Кафедра «Сельскохозяйственные машины»
Курсоваяработа
Расчет основных параметров молотильногоаппарата, клавишного соломотряса, грохота и очистки
Исходные данные№ п/п Наименование показателя Размерность Обозначение Значение
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ширина захвата жатки комбайна
Урожайность зерна
Урожайность соломы
Скорость движения комбайна
Плотность соломы
Угол наклона соломотряса
Радиус кривошипа коленчатого вала соломотряса
Показатель кинематического режима
Подача воздуха
Сопротивление решета воздушному потоку
Число лопастей вентилятора
м
ц/га
ц/га
км/ч
кг/м3
градус
мм
–
м3/кг
кг/м2
–
ВЖ
QЗ
QС
uМ
gС
a
r
k
l
hS
z
4,1
30
35
5,0
16
8
60
2,2
1,8
20
5
1.Расчет молотильного аппарата
Подачахлебной массы в молотилку определим по выражению
/>,(1)
где e – отношение количества соломы,поступающей в молотилку с единицы площади, ко всему количеству соломы на этойплощади, e= 0,8...0,9.
Тогдачисленное значение
/> кг/с.
Основныепараметры дробильного барабана определим следующим образом. Суммарная длина L бичей:
/>,(2)
где q – подача хлебной массы в молотилку, кг/с; m0-допустимая подача хлебной массы на I дм длины бича, кг/мин. При Qс >25 – m0=1,5.
Тогдачисленное значение
/> дм.
ДлинуLб молотильного барабана определим по выражению:
/>,(3)
где М– число бичей.
При100
Численноезначение Lб равно
/> дм.
Диаметрбарабана рассчитываем по формуле:
/>,(4)
где uб — расчетная линейная скорость бичей, м/с (дляобмолота риса и пшеницы uб = 28...32 м/с);Dt – промежуток времени между ударамисоседних бичей (Dt =0.008 с).
Тогда
/> м.
Частотувращения молотильного барабана определим по формуле:
/>,(5)
/> мин-1.
а егоугловую скорость соответственно по формуле
/>,(6)
/> с-1.
Мощность,необходимая для привода барабана, рассчитываем по формуле:
/>,(7)
где N1 – мощность холостого хода барабана,
/>,(8)
/> кВт.
w – угловая скорость барабана, с-1;А и В — экспериментально определяемые коэффициенты, А = 0,03 кг×м; В = 68×10-6 кг×м×с2; N2 – мощность, потребная на обмолот,
/>,(9)
где f — коэффициент, характеризующий сопротивление деки, f =0,7...0,8.
/> кВт.
Тогдачисленное значение N равно
/> кВт.
Определивосновные параметры молотильного барабана, необходимо найти критическую угловую скорость:
/>,(10)
где m/ – секундная подача массы в молотилку, m/=q/g; rб – радиус молотильного барабана, м.
/> с-1.
Дляобеспечения надежной работы молотильного аппарата действительная угловая скоростьw должна быть меньше критической, тоесть
w
98,41
2.Определение основных параметров соломотряса
В комбайнах с барабанным молотильнымаппаратом численное значение ширины соломотряса Вс принимается равным:
/>.(12)
/> (м).
Толщинуслоя соломы Нс на соломотрясе определим по следующей зависимости:
/>,(13)
где b – коэффициент, характеризующийсодержание зерна в хлебной массе, поступающей в молотилку,
/>.(14)
/>
gс –плотность соломы, находящейся на соломотрясе, кг/м3; uср – средняя скорость движения соломыпо соломотрясу, м/с.
Значение uср определим из выражения:
/>,(15)
где r – радиус кривошипа коленчатого вала.
Тогда
/> м/с.
Значениескорости u/ср при радиусе кривошипа r/ = 0.05 м и известных величинах угла наклонасоломотряса a и показателякинематического режима k в соответствии стабл. 2. равно u/ср= 0,220 м/с.
Тогдачисленное значение Нс равно
/> м.
Определивтолщину слоя соломы, находящейся на соломотрясе, находим число встряхиваний n слоя, необходимое и достаточное длявыделения зерна из соломы:
/>,(16)
где n0– число встряхиваний, достаточное для выделения зернаиз слоя соломы при Н0=0,15 м, n0=40.
Тогда
/>.
Частотавращения коленчатого вала соломотряса
/>.(17)
Подставляячисленные значения, получим
/> мин-1.
Знаячисло встряхиваний, необходимое для выделения зерна из соломы, и скоростьперемещения слоя соломы по соломотрясу, можно определить его длину:
/>.(18)
Послеподстановки имеем
/> м.
3.Определение основных параметров грохота и очистки
Используязначение подачи q хлебной массы в молотилку и коэффициентb, характеризующий содержание зерна в хлебноймассе, определим подачу вороха qВ на грохот:
/>,(19)
где bВ – коэффициент, характеризующий содержание примесей вворохе, поступающем на грохот. Значение коэффициента bВ при урожайности зерна QЗ= 15...20 ц/га – bВ = 0,7.
/> кг/с.
ПлощадьFp решета грохота определяем подопустимой секундной загрузке одного квадратного метра решета qОВ, кг/м2 ×с:
/>,(20)
где Вр–ширина решета, м; Lр– длина решета, м; qОВ = 0,8...1,4 кг/м2×с – для жалюзийных решет.
Численноезначение площади равно
/> м2.
Ширинарешета Вр принимается равной ширине соломотряса без удвоеннойтолщины стенок решетного стана:
/>,(21)
где d – толщина стенки решетного стана, d = 0,025...0,035 м.
Тогда
/> м.
Длинурешета Lр определим из соотношения:
/>.(22)
Численноезначение Lр равно
/> м.
4.Определение основных параметров вентилятора
Расходвоздуха
/>,(23)
где qВ – подача вороха на решето грохота, кг/с; l – подача воздуха вентилятором на единицу подачи вороха, м3/кг.
Послеподстановки имеем
/> м3/с.
Динамическоедавление в выходном канале вентилятора hdопределяем по формуле:
/>,(24)
где g – плотность воздуха, g = 1,2 кг/м3; uв – скорость воздуха в выходном канале вентилятора, uв = 8… 10 м/с.
Численноезначение hd равно
/> кг/м2.
Полноедавление h, которое должен создаватьвентилятор, равно:
/>,(25)
где hs — сопротивление продуваемых решет, зависящее от их размеров,конструкции и типа, кг/м2.
Тогдаполное давление равно
/> кг/м2.
Порасходу воздуха и скорости его входа во всасывающие отверстия определяемдиаметр ds входных отверстий кожуха:
/>,(26)
где u/в = uв — скоростьвхода воздуха во всасывающие отверстия вентилятора, м/с.
Численное значение ds равно
/> м.
Наружный d2 и внутренний d1 диаметры лопастного колеса определяем из экспериментальнообоснованных соотношений:
/>.(27)
/>.(28)
После подстановкичисленных значений получим
/> м.
/> м.
Площадь внутреннейповерхности цилиндра диаметром d1 и высотой b равна:
/>,(29)
где b длина лопасти, принимается равнойширине решета Вр.
Тогда
/> м.
Эта поверхностьразбивается лопатками на прямоугольные каналы размером />. Ширину каналов а1определяем по формуле:
/>.(30)
/> м.
Поскольку при входе вмежлопастное пространство струя воздуха сжимается, то сечение каналов полностьюне используется и действительная площадь входа воздуха будет меньше, чтоучитывается коэффициентом m:
/>.(31)
/>.
Кроме того, частьповерхности цилиндра диаметром d1, через которуювоздух поступает на лопатки, перекрыта отбортовками лопаток. Это перекрытиеучитывается коэффициентом mS= 0,95…0,98. Скорость движения воздуха при входе на лопатку и при сходе с нееразлична, а соотношение между ними зависит от конструктивных особенностейлопатки. Чаще всего в вентиляторах очисток комбайнов применяются плоские,отогнутые назад лопатки с углами установки a1= 150.
Скоростьвхода воздуха на лопатку u1 определимиз выражения:
/>,(32)
где j1 – коэффициент, учитывающий конструктивные особенностилопаток вентилятора,
/>.(33)
Значениеугла g1 является функцией коэффициента р, характеризующегорежим работы вентилятора, и определяется по графику рисунка. Коэффициент ррассчитываем по формуле:
/>.(34)
Численноезначение коэффициента р равно
/>.
Подставляязначения углов g1 и a1, численное значение коэффициента j1 будет равно
/>,
аскорость входа воздуха на лопатку u1
/> м/с.
Скоростьвоздуха u2 при сходе с лопатки вычислим из пропорции:
/>,(35)
или
/> м/с.
Чистотувращения лопастного колеса вентилятора определим по формуле:
/>,(36)
или
/> мин-1.
Мощность,потребляемую вентилятором, рассчитаем по следующему выражению:
/>,(37)
где hт– теоретическое давление, создаваемое вентилятором,кг/м2,
/>(38)
/> кг/м2.
h –манометрический КПД вентилятора, диапазон значений которого равен 0,5...0,7.
Тогдачисленное значение мощности потребляемой вентилятором равно
/> кВт.
5.Построение схемы «Вентилятор – решето»
Дляпостроения схемы, кроме рассчитанных в предыдущих разделах размеров решета ивентилятора, определим высоту выходного канала вентилятора:
/>,(39)
или
/> м.
Кожухвентилятора, с целью улучшения равномерности воздушного потока и сниженияпотерь, очерчиваем по спирали так чтобы пространство между внешними кромками лопастейи кожухом плавно увеличивалось. Построение спирального кожуха производим припомощи конструкторского квадрата со стороной а:
/>(40)
извершин которого 1, 2, 3 и4 радиусами соответственно R1, R2, R3 и R4 очерчивается спираль. Величину Ак вычислим поформуле:
/>(41)
/>м.
Тогдасторона квадрата равна
/> м.
Значениярадиусов подсчитываем по следующим формулам:
/>42)
/> м.
/>(43)
/> м.
/>(44)
/> м.
/>(45)
/> м.
Оптимальноевоздействие воздушного потока обеспечивается при наклоне его направления кплоскости решета пол углом 30°. Кроме того, при построении схемы «Вентиляторрешето» следует учитывать расширение струи воздушного потока. Уголрасширения y = 12...150.
Длинувыходного канала рассчитываем по формуле:
/>,(46)
/> м.
молотилка соломотряс комбайн вентилятор
Основныеразмеры построения:
d1 = 546 мм,
d2 = 840 мм,
dS = 560 мм,
R1 = 567 мм,
R2 = 525 мм,
R3 = 483 мм,
R4 = 441 мм,
а = 4,2 мм,
Ак = 168 мм,
Н = 219 мм,
l = 491 мм,
0,45dS = 252 мм,
0,15dS = 84 мм,
t = 250,
y = 150.