3.2.3 Исследование влияния диаметра битера-отражателя на потери зерна осыпью.
Анализ результатов многофакторного эксперимента показал, что в качестве рабочих органов битера-отражателя лучше использовать гребенки, а нижний предел размеров диаметра битера-отражателя недостаточно обоснован. Поэтому с целью более точного определения размеров диаметра битера-отражателя были проведены исследования влияния диаметра битера-отражателя на потери зерна осыпью. При этом диаметр битера-отражателя (как выше указывалось) принимался: 700, 450, 380. 310 (мм).
Кроме этого с целью определения необходимости применения битера-отражателя были проведены исследования очесывающего устройства с исключением его работы (однобарабанная модификация очесывающего устройства) (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Однобарабанная модификация очесывающего устройства. 1 – очесывающее устройство; 2 – битер-отражатель; 3 – дополнительный кожух; 4 – очесывающий барабан; 5, 6 – поверхности взаимодействия с хлебной массой и очесанным ворохом.
Для обеспечения минимального влияния конструкции очесывающего устройства на технологический процесс и соответственно на результаты сравнительных исследований однобарабанное очесывающее устройство было переоборудовано из двухбарабанного путем отключения битера-отражателя 2 диаметром 310 мм и установки дополнительного кожуха 3, закрывающего выходное окно битера-отражателя. Таким образом, активно действующим остался только очесывающий барабан 4. Поверхности взаимодействия с хлебной массой 5, и с очесанным ворохом 6 остались неизмененными.
По результатам однофакторного эксперимента (Приложение Б, табл. Б.2) и сравнительных исследований была получена зависимость потерь зерна осыпью от диаметра битера-отражателя (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Зависимость потерь зерна осыпью от диаметра битера-отражателя.
Из данного графика следует, что наименьшие потери зерна осыпью получены при диаметре битера-отражателя равном 380 мм. Исключение битера-отражателя из работы очесывающего устройства приводит к резкому увеличению потерь зерна осыпью (3,29 %) в 1,5-2 раза, что свидетельствует о целесообразности использования битера-отражателя.
3.2.4. Энергооценка битера-отражателя с различными диаметрами.
При проектировании новых машин и изготовлении их образцов, а также при улучшении конструкций существующих машин наряду с теоретическими обоснованиями и расчетами, большое значение имеет экспериментальная проверка работы машин и их рабочих органов в лабораторных и производственных условиях [23].
Проведение экспериментов всегда сопровождается измерениями. Исходя из этого, важным элементом для проверки конструкции двухбарабанного очесывающего устройства, в связи с изменением диаметра битера-отражателя, а именно с его уменьшением является проведение физического эксперимента, тензометрирования. Уменьшение диаметра битера-отражателя очесывающего устройства приводит к снижению потерь зерна осыпью в 1,1-1,6 раза. Для данной работы проведение тензометрирования будет иметь смысл, как показывают теоретические и лабораторные исследования в случае проведения сравнительных исследований при различных диаметрах битера-отражателя.
Для успешного проведения эксперимента была изучена и использована специальная литература по методике проведения экспериментов, по приборам и методам электрических измерений, автоматическому регулированию [7, 23, 29, 46, 48, 103, 108, 112].
Основной целью проведения тензометрирования было изучение изменения крутящего момента вала битера-отражателя в зависимости от его диаметра, с выполнением последующего анализа влияния данного параметра на качество работы установки.
Для проведения данного эксперимента была использована лабораторная установка (рис. 3.8, 3.9). В основу проведения эксперимента положена конструкция двухбарабанного очесывающего устройства, которое использовалось при проверке качественных показателей работы (см. рис. 3.2) в зависимости от диаметра битера-отражателя.
Рис. 3.8. Лабораторная установка для проведения тензометрирования.
Для проведения тензометрирования использовалась специальная аппаратура: усилитель 8-АНЧ-7М; блок питания усилителя; осциллограф ЭО-120К с кассетой для фотобумаги; блок питания П-133 осциллографа. Определяемым параметром работы установки был крутящий момент вала битера-отражателя. Для снятия показаний крутящего момента было разработано и изготовлено специальное приспособление (рис. 3.10, 3.11), позволяющее снимать показания с вращающегося вала битера-отражателя.
Для измерений крутящего момента применена полумостовая схема соединения датчиков сопротивлений работающих на основании преобразования деформации кручения вала в электрический сигнал [23].
Технологический процесс при проведении исследований протекал следующим образом. Лабораторная установка 1 (см. рис. 3.9) приводилась в работу от электродвигателя через редуктор и цепные передачи. С помощью токосъемника 6 электрический сигнал от полумоста, передавался на изолированную катушку 3 (рис. 3.11), а именно к отдельным изолированным от вала и друг от друга кольцам 4, с которых он снимался токоснимающими кольцами 5. Для обеспечения постоянного контакта применялись пружины 6, токосъемное кольцо и пружина соединялись винтами 7 и крепились к эбонитовой пластине 8. Электрический сигнал поступал по проводам в разъем 10 и направлялся к усилителю 8, миллиамперметр 9 фиксировал поступающий ток. Для обеспечения работы усилителя использовался блок питания 10, включенный в сеть 220 В. Усиленный сигнал поступал на осциллограф 11, имеющий кассету 12 для фотобумаги и блок питания 13, также запитанный от сети 220 В. Преобразованные электрические сигналы в световые позволяли наблюдать физический процесс в виде осциллограммы на экране и получить запись на фотобумаге. До и после эксперимента проводилась тарировка, для осуществления которой применялся динамометрический ключ (рис. 3.12, 3.13).
Рис. 3.9. Схема лабораторной установки и оборудования для проведения тензометрирования: 1 – лабораторная установка очесывающего устройства; 2 – очесывающий барабан; 3 – битер-отражатель; 4 – вал очесывающего барабана; 5 – вал битера отражателя; 6 – токосъемник; 7 – соединительные провода; 8 – усилитель; 9 – миллиамперметр; 10 – блок питания усилителя; 11 – осциллограф; 12 – кассета; 13 – блок питания осциллографа; 14 – ременная передача; 15 – натяжник.
Рис. 3.10. Устройство для измерения крутящего момента.
Рис. 3.11. Схема устройства для измерения крутящего момента. 1 – вал битера-отражателя; 2 – тензодатчики сопротивления; 3 – катушка токосъемника; 4 – кольца катушки; 5 – токоснимающий элемент; 6 – пружина; 7 – винт; 8 – пластина; 9 – провода; 10 – разъем.
Рис. 3.12. Устройство для снятия тарировочной характеристики.
Рис. 3.13. График тарировочной характеристики.
Для проведения сравнительных исследований были приняты следующие условия:
– обороты очесывающего барабана при диаметре 700 мм – 450 мин-1;
– диаметры битера-отражателя, исходя из результатов лабораторных исследований, максимальный – 700 мм и оптимальный – 380 мм;
– обороты битера-отражателя при диаметре 700 мм – 450 мин-1, при диаметре 380 мм – 830 мин-1;
– отношение линейных скоростей очесывающего барабана и битера-отражателя 1:1.
В результате проведения эксперимента получены осциллограммы процесса (рис. 3.14)
а) б)
Рис. 3.14. Фрагменты осциллограмм крутящего момента для вала битера-отражателя, а – при d = 380 мм; б – при d = 700 мм.
В результате обработки осциллограмм крутящего момента при различных диаметрах битера-отражателя и расчета ПЭВМ получены значения крутящего момента битера-отражателя 700 мм – 0,2436 кН·м, и для диаметра 380 мм – Мкр = 0,1953 кН·м, что соответствует необходимой мощности на привод его N700 = 0,11 кВт/м и N380 = 0,16 кВт/м.