CC BY
8
Ч =
12кш7ш3 . „ --^— 81й2ш/
расходуется на колебания зернового вороха. На рисунке 1 представлены графики перемещения, скорости, инерционной силы и реактивной мощности.
х-координатарешетногостана^-скоростьрешетного стана, f-сила,действуюшаянарешетныйстан, q - сообщаемаярешетномустанумощность, t - время Рисунок 1 - Инерционная нагрузка
Пример. Пусть I = 7,5 -10 3 м; т = 80 кг;
тг = 40 кг; ку = 0,3 ; п = 8 Н (ш = 2пп).
Эти данные позволяют рассчитать мощность машины.
Амплитуда реактивной мощности машины с учетом (2) и (1) равна
0 = 12(т + кут2 )ш3 = (7,5)210-6 (80 + 0,3 - 40)23 п3 83 * 328 Вт 0 = 2 = 2 * т. При этом на зерновой ворох приходится
0 = I%т2ш3 = (7,5)210-60,3 - 4023 п3 83 * 43 В 0г 2 2 ~ Т. вывод
Таким образом, на зерновой ворох приходится более 13% реактивной мощности решетной зерноочистительной машины.
Список литературы
1 Попов И. П. Суперпозиция граничных состояний макрообъектов //Вести высших учебных заведений Черноземья. 2015. № 2. С. 43-47.
2 Попов И. П. Моделирование состояния объекта в виде суперпозиции состояний // Прикладная математика и вопросы управления. 2015. № 2. С. 18-27.
3 Попов И. П., Чумаков В. Г., Терентьев А. Д. Редукция мощности привода решетных сортировальных машин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2015. № 2(219). С. 175-181.
4 Попов И. П., Чумаков В. Г., Попов Д. П., Чикун А. В., Баитов С. Г. Решетный стан зерноочистительной машины // Сельский механизатор. 2015. № 4. С. 8, 9.
5 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С., Попов Д. П.
Результаты исследований энергопотребления решетной зерноочистительной машины //Вестник Курганской ГСХА. 2016. № 1 (17). С. 67-70.
6 Попов И. П., Чумаков В. Г., Шевцов И. В., Терентьев А. Д., Низавитин С.С. Комплексная мощность решетных зерноочистительных машин // Известия Горского государственного аграрного университета. 2015. Вып. 71.
С. 130-134.
7 Попов И. П., Чумаков В. Г., Чикун А. В. Самонейтрализация механических инертных реактансов основной гармоники в решетных станах //Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4(28). С. 170-174.
8 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания, обусловленные преобразованием кинетической энергии в кинетическую // Вестник Курганского государственного университета. Естественные науки. 2013. Вып. 6. № 3(30). С. 76, 77.
9 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания в системах с кривошипно-кулисными механизмами // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 7. №2(24). С. 14-16.
10 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С., Шевцов И.
B, Терентьев А. Д., Низавитин С. С. Инерционная, диссипа-тивная и полная мощности решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. Вып. 10. 2015. № 3(37). С. 11-13.
11 Попов И. П., Попов Д. П., Кубарева С. Ю. Об одном способе нейтрализации реакции массивных деталей и узлов на внешние периодические воздействия // Вестник Курганской ГСХА. 2012. № 2 (2). С. 60-62.
12 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С.,
Шевцов И. В, Терентьев А. Д., Низавитин С. С. Инерционно-гравитационная мощность решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. Вып. 10. 2015. № 3(37).
C. 37, 38.
УДК 631.362.322
И.П. Попов, В.Г. Чумаков, С.С. Родионов, И.В. Шевцов, С.С. Низавитин, В.В. Михайлов Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева
диссипативная мощность, обусловленная потерями в зерновом ворохе при решетной сепарации
Аннотация. Показано, что в рабочем режиме часть зернового вороха условно может считаться подвижной относительно решетного стана и обеспечивать значительную часть диссипативной нагрузки. С учетом подвижности вороха произведен расчет диссипативной мощности, развиваемой приводом зерноочистительной машины и рассеиваемой в ворохе.
Ключевые слова: решетный стан, колебания, диссипативная мощность, привод.
0
I.P. Popov, V.G. Chumakov, S.S. Rodionov, I.V. Shevtsov, S.S. Nizavitin, V.V. Mikhailov VPO «Kurgan State Agricultural Academy. TS Maltsev»
dissipation power caused
LOSSES IN GRAIN HEAp SIEVE
in separation
Annotation. It is shown that in the operating mode of the grain heap conditionally can be considered relatively movable sieve pan and provide a significant portion of the dissipative load. Given the mobility of the heap calculated the dissipative power developed drive grain cleaning machines and dissipated in the heap.
Keywords: sieve pan, vibrations, power dissipation, drive.
введение
Зерновой ворох в решетной зерноочистительной машине теоретически имеет два предельных состояния [1; 2]. Первому предельному состоянию соответствует максимальная частота колебаний, при которой ворох остается неподвижным относительно решетного стана за счет статической силы трения, а второму - минимальная частота, при которой ворох остается неподвижным относительно корпуса машины благодаря инерции. В рабочем режиме, частота которого находится в промежутке между частотами, соответствующими двум предельным состояниям, kv -я часть зернового вороха условно может считаться неподвижной относительно решетного стана и вносить вклад в инерционную нагрузку, а оставшаяся (1 - kv )-я часть - подвижной и обеспечивать значительную часть диссипативной нагрузки.
Целью работы является установление дис-сипативной мощности, обусловленной потерями в зерновом ворохе.
Диссипативная мощность для одного решетного стана
Масса зернового вороха mz, кг неподвижного относительно корпуса машины равна
(1 - К )Ш2.
Сила давления этой части вороха на решета
N = (1 - kv)mzg,
где g - ускорение свободного падения, м/с2.
Сила трения
F = kN
— 1 = k (1 - kv) mzg
v J
рость решетного стана, м/с. Сила трения направлена противоположно скорости.
При гармонических колебаниях координата решетного стана равна
х = l sin raí,
где l - амплитуда колебаний, м.; ra - циклическая частота колебаний, рад/с. [3-12].
Скорость решетного стана находится как
v = х = Ira cosraí.
Диссипативная мощность, рассеиваемая в зерновом ворохе, определяется выражением
p2 = -F• v = -k(1 -kv)mzgI - — I• v = k(1 -kv)mzglю|cosю.
Диссипативная энергия, рассеиваемая в зерновом ворохе за полупериод колебаний, равна
A = [ p dt = k(1 - k)mlrog [ cos rotdt = k(1 - k )m lrogsin roil-2 = 2k(1 - k )m
-П/2 ' V ' -П/2 V ' 2 V '
Среднее значение диссипативной мощности, рассеиваемой в зерновом ворохе, может быть найдено как
Pz = 2 nAn= 4 nk (1 - kv) mzgl,
где n, Hz - частота колебаний, при этом
ro = 2nn.
На рисунке 1 представлены графики скорости, силы трения и диссипативной мощности, рассеиваемой в зерновом ворохе.
л ~ N \ \
\
\
F
/ Z' n
/ \
/ \
/ \
\ \ \ \ / / / /
\ к \ \ / / / /
1 . v ч __ / __ /
/ < г
/ г
/
где к - динамический коэффициент трения, который определяется опытным путем, V - ско-
V -скоростьрешетногостана, F -сила трения,р2-дис-сипативнаямощность^ - время Рисунок1- Диссипативная нагрузка
Площадь, ограниченная кривой мощности и осью абсцисс, (затененная область) равна диссипативной энергии - теплу, выделяемому в зерновом ворохе.
о
104
Вестник КГУ, 2016. № 3
Пример. Пусть l = 7,5 -10 3 м; mz = 40 кг;
kv = 0,3 ; n = 8 Hz ; k = 0,6 .
Диссипативная мощность, рассеиваемая в зерновом ворохе, равна
P = 4nk(1 -kv)mgl = 4-8-0,6(1 -0,3)40-9,8-7,5-10-3 «40 Вт
вывод
Учет подвижной относительно решетного стана части зернового вороха позволяет выполнить расчет диссипативной мощности, развиваемой приводом зерноочистительной машины и рассеиваемой в ворохе.
Список литературы
1 Попов И. П. Суперпозиция граничных состояний макрообъектов //Вести высших учебных заведений Черноземья.
2015. № 2. С. 43-47.
2 Попов И. П. Моделирование состояния объекта в виде суперпозиции состояний // Прикладная математика и вопросы управления. 2015. № 2. С. 18-27.
3 Попов И. П., Чумаков В. Г., Терентьев А. Д. Редукция мощности привода решетных сортировальных машин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2015. № 2(219). С. 175-181.
4 Попов И. П., Чумаков В. Г., Попов Д. П., Чикун А. В., Баитов С. Г. Решетный стан зерноочистительной машины // Сельский механизатор. 2015. № 4. С. 8, 9.
5 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С., Попов Д. П. Результаты исследований энергопотребления решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганской ГСХА.
2016. № 1 (17). С. 67-70.
6 Попов И. П., Чумаков В. Г., Шевцов И. В., Терентьев А. Д., Низавитин С. С. Комплексная мощность решетных зерноочистительных машин // Известия Горского государственного аграрного университета. 2015. Вып.1. С. 130-134.
7 Попов И. П., Чумаков В. Г., Чикун А. В. Самонейтрализация механических инертных реактансов основной гармоники в решетных станах // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4(28). С. 170-174.
8 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания, обусловленные преобразованием кинетической энергии в кинетическую // Вестник Курганского государственного университета. Естественные науки. 2013. Вып. 6. № 3(30). С. 76, 77.
9 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания в системах с кривошипно-кулисными механизмами // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 7. №2(24). С. 14-16.
10 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С., Шевцов И. В, Терентьев А. Д., Низавитин С. С. Инерционная, диссипативная и полная мощности решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки.
Вып. 10. 2015. № 3(37). С. 11-13.
11 Попов И. П., Попов Д. П., Кубарева С. Ю. Об одном способе нейтрализации реакции массивных деталей и узлов на внешние периодические воздействия // Вестник Курганской ГСХА. 2012. № 2 (2). С. 60-62.
12 Попов И. П., Чумаков В. Г., Родионов С. С.,
Шевцов И. В, Терентьев А. Д., Низавитин С. С. Инерционно-гравитационная мощность решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. Вып. 10. 2015. № 3(37). С. 37, 38.
