книги из ГПНТБ / Джамбуршин, А. Ш. Колосоуборочные машины и механизмы

Рис. 7. Принципиальная схема системы автоматического регулирования оборотов рабочего органа колосоуборочной

жатки.

КазНИИМЭСХ разработан автоматический регулятор оборотов рабочего органа. Принципиальная схема этой системы, состоящей из тахогенератора и гидравлического сервомеханизма с обратной связью, показана на рис. 7.

Обороты рабочих органов жатки регулируются сле­ дующим образом. Входной сигнал — число оборотов вто­ ричного вала коробки перемены передач комбайна — через тахогенератор подается в виде напряжения и срав­ нивается с напряжением цепи обратной связи, величина которого пропорциональна положению между этими дву­ мя сигналами (сигналами рассогласования), и поступает на вход усилителя. При этом ток в обмотке одного со­ леноида возрастает, а в обмотке другого — падает. Раз­ ность силы тока пропорциональнавеличине сигнала рассогласования. В результате этого сила, развиваемая якорем соленоида, ток в обмотке которого увеличился, возрастает, а сила, развиваемая якорем второго соле­ ноида, уменьшается. Соленоиды перемещают золотник и

30

Золотник-

исполнительный механизм

Рис. 8. Структурная схема САР рабочего органа

таким образом изменяется расход рабочей жидкости, по­ ступающей к силовому цилиндру вариатора. Из-за нали­ чия центрирующих пружин на торцах золотника величи­ на перемещения последнего будет пропорциональна вели­ чине сигнала рассогласования. После перемещения под­ вижного диска вариатора на выход усилителя попадает сигнал обратной связи, и сигнал рассогласования умень­ шается до нуля. По мере уменьшения этого сигнала уменьшается разность токов в обмотках соленоида, и зо­ лотник под действием центрирующих пружин возвраща­ ется в среднюю позицию. Приход золотника в среднюю позицию соответствует тому моменту времени, когда ва­ риатором установлены обороты рабочего органа, обу­ словленные величиной сигнала.

Структурная схема такой системы регулирования по­ казана на рис. 8. Передаточная функция этой системы имеет вид:

31

Kl • K2 • Kn -KT -6ci| яСс/Су

W(p) =

<W)( +1 XSf+fe5 + 1)с’(»752+^+1) S+

+Kl • К2 -Кз • сс •---------g-

1+ а 7^

Су

где S — комплексный оператор Лапласа, сек-1; Кт—крутизна характеристики тахогенератора,

в/(рад/сек); К п — коэффициент усиления прибора, перемещаю­

щего движок входного потенциометра, в/см; Кі — коэффициент усиления усилителя, ма/в; К2 — коэффициент усиления соленоида, см/ма;

Т) — постоянная времени соленоида, обусловленная наличием вихревых токов, сек;

L — индуктивность обмоток соленоидов, гн;

R 0 — суммарное сопротивление обмоток соленоида и выходного каскада усилителя, ом;

m— суммарная масса якорей соленоидов, золотни­ ка и центрирующих пружин, кг-сек2/см;

Кц — жесткость центрирующих пружин, кг/см; D, — коэффициент вязкого трения

кг/(см/сек);

32

моделирования. Набранную на моделирующей установке схему проверяли путем подачи заданного входного сигна­ ла напряжения. При этом величина входного сигнала должна соответствовать определенному установившемуся режиму работы системы, для которого известны значения всех переменных. Сравнивая величины напряжений во всех частях системы с соответствующим напряжением, вычисленным через коэффициенты передач, проверяется правильность набора схемы моделирования.

Исходя из реальных условий работы САР, абсолютное значение входного ступенчатого сигнала принимали в пределах 10—100 в, что соответствует оборотам вторич­ ного вала коробки перемены передач комбайна 150— 1500 об/мин.

При исследовании САР нами анализировались как выходная величина У — перемещение подвижного диска шкива вариатора, так и промежуточная переменная X — перемещение золотника, что позволяло выбирать пара­ метры системы по нескольким критериям оптимальности. Параметры САР изменялись дискретно на следующих уровнях:

Для решения задачи выбора оптимальных параметров системы использовался интегральный критерий оптималь­ ности:

34

I и UI

Рис. 10. Переходный процесс в САР рабочего органа

'Г

где Т — время переходного процесса — отрезок времени от момента приложения воздействия до момента на­ ступления неравенства [Y(t) — У (оо)]-с:д.

Влияние постоянной времени соленоида Ті на проте­ кание переходных процессов на выходе системы показа­ но на рис. 10.

На графиках видно, что время переходных процессов соответственно равно 0,6; 5,1 и 8,3 сек. Если площадь под кривой III принять за 1, то под кривой II она будет рав­

соленоида. Оптимизация остальных параметров на АВМ показала, что наилучший режим работы системы обеспе­ чивается при следующих ее параметрах:

L/Ro = 0,04;

Сс

органов жатки обеспечивает необходимую синхрониза­ цию при вышеуказанных параметрах системы.

По несколько иному принципу работает устройство для обмолота колосьев зерновых культур на корню, пред­ ложенное Киргизским научно-исследовательским инсти­ тутом земледелия. Основной рабочий орган этого устрой­ ства состоит из образующих рабочую щель встречно движущихся наклонных бесконечных лент. Вымолот ко­ лосьев осуществляется за счет перетирания колосьев между лентами, имеющими различную скорость движе­ ния. Вымолоченное зерно попадает на упругие косорас­ положенные выступы ленты, с которых оно попадает в эксгаустер. Для исключения вырывания стеблей из поч­ вы в процессе обмолота они зажимаются горизонталь­ ными бесконечными лентами, имеющими одинаковую скорость.

Для этих же целей предназначен комбайн японской фирмы «Судзуе». Он имеет пневматические лифтеры, под­ нимающие полеглый стеблестой до уровня среза диско­ выми режущими аппаратами. Срезанные метелки обмо­ лачиваются двумя молотильными барабанами. Зерно из эксгаустера загружается в мешки.

Описанные жатки и комбайны рассчитаны на уборку хлебов только лишь на неполеглом, сухом, выровненном и хорошо обмолачиваемом хлебостое. Для основных зер­ нопроизводящих районов Казахстана такой хлебостой не типичен, поэтому необходимы какие-то другие принципы уборки колосовой части урожая.

Дальнейшим развитием машин с обмолотом колосьев на корню является колосоуборочная машина КазНИИМЭСХ (рис. 11), которая предназначена для уборки ярусных, не осыпающихся сортов зерновых коло­

36

37

s

говой дорожке 9 (боковинах колосоуборочной машины). Спинка ножа 12 с роликом 10 набегает на кулачок и перемещает сегменты ножа 11 к противоположной боко­ вине, в которой имеются соответствующие углубления. После прохождения спинкой ножа кулачков ролик вы­ талкивается из углубления и нож возвращается в исход­ ное положение. В положении II срезанные колосья по скатной плоскости поступают в открытое окно всасываю­ щей магистрали, которая транспортирует колосья на об­ молот. В этом положении вычесывающие пальцы входят в очищающее устройство 3. Оно расположено в верхней части колосоуборочной машины и представляет .собой ряд прутков, проходящих через щели пальцевой гребенки. Удаляемая из щелей листостебельная масса будет про­ талкиваться прутками до конца рабочей щели. Затем она перерезается ножом, который повторно приводится в действие в положении III.

Радиус мотовида колосоуборочной машины выбирает­ ся из условия безударного входа граблины в хлебостой и прочесывания всего яруса колосьев от минимальной вы­ соты— Ьт|Пи до самых высоких hmax. Учитывая, что рас­ пределение высоты подчиняется нормальному закону, имеем:

ѵ„

R=— +6oh,

где Ѵм— поступательная скорость машины, м/сек; ш—угловая скорость мотовила, сек-1;

□h— дисперсия распределения высоты хлебостоя, см2.

Высота установки мотовила над почвой определяется следующим выражением:

Ьо=11ш1п+-^—+ 6oh.

Количество гребней выбиралось из условия прочесы-

38

Рис. 12. к обоснованию количества гребней колосоуборонной машины

вания всего хлебостоя по длине гона без пропусков (рис. 12), т. е. порция, прочесываемая гребнем, должна строго следовать за. хлебостоем, прочесанным предыду­ щим гребнем. На рисунке видим, что вершина «в» придет

в точку В за время . Уравнения движения носка и кон­ ца пальцев описываются следующим образом:

для носка пальцев: fxB= у R2 + L2 cos mt

ІУв = v„ t+/R2 + L2 sin «і t,

39