Петр Александрович Еремин - научный сотрудник.
Petr A. Eremin - research engineer.
Moscow
Владимир Васильевич Михеев - кандидат технических наук, ведущий специалист.
Москва
Vladimir V. Mikheev - Ph.D.(Eng.), key expert.
Арсен Хасанбиевич Текушев - кандидат технических наук, старший научный сотрудник.
Москва
Arsen Kh. Tekushev - Ph.D.(Eng.), senior research engineer.
Moscow
Михаил Юрьевич Костенко - доктор технических наук, профессор
Mikhail Yu. Kostenko - Dr.Sc.(Eng.), professor
Валентин Петрович Еремин – аспирант
Valentin P. Eremin - postgraduate student
Горизонтально-конвейерные рабочие органы граблей применяют для увеличения производительности, снижения металлоемкости и улучшения качества сгребания. Такой тип рабочего органа перспективен для использования в конструкциях сеноуборочных машин (грабель, сдваивателей валков) и в подбирающих устройствах пресс-подборщиков. Провели исследования существующих конструкций граблин и с помощью 3D-модели спроектировали рабочий орган горизонтально-конвейерного типа для сгребания скошенной травы.
Цель исследования Изучить конструкции граблей и получить данные по проектированию рабочего органа горизонтально-конвейерного типа для сгребания подвяленной травяной массы.
Материалы и методы Применили аналитический метод с использованием компьютерного 3D-моделирования. Задачи анализа прочности решали методом конечных элементов. Провели расчет граблины на прочность и долговечность. Разработали деталь в системе автоматизированного проектирования Solid Works с помощью стандартных программ конечных элементов.
Результаты и обсуждение Изучили основной элемент исходной конструкции – рабочий орган в виде бесконечного узкого клинового ремня, на кронштейнах которого закреплены граблины с пружинным основанием. Разработали и предложили специальное устройство для предотвращения сброса ремня. Проанализировали конструкцию и выявили ряд ее существенных недостатков. В ходе расчетов установили, что вблизи мест закрепления возникают максимальные напряжения, равные приблизительно 545 мегапаскалей. Максимальная упругая деформация граблины составляет 2,1 миллиметра. Предложили схему закрепления граблины на широком ремне, которая позволяет исключить применение устройства, предотвращающего сброс ремня при столкновении граблины с препятствием. Тем самым значительно упростили конструкцию сгребающего органа. Рассчитали, что вес граблины снизился на 0,6 килограмма, а общий вес рабочего органа – на 14,4 килограмма.
Выводы Получили данные, на основе которых доказали, что предлагаемая разработка позволит снизить вес, энергоемкость и себестоимость производства машины.
Horizontal conveyor working elements are used to increase productivity, reduce metal consumption and improve the quality of raking. This type of working element is promising for use in the design of hay-harvesting machines (rakes and roll doublers) and pick-up devices in balers. The authors have conducted research on the existing rake designs and using a 3D-model designed a working element of a horizontal conveyor type for cut grass raking.
Research purpose Studying the rake design to obtain data on the design of the working element of a horizontal conveyor type for dried grass raking.
Materials and methodsThe authors have used the analytical method and the 3D-modelling. The tasks of strength analysis were solved using standard finite element programs. The rake strength and durability were calculated. The working element design was implemented using the Solid Works CAD system using standard finite element programs.
Results and discussion The authors have studied the main element of the original structure – the working element in the form of an endless narrow V-belt with its brackets housing spring-based rakes. They have also developed and offered a special device to prevent the belt from being dropped; analyzed the design and found a number of its significant shortcomings. The calculations have shown that the maximum stresses occur near the points of attachment and they are approximately equal to 545 MPa. The maximum elastic deformation of the rake is 2.1 millimeter. The authors have proposed a design scheme of fastening the rake on a wide belt, which eliminates the use of a device that prevents the belt from being dropped when the rake is colliding with an obstacle. Thus the raking body design has been greatly simplified. The proposed development will allow to reduce the rake weight by 0.6 kilograms and the total device weight by 14.4 kilograms.
Conclusions The authors have obtained data sufficient to prove that the proposed design scheme would reduce the weight, energy consumption and production cost of the machine.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.