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

Рис. 22. Совмещенным молотильный аппарат к комбайну СК-4.

Молотильный барабан 2 совмещенный. Между бичами установлены планки с зубьями, представляющими собой усе­ ченную наклонную пирамиду с треугольным основанием. Угол наклона переднего ребра к радиусу барабана 30°. Вершины зубьев выступают над бичами барабана на 15 мм, так что диаметр описанной по вершинам окружности составляет 0,58 м. Расстояние между следами зубьев 83,5 мм, а между соседними зубьями по образующей — 334 мм.

Молотильная дека такой же конструкции, как и серийная. Но для обеспечения установки свойственных молотильному аппарату рабочих зазоров между бичами и поперечными планками деки в последних для прохода вершин зубьев вы­ полнены пазы. Молотильная дека развернута до положения, близкого к вертикальному.

Сепарирующая дека — прутково-планчатая; прутки и по­ перечные планки касательны к общей цилиндрической поверх­ ности. Пазов поперечные планки не имеют. Угол обхвата се­ парирующей деки — 90°. Отбойный битер, место его располо­ жения и технологический режим сохранены серийными, как у комбайна СК-4.

93

Всочетании с молотильной декой барабан работает в ре­ жиме обычного больного аппарата; вершины зубьев прохо­ дят в пазах поперечных планок п определяющего влияния на процесс не оказывают.

Всочетании с сепарирующей декой барабан работает сво­ ими зубьями в режиме роторного соломоотделителя. Зазор между вершинами зубьев и поверхностью сепарирующей деки составляет 5—10 мм, а между бичами барабана и рабочей поверхностью деки — 20—25 мм (вместо 4 мм на выходе мо­ лотильной деки). Поэтому процесс перемещения вороха в сепарирующем подбарабанье происходит, главным образом, под воздействием зубьев.

Совмещенный молотильный аппарат был подвергнут лабо­ раторным и лабораторно-полевым исследованиям в сравнении с серийным аппаратом комбайна СК-4 с целью всестороннего выяснения его агротехнических показателей, основные из ко­ торых приведены на рис. 23. Лабораторные исследования проводились с хлебной массой пшеницы. Безостая-1 влаж­ ностью до 20%. Лабораторно-полевые исследования выпол­ нялись в уборочный сезон при подборе валков комбайном с совмещенным молотильным аппаратом.

Сепарирующее действие молотильного аппарата. При из­ менении подачи от 4,7 до 5,7 кг/сек выделение зерна совме­ щенным молотильным аппаратом убывает от 82 до 79% (рис. 23, кривая /). При этом на долю сепарирующей деки приходится до 18,5% общего количества выделившегося зер­ на (кривая 3). Сепарирующее действие серийного аппарата в этих условиях составило 65—67% (кривая 2). Таким обра­ зом, выделение зерна совмещенным молотильным аппаратом оказывается на 21,5—22,4% выше, чем серийного, а содержа­ ние зерна в ворохе, поступающем на. соломотряс, у комбай­ на с совмещенным молотильным аппаратом снизилось по сравнению с серийным в 1,7 раза.

Исследования показали, что закономерности изменения сепарирующего действия обоих аппаратов в зависимости от подачи носят линейный характер. Выделение зерна сепариру­ ющей декой остается практически постоянным в пределах рассмотренных подач и составляет около 50% поступающего на нее зерна.

При анализе результатов опытов обнаруживается, что мо­ лотильная дека в совмещенном аппарате выделяет меньше зерна, чем в серийном. В абсолютных цифрах снижение сепа-

94

A,%

эталонного аппарата СК-4 (2) и сепарирующей деки (3 ); б) потери за

рации достигает 4—5%. Специальные исследования показали, что это явление вызывается двумя причинами;

а) некоторым увеличением скорости потока, порождаемым активным действием зубьев и снижением вследствие этого времени сепарации;

б) положением деки, близким к вертикальному.

Первое обстоятельство менее существенно, чем второе. Таким образом, исследования сепарирующего действия

совмещенного аппарата выявили его значительную эффектив­ ность.

Потери свободным зерном за молотилкой. Общий характер нарастания потерь с ростом подачи оказывается одинаковым у обоих комбайнов (рис. 236). При суммарных потерях за молотилкой в 1,5% пропускная способность серийного ком-

95

байна СК-4 составила 3,92 кг/сек (кривая 1), а комбайна с совмещенным молотильным аппаратом — 4,65 кг/сек (кривая 2), или на 18,7% выше.

При потерях за соломотрясом в 1% пропускная способ­

ратом (будем называть его опытным) пропускная способ­ ность по соломотрясу была на 25% выше, чем у эталона СК-4 (серийный).

Некоторое снижение пропускной способности у опытного комбайна по уровню общих потерь (18,7 против 25%) объ­ ясняется повышенными по сравнению с СК-4 потерями сво­ бодным зерном с очистки.

Дробление зерна. На рис. 23в представлены графики из­ менения дробления зерна в опытном и эталонном комбайнах в зависимости от подачи. Зависимости получены при окруж­ ной скорости барабана у обоих комбайнов, соответствующей 980—990 об/мин. Зазоры в подбарабанье эталонного комбай­ на составляли: на входе 16, на выходе 4 мм, у опытного они были такими же для молотильной деки.

При подаче 4—6 кг/сек дробление зерна эталонным ком­ байном находилось в пределах 2% (кривая 1), обнаруживая в этой зоне некоторый минимум; при дальнейшем росте пода­ чи дробление заметно возрастало. У опытного комбайна наи­ большее дробление — 2,82%— наблюдалось при подачах 5,5—5,6 кг/сек.

При допустимой для опытного комбайна подаче 4,65 кг/сек дробление зерна в нем составило 2,75%, оказавшись выше, чем у эталона.

Повышенное дробление в значительной степени связано здесь с режимом работы совмещенного аппарата. Ввиду боль­ шого утла обхвата и большей агрессивности совмещенного барабана рабочая окружная скорость последнего может быть снижена, а зазоры в подбарабанье увеличены по сравнению с соответствующими параметрами эталонного аппарата. Тем не менее увеличение общего угла обхвата повышает дробле­ ние зерна, требуя специальных мероприятий для предотвра­ щения его роста.

Перебивание соломы. На рис. 23г представлены зависи­ мости степени перебивания соломы от подачи. При измене­ нии подачи от 3 до 6 кг/сек степень перебивания соломы у эталонного комбайна СК-4 в условиях опытов практически не менялась, оставаясь в пределах 5,5 (кривая 1). У опытно­

96

го комбайна при изменении подачи в тех же пределах сте­ пень перебивания нарастала от 5,5 до 6,5 (кривая 2) и при подаче 4,65 кгісек она составила 6—62„ т. е. на 9—12%выше, чем у эталона. Это одна из причин повышенного выделения соломистых фракции на очистку комбайна, приводящего к росту потерь с нее.

Основы принципа чередования процессов обмолота и сепарации

Ыа входе в подбарабанье первыми ударами бича обмола­ чивается большое количество зерна и образуется значитель­ ная совокупность свободных, готовых к сепарации зерен. Для обмолота колосьев здесь не требуется выступающих агрессив­ ных планок деки. Более того, с целью снижения повреждения свободных зерен необходимо как можно раньше вывести их за пределы подбарабанья, иными словами, в зоне входа в подбарабанье следует устанавливать гладкую сепарирующую деку и обработку растительной массы проводить в режиме роторного соломоотделителя (имея в виду принцип совмеще­ ния) .

Далее, обращаясь к рис. 17, видим, что сила, приложен­ ная к связи зерна с колосом, убывает от входа к середине деки, интенсивность обмолота ослабевает. Отсюда следует, что сепарирующий участок в зоне входа не должен иметь чрезмерно большого угла обхвата, так как далее уже без выступающих планок деки при соответствующем сжатии по­ тока интенсивный обмолот колосьев обеспечить не удастся. Поэтому второй участок должен быть выполнен в виде моло­ тильной деки с выступающими планками.

Из графика (см. рис. 17) видно, что в средней части деки усилия, развиваемые в связи зерна с колосом, крайне незна­ чительны. Подходя к этой зоне, порция растительной массы уже потеряла наибольшее количество зерна, которое могло быть обмолочено чистым ударом (и с учетом усталостного характера прочности); но условия, благоприятные для обмо­ лота перетиранием, пока не наступили. Движение порций вороха, однако, приобрело установившийся характер; порции движутся с ускорением, идет растаскивание потока и, при совмещенном барабане, его прочесывание. Процесс сепарации в этой зоне имеет довольно большую интенсивность, в ворохе сосредоточено значительное количество свободного зерна

97

(едва ли не половина). Здесь можно ожидать заметного по­ вреждения зерна. Ввиду этого в средней части деки следует создать зону сепарации с гладкой сепарирующей решеткой, на которой будет происходить выделение ранее обмолоченно­ го зерна. Технологический процесс в режиме роторного соломоотделителя способствует лучшему растаскиванию потока, увеличению центробежных сил вследствие некоторого роста скорости потока и снижению повреждения зерна ввиду умень­ шения относительной скорости вороха.

При дальнейшем продвижении в подбарабанье сила, при­ ложенная барабаном к связи зерна с колосом, начинает возрастать вследствие уменьшения зазоров и повышения нор­ мальных усилий сжатия. С целью разрушения наиболее прочных связей появляется необходимость в жестком режиме обмолота. Поэтому участок деки после средней зоны, четвер­ тый участок, должен быть выполнен в виде молотильной сек­ ции, осуществляющей домолот при пониженных зазорах.

После выполнения процесса в рассмотренных четырех зо­ нах подбарабанья совмещенного аппарата обмолот полностью окончен (за исключением, может быть, крайне незначитель­ ного количества частей колосьев, определяемого, главным об­ разом, вероятностным характером распределения прочности связи зерна с колосом). Для того, чтобы снизить содержание зерна в поступающем па соломотряс ворохе, необходимо в наибольшей степени освободиться от зерна еще в пределах молотильного аппарата. Поэтому подбарабанье должно окан­ чиваться сепарирующей зоной, угол обхвата которой опреде­ ляется конструктивной схемой комбайна.

Следует отметить, что разделение процесса обработки растительной массы в подбарабанье на молотильный и сепа­ рирующий носит условный характер. Обработка вороха па молотильной секции отнюдь не исключает процесса сепара­ ции, который протекает в обычном для бильного аппарата режиме, являясь при этом сопутствующим основному процес­ су обмолота. На сепарирующих же участках протекает и про­ цесс обмолота (с меньшей интенсивностью) вследствие про­ должающегося ударного воздействия бичей; по здесь уже основной процесс сепарации сопровождается обмолотом.

98

Совмещенный аппарат с чередованием процессов обмолота и сепарации и результаты его экспериментального исследования

Молотильный аппарат с чередованием процессов обмолота и сепарации отличается от рассмотренного выше совмещенно­ го аппарата лишь конструкцией деки. Барабан остается тем же.

Конструкция деки, на которой выполняется чередование процессов обмолота и сепарации, представлена на рис. 24. Устанавливается она вместо двух дек, молотильной и сепа­ рирующей, в комбайн с совмещенным аппаратом и имеет такой же общий угол обхвата (195°), как и две деки вместе в первом случае.

С е к ц и я I выполнена в виде сепарирующей деки. Ее поперечные планки не выступают под прутками, а касательиы к общей цилиндрической поверхности. Расстояние между прутками— 14 мм.

С е к ц и я II представляется в виде обычной молотильной прутково-планчатой деки. В поперечных планках секции сде­ ланы пазы для прохода вершин зубьев. Секция II установле-

99