4.2. Розрахунок технологічних і енергетичних параметрів бильного молотильного апарату.

Основні відомості.

Для обмолоту зернових колосових і інших культур застосовуються молотильні апарати двох типів: бильного і штифтового.

Бильні барабани бувають шести-, восьми-, десятибильні. Штифтові, по числу ходів гвинтової лінії розташування зубів, діляться на двох-, трьох-, чотирьох- і п’ятизаходні.

Нарівні з виконанням основної задачі - руйнування зв'язків зерна з колосом, молотильний апарат в більшості випадків є також сепаруючим органом і в процесі обмолоту виділяє з соломи значну частину зерна. Особливо багато (до 80%) зерна виділяють з соломи бильні молотильні апарати, які завжди мають решітчасту деку.

У штифтових молотильних апаратах застосовуються решітчасті і глухі деки. Через решітчасту деку в цьому випадку виділяється тільки 25 - 30% зерна.

Вибір типу молотильного апарату залежить від загальної схеми машини і умов її застосування.

При можливості забезпечити подачу хлібної маси тонким, рівномірним розподіленим шаром приймають бильний апарат; при подачі нерівномірним товстим шаром – штифтовий.

Бильний апарат дозволяє досягнути значно кращих якісних показників (менше дроблення зерна і стеблової маси) і є більш універсальним, легко пристосовуваним для обмолоту різних культур.

Однак, витрати потужності на одиницю обмолоченого продукту більше, ніж у штифтового, а продуктивність на одиницю довжини барабана менше.

Основні технологічні параметри молотильного апарату залежать від вигляду і стану культури, що обмолочується, а також від подачі хлібної маси в комбайн.

4.2.1. Подача хлібної маси в комбайн може бути визначена по слідуючій формулі:

				(4.2.1)
де	q	–	подача хлібної маси в комбайн, кг/с;
	В	–	ширина захвата жниварки комбайна при прямому комбайнуванні або валкової жниварки при підборі валків, м;
	V	–	швидкість комбайна, км/год.;
	Q	–	врожайність зерна, ц/га;
	α	–	соломистість хлібної маси (відношення маси соломи до маси зерна і соломи).

4.2.2. Загальна довжина бичів, встановлених на барабані, визначається з умови допустимої подачі на 1 дм довжини бича по формулі:

				(4.2.2)
де	l	–	загальна довжина бичів на барабані, дм;
	q1	–	допустима подача хлібної маси в кг/с на 1 дм бича, яка рівна 0,03...0,045 кг/(с·дм).

4.2.3. Діаметр барабана вибирають з умови розміщення необхідної кількості бичів, забезпечення необхідного моменту інерції барабана і зменшення можливості намотування вологих довгих стебел. На комбайнах застосовуються барабани діаметром 450...800 мм.

4.2.4. Окружна швидкість барабана встановлюється з умови найбільш прийнятних величин недомолота і дроблення зерна. Так, при обмолоті пшениці з різною вологістю окружна швидкість коливається від 25 до 32 м/с.

4.2.5. Задавшись окружною швидкістю і діаметром барабана, можна визначити частоту обертання барабана по такій формулі:

				(4.2.3)
де	n	–	частота обертання барабана, хв-1;
	Vб	–	окружна швидкість барабана, м/с;
	d	–	діаметр барабана, м.

4.2.6. Визначається кутова швидкість обертання барабана по формулі:

				(4.2.4)
де	ω	–	кутова швидкість обертання барабана, рад/с.

4.2.7. Кількість бичів на барабані визначається з умов створення оптимального проміжку часу між наступними ударами бичів по матеріалу, що обмолочується.

При дуже частому впливі бичів в матеріалі, що обмолочується, не встигають відбутися достатні зміни у відносному розташуванні стебел і наступні впливи будуть повторювати попередні. Бажано, щоб інтервали між суміжними впливами бича були достатніми для того, щоб відбулася зміна у відносному розташуванні стебел і бичі обробляли різні їх частини.

Н.С. Комаров на основі дослідів рекомендує цей проміжок брати в межах Δt = 0,0065...0,0075 с.

Виходячи з цих даних кількість бичів на барабані може бути визначена по формулі:

M=

(4.2.5)

Кількість бичів повинна бути парною. Тільки в цьому випадку є можливість розмістити їх з почерговим чергуванням рифів.

4.2.8. Знаючи загальну довжину бичів і кількість бичів, установлених на барабані, можна визначити довжину барабана по формулі:

L=				(4.2.6)
де	L	–	довжина барабана, м.

4.2.9. Потужність, що необхідна для подолання шкідливих опорів, визначається по формулі:

N1 = A + B3 ,				(4.2.7)
де	N1	–	потужність на подолання шкідливих опорів, Вт;
	A	–	момент сил тертя в підшипниках барабана, приймається рівним 0,2 Н·м для бильного, 2,6 Н·м для штифтового барабана;
	B	–	коефіцієнт пропорційності, що характеризує роботу барабана як вентилятора, приймається 9,7·10-4 Н·м·с2 для бильного, 7,3·10-4 Н·м·с2 для штифтового барабана на 1 м його довжини.

4.2.10. Потужність, що необхідна на обмолот стеблової маси, визначається по формулі:

				(4.2.8)
де	N2	–	потужність на обмолот стеблової маси, Вт;
	f	–	коефіцієнт опору стеблової маси протягуванню між барабаном і підбарабанням. За даними досліджень В.П.Горячкина цей коефіцієнт рівний 0,60...0,75.

4.2.11. Визначається загальна потужність, що затрачується на роботу молотильного апарату, по формулі:

N = N1 + N2				(4.2.9)
де	N	–	загальна потужність, Вт.

4.2.12. Необхідний головний момент інерції барабана визначається в залежності від потужності, що затрачується на обмолот з рівняння:

J =				(4.2.10)
де	J	–	головний момент інерції барабана, кг·м2;
		–	кутове прискорення барабана, рад/с2

В.П. Горячкин рекомендував для барабана молотарок порівняно невеликої продуктивності приймати = 7,5 рад/с² (при q < 2,5 кг/с).

Для комбайнів з потужним барабаном Н.М.Летошнєв рекомендує приймати =12...15 рад/с² (при q > 2,5 кг/с).

Тут q - подача хлібної маси в барабан, кг/с.

4.2.13. Довжина підбарабання визначається з умови отримання хорошого обмолоту хлібної маси при мінімальних витратах потужності по формулі:

Lд=;				(4.2.11)
де	Lд	–	довжина підбарабання, м;
	α1	–	кут обхвату барабана підбарабанням в градусах.

Для бильних барабанів приймають α ₁ =100...160˚.