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

опытных данных, составляет 0,02—0,025 кг/сек [49]. Для комбайнов, работающих на полях с ровным стеблестоем или хорошо уложенными валками, удельную подачу можно по­ вышать до 0,035 кг/сек. Длина 1 бального барабана опреде­ ляется при этом выражением:

Так, для молотильного аппарата с восьмибилыіым бараба­

—2,14 м. Между тем опыты показали, что молотильный бара­ бан длиной 1,59 м комбайна РСМ-10 (разрабатывался ГСКБ при заводе «Ростсельмаш» в 1960—66 гг.) успешно справлял­ ся с подачами q = 6 —6 , 2 кг/сек при потерях за соломотрясом в 1% [44]. Это же относится и к комбайну СК- 6 «Колос» с шириной молотилки 1,5 м, который на государственных испы­ таниях в КубНИИТИМ показывал пропускную способность в 6 кг/сек. Отсюда следует, что рассмотренный способ расчета длины барабана (пли пропускной способности по заданной длине) нельзя считать удовлетворительным.

М. А. Пустыгнн предложил новую формулу для вычисле­ ния пропускной способности молотильно-сепарирующего аппа­

Формула М. А. Пустыгнпа исходит из величины допускае­ мых потерь за соломотрясом и значительно лучше согласуется с фактической пропускной способностью молотнльно-сепари- рующих аппаратов, чем зависимость (57). Одиако она ниве­ лирует вклад обоих рабочих органов (молотильного аппарата и соломотряса) в величину пропускной способности, автомати­

вычислениями допустимой по потерям пропускной способности уже существующих комбайнов.

Многочисленные исследования показывают, что молотиль­ ный аппарат имеет большой запас по пропускной способности [39, 51]. Проф. В. Г. Антипин, подробно разработав вопрос о влиянии урожайности, влажности и ряда эксплуатационных

32

факторов на производительность зерноуборочного комбайна, особо подчеркнул отсутствие метода для определения номи­ нальной пропускной способности молотильного аппарата [4].

Метод определения пропускной способности молотильного аппарата должен основываться на анализе характера захва­ та и перемещения порций растительной массы молотильным барабаном. Величина подачи может быть представлена в общем виде:

Здесь cröql — площадь поперечного сечения потока расти­ тельной массы.

При выводе уравнений скорости порций вороха в подбарабанье допускалось, что порции не теряют скорости в про­ межутках между воздействием бичей, а движутся по инерции. Здесь же освободимся от этого допущения и положим, что такая потеря возможна. Особенно это относится к движению на входе, где скорость наиболее низка (имеется в виду пре­ дельный случай). Следовательно, для нормальной работы мо­ лотильного аппарата необходимо, чтобы бич сообщал прихо­ дящейся на его долю порции растительной массы такой им­ пульс, при котором порция получит количество движения не

33

Выразим из (59) значение и н подставим в (64):

Для критического значения а = ст|; получим величину пре­ дельной подачи qm из соотношения (65):

растительной массы у= 40 кг/м3, коэффициенте использова­ ния длины барабана р = 0 , 8 допустимая пропускная способ­ ность составит ~9,0 кг/сек, а для комбайна типа СК-4—СК-5 при тех же исходных данных — 6,72 кг/сек. Установленные значения предельной пропускной способности хорошо согла­ суются с большим количеством экспериментальных резуль­ татов.

Необходимо подчеркнуть, что полученная величина про­ пускной способности является лишь нижней предельной, она установлена при условии полной потери скорости' порцией растительной массы между воздействием бичей. В действи­ тельности скорость вороха теряется лишь частично. Поэтому некоторое увеличение подачи сверх расчетной не вызовет перегрузки аппарата.

Зависимость (67) показывает, что пропускная способность молотильного аппарата определяется свойствами раститель­ ной массы (учитываются критической степенью сжатия, объ­ емным весом и коэффициентами «А» и «С»), конструктивны­ ми параметрами молотильного аппарата (длина барабана и диаметр, числ’о и ширина планок деки и бичей), технологи­ ческой настройкой аппарата, определяемой зазором на входе б].

34

С увеличением длины барабана пропускная способность его пропорционально возрастает. Увеличение же числа бичей менее заметно сказывается на росте пропускной способности:

Если бы пропускная способность росла пропорционально числу бичей, это означало бы, что величина порции расти­ тельной массы, приходящаяся на один бич, не меняется. Та­ кого результата можно достичь путем пропорционального увеличения скорости подачи. Но это сразу повлекло бы за собой необходимость сообщать порциям большие скорости,

с уменьшением его диаметра. Такой вывод был сделан акад. В. П. Горячкиным при анализе уравнений барабана. Он уста­ новил, что при постоянстве требуемой энергии (следователь­ но, при постоянных толщине потока вороха, окружной скоро­ сти барабана и числе бичей) количество продукта, перебра­ сываемое барабаном в единицу времени, возрастает с умень­ шением его диаметра.

Уменьшение диаметра барабана при прочих равных усло­ виях уменьшает интервалы во времени между прохождения­ ми двух соседних бичей, а значит, и величины захватываемых каждым бичом порций (ведь число бичей не изменилось). Поэтому можно догрузить барабан, увеличив несколько по­ дачу. Однако если одновременно с изменением диаметра барабана пропорционально изменить число бичей, то в соот­ ветствии с выражением (67) пропускная способность аппара­ та не изменится.

Сопоставляя результаты расчета предельной пропускной способности молотильного аппарата по (67) с результатами исследования влияния величины подачи на скорость вороха на выходе подбарабаиья (см. табл. 1 ), видим, что предель­ ному значению подачи соответствовала и максимальная ско­ рость вылета. При этом величина степени сжатия на выходе составляла 6,4, т. е. была близка к критической. Сопостави­ мость результатов на основе отражения одной и той же тен­ денции в динамике порций дает возможность подойти к вы­ числению предельной пропускной способности методом реше­ ния экстремальной задачи для функции co=co(q). Но, строго

35

физико-механические свойства; убывает и величина массы порции вследствие вымолота и сепарации зерна. Поэтому

массы, так и содержащейся в нем информации о влиянии па­ раметров входа и предшествующего входу движения на вели­ чину q.

Г Л А В А III

ЭЛЕМЕНТЫ ДИНАМИКИ МОЛОТИЛЬНОГО БАРАБАНА

ВУСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕННОЙ ПОДАЧИ

Вработах [1, 20] исследуется динамика молотильного барабана как часть общей динамики зерноуборочного ком­ байна, моделируемого миогомассовой динамической системой

супруго-гибкими связями в виде клиноременных передач. Математически ома отражается системой иеголономных диф­ ференциальных уравнений.

Для того, чтобы выписать в этом случае уравнение бара­ бана, к последнему прикладывают меняющуюся определен­ ным образом силу сопротивления от движущейся в подбарабанье растительной массы, полагая, что эта сила однозначно характеризует взаимодействие барабана с растительной мас­ сой. Здесь не учитывается поведение самой порции расти­ тельной массы в подбарабанье и прежде всего изменение ее скорости, т. е. исключается из рассмотрения один из основ­ ных параметров процесса взаимодействия массы с барабаном.

При исследовании движения в подбарабанье была уста­ новлена зависимость скорости порции растительной массы от окружной скорости барабана и величины подачи. Изменение скорости порции оказывает влияние на динамику барабана, поэтому в уравнении динамической системы порция расти­ тельной массы—барабан—двигатель должна быть отражена и скорость массы.

Задача состоит в том, чтобы описать механико-технологи­ ческую природу взаимодействия барабана с обрабатываемой растительной массой с учетом динамической характеристики привода. При этом следует отразить и характер изменения подачи во времени, который с хорошим приближением описы­ вается случайной стационарной функцией.

36