ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ СОЛОМОТРЯСА

И ОЧИСТКИ

Соломотряс предназначен для выделения зерна из поступающего на него грубого вороха, а система очистки – из мелкого вороха.

В комбайнах с классической схемой молотильно-сепарирующего устройства наиболее распространены клавишные соломотрясы. Они подбрасывают, вспушивают и растаскивают ворох, а также транспортируют солому к соломонабивателю или измельчителю.

Клавишные соломотрясы имеют четыре или пять клавиш. Корпус клавиши шарнирно соединен с двумя коленчатыми валами одинакового радиуса колен r_c. Валы и клавиши образуют четырехзвенный параллелограмный механизм. Каждая точка клавиши совершает плоскопараллельное движение по окружности радиуса r_c.

Система очистки зерноуборочного комбайна состоит из колеблющихся решет, расположенных на двух уровнях, и вентилятора, создающего воздушный поток для отделения мелких примесей от зерна.

Режим работы соломотряса оценивается показателем k кинематического режима.От этого показателя зависит дальность S транспортирования и скорость V_ср перемещения вороха вдоль клавиши. С повышением скорости толщина [h_с] слоя соломы и время пребывания ее на соломотрясе уменьшаются. При уменьшении толщины слоя соломы на соломотрясе сепарация повышается.

Работа соломотряса и системы очистки определяется следующими параметрами:

n_с – частота вращения коленчатого вала соломотряса, мин ^-1;

r_с – радиус коленчатого вала соломотряса, м;

m – показатель степени;

L_с* – длина соломотряса, м;

В_с* – общая ширина соломотряса, м;

F_р* – площадь сепарирующей поверхности верхнего решета очистки, м²;

B* – ширина захвата жатки, м;

a^* – угол наклона клавиши к горизонту, град;

q_оч – допускаемая нагрузка на 1 м² сепарирующей поверхности решета, кг/(с× м²);

p_с – допустимые потери за соломотрясом;

g – объемная масса соломы, кг/м³ (приложение Г);

m_o – номинальное значение коэффициента сепарации, равное 1, 8 м ^–1 при толщине слоя соломы h_ос;

k_о– коэффициент, характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности;

* – значения отмеченные звездочкой выбираются из технической характеристик зерноуборочных комбайнов (приложение Б, В).

 

 

Для определения фактической загрузки молотильного аппарата в зависимости от параметров соломотряса при допустимом коэффициенте потерь необходимо выполнить следующие расчеты:

– определить угловую частоту ω вращения коленчатого вала соломотряса

 

ω = (π n _c ) / 30, с ^-1, (4.1)

– определить показатель k кинематического режима работы соломотряса

k = (ω ² r _c ) / g, (4.2)

 

– вычислить коэффициент C, учитывающий запаздывание подбрасывания соломы

C = 0, 5 (1 + k); (4.3)

 

– найти угол отрыва (подбрасывания) соломы от клавиши

 

ω t₀ = arcsin[(C cos α ) / k], град. (4.4)

 

Траектория полета соломы после отрыва от клавиши в координатах xAy c началом координат в точке А строится в следующем порядке (рисунок 4.1):

− определить время одного поворота коленчатого вала соломотряса

 

t = 2π / ω, с; (4.5)

 

− выбрать промежуток времени ∆ t для расчета координат x и y траектории полета соломы над клавишей соломотряса (принимают ∆ t = 0, 03…0, 05 с);

− рассчитать промежуточные координаты траектории полета соломы

 

x _i = ω r _c (sinω t₀) t _i – (g t _i ²10³ / 2)sinα, мм;

y _i = ω r _c (cosω t₀) t _i – (g t _i ²10³ / 2)cosα, мм.(4.6)

 

Расчеты представить в табличной форме (таблица 4.1).

Траекторию перемещения соломы строим по координатам x_i и у_i и с учетом положения клавиши при повороте на угол j_i.

Для определения перемещения соломы по соломотрясу необходимо:

− начертить окружность радиусом r_с колена вала соломотряса;

− через ось 0 вращения коленчатого вала под углом a (угол наклона клавиши к горизонту) провести ось 0x₁ и от нее отложить угол ω t₀ отрыва соломы от клавиши и отметить точку А;

 

 

Таблица 4.1 – Параметры траектории движения соломы по соломотрясу

Параметры	t1= Dt	t2 = 2Dt	t3 = 3Dt	t4= 4Dt	t5 = 5Dt	t6 = 6Dt	t7 = 7Dt
сек
0, 03	0, 06	0, 09	0, 12	0, 15	0, 18	0, 21
ω rc (sin ω t0) ti
(g ti2 / 2) sin α
xi
ω rc (cos ω t0) ti
(g ti2 / 2) cos α
yi
φ i = ω ti, град

 

− начало координат расположить в точке А (ось x направить параллельно положению клавиши, а ось y – перпендикулярно к ней);

− отложить от 0А углы φ ₁, φ ₂, φ ₃ и т.д. в соответствии с результатами расчетов (таблица 4.1) и обозначить точки 1', 2', 3' и т.д.;

− по координатам х _i и y _i построить траекторию перемещения частицы соломы.

 

Рисунок 4.1 – Схема к определению перемещения соломы по соломотрясу

 

 

Клавиша совершает плоскопараллельное движение, а колено вала – круговое и последовательно будет занимать положения 1', 2', 3' и т.д. В эти моменты времени солома, находясь в полете, будет находиться соответственно в точках 1, 2, 3 и т.д.

Для определения положения клавиши в момент падения соломы на клавишу необходимо провести интерполяцию. С этой целью (рисунок 4.1) необходимо провести линии через точки 4; 4¢ и 5; 5¢ до их пересечения и через эту точку провести линию, параллельную клавише (под углом a к горизонту).

Расстояние S между точками a и b есть перемещение соломы за одно подбрасывание.

Средняя скорость соломы за одно подбрасывание

 

V_ср = (S n_с) / 60, м/с; (4.7)

 

Значение коэффициента m сепарации, при котором произойдет полное выделение оставшегося в соломе зерна

 

μ = (1 / L_c) ln[10²(1 – ε ) / p_c], (4.8)

 

где L_с – длина соломотряса (см. техническую характеристику), м;

ε – коэффициент сепарации зерна декой молотильного аппарата;

p_с – допустимые потери за соломотрясом (не более 0, 5%).

Коэффициент сепарации зерна декой ε обычно находится в пределах 0, 88…0, 95 в зависимости от условий уборки. При нормальной влажности 14-15% принимают ε = 0, 93-0, 95. С увеличением влажности хлебной массы значение этого коэффициента снижают.

Максимально допустимую толщину [h_с]слоя соломы, при которой обеспечивается сепарация зерна соломотрясом при допустимых потерях определяют по выражению

, м, (4.9)

 

где h_ос – номинальная толщина слоя соломы, при которой определяется значение m_о, м(h_ос = 0, 2 м);

m – показатель степени (m = 0, 8…1, 2).

Меньшие значения m относятся к легким условиям. При увеличении коэффициента β (соломистости) и абсолютной влажности w показатель должен быть увеличен, и наоборот.

Далее необходимо определить пропускную способность комбайна по технологическим возможностям соломотряса и очистки.

Пропускная способность [q_гв]_max соломотряса по грубому вороху при максимально допустимой толщине слоя соломы

 

[q_гв]_max = B_c V_ср γ [h_c], кг/с, (4.10)

 

где В_с – общая ширина соломотряса, м;

g – объемная масса соломы, кг/м³, (приложение Г).

Тогда пропускная способность [q_c]_ф комбайна по соломотрясу (максимально допустимая подача хлебной массы в молотилку по технологическим возможностям соломотряса)

 

[q_c]_ф = [q_гв]_max / β , кг/с; (4.11)

 

Допустимая максимальная загрузка [q_мв]_max очистки по мелкому вороху, обеспечивающая процесс выделения зерна с учетом агротехнических требований

 

[q_мв]_max = q_оч F_р, кг/с, (4.12)

 

где F_р – площадь сепарирующей поверхности верхнего решета очистки, м²;

q_оч – допускаемая нагрузка на 1 м² сепарирующей поверхности решета, кг/(с× м²), q_оч = 1, 5…2, 5 кг/(с× м² ); меньшие значения относятся к уборке хлебов высокой влажности, большие – низкой влажности.

Допустимая пропускная способность комбайна по очистке грубого и мелкого вороха (максимально допустимая подача хлебной массы в молотилку с учетом пропускной способности очистки) [q_оч]_ф

 

[q_oч]_ф = {[q_мв]_max – [q_гв]_max (1 – ε k₀)} / [(1 – β k₀) ε ], кг/с, (4.13)

 

где k₀– коэффициент, характеризующий работу молотильного устройства и соломотряса в зависимости от влажности (при влажности w = 14% k₀ = 1, выше w = 15% − k₀ = 0, 8…0, 9).

Далее необходимо сравнить фактическую пропускную способность комбайна по молотильному аппарату [q_ма]_ф, соломотрясу [q_с]_ф и очистке [q_оч]_ф и выбрать из них меньшее значение, приняв в итоге [q]_{ф min}.

По выбранной фактической минимальной пропускной способности комбайна определить рабочую скорость машины с учетом предварительно выбранной ширины B захвата жатки и степени полеглости хлебостоя ξ.

 

V_м = {[q]_{ф min} (1 – β ) ξ } / (0, 01 В Q_з), м/с, (4.14)

 

где ξ – коэффициент, учитывающий степень полеглости хлебостоя (для прямостоящего хлебостоя ξ = 1, при полеглости 10% ξ = 0, 9, 20% – ξ =0, 8 и т.д.)

B – ширина захвата жатки, м.

 

 

Ширина захвата жатки выбирается исходя из комплектации комбайна жатками, обеспечивая максимальную производительность с учетом допустимой агротехническими требованиями скорости движения комбайна (V_мдоп = 0, 8…2, 2 м/с).

Производительность комбайна за 1 час рабочего времени

 

W₀ = 0, 36 B V_м, га/ч. (4.15)

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Пропускная и провозная способность автодорог