Розділ 6

Розділ 6

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ТА РОЗРАХУНКУ РОБОЧИХ ОРГАНІВ МОЛОТАРОК ЗЕРНОЗБИРАЛЬНИХ КОМБАЙНІВ

6.1. Молотильно-сепарувальні пристрої

6.1.1.Призначення і типи молотильно-сепарувальних пристроїв

Молотильно-сепарувальні пристрої (МСП) призначені для вимо- лоту зерна із колоса чи волоті та видалення вимолоченого зерна із грубого вороху.

Ще задовго до появи жатних машин для скошування хлібів було запропоновано машини для обмолоту і сепарації. Так, у 1629 р. іта- лієць Джіованні Бранка створив машину із шести котків, які мали рифлі й приводились у рух вітряком. У 1665 р. російські майстрові А. Терентьєв і М. Крик придумали, «як водою хліб молотити». Моло- тильний пристрій мав ступи і ціпи, яким надавало руху колесо, що оберталося під дією води. У 1775 р. шотландець А. Мейкль створив молотильний барабан із тригранними дерев’яними билами, що обер- тався з частотою 800…900 хв–1. Дещо пізніше він доповнив його па- льцьовим соломотрясом. Із 1785 р. уже застосовували перші моло- тарки з бильними барабанами. Зубовий молотильний апарат і кла- вішний соломотряс у 1831 р. запропонували американці Тернер і Моффіт. У 1850 р. В.І. Віраскін створив повітрорешітний очисник (вентилятор і решета). З 1865 р. Московський завод сільськогос- подарських машин випускав молотарки із зубовими молотильними апаратами, клавішними і пальчастими соломотрясами та повітро- решітними очисниками.

Щодо розвитку зернозбиральних комбайнів, то у 1828 р. було ви- дано один із перших патентів на комбайн (Америка), який приво- дився в рух по полю за допомогою 30 – 40 коней, а його робочі орга- ни — від ходових коліс. Жатка комбайна мала різальний апарат, мотовило і конвеєр.

У 1843 р. в Австралії, а в 1868 р. у Росії (А.З. Власенко) було ви- пробувано зернозбиральні комбайни, на жатках яких замість різа- льних апаратів використовували обчісувальні.

274

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

Нині найширше застосовують поперечно-потокові (барабанні) і роторні МСП.

Поперечно-потокові МСП мають барабан, що обертається, і нерухоме підбарабання. Вісь обертання барабана перпендикулярна до напрямку руху вороху із похилої камери. За конструкцією вони бувають бильні (рис. 6.1, а – в) і штифтові (рис. 6.1, г, д). Хлібна ма- са, що подається до барабана транспортувальними пристроями (плаваючим конвеєром або приймальним бітером), захоплюється билами (штифтами) і переміщується в молотильному регульованому зазорі між билами (штифтами) і підбарабанням. Частоту обертання

Рис. 6.1. Схеми поперечно-потокових МСП молотарок комбайнів заводів вітчизняних і колишнього СРСР:

а — комбайна СК-5М «Нива»; б — замірювання зазорів у бильному апараті; в — комбайна «Енисей 1200»; г — замірювання зазорів у штифтовому апараті; д — дво- барабанний з першим штифтовим і другим бильним й верхнім розміщенням про- міжного бітера комбайнів «Колос», «Енисей»; 1 — приймальний бітер; 2 — бильний барабан; 3 — відбійний бітер; 4 — пальцьова решітка; 5 — било барабана; 6 — планка підбарабання; 7 — проміжний бітер; 8 — другий бильний барабан; 9 і 11 — підба- рабання; 10 і 17 — сепарувальні решітки; 12 — штифт підбарабання; 13 — штифт

барабана; 14 — підбарабання штифтове; 15 — штифтовий барабан; 16 і 18 — напрямні щитки

275

Розділ 6

барабана також регулюють. У зазорі від удару бил (штифтів) по ко- лосу чи волоті й протягування їх зерно вимолочується і частина його просіюється крізь отвори підбарабання. Роботі молотильного апара- та (барабан – підбарабання) сприяють приймальний 1 і відбійний 3 бітери. Відбійний бітер гальмує грубий ворох (солома, зерно, збоїни, полова), що виходить із молотильного зазору, завдяки чому він спрямовується на початок соломотряса (соломовідокремлювача) і вимолочене зерно частково сепарується на очиснику.

Деякі МСП, наприклад комбайни РСМ-10, КЗС-9-1, приймаль- ного бітера не мають.

У поперечно-потокових МСП молотильний зазор на вході і на виході регулюють одночасно або тільки на вході, або тільки на ви- ході. Регулювання здійснюють важільним механізмом вручну, за допомогою електродвигуна з редуктором (комбайн КЗС-9-1 «Славу- тич») або гідроциліндрами. Частоту обертання барабана регулюють клинопасовим варіатором уручну, за допомогою гідроциліндра або електродвигуном.

Поперечно-потокові МСП бувають також двобарабанними (рис. 6.1, в, д). Причому перший і другий барабани можуть бути бильни- ми або перший штифтовий, а другий бильний. Між барабанами встановлено проміжний бітер 7, який розміщують у верхньому по- ложенні (рис .6.1, д) або у нижньому (рис. 6.1, в). Такі МСП застосо- вують на комбайнах для збирання зволожених хлібів та рису («Ени- сей», «Кедр»).

Штифтові барабани і підбарабання інтенсивніше, ніж бильні, вимолочують зерно, особливо при його підвищеній вологості. Проте вони менш універсальні, інтенсивніше перебивають солому, внаслі- док чого збільшують навантаження на очисник збоїною (перебитою на частинки солому). Це потребує вдосконалення очисника з метою підвищення пропускної здатності.

Розглянуті МСП, як правило, працюють в єдиному процесі з кла- вішними соломотрясами і повітрорешітними очисниками.

Молотарки, оснащені такими МСП, називають класичними, або

традиційними.

Молотарки комбайнів зарубіжних фірм із поперечно-потоковим МСП мають такі особливості.

Фірма Форд Нью Холланд встановлює за молотильним бараба- ном 1 (рис. 6.2, а, з) два сепарувальних барабани 2 і 3 та відбійний бітер 4.

Фірма Дойтц Фар (рис. 6.2, б) сепарувальний барабан 3 виконала регульованим по висоті, щоб зменшити подрібнення соломи.

На комбайнах фірми МДВ (рис. 6.2, в) використовують трибара- банні МСП, які мають молотильний і два сепарувальних барабани. За даними фірми, застосування трибарабанних МСП дало можли-

276

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

Рис. 6.2. Схеми поперечно-потокових МСП молотарок комбайнів зарубіжних фірм:

а, з — Форд Нью Холланд; б — Дойтц Фар; в — МДВ; г — Массей Фергюсон; д, е — Фіатагрі; є — Клаас; ж — Джон Дір

вість на 20 % підвищити пропускну здатність молотарки порівняно з МСП, який має молотильний барабан і відбійний бітер.

Комбайни фірми Массей Фергюсон (рис. 6.2, г) мають майже таку саму схему МСП, як і комбайни фірми МДВ.

Фірма Фіатагрі (рис. 6.2, д) над соломотрясом установила два се- парувальних барабани 2 і 3 за молотильним барабаном. При цьому між барабаном 3 і підбарабанням передбачено регулювання зазору 25…40 мм. За потреби підбарабання можна демонтувати або розміс- тити над барабаном (рис. 6.2, е). Оригінальність такої конструкції полягає у тому, що встановлення двох сепарувальних барабанів не змінює довжини клавіш соломотряса, обмолот і сепарація можуть відбуватись як в інтенсивному, так і в звичайному режимах, коли підбарабання демонтоване. Таке технічне вирішення забезпечує гнучкість виконання робіт у разі переходу на збирання малосоло- мистих і спеціальних культур.

Фірма Клаас (рис. 6.2, є) розробила МСП, в якому перед молоти- льним барабаном 1 встановлено барабан-прискорювач. Принцип роботи МСП такий. Барабан-прискорювач, обертаючись з частотою 80 % від частоти обертання молотильного барабана (280…1500 хв–1),

277

Розділ 6

захоплює масу, що подається конвеєром похилої камери зі швидкіс- тю 3 м/с, надає їй швидксоті 12 м/с і спрямовує масу в молотильний зазор між барабаном і підбарабанням. Молотильний барабан діамет- ром 450 мм і максимальною швидкістю 35,5 м/с надає хлібній масі швидкості 20 м/с, обмолочує її і спрямовує грубий ворох до бараба- на 2. Цей барабан, обертаючись з частотою 68 % від частоти обер- тання молотильного барабана, зменшує швидкість вороху до 9 м/с і спрямовує його на клавіші соломотряса. Завдяки такій конструкції МСП і його кінематичним характеристикам створюється тонкий шар хлібної маси, що розміщується в зазорах між барабанами і під- барабаннями, і збільшуються відцентрові сили. Унаслідок цього зер- но, що вільно знаходиться в колосі чи волоті, сепарується через під- барабання (кут обхвату 84°) барабана-прискорювача, а остаточно вимолочується і сепарується молотильним барабаном і підбарабан- ням (кут обхвату 151°). Молотильно-сепарувальний пристрій такого типу сепарує близько 90 % зерна порівняно з 70 % за класичною схемою, а це загалом зменшує навантаження на соломотряс і під- вищує пропускну здатність молотарки.

Система обмолоту і сепарації комбайнів фірми Джон Дір (рис. 6.2, ж) складається з двох молотильних барабанів діаметром 660 і 450 мм, частота обертання яких регулюється. Такий МСП забезпе- чує «м’який» обмолот, тобто зерно менше пошкоджується.

Таким чином, удосконалення поперечно-потокових МСП ком- байнів «Нива», «Колос», «Дон», «Енисей», «Кедр», «Славутич» та «Лан» і комбайнів зарубіжних фірм спрямовані на зменшення на- вантаження на соломотряс, а отже, на збільшення пропускної здат- ності молотарки.

Роторні МСП за механіко-технологічними властивостями об- молоту хлібної маси і сепарації грубого вороху можна поділити на дві групи: роздільно-агрегатні та моноблокові.

Молотарки з роздільно-агрегатними МСП створюють, як правило, на основі класичної схеми. Вони замість клавішного мають роторні соломотряси грубого вороху двох типів: з поперечно-потоко- вим і аксіально-потоковим роторами.

Моноблокові МСП забезпечують обмолот хлібної маси і сепара- цію грубого вороху в одно- чи двороторному робочому органі з аксіа- льною (рис. 6.3, а, б) або тангенціальною (рис. 6.3, в) подачею.

Аксіально-роторний моноблоковий МСП має ротор, який оберта- ється в нерухомому кожусі або з частотою 10…20 хв–1.

Будову ротора показано на рис. 6.4. На вхідній частині кожух виконано конічним без отворів, а в молотильно-сепарувальній — повністю або частково (кут 120…270°) у нижній зоні решітчастим з довгастими або прямокутними отворами. В таких МСП зазор між билами і кожухом та частоту обертання ротора також регулюють.

278

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

Рис. 6.3. Схеми молотарок комбайнів з моноблоковим МСП:

а — однороторний з аксіальною подачею; б — двороторний з аксіальною подачею; в — однороторний з тангенціальною подачею

Процес роботи відбувається так. Лопаті ротора захоплюють хліб- ну масу, що надходить із жатної частини, і переміщує її до моло- тильно-сепарувальної частини. Маса рухається по гвинтовій поверх- ні. Зерно вимолочується і просіюється крізь отвори кожуха, а грубий ворох потрапляє в сепарувальну зону. Шлях, який маса проходить у

279

Розділ 6

Рис. 6.4. Аксіальний ротор комбайна КЗСР-9 «Славутич»:

1 — хрестовина; 2 — лопать; 3 — прямолінійні била з рифлями; 4 — криволінійне било з рифлями; 5 — пустотілий циліндр; 6 — пряме гладеньке било; 7 — планка

молотильному зазорі, більший, ніж шлях у бильному чи штифтово- му МСП. Завдяки цьому забезпечується достатній вимолот зерна при зазорах, які в 3 – 4 рази більші, ніж у барабанних пристроях. Крім цього, травмування зерна зменшується в 2 – 3 рази. Якість об- молоту висока не тільки для колосових, а й для бобових, кукурудзи, соняшнику, круп’яних та інших культур.

Характерним для моноблокових роторних МСП є те, що ротор, маючи значний момент інерції, компенсує негативний вплив на якість роботи молотарки нерівномірності подачі хлібної маси.

Створення ефективних моноблокових роторних МСП із танген- ціальною подачею (див. рис. 6.3, в) хлібної маси дає змогу відійти від традиційного компонування комбайна і створити на їхній основі блоково-модульні зернозбиральні комплекси на базі універсальних енергозасобів, наприклад КЗС-10 «Полесье-Ротор» (Білорусь). Жат- ну частину МСП такого комплексу змонтовано на енергозасобі, а очисних і бункер зерна — на причепленому автономному візку, що спирається на свої колеса. Випробування свідчать про високу агро- технологічну і економічну ефективність такого типу збиральних машин.

6.1.2.Основи теорії та розрахунку молотильносепарувальних пристроїв

Переміщення хлібної маси у молотильно-сепарувальному зазорі. Швидкість руху стебла з колосом чи волоттю вздовж дуги підбарабання в барабанних пристроях залежить від властивостей хлібної маси, товщини її шару, параметрів і режимів роботи при- строїв, довжини стебел, їх орієнтації тощо.

У початковій частині підбарабання на довжині дуги 100…150 мм швидкість колоса, що надходить у молотильний зазор спереду ком-

280

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

ля, становить 3…6 м/с. У наступних ділянках дуги колос рухається з наростаючою швидкістю, середнє значення якої на виході із зазору досягає 20 м/с. Комлі стебел при подачі колосом уперед переміщу- ються вздовж підбарабання з більшою швидкістю. Якщо стебла по- даються комлем по ходу вперед, то швидкість колоса як на вході в зазор, так і на виході із нього більша, ніж при подачі колосом по хо- ду вперед.

Сукупність стебел, що рухаються в зазорі, утворюють потік, скла- дові якого в заданому перерізі мають різну швидкість переміщення. Швидше рухаються ті стебла, які найбільше віддалені від входу. Отже, швидкість потоку стебел у будь-якому перерізі відрізняти- меться від швидкості колоса і стебла. Значення її змінюється за- лежно від подачі хлібної маси і взаємного розміщення барабана відносно підбарабання.

Так, для комбайна СК-5 «Нива» при діаметрі барабана 600 мм, швидкості бил 30…31 м/с, подачі 5 кг/с і ширині молотарки 1200 мм швидкість потоку стебел у молотильному зазорі збільшується від входу до виходу з 8 до 18 м/с. Середня швидкість становить 12 м/с. При цьому на початку дуги на 10 мм ширини підбарабання знахо- диться в середньому близько двох стебел, а при виході — тільки одне.

В аксіально-роторному МСП потік стеблової маси переміщується по гвинтовій лінії з наростаючим кроком, здійснюючи близько 1,5 оберта. При подачі 10 кг/с швидкість потоку становить 14…15 м/с, а його осьова складова — 3…5 м/с.

Кількість ударів бил по колосу. В МСП зерно обмолочується внаслідок удару бил або штифтів по колосках (волоті) і їх протягу- вання в молотильному зазорі.

Кількість z ударів билами по колосу при його переміщенні в мо-

лотильному зазорі визначимо з таких міркувань.

Нехай било 1 (рис. 6.5) зустрічає вершину колоса на початку під- барабання (кожуха) у точці А. За час t колос переміститься з точки А в точку С на відстань lд дуги підбарабання з середньою швидкістю

иср. За цей час било 1 переміститься з положення І у положення ІІ

Рис. 6.5. Схема до розрахунку кількості ударів билами по колосу:

1 — било; 2 — підбарабання; І і ІІ — положення била

281

Розділ 6

на відстань lб. Тоді кількість ударів бил, що діють на колос, можна визначити за залежністю

де l0 = lб – lд – lк — шлях, який проходить било 1 відносно колоса, що рухається; lк — довжина колоса; Sб — крок бил чи планок (див.

залежність (6.3)).

Замінивши lб = ибt, lд + lк = иcpt, де иб — лінійна швидкість бил

Із аналізу залежності (6.2) випливає, що кількість ударів бил по колосу тим більша, чим вища лінійна швидкість бил иб і довша lд

дуга підбарабання (кожуха). Зі збільшенням швидкості переміщен- ня иcp стеблової маси кількість ударів бил зменшується.

Так, при діаметрі барабана 600 мм, довжині дуги підбарабання 780 мм і частоті обертання барабана 900…1000 хв–1 по колосу вда- ряють 13 – 15 бил. У межах першої планки підбарабання по колосу наноситься 30…40 % ударів від загальної кількості ударів у моло- тильно-сепарувальному зазорі. В результаті цього біля першої пла- нки вимолочується 85…95 % зерна. У вхідній частині аксіально- роторного МСП лопаті ротора наносять 15 – 20 ударів, вимолочуючи 95 % зерна при подачі хлібної маси 10 кг/с.

Довжина бильного (штифтового) барабана визначається шириною молотарки. У сучасних комбайнах вона становить

900...1660 мм.

Діаметр бильного барабана сучасних молотарок D = = 450…800 мм. На барабані встановлюють парне число бил: 6, 8, 10, 12. Барабани діаметром 550, 600 мм мають 8, а діаметром 800 мм —

10бил.

Била закріплюють на підбильниках на однаковій відстані (крок

бил) між ними. Крок Sб бил залежить від кількості M їх на бараба- ні, тобто

Кут обхвату барабана підбарабанням α (рис. 6.6) зумовлю-

ється кутами α1 входу бил у зону молотильного зазору і α2 виходу із нього. Чим більший кут α1, тим менша швидкість потоку хлібної

маси в молотильному зазорі, завдяки чому підвищуються обмолот і сепарація зерна, але підвищується подрібнення зерна і перебиван- ня соломи. Зі збільшенням кута α1 погіршується захоплювання

282

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

маси билами. Для спряму- вання потоку маси в моло- тильний зазор при α1 > 45°

установлюють приймаль- ний бітер (СК-5 «Нива»), який має лінійну швид- кість на кінцях лопатей до

8м/с.

Укомбайнах «Нива»,

«Дон», «Славутич» кут α2 становить близько 90°, тоб-

том на клавіші соломотряса призначений відбійний бітер. Лопаті бітера обертаються з лінійною швидкістю 18 м/с, ударяють по вороху і виділяють із нього вимолочене зерно (3…5 %) у межах пруткової решітки, яка є продовженням дуги підбарабання. Збільшення кута α2 понад 90° призводить до перекидання вороху в зону входу, що

підвищує ймовірність забивання молотильного зазору.

У сучасних МСП кут обхвату становить α = 96…151°. Довжина дуги lд підбарабання залежно від діаметра барабана і кута обхвату

його підбарабанням впливає на якісні показники МСП, як показано на рис. 6.7.

Комбайни «Нива» мають D = 600 мм, α = 146°, lд = 820 мм, а ком- байни «Дон» — D = 800 мм; α = 130°, lд = 1000 мм, подача відповідно

q = 5 кг/с і q = 8 кг/с.

У комбайнах «Колос», «Енисей», «Кедр» з двобарабанними МСП зер- но вимолочується краще, його біль- ше сепарується крізь отвори підба- рабань, зменшується подача зерна на соломотряс. Проте при збиранні хлібів невеликої вологості (8…12 %) збільшується маса збоїн. Це призво- дить до перевантаження соломотря- са і очисника. Під час роботи на во- логих і забур’янених хлібах отвори підбарабань забиваються. Крім цьо- го, двобарабанні МСП більш мета- ломісткі і енергоємні. Потужність на

283

Розділ 6

привід барабанів і проміжного бітера у 1,4 – 1,6 раза більша, ніж при одному барабані.

Діаметр штифтових барабанів по планках становить d0 = = 450…610 мм, а по вершині штифтів

d = d0 + 2h,

де h ≈ 70 — робоча довжина штифта, мм.

Кількість планок M на барабані дорівнює 6, 8, 10 і 12.

Штифти розміщують по гвинтових лініях у місцях перетину їх із планками. Число заходів k гвинто-

вої лінії дорівнює 3, 4, 5 і 6 і має бути кратним кількості планок. Напрямок гвинтових ліній на розгортці (рис. 6.8) штифтового бара- бана визначається їхнім кроком

284

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

дами штифтів

l1 = l − 2∆l,

де ∆l — відстань від кінця планки до крайнього сліду штифтів ( ∆l = 18 мм, якщо штифти шаблеподібні, ∆l = 22 мм — клинопо- дібні).

По одному сліду проходить стільки штифтів, скільки є заходів k гвинтової лінії. Тоді кількість штифтів на барабані

Кількість штифтів z має бути кратною кількості планок М. Розгортку штифтового барабана при М = 12 і k = 4 показано на

рис. 6.8.

Діаметр ротора аксіально-роторних МСП у молотильно-

сепарувальній зоні становить D = 550…710 мм. У пристроях з дво- ма роторами діаметр кожного ротора дещо менший — D = 440 мм. Найбільший діаметр лопать має у вхідній частині ротора, він у 1,3 – 1,4 раза більший від зазначеного діаметра D.

Зі збільшенням діаметра ротора збільшується довжина траєкто- рії руху хлібної маси у молотильно-сепарувальному зазорі. Завдяки цьому підвищується кількість ударів бил по масі, а отже, і якість обмолоту. Збільшується також площа решітчастої поверхні кожуха, що призводить до підвищення сепарації зерна, що зрештою підви- щує пропускну здатність молотарки.

У комбайнах з пропускною здатністю q = 8…12 кг/с діаметр ро- тора становить 700…770 мм, при q = 5…6 кг/с — D = 550…650 мм, а

довжина ротора до 3100 мм. У комбайні «Дон-2600» D = 750 мм, а довжина ротора без вхідної частини 2600 мм.

Орієнтація подачі хлібної маси і регулювання МСП. Стебла з колосом чи волоттю, які потрапляють до молотильного зазору, на- бувають різного положення відносно напрямку потоку подачі. Вони подаються колосом «по ходу вперед», «по ходу назад», поперечно по- току і змішано (рис. 6.9). Це залежить від стану хлібостою і конструк- тивного виконання транспортувальних органів жатної частини ком- байна.

Рис. 6.9. Схеми подачі хлібної маси в МСП:

а — колосом «по ходу вперед»; б — колосом «по ходу назад»; в — попе- речно потоку; г — змішано

285

Розділ 6

Експериментальні дослідження свідчать, що при подачі колосків «по ходу назад» недомолот і подрібнення зерна збільшуються, а се- парування — зменшується. Це пояснюється тим, що колос надхо- дить до молотильного зазору зі значно більшою швидкістю, ніж при подачі колоса «по ходу вперед». При поперечній подачі колоса знач- но погіршуються показники роботи поперечно-потокових МСП; кое- фіцієнт недомолоту збільшується у 4 – 7 разів і схід зерна в соломо- відокремлювач — у 3 рази.

Для аксіально-роторних МСП шлях колосків у молотильно- сепарувальному зазорі у 4,5 – 5,5 раза більший, ніж для поперечно- потокових. Тому показники роботи такого МСП істотно не зміню- ються від орієнтації подачі хлібної маси.

Отже, під час роботи комбайна, особливо з поперечно-потоковим МСП, потрібно забезпечувати подачу хлібної маси колосками «по ходу вперед». При цьому влаштування між різальним апаратом і шнеком жатки стрічкового конвеєра в окремих комбайнах фірми

d ≤ 1 % для насіння), передбачено регульовані параметри МСП.

Крім цього, такі параметри впливають ще на втрати зерна, яке не відокремив соломовідокремлювач (соломотряс).

Регульованими параметрами МСП є частота обертання n бара- бана (ротора) і зазори c і δ (див. рис. 6.1, б, г) між билами барабана і

планками підбарабання та між штифтами барабана і підбарабання. Оптимальні значення частоти обертання і зазорів вибирають за два етапи. Попередньо такі параметри встановлюють залежно від культури, що збирається, згідно з табл. 6.1. Остаточно МСП налаго- джують у полі пошуком оптимальних значень при контрольних

проходах.

Таблиця 6.1. Параметри попереднього налагодження молотильно-

сепарувальних пристроїв

* У дужках наведено зазори на виході, а без дужок — на вході.

286

Основи теорії та розрахунку робочих органів молотарок …

Максимальної продуктивності можна досягти, враховуючи зако- номірності, наведені на рис. 6.10.

Рис. 6.10. Залежності коефіцієнтів недомолоту δс, сепарації Sм і подрібнен- ня d від частоти обертання п барабана і середніх зазорів δ між билами і планками підбарабання та подачі q

Потужність для приводу барабана (ротора) складається з потужності на його холостий хід Nx і обмолот N0 , тобто

Потужність холостого ходу, потрібна для подолання тертя в під- шипниках axuб і опору барабана повітрю bхuб3 , становить

де ax і bx — коефіцієнти, що характеризують відповідно тертя і ае- родинамічний опір барабана повітрю; uб — лінійна швидкість бара-

бана, м/с.

Для штифтового барабана ax = 5,0…5,5 H, а для бильного ax = 0,85…0,90 H на кожні 100 кг маси барабана (ротора). Цей кое-

фіцієнт є силою тертя у підшипниках, зведеною до бил (штифтів). Коефіцієнт bx = 0,055…0,090 H·с2/м2, зумовлює опір барабана по-

вітрю, який залежить від форми складових частин барабана (рото- ра) їх розміщення, густини повітря.

Потужність холостого ходу барабана незначна і становить 2…3 кВт. Для аксіально-роторного пристрою

де bx′иp3 — потужність, потрібна для подолання опору повітря руху лопатей у вхідній частині ротора ( bx′ = 0,09…0,10 H•c2/м2); bx′′up3 —

287

Розділ 6

потужність, потрібна для подолання опору повітря у циліндричній частині на 1 м довжини ротора ( bx′′= 0,03…0,04 H·c2/м2).

Потужність холостого ходу ротора завдовжки 3 м становить

10…12 кВт.

Потужність обмолоту N0 , потрібна для подолання опору від вза-

ємодії бил або штифтів з хлібною масою, визначають як добуток се- реднього колового зусилля Р на билах барабана (ротора) або штиф- тів на лінійну швидкість иб барабана або ротора:

Для визначення середнього колового зусилля на билах барабана (ротора) експериментально встановлено таку залежність:

де a0 , b0 — коефіцієнти, які враховують сорт і стан культури, що

обмолочується, її вологість, молотильні зазори, кут обхвату тощо; q — подача хлібної маси в молотарку.

Різні МСП мають такі значення коефіцієнтів a0 , b0: барабанно- декові — a0 = 100…120 Н (кг/с)–1 і b0 = 8…10 Н (кг/с)–2; аксіально-

роторні — a0 = 120…160 H (кг/с)–1 і b0 = 8…15 Н (кг/с)–2.

Менші значення відповідають хлібній масі за вологості 8…10 %, а більші — 25…35 %. Загальна потужність, потрібна для приведен- ня барабана (ротора) в рух, зростає з підвищенням вологості маси.

Із залежностей (6.5) – (6.9) випливає, що потужність, потрібна для приведення в рух барабана, становить

Для комбайна «Дон-1500» при подачі хлібної маси q = 8 кг/с по-

тужність, за якої барабан приводиться в рух (на холостий хід і обмо- лот), становить 45…60 кВт.

Для аксіально-роторних МСП моноблокових при q = 10 кг/c

N = 80…130 кВт, тобто такі МСП споживають у 1,5 – 2,0 рази біль- ше енергії на 1 кг зерна, ніж барабанно-декові (класичної схеми). Проте за класичних схем для надання бітерам і соломотрясам по- трібна ще потужність 7…9 кВт.

288