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

На основании уравнения (89) запишем выражение:

= ööC0 6 2 , получаем систему из трех уравнений с тремя неизве­ стными обо, ti, е:

решение которой позволяет вычислить угловую скорость Ибо холостого хода барабана при известной средней рабочей уг­ ловой скорости собь Величина 6б может быть установлена на основе статистического анализа динамики молотильного ап­ парата.

Решение полученной системы уравнений выполняется на ЭВМ по стандартной программе. Так, при бб=0,99 (допусти­ мое падение угловой скорости относительно средней ее вели­

Электропривод. При работе на линейном участке характе­ ристики момент электродвигателя может быть представлен выражением [21]:

48

(Для точного расчета электропривода Г. И. Назаров предло­ жил иной подход [40]).

Очевидно, М у=М дс; тогда

Момент Mi, с которого начинается изменение параметров движения, также определяется величиной момента динамиче­ ского сопротивления, но запаздывающего относительно Му на величину интервала монотонного изменения функции подачи. Принимая те же допущения, что и в первом случае, получаем:

Из уравнения (97) видно, что на величину угловой скоро­ сти барабана влияют динамические и электромеханические параметры системы. Графики 6, 7, 8 (рис. 14) показывают, что с увеличением момента инерции при соответствующем значении Ѳ колебание оборотов барабана уменьшается; уско­ рение также оказывается меньшим (6:1=1,09 кгм/сек2\

7 : 1 = 0,6 кгм/сек2; 8 : 1=0,3 кгм/сек2).

49

Заметим, что выполненный на ЭЦВМ численный анализ динамического уравнения барабана носит иллюстративный характер.

Построенное динамическое уравнение молотильного бара­ бана позволяет учесть влияние изменения скорости расти­ тельной массы в подбарабанье при изменении подачи.

Приведенный метод вычисления момента инерции бараба­ на использует в качестве критерия не только допустимое па­ дение угловой скорости барабана относительно ее величины на холостом ходу, по и, что особенно важно, допустимые колебания ее относительной рабочей величины, соответствую­ щей расчетной подаче.

Г Л А В А IV

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБМОЛОТА В МОЛОТИЛЬНОМ АППАРАТЕ

Выполнение процесса обмолота колосьев или метелок яв­ ляется главной функцией всякого молотильного устройства. Большое разнообразие конструктивных схем молотильных устройств, создаваемых в последнее время, объясняется пре­ жде всего стремлением привести в наибольшее соответствие технологический процесс обмолота с физико-механическими свойствами растительной массы.

Акад. В. П. Горячкин концентрированно изложил сущ­ ность процесса обмолота. В «Теории барабана» [14] он пи­ сал: «В самом начале подачи соломы барабан своими зубья­ ми, или билами, околачивает колосья, выбивая из них зерна; далее барабан захватывает солому и при протаскивании ее через подбой перетирает колосья вместе с соломой, выделяя из них зерна, и в конце концов выбрасывает солому». В этом определении В. П. Горячкина отражается сочетание двух ста­ дий обмолота: свободным ударом на входе и перетиранием в подбарабанье при уменьшенных зазорах.

Существует и другая точка зрения на процесс обмолота. Принадлежит она Т. И. Егоровой [17, 18].

Предполагается, что разрушение связи зерна с колосом происходит под воздействием релаксационных автоколебаний, возбуждаемых в волокнистом потоке растительной массы ударными импульсами бичей барабана. Т. И. Егорова прове­ ла специальные эксперименты по замерам параметров авто­

50

колебаний с целью подтверждения высказанной гипотезы. Однако объяснение результатов экспериментов не до конца раскрывает наблюдаемый процесс. Результаты же использо­ вания этих идей при создании молотильных устройств специ­ альной конструкции, к сожалению, не рассеивают сомнений [19].

В связи с этим закономерности процесса обмолота в мо­ лотильном устройстве нуждаются в более обстоятельном рас­ смотрении.

Характер взаимодействия барабана с порциями растительной массы

Многочисленные исследования прочности связи зерна с ко­ лосом показали, что соотношение силы этой связи и постав­ ленного ей в соответствие количества зерен распределяется случайным образом, подчиняясь нормальному закону распре­ деления. При этом величина силы колеблется в очень широ­ ких пределах. Установлено, что окружная скорость барабана, обеспечивающая приложение к колосу сил ударного воздей­ ствия, равных наибольшей силе связи зерна с колосом, приво­ дит к повреждению и даже разрушению довольно значитель­ ного количества зерен. Поэтому вымолот всех зерен путем ударного воздействия не представляется рациональным. Ре­ жимы молотильного устройства выбираются таким образом, чтобы обеспечить ударом вымолот не более 65—75% зерен, а оставшуюся их часть вымолотить перетиранием путем про­ таскивания стеблей с колосьями через образуемый бичами и планками деки зазор.

На самом входе в подбарабанье колосья подвергаются первому удару бича, растительная масса затаскивается в за­ зор, где ее обработка ударным воздействием продолжается до самого выбрасывания соломы. Обмолачиваются колосья под действием многократного приложения ударных импуль­ сов (циклов). Некоторая часть зерен (возможно, не наимень­ шая) покидает колосья после первого же удара по ним. Дру­ гим зернам для отделения от колоса требуется воспринять два, три и более ударов; самые неподатливые, наиболее проч­ но связанные с колосом достигают вместе с ворохом той зоны подбарабанья, где усилия сжатия достаточно велики (по­ скольку нормальные усилия сжатия потока вороха нарастают от входа к выходу), а зазоры столь малы, что пройти эту зону вместе с колосом зерна не могут; к тому же их связь

51

с колосом значительно ослаблена продолжающимися много­ кратными ударными воздействиями бичей. Здесь начинается зона обмолота перетиранием.

Общее количество XF ударов по одной и той же порции массы в подбарабаиье составит:

движении вокруг оси барабана между двумя последователь­ ными ударами, определится выражением:

где ѵі-і — скорость порции после предшествующего удара; Ѵі — скорость порции в момент удара.

(Здесь, как и ранее, предполагается, что скорость вороха в подбарабаиье увеличивается плавно, а не «порциями» в мо­ менты удара). Поскольку скорость вороха в начале подбарабанья значительно меньше, чем на его выходе (см. рнс. 11), то на основании (99) в зоне входа угол поворота порции, а следовательно, п линейное перемещение ее между двумя последовательными ударами значительно меньше, чем в зоне выхода. Отсюда на одном п том же отрезке пути в первой по­ ловине подбарабанья колосья подвергаются большему коли­ честву ударов, чем во второй.

Таким образом, приложение к связи зерна с колосом раз­ рушающих сил носит циклический характер. Можно предпо­ ложить, что связь зерна с колосом, как и любое другое тело, подчиняется закономерностям усталостной прочности (по крайней мере, внешним): с возрастанием числа приложений силы прочность связи убывает. Поэтому отделение зерна от колоса можно осуществить с помощью приложения нагрузки, по величине меньшей прочности связи, но с достаточным чис­ лом циклов. Именно такие условия и складываются в подбарабанье.

52