книги из ГПНТБ / Джамбуршин, А. Ш. Колосоуборочные машины и механизмы
.pdfдают потери срезан ным колосом, а при больших — несрезанным. Это говорит о том, что при увели чении поступатель ной скорости жатки качество среза ре жущим аппаратом ухудшается. На оп тимальной скорости движения потери со ставляют 1,5%. Сле дует отметить, что эти испытания про водились на прямо стоящем хлебостое при ярусности 25— 30 см.
Совершенно иная картина возникает при уборке полег
лых хлебов. Полеглый хлебостой поднимается пальцами и протаскивается к битеру неодинаково (рис. 27). При дви жении против полеглости может быть поднято 95—98% стеблей. При движении по полеглости короткие стебли поднимаются лучше, чем длинные, так как последние, спутавшись, лежат сплошной массой и остается большое количество неподнятых колосьев (22—36%). При дви жении перпендикулярно полеглости подъем коротких и длинных стеблей осуществляется одинаково. Таким обра зом, уборку полеглого хлебостоя стриппером лучше про водить против полеглости, так как поднимаемые стебли влекут за собой остальные, что особенно наглядно прояв ляется при уборке длинностебельного хлебостоя.
60
ХЕДЕРЫ-СТРИППЕРЫ
Выше было выяснено, что уборку колосовой части урожая зерновых можно производить стриппером только на сухом выравненном стеблестое при ярусности не бо лее 25—30 см. При большей ярусности хлебостоя возра стают потери колосьев под стриппером, так как рабочая щель аппарата занята относительно долгое время про чесыванием длинных стеблей, а более короткие проскаль зывают под жатку.
Нами было предложено скашивание хлебостоя на вы соком срезе (50—60 см) жатвенными аппаратами хедер ного типа. Учитывая такой недостаток хедера, как увели чение потерь несрезанным колосом с увеличением высо ты среза, предлагается установить вычесывающий аппа рат стрипперного типа под платформу хедера. Пальцы стриппера располагаются относительно верхнего режу щего аппарата так, чтобы упавшие с хедера срезанные колосья попадали на них и стерней направлялись в ко жух стриппера.
Схема колосоуборочной машины по вышеописанному принципу приведена на рис. 28. Хедер, установленный на заданной высоте среза, скашивает основную массу хле бостоя— 60—90%. Под хедером располагается аппарат стрипперного типа с винтовым режущим аппаратом и вычесывающими пальцами. Верхний ярус над хедером, скашиваясь, предварительно нормализируется, т. е. сре зается наиболее высокая часть стеблей с колосьями, что облегчает работу стриппера. Причем стерня, оставшаяся после скашивания верхним режущим аппаратом, будет заходить вместе с колосьями под кожух ножа и срезаться винтовым ножом, расположенным ниже основного ре жущего аппарата, т. е. появляется опасность повторного среза стерни.
В рассматриваемом устройстве этого можно избежать,
61
Шнек кедеpa |
Мотобило |
|
Рис. 28. Схема жатки типа хедер-стриппер
установив отгибатель стерни. Аналогичные отгибатели применяются в колосоуборочных машинах фирмы Мас- сей-Гарис.
Координаты отгибателя относительно начала зоны резания (основания пальца) могут быть определены из следующих соображений. В начальный момент ось стеб ля OL (рис. 19) располагалась вертикально, совпадая с осью ОХ. В процессе движения жатки стебель проскаль-
62
зывает по щели между пальцами до тех пор, пока не коснется отгибателя L. После этого стебель будет сколь зить по отгибателю, расположенному так, чтобы стебель пересекался с зоной срезания S раньше, чем его конец соскользнет с отгибателя. Если соскальзывание произой дет раньше, то конец стебля стерни войдет в зону реза ния и тогда может произойти повторный срез. При за поздалом выскальзывании.эти стебли могут рано выхо дить из зазора, и тем самым ухудшится подача колосьев в молотильный аппарат.
Так как перед соскальзыванием точка S будет при надлежать упругой линии стебля OL, координаты от гибателя определятся из уравнения:
/Дх=Хц —Xs,
1Ду=Уь —ys
где Xs—наивысшая точка пальца; У,— прогиб точки стебля;
Xl — вертикальная координата конца прогнутого стебля, совпадающая с отгибателем;
У l—прогиб конца стебля, когда он совпадает с от гибателем.
Наивысшая точка пальца Xs определяется, из условия входа в нижний аппарат колосьев наиболее коротких стеблей. Она находится из нормального закона распреде ления длины стеблей колосовых культур.
Известно, что прогиб стебля зерновых культур подчи няется закону прогиба тонких упругих стержней [17]. От
сюда |
вертикальная |
проекция конца отогнутого стебля |
Xl равна |
_ |
|
|
|
XL =-pK-cos<po, |
где 1ст |
—средняя линия стеблей стерни; |
|
к |
— модуль эллиптического интеграла; |
63
Фо —начальная амплитуда; ß — силовой коэффициент подобия, равный
-2 Nyrip'lcT
ЁІ ’
Величины к, ф и ß являются функциями угла наклона касательной концевой точки L к вертикали ОХ.
Прогиб точек L и S, обозначенных через Уьи Уд, за-
ВИСИТ соответственно ОТ Xl и Xs и углов 0L и 0S между касательными к упругой линии стебля в этих точках с осью ОХ. Они определяются по формулам:
Уь = U {і —у-[Е(к)—Е(®0)]},
где Е(к) — полный эллиптический интеграл 2-го рода, равный:
О
Е(сро) — эллиптический интеграл 2-го рода с амплиту дой фо, равный:
1 —K2sin2<fdcp
Прогиб точки S стебля находим:
ys=œ_ 2^і[е(К)-е(То)].
Длина дуги OS определяется по формуле:
OS _ F(?)-F(<po) -
--- о Ici
64
F(?)—эллиптический интеграл 1-го рода с амплиту дой ф, равный
T dy
¿ Y1—k3siu2cp’
F (еро)—эллиптический интеграл 1-го рода с ампли тудой ф, имеющий вид:
dy
¿ /1—k3sin2<f'
Модуль k — общий для всех эллиптических интегра лов. Силовой коэффициент ß и начальная амплитуда <р0 находятся в зависимости от угла наклона по таблицам эллиптических параметров. Эллиптическая амплитуда ф
точки S определяется из формулы-Д=-£- k(cos?0— cos?)
lCT P
путем решения ее относительно ср:
?=arccos[cos?o ~j=~^ ]•
По найденным эллиптическим параметрам к, <р, фо и со ответствующим таблицам вычисляются все эллиптиче
ские интегралы.
у
Выбрав отношение-А, мы можем установить отгиба-
ІСт
тель так, чтобы угол 0l мог иметь требуемое значение, которое определяется из условия минимального количе ства повторно срезанной стерни.
Введем обозначение Кп— коэффициент повторного сре
за, равный Kn = ^~°S=1—~ fF(?)—F(?o)]. Задаваясь
’ст
различными комбинациями-А и Ѳ°ь,строим ряд кривых,
*ст
5—440 |
65 |
Рис. 29. Номограмма к определению коэффициента повторного среза от высоты зоны резания
определяющих зависимость Кп от р- и Ѳ° (рис. 29).
Как было замечено выше, основным критерием выбора
угла наклона касательной конца стебля к вертикали Ѳ ° является минимальное значение коэффициента повторно го среза Кп при заданном отношении Í2-. Выбор отноше-
ния -Xг5 не является произвольным, так ■как оно зависит 1СТ
66
от характеристики хлебостоя — минимальной длины стеб ля lmin=Xs и высоты установки верхнего хедера hp, ко торая определяется по оптимальной соломистости розвя
зи. В наших опытах 1ст = (1,05—1,20) hp.
Минимальным значением Кп является равенство его нулю. Но при этом значении срезанные колосья, упавшие на пальцы, не будут подниматься в кожух концами соло мин, так как транспортирующая способность стерни уменьшается с увеличением высоты установки пальцев — все меньшее количество стерни и меньшая длина их соломин проходят над верхней точкой пальцев. Поэтому путь подъема колосьев увеличивается. Относительный
Высота установки зоны резания, см
|
Рис. 30. Относительный путь подъема колоса в за |
|
висимости от высоты установки выходной части |
|
пальцев |
5* |
67 |
путь подъема колоса в зависимости от высоты установки выходной части пальцев шириной 50 мм показан на рис. 30, на котором также можно проследить изменение коэффициента повторного среза.
Так§ как относительный путь транспортирования
LTP = -^=f(HBUX) является функцией высоты установки
выходной части пальцев и, в свою очередь, коэффициент повторного среза является функцией того же аргумента Кп = fi(HBb,x), то, переходя к сложной функции, можно выразить коэффициент повторного среза от относительно го пути транспортирования LTp = f2 (Кп)-
Геометрически эта зависимость показана на рис. 31. Уменьшение коэффициента повторного среза до нуля невозможно, так как при этом срезанные колосья, упав шие с верхнего режущего аппарата, не будут поднимать ся в ротационно-винтовой аппарат. И наоборот, стремле
ние уменьшить путь тран спортирования до асимп
тоты LTp «з 1,5 |
приводит |
к возрастанию |
коэффи |
циента повторного среза. Поэтому оптимальное
Рис. 31. Изменение коэффициен та повторного среза от относи тельного пути транспортирова ния
Значение LTp.opt == ^(Kn.opt)
изыскивается из условия нахождения области, рав номерной непрерывности функции LTp=f2(Kn).
Известно, что для не прерывной функции ги перболического типа, ка ковой является зависи мость LTp=f2(Kn), сущест вует область (точка), где функция равномерно не
68
прерывна, т. е. рост функции пропорционален аргументу. Такой областью для нашей зависимости является
Kn.opt= (0,08-0,12).
Аналитический поиск области равномерной непре рывности не имеет смысла, так как исследование эмпи рической зависимости на равномерную непрерывность с учетом доверительных интервалов дает область не мень шую, чем выбранная нами графически. Посмотрим, что дают нам практически выбранные области равномерной
непрерывности: |
Kn-oPt=(0,8—1,2) • |
IO"1 |
и соответственно: |
|
Lip = (2,5—2,2). |
|
Кп |
левее |
значения |
Действительно, взяв значение |
||||
Кп = 0,08, при малом улучшении (уменьшении) |
Кп, по |
|||
лучим резкое |
ухудшение (увеличение) относительно |
пути транспортирования. Аналогично, взяв значение правее интервала (0,08 + 0,12), т. е. более 0,12, видим, что даже при резком ухудшении коэффициента повтор ного среза, (увеличении) мы не получим видимого умень шения пути транспортирования. Следовательно, интер вал значений коэффициента повторного среза в области непрерывности функции является оптимальным. Правда, в экспериментах было получено расширение области значений Кп слева, так как даже при значении 0,02 от носительный путь транспортирования LTp=3,0 является допустимым из-за весьма малого количества потерь сре занным колосом. Поэтому нам безразличен путь тран спортирования «потерь» срезанным колосом по пальцам до тех пор, пока колосья не станут скатываться вниз или проваливаться в щели.
По номограмме (рис. 29) при Кп =0,10 находим опти мальный угол наклона стерни. После последовательного подсчета по таблицам эллиптических параметров нахо дим координаты отгибателя стерни:
АХ = 5 см |
при |
45 |
= 0,72. |
ДУ = 6,4 см |
63 |
69