автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров и разработка станка для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец

"Ч ./V

^ ¿У

-У КАЗАХСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ Л» ОБЪЕДУ! 1ЕНИЕ

о - .

МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ 4 СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

Токеептов Дняс Есбаевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА СТАНКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕТКИ ПАСТБИЩНОЙ ИЗГОРОДИ

ДЛ Я ОВЕЦ

Специальность 05.20,0! - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы.1996

Работа выполнена в Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства (НПО "Казсельхозмеханизация).

Научный руководитель - кандидат технических наук,старший научный сотрудник ЖОРТУЫЛОВ О.Ж.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,старший научный сотрудник АБИЛЖАНОВ Т.А.

кандидат технических наук,доцент КУРМАНГАЛИЕВ О.К.

Ведущая организация - Казахская государственная головная машиностроительная станция

Защита состоится 2.6 " ССп^^Я г. в часов на

заседании специализированного совета Д. 55.57.01 по присуждению ученой степени доктора наук при Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 480005, Республика Казахстан, г.Алматы, пр.Райымбека, 312, НПО "Казсельхоз механизация".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Казсельхозмеханизация".

Автореферат разослан «гаг- ЦлСЦ&ГО 1996 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание прочной кормовой базы в животноводстве тесно связано с продуктивностью естественных пастбищ,площади которых в Казахстане составляют 182,5 млн.га. Однако, в результате бессистемного и интенсивного использования, кормовой травостой сильно нзрежен, местами совсем выбит и продуктивность их составляет всего 1,5...3,0 ц сухой массы с га. В настоящее время 63 млн.га подвержено опустыниванию, полностью деграднровано 15 млн.га, а 48 млн.га аридных пастбищ находятся в различной степени деградации.

Одним из основных путей остановки деградации л повышения продуктивности пастбищ является огораживание их территорий для внедрения пастбищеоборота с загонной системой пастьбы скота и подсев многолетних трав.

Опыт эксплуатации изгородей в развитых странах, в Австралии,Новой Зеландии,Канаде и т. д. показывает надежность и преимущество крупноячеистой сетчатой изгороди перед прополочными,поэтому в этих странах на смену проволочным приходят сетчатые изгороди.В нашей стране такие сетки не применяются из-за отсутствия технических средств их изготовления.Стоимость зарубежных машин чрезмерна высока и они не приемлемы нашим хозяйствам.

Настоящая работа направлена на решение указанной проблемы и выполнена согласно тематических планов по заданиям: 0,51.12.01.02.То; 20.07.06.П: 20.07.01.Ф.

Цель н задачи исследований. Цель исследования - разработка технических средств дня изготовления сетки пастбищной изгороди для овец, обеспечивающих снижение расхода металла.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- обосновать параметры сетки пастбищной изгороди:

-исследовать технологические процессы вязки сетки: подачи основной проволоки и обвязки перемычек и намотки сетки; обосновать параметры механизмов для их осуществления и дать методику их расчета.

-разработать упрощенный привод вязального механизма и обосновать его параметры;

-разработать станок для изготовления перемычек и дать методику расчета основных его параметров;

-разработать станки для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец и перемычек, провести нхиспытания и расчет технико-экономических показателей.

Объектами исследования являлись сетчатая пастбищная изгородь,технологические процессы вязки сетки, рабочие органы, станки для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец и пыремычек.

Научная новизна. Исследован и разработан принципиально новый станок для вязки сетки пастбищной изгороди для овец в котором:

на основе требований улучшения качества узла предложена технологическая схема вязки сетки пастбищной изгороди, при которой поперечные проволоки, в виде отрезков, подготовленных заранее, накручиваются на основные проволоки вязальными головками,вращающимися синхронно от эксцентрикового механизма упрощенной конструкции;

обоснованы ячашн сетки пастбищной изгороди исходя из размерно-возрастных характеристик ягнят и их взаимодействия с сеткой;

получена аналитическая зависимость параметров протягивающего барабана от силы натяжения основной проволоки;

обоснованы параметры рабочих органов станка: вязального механизма и его привода, эксцентрикового механизма, определены КПД и условия его функционирования;

получены зависимости, характеризующие связь момента 'накрутки проволоки и качества узла с конструктивно-кинематическими параметрами

вязального механизма, количеством витков накрутки проволоки и угловой скоростью г.язальноп головки;

применением метода функционально-стоимостного анализа обоснованы, технологические параметры станка для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец, а его производительность определена вероятностно-статистическим методом с учетом надежности выполнения технологического процесса - вязки сетки;

Эксцентриковый механизм станка выполнен на уровне нового технического решения (патент N 649 РК).

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований были реализованы в:

исходных требованиях, утвержденных МСХ СССР (М ГР 1064): техническом задании на разработку станков для изготовления сетки пастбищной изгороди и перемычек; использованных Зональным конструкторским бюро НПО "Казсельхозмеханизацпя" при разработке экспериментального и опытного образцов станка для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец,прошедших хозяйственные испытания и опытного образца с (инка для изготовления перемычек, успешно прошедшего государственные испытания и рекомендованного к постановке на производство (Казахская МИС протокол N 08-9-91 (9022900) от 1 марта 1991 года);

рекомендациях "Механизации процессов установки постоянных изгородей на пастбищах", утвержденных НТС Минсельхоза Республики Казахстан (протокол N 3 от 15.04.1994 г), выпущенным тиражом 700 экз;

Разработанные машины включены в "Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1991...1995 гг." (позиция Ж.3.6.01. Ж. 3.6.01/01).

С изготовленными сетками огорожены участки крестьянско-}>ермерских хозяйств Алматинской области. Экономический эффект шедрения одного станка составляет 1098118 тенге в год.

Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены ш ученых советах НПО "Казсельхозмеханизация" (1988-1994 гг). научно производственной конференции профессорско-иреподавательскогс

состава и аспирантов КазСХИ (1989), на республиканских совещаниях i: конференциях, на научно-техническом совете МСХ Республики Казахстаг (1994).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в ton: числе патент Республики Казахстан л рекомендации.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общш выводов, списка использованной литературы и приложения. Изложена на страницах машинописного текста, содержит^5с- рисунка, S7- таблиц. **

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы. дана общая характеристика работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе изложены материалы о технологии содержания овен и требованиях, предъявляемых к оборудованию,о типах изгородей и технических средствах для их установки, а также проведен анализ , исследований по созданию сеток. Наиболее перспективной является сегка, у которой поперечные проволоки накручиваются на основную проволоку и станок для ее изготовления.

Во второй главе изложены результаты теоретических исследований. Технологический процесс вязки сетки пастбищной изгороди на предлагаемом станке включает следующие операции: размотку основной проволоки с катушки, ее подачу, скручивание поперечных проволок и намотку селсн на барабан (Рис.1). Концы рядов основной проволоки 1 с катушки 2 пропускают через поводок 3, направляющие 4, подающие 5 и протягивающие 6 вальцы механизма подачи, через отверстия вязальных головок механизма закрутки 7 и закрепляют к барабану 8. С помощью вальцов S, 6 перемещают основную проволоку на заданный шаг. В вязальные головки подают поперечные проволоки и фиксируют их

прижимом 9, их концы накручиваются на основную проволоку вязальной головкой. Последние, совершив требуемое число оборотов останавли ваются, прижимы возвращаются в исходное положение и далее цикл повторяется.

Рис.1

// „ Общий вид

станка.

1-основная проволока;2-катушка;3-поводок;4-на-правляющий валец;5-по-дающий валец;6-протя гивающнй барабан; 7-ме-ханнзм

закрутки;8-б;!ра бан;9-прижим;

Размотка основных рядов проволоки и их подача осуществляется протягивающим барабаном (Рис.2). На барабане, соответственно междурядью изгороди, расположены радиально по окружности изгибающие пальцы. Они при вращении барабана за счет защемления выполняют на проволоке изгибы и осуществляют ее протяжку (Рис.3).

Геометрические параметры изгибающего устройства определяются из условия,

Р?=сР|р+РУ+ТнамКУс, (1)

где Г1:, - усилие, необходимое для размотки проволоки из катушки.

кс -коэффициент усиления намотки сетки.

Р,= Р

М„

+ 1 1 + е "2 рТ'' ) е

р 3

1 . " 1

/ < .. <"02 ( а 1 + а 2 '-----1

Рг ~

1 +

г 0 3

а т--]

' /'3

Технологическая схема размотки

проволоки.

Рис.2

гдеРо- сила размотки проволоки с бухты, Н; Ми-\Л'а,ку момент,необходимый для упруго-пластического изгиба проволоки на роликах, Нм; IV- осевой момент сопротивления, м3; а,- предел текучести проволоки, МПа; кУ-скоростной коэффициент; а^аг.аз-углы охвата проволокой направляющих поверхностей, соответственно 1,2 и 3 вальцов, рад; р=р,=:р2=рз - радиус изгиба нейтрального слоя проволоки соответственно в 1, 2 и 3 вальцах, м.р=(с1ал+с1|)/2

где <к'|=с1в!=(1а2=<1,,з, (1вз - диаметр вальцов, соответственно в 1, 2 и 3 вальцах, м; с1| - диаметр основной проволоки. г|=го1=го2=гоз - радиус осей вращения м; Ртр - сила трения от усилия изгиба К5 проволоки, и нормальной силы Кк от натяжения прово-локи, Н.

где с- количество пальцев, находящихся в контакте с проволокой; /коэффициент трения проволоки по направляющей поверхности барабана; I - расстояние между пальцами, м; у- угол изгиба проволоки,град; Ртр7 - сила трения ог давленая проволоки на барабан при его охвате, Н.

Ргр—с/(К8+Ки)=сЛ (ЛVaт//+2Pзtgy),

(3)

Ртр'=/К0»=2Р3соз(я-0|)/2,

гдс Кохв .нормальная сила от охвата барабана,Н

сц- угол охвата проволокой направляющей поверхности протягивающего барабана,град.

Тнам - усилие, необходимое для намотки сетки.

Рис.3.Схема сил действующих на изгибающем устройстве.

Тиам=2\У07/ар, (5)

где (1Р - днмм'лр рулона.

Зависимость угла изгиба проволоки от количества контактируемых пальцев и расстояния между ними на барабане для проволоки диаметром . определяется формулой:

Р , (1 - 2 / с о я -

tgr

с/ ) " ^ 1 ^ -

= (Ь ' -'2

(6)

2 р . с/

По выдвинутой нами гипотезе .для образования качественного крепежного узла и надежности работы вязального механизма необходимо придать вязальным головкам синхронное вращение в одном направлении, иначе концы перемычек захватываются рабочими кромками вязальной головки неодновременно, вследствие чего возможен срыв обвязки. Синхронность вращения вязальных головдк достигается эксцентриковым механизмом (Рис.4).

Рис. 4. Схема эксцентрикового механизма

Дифференциальное уравнение движения механизма по обобщенной координате определяется:

(I. + тпш е2)^' = М о - £ М сг

¡ = 1

п П

-X М „,„- (I ш Еа+ т со5(о.

(7)

Равномерное вращение механизма осуществляется при выполнении условия <р --- о . Приводной момент на ведущем кривошипе

к п п

Мо = X М* + £ М „п + (Ет„а + тме)85'п у ™*<р . (8) 1-1 1.1 ¡»1

где Мс1...Мск- момент скрутки концов обвязочной проволоки на основную Нм; М1р - момент сил трения в кинематических парах, Нм; т„ -масса п-го кривошипа, кг; тш - масса общего шатуна, кг; ф- угол поворота кривошипа,град; \|/ - угол наклона плоскости общего шатуна к г оризонтальной плоскости,град; а-расстояние от оси вращения кривошипа до его центра тяжести, м; п - количество кривошипов, шт; к- количество ведомых кривошипов, шт; е - эксцентриситет, м. Мсх=2Моср' , где МС|Ф'' -момент, необходимый на скручивание одного конца проволоки, Нм. Для определения момента, необходимого для скрутки проволоки, составив уравнение относительно оси вращения кривошипа (Рис.5) находим

Рис.5. Схема для определен» я момента накрутки проволоки

где Рур'^^нла трения от изгибающего усилия, Н; -Р1р" сила

п

трения от протягивания проволоки, Н; Ь-расстояние от линии изгиба до точки давления на обвязочную проволоку, м.

!': М'"-!!!^ Ю)

где р> - угол скрутки..

IмЛ, (П)

, (12)

! е

где Гп - радиус цапфы вала, м; гЭКс - радиус эксцентрика, м; /к -коэффициент трения в кинематической паре; Р™- радиальная сила инерции смещенного центра массы, Н.

¡X ш -1итси>): О3)

.«I

где и • угловая скорость кривошипа, рад/с.

Анализ формулы (7) и их составляющих (11), (12) и (13) показывает, что во избежание совпадения направлений сил инерции Рин и сил тяжести привод необходимо расположить горизонтально.а для снижения сил трения

целесообразно использовать в соединении подшипники качения, имеющие наименьший коэффициент трения /к.

Качество обвязки поперечной проволоки вокруг основной определяется конструктивными параметрами вязальной головки. Вязальная'головка в виде цилиндрической формы имеет паз но середине и сквозное отверстие для основной проволоки. Паз разделяет головку на два одинаковых сектора. Каждый'из которых выполняет функцию захвата и скрутки обвязки концов соседних перемычек вокруг основной проволоки (Рис.6).

Рис.6. Схема для определения гео! ]

метриёскнх параметров вязальной головки

Начальный угол крутки Ро определяется из условия, что выступы сектора при повороте вязальной головки не задевают соседние

перемычки 1ъЛс12, тогда

1 дгз о=Й г/ь ь=сз 2 (14)

Начальный угол Ро по мере вращения вязальной головки переходит в угол скрутки р , обеспечивающего образование плотного узла, который равен

га/,. + в

2 С1: а г

Угол поворота <|> вязальной головки для перехода |5о на р определяется формулой

О Ь ^ (16)

^ 'ч1 а.'

Вязальные головки устанавливаются на валах эксцентрикового механизма в одном положении. Вал эксцентрика имеет сквозное отверстие для основной проволоки. КПД эксцентрикового механизма равен КПД одного узла, гак как все ведомые звенья соединены с ведущим звеном параллельно.

7, = Д.„=1_ Ал=1 -.£=1- /•(-<^ + 1) (17)

Ал АД

где Л ; - работа движущих пш;Аис- работа производственных сил; Ат-работа непроизводственных силч!» - диаметр вала, мм; й- коэффициент механических потерь;

При 5>1 происходит самоторможение механизма, т.е. когда

. е (18)

1 ^

Из выражения (18) следует, что при эксцентриситете меньшем,чем величина слева в уравнении механизм не работает, т.е. происходи! самоторможение.

В третьей главе изложены программа и методика экспериментальных исследований. С целью обоснования параметров сетки пастбищной изгороди, т.е. расстояния между основными рядами проволоки и между поперечными перемычками, производили технологические промеры глубины груди ягнят. Поскольку каракульские ягнята выпасаются на

пастбищах со дня рождения, то замеряли глубины груди ягнят в возрасте 3, 30 и 45 дней.

Для определения изгиба основной проволоки от воздействия животных, были проведены опыты на экспериментальном стенде. В процессе опытов использовалась оцинкованная проволока диаметром 3 мм,шаг сетки изменялся в пределах 0,25 м при постоянной силе натяжения ограждающей проволоки 0,4 кН. Поперечная сила оттяжки изменялась в пределах 0,05 и 0,20 кН через каждые 0,05 кН.

Физико-механические свойства проволоки (прочность и относительное удлинение) определялись по ГОСТ 1497-73 на разрывной машине МУП-20.

Для изучения процесса обвязки перемычек проводились исследования,по определению зависимости момента накрутки проволоки и усилия вытягивания основной проволоки из узла от параметров вязального механизма на экспериментальной установке. Она (рис.7) содержала основную раму и установленную на ней несущую раму 1 с вязальными механизмами 2, выполнеными в виде зубчатых колес 3. Колеса имели центральное отверстие для основной проволоки 4 и рабочие отверстия для поперечных проволок 5. Вязальный механизм приводился во вращение от гидродвигателя 6 с помощью цепной передачи 7. Гидросистема установки состояла из гидродвигателя Г15-23 Н,масляного бака 8, шестеренчатого насоса 9, приводимого во вращение электродвигателем, золотника 10, дросселя 11 и манометров 12, 13.

В опытах использовались основная проволока диаметром 3 мм и поперечная проволока диаметром 2,5 мм. Зубчатые колеса имели центральное отверстие диаметром 4 мм и рабочие отверстия диаметром 3,4, 5 мм и расстояние между центрами отверстий 10 мм. В процессе работы один конец проволоки закрепляли к раме, а другой конец пропускали в центральное отверстие колеса, соединяли динамометром 14 к винтовому механизму 15 и натягивали с определенным усилием. В рабочие отверстия колес пропускали И-образные скобы и прижимали к

раме. Вращением зубчатых колес, концы поперечных прополок наматывались на основную проволоку.

Рпс.7.Эксперн.м ентальная установка.

1-рама; 2-вязальный механизм; 3- звездочка; 4-основная проволока; 5-по-перечная проволока; б-гидродвигатель; 7-цепь; 8-барабан; 9-шестеренчатый насос; 10-распре-делптель; 11-дроссель; 12,13-мано-метры; 14-днна-мометр.

леооходимая утлопая скорость зуочатого колеса вязального механизма устанавливалась изменением проходного сечения дросселя, подключенного в гидросистему.

Определение момента накрутки производилось манометром, соединенным с гидродвигателем. Момент, необходимый для накрутки проволоки определялся по формуле

N1 к п=0.159 Ум Л Р <1 гм г| ¡и/т. (19)

где V., - рабочий объем гидромотра, м3; ДР=Р1-Р: - перепад давления жидкости к подводящем Р1 и отводящем Рг трубопроводах; т>м гидромеханический КПД; г|„ - КПД цепной передачи^ - передаточное число; т - число рядов основной проволоки.

Качество крепежного узла проверяли по усилию вытягивания проволоки из узла накрутки. Для этого, основную проволоку отрезали между узлами накрутки. Вращая рукоятку винта, равномерно увеличивали

5 4 2 3 14

силу натяжения проволоки до ее смещения вдоль оси на диамегр навитой проволоки. Возрастание силы не превысило 10 И/мин. Сила вытягивания проволоки из узла накрутки определялась при помощи динамометра. При этом проверяли количество витков в узле, плотность навивки витков, отсутствие перекручивающихся витков, качество заделки последнего витка. Дефекты соединения проверяли визуально.

Испытания экспериментального- образца станка для изготовления сетки проводились в лабораторных условиях. Расстояние между рядами проволоки составило 101:104; 128;140; 153; 178;203 мм. Шаг поперечных перемычек составил 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 м. Оптимизация технологических параметров станка производили с использованием метода функционально-стоимостного анализа (ФСА). Критерии эффективности разработки станка и производства сеток на нем определялись по формуле

Ы=8ш„'(8„п+5пп>, (20)

при 1,15 выпуск изделия считается целесообразным; - верхний предел цены изделия (потребная стоимость),тг; Бнп - нижний предел цеиы изделия (проек тная цена), гг; Япп - затраты на подготовку производства, гг.

В четвертой главе изложены результаты исследований и их анализ. Исследованиями установлено, что размеры глубины груди каракульских ягнят в возрасте 3, 30 и 45 дней подчиняются нормальному закону распределения, соответственно они составляют для ягнят в возрасте 3 дней (110,3+ 14,52) мм.30 дней - (139,2+14,08) мм и для 45 дней-(143,7±16,16) мм.

Зависимости прогиба основной проволоки изгороди от расстояния между перемычками - шага сетки,приведены на рис.8.

С увеличением шага сетки и сил воздействия животного на проволоку, величина прогиба, также увеличивается. При воздействии ягненка усилием 0,05 кН на проволоку, величина прогиба изменяется в пределах 4,5...33,0 мм.

Учитывая размеры глубины груди ягнят и прогиб основной проволоки от воздействия животного, определяла параметры сетки пастбищной изгороди для различных половозрастных групп: для овец - 7

рядов проволоки, шаг 500 мм, высота сетки 825 мм, междурядье-85,85,115,115,115 мм; для ягнят - 6 рядов проволоки, шаг 250 мм,высота сетки 515 мм, междурядье - 85,85,115,115,115 мм; для овец с ягнятами - 8 рядов проволоки, шаг внизу 250 мм, верхние 3 ряда -500 мм, высота сетки-835 мм, междурядье -85,85,115,115,115,160,160 мм. Расстояние между опорами - 10 и 20 м.

60 50 АС 50 20 10

1 1

8

UJJ

Рис.8.3аш1симост ь прогиба Г основной проволоки от

расстояния между перемычками при различи!,1х поперечных силах оттяжки Р: 1-50,2-100,3-150,4-200Н.

0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,50 1,75 С, M

Анализ зависимостей момента М« .необходимого для накрутки проволоки И усилия вытягивания из узла Р„ от режимов работы вязального механизма (рис.9,10) показывают, что увеличение количества витков пакругкп проволоки приводит увеличению Мск . Момент, необходимый для накрутки проволоки, увеличивается сначала плавно от 9,2 до 9,41 Нм, затем остается на этом же уровне. При увеличении числа витков узла до п = 4.5 шт. усилие вытягивания проволоки Рв из узла возрастает от 0.45... 1,25 кН.

Увеличение угловой скорости вязального механизма с 5 до 30 рад/с приводит ¡с незначительному увеличению момента для накрутки проволоки Мн и усилия вытягивания проволоки Рв из узла скрутки. Наибольшее значение'М„, равное 9,4 Нм и Рв равное 0,85 кН, наблюдается при угловой скорости вязального механизма 30 рад/с.

М> 9,4

9,0 8,6

1,0

Цб

А2

Ни / >-——с

У г

1 /

44

9,0 8,6

£ 1 1 ^

Ми

0 1

4 п,шт

12 18 24 из,рЭ/с

Рис.9. Зависимость момента накрутки Мп и усилия вытягивания проволоки из узла Рв от количества витков ее накрутки (при о=12.2рад/с.

Рис.10. Зависимость момента накрутки проволоки Мн и усилия вытягивания проволоки из узла Р„ от угловой скорости вязального механизма,(при п=3).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что при угловой скорости вязальной головки ш, равной 14,5...24,5 рад/с и числе витков закрутки проволоки п, равном 2...3 обеспечивается качественное соединение проволочных элементов.

В результате оптимизации технологических параметров станка методом функционально-стоимостного анализа (ФСА). Найдены "узкие" места в техническом процессе изготовления сетки и приняты меры к их ликвидации, что позволило высвободить одного рабочего 3-го разряда и сэкономить 2 часа на каждую смену.

Фактическая производительность станка определена с учетом работы 9 вязальных головок механизмов скрутки без сбоя с вероятностью Р = 0,9999 Производительность экспериментального образца станка составила 40,25 м/ч, а опытного образца - 82,4 м/ч.

Результаты испытаний станка показали, что с увеличением длины полотна в рулоне сетки и ее шага возрастает его производительность. Например, при увеличении длины полотна в рулоне с 50 до 200 м с шагом 0,25 производительность стажа возрастает на 34,3 м в смену. С .увеличением шага сетки от 0,25 до 1,0 м при длине полотна в рулоне 200 м

производительность возрастает на 603 м в смену,а расход металла снижается почти на 21 % (рис. 11).

17.0

80 60 40 20 0

Л-5

а/ У

1 к ч >г

N

0,25 0,5 [\75 соответственно 50,75,100,150 и 200 м.

М,т

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 О

Рис. 11 .Зависимост и массы 1 км сетки пастбищной изгороди и производительности станка для ее изготовления от расстояния между перемычками, масы сеткипри диаметре основной и поперечной проволоки соответствен-но:а-3,0 и 2,5 мм; 6-2,5 и 2,0 мм. 1.2,3,4 и 5-длнна полотна в рулоне сетки

Усилие натяжения проволоки при ее разматывании из катушек через направляющие вальцы составило 0,25...0,35 кН. а усилие намотки проволоки сетки на барабан-0,3 кН. Скорость движения проволоки при ее подачи составляла 0,17 м/с. Частота вращения вязальных головок на экспериментальных и опытных станках имели значения соответственно 56 и 70 мин.

Затраты мощности на привод механизмов закрутки, подачи и намотки, определенные комплектом измерительных приборов КИП-500, составили 2.0; 5,48 и 1,2 кВт. Общие затраты мощности экспериментального образца станка для изготовления сетки изгороди составили 8,68 кВт. Затраты мощности на привод холостого хода механизмов закрутки, подачи проволоки и намотки сетки составили 0,3; 0,8 и 0.2 кВт.

На основании проведенных теоретических исследований были разработаны и изготовлены ■ экспериментальные образцы вязальных головок.

Результаты испытаний показали, что узлы скрутки образуются без срывов с плотным прилеганием витков друг к другу.

Рациональное значение параметров вязальной головки для соединения различных диаметров основной и поперечной проволок представлены в табл. 1

диаметр диаметр шири- глуби- высота глуби- началь конеч- угол высота

основ. попсреч. на паза на паза высту- на -ный ный поворо уклады

проволо проволо па скоса угол угол та го- -вателя

ки, ки, скрут. скрут. ловки

а,. а2, ь, Ьп, Ив, Ьс, Ро. Р. Ф, Ъу,

мм мм мм мм мм мм град град град мм

2.5 2.0 7.5 2.0 4.0 3.5 80й 25 74° 10 32° 7 6.0

3.0 2.5 9.0 2.5 5.0 3.6 78° 42 73° 50 20° 9 7.5

3.5 3.0 10.5 3.0 6.0 3.7 76° 30 73° 35 11° 40 9.0

4.0 3.0 11.0 3.0 6.0 3.4 76е 30 74 °40 7о 9.0

На рис.12 представлены графики зависимостей КПД механизма от диаметра вала при эксцентриситете е = 5 мм и использования различных опор соединений. Графиками уравнений КПД являются прямые линии, образующие утлы наклона с осыо абсцисс. Для диаметра вала 25 мм и эксцентриситета е = 5 мм КПД механизма имеют следующие значения при использовании в соединениях опор качения - 0,98; качения и скольжения - 0,93 и скольжения - 0,86. С увеличением диаметра вала при неизменном эксцентриситете значение КПД снижается.Так, например, при диаметре вала 80 мм КПД механизма снижается при использовании в соединениях опор качения - 0,97; качения и скольжения - 0,83; скольжения - 0,55.

В экспериментальном образце станка для изготовления сетки эксцентрик вязального механизма имеет следующие параметры: диаметр вала - 25 мм; эксцентриситет - 20 мм, масса - 0,65 кг;в соединениях используются опоры качения и скольжения. В опытном образце станка эксцентрик имеет диаметр вала 25 мм, эксцентриситет - 5 мм, массу - 0,25 кг и в соединениях используются опоры качения. КПД эксцентрикового механизма в экспериментальном и опытном образцах станков-составил соответственно 0,85 н 0,98.

Потребляемая мощность этого станка на холостой ход составляла 0,32 кВт. Действительное значение потребляемой мощности N. которое получено в результате экспериментальных исследований для изготовления скоб из проволоки диаметром 2,5 мм составляло 0,44 кВт.Расхождение между теоретическими 0,47 кВт и экспериментальными затратами мощности составляло 6,5%, что подтверждает достоверность полученных аналитических выражений. Расход мощности на резку проволоки составил 330 Вт, а на подачу и выпрямления проволоки - 110 Вт.Прп изготовлении скоб из проволоки диаметром 3,2 мм потребляемая мощность электродвигателя составляла 0,52...0,67 кВт.

1, ¡,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

1

---- 2

Ч ч

; 1

Рис. 12.Завис имость КПД механизма от диаметра вала с! при эксцентриситете е=5 мм и использовании в соединениях подшипников: 1-качения; 2-качения и скольжения; 3-скольжения

20

40

60

50

В пятой главе изложены результаты испытаний станков для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец и перемычек, приведены расчеты показателей их экономической эффективности. Применение станка для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец позволяет снизить себестоимость продукции на 6507,37 тг/км. В сравнении со ст анком Саутвайр годовой экономический эффект составляет 1098118тг.

Станок для изготовления перемычек прошел государственные испытания на Казахской МИ С и рекомендован к постановке на

2.2

производство (протокол N 08-9-91 (9022900) от 1 марта 1991 г). Достоинством станка является его универсальность в изготовлении мерных отрезков проволоки и скоб 11-образной формы различных размеров диаметром 2,5...3,2 мм. Основные технологические процессы выполняются в полуавтоматическом режиме.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Мировой опыт эксплуатации пастбищ показал надежность сетчатых изгородей по сравнению с проволочной. Сетки пастбищной изгороди создаются путем соединения поперечных и основных проволок методом накрутки.

2. Обоснованы основные параметры сетки для разных половозрастных групп овец, в зависимости от размеров глубины груди ягнят в возрасте 3, 30, 45 дней и величины прогиба проволоки от воздействия животных:

для овец : 7 рядов проволоки, шаг - 500 мм, высота сетки 825 мм, междурядье - 115,115,115,160,160,160.160 мм;

для ягнят : 6 рядов проволоки, шаг - 250 мм, высота сетки 515 мм, междурядье - 85,85,115,115,115 мм;

для овец с ягнятами: 8 рядов проволоки, шаг внизу - 250 мм,верхние 3 ряда - 500 мм, высота сетки - 835 мм, междурядье 85,85,115,115.115,160,160 мм.

3.Установлена зависимость параметров изгибающего устройства протягивающего барабана.расстояния между осями пальцев по окружности /' и угла изгиба проволоки пальцами у от силы натяжения проволоки Рз диаметром >11 с катушки через направляющие вальцы. При натяжении силой Рз=0,ЗкН основной проволоки диаметром с1[=3,0 мм.параметры изгибающего устройства составили у=15 , и Р =29,8 мм.

4. Установлена аналитическая зависимость, момента скрутки проволоки от параметров вязальной голови: углов скрутки в начале и

конце процесса и ширины паза. Обоснованы рациональные геометрические параметры вязальной головки для скручивания поперечных проволок.

5. Получены зависимости усилия вытягивания Рв проволоки из узла, характеризующие качество образования узла от режимов работы вязального механизма: количества витков накрутки в узле и угловой скорости вязальной головки. Установлено, что при шк = 14,5...24,5 рад/с и n = 2...3 обеспечивается качественное соединение проволочных элементов.

6. Определены условия функционирования и КПД приводного эксцентрикового механизма при использовании в соединениях опор качения и скольжения. Обоснованы основные параметры: частота вращения 70 мин1, эксцентриситет - 5 мм, прн диаметре вала d = 25 мм.

7. Методом функционально-стоимостного анализа (ФСА) обоснованы технологические параметры станка для изготовления сетки изгороди. Производительность станка определена с применением основных положений теории надежности и вероятности. В зависимости от шага сетки и ее длины в рулоне.

8. Разработана методика определения основных параметров станка для изготовления перемычек.

9. По результатам исследования разработаны станки для изготовления сетки пастбищной изгороди для овец и перемычек. Станок для изготовления сетки прошел хозяйственные испытания, а станок для изготовления перемычек прошел государственные испытания па Казахской МИС и рекомендован к постановке на производство. Разработаны рекомендации по механизации установки постоянных изгородей lia пастбищах.Годовой экономический эффект от использования станка для изготовления сетки пастбищной изгороди составляет 1098118 тенге.

По теме диссертации оп\бликованы следующие работы автора:

1.Сейтбеков Л.С., Жортуылов О.Ж. , Токсеитов Д.Е. Условия функционирования и КПД привода вязального механизма станка для

изготовления сетчатой изгороди. Вопросы механизации

сельскохозяйственного производства //Сборник научных трудов НПО "Казсельхозмеханизация", НПО "Целинсельхозмеханизация". 1995 - с. 3640.

2. Патент N 649 Республики Каза хстан. Эксцентриковый механизм /Жортуылов О., Евтифеев А.Г., Токсситов Д.Е., Атымтаев Ж .О., Казымбетов К. А. Опубл. Bkwi.N 1, 1994.

3. Жортуылов О., Сейтбеков Л.С., Алимов В.В., Токсситов Д.Е. и др. Механизация процессов установки постоянных изгородей на пастбищах (рекомендации). Алматы, 1994 - 28 с.

4. Жортуылов О., Алимов В.В., Казымбетов К.А., Атымтаев Ж.О., Токсентов Д.Е. Установка бурильная У Б -1 /Информационный листок КазНИИНТИ, 1991, N 43 - 91.

5. Исследовать условия функционирования средств механизации при улучшении и использовании пастбищ аридной зоны. Отчет о НИР (заключ. 20.07.Ф) НПО"Казсельхозмеханизация" N ГР 0195 РК 01049;I-Ihb.N 029 PIC 00545 - Алматы, 1995 - 44 с.

6. Разработать комплект машин для механизации процессов улучшения и огораживания пастбищ аридной зоны Казахстана. Отчет о НИР (заключ.20.07.06.П.) НПО "Кгпсельхозмеханизация" N ГР 0195 РК 01047; I-Ihb.N 029 РК 00541 - Алматы, 1995 - 89 с.

25

RESUME D1ASTOKSEITOV Substantion of parainetrs and elaboration of a'lathe for sheep pasture fence wire netting production

Speciality 05.20.01-mechanization of the agricultural industry. Pasture fence wire neting parainetrs depending on sheep sizes and sheep influence on the wire netting are substantiated.Analitic tension force -dependences of stretching out drum parainetrs are obtained.Characteristics of the wire winding moment and the quality of a knot bound with construction-kinematic parameters of the knitting mechanism are obtained.Basic eccentric mechanism are substantiated.The efficiency and favourable conditions are obtained.

A simple construction of the ¡athe is worked out as a result of the research and tested in a farm. The results of the test are positive.

ТУЙ1Н

ТОКСЕЙТОВ ДИЯС ЕСБАИУЛЫ

"Кой жайылымын к,оршау торларын жасайтын станок елшсмдерш непздеу жоне жасау"

Мамандык, 05.20.01-ауыл шаруашылык; оцщрган жарактандыру.

К,озыларды дснс мелшср! жэнс-олардыц жайылымды коршаган торга осер ету купине байланысты,осы тордын; олшемдершщ сапалы шамалары непзделдтНспзп сымньщ кершу кушше байланысты сым тарту барабаныныц елшемдер1 у'-11'11 теориялык зандылыкдар аныкт&чды.Току механизшщ к,иылыстыру-кинематикалык, елшсмдср1 мен сымды орауга керект! куш жоне байлау тушндер1 сапасыньщ байланысын непздейтш зандылыкдар алынды.Эксцентрикп механизмнщ басты олшемдер1 нсгадслш,пайдалы веер коэффициент! мен оиьщ калы ты жумые ¡стсу жагдайы аныктадды.

Журпзшгсн зерттеулер корытындысында тор токуга арналган курылымы курдел1 смсс станок жасалып жэне ол шаруашылык сынакдарынан жаксы корсстиштермен отт1.