Трубилин Е.И., Абликов В.А. Машины для уборки сельскохозяйственных культур ?конструкции, теория и расчет)

Подождите немного. Документ загружается.

121

вания пространственной решетки соломы и характе-

ром ее движения.

Наиболее трудным моментом в выделении зерна

является его проход через решетку соломы.

Зерно будет испытывать меньшее сопротивление

и сравнительно быстрее проходить через решетку

соломы, если расстояние между стеблями будет

больше.

За один оборот коленчатого вала кривошипа со-

ломотряса создается условие, при котором слой со-

ломы делается менее плотным, т.е. выполняется не-

обходимое требование для прохода зерна через ре-

шетку соломы. Как показала скоростная киносъемка

работы клавишного соломотряса, при движении кла-

виш вверх сначала слой соломы сжимается, а затем,

когда клавиша замедляет движение, он отрывается

от ее поверхности и совершает свободное падение.

При этом слой соломы разрушается, растягивается,

зерно легче проходит через солому, достигает ре-

шетки соломотряса и просеивается. Далее клавиша

движется вниз. В это время зерно и частицы соломы

перераспределяются по парусности и частично по

размерам. При следующем движении клавиши снизу

вверх зерно и другие мелкие частицы раньше встре-

чают решетку этой клавиши и в момент взоимодей-

ствия проходят через нее. По всей длине двухваль-

ного клавишного соломотряса данный процесс мно-

гократно повторяется, обмолоченный материал под-

брасывается, а затем падает, и за это время переме-

щается по соломотрясу к выходу из молотилки.

122

Эксперименты показали, что, чем меньше часто-

та вращения коленчатого вала соломотряса, тем вы-

ше просеиваемость зерна. Однако при этом умень-

шается скорость перемещения соломы к выходу из

молотилки, и, возможно ее забивание соломой. При

повышении частоты вращения коленчатого вала

скорость соломы вдоль клавиш увеличивается, но

ухудшается сепарация.

Агротехническими требованиями допускаются

потери на соломотрясе до 0,5 % зерна, поступающе-

го в комбайн.

Скорость движения вороха по соломотрясу мож-

но регулировать с помощью фартуков из полотна

или листовой стали, которые подвешивают над кла-

вишами так, что они могут задерживать солому и

замедлять ее движение.

Из всех типов соломотрясов двухвальный кла-

вишный отличается большой энергией рыхления

слоя продукта обмолота, допускает толстый слой со-

ломы на всей поверхности, работает с большими на-

грузками.

1.4.2 Уравнение движения клавишного соло-

мотряса

Пусть рабочая поверхность клавиши параллельна

центровой линии и наклонена к горизонту под углом

α (рис. 1.48). Условимся сначала в определении дви-

жения клавиши. Это движение - круговое, поступа-

тельное, поэтому любая точка М, связанная с клави-

шей, движется одинаково, траектория этого движе-

123

ния является окружностью, радиус которой r равен

радиусу окружности, описываемой центром шейки

коленчатого вала соломотряса.

Рисунок 1.48 Кинематика соломотряса

Поместим начало координат в центре 0 указан-

ной окружности; ось OY направим влево параллель-

но поверхности клавиши, т.е. под углом ее к гори-

зонту, а ось ОХ - перпендикулярно к поверхности

клавиши (рис. 1.48). Отсчет угла поворота коленча-

того вала будем производить от оси ОУ в направле-

нии его вращения. Если ω - угловая скорость враще-

ния вала, то в какой-нибудь момент времени t угол

ωt определит положение клавиши, соответствующее

некоторой точке М. Координаты этой точки будут

равны:

124

X = r·sinωt, Y = r·coωt. (1.98)

Уравнение (1.98) определяет положение клавиши

для любого момента времени.

В пятиклавишном соломотрясе движение клавиш

одной группы опережает движение другой на 180°,

поэтому для обеих групп уравнение (1.98) можно

написать так:

X = ±r·sinωt, Y = ± r·cosωt. (1.99)

Здесь верхний знак относится к движению кла-

виш 1-й группы, а нижний 2-й группы.

Скорость и ускорение клавиш получаются в ре-

зультате дифференцирования уравнения (1.99):



cos

dу



sin

, (1.100)



sin





cos



. (1.101)

Условимся в дальнейшем кинематический режим

соломотряса характеризовать показателем





представляющим отношение централизованного ус-

корения клавиш к ускорению силы тяжести.

1.4.3 Встряхивание вороха на соломотрясе

Одним из факторов, определяющих качествен-

ную работу соломотряса, является отрыв соломы во

время движения от движущейся клавиши. Если обо-

значим ωt

- угол отрыва соломы от клавиши (рис.

1.49), то отрыв будет происходить, когда проекция

125

силы mω

r на нормаль к клавише NN будет больше

проекции mg·cosα на ту же нормаль.

Рисунок 1.49 Определение условия отрыва вороха от со-

ломотряса

Условие отрыва вороха от поверхности соломо-

тряса:

mω

r·sinωt

≥mg·cosα. (1.102)

Начало отрыва вороха от соломотряса опреде-

лится углом начала отрыва:





cosarcsin

t 

(1.103)

Имея в виду, что коэффициент соломотряса





окончательно угол отрыва будет:

126





cos

arcsin



(1.104)

Для горизонтального соломотряса (рис. 1.50 а),

когда α = 0:

arcsin





Рисунок 1.50 Определение условия отрыва

С увеличением угла α уменьшается угол отрыва

ωt

, т.е. в этом случае отрыв вороха от соломотряса

будет происходить раньше.

Если К < 1, то mω

·r < mg - отрыва нет

если К > 1, то mω

r > mg - отрыв есть.

127

Для наклонного соломотряса, когда α 0 (рис.

1.50 б), условие отрыва вороха будет

mω

r·sinωt

≥mg·cosα, (1.105)

отсюда





cos





, (1.106)

Если К ≤ cosα - отрыва нет,

если К ≥ cosα - отрыв есть.

1.4.4 Скольжение вороха по соломотрясу

Обязательным условием работы соломотряса яв-

ляется относительное скольжение вороха по соломо-

трясу. На рисунке 1.51 представлена схема сил, дей-

ствующих на точку вороха при относительном ее

скольжении по соломотрясу [4].

Из рисунка 1.51 условие скольжения вороха по

соломотрясу:

Ftrm 

cos



Если F = f·N, то

N=mg-m·ω2·r·sinωt

mω

r·cosωt

> f(m·g-m·ω

r·sinωt

) (1.107)

Решив выражение (1.107), можно определить

угол ωt

, при котором начинается или заканчивается

скольжение вороха по соломотрясу.

Фазы относительного скольжения вороха пред-

ставлены на рисунке 1.52.

128

Рисунок 1.51 Определение условий скольжения вороха по

соломотрясу

Рисунок 1.52 Фазы скольжения вороха по соломотрясу:

а – для горизонтального соломотряса; б – для наклонного со-

ломотряса.

Рисунок 1.53 Основные размеры соломотряса: а – параметры

соломотряса; б – траектория полѐта частицы вороха

129

1.4.5 Обоснование основных размеров соломо-

тряса

Основными размерами соломотряса являются его

длина и ширина (рис. 1.53):

1) Молотильный барабан бильный:

2) Молотильный барабан штифтовый:

=1,4·L

где L

- длина барабана.

По ширине соломотряса В

проверяют толщину

слоя вороха на соломотрясе В

(180÷220 мм).

1) Секундный объем вороха на соломотрясе:

q = B

, (1.108)

где V

- скорость перемещения вороха.

2) Производительность соломотряса:

Q = B

·γ, (1.109)

где γ - объемная масса ( γ = 20÷25 кг/м

Для нормальной работы молотилки необходимо,

чтобы

Q=Q

бар

Высота слоя вороха на соломотрясе:

130







.срc

ср

=ψN

гор

. (1.110)

где ψ - поправочный коэффициент, учитывающий

сопротивление воздуха, ψ = 0,8.

= ωr,

ср.

=ω·r·sinωt

Длину соломотряса определяют по числу встря-

хиваний. Обычно принимают n

= 30‚50.

S - дальность полета вороха:

S=V

·t

где t

- время полета.

- можно определить:

S = n

гор

ψt

ψrωsinωt

ср.

ψrωsinωt

, м. (1.111)