Файл: Липкович, Э. И. Процессы обмолота и сепарации в молотильных аппаратах зерноуборочных комбайнов (пособие для конструкторов зерноуборочных машин).pdf

Вероятность нахождения свободных зерен в потоке воро­ ха составит:

Сепарирующее действие молотильного аппарата — веро­ ятность выделения зерна — определится разностью:

или с учетом зависимости (199)

Скорость процесса сепарации может быть представлена следующим выражением:

Вычислим скорость сепарации в начальный момент про­ цесса. При t = 0 из (203) имеем:

При а = 1 (свободных зерен в подбарабанье в начальный момент нет) из (204) находим а —ß. Тогда

82

Таким образом, при нестационарной модели, как и в двух предшествующих случаях, скорость сепарации в начальный момент процесса пропорциональна количеству свободных зе­

Нетрудно видеть, что уравнение (207) принципиально не отличается от детерминированного уравнения (128), устанав­ ливающего взаимосвязь между скоростями изменения всех трех совокупностей. Однако это касается лишь общего ха­ рактера протекания процесса. Уже сама конструкция урав­ нений (199) и (202) свидетельствует, что аналитическое опи­ сание закономерностей обмолота и сепарации на основе ве­ роятностного процесса «рождения» и «гибели» имеет ряд особенностей.

Как показывает анализ на ЭВМ, не обнаруживается фор­ мального совпадения абсцисс максимумов функций скорости'

dt

банье. Уравнения отражают изменчивость условий протека­ ния процессов при обработке вороха (нестационарпость). При работе молотильного аппарата, например, на легкообмолачи­ ваемой культуре с большой секундной подачей, процесс об­ молота идет с высокой интенсивностью. Но это лишь одно из условий наибольшей скорости сепарации. Вторым не ме­ нее важным условием выступает пониженная толщина потока (меньшее число слоев пространственной соломистой решет­ ки), которая в начале процесса образоваться еще не может. Для обеспечения максимальной скорости сепарации необхо­ димо, чтобы результат взаимодействия обоих факторов был благоприятен, а не значение каждого в отдельности. Следо­ вательно, в рассматриваемом случае должен наблюдаться замедленный рост скорости сепарации, но весьма быстрый

83'

рост количества свободных неотсепарироваиных зерен в подбарабанье.

При стационарном описании процесса условия протека­ ния его принимаются постоянными (при этом Яі вычисляет­ ся лишь для начальных условии), поэтому в сторону макси­

количества обмолоченного зерна. В этом смысле вероятност­ ная нестационарная модель дает возможность более широ­ кого и глубокого анализа процесса.

Рассмотрим, далее, процесс чистой сепарации (чистой «гибели»), протекающей, например, па роторном или кла­ вишном соломоотделителе. В этом случае, пренебрегая невымолотом в соломе, можно считать, что все зерна сразу же с входа на рабочий орган пребывают в свободном состоя­ нии .

При как угодно большом увеличении времени сепарации вероятность задержки зерна в соломе не равна нулю, т. е. при любой длине сепаратора потери свободным зерном в со­ ломе теоретически могут быть обнаружены, и величина их определяется условиями сепарации — соотношением пара­ метров а и у. С другой стороны,

т. е. даже при ограниченном времени сепарации (при конеч­ ной длине сепарирующей поверхности) можно получить край­

84

не незначительные потерн путем улучшения условий сепара­ ции. При проектировании соломосепараторов следует обеспе­ чивать прежде всего лучшие условия сепарации (снижение толщины потока вороха, увеличение напряженности силового поля сепарации, разработка эффективных способов повыше­ ния скважности вороха и т. п.) и лишь после этого исполь­ зовать эффект увеличенной длины.

Г Л А В А VI

СОВМЕЩЕНИЕ МОЛОТИЛЬНОГО АППАРАТА И РОТОРНОГО СОЛОМООТДЕЛИТЕЛЯ

Основы принципа совмещения

Одним из путей увеличения пропускной способности зер­ ноуборочного комбайна является применение второго ротор­ ного рабочего органа в дополнение к классическому моло­ тильно-сепарирующему устройству (бильный молотильный барабан+двухвальный клавишный соломотряс). Это может быть второй молотильный барабан или роторный соломоотделитель, как, например, на некогда существовавшем ком­ байне КСП-2,5 [11], а также па ряде экспериментальных схем молотильно-сепарирующих устройств [54], включая схе­ мы ЧИМЭСХа и ВИСХОМа.

В последние годы интенсивно ведутся поиски молотиль­ но-сепарирующих устройств без клавишного соломотряса. Экспериментальные устройства имеют либо один [13, 48, 53], либо несколько соломоотделителей [5, 24, 45], иногда с про­ межуточными зонами сепарации. Анализ агротехнических по­ казателей таких устройств привел их авторов к убеждению о возможности создания молотильно-сепарирующих рабочих органов высокой пропускной способности без применения кла­ вишного соломотряса, который, по их мнению, сдерживает рост пропускной способности комбайна.

Рассмотрим наиболее характерные схемы молотильно-се­ парирующих устройств с соломоотделительным или вторым молотильным барабаном и проанализируем их на основе вы­ явленных нами закономерностей.

Сочетание первого молотильного аппарата с роторным соломоотделителем или вторым молотильным аппаратом мо­

85

Рис. 21. Способы сочетания первого молотильного барабана со вторым ротором.

парата за другим, со встречной передачей потока (схема воз­ никла при создании первого дпухбарабанного молотильного устройства еще на комбайне С-4); 2) с помощью перекидно­ го битера (верхнего действия), работающего «через себя» (схема исследовалась в ЧИМЭСХе и в настоящее время по­ лучила .применение, с соответствующей доработкой, на новом двухбарабанном рисоуборочном комбайне СКПР-6); 3) с по­ мощью промежуточного битера (нижнего действия), рабо­ тающего «под себя» и осуществляющего функцию промежу­ точной зоны сепарации (применяется в серийном комбайне СКД-5); 4) при непосредственном расположении второго ба­ рабана за первым с попутной передачей вороха и противо­ положно направленным вращением (разработана в СКВ по уборочным машинам в Ростове-на-Дону).

Схемы различаются характером траектории потока воро­

ха.

86

в нем зерна. Оставше­

рабочий процесс в пер­ вом подбарабанье прерывается, и ворох переходит во второе подбарабанье. От характера этого перехода, т. е. от того, на­ сколько сохранитсясложившееся навыходе первого подбара­ банья благоприятное длясепарации распределение зерен, зависит эффективность работы второго сепаратора.

В конструкции молотнлыю-сепарирующего устройства по первому способу при переходе на второй аппарат происходит встречный удар вороха о рабочие элементы второго барабана. Структура потока нарушается, зерна перераспределяются, рассредоточиваясь по всей толщине потока.

Уменьшение концентрации зерна в слое приводит, соглас- - по вероятностной модели, к уменьшению интенсивности сепа­ рации. Отсюда следует ожидать пониженный сепарирующий эффект во втором подбарабанье. Отрицательным сопутствую­ щим явлением в этом случае выступает дополнительное по­ вреждение зерна вследствие жесткого встречного удара рабо^ чих элементов второго ротора по потоку вороха, в котором содержится большое количество свободного зерна.

Осуществление передачи вороха по третьему способу не вносит принципиальных изменений в характер перераспреде­ ления зерен в потоке вороха: процесс протекает аналогичным рассмотренному образом. Воздействие промежуточного бите­ ра не сохраняет благоприятного распределения зерна в ниж­ них (ближайших к деке) слоях потока вороха к моменту вступления его во второе подбарабанье. Этим также снижа­ ется сепарирующее действие второго аппарата. Однако схема с промежуточным битером имеет преимущество перед пер­

8 ?