4.2 Обоснование предлагаемой конструкции транспортера загрузки бункера

Известно устройство для уменьшения повреждения клубней сходящих с транспортера в транспортное средство или бункер, над выгрузным кон­цом которого размещен связанный с рамой направляющий кожух с установленным на его внутренней поверхности амортизирую­щим элементом, при этом на раме устройства ниже направляющего кожуха установлен га­ситель скорости корнеплодов.

Недостатком устройства яв­ляется то, что направляющий кожух жестко зафиксирован на раме. Поэтому в этом устройстве не обеспечивается плавное сни­жение скорости корнеплодов в различных точках траектории их падения в кузов тран­спортного средства. Сначала, несмотря на наличие амортизирующего элемента, наблю­даются сильные удары корнеплодов о не­подвижный направляющий кожух, при даль­нейшем движении скорость их падения за­медляется только в одном месте, располо­женном в непосредственной близости от кон­цевой части транспортера, поэтому при схо­де с гасителя корнеплоды, в результате сво­бодного падения, приобретают высокую ско­рость, что вызывает также сильные удары с большими их повреждениями в кузове транспортного средства.

Предлагаемый способ снижения повреждений клубней заключается в том, что гаситель скорости корнеплодов выполнен в виде консольной за­крепленной рессоры из эластичного листо­вого материала, при этом направляющий кожух связан с рамой посредством его амортизирующего элемента, что обеспечивает плавное снижение скорости корнеплодов в различных точках траектории их падения.

4.3 Устройство и рабочий процесс модернизированной машины

На рисунок 4.14 схематично изображена концевая часть транспортера, вид сбоку.

Рисунок 4.14 – Загрузочное устройство

Загрузочное устройство содержит раму 1 транспортера 2, над выгрузным концом которого размещен направляющий кожух 3 с установленным на его внутренней поверхности амортизирую­щим элементом 4, закрепленным с одной стороны к раме 1, а с другой — свободно свисающим в бункер. Под выгрузным концом транспортера ниже направляющего кожуха 3 расположен га­ситель скорости корнеплодов, выполненный в виде консольно закрепленной на ра­ме 1 рессоры 7, выполненной из эластично­го листового материала. Направ­ляющий кожух 3 по краям скреплен с амор­тизирующим элементом 4 стяжками 8 и опи­рается на упоры 9, расположенные с обеих сторон на боковинах рамы 1 вне траектории полета корнеплодов. Незакрепленный участок амортизирующего элемента 4 об­разует гибкую связь направляющего кожу­ха 3 с рамой 1 транспортера, благодаря которой кожух 3 может перемещаться в на­правлении силы при ударах корней о его поверхность.

4.4 Расчет основных параметров

Прутковые транспортеры получили широкое применение в картофелеуборочных машинах вследствие простоты конструкции и возможности одновременно с сепарированием осуществлять транспортирование пласта. Основными параметрами пруткового транспортера является угол наклона  ведущей ветви к горизонту, скорость полотна V_Э, длина рабочей ветви L_Э, интенсивность её встряхивания, ширина полотна, живое сечение сепарирующей поверхности. Угол наклона рабочей ветви должен быть таким, чтобы не было сползания по ней клубней. При расположении транспортера в середине схемы машины <_к, где _к– угол трения качения клубней о поверхность транспортера. Угол =10^°…15^°, при оценке  надо учитывать, что с его увеличением улучшается компоновка машины. [12 с. 56-58].

Длина рабочей ветви транспортера загрузки бункера L_э зависит на компоновку машины и обуславливается необходимой высотой подъема клубней H_э и определяется по формуле:

(4.1)

Ширина полотна пруткового транспортера определяется главным образом конструкцией предыдущих рабочих органов.

Просвет между прутками не должен превышать размеров клубней, т.е.

t–d ≤ d_кл (4.2)

где t – шаг прутков, 28 мм;

d – диаметр прутков, 8 мм;

d_кл – минимальный диаметр клубней, отделяемых от почвы.

Для определения нижнего предела скорости транспортера можно воспользоваться зависимостью:

(4.3)

Повышенная скорость транспортера увеличивает процент поврежденных клубней. Для прутковых транспортеров современных конструкций наиболее рациональная скорость 1,5…2,5 м/с.

Основными характеристиками, определяющими механические повреждения клубней картофеля, являются: физико-механичес­кие характеристики (масса клубня, прочность кожуры на сдвиг, прочность тела клубня на сжатие и разрыв); характеристики со­ударения (продолжительность стадий соударения, деформация клубня в зоне контакта и перемещение при изгибе, коэффициент мгновенного трения); кинематические и конструкционные пара­метры рабочих органов машин (линейная скорость, радиус кри­визны, углы наклона, амортизирующее покрытие, схемы техноло­гического процесса и т. п.). Наиболее существенное влияние на повреждаемость клубней оказывают их масса и форма. Клубни оценивают общим коэффи­циентом формы:

(4.4)

где a – длина клубня;

b – ширина клубня;

с – толщина клубня.

По коэффициенту формы выделяют пять основных типов клубней: округлая (К_ф<1,2); округло-овальная (К_ф = 1,2...1,29); овальная (К_ф = 1,3...1,39); удлиненно-овальная (К_ф = 1,4...1,49) и удлиненная (К_ф > 1,5).

При соударении клубня с твердой поверхностью выделяют три фазы: сжатие, изгиб и отскок. Силовые факторы, действующие на клубень в процессе соударения, приведены на рисунок 4.15

Рисунок 4.15 – Силовые факторы, действующие на клубень в процессе соударения

Условие неповреждаемости от действия нормальной составля­ющей импульса силы N:

(4.5)

где – допустимое напряжение сжатия;

m_к – масса клубня;

∆ – деформация сжатия в зоне контакта;

–длительность стадии сжатия;

a,b – размеры малой и большой осей площади касания в конце первой стадии соударения.

Условие неповреждаемости клубня от действия импульса изги­бающего момента:

(4.6)

где r – плечо силы (расстояние от центра тяжести правой и левой частей клубня до центральной и вертикальной осей клубня);

W– момент сопротивления клубня изгибу.

Допустимые нагрузки для массовых сортов достигают: — 29...31 кПа, а- 30...33 кПа.

Переборочные столы – горизонтальные или наклонные ленточ­ные транспортеры, рабочая поверхность которых разделена вдоль полотна на два или три ручья. В один из них поступают клубни с примесями, а в другие — комки почвы, камни и прочие примеси, отбираемые вручную рабочими-переборщиками. Последние нахо­дятся по обе стороны столов. Подобными столами оборудуют не только комбайны, но и стационарные пункты послеуборочной об­работки картофеля, лука, моркови, редиса и др.

Пропускная способность g₀ переборочного стола зависит от средней массы m_ср удаляемого за единицу времени компонента одним рабочим и числа n_п рабочих-переборщиков, т. е.

(4.7)

кг/с

Массу m_ср принимают равной 0,10...0,15 кг/с. Предусматривают от двух до восьми рабочих-переборщиков. Скорость движения по­лотна транспортера составляет 0,4...0,6 м/с. Для качественного от­бора примесей клубнеплоды должны располагаться в один слой на рабочей ветви транспортера.

Производительность сортирующей поверхности (т/ч) шириной В_с.п при условии непрерывной и равномерной работы определяет­ся по общему уравнению для машин непрерывного транспорта:

Q = 3,6·B_с.п ·d_ср ·v_к ·ρ_н ·ψ, (4.8)

где d_cp – средний диаметр (толщина) клубня или корнеплодов, м;

v_к – скорость движения клубней (корнеплодов) по поверхности, м/с;

ρ_н– насыпная плотность сортируемого материала, кг/м³;

ψ – коэффициент заполнения поверхности, ψ= 0,7...0,8 в зависимости от типа поверхностей.

Q = 3,6·1·0,045·0,6·650·0,8=50,5 т/ч

Время загрузки бункера для известной производительности машин Q определяют из уравнения:

(4.9)

где V_б –вместимость бункера, т;

К₁ = 1,8...2,2 – коэффициент неравномерно­сти;

К₂ = 0,65...0,72 – коэффициент использова­ния рабочего времени.

0,2 ч