Розробка конструкції робочого органу і схеми збиральної машини (стр. 3 из 6)
ω
деL=90мм
ω=Vм·π=2·3,14=6,98
L0,90
Длясучаснихзернозбиральнихмашинподачанайчастішерівна50...90мм,томузначенняотриманезаформулою(12)необхідноузгодитиізнаведенимимежами.Якщозначенняподачіперевищуєнаведенізначення,тонеобхіднозбільшитичастотуобертаннявалакривошипаприводуножа.Атакожпровестиперерахунокшвидкостейрізаннязаформулами(8)і(9).
ТраєкторієюабсолютногорухудовільноїточкиАножаотримуютьграфічнимдодаваннямвідносноготапереносногорухів(рис.4).ДляцьогонаосіZвідкладаютьвідрізокдовжиноюL,ачерезточкуАпроводимопівколорадіусомr.ПоділившинаоднаковукількістьчастокдугутаподачуL,проводятьзточокдугивертикальніпрямідовзаємногоперетинузгоризонталямипроведенимичерезточкивідрізкаподачіL.З’єднавши
плавноюкривоюточкиперетинуотримуємошуканутраєкторію.Рештаточокножабудутьрухатисьзаеквідистантнимитраєкторіями.
Длявизначенняплощіподачітаплощінавантаженнянеобхіднопобудуватидляпроектованогоапаратанормальногорізаннязодинарнимпробігомножадварядипротиріжучихпластинітриположеннясегмента,щохарактеризуютьйогоположеннязаодиноберткривошипа(рис.5).
Оскількикутнахилулезпротиріжучихпластинпроводятьсяпаралельноосьовимлініямпальців.Віддальміжлініямистановить(b+b1)/2.ЯквідомоплощаподачіSп–цеплощаполя,зякоїсегментзрізаєрослинизаодинповнийхідножа,аплощанавантаженняSн–цеплощаполя,зякоїсегментзрізаєрослинибіляодногопальцязаповнийхідножа.ПриповоротівалакривошипанаодинобертвершинасегментаописуєкривуАВС.Площа,обмеженацієюкривоюілінієюАС,ібудеплощеюподачі(цепояснюєтьсятим,щосегментприрусізположенняІвположенняІІнезрізаєрослининаційплощі;зрізвідбудетьсятількиприрусісегментазположенняІІвположенняІІІ).Так,яквсірослинизрізуютьсябіляодногопальця(лініяАС),топлоща,обмеженакривоюАВСілінієюАС,будеодночасноплощеюнавантаження.Такимчином,вапаратінормальногорізаннязодинарнимпробігомножа,площаподачідорівнюєплощінавантаження.Віншихтипівапаратівціплощінерівні.
ПлощаSпстановить
Sп=S·L,(13)
ДеL-подача,щовизначаєтьсязаформулою(12).
Здіаграмиплощіподачівидно,щопроцесзрізустебелсупроводжуєтьсяпопереднімвідгинаннямїхурізнихнапрямах,унаслідокчогостернявиявляєтьсянеоднаковоютабільшою,ніжвисотазрізуНвст,наякувстановленийрізальнийапарат.
Длявизначеннявідгинустебелприрізаннінеобхіднопобудуватисегментавдвохправихтадвохлівихположеннях,щовідповідаютьпереміщеннюзапівтораобертукривошипа.Лініїлезпротирізальнихпластин проводятьсяякіувипадкузпобудовоюплощінавантаження,паралельноосьовимлініямпальців(рис.6).
Приповоротікривошипанакутω·t=180º=πсегментпереміститьсязположенняІвположенняІІ,аточкиАіВактивноголезабудутьрухатисьтраєкторіямиАА1іВВ1.РухточокСіDактивноголезасегментазположенняІІвположенняІІІвідбуваєтьсязатраєкторієюСС1іDD1.
Аналізуватислідвідгинстебел,розміщенихпоосьовійлініїпальця1.Тутстеблавідхиляютьсявправуілівусторони(поперечнийвідгин).Відгинq1,будерівнийполовиніширинипротирізальноїпластини(∼0,5·а).ВідхиленівправопальцемстебларозміщуютьсявздовжлініїК1Кпластини.Стебла,розміщеніналініїаb,лезоАВзрізаєзвідгиномq1(зонаХнабоковомувиглядіполя,зображеномунарис.6справа).Наданійділянцівисотастерністановить
h1=√Нвст2+q12(14)
деq1=а/2
h1=√1902+12,52=√36100+156,25=√36256,25=190,4
Рослинирозміщенізалінієюbс,відлініїК1КпальцяактивнимлезомCDприрусісегментазположенняІІвположенняІІІізрізуютьсябілялініїО1Опротирізальноїпластини2.
Приймаючи,щостеблаприпереходівідлініїК1КдолініїО1Орухаютьсязатимижтраєкторіями,щоіточкисегмента,знаходимо,щовідгинстебелзониY(поперечнийвідгин)q2будепостійнийдлявсіхстебеллініїbcірівнимвіддалівідпочатковогоположення(точкас)стебладомісцяйогозрізу(точкаn2).Висотастернітутh2дорівнює
h2=√Нвст2+q22(15)
Деq2–віддальвідсдоL
h2=√1902+902=√36100+8100=√44200=210,2
Стебла,розміщеніміжточкамисіс1,незахоплюютьсясегментомприрусізположенняІІвположенняІІІ.ПальцевийбруснахиляєїхзанапрямкомрухумашинивточкуdітутвонизрізуютьсяактивнимлезомсегментаА2В2 прийогопереміщеннізположенняІІІвположенняIV.Цейвідгинq3називаєтьсяпоздовжнім(зонаZнарис.6) Максимальнийвідгинq3maxдорівнюєвіддалівідпочатковогоположеннястебла(точкас)доположення,девонобудезрізане(точкаd).Іншістеблабудутьзрізанітакожвточціd,алезменшимвідгином.ДлязониZвисотастернінепостійначерезте,щоq3≠const.Максимальнависотастерніh3дляцієїзонивизначаєтьсязаформулою
h3=√Нвст2+q32(16)
h3=√1902+552=√36100+3025=√39125=197,8
Окрімh1,h2,h3набоковийвидпотрібнонанестивисотуНвст.
2.3Розрахунокпараметрівмолотильногоапарата
ОптимальнаколовашвидкістьбичамолотильнихапаратівVбвстановленавнаслідокекспериментальнихдосліджень,тривалоюпрактикою,ізалежитьвідсорту,вологостітаіншихвластивостейкультури,щообмолочується,іповинназнаходитисявнаступнихмежах:приобмолотізернових32-34м/с;приобмолотікукурудзи14-16м/с;приобмолотібобів,гороху,сої,соняшника14,5м/с;приобмолотіконюшини,люцерни,рапсу28-30м/с.ВиходячизцихданихвстановлюєтьсяшвидкістьбилаVб=32м/с.
ДовжинубарабанаLбвизначаютьзадопустимоюпитомоюподачеюнаодиницюдовжинибила:
Lб=__q0___(17)
q0'·n1
деq0–пропускназдатністьмолотильногоапарату,кг/с;
q0'–допустимапитомаподачанаодиницюдовжинибила,кг/(с·м),q0'=0,50кг/(с·м);
n1–числобил,n1=12.
Lб=11,5=11,5≈2м
0,5·126
ДіаметрбильногобарабанаDвизначаютьзаформулою:
D=Vб·Δtср·n1(18)
Π
ДеΔtср–проміжокчасуміжударамипохлібніймасідвохсусідніхбичів,Δtср=0,005с.
D=32·0,005·12=0,61м
3,14
ДіаметрибарабанівусучаснихкомбайнахколиваютьсявмежахD=450...700мм.Зернозбиральнімашинирозроблені“Ростовсільмашем”обладнанімолотаркамиздіаметромбарабана800мм.
Частотаобертанняnббарабанавизначаєтьсязаформулою:
nб=60·Vб(19)
π·D
nб=60·32_=1002,4≈1000
3,14·0,61
Потужність,потрібнадляроботимолотильногопристрою,затрачаєтьсянаобмолотхлібноїмасиінаподоланняшкідливихопорів
N=N1+N2(20)
ДеN1–потужність,щозатрачаєтьсянапереборенняшкідливихопорів(опірупідшипникахтапередавальнихмеханізмах,опірповітря),кВт;
N2–потужність,щозатрачаєтьсянаобмолот,кВт.
N=N1+N2=1,46·10-3+29,4=29,4кВт
Середнюпотужність,щовитрачаєтьсянаобмолот,N2визначаєтьсязаформулоюВ.П.Горячкіна
N2=q0·Vб2(21)
1000(1-f)
деf–коефіцієнтперетирання,характеризуєтьсяопоромдеки;f=0,6приобмолотісухоїмасизерновихкультур.
N2=11,5·322=11776=29,4кВт
1000(1-0,6)400
Середнюпотужність,необхіднудляподоланняшкідливихопорівN1визначаютьзаформулою:
N1=А´·ωб+В´·ωб3(22)
1000
деА´іВ´-коефіцієнти,значенняякихотримуютьекспериментально:А´приймають0,004Н·м,аВ´приймають0,91·10-6Н·м·с2;
ωб–кутовашвидкістьобертаннябарабана,с-1.
ωб=π·nб(23)
30
ωб=3,14·1000=3140=104,67
3030
N1=0,004·104,67+0,91·10-6·104,673=1,46·10-3кВт
1000
Длянормальноїроботимолотильногоапаратунеобхіднодотримуватисьсередньоїлінійноїшвидкостіробочихорганів,оскількизбільшенняшвидкостіприводитьдозбільшенняподрібненнязерна,азменшеннявпливаєнанедомолот.Встановлено,щозмінасередньоїлінійноїшвидкостібарабанавмежах±7%невикликаєпомітногозбільшенняподрібненняабонедомолоту.
Подоланняопорів,щораптововиниклиприобертаннібарабана,відбуваєтьсязарахунокенергії,накопиченоївньому.Дляцьогомоментінерціїбарабанаповиненматипевнувеличину.
МоментінерціїбарабанаJвизначаєтьсязаформулоюВ.П.Горячкіна:
J=1000·N2(24)
ωб·dωб
dt
деdωб/dt–можливекутовеприскореннябарабана,с-2.
dωб/dt=12с-2.
J=1000·N2=1000·29,4=23,4кг·м2
ωб·dωб104,67·12
dt
Кутохопленнябарабанадекоюусучаснихзернозбиральнихкомбайнахвстановлюєтьсяумежах101...142º.Прицьомучимбільшадовжинадеки(чимбільшийкутохоплення)тимнижчийнедомолотколосківтапосилюєтьсясепараціязерна,алеутойжечасзбільшуєтьсяйогоподрібнення.Подовженнядекитакождосягаєтьсязарахунокзбільшеннядіаметрабарабанапризбереженніоптимальногокутаохоплення.Кутохопленняприймаємо130º.
2.4Встановленняпараметрівсепараторагрубоговороху
Соломотрясслідпроектуватиклавішнийдвохвальний.ШиринасоломотрясаBсдорівнюєдовжинібарабана:Bс=Lб.
УсучаснихзернозбиральнихкомбайнівчислоклавішприBс<1200ммдорівнюєчотирьом,при1200<Bс≤1500ммклавішможебутичотиричип’ять,колижBс≥1500ммточислоклавішякправилорівнешести.Ізцихроздуміввстановлюєтьсячислоклавіш.Ширинуоднієїклавішіприймаютьумежах200...300мм.
200:6=33,333
Радіускривошипавалаr,рекомендуєтьсябрати50мм,вцьомувипадкучастотаобертанняnсможебутивдіапазоні195...215об/хв.
ВисоташарусоломиНснасоломотрясвизначаєтьсязаформулою:
Нс=q0·β(25)
Bс·Vср.с·ρ
ДеVср.с–середняшвидкістьрухушаруворохупосоломотрясу,длясучаснихкомбайнівVср.с=0,3...0,4м/с,приймаємоVср.с=0,3м/с.
ρ–щільністьшарусоломи,щознаходитьсянасоломотрясі(узавданніρ=20кг/м3).
ЗарозрахованимзначеннямНс,визначаютьрозташуваннядахумолотарки.
Длявизначеннядовжинисоломотрясанеобхідноспочаткувизначитикоефіцієнтсепараціїμс.Експериментальнимидослідженнямидоведено,щокоефіцієнтсепараціїμсвзалежностівідтовщинишаруумежах,щомаютьпрактичнезначеннядляроботисоломотрясів,змінюєтьсязазакономрівносторонньоїгіперболи,взв’язкузчимупершомунаближенніможназаписати: