Розробка конструкції робочого органу і схеми збиральної машини (стр. 4 из 6)
μ=Нс(26)
μсН
деμ–коефіцієнтсепараціїдлявідомоїтовщинишаруНсоломи,см-1.
ЗначеннякоефіцієнтасепараціїμдлядвохвальногоклавішногосоломотрясапривисотішарусоломиН=200мм,складаєμ=0,018см-1Т Тодізначеннякоефіцієнтаμсдляпроектованогосоломотрясастановитиме:
μс=0,018·200=3,6см-1(27)
НсНс
μс= 3,6=0,006см-1
580
Якщовважати,щопросіюваннязерна,віднесенедоодиницідовжинисоломотряса,заодиноберткривошипа,однаковезавсієюйогодовжиною,тозакожнепідкиданнябудепросіюватисяоднаковакількістьзернаувідсоткахвіднаявногоусоломінапочаткуданоїділянки.
Затакоїумови,рівнянняпросіюваннязернанасоломотрясізапишетьсяутакомувигляді
y=а·е-μсх(28)
деy–кількістьзернанарозглядуванійділянцісоломотряса,кг/с;
а–подачазернанасоломотряс,кг/с;
х–довжинашляху,щопроходитьворохпосоломотрясу,см;
е–основанатуральногологарифма.
ТеоретичнудовжинусоломотрясаLm(рис.6),заякуприймаютьвіддальпогоризонталівідцентрувалабарабанадокінцясоломотряса,можнавизначитиіззагальногорівнянняпросіювання,замінившивньомукоординатуxтеоретичноюдовжиноюсоломотрясуізадавшиськількістюзернавсоломінакінцісоломотрясуyс:
yс=а·е-μсLm(29)
Рис.7.Схемасоломотряса
Якщодопустити,щоразомзсоломоюізсоломотрясуможесходити0,25%зерна,тоyс=0,0025·а.Арозв’язавширівнянняпросіювання,отримаємовираздлярозрахункутеоретичноїдовжинисоломотрясу:
Lm=6/μс(30)
Lm=6/0,006=1000см=10м
ДовжинасоломотрясуLс(рис.6)прикутійогонахилуαснавіддалівідцентрабарабанадопочаткуклавішL1визначаєтьсязаформулою:
Lс=Lm-L1(31)
Cosαс
деαс–рекомендовановмежах5...10º. ВрахуваннявіддаліL1пояснюєтьсятим,щосепараціярозпочинаєтьсяумолотильномуапараті.Длямолотильнихапаратівзрешітчастоюдекою залежновіддіаметрабарабанаданавіддальстановитьL1=600...900мм.ПриймаємоL1=900мм.
Lс=Lm-L1=10-0,9=9,1=9,3м
сosαс0,980,98
2.5.Розрахунокпараметрівзерноочистки
ШиринарешетаBрзв’язаназшириноюсоломотрясаBсспіввідношенням:
Bр=(0,90...0,95)Bс(32)
Bр=0,9·2=1,8м
Bс=2м
Bр=Bв=1,8м
ПлощарешетаочисткиFрвизначаєтьсязадопустимимпитомимнавантаженнямна1м2
Fр=qв(33)
qf
деqв–подачаворохунаочистку.
Подачаворохуqврівна:
qв=q0(1-k0·β)(34)
деk0–коефіцієнт,щовраховуєнаявністьдрібноїсоломиуворосі,щопотрапиланаочистку,k0=0,4...0,9.Приймаємоk0=0,5.
Длякомбайновихрешетqf=1,5...2,5кг/(с·м2).Приймаємоqf=2кг/(с·м2).
qв=11,5(1-0,5·0,6)=8,05кг/с
Fр=8,05=4,03м2
2
ДовжинарешетаLррівна
Lр=Fр(35)
Bр
Lр=4,03=2,2м
1,08
Кутнахилурешітдогоризонтускладає0...4º,кутнахилуподовжувачадогоризонту12...15º.
Амплітудаколиванняверхньогорешетаскладає55...65мм,нижньогорешета35...40мм.Кінематичнийрежимроботирешіточистки
к=r·ω2=2,2...3,0(36)
g
деω–кутовашвидкістьобертаннякривошипамеханізмупривода,с-1;
r–радіускривошипа,м;
g–прискореннявільногопадіння,м/с2.
Швидкістьповітрянадзадньоютасередньоючастинамирешетаповиннабути3,8м/с,анадпередньоючастиною5,8м/с.
ВочистцізернозбиральногокомбайнанайчастішевикористовуютьсявідцентровівентиляторинизькоготискуН≤1000Па
Дляствореннявідповідногорухуішвидкостіповітрявочистцівентиляторповиненстворювативідповіднийтискповітрязметоюподоланнярізногородуопоріввканалахіпроміжкахочисткитаузазорахміжжалюзямирешіт.
РобочашвидкістьповітряногопотокунавиходіVрnповиннабутивαвразбільшекритичноїшвидкостіVкрдлятихкомпонентіввороху,котріповиннівиноситисязазонуочисткитобто
Vрn=αв·Vкр(37)
Длясоломидовжиноюдо200ммαв=1,1...1,7,дляполовиαв=1,9...3,7ідлязбоїниαв=2,5...5,0.КритичнашвидкістьзернаVкр=8,0...11,5м/с,адляполовиVкр=0,75...5,25м/с.Алезметоюусуненнявтратзернавидуваннямйогоізполовою,робочашвидкістьповітряногопотокунеповиннаперевищуватизначеннякритичноїшвидкостідлязерна.Приймаємоαв=2,5іVкр=5,8м/с.
Vрn=2,5·5,8=14,5м/с
НеобхіднавитратаповітряQввентиляторомдлярозділенняворохудорівнює:
Qв=qв,(38)
k1·ρn
деk1–коефіцієнт,щовраховуєконцентраціюматеріалу,щовидаляється,уповітряномупотоці(k1=0,2...0,3).Приймаємоk1=0,3;
ρn–густинаповітря(рівна1,2кг/м3).
Повнийтиск,щоповиненстворювативентиляторстановить
h=hs+hd(39)
деhs–статичнийтиск,щозатрачаєтьсянаподоланняопорів,Па;
hd–динамічнийтиск,необхіднийдлянаданняповітрюкінетичноїенергії,Па.
Динамічнийтиск
hd=Vрn2·ρn(40)
2
hd=14,52·1,2=126,15Па
2
Статичнийтиск
hs=hd(1-k2)(41)
k2
деk=Fе/F,тутF–площавихідногоотворувентилятора,аFе–площаеквівалентногоотвору(задосліднимиданимиk=0,5).
hs=126,15(1-0,52)=378,45Па
0,52
h=hs+hd=378,45+126,15=504,6Па
Теоретичнийтиск(енергія1м3повітря)становить
Hт=h/ɳ(42)
Деɳ-ККДвентилятора(ɳ=0,7)
Hт=504,0,7=720,86Па
ДіаметрвхідногоотворуDо(рис.8)визначаєтьсязаформулою:
Dо= 2,57√∆·λ0·Qв,(43)
µ0·n·(1-φ0)
де∆-коефіцієнтвикористаннявхідногоотвору(∆=0,55);
λ0=Dо/D1≈1,9–відношеннядіаметрувхідногоотворукожухаDоівнутрішньогодіаметраколесавентилятораD1;
µ0–коефіцієнтпідтискуванняпотоку(µ0=1,0);
n–частотаобертанняколесавентилятора(n=1000об/хв);
φ0–коефіцієнтпопередньогозакручуванняпотоку(φ0=0,42).
Dо=2,57√0,55·1,9·22,4=2,57√0,04=2,57·0,02=0,51м
1·1000·(1-0,42)
Рис.8.Схемавідцентровоговентиляторадвобічноговсмоктування.
ЗовнішнійдіаметрколесаD2дорівнює
деα1іα2–кутинахилулопатідорадіус-векторавідповіднонавходітавиходіповітряногопотоку;
y1іy2–кутивідхиленняабсолютноїшвидкостіповітрявідпереносноївідповіднопривходіналопатьтасходженнізнеї;
r1=D1/2,r2=D2/2–внутрішнійтазовнішнійрадіусиколеса.
Дляпроектнихрозрахунківможнаприйматиα1≤25º;y1=45º;y2=2º;r1/r2=0,4.
φ=1-0,161=0,99-0,16·1,89=0,69
1+0,17·0,041+0,47·1
α2=arcsin[(D1/D2)·sinα1](46)
α2=arcsin[(D1/D2)·sinα1]=arcsin[0,4·0,42]=arcsin[0,168]=9,7
Потужність,щовикористовуєтьсявентилятором,Nврівна
Nв=Qв·Hт(47)
ɳп
деɳп–ККДпередачі(ɳп=0,95)
Nв=22,4·720,86=16,997кВт
0,95
ШиринувентилятораВвприймаютьрівноюширинірешетаабогрохота.Висотувихідногоотворувентилятораsвизначаютьзаформулою:
деa–координатапередньогокінцярешетавідносноверхньогоребраканалу;
β–кутрозширенняпотоку(β=12º);
δ–кутнахилуповітряногопотокудоплощинирешета(δ=30º);
k0'–коефіцієнт,щовраховуєвідхиленняпотокуповітрярешетом,(k0'=0,6).
a=(cosβ/sin(δ-β)-k0')·S–Lp=(cos12/sin(30-12)-0,6)·0,86-2,2=
=(0,97/0,29-0,6)·0,86-2,2=0,62м
З(49)розраховуєтьсяпараметрa,післячогопотрібновизначитикоординатуbпередньогокінцярешетавідносноверхньогоребраканалу(рис.8)заформулою:
b=a·tg(δ+β),(50)
b=0,62·0,9=0,56м
Рис.9.Схемадовизначеннярозташуваннявихідногоканалувентилятора.
3.Обґрунтуваннядопобудовисхеммашин
3.1Обґрунтуванняфункціональноїсхеми
Завданнямобґрунтуванняфункціональноїсхемимашинивходитьвибіртипівробочихорганів,взаємногоїхрозташування,визначеннярозмірівтарежимівобробки,щозабезпечуютьвиконаннявимогтехнічногозавдання.Основнимзавданнямнаданомуетапіпроектуванняєзабезпеченнянеобхідногорівняагропоказників.Формальнихметодівпобудовифункціональноїсхеминеіснує.Дляпобудовивиходятьзаналізуконструкціймашинаналогів.Використовуючинаведенівищеданібудуютьможливіваріантифункціональноїсхеми,вякійсукупнадіяробочихорганівнаоброблювальнийматеріалзабезпечуєнеобхіднуякістьвиконанняробітусільськогосподарськомувиробництві.Ціваріантилогічноаналізуютьстосовноможливостіуподальшомузабезпеченнявиконаннясукупностііншихвимогтехнічногозавдання:технологічних,ергономічнихіт.д.
Такимчиномможебутистворенокількаваріантівфункціональноїсхеми,логічнийаналізякихзабезпечитьвибірраціональнішої.Прицьомувраховується,щовзаємнерозташуванняробочихорганівповинно забезпечуватистабільністьтанадійністьробочихпроцесів,виконуванихробочимиорганами,їхраціональнезавантаження,збереженнянеобхідноїякостіоброблювальногоматеріалу.Функціональнасхемаєосновоюдляпобудовиіншихсхеммашини.
3.2Обґрунтуваннякінематичноїсхеми
Обґрунтуваннякінематичноїсхеми(КС)міститьвирішеннязадачзвиборутипівмеханізмів,приводу,регулюваннятакерування,передатнихчиселчиспіввідношеньтавизначеннякінематичниххарактеристикелементівталанок,щозабезпечуютьвиконаннявимогтехнічногозавдання.Зарезультатамиїхрішеннянеобхідноотриматиданідляпобудовитакоїзв’язноїпослідовностікінематичнихланок,якаприпередачірухувідджерелаенергіїзабезпечуєнеобхіднийрухвсіхосновнихтадопоміжнихорганівзамінімальногочислапередатнихмеханізмів,джереленергії,найбільшпростомуконтурііраціональнихзв’язках.
3.2.1Вибіртипівмеханізмів.НацьомуетапіобґрунтуванняКСвибираютьсяпередачітаіншімеханізми,зякихутворюютьсякінематичніланцюгидляздійсненнярухуробочихорганіввідджерелруху.
Таквідомо,щозаміналанцюговихпередачклинопасовимизабезпечуєзменшеннявитратматеріалу,трудомісткістьвиготовленняімасимашини,апідчасексплуатації–доусуненняшумутапідвищеннянадійностіроботи.
3.2.2УдосконаленняКСмашини.УпроцесівдосконаленняКСмашинипокращуютьтехнічніпоказникипризначення.ІснуютьрізноманітнішляхипокращенняКС,одинзних–вибірраціональноїпередачі.Зосновнихшляхівраціоналізаціїслідвідмітититакожнаступні:скороченнякількостіланоктамеханізмів;об’єднанняприводадляпорядрозташованихробочих органів;силоверозвантаженняприводазарахунокшвидкісногорежиму;скороченняноменклатуриланокпривода;об’єднанняробочихорганів.