Файл: Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов сб. науч. тр.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

третий — транспортирование стеблей к

выгрузному

окну;

соприкосно­

четвертый — падение стеблей до момента

вения со стерней или ранее упавшими стеблями при на­ личии и отсутствии контакта со сбросной кромкой;

пятый — падение стеблей после соприкосновения со стерней или ранее упавшими стеблями при наличии и от­ сутствии контакта со сбросной кромкой.

Первый этап достаточно хорошо изучен и наиболее полно изложен К. А. Полевицким [1] и другими иссле­ дователями, поэтому подробное изучение этого этапа для решения поставленных задач не обязательно.

На втором этапе со стороны подвижных элементов транспортера на верхнюю часть стеблей действуют силы, направленные в сторону транспортирования хлебной мас­ сы, а нижняя (комлевая) часть находится под воздейст­ вием сил, тормозящих продвижение стеблей к выгрузному окну. Причем торможение комлей в основном происходит не за счет сил трения их о пассивную часть режущего аппарата, как до сих пор считают некоторые исследова­ тели, а в результате того, что комли уложенных на тран-

Рис. 1. Схема падающего потока (а) и сил, действующих на стебли (б), при у<гтвертом этапе формирования валка.

16 Заказ 6827

спортере стеблей свисают со стороны режущего аппарата и зацепляются за еще несрезанные растения при переме­ щении к выгрузному окну. Зависимость между углом по­ ворота А стеблей на транспортере, режимом работы валкообразователя и характеристикой хлебостоя можно за­ писать в виде следующего уравнения:

где &п=2-^3 — коэффициент, учитывающий неплотность

п

 

укладки стеблей на транспортере;

 

—количество стеблей на

1 м 2 поля;

Ьт

 

— длина транспортера от его начала до точ­

Dc,

Le

ки среза рассматриваемого стебля, м;

—диаметр

и длина стеблей, м;

Vm,

УТ

—скорость

машины и

транспортирования

 

 

стеблей,

м/сек.

 

На

третьем этапе происходит наслаивание стеблей на

транспортере. Существенного изменения в ориентации их после поворота во втором этапе не обнаружено. Поэтому можно предположить, что стебли в этот период сохраня­ ют свою ориентацию в потоке до момента начала их вы­ грузки.

Четвертый этап начинается с момента прохода цент­ ром тяжести стебля или слоя стеблей над сбросной кром­ кой АВ. В этот период стебли движутся под воздействием сил тяжести G, трения о платформу F, момента инерции

/, реакции N со стороны транспортера

и момента Мт,

воз­

никающего

от действия

сил трения

между

стеблями

(рис. 1,6).

В результате

исследования

этого

этапа

уста­

новлены закономерности движения стеблей, позволяющие определить дальность полета и положение их в простран­ стве. Например, координаты движения точки К нижнего стебля потока могут быть определены из следующих уравнений:

У

" * ф

+±Ь.*Ы<Ыег,

У 1 — sin2 Ф sin2 v

"*

(2)

Ук = Л, + 4 " 4

sin Ф sin v +

4 " E *

~

 

•

 

E l

$

9

E n \ C t

g *

sin(8+C);

(3)

4sin2

3

 

" " ^

1

 

 

 

Xcos(3 + S) | /

і

 

 

cos2 Ф

 

 

 

 

 

1 -

sin2

Ф sin2

V '

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

где

t

— время падения стебля до момента соприкосно­

 

 

вения

со

стерней

или

ранее упавшими

стеб­

 

Еи

лями, сек;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— толщина потока, м;

 

и платформы

транспор­

 

б, v — углы

наклона

стебля

 

 

тера к горизонту (плоскости XOZ),

град;

 

Ф

—угол

наклона

стеблей

к

переднему

обрезу

 

 

платформы, град;

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

—угол ориентации

сбросной

кромки

питающего

 

h\

транспортера,

град;

 

 

 

 

 

 

 

— высота переднего обреза платформы над уров­

 

g

нем среза или ранее упавшими стеблями, м;

 

—ускорение

свободного

падения,

м/сек2 ;

 

 

і, £ —параметры вертикального

слоя

стеблей, град.

В уравнениях

(2) — (4)

угол б является функцией вре­

мени. Для его определения составлено

дифференциальное

уравнение движения

центра

С

тяжести

вертикального

слоя

DD'K'K в плоскости

DiDCxC

 

(см. рис. 1):

 

 

 

дЦ

gv0t

cos ь

 

 

Mj

 

 

Л

 

 

 

 

Л 2

р2 +vp2

 

т (р2

+

vlP)

 

 

 

г де v0 «

VT

COS ф

-

-—

 

cos (Ф + 9)

р

— скорость перемещения точки т 2

(контакта вертикального слоя к сбросной кромке А В) вдоль стебля KD м/сек;

—радиус инерции вертикального слоя, м;

т — масса

вертикального

слоя

DD'K'K,

кг.

 

16*

483.

Решение уравнения

(5) весьма

громоздко.

Однако,

учитывая, что угол 6 изменяется

в реальных условиях от

— 10° до +15° , можно

принять

cos 6 = 1,

 

допуская при

этом погрешность, не превышающую 5%. Тогда

решение

уравнения

(5) значительно

упрощается:

 

 

 

 

— = - 2 - In

 

 

 

— arc ctg — ;

(7)

 

dt

2i/e

f>2

mpv0

 

p

 

8 =

3 -

P2 + V 2

2p

 

, v0t

 

2MT

w

t In

 

 

arc tg —

 

- X

 

2v0

 

v0

 

 

 

P2e2

 

 

p

 

pmg

 

 

x ( ^ r c t g ^ - ^

- l n

^ ±

^ N

+

Дь

(8)

где Ai = arcsin

(sinvsinO) —угол

наклона

стеблей вер­

тикального слоя к плоскости XOZ при ^ = 0 .

 

 

Подставляя значение 6(/) в уравнения

(2) — (4), мож­

но определить координаты

траекторий движения

точки Л'

в любой момент времени. Аналогично определяются ко­ ординаты движения точки D.

В случае,

если слой DD'K'K

оторвется от

сбросной

кромки АВ,

но не коснется

опоры,

суммарный

угол бе

наклона его к горизонту будет равен:

 

 

 

 

8 c = 8

+ - f ' i .

 

 

(Ю)

где t\ — время падения слоя DD'K'K

после отрыва

его от

сбросной кромки АВ до момента соприкосновения

с опо­

рой, сек.

 

 

 

 

 

 

В связи с тем, что в принятой

модели потока

стебли

не связаны между собой, при пятом этапе, очевидно, каж­ дый из стеблей вертикального слоя после соприкоснове­ ния с опорой одной из его точек продолжает падение не­ зависимо от остальных. Например, стебель KD (рис. 2) касается опоры (плоскости XOZ) колосовой частью (точ­ ка К). Положение стебля KD в любой момент времени можно определить по углу бг поворота его в вертикальной плоскости Р и углу бз поворота плоскости Р вокруг вер­ тикальной оси KS.

Если предположить, что с момента соприкосновения колоса со стерней плоскость Р начинает вращаться от-

Рис. 2. Схема сил, действующих на стебель, при пятом этапе формирования валка.

носительно вертикали KS с постоянной угловой скоростью о>2, то угол бз к моменту остановки стебля будет равен:

о3 = ш2 /2 ,

(11)

где t2— время падения стебля до момента соприкоснове­ ния со стерней противоположного его конца, сек.

Для определения угловой скорости саг воспользуемся следующей зависимостью, отображающей изменение уг­ ловой скорости твердого тела, вращающегося вокруг не­ подвижной оси, вызываемое приложенным к нему уда­ ром:

3Lc V

v\ + v\

sin (і/ + arc

tg

 

ш2 =

•

Ll) cos 8c

J*U-t

(12)

 

( V +

 

 

где г|з — проекция угла Ф на плоскость

XOZ.

 

Для определения времени t2 составим, как и в пре­ дыдущем случае, дифференциальное уравнение движения

стебля в плоскости

Р:

 

dt\

9Р 2

+ L \

9Р 2 + L \

Решение этого уравнения может быть представлено в следующем виде:

Приближенные решения уравнений (7) и (13) сопо­ ставлялись с точным их решением, выполненным на ЭВМ «Промінь». Разница в углах б и бг, полученных по при­ ближенному и точному решению, не превышала 1 —1,5°, что согласуется с принятыми допущениями и вполне при­ емлемо для проводимого анализа.

Чтобы определить

время t2, необходимо в

уравнение

(14) подставить Ь2—~,

ТС

 

 

 

а также бг и юг, вычисленные по

уравнениям (10) и (12). Подставляя полученное

значе­

ние t2 в уравнение

(11), определим значение

б3 .

Затем

определим угол 0 ориентации стебля в валке:

 

 

 

 

 

 

 

 

(15)

Аналогичные рассуждения можно провести для опре­

деления положения

верхнего стебля K'D' потока на

пло­

скости XOZ (см. рис.

1). После этого можно

было

бы

найти ширину валка hB по разности наиболее различных по значению абсцисс X точек К, D, К', D'.

Полученные при аналитических исследованиях зави симости раскрывают суть основных явлений, возникаю­ щих при формировании хлебного валка. Они позволили

выявить главные факторы (ф, Ф, v, о ш v?, L c , Еа),

управ­

ляющие процессом валкообразования. Проведенный

ана­

лиз полученных зависимостей и построенных

по

ним

графиков (рис. 3) позволил установить, что наибольшее влияние на положение стеблей в валке оказывает ориен­ тация (угол ф ) сбросной кромки питающего транспорте­ ра. Однако факторы Ф, v, vT, vM могут усиливать или ос­ лаблять в определенной мере действие фактора ф . Поэтому ближе к идеальному следует считать то валкообразующее устройство, которое позволяет изменять и зна­ чения Ф, V, »т И О м .

Смотрите также файлы