Лекция №22.

(1) ;

(2)

Цельный шнек состоит из трубы, которая вращается по стрелке . Для того, чтобы не было вращения массы со шнеком, чтобы по линииn-n(касательная к средней части шнека) существовало скольжение между шнеком и транспортирующим материалом, а если не будет скольжения, о вращение будет вместе со шнеком.

Для того, чтобы было скольжение, необходимо чтобы равнодействующая проходила вне конуса трения.

Из (2) получаем окружное усилие на шнек

;

;

где - угол трения материала о дно жатки;

I

Если присует, то ;

II.;

где - удельное давление.

Зная Р, находим момент.

В действительности мы получим теоретический момент.

Производительность шнека.

За один оборот шнек проталкивает материал на величину t.

Объем материала за один оборот:

;

;

где t– шаг шнека;

- коэффициент заполнения шнека (0,2-0,4);

q - производительность;

n– число оборотов шнека в минуту.

Механизм с прячущимися пальцами.

O’M– палец

OB– труба

Свяжем угол

(1)

В этой функции рвсе время переменна.

Нам необходимо найти р.

Найдем риз треугольникаOO’B.

;

;

- коэффициент, являющийся эксцентриситетом данного механизма.

;

;

;

;

;

;

или ;

когда - значит скорость возрастает;

- значит скорость меньше;

- значит скорость должна быть максимальной;

- значит скорость должна быть минимальной.

План скоростей ведомых пальцев (повернут)

Рассмотрим работу подборщика с прячущимися пальцами

Необходимо построить графики пальцев, то есть траекторию пальцев. Для этого необходимо: .

;

;

.

Теперь даем значения tи по точкам строим траектории пальцев.

А также можно найти проекции абсолютной скорости на оси хиу. а следовательно найти и фактическую скорость.

Траектории пальца выглядят следующим образом

Лекция №23. Дополнения к лекции мотовило.

Мотовила по своим типам бывает:

- радиальные;

- параллелограмные (эксцентриковые);

- грабельные;

- мотовила в кулачковым управлением планок;

- цепные мотовила.

3. Грабельные

4. С кулачковым управлением планок

5. Цепные мотовила

Параллелограмное мотовило работает во всех направлениях полеглости хлебов. Имеет следующие регулировки:

а) угол наклона зубьев;

б) угловая скорость мотовила;

в) высота и вынос мотовила.

Молотильный аппарат.

Служит для нарушения связи зерна с колосом и для сепарации зерна через деку. Бывает с бильным барабаном и со штифтовым (зубовым) барабаном. Наибольшее распространение получил аппарат с преимущественно большим барабаном:

а) простота конструкции;

б) небольшое дробление зерна;

в) меньшие разрушения соломы, чем у штифтовых барабанов.

Особенности штифтового барабана.

Они применяются для уборки длинносоломистых влажных хлебов. Он имеет большую захватную способность. Процессы при обмолоте:

1. разрушение связи зерна с колоском;

2. разрыв стеблей растений;

3. плющение стеблей, излом и дальнейшее сжатие.

Показатели (силовые и энергетические) связи зерна с колосом.

1. Сила разрушения связи

- усилие для вырывания зерна

где .

к=5450– яровые;

к=4300– озимые.

Колосок вращается на центрифуге.

2. Энергия и работа выделения одного зерна

;

L=6.3-9.9 гсм– рож;

L=16,6-31 гсм– пшеница;

L=до 96 гсм– ячмень.

3. Работа выделения одного зерна при протаскивании колоса через щель

L=160-200 гсм– рож;

L=210-342 гсм– пшеница.

4. Работа на разрыв одного стебля

L_мб=2000-4000 гсм – работа выделения одного зерна в молотильном барабане.

Прессование или сжатие соломистой массы в молотильном барабане происходит в связи с закономерностью:

где с,m – const;

- объемный вес.

;

- усилие сжатия;

- усилие в барабане.

где - площадь всм²на которой происходит сжатие продукта;

- коэффициент трения или коэффициент сцепления.

Производительность молотильного барабана.

1. Приемный битер, который служит для подачи соломистой массы в молотильный аппарат;

2. Молотильный барабан;

3. Бичи с рифами;

4. Отбойный битер;

5. Планка деки;

6. Проволочная решетка;

7. Направляющая решетка.

Лекция №24. Основы теории молотильного барабана по В.П. Горячкину.

Задача: рассмотреть энергетику и динамику молотильного барабана.

По Горячкину:

1. Вся работа затраченная молотильным барабаном

где - работа идущая на преодоление вредных сопротивлений.

где А– постоянный коэффициент учитывающий трение в осях и другие сопротивления, являющиеся постоянными;

В– коэффициент учитывающий вентиляционные потери или потери на сопротивление воздуха.

А=0,3-1,5 кгм– для реального молотильного барабана;

В=1х10⁴ кгмc²;

- угловая скорость молотильного барабана;

- для нормального барабана;

- работа на полезное сопротивление – работа на обмолот.

Холостой ход молотильного барабана (холостая работа)

;

где - секундная работа затраченная двигателем;

- секундная работа затраченное на вредное сопротивление;

- при холостой работе молотильного барабана часть энергии идет на разгон молотильного барабана:

; .

2. Работа барабана под нагрузкой

где - элемент захваченной массы;

- скорость барабана;

- усилие захвата;

- время захвата.

;

где - секундная подача массы.

3. Общее усилие на захват и обмолот

;

где f– коэффициент перетирания.

;

где f– выбирается на основе эксперимента.

;

;

(1) - ускорение разгонэ

Горячкин назвал ускорение разгона ускорением прихода или приходное ускорение.

(2) - отрицательное ускорение связанное с затратой энергии на обмолот.

Горячкин назвал эту величину расходом ускорения.

В точке K”, когда ускорение положительное и отрицательное будут равны по абсолютной величине, процесс работы будет установившейся с угловой скоростью.

;

- наибольшее рациональное ускорение, найденное в результате опытов;

- мощность для привода.

Современные зерноуборочные машины имеют мощные моменты инерции молотильного барабана, чем полученные из уравнений Горячкина, ввиду значимых мощностей приводных двигателей.

Дифференциальные уравнения движения молотильного барабана.

Принцип Даламбера применяется к молотильному барабану:

Если к силам инерции действующие на тело прибавить все внешние активыне силы, то сумма их будет равна сумме реакций.

;

где А– инерционные силы;

F– внешние активные силы;

R– равнодействующая реакций со стороны связей.

;

;

;

(1) - диф. уравнение движения барабана.

Полученное уравнение решается только численным методом или приближенно аналитическим результатом его решение является функция.

- ускорение молотильного барабана.

Покажем, как в действительности изменяется от

- установившееся рабочая скорость молотильного барабана

В результате подстановки периодических функций (вместо М(t))

Допустим нужно работать с такими данными – находим точки пересечения и находим y’.

2.2.5. Молотильные аппараты

В зерноуборочных комбайнах в основном применяются молотильные аппараты штифтового и бильного типов в однобарабанном и двухбарабанном исполнении. в роторных комбайнах вместо молотильного аппарата и соломотряса используются роторно-молотильное аксиальное устройство, совмещающее обмолот и сепарацию грубого вороха. Используются в некоторых случаях терочные молотильные устройства

Штифтовый молотильный аппарат (рис.1 29,а) состоит из вращающегося барабана и неподвижного подбарабанья. По краям вала барабана посредством клиновых шпонок закреплены два диска 2, средние диски не имеютокружной фиксации на валу. В квадратные отверстия стальных планок З вставлены штифты 4. Хвостовики штифтов имеют квадратные подголовки и закрепляются в планках гайками с пружинными шайбами, для более надёжного крепления планок на диски напрессованы стальные кольца 5.

Рис. . Молотильные аппараты: 1- штифтовый; б – бильный

Подбарабанье 6 имеет три чугунные секции со штифтами, выполненными по форме дуги окружности. Подбарабанье связано с устройством для регулирования зазора между барабаном и подбарабаньем.

Штифты на барабане расположены по винтовой линии. Число планок и число ходов винтовой линии обязательно должно быть кратным.

Рабочая часть штифта подвергается закалке. Расположение штифтов на подбарабанье делается таким образом, чтобы между штифтами барабана и подбарабанья зазор был больше ширины зерна обмолачиваемой культуры. Технологический процесс обмолота штифтовым барабаном происходит следующим образом. Штифты барабана ударяют и захватывают стебли и сообщают им скорость близкую к окружной скорости барабана. Колосья ударяются о штифты подбарабанья, протаскиваются в промежутке между их боковыми поверхностями. При этом происходит выделение зерна, смятие и разрыв стеблей.

Хорошая захватывающая способность штифтового молотильного аппарата повышает его производительность, улучшает обмолот влажных и засоренных хлебов. Однако значительное дробление соломы перегружает очистку и затрудняет выделение зерна.

Бильный молотильный аппарат (рис. ) также состоит из вращающегося барабана и неподвижного подбарабанья.

Молотильный барабан имеет вал 1, штампованные из листовой стали диски 2, закрепленные на валу, опорные промежуточные диски, штампованные подбичники 3. прикрепляемые к каждому диску заклёпками, и бичи 4, которые изготавливаются из стали специального профиля. Бичи имеют ребристую рабочую поверхность. На барабане устанавливается четное количество бичей с попеременным направлением рёбер влево, затем вправо и т. д. Такое расположение улучшает воздействие бичей на хлебную массу, предотвращает сбивание её в одну сторону, уменьшает осевое давление на подшипники вала барабана.

Подбарабанье 5 представляет собой решётку, охватывающую по дуге окружности барабан. Решётка подбарабанья образована поперечными планками, в которые вставлены в продольном направлении металлические прутки. Для лучшей сепарации зерна поперечные планки расставляются с переменным шагом.

Технологический процесс обмолота хлебной массы, по материаламакад. И. Ф. Василенко, протекает следующим образом.

Бичи ударяют по стеблям, увлекают их к подбарабанью, которое благодаря поперечным планкам их задерживает. Обгоняя слой стеблей, находящихся между барабаном и подбарабаньем, бич проходит по нему, сдвигая его перед собой. При этом бичом о6рнуется возвышение, являющееся результатом сжатия к сдвига стеблей. Каждый слой стеблей, расположенный выше, увлекает за собой силами трения слой, лежащий ниже. При этом происходит проскальзывание верхних стеблей по нижним и скорость движения нижних стеблей уменьшается. Наибольшее сопротивление движению встречает самый нижний слой, который движется по ребристой поверхности подбарабанья,

Удары бичей и скольжение их по стеблям, скольжение стеблей один относительно другого и по ребристой поверхности подбарабанья приводят к вымолачиванию зёрен из колосьев и смятию, разрыву, перетиранию соломы. В большинстве случаев деформация стеблей в бильном молотильном аппарате незначительная. В процессе такого сложного движения хлебной массы можно выделять три основные фазы когда происходит обмолот.

Первая фаза — обмолот на входе хлебной массы в молотильный зазор при однократном ударе бича.

Вторая фаза обмолот в молотильном зазоре за счёт многократного ударного воздействия бича на колос, когда выделение зерна происходит за счёт усталостного разрушения связей зерна с колосом

Третья фаза — обмолот в результате перетирания (разрушения) колоса при сочетании ударного воздействия бича и встречного торможения колоса планкамн подбарабанья. В этом случае нарушаются более прочные связи зерна с колосом.

Одновременно с обмолотом, происходит просыпание вымолоченного зерна, мелких фрагментов стеблей и колосьев через отверстия решётчатого подбарабанья При благоприятных условиях иногда до 90% всего обмолоченного зерна просыпается через подбарабанье. К достоинствам бильного молотильного аппарата относительно небольшое дробление соломы и зерна; сравнительно малое поступление соломы на очистку, что облегчает её работу по выделению зерна; возможность обмолота технических культур и семенников трав при несложном переоборудовании молотильного аппарата; удовлетворительное качество обмолота при нестабильной частоте вращения барабана. К недостаткам бильного молотильного аппарата можно отнести ухудшение

качества обмолота и увеличение потерь при обмолоте длинностебельных хлебов и хлебов повышенной влажности

Рис. 36. Силы, действующие на порцию хлебной массы в молотильном зазоре