Расчет основных параметров молотильного аппарата, клавишного соломотряса, грохота и очистки

Кафедра "Сельскохозяйственные машины"

Курсовая работа

Расчет основных параметров молотильного аппарата, клавишного соломотряса, грохота и очистки

Исходные данные

1. Расчет молотильного аппарата

Подача хлебной массы в молотилку определим по выражению

,(1)

где e – отношение количества соломы, поступающей в молотилку с единицы площади, ко всему количеству соломы на этой площади, e= 0,8...0,9.

Тогда численное значение

кг/с.

Основные параметры 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 Q_с > 25 – m₀=1,5.

Тогда численное значение

дм.

Длину L_б молотильного барабана определим по выражению:

,(3)

где М – число бичей.

При 100 < L< 150 – М= 8.

Численное значение L_б равно

дм.

Диаметр барабана рассчитываем по формуле:

,(4)

где u_б - расчетная линейная скорость бичей, м/с (для обмолота риса и пшеницы u_б = 28...32 м/с); Dt – промежуток времени между ударами соседних бичей (Dt = 0.008 с).

Тогда

м.

Частоту вращения молотильного барабана определим по формуле:

,(5)

мин^-1.

а его угловую 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.

Тогда численное значение N равно

кВт.

Определив основные параметры молотильного барабана, необходимо найти критическую угловую скорость:

,(10)

где m^/ – секундная подача массы в молотилку, m^/=q/g; r_б – радиус молотильного барабана, м.

с^-1.

Для обеспечения надежной работы молотильного аппарата действительная угловая скорость w должна быть меньше критической, то есть

w<w_кр.(11)

98,41<100,86.

2. Определение основных параметров соломотряса

В комбайнах с барабанным молотильным аппаратом численное значение ширины соломотряса В_с принимается равным:

.(12)

(м).

Толщину слоя соломы Н_с на соломотрясе определим по следующей зависимости:

,(13)

где b – коэффициент, характеризующий содержание зерна в хлебной массе, поступающей в молотилку,

.(14)

g_с – плотность соломы, находящейся на соломотрясе, кг/м³ ; u_ср – средняя скорость движения соломы по соломотрясу, м/с.

Значение u_ср определим из выражения:

,(15)

где r – радиус кривошипа коленчатого вала.

Тогда

м/с.

Значение скорости u^/_ср при радиусе кривошипа r^/ = 0.05 м и известных величинах угла наклона соломотряса a и показателя кинематического режима k в соответствии с табл. 2. равно u^/_ср= 0,220 м/с.

Тогда численное значение Н_с равно

м.

Определив толщину слоя соломы, находящейся на соломотрясе, находим число встряхиваний n слоя, необходимое и достаточное для выделения зерна из соломы:

,(16)

где n₀ – число встряхиваний, достаточное для выделения зерна из слоя соломы при Н₀=0,15 м, n₀= 40.

Тогда

.

Частота вращения коленчатого вала соломотряса

.(17)

Подставляя численные значения, получим

мин^-1.

Зная число встряхиваний, необходимое для выделения зерна из соломы, и скорость перемещения слоя соломы по соломотрясу, можно определить его длину:

.(18)

После подстановки имеем

м.

3. Определение основных параметров грохота и очистки

Используя значение подачи q хлебной массы в молотилку и коэффициент b, характеризующий содержание зерна в хлебной массе, определим подачу вороха q_В на грохот:

,(19)

где b_В – коэффициент, характеризующий содержание примесей в ворохе, поступающем на грохот. Значение коэффициента b_В при урожайности зерна Q_З= 15...20 ц/га – b_В = 0,7.

кг/с.

Площадь F_p решета грохота определяем по допустимой секундной загрузке одного квадратного метра решета q_ОВ, кг/м² ×с:

,(20)

где В_р– ширина решета, м; L_р– длина решета, м; q_ОВ = 0,8...1,4 кг/м²×с – для жалюзийных решет.

Численное значение площади равно

м².

Ширина решета В_р принимается равной ширине соломотряса без удвоенной толщины стенок решетного стана:

,(21)

где d – толщина стенки решетного стана, d = 0,025...0,035 м.

Тогда

м.

Длину решета L_р определим из соотношения:

.(22)

Численное значение L_р равно

м.

4. Определение основных параметров вентилятора

Расход воздуха

,(23)

где q_В – подача вороха на решето грохота, кг/с; l – подача воздуха вентилятором на единицу подачи вороха, м³ /кг.

После подстановки имеем

м³/с.

Динамическое давление в выходном канале вентилятора h_d определяем по формуле:

,(24)

где g – плотность воздуха, g = 1,2 кг/м³; u_в – скорость воздуха в выходном канале вентилятора, u_в = 8... 10 м/с.

Численное значение h_d равно

кг/м².

Полное давление h, которое должен создавать вентилятор, равно:

,(25)

где h_s- сопротивление продуваемых решет, зависящее от их размеров, конструкции и типа, кг/м².

Тогда полное давление равно

кг/м².

По расходу воздуха и скорости его входа во всасывающие отверстия определяем диаметр d_s входных отверстий кожуха:

,(26)

где u^/_в = u_в — скорость входа воздуха во всасывающие отверстия вентилятора, м/с.

Численное значение d_s равно

м.

Наружный d₂ и внутренний d₁ диаметры лопастного колеса определяем из экспериментально обоснованных соотношений:

.(27)

.(28)

После подстановки численных значений получим

м.

м.

Площадь внутренней поверхности цилиндра диаметром d₁ и высотой b равна:

,(29)

где b длина лопасти, принимается равной ширине решета В_р.

Тогда

м.

Эта поверхность разбивается лопатками на прямоугольные каналы размером . Ширину каналов а₁ определяем по формуле:

.(30)

м.

Поскольку при входе в межлопастное пространство струя воздуха сжимается, то сечение каналов полностью не используется и действительная площадь входа воздуха будет меньше, что учитывается коэффициентом m:

.(31)

.

Кроме того, часть поверхности цилиндра диаметром d₁ ,через которую воздух поступает на лопатки, перекрыта отбортовками лопаток. Это перекрытие учитывается коэффициентом m_S = 0,95…0,98. Скорость движения воздуха при входе на лопатку и при сходе с нее различна, а соотношение между ними зависит от конструктивных особенностей лопатки. Чаще всего в вентиляторах очисток комбайнов применяются плоские, отогнутые назад лопатки с углами установки a₁ = 15⁰.

Скорость входа воздуха на лопатку u₁ определим из выражения:

,(32)

где j₁ – коэффициент, учитывающий конструктивные особенности лопаток вентилятора,

.(33)

Значение угла g₁ является функцией коэффициента р, характеризующего режим работы вентилятора, и определяется по графику рисунка. Коэффициент р рассчитываем по формуле:

.(34)

Численное значение коэффициента р равно

.

Подставляя значения углов g₁ и a₁, численное значение коэффициента j₁ будет равно

,

а скорость входа воздуха на лопатку u₁

м/с.

Скорость воздуха u₂ при сходе с лопатки вычислим из пропорции:

,(35)

или

м/с.

Чистоту вращения лопастного колеса вентилятора определим по формуле:

,(36)

или

мин^-1.

Мощность, потребляемую вентилятором, рассчитаем по следующему выражению:

,(37)

где h_т– теоретическое давление, создаваемое вентилятором, кг/м²,

(38)

кг/м².

h – манометрический КПД вентилятора, диапазон значений которого равен 0,5...0,7.

Тогда численное значение мощности потребляемой вентилятором равно

кВт.

5. Построение схемы "Вентилятор – решето"

Для построения схемы, кроме рассчитанных в предыдущих разделах размеров решета и вентилятора, определим высоту выходного канала вентилятора:

,(39)

или

м.

Кожух вентилятора, с целью улучшения равномерности воздушного потока и снижения потерь, очерчиваем по спирали так чтобы пространство между внешними кромками лопастей и кожухом плавно увеличивалось. Построение спирального кожуха производим при помощи конструкторского квадрата со стороной а:

(40)

из вершин которого 1, 2, 3 и 4 радиусами соответственно R₁, R₂, R₃ и R₄ очерчивается спираль. Величину А_к вычислим по формуле:

(41)

м.

Тогда сторона квадрата равна

м.

Значения радиусов подсчитываем по следующим формулам:

42)

м.

(43)

м.

(44)

м.

(45)

м.

Оптимальное воздействие воздушного потока обеспечивается при наклоне его направления к плоскости решета пол углом 30°. Кроме того, при построении схемы "Вентилятор решето" следует учитывать расширение струи воздушного потока. Угол расширения y = 12...15⁰.

Длину выходного канала рассчитываем по формуле:

,(46)

м.

молотилка соломотряс комбайн вентилятор

Основные размеры построения: