Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Борисов А.М. Сельскохозяйственные погрузочно-разгрузочные машины

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.35 Mб
Скачать

Степень 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 -^под "Т~ Реп. "Т~ Рц

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 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 • —

 

 

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;

струдельное 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

Фркоэффициент, 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ