Здавалка
Главная | Обратная связь

АППАРАТА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

1. Общие сведения. Производительность молотильного устройства зависит от параметров и режимов его работы. Оптимальным следует считать такой режим, при котором обеспечивается максимальная производительность (пропускная способность) при удовлетворяющем агротребованиям качестве обмолота. Если имеется конкретный молотильный барабан с определенными параметрами (длина, диаметр, число бичей), то одним из регулируемых параметров, определяющих пропускную способность и качество обмолота, является частота вращения барабана w. Пропускная способность и частота вращения барабана зависит от мощности, подводимой к барабану.

Взаимосвязь между подводимой мощностью, параметрами барабана (частотой w и моментом инерции I) и подачей хлебной массы q раскрывается основным уравнением молотильного барабана, впервые выведенным академиком В.П.Горячкиным.

Кратко суть этой теории состоит в следующем. Подводимая к барабану мощность N тратится на преодоление полезных N1 и вредных N2 сопротивлений, т. е.

N = N1 + N2 , N1 = Р и , (1) , (2)

где Р - окружное усилие на барабане, Н; и - окружная скорость барабана, м/с.

Процесс обмолота барабанным аппаратом состоит из нанесения бичом удара по хлебной массе и протаскивания массы в молотильный зазор между барабаном и подбарабаньем. Соответственно с этим и усилие Р можно представить как сумму двух усилий : Р = Р1 + Р2 . (3)

Исходя из теории удара, Р1 = q (и2 - и1) , (4)

где q - подача массы в барабан, кг/с; и1 - скорость подачи массы в молотильный аппарат, м/с; и2 - скорость, приобретаемая массой после нанесения удара бичом, м/с; и2 = aи.

У современных комбайнов и1 = 3-5 м/с, a = 0,50-0,85 и зависит от скорости приемного битера, вида и состояния хлебной массы и направления подачи ее в молотильный аппарат.

Усилие на протаскивание хлебной массы в молотильный зазор пропорционально общему окружному усилию и может быть выражено, как

Р2 = f Р, (5)

где f - коэффициент перетирания, для бильного барабана f = 0,65-0,75.

К вредным сопротивлениям при работе молотильного барабана следует отнести трение в подшипниках барабана и сопротивление воздушного потока (при холостом ходе сопротивление барабана аналогично сопротивлению вентилятора). Таким образом:

N2 = Aи + Ви3 , (6)

где А и В - экспериментальные коэффициенты. Так как коэффициенты А и В имеют небольшую величину, то для расчетов можно принять N2 = 0,05 N. (7)

С учетом всего вышеизложенного первоначальное выражение примет вид:

, (8)

где - коэффициент, учитывающий характер изменения скорости массы за время прохождения через молотильный зазор. Если известно a и скорость подачи и1, то коэффициент можно определить по выражению

. (9)

Если мощность двигателя Nдбольше или меньше необходимой для преодоления всех видов сопротивления, то это соответственно приведет к ускорению или замедлению вращения барабана, так как

 

, (10)

где J - приведенный момент инерции барабана, кг м2; w - угловая скорость барабана, с-1;

- ускорение барабана, с-2. При холостом ходе барабана ускорение последнего составит: . (11)

N1 фактически представляет часть (запас) мощности двигателя, запланированной для преодоления полезных сопротивлений при обмолоте. Ускорение e = F(w) представляет собой гиперболическую зависимость (рис.1).

Если же к аппарату подать хлебную массу, то мощность будет расходоваться на преодоление полезных сопротивлений, то есть будет иметь место равенство

. (12)

Таким образом, расход энергии можно выразить уравнением, учитывая, что и = w r :

, (13)

где r - радиус барабана, м. Уравнение представляет прямую, выходящую из начала координат, угловой коэффициент которой равен qa/r2 / {J(1-f)}. Точка А пересечения прямой и гиперболы характерезует равенство подводимой и расходуемой энергии и соответствует критическому значению угловой скорости барабана wкр.

Если бы подача была постоянной, то наиболее рационально было бы работать при угловой скорости барабана, равной wкр. На практике же имеет место большая неравномерность подачи в пределах от 0,67 до 1,33 q. Поэтому во избежание забивания рабочее значение угловой скорости барабана w/должно соответствовать точке В пересечения гиперболы и прямой q/, рассчитанной исходя из возникшего за счет неравномерности максимума подачи q/ = 1,33 q.

Однако в этом случае должно соблюдаться условие w/ r ³ [u], (14)

где [u] - минимально допустимая окружная скорость барабана, при которой обеспечивается полнота обмолота. Если это условие не выполняется, то необходимо уменьшить подачу, что соответственно позволит увеличить w, а следовательно и окружную скорость барабана и. Допустимому значению скорости [u] и частоты [w]соответствует на параболе точка С. Проходящая через эту точку прямая характеризует расход энергии при допустимом значении окружной скорости барабана.

Величину подачи массы, соответствующей данному режиму, можно определить как

. (15)

Однако q/1 -максимально допустимая подача из условия вымолота зерна. Фактическая средняя подача будет в 1,33 раза меньше, т. е. qср = 0,67 q/1.(16)

Для графического определения wкр необходимо построить прямую расхода ускорения eсогласно выражения (13) подставив соответствующие величины, т. е.:

, где . (17), (18)

Исходя из фактической подачи, определяется оптимальное значение скорости комбайна, как

, (19)

где В - ширина захвата жатки комбайна, м; Q - урожайность зерна, ц/га; b - содержание зерна в хлебной массе.

Изложенное выше показывает, что при увеличении угловой скорости барабана и постоянной мощности двигателя снижается пропускная способность молотильного аппарата, однако эта скорость должна быть достаточной, чтобы обеспечить чистоту обмолота.

 

Рис.1. Графические зависимости прихода и расхода ускорения от угловой скорости e.
Таблица 1.  
w, с-1
e, с-2                    
eр, с-2                    

 

 

Содержание работы.

2.1. Определить максимальную и среднюю подачу хлебной массы и рабочую скорость комбайна, для чего по заданной мощности построить график прихода ускорения и по допустимой угловой скорости барабана определить максимальную пропускную способность молотильного аппарата.

2.2. Рассчитать среднее значение подачи массы и рабочей скорости комбайна.

2.3. Графически определить критическое значение угловой скорости барабана.

2.4. Варианты исходных данных приведены в табл.2.





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.