
книги из ГПНТБ / Борисов А.М. Сельскохозяйственные погрузочно-разгрузочные машины
.pdfСтепень участия в работе прямолинейного участка цепочноштифтового отделителя можно выразить следующей зависи мостью:
|
А = 1 - Л . |
|
ь |
Работа |
отделителей погрузчиков кормов во многом сходна |
с работой |
фрез, используемых в самых различных машинах |
(землеройных, металло- и деревообрабатывающих и др.)- Во
время работы таких машин |
каждым элементом рабочего орга |
на (ножом, зубом, ковшом) |
снимается определенная часть ма |
териала, которую можно условно назвать стружкой.
Площадь поперечного сечения стружки в плоскости враще ния рабочих органов отделителей фрезерного и цепочно-штиф тового типов может быть выражена зависимостями:
для фрезбарабана
f 6 = Sr[l + cos(e6 +p)],
где |
S — подача на один |
рабочий |
элемент |
(планка |
со |
штифта |
|||||||
|
ми, зубьями или ножами); |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
г — радиус барабана; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
8 б — у г о л выхода |
ножей |
барабана |
из массы, который |
равен |
||||||||
|
. |
2Rr— |
62 — 26tfsinp> . |
|
|
tfcosp |
|
|
|
||||
|
еб = arc sin |
|
|
|
|
. |
+ |
arc tg |
|
- - |
|
|
|
|
для цепочно-штифтового |
отделителя |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
F |
= F |
4- F |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
•'Ч.ш |
1 |
кр ~ 1 пр) |
|
|
|
|
|
|||
|
г Д е ^кр = |
Sr a (l + cos(3) — площадь |
на |
криволинейном |
|||||||||
|
•^пр — Ф — b^S sin (8 + |
|
|
участке; |
|
|
|
|
|
||||
|
Р) — площадь |
на |
прямом |
участке; |
|||||||||
|
|
|
здесь 8—угол наклона прямого участка |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
цепочно-штифтового |
отделите |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ля к |
горизонту. |
|
|
|
||
|
Угол наклона б можно определить из выражения |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
К — COS jJ |
|
|
|
|
|
||
где |
Ъ — — = — |
—коэффициент, |
характеризующий |
СООТНО |
|||||||||
|
СЯ |
л с |
|
шение |
между |
кинематическими |
пара-' |
||||||
|
|
|
|
метрами |
фрезерующих |
и |
сдвигающих |
||||||
|
|
|
|
рабочих органов; |
|
|
|
|
|
||||
|
здесь |
v„ — скорость подачи; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
v |
—скорость |
резания; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
пс —толщина стружки; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
/ — шаг планок или ряда ножей. |
|
|
|
70
Значение Л должно быть больше 40.
Отделитель погрузчиков кормов может работать:
по принципу попутного фрезерования, когда направление вращения рабочей части фрезы совпадает с направлением дви
жения отделенной части |
корма; |
|
|
|
|
|||
по принципу |
встречного |
фрезерования, |
когда |
направление |
||||
вращения |
рабочей части |
фрезы |
не совпадает с |
направлением |
||||
движения |
корма. |
|
|
|
|
|
|
|
Наиболее распространенным |
способом |
является |
первый. |
|||||
Для этого |
случая |
толщина |
стружки hc в зависимости |
от типа |
||||
отделителя: |
|
|
|
|
|
|
|
|
для фрезбарабанов |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
hc |
= г (cos е6 -f- cos Р); |
|
|
|
для цепочно-штифтового отделителя
ftc = (&-6l )tg8 + r„(l+cosP) .
При расчете кинематических параметров рабочих органов, отделителей обоих типов, а также режимов их работы необхо димо иметь в виду наиболее рациональный выбор отдельных показателей. Оптимальное значение глубины фрезерования для всех видов кормов и обеих схем работы фрезбарабанов
6 = (1,6 4-1,8) г.
Заглубление цепочно-штифтового отделителя рекомендуется принимать 6>0,8-т-1,0 м при значениях коэффициента k, рав ных 0,85—0,95.
Высота штифтов отделителя должна выбираться с таким расчетом, чтобы отрезанная и разрыхленная часть массы не подвергалась дополнительному сжатию между цепями и план ками сверху, неразрыхленной свободной поверхностью снизу и
двумя |
соседними |
планками |
со штифтами. Это условие может |
быть описано зависимостью: |
|
||
|
|
/!u l T >(/ + |
6-J-)sin (8 + Р), |
г д е / г ш т |
—высота |
штифтов; |
|
|
р — плотность кормов в монолите; |
рр — плотность разрыхленного корма.
Вслучае, когда рабочий орган-отделитель перемещается
сверху вниз по прямой линии, а не по дуге, то высота штифтов
h =J*L_
"шт , >
где v — коэффициент заполнения пространства между планкамл.
Для погрузчиков с рабочими органами типа фрезбарабанов важен правильный выбор длины штанги и высоты подвески оси
71
поворота над поверхностью земли или площадки. С учетом обеспечения минимальных затрат мощности и высоты бурта, стога, скирды и т. п., из которых предполагается грузить корм, радиус штанги определяется из выражения
(0,64 — 0,82) Я = Я — ho,
где Н — высота бурта, стога и т. п.;
ho — высота точки подвески штанги.
Производительность и мощность погрузчиков кормов. Не смотря на конструктивные отличия забирающих рабочих орга нов погрузчиков кормов — фрезбарабанов и цепочно-штифтовых отделителей, а также на различные способы их подвески, схема работы их во всех случаях остается одинаковой. Это обстоя тельство позволяет использовать общие зависимости для опре деления производительности и потребной мощности погрузчиков. Производительность погрузчиков кормов всех типов, т/ч
|
Q = 3,6F0 S0 ,, |
(9) |
где F0 |
— обрабатываемая площадь бурта, скирды |
за один про |
|
ход отделителя, м2 ; |
|
S0 |
— подача отделителя, м/с. |
|
С учетом различных траекторий движения отделителей для удобства подсчета производительности в каждом отдельном случае можно пользоваться зависимостями, полученными из об щей формулы (9) и устанавливающими связь между основны
ми параметрами погрузчиков и обрабатываемого |
материала. |
Для погрузчиков, отделяющие рабочие органы которых дви |
|
жутся по прямой, производительность, т/ч |
|
Q=3,GLbPvj-, |
(10) |
где L — длина отделителя или ширина захвата, м.
В том случае, когда отделители устанавливают на штанге, перемещающейся во время работы по дуге окружности, произ водительность погрузчика, т/ч
По формулам (10) и (11) определяют расчетную производи тельность. Для определения действительной производительно сти погрузчиков необходимо дополнительно учитывать время обратного хода рабочего органа — подъема отделителя, время маневрирования агрегата для выполнения очередного рабочего цикла.
При определении общих' сопротивлений, которые должен преодолевать отделитель, работу его следует рассматривать с
72
учетом резания и сгребания массы. Общее сопротивление реза нию в кгс/см для фрезбарабана складывается из усилий для образования новой поверхности, деформации и трения, отбра сывания отдельных частиц:
p - ' . " + ^ ( e c , - l ) Q A + |
-*ff- |
|
||
где Рв „ — сопротивление |
материала при |
образовании |
новой |
|
поверхности, кгс/см; |
|
|
|
|
а, с — коэффициенты, |
учитывающие |
деформационные |
свой |
|
ства материала |
в монолите, |
кгс/см2 (с — величина |
||
безразмерная); |
|
|
|
|
Яд — глубина распространения деформации, см; |
|
|||
е — относительная деформация в начале резания; |
|
|||
Qo — коэффициент, |
характеризующий физико-механиче |
|||
ские свойства материала после деформации; |
|
|||
k„ — коэффициент, зависящий от параметров ножа. |
|
При сгребании массы штифтами на прямолинейном участке общее сопротивление складывается из нескольких составля ющих:
|
|
Рс |
= Рп "Ь -^под "Т~ Реп. "Т~ Рц ~Ь |
Pft |
|
где |
Р п — усилие на перемещение массы; |
|
|||
|
Люд — усилие на подъем массы по штифтам; |
||||
|
Р с д — сопротивление |
сдвигу; |
|
||
|
Pv—усилие |
динамического воздействия массы на штифты; |
|||
|
P f — сопротивление |
трению. |
|
||
В |
связи с тем, |
что сумма первых двух |
слагаемых общего |
||
сопротивления |
Р п |
и Р п о д |
составляет всего лишь 2—8% от обще |
го усилия, то определять их значения нецелесообразно, а при
приближенных расчетах |
их можно не учитывать. |
Усилие на |
||
1 преодоление сопротивлений |
сдвигу |
|
|
|
р |
_ |
t 6 0 l (Ь — bj . |
|
|
|
|
/ sm (a cos 5 |
|
|
где т — касательное напряжение сдвигу; |
|
|
||
и — угол сдвига; |
|
|
|
|
А0 = cos (J. + / sin (a -f- p. — 8) cos (а — 8) — условная |
величина; |
|||
здесь / — коэффициент трения материала; |
|
|
||
а — угол наклона |
рабочей части штифта |
к |
горизонту. |
Толщина стружки, снимаемой цепочно-штифтовым отдели телем.
/zc = 5sin (8 + Р).
Усилие динамического воздействия штифтов на погружаемый материал в первую очередь зависит от скорости их движения, а также параметров отделителя. Усилие
pAcLug, (6 — Ь{) (1 - cos ^)
/cos 5
где v ш — абсолютная скорость штифтов.
Сопротивление трению перемещаемого штифтами материала
где Р ы —реакция массы на прямолинейном участке цепочноштифтового отделителя.
На прямолинейном участке работы цепочно-штифтового от делителя, кроме общих сопротивлений, связанных с перемеще нием материала и рассмотренных выше, имеют место сопротив ления резанию массы крайними ножами. В этом случае общее усилие резания
|
р |
р |
*1с |
|
|
|
УД |
I cos2 В |
cos В |
где Р уд |
- удельное |
сопротивление |
прямолинейному резанию |
|
|
отрезным ножом. |
|
Работа ножей цепочно-штифтового отделителя на прямоли нейном участке аналогична работе ножей фрезбарабана. Опре деление общей мощности фрезбарабанов цепочно-штифтовых отделителей погрузчиков кормов следует производить по от дельным элементам (рекомендации исследователей Зуева В. А,. Кутлембетова А. А., Крамаренко А. Н.).
Мощность отделителей, л. с.
г |
т х |
( f t - ! ) ' |
Lbv |
+ Т • — |
|
|
7Ы
где хх — удельная работа, кгс • м/м2 ; р — коэффициент;
k — коэффициент пропорциональности.
Коэффициент р учитывает отношение площади поверхности контакта рабочего органа с погружаемым материалом в моно лите к ее проекции на горизонтальную плоскость. Значения коэффициента р в зависимости от глубины захвата b рабочего органа определяются по формулам:
для случая &<>
p = = J L .
180 1 — cos tp0
74
при b>r
•к.
—+п
где п = — ; фо —угол рабочей части |
отделителя. |
|
||||||||
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где oz |
— удельная работа, кгс • м/м2 . |
|
|
|||||||
Значения |
az |
и хх |
зависят от типа рабочих |
элементов отде |
||||||
лителя, |
скорости |
ножей и т. д. Для удобства |
расчета |
значения |
||||||
ог и т х |
приведены в табл. 4. |
|
|
|
Таблица 4 |
|||||
|
|
|
|
Удельная |
работа |
отделителей |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельная работа |
|
|
|
|
Плотность |
Скорость |
|
|
отделения во взаимно- |
|||
|
|
|
|
Подача S |
перпендикулярных |
|||||
Режущие элементы |
р кукурузного |
о |
|
плоскостях, |
кгс-м/м2 |
|||||
|
силоса, |
планок |
|
на планку |
|
|
||||
|
|
|
|
кг/м" |
|
(ножей), |
|
(нож), мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
м/с |
|
|
|
|
Прямые |
штифты |
700—710 |
1,0 |
|
1,3-2,4 |
300—330 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1,4 |
|
50—55 |
||
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
1,3—2,6 |
240—330 |
40—55 |
|
|
|
|
|
|
2,6 |
|
1,3-2,4 |
210—300 |
35—50 |
|
|
|
800—830 |
1,0 |
|
1,9-2,6 |
480—540 |
80—90 |
||
|
|
|
|
|
|
1,4 |
|
1,4—2,2 |
360—420 |
60—70 |
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
1,0—2,0 |
270—360 |
45—60 |
|
|
|
|
|
|
2,6 |
|
0,8—1,8 |
240—300 |
40—50 |
Г-образные но |
|
700 |
|
6,3 |
|
3,1—5,5 |
750—840 |
125—140 |
||
жи |
(толщина |
|
|
|
7,2 |
|
2,6—4,5 |
570—660 |
95—110 |
|
лезвия 100 мкм) |
|
|
|
11,0 |
|
2,0—3,5 |
420—540 |
70—90 |
||
|
|
|
|
|
|
15,3 |
|
1,6—2,9 |
360—420 |
60—70 |
Мощность |
в л. с. |
фрезбарабана |
состоит |
из мощности на ' |
||||||
фрезерование |
массы, |
отбрасывание |
ее в приемное устройство, |
|||||||
холостой ход |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где т) — к. п. д. передачи; |
|
|
|
|
||||||
^уд. Ф — удельное сопротивление |
резанию; |
|
|
|||||||
|
им |
— скорость вылета |
частиц. |
|
|
|
|
75
Д ля упрощения определения удельного сопротивления в кгс/см2 резанию рекомендуется (Крамаренко А. Н.) формула
^уд.Ф = |
+ С» |
где F — площадь сечения стружки, см2 .
Значения А, В, и С для различных ножей и материалов приведены в табл. 5.
|
|
Значения коэффициентов |
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
||
|
Материал |
Нож» |
А |
в |
с |
Солома |
озимой пшеницы, |
Г |
0,421 |
—1,012 |
0,160 |
р =40 |
кг/м 3 |
Н |
0,500 |
—1,050 |
0,196 |
|
|
О |
0,590 |
—2,120 |
0,041 |
Сено люцерны, |
Г |
0,482 |
— 1,040 |
0,187 |
|
Р =50 |
кг/м 3 |
О |
0,940 |
—2,160 |
0,046 |
Сено пырея, |
г |
0,545 |
—1,006 |
0,521 |
|
р =50 |
кг/м 3 |
О • |
0,858 |
—2,008 |
0,063 |
Сено суданки, |
г |
0,529 |
—1,066 |
0,232 |
|
р =50 |
к г / м 3 |
О |
0,887 |
—2,180 |
0,057 |
* Г — Г-образный эксперименальный;
Н — погрузчика силоса ПСН-1М; О — отрезной.
Мощность цепочно-штифтового отделителя расходуется на отрезание массы крайними ножами, отрыв ее от монолита штифтами торцовой части отделителя, сгребание на прямоли нейном участке, отбрасывание частиц и холостой ход. Выраже ние баланса мощности в л. с. имеет вид
ц ~ |
75 r0-rj |
75 ц |
75 г„Ь) |
' |
75 т, |
|
|
150/т) |
|
т) |
' |
где Го — начальный радиус отделителя, см; Оц—скорость резания отделителя, м/с;
стр—удельное сопротивление отрыву массы, кгс/см2 .
Г л а в а III
ТРАНСПОРТЕРЫ
СКРЕБКОВЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ
Принципиальная схема транспортера. Передвижной скребко
вый транспортер (рис. 43) состоит |
из рамы / с ходовыми коле |
|||
сами 2, механизма |
подъема |
3, |
транспортирующего органа 4, |
|
загрузочной (приемной) части |
6, |
привода 5, разгрузочного 7 и |
||
натяжного 8 устройств. |
|
|
|
|
Для перемещения |
транспортера |
с одного места на другое |
||
его устанавливают на два или на |
три колеса. В транспортерах |
с одной осью (два колеса) положение оси выбирается с таким расчетом, чтобы можно было усилием одного человека припод нять загрузочную часть. Изменение положения отгрузочной части достигается путем изменения положения загрузочной части. Иногда для обеспечения перемещения и разворота тран спортера под загрузочной частью устанавливают одно неболь шое самоустанавливающееся колесо.
Для обеспечения равномерной загрузки транспортерной цепи и увеличения производительности, особенно при разгрузке ма
териала |
из |
транспортных |
средств, |
некоторые |
транспортеры |
||
оборудуются |
питателями |
(рис. 43,а). |
Скребковые |
транспорте |
|||
ры применяют для транспортирования зерна, |
початков |
куку |
|||||
рузы, силоса, измельченной массы и других грузов. |
|
|
|||||
Определение основных параметров скребкового транспортера. |
|||||||
Рабочим |
органом скребкового транспортера |
является |
беско |
||||
нечная цепь |
со скребками, которые размещаются |
перпендику |
лярно цепи с определенным шагом. Транспортирование матери ала осуществляется за счет перемещения (волочения) матери ала скребком внутри желоба. В зависимости от конструкции скребковые транспортеры могут перемещать материал верхней (рис. 43, б) или нижней ветвью цепи (рис. 43, в).
В траспортерах с шириной желоба 250—300 мм скребки закрепляют на одной цепи, а в транспортерах с шириной жело
ба |
более 300 |
мм — на |
двух. |
Производительность |
скребковых |
транспортеров, |
т/ч |
Q = |
ЗбООЗф&р, |
(12) |
|
|
|
|
|||
где |
^ — коэффициент |
заполнения; |
|
||
S = 6a—-площадь скребка, м2 ; |
|
77
Рис. 43. Принципиальные схемы скребкового транспортера:
а — с питателем; б — с верхней разгрузкой; е — с нижней разгрузкой
здесь Ь — ширина скребка, м; а — высота скребка, м;
v — скорость скребковой цепи, м/с; р — плотность материала, т/м3 .
Задаваясь коэффициентом г|э, скорость v и расчетной про изводительностью Q, определяют площадь скребка 5. Однако в формуле (12) коэффициент ip входит в обобщенном виде и не раскрывает влияния отдельных факторов на производитель ность транспортера.
Общеизвестно, что на коэффициент заполнения оказывают влияние такие параметры, как угол наклона транспортера, рас стояние между скребками (шаг скребка), отношение ширины скребка к высоте, зазор между скребками и стенками кожуха. В общем виде коэффициент заполнения
где Q<p— фактическая производительность, т/ч;
QT — теоретическая производительность в т/ч, подсчитан ная по формуле (12) при тр= 1;
78
Фр—коэффициент, зависящий от угла наклона транспортера;
—коэффициент, зависящий от расстояния между скребками;
Фс — коэффициент, |
зависящий |
от отношения |
ширины |
скребка к высоте; |
|
|
|
Фа — коэффициент, |
зависящий |
от зазора между |
скребком |
и стенками кожуха. |
|
|
|
Выбор оптимальных |
параметров |
скребковых транспортеров |
с учетом влияния их на коэффициент заполнения можно произ
водить как аналитически, так и графически, путем |
построения |
||||||||||
номограмм. Ниже приводятся оба метода. |
|
|
|
|
|||||||
Аналитический |
метод определения |
оптимальных |
параметров. |
||||||||
Угол |
наклона транспортера |
6 может |
изменяться |
от 0 до 90°. |
|||||||
Очевидно, что при р = 0 т|)р = 1. В е л и ч и н а |
к о э ф ф и ц и е н т а |
||||||||||
з а п о л н е н и я |
-фр при 6 = 90° определится из отношения объ |
||||||||||
емов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
VB—объем, |
занимаемый |
материалом |
при |
вертикальном |
||||||
|
положении |
транспортера; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Vr—объем, |
занимаемый |
материалом |
при |
горизонтальном |
||||||
|
положении |
транспортера. |
|
|
|
|
|
|
|||
Выразив объемы |
У, и |
У г |
через |
параметры |
транспортера, |
||||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где а — высота скребка; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ф — угол естественного откоса материала; |
|
|
|
||||||||
|
t — расстояние между скребками |
(шаг скребков). |
|
||||||||
Зависимость |
коэффициента |
-фр от угла |
наклона |
транспорте |
|||||||
ра определяется |
выражением |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
Значения коэффициента Фр , подсчитанные |
по |
выражению |
|||||||||
(14), приведены в табл. 6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В сельском хозяйстве для скребковых транспортеров |
обычно |
||||||||||
применяют цепи |
с шагом |
^ = 384-40 |
мм и толщиной |
скребка |
|||||||
<?=8-М0 мм. Отсюда можно |
принять, |
что e=—4t1. |
Коэффици- |
||||||||
ент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где V\ — полезный объем между скребками; V — объем материала на длине t.
79