe bucăți cu un unghi de antrenare :

ϑ = unde: i = numărul de bucăți din spiră

Odată cu distribuirea materialului se are în vedere și o mărunțire a sa. Forma paletelor pe valțuri influențează mărunțirea. Variația rezistenței la rupere a gunoiului de grajd merge și până la 300%.[5]

Fig 3.5 Valțuri [5]

Se recomandă ca diametrul valțurilor de împrăștiere sa fie cât mai mic pentru a micșora distanța în timp a impactului dintre două palete ale distribuitorului.

Suprafața secțiunii unui valț de distribuție pentru un avans constant:

f = (mm2)

unde : Bs = bi = lungimea valțului de distribuție

ns = turația valțului

Vv = viteza de avans a materialului

Vv = π dv nv

z = numărul de palete pe un valț

Debitul va fi : Vmin = bihL π dv nv (m3/min)

Cantitatea de material distribuită la ha pentru B = bi va fi :

Q = 6000γ

Timpul unei descărcări va fi :

t = =

unde V = capacitatea mașinii

Distanța parcursă : S = 60t vf

Se analizează consumul de putere pentru două variante:

Cu un singur valț (a)

Cu două valțuri (b)

Pentru aceeași înălțime a benei (hL) și aceeași turație a organelor de lucru (ns) vom obține:

Ns = Mt ns c = iP ns c (CP)

unde: P = forța la vârful paletelor

i = numărul de palete aflate în material la un moment dat

d = 2r = diametrul cercului paletelor

c = 1/716,6 = constantă de calcul

Rezultă din cele două variante:

N1 = 2 P 0,6 hL ns c = 1,2 P hL ns c

N1 = 2 P 0,325 hL ns c = 0,65 P hL ns c

Deci, de aici deducem că diferența dintre N1 și N2 este defapt diferența dintre 1,2 și 0,65.

În concluzie, putem spune că pentru aceeași parametri P, hL, și ns, consumul de putere al distribuitorului cu două valțuri este mai mic decât al celui cu un singur valț.

3.1.2. Considerații teoretice privind normele de administrare a îngrășămintelor organice și calculul acestora[5]

În scopul asigurării administrării uniforme a îngrășămintelor organice este necesar ca acestea să fie bine fermentate, ca mașina să corespundă cerințelor agrozootehnice, adică să fie astfel realizată întrucât să permită distribuirea în cantități diferite la hectar cu abatere maximă de + 20% sau -20%.

Normele de îngrășăminte organice ce se aplică la hectar diferă de la cultură la cultură,de perioada în care se aplică, de proprietățile fizico – mecanice ale solului.

Conform cerințelor agrozootehnice, normele de administrare sunt cuprinse între 20 – 100 t/ha.

Norma necesară de îngrășăminte organice ce se administrează se poate determina cu relația:

Q = 10000 (t/ha)

unde: B = lățimea de împrăștiere(m)

v = viteza de deplasare a mașinii(m/s)

γ = greutatea volumică a gunoiului (t/m3)

h = înălțimea stratului de material admis

Vtr = viteza transportorului cu racleți(m/s)

Pentru calculul teoretic luăm:

B = 3,5 (m)

b = 1,9(m)

γ = 0,7 – 1,2 (t/m3)

Înălțimea stratului de material se determină:

V = Sh → h = =

unde:

V = volumul benei (m3)

L = lungimea benei (m)

l = lățimea benei (m)

Pentru a se stabili corect dimensiunile benei, astfel încât să se obțină o sarcină utilă de

10 t trebuie a se ține cont de greutatea specifică a materialului care este transportat și de unghiul de taluz natural al materialului.

Având în vedere că mașina de bază va fi utilizată la transportul și împrăștierea gunoiului, dimensionarea benei se va face ținând cont de aceasta.

Greutatea specifică a gunoiului este 0,7-1,2 t/m3. Trebuie ca volumul benei să fie de 10 m3 .

Ținând cont că unghiul de taluz natural al gunoiului este de până la 70ș, acest volum al benei va fi diminuat pentru a evita posibilitatea supraîncărcării mașinii în absența unor senzori și dispozitive care să semnalizeze atingerea sarcinii maxime. Luând în considerare cele de mai sus se poate obține o sarcină utilă de10 t pentru un volum al benei de 8 m3.

La o lungime constructivă a benei de L = 4,5 m și o lățime l = 2,2 m vom obține o înălțime h = 0,8 m la care se adaugă 10% la încărcare: h = 0,88 m.

Așa cum reiese din bilanțul energetic al agregatului vitezele optime ale tractorului U 1010 DT sunt:

VI = 1,92 km/h = 0,533 m/s

VII = 2,40 km/h = 0,666 m/s

VIII = 3,00 km/h = 0,833 m/s

VIV = 4,30 km/h = 1,194 m/s

VV = 5,61 km/h = 1,558 m/s

VVI = 7,01 km/h = 1,947 m/s

Viteza transportorului Vtr se calculează cu relația:

vtr = (m/s)

unde:

n = turația roții de antrenare a lanțului transportor(rot/min)

Dp = diametrul roții de antrenare (mm)

A fost folosită o roată cu nouă alveole pentru antrenarea lanțului transportor de tip ancoră cu Dp = 180 mm

Ținând cont de schema cinematică aleasă pentru mașina de transportat gunoi, care folosește pentru acționarea transportorului cu racleți un hidromotor lent de moment mic, tip 41-0-315-211 cu o gamă de turație între maxim și minim : 200 – 40 rot/min rezultă o turație maximă și minimă a roții de antrenare a lanțului transportor de 5 – 10 rot/min.

Turația hidromotorului lent de moment mic, poate varia continuu între 40 – 120 rot/min, mulțumită regulatorului de debit cu trei căi din instalația hidraulică, pentru calculul teoretic al normelor, vom considera Vtr corespunzător n = 1,2,3,4,5 rot /min.

Pe baza celor relatate mai sus au fost determinate normele teoretice și au fost centralizate în tabel.

Din tabelul centralizator al normelor de împrăștiere se observă faptul că anumite valori ale greutații specifice a gunoiului de grajd se poate administra orice cantitate între 20 – 100 t/ ha.

Totodată se poate observa că, în general, pentru valorile n=4 rot/min și n = 5 rot/min ale transpotorului, se obțin valori mari ale normei de împrăștiere, cantități care nu se practică la fertilizare, atât din considerații economice, cât și agrotehnice.

În aceste situații nu este necesară folosirea transportorului la turația de 4 și 5 rot/min.

Astfel,se poate obține viteza minimă și maximă a transportorului în funcție de norma minimă ți maximă și de vitezele corespunzătoare tractorului.

Tabel 3.1 Norme de gunoi de grajd ce se pot administra cu mașina [5]

Tabel 3.2 Norme de gunoi de grajd ce se pot administra cu mașina[5]

Din relația de calcul a normei de împrăștiere obținem:

Vtr min = (m/s)

Qmin = 20 (t/ha)

Vmax = 7,01 (km/h) = 1,947 (m/s)

h = 0,88 (m)

B = 3,5 (m)

b = 1,9 (m)

γmed = 1 (t/m3)

Vtr min = = 0,00815 (m/s)

Vtr max =

Qmax = 100 (t/ha)

Vmin = 1,92 (km/h) = 0,533 (m/s)

Deci: Vtr max = (m/s)

Vtr min = 0,00815 (m/s)

Vtr max = 0,01115 (m/s)

3.2 Calculul angrenajului cilindric necesar acționării transportorului

3.2.1 Dimensionarea angrenajului[3]

Date inițiale : s-au folosit notațiile din îndrumarul de reductoare

indicele roții conducătoare

indicele roții conduse

Puterea transmisă : P1 = 8,79 CP

Turația : n1 = 200 rot/min

Raport de transmitere : i = 2

Date adoptate :

Tip reductor : angrenaj cilindric cu dinți drepți

Materiale:

pinion – 18 MnCr 10, STAS 791- 80

roată – 18 MnCr 10, STAS 791- 80

Profil de referință conform STAS 821 – 82

unghiul profilului de referință : α = 200

coeficientul înălțimii capului de referință :h0* = 1

coeficientul jocului roților de referință : c* = 0,25

Elemente geometrice :

unghiul de înclinare a dintelui: β = 0ș

semiunghiul arcului dintelui: ψd = 0,5

Distanța minimă necesară între axe :

amin = (i +1)

unde : Mt2H = moment de torsiune de bază adoptat pentru calculul la contact

Mt2H = 71620 = 71620 = 3147,69 (kgf cm)

Mt2H = 308475 (N mm)

KA = factorul de utilizare = 1,5 (tabel 14.86)

KV = factorul dinamic = 1,2 (tabel 14.96)

KHB = factorul repartiției sarcinii pe lățimea danturii = 1,4

KHα = factorul repartiției frontale a sarcinii

KHa = = = 1,10 (tabel 14.96)

ZH = factorul zonei de contact = 2,5 (tabel 14.96)

ZE = factorul de material = 188,911/2 N/mm2 (tabel A 14.15)

Zɛ = factorul gradului de acoperire = 0,95 (tabel 14.96)

Zβ = factorul înclinării dintelui = (cosβ )1/2= 1 (tabel 14.96)

ψa = = = 0,33

σHlimb2 = tensiunea limită de bază la oboseală de contact a flancurilor =

= 1450 N/mm2 (tabel A 14.16)

σHP2 = factor de siguranță la solicitarea de contact = 1,15

ZN2 = factorul durabilității flancurilor = 1,3 (tabel A 14.1)

ZL = factorul materialului de ungere = 1 (tabel 14.16)

ZR = factorul rugozității flancurilor = 1 (tabel 14.96)

ZV = factorul vitezei periferice = 1 (tabel 14.96)

ZW = factorul raportului durității flancurilor = 1 (tabel 14.96)

ZX = factorul de dimensionare pentru flanc = 1 (tabel 14.96)

amin = (2+1)

amin = 88,76 mm

aw = aSTAS = 90 mm STAS 6055 – 82

diametrele de divizare preliminare:

d1pr = = =6 mm ; d2pr = i d1pr = 2 60 =120 mm

modulul normal minim necesar:

mnmin =

Mt2F = momentul de torsiune de bază adoptat pentru calculul de încovoiere= 308475(N mm)

aw = 90 mm

ψa = 0,33

i = 2

KA = 1,5 ; KV = 1,2

KFB = factorul repartiției sarcinii pe lățimea danturii = 1,4

KF = factorul repartiției frontale a sarcinii

Y  = factorul gradului de acoperire KFα· Y ≈ 1

YFa = factorul de formă a dintelui pentru cazul forței aplicate la vârf = 1

YSa = factorul concentratorului de tensiune = 2

Y  = factorul înlinării dintelui = 1

σa lim 2 = tensiunea limită la oboseală la piciorul dintelui = 650 N/mm

SFP2 = factor admisibil de siguranță la solicitarea piciorului dintelui = 1,25

YN2= factorul durabilității la încovoiere la oboseală = 1

Y = factorul de reazem = 1,1

YR = factorul rugozității racordării dintelui = 0,95

YX = factorul de dimensionare = 1

mnmin = = 4.006

mn = mSTAS = 4 mm STAS 822 – 82

deoarece :

Δm = = =0,0015 < 0,1

numărul de dinți Z1 și Z2

Z1max = = = 14.83

Aleg Z1 = 15 dinți

Z2 = iZ1 = 2 15 =30 ; aleg Z2 = 31 dinți

Δi = = = 0.03

Recalcularea modului normal mn

mn = = = 3.82

mn = mSTAS = 4 mm STAS 822 – 82

3.2.2. Calculul geometric al angrenajului [3]

Date inițiale :

numărul de dinți Z1 = 15; Z2 =31 dinți

unghiul de înclinare al dintelui β = 0

modulul normal mn= 4 mm

modulul frontal mt = = = 4 mm

profilul de referință standardizat conform STAS 822 – 82

α = 20ș ; ha* = 1 ; c* = 0,25

unghiul profilului în plan frontal : α = 20ș

distanța dintre axe aw = 90 mm

deplasările specifice de profil : x1 = 0,1; x2 = -0,18

lățimea danturii : b2 = 30 mm

b1 = 34 mm

Parametri de bază ai angrenajului :

distanța dintre axe a angrenajului:

a = = = 92 mm

unghiul de angrenare

cosαw = = cos20 = 0,9605

αw = 16ș 8’31’’

suma deplasărilor specifice de profil ,Xɛ

Xɛ =

deplasările specifice de profil: X1 = 0,09 mm și X2 = -0,16 mm

distanța dintre axe ,aw

aw = a = 90 = 89.04 mm

diametrul de divizare : d1(2) = mtZ1(2) d1 = 60 mm d2 = 124 mm

diametrele cercurilor de picior:

df1(2) = d1(2) – 2mn(ha* + c* – X1(2))

df1 = 50,72 mm ; df2 = 112,72

înălțimea dinților:

h = aw – mnc* -0,5(df1 + df2) = 7,28 mm

scurtarea dinților:

Δh = aw – mn (2ha* + c*) – h =4 (2 + 0,25) – 7,28 = 1,72 mm

diametrele de cap : da1(2) = df1(2) + 2h

da1 = 65.28 mm

da2 = 127.28 mm

diametrele de bază : db1(2) =d1(2) cos αt

db1 = 60 cos20 = 56,38 mm

db2 = 124 cos20 = 116,52 mm

3.2.3. Forțele din angrenaj [3]

Fig 3.6 Forțele din angrenaj[3]

Se consideră Ft1 = Ft2 ]i Fr1 = Fr2 ] i Fn1 = Fn2

Ft1 = Ft2 = 4975 N

Fr1 = Fr2 = 1440 N

Fn1 = Fn2 =5179 N

3.2.4. Calculul de rezistență al angrenajului[3]

1.verificarea la contact a flancurilor :

σH =ZhZEZɛZβ

unde : σH = tensiunea la contact la oboseală a flancurilor dinților

ZH = 2,51

ZE = (188,9)1/2 N/mm2

Zɛ = 0,92

Zβ =( cos β )1/2 = 1

FtN = forța tangențială nominală de contact la cercul de rostogolire = 4975 N

KA = 1,5 ; KV = 1,2 ; KHβ = 1,4 ; KHα = = 1,18

i = 2,06 ; bw = bz = 30 mm ; dw1 = d1 = 60 mm ;

σH = 1382,28 N/mm2

σHlim1(2) = tensiunea limită efectivă la oboseală de contact a flancurilor = 1450 N/mm2

ZL1(2) = CZL +

CZL = 0,83 + 0,08 = 0,91

υ50 = vâscozitatea cinematică a uleiului = 165 mm2/s

ZL1(2) = 1,04

ZV = CZV +

Vt = viteza tangențială = 10 m/s

CZV = 0,85 + 0,08 = 0,93

ZV = 1

ZR = ; CZR = + 0,12 =0,08

RZ100 = RZ = = 1,65

ZR = 1,04

Zw = = 1,04

ZX = 1

σHlim1(2) = N/mm2

SH1(2) =

SH1(2) = 1,17

Deci condiția este îndeplinită : SH1(2) > SHP1(2)

2.Verificarea la încovoiere a angrenajului

σF =

σF = tensiunea de încovoiere la oboseală la piciorul dintelui

FtP = forța tangențială nominală pentru calculul solicitării de încovoiere = 4975 N

KA = 1,5 ; KV = 1,2 ; KFβ = 1,4 ; KFαYɛ = 1

YFa1 = 3,05 ; YFa2 = 2,76 ;

YSa1 = 1,57 ; YSa2 = 1,62 ;

Yβ = 1 – = 1 – 0 = 1

bcalcul1 = b1 =34 mm

bcalcul2 = b1 + 2mn = 34 + 8 =42 mm

Se alege bcalcul2 = 40 mm și mn = 4 mm

σF1 = 441,42 N/mm2 ; σF2 = 349,07 N/mm2

σF lim = σ0 lim YYRYx = tensiunea limită la oboseală la încovoiere

σ0 lim = tensiunea limită la oboseală la piciorul dintelui = 650 N/mm2

Y1 = 1,04 ; Y2 = 1,05 ; YR = 0,98 ; YX = 1,05 – 0,01 mn = 1,01

σF1 = 669,10 N/mm2 σF2 = 675,53 N/mm2

SF1(2) = ≥ SFP1(2) = 1,25

SF1 = 1,51 ; SF2 = 1,93

Condiția este îndeplinită : SF1(2) < SFP1(2)

3.3. Calculul angrenajului melcat necesar acționării transportorului

3.3.1. Dimensionarea angrenajului[3]

Date inițiale : s-au folosit notațiile fundamentale din Îndrumarul de proiectare transmisii mecanice :

1 – indicele roții conducătoare

2 – indicele roții conduse

Puterea transmisă : 7 CP

Turația : n1 = 100 rot/min

Raport de transmitere : i = 20

Date adoptate :

Melcul de referință conform STAS 6845-82

unghiul profilului : α0 = 20ș

coeficientul înălțimii capului spirei melcului : = 1

coeficientul jocului radial : C* = 0,2

coeficientul înălțimii spirei : h* = 2,2

coeficientul grosimii de calcul a spirei : = 1,5108

Materiale : melc – 18 MnCr 10 STAS 791 – 80

roată – 18 MnCr 10 STAS 791 – 80

Numărul de dinți ai melcului : Z1 = 2

Numărul de dinți ai roții melcate : Z2 = iZ1 = 2 x 20 = 40

Se adoptă : Z2 = 41 dinți

Δi = = = 0,025 < 0,03

Distanța minimă dintre axe :

aH min = (Z2 + q)

Mtzh = momentul de torsiune la oboseală de contact

Mtzh = 71620 = 71620 =5013,4 (kgf cm) = 491313 (N mm)

KA = factorul de utilizare =1,5

KV = factorul dinamic = 1,25

KHB = factorul repartiției sarcinii pe lățimea danturii = 1

ZH = factorul zonei de contact

ZH =

γb = γ0 = arctg = arctg = 11,3099

ZH = = 2,47

ZE = factorul de material = 155,00(N/mm2)1/2

qpr = coeficientul diametral al melcului = 10

σHPL = tensiunea efectivă de contact a flancurilor = 225 (N/mm2)

aw = aSTAS = 160 mm STAS 6055 – 82

Modulul minim necesar :

n2min =

Mt2F = 1,5

KV = 1,25

KFB =factorul repartiției sarcinii pe lățimea danturii pentru calculul la piciorul dintelui = 0,75

Kα = factorul repartiției frontale a sarcinii = 0,75

YFa2 = factorul de formă a dintelui pentru cazul forței aplicate la vârf(72) = 1,4 x 2,3 = 3,22

Zn2 = = 43,48

qpr =10 ; aw = 160(mm)

σFP2 = tensiunea efectivă la piciorul dintelui = 72(N/mm2)

Vom obține :

mn2min =

mn2min = 5,97 (mm)

mpr = = 6,27

mmin = = = 6,08 (mm)

mmin < mpr → mnmin = 6,27 (mm)

mSTAS =6,3 (mm) STAS 822-82

a = 0,5 m (q + Z2) = 0,5 6,3 (10 + 41) = 160,65 (mm)

deci : aSTAS = 160 (mm) STAS 6055 – 82

Δa = = = 0,0042 < 0,1

Deplasarea de profil a roții melcate :

X2 = = 0,5(q + Z2) = – 0,5(10 + 41) = – 0,1

Este îndeplinită condiția : -0,5 ≤ X2 ≤ 0,5

3.3.2. Calculul geometric al angrenajului [3]

Date inițiale

Tipul melcului : ZK 1

Melcul de referința conform STAS 6845 – 82 :

α = 20ș ; = 1,0 ; c* = 0,2 ; h* = 2,2 ; = 1,5708

Distanța dintre axe : aw = 160 (mm)

Modulul : m = 6,3 (mm)

Raportul de transmitere : i = 20

Numărul de începuturi ale melcului : Z1 = 2

Numărul de dinți ai roții : Z2 = 41

Coeficientul diametral al melcului : q = 10

Sensul eliciei melcului : dreapta

Parametri de bază ai angrenajului :

diametrele de divizare : d1 = mq = 63 (mm) ; d2 = mZ2 = 258,3 (mm)

unghiul de pantă a melcului : tgγ = = 0,2 → γ = 11,3099

înălțimea capului spirei melcului : ha1 = = 6,3 (mm)

înălțimea spirei melcului h1 = mh* = 13,88 (mm)

diametrul de cap al melcului : da1 = d1 + 2ha1 =6,3 + 63 = 69,3 (mm)

diametrul de cap al roții : da2 = d2 + 2( + xm) =269,64 (mm)

diametrul maxim al roții : daM = da2 + = 279,09 (mm)

raza de rotunjire a suprafeței exterioare a roții : R = 0,5d1 – ha1 = 25,2 (mm)

lungimea melcului ,b1 : b1 ≥ (8 + 0,06 Z2)m = 65,89 (mm)

b2 ≥(11 + 0,06Z2)m = 84,79 (mm)

lățimea coroanei dințate a roții melcate : b2 = 0,75 da1 = 51,97 (mm)

Dimensiunile nominale de contact :

raza cilindrului director : r = m

Q = = = 50 → = 1,6907

r = 10,651 (mm)

unghiul profilului : α = 22ș 35’12’’ = 22.58ș

pasul spirei melcului : PE = π m Z1 = π 6,3 2 = 39,58 (mm)

pasul axial al melcului : Px = π m = 6,3π =19,79 (mm)

coarda de divizare :

= m cosγ = 1,5 + 0,7 6,3 cos 11,3099 = 9,703 (mm)

Înălțimea la coarda de divizare

= ha + 0,5 tg[ 0.5 arcsin] =

= 6,3 + 0.5 9,703 tg

= 6,314 (mm)

diametrul rolei de contact D = 10,521 (mm)

MD =d1 – (Px – m) + D =

= 6,3 10 – (19,79 – 1,5708 6,3) +10,521 = 77,62

3.3.3. Forțele din angrenajul melcat[3]

Figura 3.7. Forțele din angrenajul melcat[3]

Ft1= = Ft2 tg(γw + φ’)= Ft2 Fa2

Ft2 = = Fa1

Fr1= Fr2= ; Fn1= Fn2= ;

γw = arctg = arctg = 11.3099

φ’= arctgμ’= arctg ; se neglijează și se obține:

Ft2 = = 3804 (N)

Ft1 = 3804tg11,3099 = 761 (N)

Fr1= Fr2= =1412 (N)

Fn1 = Fn2 = = 4128 (N)

3.3.4. Calculul la rezistență al angrenajului[3]

Verificarea la solicitarea de contact a flancurilor

σH2 ≤ σHP2

𝜎H2 = ZHZE

ZH = ; βb = arcsin(sinβcosβαn) = 00

αwt = αn = 20 = 200

ZH= =1,7

ZE= 155 ( N/mm2 )1/2

FtHL= forța tangențială nominală de contact la cercul de rostogolire= 3804 (N)

KH= 1,5; KV= 1,25; KHβ= 1 KHα= 1

dw1= d1= 63 (mm) ; dw2 = d2= 258,3 (mm)

𝜎H2 = 1.77155 = 153,00 ( N/mm2 )

σHP2 = σH lim b2 ZN

σH lim b2 = tensiunea limită de bază la oboseală de contact= 225 ( N/mm2 )

ZN = 1

σHP2 = 225 1 = 225 ( N/mm2 )

Deci, σF2 ≤ σEP2 – condiția este îndeplinită

Verificarea la încovoiere a angrenajului

σF2 ≤ σHP2

σF2 = tensiunea la încovoiere la oboseală la piciorul dintelui

FtF2 = forța tangențială nominal la cercul de rostogolire = 3804

KA = 1,5; KV = 1,25; KF𝛽 = 0,78 KFα = 0,75

YFa2 = 1,42.3 = 3.22

b2 = 51,97 (mm)

mn = 6,3 (mm)

Obținem: 12,74 ( N/mm2 )

σFP2 = σF lim b2 YN

σF lim b2 = tensiunea limită efectivă la piciorul dintelui = 72 (N/mm2)

YN = 1

σEP2 = 72 1 = 72 ( N/mm2 )

Deci: σF2 < σEP2 – condiție îndeplinită

3.4. Verificarea tronsonului de cardan din vecinătatea cuplajului de siguranță [3]

Momentul de torsiune este dat de relația:

Mt = 71620

Unde: P = puterea transmisă = 45 CP

N = turația arborelui = 1000 rot/min

Mt = 71620 = 3223 (kg f cm) = 315844 (N/mm)

dar Mt = Wp τef

τef = ≤ τadm

Wp= modulul de rezistență polar: Wp = = = 5301 (mm3)

τ adm = efortul admisibil la răcire: (58,8- 88,2) (N/mm 2)

Efortul unitar efectiv al arborelui:

σef = = 59,58 (N/mm2)

σef < σadm – condiție îndeplinită

Până la reducătorul conic arborele va avea turația de 1000 rot/min. Deci, momentul de torsiune va avea valoarea Mt = 315844 (N mm) = 315,844 (N m)

Se alege un cuplu cardanic tip:

putere: 45 CP

Mtn = 430 (N m)

Rezultă cuplu cardanic tip : 25000 – 0000.1

3.5 Calculul angrenajului conic necesar acționării dispozitivului de împrăștiere [3]

Date inițiale

S-au utilizat notațiile din Îndrumarul de reductoare :

1 – indicele roții conducătoare

2 – indicele roții conduse

Puterea : P1 = 45 CP

Turația : n1 = 1000 rot/min

n2 = 548 rot/min

Raportul de transmitere : i = = 1,82

Date adoptate :

Tipul angrenajului : angrenaj conic cu dinți drepți

Roată plană de referință conform STAS 6844 – 80 :

unghiul profilului de referință : α = 20ș

coeficientul înălțimii capului de referință : = 1

coeficientul jocului radial de referință : c* = 0,2

Materiale : – pinion 18MnCr 10 – STAS 791 – 80

roată 18MnCr 10 – STAS 791 – 80

Diametrul minim necesar al pinionului :

dm1min =

unde : Mt1H = moment de torsiune pentru calculul la oboseală de contact

Mt1H = 76120 = 76120 = 3223 ( kgf cm)

MtH1 = 315850 (N mm)

KA = factor de utilizare = 1,25

KHV = factorul dinamic = 0,96 + 0,0032n13 = 1,28

KHβ = factorul repartiției de sarcinii pe lățimea danturii

KHβ = 0,5 ψdm + 1 = 0,5 0,4 + 1 = 1,2

KHα = factorul repartiției frontale a sarcinii = 1

i = 1,82

ψdm = semiunghiul arcului dintelui = 0,4

σHlim b = tensiunea limită efectivă la oboseala de contact a flancurilor dinților

σHlim b = 425 (N/mm2)

SHP = factor admisibil de siguranță pentru solicitarea de contact = 1,15

ZH = factorul zonei de contact = 1,15

ZE = factor de material = 189,9 (N/mm2)1/2

Zɛ = factorul gradului de acoperire = 0,95

Zβ = factorul înclinării dintelui

Zβ = (cos βm)1/2 = 1

ZN = factorul durabilității flancurilor = 1

ZL = factorul materialelor de ungere = 1

ZR = factorul rugozității flancurilor = 0,9

ZV = factorul vitezei periferice = 1

ZW = factorul raportului durității flancurilor

ZW = 1,2 – = 1,2 – = 1,16

ZX = factorul de dimensionare pentru flanc = 1

Înlocuind în formulă com obține : dm1min = 102,95 (mm)

Modulul minim necesar :

mnmin =

Mt1F = moment de torsiune de bază adoptat pentru calculul de încovoiere

Mt1F = 71620 = 71620 = 315850 (Nm)

KA = 1,25 ; KFU = 1,28 ; KFβ =1,2 = KHβ

KFα Yɛ = 1

YFa = factorul de formă a dintelui pentru cazul forței aplicate la vârf = 2,5

YSa = factorul concentratorului de tensiune = 2

Yβ = factorul înclinării dintelui = 1

Yɛ = factorul gradului de acoperire = 1

Ψdm = 0,4

dm1 = 102,95 (mm)

σ0lim = tensiunea limită la oboseală la piciorul dintelui = 342,5 (N/mm2)

SFP = factor de siguranță la solicitarea piciorului dintelui = 1,25

YN = factorul durabilității la oboseală = 1

Y = factorul de reazem = 1,1

YR = factorul rugozității racordării dintelui = 1

YX = factorul de dimensionare = 0,994

Înlocuind în formulă vom obține : mnmin = 4,77 (mm)

mnminSTAS = mnm = 5 (mm) STAS 822 – 82

mtm = = = 5 (mm)

mte = mtm (1+ψdmsin1) = 4,10 (mm)

mne = mtecosβ = 4,10 1 = 4,10 (mm)

Numărul de dinți : Z1 și Z2

Z1max = = = 20,6

del = dm1 (1 + ψdm sin1 )= 102,95(1 + 0,4sin28,7399)= 84,46 (mm)

Z2max = iZimax = 37,56

Se adoptă : Z1 = 17 dinți

Z2 = iZ1 = 30,99 deci Z2 = 31 dinți

ireal= = 1,8235

Δi = = = 0,0019 < 0,05

3.5.1.Calculul geometric al angrenajului conic(3)

Date inițiale

Numărul de dinți : Z1 = 17 ; Z2 = 31

Modulul exterior : me = 6 mm

Profilul de referință : STAS 6844 – 80

Calculul parametrilor roților plane

numărul de dinți al roții plane

Zp = = = 35,35

lungimea exterioară a generatoarei de divizare :

Re = 0,5 meZP = 0,5 6 35,35 = 106,06 (mm)

lățimea danturii

b ≤ = deci b = 36 (mm)

b ≤ 10 me = 10 6 = 60

lungimea mediană a generatoarei de divizare :

Rm = Re – 0,5b = 106,6 – 0,5 36 = 88,06 (mm)

lungimea interioară a generatoarei de divizare :

Ri = Re – b = 106,06 – 36 = 70,06 (mm)

modulul median :

mm = me = 6 = 4,98 (mm)

diametrul de divizare :

dm1(2) = mm Z1(2) deci : dm1 = 84,66 (mm) ; dm2 = 154,38 (mm)

raportul numerelor de dinți :

i = = = 1,8235

unghiul conului de divizare :

tg1 = = =0,5483

deci : 1 = 31,9331 ș

2 = ɛ – 1 = 90 – 31,9331 = 58,0668ș

coeficientul unghiului de divizare :

Xr2 = – Xr1 = – 0,34

coeficientul deplasării tangențiale de profil

xt2 = -xt1 = 0

Calculul parametrilor roților dințate

înălțimea exterioară a capului dintelui :

hae1(2) =( + Xr1(2))me

hae1 = (1 + 0,34) 6 = 8,04 (mm)

hae2 = (1 – 0,34) 6 = 3,96 (mm)

înălțimea exterioară a piciorului dintelui :

hfe1(2) =( +c* – Xr1(2))me

hfe1 = (1 + 0,2 – 0,34) 6 = 5,16 (mm)

hfe2 = (1 + 0,3 – 0,34) 6 = 9,24 (mm)

înălțimea exterioară a dintelui :

he = hae1 + hfe1 = hae2 + hfe2 = 8,04 + 5,16 = 3,96 + 9,24 = 13,20 (mm)

arcul de divizare exterior :

Se1 = (0,5π + 2Xr1tgα + xt1)me = 10,9077 (mm)

Se2 = π me – Se1 = 6π – 10,9077 = 7,9417 (mm)

unghiul piciorului dintelui

tgƟf1(2) = hef1(2) / Re ; deci tgƟf1 = 0,04865 deci Ɵf1 =2,7854ș

unghiul conului de picior:

f1(2) = f1(2) – Ɵf1(2) deci f1 = 29,1477ș f2 = 53,0878ș

unghiul conului de cap :

a1(2) = a1(2) – Ɵa1(2) deci a1 =36,9121ș și a2 = 60,8522ș

diametrul de divizare exterior:

de1(2) = meZ1(2) deci : de1 = 102 (mm) ; de2 = 186 (mm)

înălțimea exterioară a conului de cap :

Hae1(2) =Recos1(2) – hae1(2)sin1(2)

vom obține : Hae1 = 85,75 (mm)

Hae2 = 52,73 (mm)

înălțimea interioară a conului de cap

Hai1(2) = Hae1(2) – bcosa1(2)

Hai1 = 56,96 (mm)

Hai2 = 35,19 (mm)

Roți dințate cilindrice analoage cu următoarele caracteristici :

numărul de dinți : ZV1(2) = ; ZV1 = 20,03 ; ZV2 =58,60

diametrul de divizare : dev1(2) = ZV1(2) me ; dev1 = 120,18 (mm)

dev2 = 351,61 (mm)

unghiul de presiune pe cercul de cap :

cos αaev1(2) = dev1(2)

Prin calcul vom obține : αaev1 = 35,0246ș

αaev2 = 23,2208ș

diametrul de bază :

dbev1(2) = dev1(2) cosα deci ; dbev1 = 112,93 (mm) ; dbev2 = 330,39 (mm)

distanța dintre axe :

aev = 0,5(dev1 + dev2) = 0,5(120,18 + 351,61) = 235,89

3.5.2 Calculul forțelor din angrenaj[3]

Ft1 = Ft2 =

Fr1 = Ft1tgαwcosw1 Fr2 = Ft2tgαwcosw2

Fa1 = Ft1tgαwcosw1 Fa2 = Ft2tgαwcosw2

Fn1 = Fn2 =

Fig 3.8 Forțele din angrenaj(3)

Se consideră că : w = αw = α dwm = dm

Deci efectuând calculele vom obține : Ft1 = 7462 (N)

Fr1 = 2305 (N)

Fa1 = 1437 (N)

Fn1 = 7941 (N)

Mt2 = 71620 = 71620 = 5528 (kgf cm) = 451777 (N mm)

Ft2 = = 7019 (N)

Fr2 = 7019 tg20cos54,0668 = 1499 (N)

Fa2 = 7019 tg20sin54,0668 = 2069 (N)

Fn2 = = 7469

3.5.3.Calculul la rezistență a angrenajului (3)

σH1(2) = ZHVZEZɛRZβ

Făcând înlocuirile corespunzătoare vom obține :

σH1 = 630,05 (N/mm2)

σH2 = 611,06 (N/mm2)

σHlim1(2) = σHlim1(2) ZLZVZRZWZX = tensiunea limită de contact la oboseală a flancurilor dinților

Calculând ,se obține : σHlim1 = 731,40 (N/mm2)

σHlim2 = 719,09 (N/mm2)

SH1(2) = ≥ SHb1(2)

SH1 = 1,15 ; SH2 = 1,17

Deci : SH1 ≥ SHb1(2) ; SH2 ≥ SHb1(2) – condiția este îndeplinită

Verificarea la încovoiere la oboseală a angrenajului

σF1(2) = YFaYDSaYɛYβ

σF = tensiunea la încovoiere la oboseală la piciorul dintelui

FtF = forța tangențială nominală pentru calculul solicitării de încovoiere

FtF1 = 7469 (N) ; FtF2 = 7019 (N)

Obținem : σF1 = 251,32 (N/mm2)

σF2 = 236,40 (N/mm2)

σFlim = σ0lim YYRYX

σFlim = tensiunea limită la oboseală prin încovoiere

σ0lim = tensiunea limită la piciorul dintelui = 500 (N/mm2)

Y = 1,06 ; YR = 0,95 ; YX = 1,03 – 0,006 mn = 1,03 +0,006 6 = 1,066

σFlim1 = 5001,96 0,95 1,066 = 536,75 (N/mm2)

SF1(2) = ≥ SFP1(2) = 1,25

SF1 = = 2,13

SF2 = = 2,27

SF1 < SFP1 ; SF2 < SFP2 – condiție îndeplinită

3.6. Calculul transisiei cu lanț necesară acționării tobei inferioare a dispozitivului de împrăștiere

Acest calcul a fost efectuat conform STAS 4079 / 2 – 75, metodologia expusă în “A.V. Krasnicenko – manualul constructorului de mașini agricole”

3.6.1. Dimensionarea lanțului (4)

Date inițiale

Puterea: P = P1ηa – η2r = 45 0,98 0,9982 = 43,74 (CP) = 32,170 (KW)

Turația roții conducătoarea: 674 rot/min

Turația roții conduse: 634 rot/min

Raportul de transmitere: i = = = 1,063

Distanțele dintre axele roților: A0 = 680 mm

Calculul la alegere:

numărul de dinți ai roților conducătoare: Z1 = 27

puterea: PD = Pf1f2; f1 = 1; f2 = 0,7 PD = 32,170 1 0,7 = 22,5 (KW)

Se alege un lanț 16A dublu STAS 5174-66 cu următoarele caracteristici:

pasul: p = 25,40 (mm)

sarcina minimă la rupere: SM = 114000 (N)

greutatea pe metrul linear de lungime: G = 5,1 kg/m

Numărul de dinți ai roții conduse: Z2 = 26 dinți

3.6.2. Calculul elementelor geometrice ale roțilo lanțului [4]

diametre de divizare:

Dd l(2) =

Calculând vom obține: Ddl = 218,79 (mm) Dd2 =210.72 (mm)

lungimea lanțului exprimată în numărul de pași:

Lp = 2Ap0 + (Z1 + Z2) +

Ap0 = = 26,77

c =

Înlocuind în formulă vom obține: LP = 80,04 zale

Se adoptă 82 zale; Lp = 82

distanța dintre axa exprimată în număr de zale:

AP = Lp – ( z1 + z2 ) +

Deci : AP = 27,74 zale

distanța dintre axe calculată:

AC = AP P = 27,74 25,4 = 704,569 (mm)

săgeata de montaj:

fm = = = 23,03 (mm)

săgeata datorată uzurii:

DT = AC = distanța tangențială

DT = 704,58 (mm)

Deci : fn = 88,07 (mm)

unghiul de înfășurare ale lanțului pe roțile de lanț ;

β1 = 180˚ – arcsin = 180 – 2arcsin = 180,6562

Deci: β1 = 108˚39’22’’

β2 = 180˚ + 2arcsin = 179,3437

Deci: β2 = 179˚20’37’’

viteza periferică a roții de lanț:

v = = 7,70 (m/s)

3.6.3. Calculul forțelor [4]

momentul de torsiune la arborele cunducător:

Mtl = 95500 = 95500 = 455832 (N mm)

forța tangențială

Ft = = = 4167 (N)

forța datorată efectului centrifugal

Fc = v2G = 7,702 5,1 = 303 (N)

forța rezultantă în ramura conducătoare

Fa = Ft + Fc = 4167 + 303 = 4470 (N)

forța de apăsare în arbori și lagăre:

Fap = (1,05 – 1,15)Ft = 1,1 4470 = 4584 (N)

3.6.4 Calculul la rezistență al transmisiei [4]

verificarea la rupere

γST ≥7 ; γ0 ≥ γ λD

γST, D = coeficient de siguranță la rupere (static, dinamic)

γST = = 25,50 ; γD = = 19,15

γ λD = 15 0,785 = 11,775

Deci: γST > 7

γD >γ λD condițiile sunt îndeplinite

veriifcarea forțelor de întindere admisibile la solicitarea rolelor

FR = Fr λr tr

Rezultă : FR = 32850 (N)

= = 5953 (N)

Deci : FR > – condiția este îndeplinită

verificarea la uzură:

= f(w)

w = 4,32

= 190 → PV = 190 Y 13,3

PS =

Unde : j = numărul de rânduri de zale ale lanțului

Aa = aria articulației lanțului = 179 mm2

Obținem: Ps = = 12,48 (N/mm2)

Deci: Pv > PS – condiția este îndeplinită

Concluzia: lanțul este bine dimensionat si ales corespunzător.

3.7. Calculul osiei autodirectoare [1]

Fig 3.9 Osie autodirectoare [1]

FS = Fd = 3100 kgf = 30380 (N)

RA = RB = 3100 kgf = 30380 (N)

FFs = FFd = forța de frecare

Fdd = Fds = forța de derapare

Deoarece încărcarea osiei se face prin intermediu arcurilor, se consideră că secțiunea periclitată este în planul a- a; a’- a’.

Reacțiunile din B și A dau un moment încovoietor în secțiunea a- a; a’- a’, situate în plan vertical:

MiV = 377KdRA

Kd = coeficient dinamic = 1,5 – 1,7

Se consideră Kd = 1,5 pentru că viteza mașinii este maxim de 30 km/h

MiV = 3771,530380 = 16983890 (N mm)

Forța de frecare dă un moment de răsucire în jurul axei I- I care are valoarea:

MFs = Mfd = FfS rd

unde: rd = raza dinamică a roții = 525 (mm)

FfS = Ffd = 30380 φ

Unde φ = coeficient de aderență, considerat beton uscat = 0,7- 0,8

FfS = Ffd = 30380,08 = 24304 (N)

MfS = Mfd = 24304,525 = 127596000 (N mm)

Aceeasi forță de frânare din plan orizontal dă un moment de incovoiere în secțiunea a- a; a’- a’.

MiH = 377 24304 = 9162608 (N mm)

Toate aceste trei eforturi acționează simultan pe mașină. Eforturile unitarea normale, ca urmare a solicitării de încovoiere în plan vertical și în plan orizontal, se determină:

σiv = și σiH =

WiH,V = modul de rezistență la răsucire

Osia este confecționată din țeavă rotundă cu diametrul mare D =121 mm și d = 101 mm.

WiH = WiV = = 89493 mm3

vom obține: σiV = 189,78 (N/mm2)

σiH = 102,38 (N/mm2)

Fusul este executat din 40Cr10 STAS 791-80 cu rezistență la rupere de 80- 95 kgf/ mm2, iar osia din oțel OLT 45 sau OLT 65 STAS 8183-80, cu profil de țeavă cu ϕ 121 x STAS 404/2 – 80.

Deoarece aceste solicitări au determinat eforturi unitare normale decalate cu 90˚, efortul unitar normal rezultant va fi:

σi = = 215,63 (N/mm2)

În momentul frânării porțiunea de țeavă curpinsă între planurile a și b, respectiv a’ și b’ este supusă la încovoiere și răsucire :

τr =

Wp = modulul de rezistență polar al țevii = 178983 (mm3)

Deci: τr = 71,28 (N/mm2)

Deoarece solicitările la încovoiere sunt preponderente, pentru determinarea efortului unitar, normal echivalent, se alege dimensionarea conform teoriei efortului unitar normal maxim:

σech = 0,5σi +0,5 = σa = 237,06 (N/mm2)

Rezistența admisibilă la încovoiere pentru cazul oțelurilor de construcție se alege în funcție de rezistența la curgere σc pentru a s evita plecarea deformațiilor în zona de curgere.

Pentru oțelurile laminate sau forjate, supuse la solicitări pulsatorii avem :

σai = σat

unde σat = rezistența admisibilă la tracțiune

σat = c = coeficient de siguranță = 1,3- 1,4

σcOLT 45 = 26 kgf/ mm2

σcOLT65 = 38 kgf/ mm2

Se alege: c = 1.3 σatOLT 45 = 20 kgf/ mm2 = 196 (N/mm2)

σatOLT 65 = 29,23 kgf/ mm2 = 286,46 (N/ mm2)

Deci: σech ≤ σat se alege o țeavă ϕ 121 x STAS 404/2 – 80.

3.7.1. Calculul semiaxei [1]

Fig 3.10 Calculul semiaxei[1]

În cazul frânării asupra semiaxei în planul a – a acționează momentul încovoietor:

Mit = 35 = 35 = 1361688 (N/ mm2)

σiF = = 32,27 (N/ mm2)

În cazul derapării valoarea maximă a momentului este la roata din afara virajului.

Fd = forța maximă la limita de aderență a roții = Fr = 24304 (N)

Mid = momentul de încovoiere prin derapare

Rd = raza dinamică a pneului 16 -20 ’’ / 14RP = 525 (mm)

Rezultă: Mid = 14886200 ( N mm)

Mid = 70RA + rdFd

σid = = 352,85 ( N mm2)

În cazul trecerii peste obstacole se consideră că reacțiunile în roți cresc de două ori, deci coeficientul dinamic va fi: cd = 2.

Midn = momentul încovoietor la denivelări

Midn = 70 cd Kd RA = 6379800 (N mm)

σidn = efortul unitar la încovoiere în timpul depășirii obstacolelor

σidn = = 151,22 (N/mm2)

Semiaxa se execută din 40 Cr 10 STAS 791 – 80

σr = 90 kgf/ mm2

σc = 70 kgf/ mm2

c = 1,4

σai = σat = 50 kgf/ mm2 = 490 (N/mm2)

În toate cele trei rulmenți conici de tipul:

– 30215 (75 x 130 – 27,25) STAS 3920 – 80

– 30212 (60 x 110 – 28) STAS 3920 – 80

3.7.2.Calculul de solicitare a rulmenților [1]

Fig 3.10 Repartizarea forțelor pe rulment[1]

În desen s-au notat:

Qc = forța de apăsare a arcului pe osie = 30280 (N)

K’ = masa unei roțicomplet echipată = 250 kg

QR = solicitarea prin apăsarea rulmenților la osie fără greutatea osiei

QR = QB – K’ g = 27930 (N)

Din figură: a = 58,25 +22 =80,35 (mm)

L = 58,25 +41,75 + 22 +27 = 149 (mm)

Repartizarea forțelor pe rulmenții conici ai unei roti va fi:

Fr1 = fm QR

fm = coefficient care tine seama de solicitările dinamice care apar datorită denivelărilor = 1,45

Vom obține: Fr1 = 21812 (N)

Valoarea forței axiale care solicit rulmenții conici este egală cuvaloarea forței limită de aderență a pneului pe beton uscat.

Fa = QR φ

Unde φ = coeficint de aderență anvelopă- beton = 0,7- 0,8

Deci Fa = 22344 (N)

Solicitările rulmenților la deplasările în curbă vor fi:

QRa = 2 fm QR

Unde: k = coefficient de stabilitate = 0,35

hs = 1800 (mm)

Sw = 2000 (mm)

Se va obține: QRa = 66013 (N)

QRi = 14984 (N)

În realitate, reacțiunile în roată sunt mai mici, cu atât mai mult când deplasarea se face pe miriște.

FrI2 = QRa + Ka = 66013 + 22344 = 114283 (N)

FRrI2 = QRa – Ka = 66013 – 22344 = – 48270 (N)

Aceste solicitări sunt pentru roata din exteriorul virajului, pentru roata din interiorul virajului ele vor avea valorile :

FrI 3 = QRi – Ka = – 70659 (N)

FrII 3 = QRi + Ka = 85643 (N)

3.7.3.Calculul de încărcare echivalentă a rulmenților [1]

Încărcarea radial maxima pentru rulmentul 30215 este de 114283 (N), la roata din exteriorul virajului, iar la rulmentul 30212 de 85643 (N), la roata din interiorul virajului.

Date cunoscute:

C = capacitatea de încărcare dinamică

C0 = capacitatea de încărcare static

X0 = factorul radial al rulmentului

Y0 = factorul axial al rulmentului

P = sarcina dinamică echivalentă

P0 = sarcina static echivalentă

S0 = factoru de siguranță static = 1,5 – 2 pentru rulmenți rotitori, cu sarcini în timpul funcționării

Lh = durabilitatea în ore de funcționare a rulmentului

Lh =

Unde: Lkm = 0,2 – 0,3 pentru remorci

v = viteza remorcii = 30 km/h

Lh = 8333 ore de funcționare

Pentru rulmentul 30215 avem:

= = 0,2

P = FR + 1,12YFa = 114283 (N)

P0 = 0,5 Fr + Y0Fa = 75017 (N)

Pentru rulmentul 30212 avem:

= = 0,26

P = Fr + 1,12YFa = 85643 (N)

P0 = 0,5 Fr + Y0Fa =30697 (N)

Carcteristicile rulmenților luate din STAS 3920 – 80 :

Tabel 3.3 Caracteristici rulmení[3]

Pentru rulmentul 30215 : = = 1,06

30212 : = = 0,99

Turația roții: n1 = = 159,15 (rot/min)

n2 = = 79,57 (rot/min)

Durabilitatea rulmenților calculată pentru cele două turații:

Pentru rulmentul 30215

LhI l(2) =

Vom obține prin calcul valorile : LhI1 = 127,2 ore de funcționare

LhI2 = 256,4 ore de funcționare

Pentru rulmentul 30212

LhII1 = 101,3 ore de funcționare

LhII2 = 204,0 ore de funcționare

Se observă că rulmenții sunt dimensionați la o limită riscantă, motiv pentru care se aleg rulmenții imediat superiori: 32215 (75 x 130 – 33,25)

32212 (60 x 110 – 29,75) STAS 3920- 80

Caracteristicile noilor rulmenți:

Tabel 3.4 Caracteristici rulmení[3]

Pentru rulmentul 32215: = = 1,22

32212: = = 1,28

Durabilitatea rulmenților pentru turațiile n1 și n2:

32215: L’hI 1 = (1,22)10/3= 203,3

ore de funcționare

L’hI 2 = (1,22)10/3= 409,3

32212: L’hII 1 = (1,28)10/3=238,6

ore de funcționare

L’hII 2 = (1,28)10/3 = 430,3

Dacă se consideră o viteză de viraj de 7,5 hm/h se obține:

n3 = = 39,79 (rot/min)
L’hI 3 = (1,22) = 814

ore de funcționare

L’hI 3 = (1,28)10/3 = 956

Dacă se consideră că mașina lucrează 8 ore pe zi, din calcul rezultă că mașina ar putea efectua viraje:

30 zile cu v = 30 km/h

60 zile cu v = 15 km/h

120 cu v = 75 km/h

Tinând cont că mașina este exploatată în condiții de drum de camp sau în ferme de beton, unde ϕ are valoro mult mi amici, se poate spune că rulmenții sunt bine aleși

4. REGLAREA MAȘINILOR PENTRU

ADMINISTRAT ÎNGRĂȘĂMINTE ORGANICE SOLIDE

Reglajul orizontalității cadrului mașinii – la cele tractate și susținute pe roți se face prin cuplarea în poziție corespunzătoare la bara de tracțiune a tractorului, a triunghiului de tracțiune a mașinii.

Reglarea vitezei liniare a trasnportorului – se face prin modificarea poziției manetei de reglare a cursei mecanismului cu clichet,în scopul de a asigura debitul necesar sau prin schimbarea unor roți ale transmisiei mașinii.

Asigurarea normelor de îngrășământ stabilite la ha – se face prin variația vitezei de înaintare a mașinii și a vitezei de deplasare a transportorului mobil. Schimbarea vitezei liniare de deplasare a transportorului trebuie să se facă ușor, fără jocuri, pentru nu-l deteriora.

Reglajul făcut se verifică practic în teren,pentru a constata dacă se realizează norma de îngrășământ dorită.

Deoarece norma este stabilită de cerințele agrotehnice având o valoare bine determinată,lățimea de lucru a mașinii fiind de asemenea constantă(aproximativ constantă pentru fiecare fel de îngrășământ),rezultă că elementele ce se pot varia sunt viteza de lucru a mașinii și debitul aparatului de distribuție.

De aceea, din expresia debitului:

Q = (kg/s)

se scoate valoarea Vl,care trebuie respectată pentru acelașii debit și aceeași normă a mașinii,exprimată cu relația :

Vl = (m/s)

în care :

Q = debitul de material, în kg/s

Vl = viteza de lucru a mașinii, în m/s

N = norma de îngrășământ, în kg/ha

Bl = lățimea de lucru a mașinii, în m

La mașinile la care aparatele de distribuție sunt antrenate de la roțile de transport ale mașinii,cantitățile de material ce se distribuie la unitatea de suprafață nu sunt influențate de viteza de deplasare a agregatului;la cele antrenate prin priza de putere a tractorului,cantitățile de material ce se distribuie la unitatea de suprafață se reglează în funcție de mărimea vitezei de deplasare a agregatului. Aceste reglaje se verifică în lucru pe câteva parcursuri,înainte ca mașina să lucreze în exploatare.[7]

5. EXPLOATAREA AGREGATELOR DE

ADMINISTRAT ÎNGRĂȘĂMINTE ORGANICE

Înainte de folosirea acestor mașini în exploatare se verifică starea lor tehnică și în special starea lanțurilor de întindere,astfel încât barele transversale ale acestora să se deplaseze perpendicular pe axa longitudinală a mașinii, iar lanțurile să calce corect pe dantura roților de antrenare.Se strâng toate îmbinările, se verifică existența apărătorilor la organele în mișcare ale transmisiei și se ung toate locurile prevăzute. Se reglează tensiunea resortului de la cuplajul de siguranță a transmisiei astfel încât,dacă se blochează organele de lucru,transmisia să se decupleze,pentru protejarea acestor organe împotriva distrugerii.

Se reglează norma de îngrășământ în funcție de compoziția,umiditatea și gradul de fermentare al materialului ce se distribuie și se verifică la două sau trei treceri norma reglată,făcându-se corecturile necesare.

Platforma de gunoi este bine să fie amplasată cât mai la centru față de terenul pe care îngrășământul urmează să fie împrăștiat,cu acces ușor al agregatului de administrat îngrășăminte organice solide și al încărcătorului cu greifer,care trebuie să alimenteze mașina.

În gunoiul de grajd depozitat nu trebuie să existe corpuri tari cum ar fi: pietre,cărămizi,corpuri metalice, care pot provoca deteriorarea mașinii.

Încărcarea mașinilor cu gunoi de grajd nu va depăți cu mai mult de 25-30 cm marginea superioară a obloanelor benei.

Deoarece majoritatea acestor mașini nu sunt prevăzute cu frâne,agregatul nu trebuie să se deplaseze cu o viteză mai mare de 2,5 m/s (10 km/h).

Metoda de deplasare a agregatului este similară cu cea a agregatelor de semănat.

Când se lucrează iarna,după terminarea lucrului mașina se curăță bine, pentru a evita blocarea lanțurilor transportorului prin îngheț.Înainte de începerea lucrului mașinile noi sau reparate se reglează în gol și în sarcină.[7]

Bibliografie

Căproiu Șt.,ș.a.-Curs de teoria,calculul și construcția mașinilor

agricole pentru lucrările solului,Institutul Politehnic “Traian Vuia”,Timișoara,

1978

Căproiu Șt.,ș.a.-Mașini agricole de lucrat solul,semănat și întreținere

a culturilor,E.D.P. București,1982

Filipoiu I.,Tudor A.-Proiectarea transmisiilor mecanice,Ed.Bren,

București,2006

Krasnicenko A. V.-Manualul constructorului de mașini agricole,E.D.P,

București,1981

Paraschiv G. – Mașini agricole I, Notițe de curs, Facultatea Ingineria

Sistemelor Biotehnice, Universitatea Politehnica București, 2011

Roș Victor-Mașini agricole,Institutul Politehnic ClujNapoca,1974

Scripnic V.,ș.a.-Mașini agricole,Ed.Ceres,București,1979

Toma D.,ș.a.-Tractoare și mașini agricole,E.D.P.,București,1981

Prospecte ale firmelor constructoare de mașini agricole

I.Buzea,GR. Langu – Mecanizarea aplicării îngrășămintelor,Ed.Ceres București

Toma D. – Mașini și instalații agricole, E.D.P București

https://biblioteca.regielive.ro

http://www.farmweekly.com.au

Toma D.,Neagu T. ș.a. -Tractoare și mașini agricole (partea a II –a) E.D.P București