Определение диаметра барабана

Диаметр барабана определяется из зависимости:

;

где V - окружная скорость бичей, м/с, V=28-80 м/с;

Дt - промежуток времени между ударами бичей, с, Дt=0,005-0,0075 с.

Определим минимальный и максимально возможный диаметр барабана:

=0,446 м.

=1,911 м.

В практике конструирования комбайнов диаметры барабанов увязываются с конструктивной особенностью комбайна. У современных зерноуборочных комбайнах D_б=450-800 мм. Поэтому принимаем D_б=800 мм.

Тогда скорость бичей будет равна:

= 50,26 м/с.

Принимаем окружную скорость бичей равной V= 50 м/с.

Определение частоты вращения барабана

Частота вращения барабана определяется по зависимости:

;

об/мин.

Принимаем частоту вращения барабана равной 1200 об/мин.

Определим угловую скорость вращения барабана:

;

 c^-1.

Определение мощности, затрачиваемой на обмолот

Мощность, затрачиваемая на обмолот, определяется зависимостью:

;

где f - коэффициент перетирания, для зерновых культур f=0,6-0,8, принимаем f=0,7

44350 Вт. или 44,35 кВт.

Принимаем мощность, затрачиваемую на обмолот равной = 45 кВт.

Определение момента инерции барабана

Для того чтобы барабан мог накапливать или отдавать энергию в количествах, необходимых для поддержания частоты вращения барабана, он должен обладать соответствующим моментом инерции, определяемым зависимостью:

;

где - допустимое угловое ускорение для зерноуборочных комбайнов принимается равным 15-20 с^-1.

кВт·с.

Определение мощности холостого хода барабана

Потребляемая мощность на холостой ход барабана определяется по уравнению, предложенному академиком В.П. Горячкиным:

;

где Ащ - потери на трение в подшипниках, А=3Нм;

Вщ - потери на сопротивление воздуха при вращении барабана,

В=0,68 10^-3 Нм/с²;

Вт, или 5,82 кВт.

Принимаем мощность холостого хода барабана равной 6 кВт.

Проектирование соломотряса

Определение основных параметров соломотряса

В комбайнах ширина соломотряса близка к длине барабана и выражается следующей зависимостью:

;

м.

Принимаем B_C = 1900 мм.

Толщина соломистой массы, находящейся на соломотрясе определяется по зависимости:

где в - коэффициент, характеризующий содержание зерна в хлебной массе, поступившей в молотилку:

;

где Q_з - вес зерна, поступившего на соломотряс из молотильного барабана;

Q_с - вес соломы, поступившей на соломотряс из молотильного барабана;

Q_з = 15-20% от веса зерна поступившего вместе с соломистой массой в барабан.

е - соотношение веса зерна к весу соломы. Для длинностебельных культур е = (1,5 - 3,0), для короткостебельных - е = (1,0 - 1,5).

В данном случае е = 1,0.

0,4

г_с - объемный вес соломы, находящейся на соломотрясе, г_с = 11 кг/м³.

(V_my)_CP - средняя скорость движения соломистой массы по клавише, м/с. Определяется графически при r=0,05 м и определяется по формуле при радиусе кривошипа не равном 0,05 м.

;

м/с.

Толщина соломистой массы, находящейся на соломотрясе равна:

мм.

Определяем число встряхиваний соломистого слоя для выделения из него мелкого вороха:

;

где н₀ = 40 - число встряхиваний, достаточное для выделения мелкого вороха из соломистой массы толщиной слоя Н₀=0,15 мм.

.

Принимаем число встряхиваний соломистой массы равным н = 60.

В пятиклавишном соломотрясе за один оборот коленчатого вала соломистая масса получает два встряхивания, следовательно, число встряхиваний в пятиклавишном соломотрясе равно n^?=2n, где n - частота вращения коленчатого вала соломотряса.

Частота вращения коленчатого вала соломотряса определяется зависимостью:

где К - показатель кинематического режима работы соломотряса, для пятиклавишного соломотряса К =1,1…1,5. Для расчета принимаем К=1,45.

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

153,57 об/мин.

Принимаем n=160 об/мин., тогда:

n^? = 2·160= 320 об/мин.

Определяем длину клавишного соломотряса:

;

5,04 м.

Принимаем длину пяти клавишного соломотряса равной L_к= 5 м.

Определяем количество соломистой массы, находящейся на соломотрясе:

кг.

Количество зерна, находящегося в соломистой массе на соломотрясе:

;

Секундное поступление зерна или соломы на соломотряс составит:

кг/с.

кг/с.

Отношение веса зерна к весу соломы в массе, поступающей на соломотряс, равно:

По мере прохождения соломистой массы вдоль соломотряса непрерывно уменьшается, и в конце соломотряса оно должно быть равно нулю в₀=0. Процесс сепарации зерна через рабочую поверхность соломотряса соответствует экспоненциальной зависимости. Тогда содержание зерна в соломе на расстоянии У от начала соломотряса равно:

где м - коэффициент сепарации, м=1,6 м^-1.

Среднее отношение зерна к соломе:

;

=0,07;

Количество зерна на соломотрясе:

= 2,49 кг;

Вес всей соломистой массы, находящейся на соломотрясе:

;

38,13 кг.

Начальное количество зерна, поступающего на соломотряс в секунду равно:

;

кг/с.

Определение мощности на встряхивание соломистой массы, находящейся на соломотрясе

Мощность, затрачиваемая на встряхивание соломистой массы на пятиклавишных соломотрясах определяется зависимостью:

;

где t₃ - момент соударения слоя соломистой массы с клавишей;

V_x3 - составляющая скорости клавиш, перпендикулярная поверхности клавиши в момент t₃;

V_у3 - составляющая скорости клавиш, касательная к поверхности клавиши в момент t₃;

V _mу3 - составляющая скорости соломистой массы, перпендикулярная поверхности клавиши в момент t₃;

V _mх3 - составляющая скорости соломистой массы, касательная к поверхности клавиши в момент t₃;

Для определения составляющих скоростей используются следующие уравнения:

;

;

где t₁ - время свободного падения соломистой массы из наиболее высокой точки траектории полета до соударения с клавишей.

Составляющие клавиш в момент соударения находятся из выражения:

рад.

.

Определяем щ·t₃ графику:

рад.

==16,08 c^-1.

0,084 c.

м/с.

-0,89 м/с.

м/с.

0,08 м/с.

Мощность, затрачиваемая на встряхивание соломистой массы на пятиклавишных соломотрясах определяется зависимостью:

Вт

Принимаем мощность, затрачиваемую на встряхивание соломистой массы на пятиклавишном соломотрясе равной N = 3 Вт.