Обоснование новой конструкции распределительного шнека зерноуборочного комбайна

Кандидат технических наук, Волгоградский государственный аграрный университет

Аннотация

Выполнено теоретическое обоснование снижения неравномерности потока хлебной массы по ширине рабочего органа на основе реализации принципа наложения друг на друга технологических потоков различного типа неравномерностей. Разработана новая конструкция распределительного шнека, которая способствует снижению неравномерности загрузки молотилки зерноуборочного комбайна за счет циркуляционного потока. Применение новой конструкции распределительного шнека позволило повысить производительность зерноуборочного комбайна РСМ-152 «ACROS-595 Plus» по намолоту и площади уборки на 6…8 %.

Ключевые слова: распределительный шнек, зерноуборочный комбайн, производительность.

Tronev S.V.

PhD in Engineering, Volgograd state agrarian University

JUSTIFICATION OF NEW CONSTRUCTION OF LEVELING AUGER IN COMBINE HARVESTER

Abstract

The paper presents a theoretical justification for reducing of non-uniformity of the grain flow across the width of the working body based on the the principle of superposition of process streams with irregularities of various types. A new design of the leveling auger is proposed, which reduces the loading non-uniformity of separator in combine harvester by means of circulation flow. The use of new design of the leveling auger allows to increase the performance of combine harvester RSM-152 «ACROS-595 plus» on the grain yield and harvesting area by 6…8%.

Key words: leveling auger, combine harvester, performance.

Во время функционирования зерноуборочного комбайна некоторые рабочие органы молотилки не могут достичь заданной производительности из-за того, что процесс обмолота хлебной массы и сепарации зернового вороха протекают с существенной неравномерностью технологических потоков [2, 4, 6, 9, 10, 11, 13, 14 и 15].

Основная часть потока хлебной массы по ширине рабочих органов молотилки зерноуборочного комбайна перемещается в центральной части [3] или по краям [1], а также - равномерно.

Уменьшение неравномерности загрузки рабочих органов молотилки обеспечивают: V-образные бичи [5]; ленточный транспортер вместо транспортной доски [2]; наклонная камера с выравнивающим устройством [12]; разравнивающее устройство шнека жатки [7]; устройство для распределения хлебной массы по ширине наклонной камеры [1].

Цель исследования - обоснование снижения неравномерности потока хлебной массы по ширине рабочего органа на основе реализации принципа наложения друг на друга технологических потоков различного типа неравномерностей.

Распределение потока хлебной массы по ширине рабочего органа можно оценить коэффициентом вариации н_i:

(1)

где - среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-ой зоне по ширине i-го рабочего органа, кг/с; - значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; m - число зон, на которые разделен i-й рабочий орган.

Учтем наличие циркуляционного потока хлебной массы в молотилке зерноуборочного комбайна при определении следующим выражением:

(2)

где - значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; ? значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа от, кг/с.

Среднеарифметическое значение технологического потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа молотилки с учетом циркуляционного протока определим из выражения:

(3)

где ? среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа молотилки без учета циркуляционных протоков, кг/с; ? среднеарифметическое значение циркуляционного протока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с; m - число зон на которые разделен i-й рабочий орган.

Коэффициент вариации распределения потока хлебной массы по ширине i-го рабочего органа молотилки с учетом циркуляционного протока, учитывая выражения (2) и (3), равен:

(4)

Рассмотрим случай снижения коэффициента вариации распределения потока хлебной массы по ширине i-го рабочего органа молотилки.

При можно записать

(5)

или в идеальном случае распределения

(6)

Тогда с учетом выражения (3) условие (6) можно представить в виде:

(7)

Выражение (7) показывает необходимость подачи циркуляционного протока в зоны n, где значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока меньше среднеарифметического значения.

Из выражения (7) можно определить величину подачи циркуляционного протока в зону n:

(8)

Выражение (7) представим в графическом виде с учетом вариантов движения технологических потоков хлебной массы по ширине рабочих органов молотилки.

Вариант 1. Если условно принять неравномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока с максимумом по центру и минимумом по краям - положительным, а у циркуляционного потока с минимумом по центру и максимумом по краям - отрицательным, то наложение таких противоположностей друг на друга снижает суммарную неравномерность (рисунок 1).

шнек зерноуборочный комбайн молотилка

Рис. 1 - Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока с максимумом по центру и минимумом по краям: - значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; ? значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; ? среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Вариант 2. Если условно принять неравномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока с минимумом по центру и максимумом по краям - положительным, а у циркуляционного потока с максимумом по центру и минимумом по краям - отрицательным, то наложение таких противоположностей друг на друга снижает суммарную неравномерность (рисунок 2).

Рис. 2 - Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока с минимумом по центру и максимумом по краям: - значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; ? значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; ? среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Вариант 3. Если условно принять равномерное распределение потока хлебной массы без учета циркуляционного потока , то циркуляционный поток должен быть равномерными (рисунок 3).

Рис. 3 - Графическое представление идеального случая распределения технологического потока хлебной массы в зонах n по ширине i-го рабочего органа молотилки зерноуборочного комбайна в варианте равномерного распределения потока хлебной массы без учета циркуляционного потока : - значение потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа без учета циркуляционного потока, кг/с; ? значение циркуляционного потока хлебной массы в n-ой зоне i-го рабочего органа, кг/с; ? среднеарифметическое значение потока хлебной массы в n-той зоне i-го рабочего органа молотилки, кг/с

Таким образом, снизить неравномерность загрузки молотилки зерноуборочного комбайна РСМ-101 «Вектор - 410» возможно за счет циркуляционного потока, применив новую конструкцию распределительного шнека.

Кожух новой конструкции распределительного шнека имеет крепления для установки съемных щитков [8]. Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающие на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается в центральной части рабочих органов молотилки, то циркуляционный поток после домолачивающего устройства распределительным шнеком необходимо подать на края очистки. Для этого необходимо на кожух 1 центральной части распределительного шнека серийной конструкции 1 установить съемные щитки 2 (рисунок 4).

Рис. 4 - Схема работы новой конструкции распределительного шнека с подачей циркуляционного потока на края транспортной доски: < направление движения циркуляционного потока; 1 - распределительный шнек серийной конструкции; 2 - съемный щиток

Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающие на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается по краям рабочих органов молотилки, то циркуляционный поток после домолачивающего устройства распределительным шнеком необходимо подать в центральную часть очистки. Для этого необходимо на края кожуха 1 распределительного шнека серийной конструкции 1 установить съемные щитки 2 (рисунок 5).

Рис. 5 - Схема работы новой конструкции распределительного шнека с подачей циркуляционного потока в центр транспортной доски: < направление движения циркуляционного потока; 1 - распределительный шнек серийной конструкции; 2 - съемный щиток

Если при работе зерноуборочного комбайна поток хлебной массы, поступающий на стрясную доску из молотильного аппарата, в основном, передвигается равномерно по ширине рабочих органов молотилки, то на кожух распределительного шнека новой конструкции не устанавливают съемные щитки.

Применение новой конструкции распределительного шнека зерноуборочного комбайна РСМ-152 «ACROS-595 Plus» на уборке озимой пшеницы и ячменя способствовало повышению производительности по намолоту и площади уборки на 5…8 %.