Сили, що впливають на ніж
Під час роботи ніж ріжучого апарату перебуває під впливом наступних сил: 1. Rср – сила опору зрізу, 2. P – сила інерції маси ножа, 3. F – сила тертя ножа.
Сила R залежить від густоти стояння стебел, площі подачі, фізико-механічних властивостей рослин.
де k-витрати енергії на зріз 1см 2 , рівні 0,01 ... 0,02 Дж (нм)
fн- площа навантаження, см 2
z - число сегментів, що у роботі
xp – переміщення ножа від початку остаточно різання.
Сила інерції визначається масою ножатн та його прискоренням ϳ:
Pmax буде за x=2r.
Сила тертя різального апарату: ,
де - сила тертя від тяжкості ножа
- сила тертя від дії шатуна, нормальної сили N0
Gн – сила тяжкості ножа, що дорівнює 25...32 н/м
f- коефіцієнт тертя, що дорівнює 0,25 ... 05.
Сила тертя від сили тяжіння ножа: Gн на 1м. ножа 25 ... 32Н,f =0,25 ... 0,3.
Сила тертя від дії шатуна: , , але
звідси:
тоді.
Задаючи кутом α, знаходимо для різних переміщень ножа значення сили . Ріжуча сила опору руху ножа:
Цим значенням користуються під час розрахунку пальця кривошипа, механізму передач.
Стінку ножа розраховують за такою формулою:
де – маса ножа, кг; - Маса шатуна, кг; r - радіус кривошипу, м; - Кутова швидкість кривошипа, з -1; l - Довжина ножа, м; - питомий опір різання та тертя, що дорівнює 750 н/м.
Визначення потужності для роботи ножа.
Потужність визначення подолання сил опору, тертя, сил інерції дорівнює:
де – сила опору ножа руху, Н;
- Швидкість ножа, м / с.
Т.к. потужність на привід ножа у зв'язку з тертям значно перевищуєпотужність на зрізання стебел, то витрати енергії на роботу ножа
Для максимальних сил інерції:
(Звіт кутів від вертикальної осі).
Теорія та розрахунок молотильних апаратів
Силові характеристики зв'язку зерна з колосом
Способи обмолоту зернових культур
Основні фактори, що впливають на роботу молотильних апаратів
Процес роботи молотильного апарату
Основне рівняння молотильного барабана. Аналіз рівняння
Врівноваження барабана
Силові характеристики зв'язку зерна з колосом
Зерна з колосу, мітелок, качанів, бобів виділяються обмолотом.
Обмолот - є порушення зв'язків зерна з плодоніжкою та виділення її з колоскової луски.
Встановлено, що сила, необхідна виділення зерна з колосу залежить від його стиглості, причому максимальна величина визначається міцністю зерна з плодоніжкою (квітколожею). Колосові лусочки надають менше опору виділенню зерна з колосу, ніж зв'язку зерна з плодоніжкою.
Як приклад розглянемо криві зміни у часі сили Р1, потрібної на відрив зерна рису сорту «В'ятка» від плодоніжки та сили Р2, з якою утримується воно в колосі лусками. Ордината О1О2 відповідають періоду молочно-воскової стиглості зерна.
Як видно з графіка, зусилля відриву зерна від плодоніжки зменшується, а зусилля виділення з луски Р2 – збільшується. сила Р1 майже 2,5 разу більше, ніж Р2. Сила Р1 буде найменшою при вологості зерна 13...17%. При повному дозріванні, при невеликій зовнішній дії зерно випадає з луски.
Обмолот можна здійснити за рахунок завдання ударів по колосу або близьку до нього частину стебла, за рахунок витирання - протягування по поверхні або в щілини, за рахуноквідцентрових сил чи інерції зерна. Обмолот виготовляється за допомогою молотильних пристроїв.
Способи обмолоту
Існує кілька способів обмолоту – механічний, пневматичний, вібраційний тощо. Ми зупинимося в основному на механічному способі обмолоту.
1. Молотильні пристрої, що використовують сили інерції.
2. Молотильні пристрої, що використовують сили зчеплення:
3. Молотильні пристрої комбінованого типу
Пневмовідцентрові та вібраційні молотильні пристрої витрачають менше енергії на обмолот порівняно з більними та штифтовими (барабанно-декові), але потрібна подача хлібної маси тонким шаром (технічно це питання поки що не вирішено). Ці апарати не дають і повного вимелювання.
Молотильні апарати, що використовують сили зчеплення (другої групи). Для роботи цих молотильних апаратів потрібна тонкошарова подача хлібної маси. Через що різко знижується продуктивність молотильного апарату. Молотильні апарати цієї групи вимагають для обмолоту значну енергію, яка потрібна для перетирання колосків, стеблової маси. Після обмолоту цим способом потрібна більша кількість сепарувально-очисних пристроїв.
Молотильні пристрої комбінованого виду, що використовують сили інерції та сили зчеплення – 3-я група – більний молотильний апарат, штифтовий молотильний апарат – їх комбінації набули найбільшого поширення.
Характеристику їхньої роботи, переваги та недоліки в роботі докладно пояснювалися в описовому курсі та в період підготовки робітничих професій «комбайнера». Додам одне – більний (однобарабанний) молотильний апарат травмує до 30% насіння. для зниження травмування молотильні апарати конструюють двобарабанні комбайни «Колос»,"Сибіряк", "Єнісей".
Така конструкція дає змогу покращити обмолот зернових, т.к. значно знижуються втрати незмолоченим зерном.
Вібраційно-ударний молотильний апарат із домолотом більним барабаном. Перший вібраційно-ударний молотильний апарат споживає на 10...20% потужності менше, ніж барабанно-дисковий через відсутність зусиль протягування хлібної маси в запалі, а також дозволяє знизити потужність необхідну більному барабану на обмолот хлібної маси, на 30...45%, рахунок рівномірної, розподіленої подачі хлібної маси. Вібраційно-ударний апарат обмолочує 70...80% найціннішого в біологічному відношенні зерна. Мікроушкодження не більше 10%, нестача колосу до 10 ... 15%.
3. Основні чинники, що впливають роботу бильного молотильного апарату
1. Вологість обмолочуваного хліба
2. напрям подачі стебел і відносне розташування колосків
3. Діаметр барабана
4. Відстань між бичами (число бичів)
5. Довжина підбарабання та його живий перетин (відношення площі отвору до робочої площини підбарабання)
6. окружна швидкість барабана
7. Завзяття між бичами і підбарабанням та інші фактори
1. Схожість зерна краще зберігається при обмолоті маси з вологістю 17...22%. Для повного обмолоту краще мати меншу вологість посилюється перебивання соломи і травмування зерна. У разі збільшення вологості втрати недомолотом зростають.
2. Краща подача маси в молотарку колосом вперед: при такій подачі через підбарабання просівається в 2...2,5 рази більше зерна, ніж при подачі колосом назад збільшується захоплююча здатність барабана. Бажано, щоб колосся були розташовані в нижній частині шару, що подається, але це важко здійснити, т.к. вони в балці мають іншерозташування. При прямому комбінуванні маса більше розташовується колосся вперед.
3. Окружна швидкість барабана залежить від культури, що обмолочується. критична швидкість, при якій з'являються ушкодження (тріщини, сколи) приблизно на 30% більше від допустимих швидкостей обмолоту.
Окружную критичну швидкість барабана необхідно змінювати залежно від характеру культури, що обмолочується, а також від зміни вологості зерна і стебла.
4. Зазор між бичами і підбарабанням вибирається на виході, щоб краще була захоплююча здатність барабана - більше на виході, щоб був повний обмолот - менше.
Комбайн "Нива" на виході 18 1мм, на виході 2 1 мм
48 1мм 46 1мм