Изучение процесса перемещения вороха на клавишном соломотрясе.

Содержание задания

Задание выполняется расчетно и графически как показано на рисунках 4.1 4.2, 4.3 на листах формата А1 и А2 в масштабе 1: 1.

Исходные данные берут из приложения Г, при этом следует:

1. Вычислить угол, определяющий положение колен первых клавишей в момент отрыва вороха от поверхности клавиш –α ₀

2. Вычислить координаты точек траектории полета вороха – х и у в принятых координатах рисунок 4, 1

3. Найти графически (рисунок 4.3) значение углов α ₁ α ₂ определяющих положение колен первых клавиш в момент подхватывания крупного вороха вторыми клавишами и в момент падения мелкого вороха на рабочую поверхность первых клавиш.

Теоретические сведения к определению показателей работы соломотряса

Рабочая поверхность клавишей обычно наклонена под углом β =10...30 к горизонту и все точки клавиш описывают одинаковые траектории. Частица вороха массой М, лежащая на поверхности клавиша находится под воздействием центробежной силы mω r силы тяжести mg и силы трения fmg cosβ. Отрыв частицы произойдет, когда проекция центробежной силы и силы тяжести на ось у будут равны т.е.

I = m ω ² r sin α ₀ = mg cos β (4.1.)

где α ₀ = arcsin cos β / k (4.2.)

k = ω ² r / g (4.3.)

ω =π n/ 30 (4.4.)

где n – число оборотов коленчатого вала, r - радиус кривошипа, k – показатель кинематического режима соломотряса, α ₀ – угол поворота коленчатого вала при котором происходит отрыв частицы вороха от клавиши.

У комбайнов показатель К изменяется от 1, 85 до 2, 37. Для построения траектории полета частицы вороха текущие координаты х и у удобно выразить в функции угла поворота коленчатого вала – α..

Координаты вороха над клавишами определяются по следующим зависимостям:

х = r [cos α ₀ - (α - α ₀) sin α + tg β sin α ₀ (α - α ₀)² /2] (4.5.)

у = r [sin α _{0 +} (α - α ₀) cos α ₀ - sin α ₀ (α - α ₀)² / 2] (4.6.)

Значение (α - α ₀) - в радианах,

cos, sin α, tg β - в градусах.

Для построения траектории полета частиц вороха удобнее результаты подсчета свести в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Таблица для подсчета траектории полета частиц вороха.

По данным таблицы 4.1 в координатах х у строятся траектории полета частиц вороха (на рисунке 4.1 точки 0, 1, 2, 3, …n масштаб 1: 1)

Определяют момент падения вороха на клавиши. Клавиши подобравшие ворох (точка М) назовем первыми, а сменные клавиши (точка N) назовем вторыми. Их колена расположены под углом 180⁰. Для отсчета угла α положение клавиш по оси х будем считать исходным. В этом случае точки М и N определяют исходные положения соответственно первых и вторых клавиш. При вращении коленчатого вала по часовой стрелке первая клавиша будет подниматься а вторая опускаться.

Точка К показывает положение первой клавиши в момент отрыва вороха от его поверхности. Точки 0, 1, 2, 3, и т.д. показывают положение частицы вороха при свободном полете, когда положение первой клавиши определяется точками 1’, 2’, 3’, и т.д. (таблица 4.1). При повороте коленчатого вала на 180⁰ обе поверхности клавишей снова будут расположены на оси Х. Точка 5’ совместится с точкой N и будет показывать положение первой клавиши, а в точке М будет находиться вторая клавиша. Положение вороха в этот момент определяется точкой 5, при дальнейшем вращении коленчатого вала второй клавиши будет перемещаться вверх и в некоторый с момент (точка С) подхватывает падающий ворох. А при работе соломотряса вторыми клавишами будет подхватываться крупная фракция – солома. В промежутках между клавишами мелкий ворох будет падать вниз и встретиться с первыми клавишами (точка D). В момент падения вороха на клавише ординаты у для вороха и рабочей поверхности клавишей одинаковы

у _вороха = у _{клавиша} (4.7.)

1 – вторая клавиша

2 – первая клавиша

Рисунок 4.1 Траектория полета частицы вороха.

Рисунок 4.2. Схема сил действующих на частицу вороха.

Рисунок 4.3. Определение моментов падения вороха на клавиши.

Падение крупного вороха на вторые клавиши происходит при повороте колена первых клавиш на угол α ₂ а падение мелкого вороха на вторые – при повороте колена первых клавиш на угол α ₁. Вследствие сложности аналитического метода расчета углов α ₂ и α ₁ их значения находят графически. Для этого необходимо (рисунок 4.3) построить кривые 1; 2.

у = r sinα и y = -r sinα (4.8.)

Построить кривую определяющую расстояние вороха от оси х

у = r [sin α _{0 +} (α - α ₀) cos α ₀ - sin α ₀ (α - α ₀)² / 2] (4.9.)

Найти точки пересечения С и Д этих кривых с траекторией полета частиц (график 3), из этих точек находят углы α ₁ и α ₂. Точка С характеризует на рисунке 4, 3 момент встречи падающего крупного вороха с поверхностью поднимающихся вторых клавиш на рисунке 4, 1 откладывают этот угол и находят точку Е показывающую положение первых клавишей в этот момент, а затем определяется точка А смещения на 180⁰ по дуге окружности от точки С. Точка Д характеризует момент встречи падающего мелкого вороха с поверхностью первых клавишей колена, которых повернуты к этому моменту на угол α ₂. Для определения точки Д на рисунке 4.1 откладывают угол α ₁, находится точка В а затем по горизонтали и точка Д перемещение вороха за одно подбрасывание по направлению к выходу из молотилки. Обозначим для крупного вороха –Sк, для мелкого –Sм как показано на рисунке 4.1

Рекомендуемая литература

1. Любимов А.И и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам М. Колос, 1971г – 191 с

2.Кленин Н.Н и др. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины М Колос, 1980г

3.Листопад Н.В. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины М Колос, 1986г

4.МИ. Общие требования к оформлению текстового и графического материала курсовых и дипломных проектов(работ)и других учебных и научных видов работ. КГУ им А.Байтурсынова, 2009г, 36с.

Приложение А