Методика расчета параметров битера-отражателя

Вначале определяются геометрические параметры битера-отражателя и его взаиморасположения с очесывающим барабаном (см. рис. 2.8).

1. Расстояние между битером-отражателем и очесывающим барабаном

,

где r ₁ – радиус очесывающего барабана, м

r₂ – радиус битера-отражателя, м.

2. Расстояние между центрами очесывающего барабана и битера-отражателя.

.

3. Угол наклона к горизонту линии, соединяющей центры очесы­ваю­щего барабана и битера-отражетеля.

.

4. Угол наклона к горизонту общей касательной битера-отражателя и очесывающего барабана

.

5. Оптимальный радиус битера-отражателя определяем при исследовании функции на экстремум.

,

где у – отношение L_пас /L_акт;

d/2 (r ₂) – радиус битера-отражателя.

6. Положение характерных точек С, D кожуха битера-отражателя определяется соответствующими углами ,

,

где r ₄ – радиус кожуха битера-отражателя.

,

где l – высота гребенки.

После определения геометрических параметров определяются кинематические параметры при условии равенства окружных скоростей концов рабочих органов очесывающего барабана и битера-отражателя (и ₁ = и ₂)

1. Угловая скорость битера-отражателя и очесывающего барабана

,

,

где и₁ – окружная скорость очесывающего барабана, м/с;

и ₂ – окружная скорость битера-отражателя, м/с.

2. Частота вращения (мин^-1)

,

где n ₁, n ₂ – частота вращения очесывающего барабана и битера-отражателя соответственно.

3. Начальная скорость движения зерна достаточная для прохождения поверхности верхнего кожуха (подраздел 2.3)

.

где – радиус кривизны верхнего кожуха, м;

– коэффициент трения зерна по стали.

Определяем мощность на привод очесывающего барабана и битера-отражателя (подраздела 2.4)

1. Мощность на привод очесывающего барабана

,

где W _{1 p} – мощность, необходимая на технологический процесс очеса;

W _{1 x} – мощность, необходимая на холостой ход.

,

где Q_{оч 1} – усилие, небходимое для очеса одного соцветия, Н;

l – длина зуба очесывающей гребенки, м;

В_р – ширина захвата очесывающего устройства, м;

Н – густота стеблестоя, шт/м²;

r_об – радиус очесывающего барабана, м;

– угловая скорость очесывающего барабана, с^-1;

r ₃ /r ₄ – передаточное отношение.

,

где а ₁ – коэффициент, учитывающий массу барабана, трение в подшипнике;

b – коэффициент, учитывающий вентиляторные способности барабана.

2. Мощность на привод битера-отражателя

.

3. Коэффициенты a ₁, a ₂ и b ₁, b ₂ определяются экспериментально (пункт 3.2.4).

Таблица 5.2

Исходные данные для расчетов

Параметры и единицы измерения	Обозначения	Величина
Радиус очесывающего барабана, м	rоб, r 1	0,35
Радиус битера-отражателя, м	r 2	0,19
Радиус кожуха битера-отражателя, м	r 4	0,21
Длина зуба очесывающей гребенки, м	L	0,08
Окружная скорость очесывающего барабана, м/с	u 1	16,5
Окружная скорость битера-отражателя, м/с	u 2	16,5
Радиус кривизны верхнего кожуха, м	ρ	1,0
Коэффициент трения зерна по стали	F	0,32
Усилие необходимое для очеса 1 соцветия, Н	Qоч 1
Ширина захвата очесывающего устройства, м	Вр	4,0
Густота стеблестоя, шт/м^2	Н
Передаточное отношение	i = r 3 /r 4
Коэффициент учитывающий массы барабанов	a 1 = a 2	0,0002
Коэффициент учитывающий вентиляторные способности барабанов	b 1 = b 2	1,6 10^-7 - 9,6 10^-7

 

Общие выводы

1. В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что наиболее перспективным направлением повышения производительности, снижения энергоёмкости и улучшения качества уборки зерновых культур является очёсывание их на корню.

2. Анализ уборки урожая методом очёсывания показал, что главной недостаточно решенной проблемой являются недопустимые потери зерна, снизить которые рекомендуется путём использования двухбарабанных устройств, состоящих из очёсывающего барабана и битера-отражателя.

3. На основе графоаналитического анализа определены необходимые условия для качественного очёсывания короткостебельных и высокорослых растений, что позволило установить параметры взаимного расположения битера-отражателя и очёсывающего барабана.

4. Разработана модель движения зерна после очёсывания, которая позволила описать динамические процессы и определить рациональные кинематические характеристики предложенного очёсывающего устройства.

5. Предложена методика расчёта очёсывающего устройства для обмолота зерновых культур на корню, которая позволяет определить его рациональные геометрические параметры и оценивать динамические характеристики движения зерна. Эта методика использована при проектировании аналогичных жаток и агрегатировании их в комбайновые комплексы.

6. Установлено, что наименьшие потери зерна осыпью до 1,6% достигаются при диаметре битера-отражателя 380 мм, и его угловой скорости 86,9 с-1. Потери равномерно увеличиваются при увеличении или уменьшении величины диаметра.

7. Установлено, что уменьшение потерь зерна осыпью при перемещении в сборник достигаются при условии контактного (безотрывного) движения по направляющей поверхности кожуха с начальной скоростью (линейной скоростью гребёнок очёсывающего барабана) Vo > 6.3 м/с.

8. Показано, что применение битера-отражателя в составе двухбарабанной системы очёсывания в сравнении с однобарабанной приводит к снижению потерь зерна от 3,3 до 1,6%.

9. Полевыми испытаниями комбайна с очёсывающим устройством при уборке пшеницы установлены преимущества битера-отражателя с диаметром 400 мм.: общие потери зерна за комбайном составили 0,61-1,00%; потери зерна осыпью за очёсывающим устройством – 0,29-0,66%; потери неочёсом– 0,02-0,05%; дробление бункерного зерна – 0,8...1,2%. При этом очесанный ворох имел следующий состав: свободное зерно – 60…83%; зерно в колосе- 9...20%; солома полова – 8...19%; свободное зерно в зерновой части очёсанного вороха – 74...89%; дробление зерна в ворохе отсутствовало.

10. Агротехническая оценка экспериментального очёсывающего устройства при уборке риса установила его соответствие агротехническим требованиям при общих потерях 1,45...2,7% и дроблении зерна 1,0...4,0%.

11. Сравнительными испытаниями установлены преимущества экспериментального комбайна в сравнении с серийным: повышение производительности при очёсывании в 1,5…2 раза; снижение дробления бункерного зерна; снижение затрат топлива на 20-30%. Годовой экономический эффект от внедрения комбайна с новым очёсывающим устройством составляет 21390 грн. на одну машину.