4.2. Кинематические характеристики клавишного соломотряса

Пусть рабочая поверхность клавиши параллельна центровой линии соломотряса и наклонена к горизонту под углом . Каждая точка клавиши, как было уже отмечено ранее, совершает круговое движение. Если начало координат поместить в центр коленчатого вала, ось OY направить параллельно поверхности клавиши, а ось ОХ ‑ перпендикулярно к ней (рис. 3), то легко определить положение любой точки в произвольный момент времени.

Рис. 3. Механизм двухвального клавишного соломотряса

Отсчет угла поворота коленчатого вала производится от оси OY в направлении его вращения. Если  ‑ угловая частота вращения вала, то угол t определит положение клавиши, соответствующее некоторой точке А. Координаты этой точки, очевидно, будут следующие:

; (1)

знаки «±» учитывают координаты точек А', В', в которых может оказаться вторая группа клавиш у пятиклавишного соломотряса.

Для определения скорости и ускорения клавиши необходимо продифференцировать уравнения (1):

. (2)

. (3)

Хлебная масса m, лежащая на поверхности клавиши и участвующая вместе с поверхностью в круговом движении, будет находиться под действием центробежной силы m²r и силы тяжести mg. От величины соотношения этих сил будет зависеть характер движения соломы. Если m²r/mg будет меньше единицы, то масса не сможет оторваться от поверхности и будет двигаться лишь вместе с клавишей. При значении этого отношения, превышающем единицу, возможен отрыв массы от поверхности соломотряса. Вследствие этого данное отношение k считают основной кинематической характеристикой соломотряса:

, (4)

где k ‑ показатель кинематического режима соломотряса.

4.3. Основные уравнения соломотряса

Технологический процесс выделения зерна из соломы в значительной мере зависит от режима работы соломотряса. Легче зерно проходит сквозь слой соломы, если хлебная масса находится во вспушенном состоянии (например, в период свободного полета в воздухе). Но момент отрыва соломы от клавиши зависит от величины центробежной силы, а в конечном счете ‑ от k. Первое основное уравнение соломотряса определяет угол поворота коленчатого вала t₁ (фаза отрыва), при котором произойдет отрыв хлебной массы от клавиши. Знание величины t₁ позволяет определить направление начальной скорости соломы в свободном полете.

Второе уравнение соломотряса определяет угол t₃ (фаза соударения), при котором произойдет соударение падающей соломы с поверхностью клавиши. От величины этой фазы будет зависеть сила соударения хлебной массы с клавишей (удар может быть слабым, попутным или сильным, встречным). Разумеется, от силы соударения также будет зависеть и эффективность сепарации зерна.

4.3.1. Первое основное уравнение соломотряса

Отрыв хлебной массы от поверхности клавиши произойдет в тот момент, когда величина нормального давления N на клавишу окажется равной нулю (рис. 4).

Рис. 4. Схема сил, действующих на хлебную массу в момент отрыва от клавиши

Итак, условием отрыва будет равенство N = 0.

Но

,

тогда

,

или

,

. (5)