Расчёт основных параметров молотильного аппарата

Определение основных параметров молотильного аппарата осуществляется при заданной скорости движения комбайна, урожайности зерна и соломы, массы барабана.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 5,4 км/ч; длинна молотильного барабана – 1,5 м

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 55 ц/га; диаметр молотильного барабана – 0,75 м

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 59,6 ц/га; частота вращения барабана – 905 об/мин

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 480 кг.

Подводимая к барабану мощность N расходуется на преодоление вредных сопротивлений N1 и на обмолот N2, т. е.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.1)

Мощность холостого хода Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru необходима на преодоление трения в опорах и сопротивление воздуха. В соответствии с этим Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - сумма двух слагаемых, из которых первое прямо пропорционально линейной скорости бичей барабана uб, а второе представлено в виде кубической зависимости от скорости uб, т. е.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru , (5.2)

где ах и bх - коэффициенты пропорциональности, характеризующие трение и вентиляторное действие барабана.

Коэффициент ах представляет собой силу трения в опорах барабана,

приведенную к бичам (штифтам) Для штифтового барабана ах = 5...5,5Н и для

бильного ах = 0,85...0,90Н на каждые 100 кг массы ба­рабана (ротора). Разница в значениях коэффициента ах для бильного и штифтового барабанов объясняется тем, что к трению в опорах штифтового барабана прибавляется трение боковых граней и планок о воздух, сопротивление которого практически не изменяется от скорости.

Коэффициент bх равный 0,055. ..0,090Н-с22, определяет со­противление воздуха, зависящее от формы вращающихся частей ба­рабана, их размеров,

свойств и плотности воздуха.

При n = 905 об/мин,

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru , (5.3)

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Процесс обмолота включает нанесение ударов бичами по хлебной массе и протягивание её через зазор между барабаном и подбарабаньем.

Окружное усилие:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru , Н (5.4)

где Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - сила удара, Н

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - усилие на протаскивание массы через молотильный зазор, Н

По теории удара импульс силы Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru равен изменению количества движеня массы, т.е.:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru или Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.5)

где Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru – подача массы в молотильный аппарат, кг/с

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru – скорость массы после удара, м/с

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - скорость подачи массы в молотильный аппарат, м/с

Подача хлебной массы в молотильный аппарат определяется по выражению:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.6)

где В – ширина захвата машины, м; В = 7,4 м

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - скорость движения машины, км/ч; Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 5,4 км/ч

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru и Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - урожайность зерна и соломы, ц/га; Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 55 ц/га; Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 59,6 ц/га

ε = 0,85 – коэффициент, учитывающий количество соломы, оставшейся в виде стерни.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Скорость Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru меньше окружной скорости Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru барабана и Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - коэффициент зависящий от подачи, длинны и влажности стеблей, направление подачи и конструкции аппарата. Экспериментально установлено, что Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - коэффициент, учитывающий характер изменения скорости массы за время протягивания её через молотильный зазор. При известных Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru и Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru м/с коэффициент Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru , (5.6)

где Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - скорость подачи растительной массы, м/с;

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru м/с;

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Подставив значение Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru в выражение (5.5) получим:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Усилие на протягивание хлебной массы через молотильный зазор пропорционально окружному усилию Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru где f – коэффициент перетирания, учитывающий все сопротивления при протаскивании хлебной массы (трение массы об элементы молотильного аппарата, разрушение связи зерна с колосом, изгиб, сплющивание, излом соломы с надрывом и без него и т. д.)

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Мощность потребная на обмолот хлебной массы Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru :

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.7)

где Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru – коэффициенты характеризующие конструктивные параметры молотильных устройств.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

При неравномерной подаче хлебной массы в молотильный аппарат потребная на обмолот мощность N2, будет изменяться в зна­чительных пределах. При прекращении подачи вся эта мощность будет расходоваться на увеличение энергии барабана и на преодоле­ние возрастающих вредных сопротивлений по выражению (5.1).

При холостом ходе барабана:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.8)

где I – момент инерции барабана, кг/м²

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.9)

w – угловая скорость барабана, Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - угловое ускорение барабана, Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Из этого выражения Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Находим угловую скорость барабана:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Определяем угловое ускорение барабана:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Приход ускорения представляет собой гиперболическую зави­симость (рис.12). Он обратно пропорционален моменту инерции и угловой скорости барабана. Для того, чтобы накапливать и отдавать ускорение для поддержания необходимой частоты вращения, нужно иметь необходимый момент инерции I:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Из формулы (5.8) I = 33,8 кг·м².

Если подать хлебную массу в молотильный аппарат, то N2 будет расходоваться на обмолот и будет иметь равенство:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Из этого выражения расход ускорения на обмолот находится в прямолинейной зависимости от угловой скорости (рисунок 12), т.е. прямо

пропорционален угловой скорости и обратно пропорционален моменту инерции барабана:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

В точке А пересечения гиперболы и прямой приход ускорения равен расходу, а абсцисса её соответствует критическому значению Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru угловой скорости вращения барабана. На практике подача хлеб­ной массы в молотильный аппарат изменяется в пределах от 0,67 до 1,33т. В целях работоспособности барабана рабочая угловая ско­рость Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru должна быть меньше Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru и соответствовать точке В пересе­чения гиперболы и прямой, рассчитанной при максимуме подачи -1,33т, возникшей за счёт её неравномерности.

На основании обзора технических данных комбайна ACROS - 530 принимаем Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Длина барабана определяется, из условия допустимой подачи хлебной массы на 1 м длинны бил:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.10)

где Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru - допустимая подача на 1 м длины бил, кг/с·м

М – число бил барабана, М = 10.

Диаметр барабана определяется по зависимости:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.11)

где U – окружная скорость барабана, м/с; U = 32,2 м/с

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru = 0,0075 – время между ударами соседних бил, с.

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Полученное значение соответствует нашему проекту молотильного

аппарата к комбайну ACROS 530.

Как уже было сказано выше для обмолота зернобобовых и других культур комбайны оборудованы вариаторами, позволяющи­ми уменьшить окружные скорости барабанов.

Зная диаметр барабана, определим частоту его вращения при обмолоте пшеницы:

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru (5.12)

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru ,об/мин

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

 
  Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru 2

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru В А

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

 
  Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru w

Расчёт основных параметров молотильного аппарата - student2.ru

Рисунок 12 – График прихода (кривая 1) и расхода (прямая 2) ускорение барабана.

Наши рекомендации