Моделирование технических звеньев системы корм -контактная поверхность винтовой транспортирующей и прессующей машины Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Примем у = й1йу. Проведя из точки сх штриховую линию параллельно оси у, а из точки йу штриховую линию параллельно оси х, получим в пересечении точку йи. Соединяя точки й1 и йи, получим линию изогнутой части й1йи стебля.

Обозначим угол отклонения изогнутой части й1йи стебля от его положения до очеса через 0. Тогда

д т tcosß

(7)

a1 - a a'2 дтt cos ß +

+r [cos o0 - cos (g0 +о)]-дт t sin ß

Равенство (7) справедливо при значениях угла о в пределах от 0 до угла Б020, когда заканчивается очес стебля. Угол ВОгО = 180° - 2о0. Время г,

в течение которого справедливо равенство (7), находится в интервале

п 2о п

0 < t <-

0

ю

(8)

Как видно из равенства (7), угол 0 зависит от $т, ю, t, ß, а1, а2, L, r и о0. При проектировании очесывающего аппарата льноуборочной машины во избежании повреждений стеблей при очесе необходимо обеспечить как можно меньшее значение угла 0.

Список литературы

Заявка 2006132823 РФ МПК А 01 D45/06(2006.01). Льноуборочная машина [Текст] / М.М. Ковалев, В.П. Козлов, Р.А. Ростовцев, В.В. Кудрявцев, Д.Г. Фадеев, М.М. Русакова (RU), Г.А. Хайлис (UA); заявитель ГНУ ВНИПТИМЛ Рос-сельхозакадемии; — № 2006132823/12; Заявл. 14.09.2006.

УДК 631.363

А.К. Курманов, канд. техн. наук

Костанайский инженерно-экономический университет им. М. Дулатова

моделирование технических звеньев системы корм — контактная поверхность винтовой транспортирующей и прессующей машины

Экспериментальным исследованиям подвергали корм в твердом и твердообразном состоянии с целью идентификации процессов винтовых прессующих машин. В зоне упругих деформаций исследовали коэффициент трения соломы по стали на установке для определения триботехнических параметров растительного материала [1]. Исследование свойств твердообразных материалов обосновано необходимостью определения сдвиговых характеристик и получения реологических показателей кормов.

Коэффициент трения исследовали на экспериментальной установке состоящей из основания 1 (рис. 1), электродвигателя 2, ступенчатых шкивов 3 и барабана 4.

Барабан не имеет привода.

Стакан соломодержателя 7 заполняли соломой через окно 11, для чего его наклоняли, сдвинув втулку по оси вверх. Зазор между кромкой стакана и стенкой барабана 4 не превышал 0,5 мм. Его

регулировали вращением стакана на оси. При увеличении зазора возможно выпадение частиц соломы из стакана. Винтами 8 создавали определенное давление на стенку барабана.

Рис. 1. Схема установки для определения коэффициента трения:

1 — оснвоание; 2 — электродвигатель; 3 — ступенчатые шкивы;

4 — барабан; 5 — вал; 6 — поводок; 7 — соломодержатель; 8 — винт;

9 — днище стакана соломодержателя; 10 — стопорная вилка; 11 — окно; 12 — тензозвено; 13 — усилитель «Топаз 3-01»; 14 — осцилограф Н-105

Примечание: Х,

-1; Х

При включении электродвигателя вращение через шкифы 3 передавалось валу 5 и далее через поводок 6 соломодержателю 7. Барабан 4 связан с соломодер-жателем 7 через порцию соломы, прижатую к внутренней стенке; тензозвеном он удерживался в неподвижном состоянии.

Таким образом, соломодер-жатель 7 стремился вовлечь барабан 4 во вращение, а тензозвено фиксировало усилие, возникающее при этом и передавало сигнал на усилитель 13 и осцилограф 14.

Коэффициент трения вычисляли по формуле

/ = Р/Р, (1)

где Р—усилие, фиксируемое тензозвеном, кН; Р — сила прижатия соломы к стенке барабана, кН.

Усилие, фиксируемое тензозвеном, определяли по формуле

Уровни варьирования факторов

Код параметра *1 *2 *3 *4 *5

+ 100 120 32 8 140

0 65 83 25 5 110

- 30 46 18 2 80

давление, кгр.см2; Х2

влажность, %; Х4 — зазор, мм; Х5

частота вращения стакана, - температура, °С.

P = 2Pt + m,

(2)

где Рг — показатель тензозвена; т — суммарная масса соломодержателя 1, стойки 2, коромысла 6, тяги 7 и тензозвена 8.

Исследованиями установлено, что изменение угловой скорости вращения соломодержателя в интервале 0,18_0,4 с-1 не влияет на коэффициент тре-

ния. Аппроксимацией результатов получена зависимость коэффициента трения от давления (рис. 2):

f = 0,27 - 0,018ln P.

(3)

Согласно результатам исследований, увеличение давления на стенку барабана в пределах 4,6.. .77,5 кПа снижает коэффициент трения по логарифмической зависимости.

Касательные напряжения, возникающие в материале корма, определяли на экспериментальной установке, в которой при вращении стакана 2

10

20

30

P, Па

Рис. 2. Зависимость коэффициента трения от давления на стенку

(рис. 3) посредством электродвигателя 5 пресс 4 передает сжимающее усилие плунжеру 3 без вращения, что обеспечивается устройством фиксации 6 и направляющими 7.

При экспериментальных исследованиях были выбраны и обоснованы факторы, значимо влияющие на процесс (таблица), а также выбран и реализован план эксперимента Рехтшафтнера. В качестве критерия оптимизации у принято усилие, необходимое для вращения стакана.

В результате обработки экспериментальных данных получено уравнение, адекватно описывающее процесс:

(4)

y = 840 + 194,063 ■ 1 + 19,688 - 8,437 ■ 3 -- 6,562 ■ 4 - 27,188 ■ 5 - 38,438 ■ 1 ■ 2 -

- 8,438 ■ 1 ■ 4 + 8,438 ■ 1 ■ 5 - 4,688 ■ 2 ■ 3 -- 10,313 ■ 2 ■ 4 + 10,313 ■ 3 ■ 4 + 8,438 ■ 2 ■ 5 -

- 44,063 ■ 12 - 34,688 ■ 22 + 8,437 ■ 32 +

+ 21,563 ■ 42 - 17,812 ■ 52.

*

Рис. 3. Устройство для определения сдвиговых свойств твердообразных кормов:

1 — станина; 2 — стакан; 3 — плунжер; 4 — пресс; 5 — электродвигатель; 6 — устройство фиксации; 7 — направляющие

Оптимальные значения параметров получены посредством программного обеспечения MathLab 2000:

maximize (, (, X2, X3, X4, X5) =

minimize

(, (, X2, X3, X4, X 5 ) =

'-7,418-10"10Л -2,905 -10-11 -2,194 10-9 1 1

1 1

1

-3,619 10

-9

-9

(5)

-1,416 10"

Эффективная вязкость исследуемого материала, Пас, пэф = КМ/Ы, а предельное напряжение сдвига сжимаемого материала, Па, 00 = К0 М, где К и К0 — константы прибора, зависящие от его геометрических размеров и высоты, на которую загружается исследуемый материал, м-1с-2, м-1с-2; N—

угловая скорость вращения ротора, с-1; М — мощность, Вт [2].

Константы прибора рассчитывали по формуле

K = -

gRK

8П

2 d2

- Re

h +

RH Rb3 л RH - Rb3

K0 =

gRn

2kR;

і nRB

h + —B 4

(6)

где Лшк — радиус шкива, м; Лн — внутренний радиус стакана, м ; Лв — радиус ротора, м; к — глубина погружения ротора в корм, м; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Список литературы

1. А.с. 1649388 СССР. Устройство для определения триботехнических параметров растительного материала / К.Г. Мурзагалиев, В.В. Дейнега, Ж.А. Нурписов. — Опубл., 1991, бюл. № 18.

2. Горбатов, А.В. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А.В. Горбатов, С.А. Мачихин [и др.]. — М.: Легкая промышленность, 1982. — 38 с.

УДК 631.171; 631.362.3:531.5 А.В. Подзоров, ассистент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

модернизация триеров

Отличительный признак, используемый для механического разделения зерен на ячеистых поверхностях триеров, — длина зерна, в соответствии с которой и подбирают рабочий размер (диаметр) ячейки. Метод подбора размера ячейки такой же, как и при подборе размеров круглых и продолговатых отверстий решет, т. е. с применением вариационных кривых размеров основной и отделяемой культур.

Существует множество триеров различных конструкций. Наиболее широко распространены цилиндрические и дисковые триеры, называемые классическими. Однако при обработке в них больших партий зерна и семян возникают проблемы повышения производительности и качества обработки материала.

Рассмотрев различные технические предложения, можно выделить следующие направления модернизации триеров: применение ячеек неклассической формы; изменение конструкции цилиндра

128

или диска; внедрение дополнительных устройств в конструкции классических триеров.

Модернизация ячеек

1. Цилиндрический триер. Предложенная М.В. Туаевым и Е.Л. Сосновским ячейка триера (рис. 1) незначительно отличается от классической, но ее измененная форма обеспечивает полное западание в ячейки коротких частиц смеси и исключает воздействие щеток отражателя на частицы при любом их расположении, благодаря чему растет производительность триера, исключаются потери зерна в отходы и заклинивание длинных частиц в ячейках, что повышает качество разделения смеси на фракции [7].

В триере А.А. Рассадина для разделения исходной зерновой смеси на фракции по массе ее частиц предлагается ячейки (рис. 2) барабана выполнять по форме незамкнутого с одной стороны овала, а их дно — в виде плоскости, углубляющейся к зад-