Файл: Диденко Н.Ф. Машины для уборки овощей.pdf

Уравнение равновесия запишем следующим образом:

— mg sin а0 + m(ù~u + fing cos а0 = 0 .

Отсюда определим

бана.

Начиная с момента равновесия материал под действием силы тяжести начинает равноускоренно двигаться по билу и в мо­ мент времени t на него, кроме ранее рассмотренных сил, начи­ нают действовать сила сопротивления воздуха и кориолисова

сила инерции Fк = 2тьци, где и — относительная скорость материала по билу.

В рассматриваемом случае кориолисова сила инерции уменьшает силу нормального давления. В результате этого при движении по билу нормальное давление материала будет

Ni = mg cos а —2яшщ.

Отсюда сила трения

FTp = f (mg cos а —2mcc»1u).

Сила сопротивления воздуха очень мала и ею можно пре­ небречь.

Рассматривая действие всех сил на центр масс слоя, нахо­ дящегося на биле (рис. 160), и учитывая, что для выполнения технологического процесса необходимо, чтобы относительная

скорость и была направлена внутрь барабана, составим диффе­ ренциальное уравнение движения слоя

ти = — mg sin а + (mg cos а —2/жо,и) f + mafu.

После упрощения и замены а = (at получим

U + 2(àJu— 0)j2U = f g COS (£ > it — gsintùiC

Это линейное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами и правой частью.

Решая это уравнение, получим

и= + С2е^4+ A sin

и= + С2У>еХ<+ Л(щ cos со^,

Л = — ; A, = ®i(-f+V7+0;

2со2

^2=® 1( - f - V / f2+ l) ,

і о — время начала движения материала по билу, определяе­ мое по формуле (158).

Рис. 161. Определение условий встречи материала с ло­ пастями внутреннего барабана

Расчеты показывают, что при ац = 1,5 1/с, / = 0,6 на конце

била ( R 1 = 63 см) относительная скорость о„тн = и = 92 см/с, переносная скорость и0кр = wi#i = 1,5-63 = 95 см/с, а абсолют­

сечении барабанов, так как лопасти установлены под некоторым

Зная координату X о3 , можно из выражения (159) опреде­ лить /3. Поскольку в точке 0 3 лопасть только коснулась слоя, то после ее прохода материал продолжает свободный полет до момента подхода следующей лопасти, которая отстоит от пер-

2

вон на — л. 3

Время полета от точки 0 3 до точки Отах будет

где о)2 — угловая скорость внутреннего барабана.

Подставив /3 и /3 + в выражение (159), получим значение крайних координат х3, у3 и х4, г/4 возможных точек соударения била с материалом.

Среднее значение определим из выражений

Радиус вращения точки Оср будет

^ср = 1А С2Р+ УІр-

При соударении с материалом в точке Оср лопасть имеет скорость V оср = 0)2^ср-

Такую же скорость после удара имеет и материал. В момент начала удара скорость материала

усР = V х 1р + УІр

и направлена под углом

а - агс,еШ '

В момент удара, как видно из рис. 161, угол между направ­ лением скорости материала и плоскостью лопасти мал, следо­ вательно, составляющей скорости, перпендикулярной плоскости лопасти, можно пренебречь.

Отсюда импульс силы в момент удара

5 = FAt пи>оср= ni(ù2Rcp.

Зерна овощного гороха в бобах могут выдержать удар ме­ таллической поверхности со скоростью идоп = 5 м/с.

Если считать, что удар неупругий, то

^кр ~ тѵлоп•

Исходя из условия неповреждения зерен, должно быть

< 5кр.

В предшествующем анализе рассматривали лопасть, парал­ лельную оси барабана. В действительности она составляет с осью барабана угол ал. Нормальная составляющая удара бу­ дет меньше Ns = S cos ал, следовательно,

<о2 < - -- Д"-"— .

7?ср cos ид

Частота вращения внутреннего барабана изменяется в пре­ делах 108—216 об/мин.

Частота вращения выше критической требуется в ряде слу­ чаев в зависимости от степени спелости материала. При этом допускается дробление некоторой части зерен (до 5%).

После соударения с билом внутреннего барабана вылущен­ ные из бобов зерна и остальной материал отбрасываются на решетки наружного барабана под углом ал к плоскости попе­ речного сечения молотильных барабанов и перемещаются вдоль барабана на величину а, называемую шагом продвижения. Неподвижно закрепленные лопасти обеспечивают постоянный шаг продвижения материала вдоль барабана, а регулируемые лопасти могут ускорять или замедлять его прохождение через молотилку, что необходимо для уменьшения дробления зерна.

По расчету О. Е. Котовича при движении внутри барабана материал испытывает до 56 ударов [14].

Неоднородность бобов по степени спелости и твердости их зерен приводит во входной части барабанов к повышенному дроблению нежных и слабых зерен, находящихся в стадии молочной спелости, тогда как более спелые бобы не расщеп­ ляются. В связи с этим необходимо, чтобы сила удара в начале процесса была меньше, чем в конце. Такой режим обмолота могут обеспечить конические барабаны. На основании исследо­ ваний О. Е. Котовича угол конусности барабанов должен быть около 1°.