IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Кинематический анализ рабочих органов различных конструкций мотовил для подъема полеглой рисовой массы показывает, что с процессом подъема полеглой массы все конструкции мотовил справляются более или менее удовлетворительно. Наиболее сложным моментом при выполнении технологического процесса различными мотовилами является процесс сбора с пальцев срезанной рисовой массы.

Процесс осложняется тем, что участок сбора по трохоиде граблиной мотовила ограничен с двух сторон:

• с одной стороны, если раньше положенного времени сбросить срезанную массу с пальца, то масса может не попасть на ленту транспортера жатки и начать валковаться перед транспортером;
• с другой стороны, если срезанная рисовая масса будет оставаться позже определенного положения граблины, то масса может быть переброшена через транспортер жатки или, подхваченная следующей граблиной будет переброшена через мотовило, тем самым увеличивая толщину полеглого риса перед жаткой.

Поскольку эти границы очень близко расположены на трохоиде, по оптимальным режимом сброса рисовой массы с пальцев является такой, при котором в момент начала сползания массы по пальцу, палец подталкивает массу так, чтобы она не опустилась прямо на транспортер, а полетела бы по параболической траектории. Такой режим работы пальцев гарантирует устойчивый технологический режим работы мотовила.

Для обеспечения устойчивого технологического режима необходимо проанализировать и обосновать режим сброса срезанной массы, для чего необходимо:

• найти уравнения скорости и ускорения граблины мотовила;
• рассмотреть кинематические параметры частицы после отрыва от пальца;
• рассмотреть кинематику пальца граблины в момент сброса массы.

При движении жатки со скоростью  центр мотовила  за время t переместится на расстояние  и займет новое положение  (рис. 1).

Оси координат x, y расположена таким образом, что ось y проходит через начальное положение , а ось x совпадает с поверхностью почвы. Обозначим расстояние между началом координат O и центром мотовила  буквой h. Эта величина является высотой установки оси мотовила  над почвой.

При угловой скорости мотовила  за время t граблина из нижнего положения  переместится в положение P(x,y), определяемое углом поворота  Таким образом, загруженные пальцы граблины поднимают над режущим аппаратом очередную порцию стебельной массы. Составим уравнение движения точки P, принимая указанное направление вращения мотовила отрицательным:

где         V_M -поступательная скорость мотовила;

                t - время;

                R - радиус мотовила;

                h - расстояние между О и О₁ (высота оси мотовила);

                 -угловая скорость мотовила.

Проекция скорости точки P:

Абсолютная скорость точки P:

Проекции абсолютного ускорения точки P:

Уравнение движения срезанной частицы рисовой массы по пальцу граблины.

Рассмотрим полет частицы в неподвижных осях X₂MY₂ (Рис. 2). Составим дифференциальное уравнение движения частицы рисовой массы после отрыва ее от пальца:

или                                  

Уравнение скорости движения частицы при

Уравнение движения частицы:

Тогда время полета (падения) частицы на транспортер жатки определяется из выражения (7) при

Зная время падения, можно определить дальность полета частицы из выражения:

Необходимо отметить, что за время полета частицы, после отрыва от пальца до падения на транспортер жатки, транспортер вместе с комбайном перемещается на величину:

где     

• скорость перемещения комбайна;
• время полета частицы.

Подставив выражение (10) и (9) получим:

Экспериментально определив необходимую дальность полета  и подставив  в (9), определим необходимое значение угла .

При этом  и угол  находится из схемы (2), как:

Технологический процесс сбора срезанной массы можно считать устойчивым тогда, когда траектория сбрасываемой частицы не пересекается с траекторией подъема очередной порции поднимаемых стеблей с одной стороны и частица попадает на транспортер жатки и не перебрасывается через мотовило жатки с другой стороны.

На рис. 3 представлено мотовило с центром вращения в точке О. Обозначим границы сброса рисовой массы буквами c и d. Следует отметить, что угловая скорость пальца  направлена в сторону противоположную угловой скорости мотовила .

Рассмотрим случай, когда палец является продолжением радиуса мотовила. При таком положении пальца мгновенный центр скоростей пальца расположен на самом пальце. Только в этом случае соскальзывание стеблевой массы с пальца сопровождается подталкиванием ее правой частью пальца.

Во всех остальных положениях пальца, мгновенный центр скоростей находится на граблине в точке с, а это значит, что рисовая масса будет соскальзывать с пальца без подталкивания пальцем и может встретится с поднимаемой следующей порцией рисовой массы.

В указанном положении, при равенстве окружных скоростей вращений получим:

В данном случае мгновенный центр скоростей будет находится на середине пальца.

Рассмотрим различные случаи соотношения угловых скоростей пальца и мотовила.

Если  то, мгновенный центр скоростей будет между точками p и c, и чем меньше , тем ближе к точке c. В этом случае процесс сброса слишком затягивается и не исключены перебросы массы через жатку. В случае, , МСЦ находится между точками p и c, и чем больше , тем МСЦ ближе к точке c. В этом случае наблюдается вертикальный сброс массы и возможна ее встреча с очередной порцией поднимаемой массы. Наиболее предпочтительным положением мгновенного центра скоростей следует считать середину пальца, хотя могут быть и незначительные отклонения, вызванные различными условиями.

Таким образом, применительно к конкретным условиям, при определенной угловой скорости мотовила можно определить угловую скорость пальцев граблины соответственно степени полеглости стеблей. Так как полеглость стеблей варьируется в довольно широких пределах, целесообразно в каждом конкретном случае изменять режим сброса. В противном случае подъем полеглого риса сопровождается неоправданными потерями.

Выводы:

1. Определены скорость, ускорение и управление движения граблины мотовила.
2. Определены время движения сброшенной частицы и дальность ее полета.
3. Обосновано знание угловой скорости пальца, позволяющая обеспечить необходимую траекторию полета частицы.

Код для цитирования: Скопировать