Энергосберегающие технологии и технические средства для уборки лука (06.11.2009)

Автор: Ларюшин Андрей Михайлович

Для упрощения расчетов принимаем, что точка соприкосновения шестигранного вала с валком лука-севка, сходящего с рабочей поверхности лемеха, равна величине Н расстояния между верхней задней кромкой лемеха и поверхностью почвы (рисунок 13).

где l – длина рабочей поверхности лемеха, м; ( – угол установки (наклона) лемеха, град.

Поступающая масса будет проходить по шестигранному валу с началом контакта вала с валком в точке М без сгруживания и потерь при условии, что предельная составляющая сила трения по оси Х будет больше составляющей выталкивающей силы:

при этом

где f – коэффициент трения вороха лука-севка о материал шестигранного вала.

Диаметр шестигранного вала найдется из выражения

Чтобы установить характер работы подбирающего устройства, рассмотрим технологический процесс работы шестигранного вала на примере траектории движения точки А (рисунок 14), расположенной на грани шестигранного вала.

Рисунок 14 – Схема к определению конструктивно-режимных

параметров шестигранного вала

. Тогда уравнение движения произвольной точки боковой грани шестигранного вала будет иметь вид:

где R – радиус окружности, описываемый точкой, расположенной на конце диагонали сечения шестигранного вала, м; RА – радиус окружности, описываемой произвольной точкой А, расположенной на грани шестигранного вала, м; (ш.в. – скорость поступательного перемещения шестигранного вала, м/с; (1 – угловая скорость вращения шестигранного вала, с-1; ( – угол, заключенный между радиусом R и радиусом RА, град.

где (м – поступательная скорость движения машины, м/с; ( – показатель кинематического режима.

Из рисунка 15 следует, что для шестигранного вала

Тогда уравнение движения точки, расположенной на конце диагонали шестигранного вала ((=0) (рисунок 15), запишется как

Интенсивность воздействия шестигранного вала на валок лука-севка обуславливается также разностью в скоростях движения различных точек поверхности шестигранного вала.

Определяя скорость рассматриваемой точки А (рисунок 15), будем иметь:

Отсюда скорость движения произвольной точки поверхности шестигранного вала можно определить из выражения

Так как угол ( изменяется в пределах от 0( до 60(, то скорость отдельных точек шестигранного вала будет иметь значения в пределах:

Технологический процесс исследуемого устройства включает одну из основных операций – транспортирование подбираемого валка вращающимися вальцами к приемному транспортеру для последующей сепарации вороха лука-севка и погрузки его в рядом идущее транспортное средство. Отсюда следует, что параметры основного рабочего элемента устройства – вальцов – должны удовлетворять условию отсутствия затаскивания вальцами луковиц малой фракции.

Для определения диаметров вальцов подбирающего устройства рассмотрим взаимодействие одиночной луковицы с вальцами. Для упрощения примем, что луковица имеет шаровидную форму диаметром dл. Для того, чтобы луковица не проходила между вальцами, принимаем зазор С (рисунок 16) между вальцами устройства равным минимальному диаметру луковицы (С= dл min). Для нормальной работы вальцовой поверхности луковица должна переместиться через валец 2 на последующий.

, где (2 – угол наклонной плоскости АА к горизонтали, град; (2 – угол трения луковицы о материал вальца 2, град.

Рисунок 16 – Схема к определению диаметра вальцов подбирающего

устройства: 1 – валец первый; 2 – валец второй; 3 – луковица

, где (1 – угол наклонной плоскости ВВ к горизонтали, град; (1 – угол трения луковицы о материал вальца 1, град.

Тогда диаметр каждого вальца подбирающего устройства можно найти из выражения:

где D – диаметр вальца, через который луковица должна перекатиться, м; d – диаметр вальца, через который луковица уже перекатилась, м; С – зазор между вальцами подбирающего устройства, м.

Частота вращения вальцов подбирающего устройства определяет скорость перемещения подбираемой массы вдоль его рабочей поверхности. Она определяется из выражения

где dЛ – средний размер луковицы, м.

Для предотвращения сгруживания транспортируемого материала на рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства над ними установлен битер. Задача битера состоит в том, чтобы обеспечивать равномерную подачу массы по всей рабочей поверхности вальцов подбирающего устройства. Поэтому начало работы лопастей битера с рабочей поверхностью вальцово-битерного подбирающего устройства начинается в точке контакта F лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала, а выходит из зоны контакта с рабочей поверхностью подбирающего устройства в точке Р контакта лопастей битера и наружной окружности третьего вальца.

Рисунок 17 – Схема к определению радиуса битера подбирающего устройства:

1 – битер; 2 – вал шестигранный; 3 – валец первый; 4 – валец второй;

5 – валец третий

При вращении битера валок, за счет силы трения между лопастями битера и шестигранным валом, транспортируется от одного вальца к другому. Если заменить действие лопасти битера и наружной окружности шестигранного вала действием условной подвижной наклонной плоскости КК, к наружной окружности битера и наружной окружности шестигранного вала в точке контакта F, то условие затаскивания валка этой плоскостью примет вид:

где (1 – угол наклона условной плоскости КК к осевой линии расположения вальцов, град.; (1 – угол трения вороха по материалу шестигранного вала, град.; (2 – угол трения вороха по материалу лопасти битера, град.

При выходе из зоны контакта лопасти битера с рабочей поверхностью подбирающего устройства валок транспортируется за счет силы трения, возникшей между лопастью битера и рабочей поверхностью третьего вальца. Если заменить действие лопасти битера и рабочей поверхности третьего вальца действием условной подвижной наклонной плоскости LL, касательной и наружной окружности битера и третьего вальца в точке контакта Р, условие перемещения валка этой плоскостью примет вид:

где (2 – угол наклона условной плоскости LL к осевой линии расположения вальцов, град.

Тогда радиус битера можно найти из выражения

В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» приведены программа, структура проводимых экспериментальных исследований, планы постановки опытов, методика проведения замеров, используемые критерии оценки процессов, перечень используемого оборудования и приборов, описание лабораторных и опытных установок, а также методика исследований физико-механических свойств посевов лука перед уборкой, лука-севка и валка лука-севка во время уборки.

Программа экспериментальных исследований включала:

экспериментальные исследования в лабораторных условиях;


загрузка...