С целью снижения травмирования семян при обмолоте и улучшения условий сепарации, предложено молотильно-сепарирующее устройство (МСУ) шнеко-лопастного типа [1].
Взаимодействие рабочих органов с обмолачиваемой хлебной массой представляет собой сложный динамический процесс, постоянно изменяющийся во времени, при влиянии многих факторов. Рассмотрение такого процесса с целью его оптимизации – сложная научно-техническая задача, решаемая поэтапно. В предлагаемой работе дается методика приближенного (в статике) обоснования схемы расположения рабочих органов молотильного барабана.
Развертка барабана предлагаемого МСУ (рис. 1) представляет собой прямоугольник, со сторонами &#;d&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">B</SPAN><SUB>б</SUB> (где <SPAN LANG="en-US">d</SPAN> – диаметр цилиндра барабана, м; <SPAN LANG="en-US">B</SPAN><SUB>б</SUB> – длина барабана, м), с расположенными на нем двумя группами рабочих элементов прямого, “П” и обратного, “О” действия.<P> Нетрудно убедиться, что <A HREF="images/19072a11.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/19072a11.gif" NAME="Объект1" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=101 HEIGHT=18></A> (1)<P> где <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT>d – длина развертки цилиндра барабана, м; k – коэффициент пропорциональности; a – расстояние между линиями, образованными следами любых двух смежных рядов одного направления, в плоскости, перпендикулярной оси вращения барабана, м; b, c – соответственно, максимальная и минимальная дистанции, между вершинами двух близлежащих сходящихся линий различного направления, м.<P> Коэффициент пропорциональности <SPAN LANG="en-US">k</SPAN> зависит от общего количества М смежных рядов, размещенных на поверхности цилиндра барабана:<P> <A HREF="images/m7e4b8a90.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m7e4b8a90.gif" NAME="Объект2" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=71 HEIGHT=18></A> (2)<P> Для упрощения расчетов примем следующие допущения:<P> 1. длина обмолачивающих пластин равна длине ряда их установки, <SPAN LANG="en-US">l</SPAN><SUB>п</SUB> = <SPAN LANG="en-US">l</SPAN><SUB>р</SUB>;<P> 2. молотильный зазор – есть величина постоянная, по всей длине подбарабанья;<P> 3. сепарация на участке деки равна нулю.<P> Значение величины а зависит от количества смежных рядов, выбираемого из условия оптимального рабочего эффекта обмолачивания. Число рабочих элементов (как и частота вращения барабана), ограничено продолжительностью промежутка времени <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">t</SPAN>, между ударами смежных рядов обмолачивающих элементов.<P> Таким образом, длина дуги, образованная участком окружности между смежными рядами обмолачивающих элементов в плоскости, перпендикулярной оси вращения барабана по его наружному диаметру, определяется выражением:<P> <A HREF="images/m3927f7f1.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m3927f7f1.gif" NAME="Объект3" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=88 HEIGHT=38></A><A HREF="images/558d4fe4.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/558d4fe4.gif" ALIGN=LEFT HSPACE=12></A> (3)<P> где а’ – минимальное расстояние между смежными рядами обмолачивающих элементов, по наружному диаметру барабана, м; <SPAN LANG="en-US">d</SPAN> – наружный диаметр барабана, м; <SPAN LANG="en-US">n</SPAN> – частота вращения барабана, мин<SUP>-1</SUP>.<P> Максимальная <SPAN LANG="en-US">b</SPAN> и минимальная с дистанции, между вершинами двух близлежащих сходящихся линий различного направления, определяются углом наклона винтовой линии и минимально допустимым расстоянием а<FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> и <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">d</SPAN>-<SPAN LANG="en-US">l</SPAN>, между рядами, в плоскости, перпендикулярной оси вращения, по крайним торцам ряда пластин, с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">max</SPAN></SUB>.<P> Если значения а<FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> и <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">d</SPAN>-<SPAN LANG="en-US">l</SPAN>, из условия продолжительности времени <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">t</SPAN>, принять равными величине а (а<FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> = а = <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">d</SPAN>-<SPAN LANG="en-US">l</SPAN>), то можем записать:<P> <A HREF="images/1dfd3f73.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/1dfd3f73.gif" NAME="Объект4" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=151 HEIGHT=21></A>; <A HREF="images/63b09245.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/63b09245.gif" NAME="Объект5" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=95 HEIGHT=18></A> (4; 5)<P> Здесь, <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> - угол наклона винтовой линии, относительно образующей цилиндра барабана, град; <SPAN LANG="en-US">p</SPAN> – длина свободного участка образующей цилиндра барабана, в зоне установки пластин с максимальной высотой, м.<P> Величина угла <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> выбирается исходя из наиболее рационального соотношения основных технологических характеристик МСУ, определяющих качество обмолота. Такими характеристиками являются величины травмирования и недомолота, а также растаскивающая способность рабочих органов барабана.<P> Нормальный технологический цикл работы в подобном устройстве заключается в том, что порция хлебной массы, захваченная на входе в молотильный аппарат, в результате взаимодействия с рабочими элементами совершает за один оборот барабана перемещение, траектория которого описывается ромбом, с диагоналями равными длине и ширине деки (рис. 2).<P> При достаточной и постоянной величине угла и минимальных молотильных зазорах, выполнение этого условия обеспечивается соблюдением выражения:<P> <A HREF="images/5866a26a.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/5866a26a.gif" NAME="Объект6" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=84 HEIGHT=21></A> (6)<P> где <SPAN LANG="en-US">V</SPAN><SUB>хл</SUB> – объем хлебной массы, поступившей в рабочую камеру за один оборот барабана, м<SUP>3</SUP>; <SPAN LANG="en-US">V</SPAN><SUB>хл</SUB>’ – объем хлебной массы, перемещенный рабочими органами от оси молотилки к ее боковым стенкам или обратно на участке, равном половине длины подбарабанья, м<SUP>3</SUP>; <SPAN LANG="en-US"><FONT FACE="Symbol">&#;</FONT></SPAN> - коэффициент, учитывающий степень сжатия хлебной массы.<P> Объем <SPAN LANG="en-US">V</SPAN><SUB>хл</SUB>, можно представить как отношение массы материала <SPAN LANG="en-US">m</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB>, кг, поступившего в молотилку за один оборот вала барабана, к объемному весу <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT>, кг м<SUP>-3</SUP>, хлебной массы:<P> <A HREF="images/27845027.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/27845027.gif" NAME="Объект7" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=67 HEIGHT=38></A> (7)<P> где <SPAN LANG="en-US">q</SPAN> – подача материала в молотилку, кг с<SUP>-1</SUP>.<P> Объем <SPAN LANG="en-US">V</SPAN>’<SUB>хл</SUB> определяем из соотношения:<P> <A HREF="images/m6b0473de.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m6b0473de.gif" NAME="Объект8" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=215 HEIGHT=74></A> (8)<P> Здесь, <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT> - коэффициент, учитывающий величину остатка материала, находящегося в зазорах между рабочими поверхностями молотилки; <SPAN LANG="en-US">r</SPAN><SUB>д</SUB> – радиус деки, м; <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SUB>д</SUB> - угол обхвата деки, град,<P> Если для данного молотильного устройства зазор между поверхностями цилиндра барабана и деки, длину развертки деки принять величинами постоянными (<SPAN LANG="en-US">H</SPAN>, <SPAN LANG="en-US">l</SPAN><SUB>д</SUB> = <SPAN LANG="en-US">const</SPAN>), то необходимый объем <SPAN LANG="en-US">V</SPAN>’<SUB>хл</SUB> возможно достигнуть изменением значения <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>.<P> Подставив в выражение (6) найденные значения (7) и (8), получим:<P> <A HREF="images/2ecb9b9c.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/2ecb9b9c.gif" NAME="Объект9" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=173 HEIGHT=52></A> (9)<P> О<A HREF="images/m5e53d7eb.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m5e53d7eb.gif" ALIGN=LEFT HSPACE=12></A><BR CLEAR=LEFT>тсюда, допускаемая минимальная длина свободного участка <SPAN LANG="en-US">p</SPAN> на цилиндре барабана в зоне установки пластин с максимальной высотой:<P> <A HREF="images/m423475e7.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m423475e7.gif" NAME="Объект10" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=251 HEIGHT=51></A> (10)<P> С учетом (3) и (10), зависимости (4) и (5) приобретают вид:<P> <A HREF="images/5dbaf426.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/5dbaf426.gif" NAME="Объект11" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=262 HEIGHT=54></A> (11)<P> <A HREF="images/m2d429221.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m2d429221.gif" NAME="Объект12" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=172 HEIGHT=51></A> (12)<P> По опытным данным [2], значение <SPAN LANG="en-US"><FONT FACE="Symbol">&#;</FONT></SPAN><SPAN LANG="en-US">t</SPAN> варьирует в пределах 0,0045-0,0065 с (в среднем – 0,0055 с).<P> Тогда подставив (11) и (12) в исходную формулу (2) и учитывая (3), после некоторого преобразования можем записать выражение, для определения общего количества рядов пластин, устанавливаемых на барабане:<P> <A HREF="images/7c19be9.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/7c19be9.gif" NAME="Объект13" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=335 HEIGHT=61></A> (13)<P> Для обоснования допустимой величины свободного участка <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’ на цилиндре барабана в зоне установки пластин с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB>, необходимо изучить характер распределения хлебной массы по поверхности подбарабанья, при воздействии этих элементов.<P> Т.к., при прочих равных условиях (угле наклона винтовой линии и величине молотильного зазора), численное значение площадей распределения хлебной массы по поверхности деки для сходящихся рядов прямого и обратного действия также будут равными, рассмотрим геометрию распределения на примере ряда прямого действия (см. рис. 2).<P> Предварительные исследования показали, что форма площади распределения материала по поверхности деки приближается к виду геометрической фигуры ОАВС<SPAN LANG="en-US">D</SPAN>, изображенной на схеме. Боковые стороны и основание фигуры образованы, соответственно, боковыми панелями рабочей камеры и передним торцом секции подбарабанья. Верхняя часть фигуры ограничена кривой вида <A HREF="images/122f62b6.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/122f62b6.gif" NAME="Объект14" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=106 HEIGHT=20></A> (14)<P> Ломанная АЕС является проекцией линии установки сходящегося ряда рабочих элементов на поверхность развертки деки, в момент полного распределения материала.<P> Учитывая характер взаимодействия рабочих элементов с хлебной массой, с достаточным приближением можно предположить, что аппроксимация численного ряда множества точек, лежащих на ломаной АЕС, даст коэффициенты регрессии <SPAN LANG="en-US">f</SPAN> и <SPAN LANG="en-US">g</SPAN> уравнения (14), взятые с противоположным знаком.<P> На серединах отрезков АЕ и ЕС ломанной АЕС зададим дополнительные точки <SPAN LANG="en-US">G</SPAN> и <SPAN LANG="en-US">L</SPAN> и проведем вспомогательные оси <SPAN LANG="en-US">Y</SPAN>, <SPAN LANG="en-US">X</SPAN> и <SPAN LANG="en-US">X</SPAN>’. Тогда относительно <SPAN LANG="en-US">X</SPAN>’, координатами точек, лежащих на ломаной АЕС, будут являться: О,О (А);<P> <A HREF="images/m444da73f.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m444da73f.gif" NAME="Объект15" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=41 HEIGHT=37></A>, <A HREF="images/661bb168.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/661bb168.gif" NAME="Объект16" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=67 HEIGHT=37></A> (<SPAN LANG="en-US">G</SPAN>); <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/175e880a.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/175e880a.gif" NAME="Объект17" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=41 HEIGHT=37></A></SPAN>, <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/m35089e5d.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m35089e5d.gif" NAME="Объект18" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=67 HEIGHT=37></A></SPAN> (<SPAN LANG="en-US">E</SPAN>); <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/18ef1773.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/18ef1773.gif" NAME="Объект19" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=42 HEIGHT=37></A></SPAN>, <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/1b7371db.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/1b7371db.gif" NAME="Объект20" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=68 HEIGHT=37></A></SPAN> (<SPAN LANG="en-US">L</SPAN>) и <SPAN LANG="en-US">B</SPAN><SUB>д</SUB>, О (С),<P> где <SPAN LANG="en-US">B</SPAN><SUB>д</SUB> – ширина деки, м.<P> Приняв начало координат в точке О оси <SPAN LANG="en-US">X</SPAN>’ и решая систему нормальных уравнений, находим:<P> <A HREF="images/466ab02c.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/466ab02c.gif" NAME="Объект21" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=92 HEIGHT=18></A>; <A HREF="images/4dd94dce.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/4dd94dce.gif" NAME="Объект22" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=105 HEIGHT=41></A> (15; 16)<P> Произведя подстановку найденных коэффициентов в исходную формулу (14) и изменив знаки на обратные, получим уравнение регрессии кривой АВС на промежутке ОВ<SUB>д</SUB> числовой оси <SPAN LANG="en-US">X</SPAN>’:<P> <A HREF="images/m76895df4.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m76895df4.gif" NAME="Объект23" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=220 HEIGHT=44></A> (17)<P> По аналогии с (6) принимаем, что объем хлебной массы поступившей в молотильную камеру за один оборот барабана, должен быть распределен на участке деки, не превышающем половины ее длины:<P> <A HREF="images/45d5a529.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/45d5a529.gif" NAME="Объект24" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=76 HEIGHT=21></A> (18)<P> где <SPAN LANG="en-US">V</SPAN>’’<SUB>хл</SUB> – объем хлебной массы, распределенный на половине площади подбарабанья, м<SUP>3</SUP>.<P> В этом случае, центр тяжести плоской фигуры, образованной точками АВС, расположен в точке <SPAN LANG="en-US">F</SPAN>, с координатами центра площади развертки деки (<A HREF="images/30301d33.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/30301d33.gif" NAME="Объект25" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=32 HEIGHT=39></A>,<SPAN LANG="en-US"><A HREF="images/mdc918df.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/mdc918df.gif" NAME="Объект26" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=28 HEIGHT=39></A></SPAN>, в плоскости <SPAN LANG="en-US">XOY</SPAN>).<P> Известно [3], что центр тяжести любой однородной плоской фигуры, имеет ординату: <A HREF="images/158d33ba.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/158d33ba.gif" NAME="Объект27" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=191 HEIGHT=93></A> (19)<P> Имея <SPAN LANG="en-US">f</SPAN><SUB>1</SUB>(<SPAN LANG="en-US">x</SPAN>) = -<SPAN LANG="en-US">fx</SPAN>+<SPAN LANG="en-US">gx</SPAN><SUP>2</SUP> и <SPAN LANG="en-US">f</SPAN><SUB>2</SUB>(<SPAN LANG="en-US">x</SPAN>) = 0, применительно к рассматриваемому случаю:<P> <A HREF="images/54464c45.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/54464c45.gif" NAME="Объект28" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=317 HEIGHT=103></A> (20)<P> Абсцисса <A HREF="images/m12045cf0.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m12045cf0.gif" NAME="Объект29" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=64 HEIGHT=40></A>, т.к. фигура АВС симметрична, относительно продольной оси подбарабанья.<P> Принимая <SPAN LANG="en-US">g</SPAN> и <SPAN LANG="en-US">f</SPAN> = <SPAN LANG="en-US">const</SPAN>, решая (2.) находим:<P> <A HREF="images/6641e315.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/6641e315.gif" NAME="Объект30" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=333 HEIGHT=53></A> (21)<P> Тогда, коэффициент е уравнения (2.49), выражающийся ординатой точек А и С, относительно оси <SPAN LANG="en-US">X</SPAN>, определится, как:<P> <A HREF="images/m301703ef.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m301703ef.gif" NAME="Объект31" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=208 HEIGHT=41></A> (22)<P> Если условно принять, что ширина захвата рабочих элементов с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB> равна длине барабана, то по аналогии с главным условием (18), объем хлебной массы, распределенный этими элементами на участке деки, превышающем половину ее длины выразится разностью:<P> <A HREF="images/m21377ab3.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m21377ab3.gif" NAME="Объект32" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=122 HEIGHT=21></A> (23)<P> где <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN> – объем хлебной массы, не удовлетворяющий условию (18), м<SUP>3</SUP>.<P> Величина объема <SPAN LANG="en-US">V</SPAN>’’<SUB>хл</SUB>, определяется произведением площади распределения материала <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>р</SUB>, м<SUP>2</SUP>, по поверхности деки (фигура ОАВС<SPAN LANG="en-US">D</SPAN>) и высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB>р</SUB>, м сечения этого объема, образованного обмолачивающими пластинами:<P> <A HREF="images/m6d507914.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m6d507914.gif" NAME="Объект33" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=88 HEIGHT=21></A> (24)<P> Полагая, что свободный член уравнения (14) – есть величина постоянная (е=<SPAN LANG="en-US">const</SPAN>), найдем площадь <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>р</SUB>:<P> <A HREF="images/m23e86a55.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m23e86a55.gif" NAME="Объект34" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=236 HEIGHT=38></A> (25)<P> Тогда, при высоте сечения распределенного материала:<P> <A HREF="images/b2b2432.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/b2b2432.gif" NAME="Объект35" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=119 HEIGHT=38></A> (26)<P> где <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB> – минимальная высота пластин, м,<P> учитывая (26), выражение (23) перепишется в виде:<P> <A HREF="images/5f4d0fc3.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/5f4d0fc3.gif" NAME="Объект36" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=424 HEIGHT=55></A> (27)<P> Объем <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN> может быть распределен в пределах площади ОАВС<SPAN LANG="en-US">D</SPAN> в случае, когда ширина захвата рабочих элементов меньше длины барабана на некоторую величину <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’. При этом, поперечное сечение распределенного объема <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN> (см. сеч. <SPAN LANG="en-US">Q</SPAN>-<SPAN LANG="en-US">Q</SPAN> на рис. 2), будет образовано произведением длины свободного участка <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’ на поверхности цилиндра, в зоне установки пластин и высоты этих элементов <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB>.<P> Тогда, объем <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN> определится, как:<P> <A HREF="images/m7944601b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m7944601b.gif" NAME="Объект37" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=108 HEIGHT=23></A> (28)<P> где <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>б</SUB> – площадь основания валка объемом <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN>/2, распределенного у одной из боковых стенок молотильной камеры на длине деки, ограниченной кривой (14), м<SUP>2</SUP>.<P> Так как <A HREF="images/ed5f440.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/ed5f440.gif" NAME="Объект38" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=308 HEIGHT=61></A> (29)<P> где <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’ – длина свободного участка на поверхности барабана, в зоне установки пластин, с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB>, м,<P> то приравнивая к нулю обе части выражения (28), получим:<P> <A HREF="images/m6734f720.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m6734f720.gif" NAME="Объект39" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=173 HEIGHT=41></A> (30)<P> Принимая <A HREF="images/m3e681df6.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m3e681df6.gif" NAME="Объект40" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=79 HEIGHT=41></A> (31)<P> и произведя замену: <A HREF="images/7b64046.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/7b64046.gif" NAME="Объект41" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=78 HEIGHT=38></A> (32)<P> приводим уравнение (30) к “неполному” кубическому уравнению, относительно у:<P> <A HREF="images/m2953cc3b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m2953cc3b.gif" NAME="Объект42" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=94 HEIGHT=20></A>, (33)<P> где <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/298edc51.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/298edc51.gif" NAME="Объект43" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=128 HEIGHT=44></A></SPAN>; <A HREF="images/m5f8d0ddf.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m5f8d0ddf.gif" NAME="Объект44" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=166 HEIGHT=45></A> (34; 35)<P> Для нахождения корней уравнения (33), воспользуемся формулами Кардано.<P> В этом случае:<P> <A HREF="images/4aff32dd.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/4aff32dd.gif" NAME="Объект45" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=75 HEIGHT=38></A>; <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/m6cdc44cc.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m6cdc44cc.gif" NAME="Объект46" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=110 HEIGHT=41></A></SPAN>; <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/64076888.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/64076888.gif" NAME="Объект47" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=110 HEIGHT=41></A></SPAN> (36-38)<P> Подставляя найденные значения <I><B>у</B></I> в выражение (33), находим допустимое значение длины <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’, для участка поверхности барабана, в зоне установки пластин, с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">min</SPAN></SUB>.<P> Учитывая линейную зависимость объема <FONT FACE="Symbol">&#;</FONT><SPAN LANG="en-US">V</SPAN> от высоты обмолачивающих элементов, длину свободного участка на цилиндре барабана, в зоне установки пластин промежуточных рядов, с высотой <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB>, находим из соотношения:<P> <A HREF="images/m7987d92c.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m7987d92c.gif" NAME="Объект48" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=125 HEIGHT=41></A> (39)<P> где <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>’’ – длина свободного участка, в зоне установки пластин промежуточных рядов, м; <SPAN LANG="en-US">K</SPAN> – количество сходящихся рядов данной группы; <SPAN LANG="en-US">K</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> – порядковый номер сходящегося ряда группы.<P> Высота обмолачивающих пластин определяется условием равномерного послойного воздействия на обрабатываемый материал, находящийся в молотильном зазоре.<P> Т.к. величина молотильных зазоров регламентируется только физико-механическими свойствами и состоянием хлебной массы, то диаметр цилиндра барабана, определяющий высоту пластин максимального размера выбирается исходя из требуемого момента инерции <SPAN LANG="en-US">I</SPAN> и соблюдения условия:<P> <A HREF="images/m4356d547.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m4356d547.gif" NAME="Объект49" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=58 HEIGHT=23></A> (40)<P> где <SPAN LANG="en-US">l</SPAN><SUB>с</SUB> – длина стеблей растений, м.<P> Используя конструкцию молотильного барабана комбайна “Енисей”, диаметр <SPAN LANG="en-US">d</SPAN> цилиндра был принят равным 420 мм.<P> Тогда высота пластин максимального размера будет определена выражением:<P> <A HREF="images/m7e2019d6.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m7e2019d6.gif" NAME="Объект50" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=91 HEIGHT=38></A> (41)<P> Для обеспечения равномерности послойной обработки материала, последовательное воздействие на валок рабочими элементами одного направления должно удовлетворять условию:<P> <A HREF="images/6c6d53fa.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/6c6d53fa.gif" NAME="Объект51" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=67 HEIGHT=41></A> (42)<P> где <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>х</SUB> – площадь сечения валка хлебной массы, сформированного рабочими элементами и находящегося у стенок молотильной камеры или в ее центре, м<SUP>2</SUP>; <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> – площадь валка хлебной массы, захваченной <SPAN LANG="en-US">i</SPAN>-тым рядом рабочих элементов одного направления, м<SUP>2</SUP>.<P> Как следует из практики, материал, находящийся в молотильном зазоре имеет большую плотность в основании и меньшую – в своей верхней части. Это дает право, с известной степенью приближения, представить сечение сформированного валка геометрической фигурой (рис. 3), образованной кривой вида:<P> <A HREF="images/m6b09a229.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m6b09a229.gif" ALIGN=LEFT HSPACE=12></A> <A HREF="images/11e11aaf.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/11e11aaf.gif" NAME="Объект52" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=84 HEIGHT=20></A>; <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/d5c459f.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/d5c459f.gif" NAME="Объект53" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=43 HEIGHT=18></A></SPAN>, <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/423d8b5a.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/423d8b5a.gif" NAME="Объект54" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=41 HEIGHT=18></A></SPAN> (43)<P> и осью ОХ, являющейся в этом случае поверхностью деки.<P> Очевидно, что длина основания площади <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">x</SPAN></SUB> сечения валка, образованного рабочими элементами прямого действия равна величине <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>/2, обратного – <SPAN LANG="en-US">p</SPAN>. Вершиной параболы (43) является ордината <SPAN LANG="en-US">d</SPAN>/2.<P> Тогда, для того, чтобы найти высоту пластин <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB>, удовлетворяющую условию (42), необходимо определить ординаты <SPAN LANG="en-US">y</SPAN><SUB>1</SUB>, <SPAN LANG="en-US">y</SPAN><SUB>2</SUB>,…,<SPAN LANG="en-US">y</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">n</SPAN></SUB><SUB>-1 </SUB>прямых, делящих площадь <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">x</SPAN></SUB> сечения валка на <SPAN LANG="en-US">n</SPAN> равных частей.<P> Искомая высота пластин <SPAN LANG="en-US">i</SPAN>-того ряда определится разность:<P> <A HREF="images/m5f1dd49b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m5f1dd49b.gif" NAME="Объект55" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=75 HEIGHT=38></A> (44)<P> где <SPAN LANG="en-US">y</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> – ордината соответствующей прямой, м; <SPAN LANG="en-US">i</SPAN> – индекс, указывающий порядковый номер рядов одного направления.<P> Если сечение валка представляется фигурой, ограниченной параболой (43) и осью ОХ, то для центральной части должно выполняться условие:<P> <A HREF="images/141b2c2b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/141b2c2b.gif" NAME="Объект56" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=74 HEIGHT=38></A>; <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/148c311b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/148c311b.gif" NAME="Объект57" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=66 HEIGHT=18></A></SPAN> (45; 46)<P> Тогда решая систему уравнений:<P> <A HREF="images/2f84d5e8.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/2f84d5e8.gif" NAME="Объект58" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=116 HEIGHT=161></A> <A HREF="images/3842192a.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/3842192a.gif" NAME="Объект59" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=78 HEIGHT=40></A>; <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/75f9762b.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/75f9762b.gif" NAME="Объект60" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=52 HEIGHT=38></A></SPAN> (47)<P> Исходя из равенства площадей <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>1</SUB>=<SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>2</SUB>=…<SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">n</SPAN></SUB>=<SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">x</SPAN></SUB>/<SPAN LANG="en-US">n</SPAN>, имеем:<P> <A HREF="images/39b5b3f5.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/39b5b3f5.gif" NAME="Объект61" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=309 HEIGHT=61></A> (48)<P> С другой стороны:<P> <A HREF="images/6dff3114.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/6dff3114.gif" NAME="Объект62" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=498 HEIGHT=61></A> <A HREF="images/m608ba13d.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m608ba13d.gif" NAME="Объект63" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=244 HEIGHT=43></A> (49)<P> Откуда, получаем уравнения:<P> - для <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>1</SUB> <A HREF="images/m5b230b19.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m5b230b19.gif" NAME="Объект64" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=240 HEIGHT=43></A> (50)<P> - для <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB>2 </SUB> <SPAN LANG="en-US"><I> <A HREF="images/12a592b1.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/12a592b1.gif" NAME="Объект65" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=241 HEIGHT=43></A></I></SPAN><I> </I> (51)<P> - для <SPAN LANG="en-US">S</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> <SPAN LANG="en-US"> <A HREF="images/9ee30e2.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/9ee30e2.gif" NAME="Объект66" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=242 HEIGHT=43></A></SPAN> (52)<P> найдя действительные корни <SPAN LANG="en-US">x</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> которых, получим соответствующие ординаты <SPAN LANG="en-US">y</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB> и высоты пластин <SPAN LANG="en-US">h</SPAN><SUB><SPAN LANG="en-US">i</SPAN></SUB>.<P> Для нахождения корней уравнений (50-52) использовалась специально разработанная компьютерная программа, на языке <SPAN LANG="en-US">Basic</SPAN>.<P> Расстояние <SPAN LANG="en-US">s</SPAN> между пластинами в ряду находилось из условия обеспечения большей захватывающей способности барабана.<P> Дистанция <SPAN LANG="en-US">s</SPAN> будет достаточной в том случае, когда проекция на плоскость, перпендикулярной винтовой линии переднего торца последующей пластины, окажется полностью смещенной, относительно проекции на ту же плоскость заднего торца предыдущего элемента.<P> <A HREF="images/63b1e0e5.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/63b1e0e5.gif" NAME="Объект67" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=113 HEIGHT=38></A>; <A HREF="images/m22153633.gif" TARGET="_blank"><IMG src="https://articles-static-cdn.moluch.orgimages/m22153633.gif" NAME="Объект68" ALIGN=ABSMIDDLE WIDTH=150 HEIGHT=52></A> (53; 54)<P> где τ – центральный угол, по ширине пластины, град.<P> Полученные теоретические предпосылки будут использованы как исходные, при разработке опытного образца МСУ шнеко-лопастного типа.<P> <BR /> <DL> <DT>Литература:</DL> <OL> <LI><P> Пат. 2036575 РФ, МПК<SUP>7</SUP> А01 <SPAN LANG="en-US">F</SPAN> 12/18. Молотильное устройство/ Пьяных В.П - №4899399/15; заявл. 03.01.91; опубл. 09.06.95, Бюл. №16. – 3с.: ил.;<LI><P> Сельскохозяйственные машины : учеб. для вузов / Н. И. Кленин, Киселев С. Н., Левшин А. Г. -М.: КолосС, 2008. - 816с.;<LI><P> Расчет на прочность деталей машин: Справочник (Издание 4-е, дополн. и перераб.) Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. -М.: Машиностроение, 1993. - 640с.</OL>