Путь, пройденный соломой за один оборот вала, определяется графически

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХВАЛЬНОГО

КЛАВИШНОГО СОЛОМОТРЯСА

1. Общие сведения. Соломотрясы предназначены для выделения из соломы

мелкого вороха (зерно, полова и др.), поступающего из молотильного аппарата,

направления его на очистку и для вывода соломы из молотилки.

В существующих зерноуборочных комбайнах наибольшее применение нахо-дят клавишные соломотрясы. Они обычно бывают двухвальные, все точки их

клавиш совершают движение по окружности. Могут иметь четыре – шесть кла-

виш. Круговое поступательное движение каждой клавиши или группы клавиш

смещено относительно других. Кинематику клавиш характеризует кинемати-

ческий режим

k = w² × r / g, (1)

где w - угловая скорость вращения коленчатого вала; r- радиус колена вала.

Увеличение скорости вращения w приводит к возрастанию скорости перемеще-ния соломы по соломотрясу. Экспериментально установлено, что от показателя

К кинематического режима работы соломотряса во многом зависит качествен-

ный показатель выделения зерна из грубого вороха. Для четырёхклавишных

соломотрясов рекомендуется принимать К=2,2…2,6 и пятиклавишных –

1,1…1,5. При этих режимах грубый ворох подбрасывается клавишами и пере-тряхивается, что способствует более интенсивному выделению зерна из вороха.

Фаза отрыва соломы от соломотряса определяется из выражения

Sin(wt₀) = (С × cosa) / k (2)

где С = 1,2…1,8 – коэффициент, учитывающий запаздывание подбрасывания

вороха.

Коэффициент С возрастает с увеличением показателя режима К. Расчёт

длинны соломотряса производится исходя из допустимых им потерь зерна в

виде схода его вместе с соломой. Сход зерна с соломотряса (потери) определя-

ется уравнением:

q_n = q_e × e^-^m^L (3)

где q_n – сход зерна, кг/с; q_c – количество зерна, поступающего на соломотряс,

кг/с; е – основание натурального логарифма; L – длина соломотряса, м; m - ко-

эффициент сепарации.

Решая уравнение (3) относительно L и после соответствующих подстановок,

получаем уравнение для расчёта длины соломотряса:

L = (1n ((1-e) × 100 / p))/m , (4)

где e - коэффициент сепарации зерна декой; p – процент допустимых потерь соломотрясом (p=0.25%) грубого вороха; a - угол наклона клавиш к горизонту.

2. Содержание работы:

Определить ширину соломотряса;

Определить скорость вращения коленчатого вала и фазу подбрасывания

Соломы клавишами;

3) построить траекторию свободного полёта соломы после её подбрасыва-

ния, определить перемещение соломы за одно подбрасывание и скорость её пе-

Ремещения по поверхности клавиш;

Определить длину соломотряса.

Таблица 1. Исходные данные для выполнения работы.

Номер варианта	z	q кг/см	d	e	g, кг/м³	r, м	К	L_б, м	a
		5,0 5,5 6,0 6,0 6,5	0,35	0,85 0,90 0,80 0,90 0,80		0,055 0,055 0,050 0,052 0,050	2,3 2,4 2,2 2,5 2,6	1,2	5,0 6,0 8,0 7,0 6,0
		6,0 7,0 7,0 7,5 8,0	0,3	0,85 0,80 0,85 0,90 0,85		0,05 0,06 0,055 0,050 0,055	1,5 1,4 1,5 1,45 1,5	1,5	5,0 6,0 5,0 6,0 5,5
		5,5 6,0 5,0 6,0 6,3	0,32	0,85 0,88 0,80 0,86 0,80		0,052 0,055 0,054 0,055 0,050	2,3 2,4 2,6 2,5 2,4	1,3	5,0 6,0 5,0 6,0 7,0
		8,0 7,5 8,0 7,5 7,5	0,35	0,90 0,80 0,85 0,90 0,80		0,050 0,055 0,054 0,053 0,052	1,5 1,45 1,5 1,45 1,44	1,4	6,0 5,5 5,5 5,0 6,0
		5,5 6,0 6,5 7,0 6,5 5,5	0,3	0,85 0,90 0,85 0,90 0,94 0,80		0,055 0,055 0,050 0,050 0,055 0,050	2,3 2,35 2,45 2,5 2,6 2,63	1,25	5,0 6,0 5,5 6,0 5,5 5,0

В табл. (1) приведены значения величин: z – число клавиш, q – секундная

подача хлебной массы, d - содержание зерна в хлебной массе, e - коэффициент

Сепарации зерна декой, g - плотность.

3. Порядок выполнения работы:

Определить скорость w вращения коленчатого вала по формуле (1);

2) вычислить фазовый угол wt₀ подбрасывания соломы по формуле (2);

3) определить перемещение S соломы за одно подбрасывание.

Для построения траектории полёта соломы откладываем угол wt₀(рис. 1) и

находим точку А её отрыва. Начало координат располагаем в точке А. Оторвав-

шись от клавиш, солома, если пренебречь сопротивлением воздуха, будет сове-

ршать свободный полет. Начальные условия полёта:

Vx₀ = w r sin wt₀ (5)

Vy₀ = w r cos wt₀

Проекции ускорений на оси x и y:

a_x = - g sin a; a_y= - g cos a

Уравнение движения соломы:

X = (w r sin wt₀) t – (gt²sin a) / 2,

Y = (w r cos wt₀) t – (gt²cos a) / 2 (6)

Путь, пройденный соломой за один оборот вала, определяется графически

путём построения траектории её полёта. Для построения точек 1,2,3 и т.д траек-тории необходимо задаться значениями времени t с интервалами Dt = 0,03 - 0,04 с и произвести расчёт по уравнениям (5), (6) и занести их в таблицу 2.

Таблица 2.

t Расчётные уравнения	t₁ = ∆t	t₂ = 2∆t	t₃ = 3∆t
(wr sin wt₀)t
(gt²sin a) / 2
x
(wr cos wt₀)t
(gt²cos a) / 2
y

На графике откладываются точки 1,2,3 и т.д. и по ним строится траектория.

На окружности, как и на траектории полёта частицы, точками 1’, 2’,3’ и т.д. от-

мечают положение точки А отрыва частицы, через интервалы времени ∆t, 2∆t

и т.д. Для того чтобы установить положение этих точек, необходимо опреде-лить угол φ₁ = ωΔt и по нему отложить на окружности точку 1’ и далее засечками циркуля отметить точки 2’, 3’ и т.д. Встреча частицы с клавишами произойдёт тогда, когда одноимённые точки траектории и окружности будут находиться на одной ординате. Из предполагаемой точки встречи необходимо провести линию, параллельную оси OX. Если вторая одноимённая точка отклонена от этой линии, то момент встречи можно уточнить путём интерполяции. Расстояние S между одноимёнными точками (на рис.1 точки 6’ и 6) в масштабе представляют дальность перемещения соломы за одно подбрасывание.

При пятиклавишном соломотрясе две группы клавиш расположены на ко-ленчатом валу через 180⁰. Солома подбрасывается одной группой клавиш

(двумя – тремя), а падает на вторую. Поэтому после того, как клавиши пройдут

ось коленчатого вала, начинается отсчёт времени для второй поднимающейся группы;

4) определить среднюю скорость перемещения соломы по соломотрясу:

V_ср = S ω/ 2π (7)

5) определить ширину соломотряса:

B = 1,1 L_б (8)

6) определить толщину слоя соломы на соломотрясе:

h = q(1 – δ)/(B v_ср γ), (9)

7) определить коэффициент сепарации:

μ = μ₀ (h₀/ h)^m, (10)

где m = 0,8…1,2, большие значения относятся к тяжёлым условиям, меньшие к