CC BY
150
Анализ работы мотовила и режущего аппарата жатки
В.Н. Мякин, к.т.н, профессор, Оренбургский ГАУ
Теоретический анализ совместной работы мотовила и режущего аппарата чрезвычайно важен при проектировании, испытаниях и назначении эксплуатационных режимов жаток для скашивания хлебов. При всей сложности процесса взаимодействия планок мотовила, хлебостоя и режущего аппарата благодаря работам М.Н. Летошнева, Г.Д. Терскова, С.М. Григорьева [1, 2, 3] можно предложить простой и очень наглядный метод графо-аналитического решения этого вопроса.
Исходными данными для анализа служат: скорость жатки — V; частота вращения мотовила — п; радиус мотовила — Л; число планок мотовила — г; высота стеблей — L; высота среза растений — ^ показатель густоты хлебостоя — ц.
Для построения вычисляются: £ = 60V/n — перемещение машины за один оборот мотовила;
H = L-h+30V/p — высота установки мотовила; Sz = S/z — шаг мотовила.
Известным способом сложения переносного и относительного движения строится абсолютная траектория первой планки (рис. 1, трахо-ида 1). Траектории смежных планок смещены относительно первой на шаг мотовила Sz.
Шаг мотовила можно определить графически, если траекторию относительно движения (окружность) разделить на z частей (в примере z = 5) и через последнюю планку провести горизонталь до нисходящей ветви траектории первой планки.
Далее на чертеже (рис. 2) следует вниз от оси мотовила отложить Нср — высоту установки его над режущим аппаратом, показать траекторию движения режущего аппарата и ниже траектории на расстоянии hcp провести поверхность поля. Высоту стеблестоя покажет горизонталь, проведенная на расстоянии Lcp над поверхностью поля.
Рис. 1 - Построение траекторий трёх смежных планок
Рис. 2 - Фаза совместной работы мотовила и режущего аппарата
Определим фазы совместной работы мотовила и режущего аппарата при условии, что ось мотовила установлена на одной вертикали с режущим аппаратом, то есть вынос мотовила отсутствует (рис. 2, траектория I).
В точке □ планка захватывает стебли и, перемещаясь по траектории, наклоняет их в сторону режущего аппарата, формируя пучок. Резание пучка начинается в точке 3, когда планка займет положение □ . Очевидно, в этот момент ось мотовила, планка и режущий аппарат располагаются на одной вертикали, это начало фазы резания о1. Конец фазы резания можно определить методом последовательных перемещений оси мотовила, планки, стебля и режущего аппарата или, упро-
щая построение, проведя касательную к трохоиде из основания стебля т. На участке о2 стеблей уже нет, это фаза холостого хода режущего аппарата. За вертикалью □ начинается фаза пропусков о3, она заканчивается в момент, когда начинает работать планка II. Очевидно, сумма трёх фаз равна шагу мотовила Sz.
На величину фаз существенное положительное влияние оказывает вынос мотовила вперед относительно режущего аппарата. М.Н. Летош-нев [1] предложил метод определения максимального выноса мотовила (рис. 2, траектория II). Из основания последнего стебля пучка — т проводится касательная к траектории планки. Из точки касания а радиусом мотовила на траекто-
рии оси делается засечка в. На пересечении касательной та и траектории режущего аппарата находится точка с. Расстояние между точками в и с по горизонтали определяет предельно допустимый вынос мотовила — Ктах. При большем выносе возможно выскальзывание стеблей из-под планок, прежде чем они будут срезаны режущим аппаратом.
Для определения фаз совместной работы необходимо отложить вынос Ктах влево от центра окружности, изображающей траекторию относительного движения планки. Через полученную на окружности точку (1 провести горизонталь, которая в пересечении с траекториями I и II даст точки с!' и с!". Первая из них определяет начало фазы — о3', вторая — конец о3". В результате выноса мотовила фаза резания увеличилась, а фаза пропусков уменьшилась на ту же величину.
При определении фаз без выноса и с выносом мотовила не учитывалось взаимодействие стеблей. На густом и среднем хлебостое стебли, захваченные и наклоняемые планкой, давят на расположение рядом, те в свою очередь передают давление дальше. В результате происходит увеличение фазы резания на величину ДХц, и она становится равной 01".
Г.Д. Терсков [2] пришёл к заключению, что в средних условиях работы ширина полоски, скашиваемой при содействии каждой планки мотовила, за счет взаимодействия стеблей увеличивается приблизительно на 25%, то есть ДХц = 0,25 (01' + 01"). М.Н. Летошнев для расчёта величины ДХц предложил формулу, которая в принятых нами обозначениях имеет вид:
ЛХ|1 = (о1 +о2 )(к/Х-т)-\),
где л. = Rco/v;
|i — показатель пустоты хлебостоя, в средних условиях ц = 0,30—0,40.
Определив по Г.Д. Терскову или М.Н. Летош-неву величину ДХц и отложив её на чертеже, как прибавку к фазе резания Oj' и как уменьшение фазы пропусков До3', получим фазы Oi", о2", о3" с учётом максимального выноса мотовила и взаимодействия стеблей.
Если режим работы мотовила выбран правильно, фаза пропусков о3" должна отсутствовать. При наличии фазы пропусков необходимо увеличить относительную скорость планки — частоту вращения мотовила. В результате шаг мотовила уменьшится, а ширина петель увеличится. Это обеспечит увеличение фазы резания и уменьшение (исчезновение) фазы пропусков о3". Следует помнить, что максимальная скорость планки не должна превышать 2,7 м/с — при уборке хлебов прямым комбайнированием и 3,2 м/с — при скашивании хлеба в валки.
Применение описанного метода анализа взаимодействия мотовила и режущего аппарата позволяет без сложных расчётов определить оптимальные режимы работы и даёт наглядное представление о ходе процесса.
Литература
1. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. M.-JL: Сельхозгиз, 1955. 764 с.
2. Терсков Г.Д. Расчёт зерноуборочных машин. Москва-Свер-дловск, 1961. 215 с.
3. Григорьев С.М., Лурье А.Б., Мельников С.В. Сельскохозяйственные машины и орудия: практикум. М.-Л.:Сель-хозгиз, 1957. 384 с.
