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

Вертикальная проекция конца изогнутого стебля Хс определяется по формуле:

ѵ21

Хс— k cos фо,

где ß — силовой коэффициент подобия; к — модуль эллиптического интеграла; Фо — начальная амплитуда.

При поступательном перемещении изгибающей силы, когда линия действия силы перпендикулярна к первона­ чальной оси стебля, начальная амплитуда и модуль эллиптического интеграла связаны между собой отно­

шением k-sintpo= I/K2. Прогиб конца стебля Ус опре­ деляется по формуле:

Ус=1 {1—|-[Е(к)-Е(ф„) ]},

где Е(к) —полный эллиптический интеграл 2-го рода; Е(фо) — эллиптический интеграл 2-го рода с ампли­

тудой фо.

Горизонтальная координата режущего аппарата У а определяется:

Уд =Уа'-ДУ,

где Уа' — прогиб точки А', принадлежащей упругой ли­ нии стебля, ордината которой равна высоте установки режущего аппарата.

• Прогиб Улточки A' дуги ОС равен:

Уа,=ОА'-^[Е(?а'>-Е(То)1

111

Длину дуги ОА' от места закрепления стебля О точки А' находим по формуле:

OAt=L[F(?A')-F(?o)],

После соскальзывания стебля с отгибающего щита под транспортер и получения им максимального попе­ речного отгиба пройдет некоторый промежуток времени At. За это время машина совершит путь, равный

AS=VM -At (Ѵм— поступательная скорость движения).

где ZB — проекция прогиба концевой точки изогнутого стебля на направление движения ленты;

Ѵл —■ скорость ленты.

112

Для оставления максимально высокой стерни должно соблюдаться следующее условие: ду, >äs = ф- (Х= ѵ2—

отношение скорости ленты к скорости жатки). Координаты точки В транспортера должны быть

выбраны таким образом, чтобы в момент схода стебля с ленты ее соломина пересекалась с зоной расположения носка пальцев А. Раннее соскальзывание приводит к уменьшению высоты стерни, так как изогнутые в про­ дольно-поперечном направлении стебли успевают выпря­ миться до поступления в щели между пальцами. ГІри запоздалом соскальзывании увеличивается ширина ленты.

Перед соскальзыванием точка В будет принадлежать упругой линии стебля, поэтому координаты этой точки относительно носка направляющих пальцев определяют­ ся из выражений:

Äh тр “Хв—X д

ДУ2=УВ —УА,

где AhTp —высота расположения нижней ветви ленты транспортера над носками пальцев, или вы­ нос транспортера по вертикали;

ДУ2 — вынос конца нижней ветви транспортера по горизонтали относительно носка пальцев;

Ув —профильная проекция прогиба концевой точ­ ки стебля в момент схода из-под ленты.

На рисунке видно, что

ГУВ =ув -sin Ч' tyA =Ya -sin V ’

где Уд — профильная проекция прогиба точки стебля, ордината которой равна высоте установки режущего аппарата;

їв ; їа — прогиб точек В, А в направлении действия изгибающей силы;

T —угол между горизонтальной проекцией изо­ гнутого стебля и направлением движения ленты.

Тогда:

ДУ2=(Ѵв -YA),sin ч* и ‘В '*'= х(7в—7^)-

В момент выскальзывания из-под ленты

y _ _2¿ .

Лв — ßj ki cos q>oi.

Вынос ленты по вертикали AhTp определяется из условия свободного прохода колосьев изогнутых стеблей между плоскостями, проходящими параллельно гори­ зонтальному через носки пальцев и нижнюю ветвь транс­ портера. Колосья, расположенные на верхних уровнях, проходят под лентой в наклонном положении и

Ahтр > liceos Ѳс +bK-3in Ѳс,

где 1к —длина колоса; b к — ширина колоса;

Ѳс —угол наклона касательной концевой точки С в момент схода из-под ленты к вертикали ОХ.

Известно, ЧТО Ѳс =-2 arc sin(ki sin <рв)— -g-, a колосья,

расположенные на нижних ярусах, могут подойти неизо­ гнутыми только лишь когда ДЬТ„ больше наиболь­ шей длины колоса нижнего яруса 1К . Тогда X в=Ьср+

+ДЬтр.

Изогнутый в продольно-поперечном направлении сте­ бель характеризуется параметрами ßi, ki, Уоі, которые

114

определяются из совместного решения системы урав­ нений:

ív 21

Хв= JJ-К! COStpoi

К, Sintpo! = 1//2

Ißi = FÍKj) — F(<poi)>

имеющей одно определенное решение при известных

=получим: a-)—F(?o)—2E(<pa-)+2E(?o)] =

{1—|-[E(k1)-E(?o1)]}2

Y*3U- [E(k,)—E(«Pa )ï — y-[F(îA)-F(?o>)]}2+{l -

—|-[Е(к1)-Е(<ро1)])2.

("Хс—Хв=ВЛ'8Іпа

[ус—yB=Bj,-COsa,

где В л—ширина ленты; а — угол наклона транспортера к горизонту.

Подставляя значения, получим:

Рис. 55. Колосоуборочная жатка с поперечным транспортером

Вд-cos a=l|l—-^-^E<K) — E(cp0)Jj—

Р—тг[Е(Кі)—Е(<Роі)]}

IjEÍK,)]-Е(<рА)]~і-[р(<рА)—F(?oi)]}2+{1-

Вышеприведенная модель процесса работы колосо-- уборочной жатки связывает основные параметры ее и физико-механические свойства среды, в данном случае стеблей зерновых культур. Экспериментальные исследо­ вания жатки с поперечным прогибом стеблей проводили на пшенице Безостая 1 при средней высоте хлебостоя 59 см (рис. 55). Высота установки режущего аппарата жатки 20 см. Эксперименты начинали с выявления кине­ матического параметра À (отношение скорости ленты к скорости комбайна). Определили, что минимальные

116

потери зерна имеют место при À= 1,8 : 2,2 (рис: 56). Проводи­ ли серию опытов по оптимизации выноса ленты относительно пальцев. В этом слу­ чае (уже при опти­ мальном Х = 2) мини­ мальные потери бу­ дут при выносе края ленты отгибающего

края ее над пальца­ ми. Определили (рис. 58, 59), что минимальные потери

урожая 1,2% и высота стерни 42 см достигаются при вы­ соте установки ленты 70 мм и ширине ленты транспорте­ ра 550 мм. Анализ потерь свободным зерном показал, что поперечный транспортер практически не вымолачи­ вает зерно из колосьев.

Часть исследований проводилась на лабораторной установке (рис. 60), которая состояла из тележки с при­ водом, отгибающего щитка, поперечного ленточного транспортера, режущего аппарата сегментно-пальцевого типа с направляющими пальцами-лифтерами, мотовила и приводов рабочих органов. Ширина захвата режущего

117

Вынос ленты относительно носка пальце!, мм

Рис. 57. Зависимость потерь зерна от величины выноса транспортера

аппарата 1 м. Привод тележки, движущейся по рельсам длиной 25 м, осуществляется от электродвигателя. Ско­ рость движения регулируется вариатором мотовила, изменение диаметра которого производится за счет дав­ ления масла, нагнетаемого ручным гидравлическим на­ сосом. Привод рабочих органов (режущего аппарата, мотовила, ленточного транспортера) осуществляется от отдельного электродвигателя. Установка позволяет из­ менять диаметр мотовила в пределах от 500 мм до 950 мм, вынос мотовила по высоте и горизонтали отно­ сительно режущего аппарата. Отгибающий щит выпол­ нен в виде цилиндрической поверхности радиусом 225 мм и центральным углом 90°. Ширина ленты транспортера может изменяться в пределах 100—500 мм. Скорость движения транспортера регулируется сменой звездочек,

118

Рис. 58. Поверхность корреляции потерь зерна от ширины ленты транспортера и высоты установки его над пальцами

высота установки режущего аппарата изменяется в пре­

делах от 18 до 45 см.

Наибольшую сложность в этих экспериментах пред­ ставляет имитация модели поля. В первоначальных лабораторных исследованиях стебли устанавливались в просверленные отверстия в планках, густота стеблей в этом «поле» варьировала от 170 до 450 на м2.

Было замечено, что при изгибе стебли влажностью

119