Аналіз роботи ротаційного різального апарата з вертикальною віссю обертання

Мета роботи

Побудувати графоаналітичним способом траєкторію абсолютного руху крайніх точок робочих частин суміжних ножів і пересвідчитись у відсутності огріхів і наявності пробігу ножів над стернею.

Теоретичні передумови

Під час роботи ротаційного різального апарата кожний ніж 1 і 2 (рис.9.1) зрізує ділянку (заштриховану) шириною, яка дорівнює довжині ав робочої частини ножа 1 або сd ножа 2 (ав = сd).

Рівняння руху для точок а і в ножа 1 мають такий вигляд

Х_а= R sinwt + V_м t, (9.1)

Х_в= r sinwt + V_м t, (9.2)

У_а= R cos wt, (9.3)

У_в= r соs wt, (9.4)

де R - радіус ротора по кінцевих точках ножів;

wt – кут повороту ножа;

V_м – швидкість машини;

t – час повороту ножа на кут wt;

r – радіус ротора по крайніх нижніх точках ножів.

Рівняння руху для точок с і d ножа 2 мають такий вигляд

Х_с = R sin(wt - a) + V_м t, (9.5)

Х_d = r sin(wt - a) + V_м t, (9.6)

У_с = R cos (wt - a), (9.7)

У_d = r cos (wt - a), (9.8)

де a - кут між суміжними ножами,

, (9.9)

де m – кількість ножів на роторі.

На ділянці, обмеженій трохоїдою точки d ножа 2 і трохоїдою точки а ножа 1, рослини не будуть зрізані (огріх), тобто такі траєкторії точок ножів не бажані. З метою уникання огріху необхідно виконання умови (див. рис.9.1)

Х_1а = Х_2d або КМ = 0, (9.10)

тобто коли траєкторія точки а ножа 1 і траєкторія точки d ножа 2 перетнуть вісь ОХ і відстань між цими траєкторіями КМ = 0 (рис.9.2.).

Підставивши значення Х_а з рівняння (9.1) і Х_d з рівняння (9.6) в рівняння (9.10), отримаємо

, (9.11)

Підставивши значення Ха з рівняння (9.1) і Хd з рівняння (9.6) в рівняння (9.10) отримаємо

, (9.11)

де l – довжина робочої частини ножа (l = 40...60 мм);

W - кутова швидкість ротора, яка із умови безпідпірного зрізу рослин буде

, 1/с, (9.12)

де V_р – швидкість безпідпірного зрізування, м/с, яку визначають експериментально;

V_м, м/с; R, м.

Рис.9.1. Траєкторії абсолютного руху точок ножів ротаційного різального апарата не бажані

Рис. 9.2. Траєкторії (бажані)абсолютного руху точок ножів ротаційного різального апарата

Таким чином, огріху не буде, якщо будуть виконані умови (9.12 і 9.11).

Порядок виконання роботи

1. Записати вихідні дані (табл.9.1) відповідно до заданого варіанту.

2. Визначити:

2.1. Кутову швидкість ротора за залежністю (9.12)

2.2. Кількість ножів на роторі із залежності (9.11)

,

де l = 40…60 мм (прийняти).

3. Накреслити в певному масштабі ротор згідно заданих розмірів і розрахунків. Ножі накреслити у вигляді прямих ліній ав і сd (див. рис.9.1).

4. Визначити координати х і у точки ножа 1 (див.рис.9.1) при куті повороту ножа від wt = 0 до wt = p з інтервалом через кожні за рівняннями (9.1 і 9.3), тобто

Х_а= R^. sinwt + V_м^. t; У_а= R^. coswt;

, ; , ; і т. д.

Результати обчислень занести в таблицю 9.2.

5. Визначити координати х і у точки в ножа за рівняннями (9.2 і 9.4), тобто

Х_в= r sinwt + V_м^. t;

У_в= r coswt;

при значеннях wt, як вказано у пункті 4 і результати занести в таблицю 9.2.

6. Визначити координати х і у точок с і d ножа 2 аналогічно як і для ножа 1 використовуючи рівняння (9.5; 9.6; 9.7; 9.8). Результати занести в таблицю 9.2.

Координати точок с і d ножа можна визначити і графоаналітичним способом, а саме:

- визначити шлях, який проходить машина за час одного оберта ротора за залежністю

L = V_м t, м,

де V_м, м/с; t, с; ; ;

- визначити подачу на ніж

, м,

де L, м;

- на рисунку змістити траєкторії точок а і в на S (див. рис.9.1 і 9.2), тобто аналогічно, як і для роботи фрези.

Таблиця 9.1

Вихідні дані до роботи № 9

“Аналіз роботи ротаційного різального апарата з вертикальною

віссю обертання”

Варіант	Швидкість без підпірного різання Vр, м/с	Швидкість машини, Vм, м/с	Радіус ротора, максимальний R, мм
		4,16
		4,16
		4,16
		4,16
		4,16
		3,33
		3,33
		3,33
		3,33
		3,33
		4,16
		4,16
		2,77
		2,77
		2,77
		2,77
		4,16
		3,33
		3,88
		3,88
		3,88
		4,16
		3,33
		4,16
		4,16

7. По розрахованих координатах х і у точок ножів 1 і 2 побудувати траєкторії.

8. Зробити аналіз стосовно огріхів і наявності пробігу ножів над стернею.

Таблиця 9.2.

Координати кінцевих точок ножа до побудови траєкторії

їх абсолютного руху

Положення ножа	Кут повороту ножа wt, рад	Час повороту ножа t, с	Координати точок
		Ха	Уа	Хв	Ув	Хс	Ус	Хd	Уd
	p

Контрольні запитання

1. Через який час траєкторія точки а ножа 1 (рис. 9.1) перетне вісь х ?

2. Через який час траєкторія точки d ножа 2 (рис.9.1) перетне вісь х ?

3. Чи поліпшиться якість технологічного процесу, якщо кількість ножів прийняти більше, ніж розрахункову ?

4. Чи можлива імовірність виникнення огріху при збільшенні швидкості машини, не збільшуючи частоти обертання ротора ?

5. Якщо розрахункова кількість ножів дорівнює одиниці, то доцільно приймати два ножі чи ні ?

Лабораторна Робота № 10