ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ СОЛОМЫ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ СОЛОМЫ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

Проанализированы теоретические и экспериментальные работы в области транспортировки соломистих материалов механическими и пневматическими транспортерами. В области транспортировки материалов воздушным потоком работали ученые: Н.М. Хлобыстов, И.Ф. Пикуза, В.Ф. Малиенко, В.Э. Маге, которые рассматривали взаимодействие частиц с воздухом в закрытых трубопроводах, в трубах зернопульте, но не изучали движение частиц в открытой воздушной среде.

Проанализированы различные способы определения критических скоростей витания соломистых частиц в воздушных вертикальных каналах. В результате анализа выявлено, что при транспортировке воздушным потоком частиц сена с большой концентрацией смеси изучение закономерностей воздействия воздушного потока на волокнистый материал в виде связного пучка различной плотности, массы и объема следует проводить в вертикальных цилиндрических каналах большого диаметра.

Взаимодействие рабочих органов с сено-соломистыми материалами, при взаимодействии механического транспортера с соломистыми материалами большое значение отводится фактору связности соломистого слоя. Условия сокращения связности слоя соломы и удельную силу сцепления частиц соломистом валке установил Э.В. Жалнин. Сопротивление разрыву соломистых частиц длиной 60 мм определил Г.М. Обухан, а Л.А. Доминиексоном найдены сопротивления разрыву слоя стеблей люцерны. Однако исследователи определяли связанность, помещая материал в емкасти объемом 0,003-0,045м³. при больших площадях контакта механического транспортера с соломистым материалом разной длины связность материала следует определять в емкостях с объемам более 1 м³.

V_c-объем скирды, м³

Для оценки конструктивной схемы скирдообразователя использованы качественные показатели равномерность распределения соломистой массы по поверхности скирды наличие технологических потерь, загрязнение смолы в скирде, изменение усадки и плотности соломы в скирде, глубина залегания гнили в период хранения.

Количественный показатель – пропускная способность агрегата

q_c= 22-25 кг/с

q_c=BψV_мhρ_cp

где B – ширина захвата машины,

ψ – коэффициент использования ширины захвата,

V_м – рабочая скорость агрегата,

h – высота волока,

ρ_cp – средняя плотность материала в волокне.

В результате испытаний показали возможность образования значительной части скирды за счет применения на сволакивании двухъярусной толкающей волокуши. Полевыми испытаниями установлено, что результаты исследований экспериментального скирдообразователя, согласуются с теоретическими предпосылками и подтверждают, созданный комбинированный рабочий орган в виде цепочно-зубового пневматического транспортеров по качеству укладки соломы на скирду, срокам ее хранения является достаточно совершенным и полностью механизирует процесс скирдования по сравнению со стогометателем СНУ-0,5.

Анализом технологий и машин для уборки соломы установлено, что в большинстве технологий имеется операция скирдования с применением ручного труда за исключением формирования скирды агрегатом УСА-20, имеющим пневмомеханические транспортирующие устройства. Недостаток УСА-20 – низкая мобильность скирдовательного агрегата.

На основе того, что машины пневмомеханическими транспортирующими органами более полного отвечает требованиям равномерной укладки соломы в скирду и условиям открытого хранения материала разработан скирдообразователь, содержащий цепочно-зубовые транспортеры для отрыва материала и выноса его из волока, пневматический транспортер для раскладки массы на скирде.

Взаимодействие транспортирующих рабочих органов с соломистой массой обусловлено:

1. Силой связанности F отрываемого от волока соломистого слоя, определяемой по эмперическому уравнению F=0,0178 ρ² для пшеничной соломы влажностью 13,7%, плотностью 26-44 кг/м³; для росяной соломы влажностью 14,3%, 25-48 кг/м³ по уравнению F=0,287 ρ^1,8 при средней длине соломистых частиц 0,2 м;

2. Силой воздушного потока, определяемой динамическим давлением Р_g, действующим на транспортируемую массу различной концентраций на условных участках разгона длиной L=0,5 – 1,5 м и зависящим от скорости витания соломистых материалов.

Параметры транспортирующих устройств в_ш=130 мм (шаг расстановки зубьев транспортера по ширине машины) и скорость воздушного потока V_в = 26,4 м/с в выходном сечении воздушного канала обусловлены соответственно составом, длиной соломистых материалов и скоростью их витания С=7,8-13м/с. Часовая производительность 22,3 т экспериментального скирдообразователь зависит от объема и качества закладки волоков соломы, формируемых двухъярусной толкающей волокущей, работающей с трактором К-700. Пневмомеханический скирдообразователь при пропускной способности соломистой массы q_с =22-24 кг/с обеспечивает:

- повышение плотности массы в скирде на 22%;

- уменьшение промокаемости скирды на 16 % по сравнению со стогометателем СНУ-0,5.

Технологические потери при работе экспериментальной машины не превышают 2,6 %, загрязненность соломы в скирде составила 2%. Энергетические затраты скирдообразователя, навешенного на комбайн, составляет 22,4 квт при скор/с.

Применение пневмомеханического скирдобразователя полностью исключает ручной труд, за счет транспортировки материала, в связи с этим приводим некоторые параметры питателя и кинематические режимы транспортируемого материала на примере травяной муки. Конструктивные параметры питателя и его кинематические режимы зависят от физико-механических свойств, транспортируемого материала. В соответствии с этим определены численные значения коэффициентов внешнего трения и относительной сцепляемости частиц травяной муки и резки в условиях режимов работы питателей.

Проведенные исследования показали (рисунок 1), что при незначительном увеличении насыпной массы, значительно увеличивается относительная сцепляемость частиц, что способствует организованной подаче материала в прессующий узел.

Зависимость относительной сцепляемости частиц травяной муки (а) и травяной резки (б) от насыпной массы материала.

x=cφ (2)

c= - часть величины шага

φ(1-φ) (а)

Выходной виток прессующего шнека с цилиндрическим основанием направляет выходящий из него материал перпендикулярно оси. Расположить выходной конец шнека внутри матрицы невозможно. Поэтому для направления материала внутрь матрицы необходима установка специальных направляющих.

или (5)

С учетом (5) получим уравнение конического шнека с переменным шагом

φ

Таким образом, применение конических многозаходных шнеков с переменным шагом позволяет уменьшить длину питателя за счет объемного деформирования материала, причем объем приемной части должен соответствовать объему материала в условиях взвешенного состояния. Если этот объем будет больше, то он будет служить как бы карманом-накопителем, что при дальнейшем продвижении материала по шнеку и подачи его к рабочим органам может привести к их забиванию.