6. Розрахунок параметрів рулонного преса

Рулонні прес-підбирачі застосовуються для підбирання сіна з валків і льону та пресування в циліндричні рулони. Для формування рулонів використовують преси з камерами змінного та сталого об’ємів.

У міру надходження маси стебел у камеру змінного об’єму, вона намотується на рулон, що формується і зростає в діаметрі за рахунок збільшення робочої частини пасів (рис. 14.7). Це збільшення відбувається за рахунок переміщення по шляху натяжного валика, що переборює зусилля опору поршня гідроциліндра. Коли рулон досягає заданого діаметра (кут відхилення рамки натяжного валика досягає значення ), то після обвязування шпагатом задня стінка преса піднімається й рулон викидається на землю.

Рис. 14.7. Схема рулонного прес-підбирача із камерою змінного об’єму: 1-живильний транспортер; 2-стрічка; 3-пресувальна камера; 4-барабан; 5-формуючі паси; 6-валик; 7-рамка

Якість рулону визначається його щільністю. Щільність рулонів у поперечному перерізі неоднакова. Нерівномірність щільності спричинюється тим, що у початковий момент заповнюється петля мм, яка утворюється без будь-якого опору до заповнення. У міру заповнення петлі цей опір зростає. Для збільшення діаметра рулону щільність стебел повинна досягти значення за якого сила натягу пасів переборе зусилля опору поршня гідроциліндра.

Таким чином, процес формування рулону складається з 2 фаз: 1 – заповнення та ущільнення початкової петлі; 2 – заповнення та ущільнення петлі із постійним зростанням її діаметру. Найбільш суттєвою є 2 фаза.

Пресуючи паси, обтягуючи стебла, тиснуть на них так, як гнучка стрічка на охоплюване тіло. Із теорії пасових передач відомо, що тиск паса на шків прямо пропорційний силі натягу паса і обернено пропорційний радіусу шківа. Стосовно розглядуваного випадку тиск пасів на рослини становитиме

,

де - зусилля натягу пасів, Н;

і - відповідно радіус та довжина рулону, м.

Маса рулону становить

,

де - секундна подача рослин у камеру, кг/с;

- час пресування рулону, с.

Тоді середня щільність рулону у процесі його формування становить

.

З іншої сторони при стиску стебел має місце наступна залежність між прикладеним тиском і щільністю рулону

,

де і дослідні коефіцієнти ( КПа, м³/кг);

і - щільність відповідно стиснених рослин та початкова їх щільність, кг/м³.

Тоді

.

Або

.

Побудовані на основі залежностей (14.28), (14.30) та (14.33) графіки (рис. 14.8, а) показують, що після надходження маси рослин із збільшенням кількості рослин, що подаються, або часу формування рулону його радіус збільшується, а тиск і щільність зменшуються.

Рис. 14.8. Закономірності зміни параметрів , і залежно від маси рослин в камерах: а – змінного об’єму; б – постійного об’єму; - маса рослин, що надійшли за час ; - маса рослин, що надійшли за час

Особливістю роботи пресів із камерою сталого об’єму (рис.14.9) є те, що на початку процесу відбувається заповнення циліндричного об’єму пресувальної камери сталого діаметра рослинами з невеликою початковою щільністю. Рослини, продовжуючи надходити до пресувальної камери за дотичною до поверхні рулону, що обертається, а це призводить до збільшення його об’єму та щільності аж до утворення рулону.

Побудовані за формулами (14.31), (14.30) та (14.33) графіки (рис.14.8, б) для преса із сталим об’ємом камери пресування дозволяють зробити наступний висновок: із збільшенням кількості рослин, що подаються, відповідно зростає біжуча щільність рулону. Тиск пресування на початку дорівнює нулю і залишається таким до часу ( - час заповнення камери пресування рослинами), після чого із збільшенням різко зростає.

Рис.14.9. Схема рулонного прес-підбирача з камерою сталого об’єму: 1-причіпний пристрій; 2-підбирач; 3-рама; 4-нижній подаючий транспортер; 5-опрні колеса; 6-формуючі транспортери; 7-задня відкидна стінка

З графіків зображених на рис.14.8 видно, що за рахунок постійної дії формуючих пасів на шари рослин, які надходять у камеру змінного об’єму, щільність рулону, що формується ними, вища і рівномірніше, ніж у рулону, сформованого у камері сталого об’єму.