книги из ГПНТБ / Джамбуршин, А. Ш. Колосоуборочные машины и механизмы

В связи с этим угол

колосе от диаметра выравнивающего винта при различ­ ном кинематическом параметре показана на рис. 47. Эти кривые выражаются следующей зависимостью:

Эксперименты показали, что даже при оптимальном диаметре выравнивающего винта, равного 0,5 м, потери

100

7

Рис. 48. Схема выравнивающего винта с дна метральным вентилятором

зерна в срезанном колосе находятся на уровне 0,6-г-

—0,9%. На наш взгляд, их можно уменьшить двумя способами: 1) подбор такой формы зубьев, чтобы сре­ занные колосья не захватывались ими, не перебрасыва­ лись через выравнивающий винт; 2) снятие колосьев с зубьев воздушной струей.

Проверка этих способов проводилась на жатке (рис. 48), состоявшей из выравнивающего винта 4 с ре­ шетчатым кожухом 7 и пространственными зубьями. Внутри кожуха винта смонтирован диаметральный вен­ тилятор 5. Под винтом располагается дополнительный режущий аппарат 1 с направляющими пальцами 6. Диа­ метр отверстий кожуха винта и коэффициент «живого» сечения был выбран, исходя из условий минимального сопротивления воздушному потоку и исключения попа­ дания колосьев в лопасти вентилятора. Всасывающее

101

окно вентилятора располагалось над пальцами 6, а нагнетательное было направлено в сторону ветрового щита жатки. Воздушный поток, нагнетаемый вентилято­ ром, препятствует перебрасыванию этих колосьев через выравнивающий винт и направляет их на транспортер. Для определения оптимальных параметров воздушного потока проводилось исследование процесса съема коло­ са воздушной струей, исходящей из вращающегося решетчатого барабана.

Рассмотрим элемент колоса dx, находящийся в воз­ душной струе. На этот элемент действует аэродинамиче­ ская сила (в первом приближении силой трения прене­ брегаем), равная:

U3 dP=cyB ~2~dx,

где с — коэффициент аэродинамического сопротивле­ ния;

В— ширина колоса, м;

у— плотность воздуха, кг/м3;

U — скорость воздуха в плоскости расположения колоса, м/сек.

Скорость воздуха в плоскости расположения колоса определяется по формуле Шлихтинга:

0,85Uo

V dy/Вщ’

где S — ширина струи в плоскости расположения ко­ лоса, м;

У — расстояние центра тяжести колоса от полю­ са, м;

Вщ— ширина щели, м;

d — коэффициент турбулентности.

Теперь можем определить силу Р, действующую на колос в рассматриваемом сечении (расположение коло­ са считаем симметричным относительно оси струи):

102

Так как с увеличением скорости вращения решетча­ того барабана коэффициент турбулентности возрастает, то следует ожидать уменьшения скорости воздушной струи и, как следствие, силы, действующей на колос. Для определения влияния скорости вращения решетчатого барабана на параметры воздушного потока проводились экспериментальные исследования вращающегося решет­ чатого барабана, внутри которого располагался диамет­ ральный вентилятор. Решетчатая цилиндрическая часть поверхности барабана имела коэффициент «живого» сечения 0,7. Отверстия барабана служат всасывающим и нагнетательным каналами вентилятора. Измерение параметров воздушного потока проводилось в 10 точках. За начало и конец отсчета принимались границы воз­ душного потока, динамическое давление в которых равно 0.

Для определения значимости изменения динамиче­ ского давления по ширине потока в зависимости от ско­ рости вращения решетчатого барабана производился двухфакторный дисперсионный анализ. Влияние факто­ ра А (расположение колоса по ширине потока) видно из следующего отношения дисперсий:

2

—н-=46,33>Fo,99 (7,14) =4,3,

So

что является признаком несомненной значимости. Аналогичное влияние фактора В (скорости вращения

решетчатого барабана) оценивается по отношению дис­ персий:

“^-= 16,66>Fo,99 (7,14) =6,5 и также признается значимым. So

103

Точки замера

потока уменьшается с увеличением скоро­

104

Рис. 50. Жатка с выравнивающим винтом и диаметральным вентилятором

Одновременно исследовался процесс съема и перено­ са колосьев воздушным потоком. При числе оборотов вентилятора 1060 об/мин все колосья сдувались с вырав­ нивающего винта и переносились на расстояние 240— 320 мм.

Полевые исследования жатки с выравнивающими винтами, имевшими диаметральный вентилятор и про­ странственный - зуб (рис. 50), проводились в опытном хозяйстве ВНИИЗХ Целиноградской области на уборке пшеницы Саратовская 29, которая имела среднюю высо­ ту стеблестоя 60,3 см при густоте 230 см2. Высота хлебо­ стоя колебалась в пределах от 32 до 77 см. Оценка каче­ ства работы жатки с диаметральным вентилятором про­ водилась по величине потерь срезанным колосом, а также замерялась высота стерни.

105

Рис. 51. Потери срезанным колосом за жат­ кой с диаметральным вентилятором при раз­ личных его оборотах

Величина потерь срезанным колосом при различных оборотах вентилятора (фиксированный кинематический параметр Х= 1,0) представлен^ на рис. 51. Из этой зави­ симости видно, что с увеличением скорости вращения вентилятора (воздушного потока) потери срезанным колосом уменьшаются и при числе оборотов п =

=1600 об/мин достигают 0,32%.

Врезультате проведенных исследований жатки с вы­ равнивающим винтом, имеющим пространственные

зубья, были получены следующие зависимости потерь урожая и высоты стерни от кинематического параметра (отношение поступательной скорости к окружной скоро­ сти зуба винта), которые представлены на рис. 52.

Анализ приведенных данных показывает, что с уве­ личением кинематического параметра потери срезанным колосом уменьшаются. Это объясняется тем, что

106

Нет(ем)

Рис. 52. Потери урожая за жаткой с пространственным зубом:

(7 —высота стерни; 2 —общие потери; 3— потери несрезанным коло­ сом; 4 — потери срезанным колосом)

с уменьшением числа оборотов винта при постоянной скорости комбайна срезанные колосья не увлекается зубьями и не выбрасываются перед жаткой. Но возрас­ тают потери несрезанным колосом, так как колосья выскальзывают из-под зуба винта раньше, чем будут

срезаны режущим аппаратом.

Зависимости потерь зерна несрезанным Ник и сре­ занным колосом Нек от параметра X аппроксимируются соответственно выражениями Н„к = 0,224• 11,41Х, Нск = = 2,14 1 -°-ж.

На рисунке видно, что суммарные минимальные потери соответствуют Х=0,94-1,1. На этом же рисунке приводится зависимость высоты стерни Нет от К кото­

рая выразится как Нст =38,80+0,55lgÀ—4,17Х2.

107

Наибольшая высота стерни также соответствует зна­ чению Х=1. Представляет интерес сравнение потерь срезанным колосом за кулисной жаткой, имеющей вы­ равнивающие винты с плоскими зубьями, с простран­ ственными зубьями, а также оборудованной диаметраль­ ным вентилятором при одинаковом кинематическом режиме А,= 1. Потери соответственно составили: 1,97%; 0,98%; 0,58% (при п= 1230 об/мин).

Результаты исследований показывают, что замена плоского зуба пространственным и использование воз­ душного потока.для съема колосьев способствует значи­ тельному снижению потерь зерна в срезанном колосе. Но в этих устройствах при большой ярусности хлебостоя во время отгиба длинного стебля короткие, следующие за ним, остаются несрезанными из-за того, что рабочая щель такого аппарата занята протяжкой длинного стеб­ ля. В результате этого короткие стебли, не попав в щели аппарата, прогибаются ниже линии среза и проходят под режущим аппаратом несрезанными. На наш взгляд, можно исключить потери несрезанным колосом, если выравнивание высоты колосьев будет осуществляться до поступления стеблей в рабочую щель между вычесы­ вающими пальцами за счет их поперечного отгиба. Стеб­ ли, попав в рабочую щель между пальцами, не смогут выпрямиться, и режущий аппарат будет перерезать изо­ гнутые стебли, отрезая колосья.

По этому принципу в Казахском научно-исследова­ тельском институте механизации и электрификации сельского хозяйства была разработана колосоуборочная жатка с выравниванием колосьев поперечным прогибом, схема которой показана на рис. 53. Она состоит из отги­ бающего щита 1, ленточного транспортера 2, мотовила 3, направляющих пальцев-лифтеров 4, режущего аппара­ та 5. Уборка колосовой части растений и оставление высокой стерни осуществляется следующим образом:

108

1

Рис. 53. Схема колосоуборочной жатки

с поперечным прогибом стеблей

при движении машины стебли изгибаются отгибающим щитком в направлении движения агрегата. Согнутые в продольном направлении стебли плавно поступают под движущийся поперечный ленточный транспортер и, по­ лучая поперечно-продольный отгиб, обеспечивают вы­ равнивание колосьев по высоте. Затем изогнутые стебли поступают в рабочую щель между направляющими паль­ цами-лифтерами и планками мотовила подводятся к ре­ жущему аппарату, который установлен на высоте низко­ расположенных колосьев. Очистка режущего аппарата от срезанной колосовой массы осуществляется прорези­ ненной лентой планок мотовила. После прохода колосо­ уборочной машины стебли выпрямляются, образуя высо­ кую стерню.

109