4. Соломотряс

В существующих зерноуборочных комбайнах наибольшее применение находят клавишные соломотрясы. Известны комбай­ны с платформенным, конвейерно-роторным соломотрясом и ротор­ным соломоотделителем.

Клавишные соломотрясы бывают с тремя и более клавишами. Каждая клавиша представляет собой корпус 4 (рис. 13) с ре­шетчатой рабочей поверхностью 3, выполненной в виде каскадов. Мелкий ворох, просыпавшийся сквозь отверстия решетки клавиш, по желобу корпуса попадает на очистку. Клавиши с боков несут выступающие над рабочей поверхностью гребенки 1, а некоторые каскады снабжены граблинами 2. Борта и граблины препятству­ют скольжению соломы назад, улучшают ее растаскивание и спо­собствуют более равномерному перемещению соломы к выходу из молотилки.

Рис. 13. Схема клавишного соломотряса:

а - двухвального; б - расположение колен четырехклавишного соломотряса; 1 - гребенка; 2 - граблина; 3 - решетчатая по­верхность; 4 - корпус клавиши.

Таблица 8. Исходные данные для расчёта соломотряса

Значения параметров	Вариант (последняя цифра шифра)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Длина барабанаLб, м	1,00	1,05	1,10	1,15	1,20	1,25	1,30	1,35	1,40	1,45
2. Радиус кривошипа r, м	0,050	0,051	0,052	0,053	0,054	0,055	0,056	0,057	0,051	0,054
Показатель кинематического режимаk	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
Число клавиш, z	4					5
Значения параметров	Вариант (предпоследняя цифра шифра)
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Угол наклона клавиши к горизонту ,	5	6	7	8	5,5	6,5	7,5	8,5	6	7
Содержание зерна в хлебной массе 	0,30	0,31	0,32	0,33	0,34	0,35	0,30	0,31	0,32	0,33
Коэффициент сепарации зерна декой 	0,80	0,82	0,84	0,86	0,88	0,90	0,92	0,94	0,83	0,85
Объёмныё вес материала , кг/м3	18,0	19,0	20,0	21,0	18,3	19,3	20,3	18,6	19,6	20,6

Требуется определить:

1. Угловую скорость вращенияwколенчатого вала

2. Параметры траектории полёта соломы

3. Среднюю скорость перемещения соломы по клавише

4. Ширину клавиши

5. Длину клавиши.

Исходные данные определяются по табл.8.

Вычертить:

1.Траектория полёта соломы

2. Эскиз клавиши соломотряса.

Порядок расчета

4.1. Определяется параметры для графического построения траектории полёта соломы.

Угловая скорость вращенияwколенчатого вала

, с^-1

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Фазовый угол j_о (j_о = wt₀) подбрасывания соломы

j_о = arcsin(C cos(a) / k),

где С = 1,2-1,8 – коэффициент, учитывающий запаздывание подбрасывания вороха.

Для построения траектории полёта соломы откладывается угол wt₀ (рис. 14) и находим точку А её отрыва. Начало координат располагаем в точке А. Оторвавшись от клавиш, солома, если пренебречь сопротивлением воздуха, будет совершать свободный полет. Начальные условия полёта:

Vx₀ = w r sin wt₀, м/с;

Vy₀ = w r cos wt₀, м/с.

Проекции ускорений на оси xиy:

a_x = - g sin a, м/с²;

a_y = - g cos a, м/с².

Уравнение движения соломы:

X = Vx₀× t – (gt²sin a) / 2, м

Y = Vy₀× t – (gt²cos a) / 2, м.

Путь, пройденный соломой за один оборот вала, определяется графически путём построения траектории её полёта. Для построения точек 1,2,3 и т.д траектории задаются значения времени t с интервалами Dt = 0,03 - 0,04 с и производится расчёт по вышеприведённым уравнениям с занесением полученных значений в таблицу 9.

На графике (рис. 14) откладываются точки 1,2,3 и т.д. и по ним строитсятраектория. На окружности, как и на траектории полёта частицы, точками 1’, 2’,3’ и т.д. отмечаются положения точки А отрыва частицы, через интервалы времени ∆t, 2∆tи т.д. Для того чтобы установить положение этих точек, определяется угол

φ₁= ωΔt180/, ^о

и по нему откладывают на окружности точку 1^/и далее точки 2^/, 3^/и т.д. Встреча частицы с клавишами произойдёт тогда, когда одноимённые точки траектории и окружности будут находиться на одной ординате. Из предполагаемой точки встречи проводят линию, параллельную осиOX. Если вторая одноимённая точка отклонена

от этой линии, то момент встречи одноимённых точек уточняют путём интерполяции. Расстояние Sмежду одноимёнными точками (на рис.14точки 6^/и 6) в масштабеmявляется дальностью перемещения соломы за одно подбрасывание.

При пятиклавишном соломотрясе две группы клавиш расположены на ко-ленчатом валу через 180⁰. Солома подбрасывается одной группой клавиш (двумя –

Таблица 9. Расчётные данные по траектории полёта соломы

№	t, с	X, м	Y, м
1	0,035
2	0,07
3	0,105
4	0,14
5	0,175
6	0,21
7	0,245
8	0,28
9	0,315
10	0,35

тремя), а падает на вторую. Поэтому после того, как клавиши пройдут ось коленчатого вала, начинается отсчёт времени для второй поднимающейся группы (рис. 14 б)

Согласно измерению величина Sсоставит:

S = м×s, м.

где м – масштабграфика, м/мм.

4.2. Средняя скорость перемещения соломы по соломотрясу

V_ср=Sω/ 2π,м/с.

4.3. Подача хлебной массы в молотильный аппарат

Q = 0,01BV(U+ Q_c₂), кг/с.

где Q_c – урожайность соломы, Q_c = U₁; ₁ - отношение веса соломы к весу зерна (см. табл. 6); ₂ = 0,8–0,9 – коэффициент учитывающий полноту сбора соломы с поля. Максимальная подача хлебной массы, вызванная неравномерностью поступления в молотильный аппарат в реальных условиях на поле

q = 1,33Q, кг/с.

4.4. Размерные характеристики

Ширина соломотряса

B = (1,1…1,15)L_б, м.

Ширина клавиши

b = (B – a(z + 1))/z, м

где а – боковой зазор между клавишами, а = 0,003–0,005 м,z– количество клавиш.

Толщина слоя соломы на соломотрясе

h=q(1 –δ)/(B V_срγ), м.

Коэффициент сепарации:

μ = μ₀ (h₀ / h)^m,

где m= 0,8-1,2 большие значения относятся к тяжёлым условиям, меньшие клёгким. Согласно исследованиям [3], коэффициент сепарации для клавишных соломотрясов при толщине слоя соломыh₀= 20 см равен μ₀= 0,018 см^-1.

Длина соломотряса

, см

где e- коэффициент сепарации зерна декой;p– процент допустимых потерь соломотрясом грубого вороха,p= 0,25%:

а б

Рис. 14. Траектория полёта соломы на соломотрясе:

а – для 4-х клавишного; б – для 5-ти клавишного.

Рис. 15. Клавиша соломотряса:

L – длина клавиши; L_г – габаритный размер, L_г=1,025L; l₁, l₂, l₃ – длина каскадов, l₁=0,27L, l₂=0,17L, l₃=0,19L; ₁, ₂, ₃ – величина перехода; _о – угол наклона линии начала каскадов, _о=2^о; ₁, ₂, ₃, ₄ – углы наклона решёт каскадов, ₁=₂=+6^о, ₃=, ₄=-2^о; ₅ – угол наклона днища, ₅=+2^о;  - угол наклона клавиши; b – ширина клавиши; c, d – размеры проходного отверстия решета c = 60-70 мм, d = 25-30 мм.