АППАРАТА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА

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 N 1 и вредных N 2 сопротивлений, т. е.

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 = Р 1 + Р 2 . (3.

У современных комбайнов и 1 = 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.

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.

где А и В — экспериментальные коэффициенты. Так как коэффициенты А и В имеют небольшую величину, то для расчетов можно принять N 2 = 0,05 N . (7.

С учетом всего вышеизложенного первоначальное выражение примет вид.

где — коэффициент, учитывающий характер изменения скорости массы за время прохождения через молотильный зазор. Если известно a и скорость подачи и 1 . то коэффициент можно определить по выражению.

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

где J — приведенный момент инерции барабана, кг м 2 ; w — угловая скорость барабана, с -1.

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

N 1 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.

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

где r — радиус барабана, м. Уравнение представляет прямую, выходящую из начала координат, угловой коэффициент которой равен qa / r 2 / )>. Точка А пересечения прямой и гиперболы характерезует равенство подводимой и расходуемой энергии и соответствует критическому значению угловой скорости барабана w кр.

Если бы подача была постоянной, то наиболее рационально было бы работать при угловой скорости барабана, равной w кр . 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 [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.

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

Для графического определения w кр необходимо построить прямую расхода ускорения e согласно выражения (13) подставив соответствующие величины, т. е.

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

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.

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 Все права принадлежат авторам размещенных материалов.