2. Заготівля, приготування та роздача кормів

2.1. Різання при ковзному русі

Машини для різання кормів повинні бути високопродуктивними та надійними в роботі. Елементи теорії різання розроблені російським вченим, академіком В.П. Горячкіним. Класична теорія соломорізки та силосорізки і зараз використовується при проектуванні подібного типу сільськогосподарської техніки.

Вихідними при створенні теорії різання при ковзному русі були наступні положення. Нехай задано деяке тіло, що знаходиться на похилій площині (рис.2.1). На тіло діє сила тяжіння mg та сила тертя Nf. В тому випадку, якщо кут α нахилу площини до горизонту менший за кут тертя ψ, то руху тіла по похилій площині не буде. Але достатньо прикласти силу перпендикулярно до напрямку складової сили тяжіння mgsin, як тіло починає сповзати з площини.

Рис.2.1 Схема взаємодії тіла з похилою площиною

Таким чином, рух тіла по похилій площині може початися тільки тоді, коли буде виконуватися така рівність:

х² + (mg sinα)² =(fm cos α)

Звідси .

Після заміни коефіцієнта f тертя ковзання через кут ψ тертя у та перетворення останнього рівняння отримаємо:

Аналіз цього рівняння свідчить про те, що при α→0, x→mgf, тобто до такої сили, яка необхідна для подолання сили тертя ковзання тіла по горизонтальній площині.

Це означає, що при різанні ковзним рухом частина сили тертя переноситься по напрямку, перпендикулярному до напрямку перерізу, внаслідок чого лезо ножа звільняється від частини сили тертя і краще проникає в матеріал.

При закріпленні ножа дискової соломосилосорізки з прямолінійним лезом так, що воно проходить через вісь обертання, процес різання буде проходити без ковзання. Зміщення леза ножа відносно осі обертання на деяку величину Р (рис. 2.2) дасть можливість лінійну швидкість w розкласти на складові; нормальну швидкість ν_h , яка викликає дію рубання:

ν_h = rwcosτ=wu,

Рис.2.2. Схема різання ножем з прямолінійним лезом

та тангенціальну, яка викликає ковзний рух:

ν_τ = rwsinτ=wP,

де r - радіус обертання леза ножа.

Відношення тангенціальної швидкості ν_τ до нормальної ν_h називається коефіцієнтом ковзання ножа є, тобто

.

Коефіцієнт ковзання може бути показаний у вигляді функції від tgx у вигляді рівносторонньої гіперболи εи=Р.

У разі P=0 ніж не має зміщення і буде проходити тільки рубання.

2. Кут защемлення ножа

При різанні двома лезами необхідно, щоб кут защемлення х, тобто кут між протиріжучою кромкою та прямолінійним лезом, або дотичною до криволінійного леза ножа, не перевищував суми кутів тертя стебел по лезу і по протиріжучій кромці:

x=ψ+ψ1 (2.1)

де ψ- кут тертя стебел по лезу;

ψ1 - кут тертя стебел по протиріжучій кромці.

Якщо кут защемлення x 2ψ, то подрібнювальний продукт буде нерухомим і розрізаний лезом. Якщо кут x>2ψ – продукт буде відштовхуватись від леза і різання не буде.

Для визначення теоретичної продуктивності за годину в кілограмах соломорізок та силосорізок академік В.П.Горячкін запропонував таку формулу:

Q=60ablnεkγ, (2.2)

де а та b - розміри горловини, м;

l-довжина різки, м;

п - кількість обертів диска або барабана, 1/хв;

γ- щільність стисненого продукту, кг/м³;

ε - коефіцієнт проковзування продукту між вальцями;

k- кількість ножів.