Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса по сепарации зернового вороха в системе очистки зерноуборочного комбайна и задачи исследования 10
1.1. Анализ существующих технологий и технических средств очистки зернового вороха 10
1.2. Обзор работ по режимам сепарации зернового вороха в механизме очистки зерноуборочного комбайна 29
1.3. Содержание проблемы по повышению качества очистки зерна и
задачи исследования 40
2. Теоретические положения по выбору кинематических параметров движения нижнего решетного стана зерноуборочного комбайна 43
2.1. Расчетная схема и математическая модель движения зернового вороха по решету при возвратно - поступательных и круговых колебаниях в горизонтальной плоскости 43
2.2. Анализ уравнений по оценке устойчивости движения частиц при возвратно-поступательных и круговых колебаниях решета в горизонтальной плоскости 53
2.3. Факторы, влияющие на процесс движения частицы по решету, совершающем возвратно - поступательные и круговые колебанияв горизонтальной плоскости 57
Выводы по главе 65
3. Методика экспериментальных исследований 67
3.1. Общая программа экспериментальных исследований 67
3.2. Приборы и оборудование для экспериментального исследования 69
3.3. Методика определения влияния амплитуды колебаний решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при прямолинейных колебаниях
3.4. Методика определения влияния кинематического режима решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости 77
3.5. Методика исследования систем с прямолинейными и круговыми колебаниями решетных станов по затратам мощности и колебаниям рамы 83
3.6. Испытания модернизированной системы очистки зернового вороха зерноуборочного комбайна 85
3.7. Методика обработки экспериментальных данных 89
4. Результаты экспериментальных исследований 92
4.1. Исследование влияния амплитуды колебаний решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при прямолинейных колебаниях 92
4.2. Исследование влияния кинематического режима решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости 107
4.3. Результаты исследования систем с круговыми и прямолинейными колебаниями решетных станов по затратам мощности и колебаниям рамы 123
4.4. Результаты испытания модернизированной системы очистки зернового вороха зерноуборочного комбайна 126
Выводы по главе 131
5. Рекомендации производству по модернизации системы очистки зерноуборочного комбайна и экономико-энергетический анализ результатов исследования 134
5.1. Рекомендации производству по модернизации и настройке системы очистки зерноуборочного комбайна 134
5.2. Сравнительный расчет экономической эффективности работы нижнего решетного стана механизма очистки зерноуборочного комбайна при традиционных прямолинейных и круговых колебаниях в горизонтальной плоскости 136
5.3. Сравнительный энергетический анализ кинематически жесткого и дебалансного возбудителя колебаний нижнего решетного стана зерноуборочного комбайна 141
Выводы по главе .143
Общие выводы по работе 144
Литература
- Обзор работ по режимам сепарации зернового вороха в механизме очистки зерноуборочного комбайна
- Анализ уравнений по оценке устойчивости движения частиц при возвратно-поступательных и круговых колебаниях решета в горизонтальной плоскости
- Методика определения влияния кинематического режима решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости
- Результаты исследования систем с круговыми и прямолинейными колебаниями решетных станов по затратам мощности и колебаниям рамы
Обзор работ по режимам сепарации зернового вороха в механизме очистки зерноуборочного комбайна
Двухстанная очистка, применяемая в зерноуборочных комбайнах, отличается значительной неуравновешенностью колеблющихся масс. Например, для серийной очистки комбайна "Дон - 1500" /92/ главный вектор сил инерции составляет около 3160 Н, а главный момент тех же сил относительно центра масс очистки достигает 1270 Нм. Это вызывает колебания корпуса комбайна с амплитудой до 0,3 мм и неблагоприятно сказывается на его надежности в целом. Для решения этой проблемы Литвиновым А.И., Мещеряковым И.К., Курачом А.И. /74/ предложена уравновешенная очистка для зерноуборочного комбайна (рис. 1.10). Перекомпоновка колеблющихся масс, варьирование этими массами, координатами центров инерции и амплитудами колебаний, позволили удовлетворить условиям статистического уравновешивания механизма очистки в Траектории движения центра масс механизма очистки комбайна "Дон -1500" и механизма уравновешенной очистки Sy, мм і 3 6 9 12 15 18 21 23 Sx, мм 1 - траектории движения центра масс механизма очистки комбайна "Дон - 1500"; 2 - траектории движения центра масс механизма уравновешенной очистки. Рис. 1.4 целом. При испытаниях опытного комбайна авторами было установлено, что колебания корпуса, вызываемого очисткой, уменьшились в продольном направлении в 6 раз, в вертикальном до 4 раз (рис 1.4). Однако, детально проанализировав механизм очистки на рис. 1.10, можно сделать вывод, что приводной вал 1, передаваемый вибрации на раму комбайна остается неуравновешенным и, следовательно, о полном решении данной проблемы говорить сложно. Тем более изменение кинематики очистки неблагоприятно сказалось на производительности данной очистки и качестве бункерного зерна, т.к. новые кинематические параметры неблагоприятно сказываются на процессе сепарации зернового вороха.
Уравновешиванием механизма очистки зерноуборочного комбайна занимались на кафедре ЭиРМТП КГСХА П.Н. Лапшин, В.А. Трубин /70/. Совмещая центр масс верхнего решетного стана и транспортной доски было достигнуто уменьшение виброперемещения комбайна в 1,5... 2 раза. Это говорит о том, что динамические нагрузки, передающиеся на раму комбайна при работе предложенного механизма очистки, значительно меньше, чем при работе существующего механизма сепаратора зернового вороха. Для полного уравновешивания сил инерции поступательно движущихся масс механизма очистки необходимо снизить долю вибрационных нагрузок, передаваемых на раму комбайна от нижнего решетного стана. Так как амплитуды колебаний верхнего и нижнего решетных станов неодинаковы, согласно кинематике механизма очистки, то уравновесить массы и перемещения транспортной доски с верхним решетным станом и нижнего решетного стана является практически неразрешимой задачей. Поэтому для полного уравновешивания механизма очистки в целом, необходимо максимально снизить динамические нагрузки, передаваемые нижним решетным станом. Решить эту задачу можно применением на данном стане круговых колебаний в горизонтальной плоскости /67/.
Воздушно - решетные очистки комбайнов зарубежных фирм 121 имеют ряд отличительных особенностей. Очистки комбайнов фирм Массей Фергюсон (Канада), Аллис Чалмерс (США), Фортшрутт (ФРГ) работают с предварительным обдувом зернового вороха, поступающего на первое решето. Они имеют широкие центробежные вентиляторы с регулируемой частотой вращения. В очистке комбайна МФ - 860 (рис. 1.11) предусмотрена очистка на трехрешетных каскадах с обдувом, что позволяет увеличить качество бункерного зерна при сохранении высокой производительности.
Колеблющиеся станы с решетами в зарубежных комбайнах установлены на подвесках таким образом, что переносные силы инерции при колебаниях решет прижимают слой вороха к их поверхности, обеспечивая хорошую сепарацию зерна. В очистках комбайнов фирм "Интернациональ" и "Джон Дир" вместо стрясных досок применены транспортирующие шнеки, активное движение которых способствует значительному обогащению зерном нижнего слоя передвигаемого вороха, что способствует более быстрой сепарации зерна сквозь решета 121. Зависимость качественных показателей работы серийного решета и решета без нижних щитков от подачи вороха В некоторых моделях современных зерноуборочных комбайнов фирмы CLAAS применена система очистки ТРИ-Д. Как только при работе возникает боковой крен, очищаемая масса начинает скатываться под уклон. Воздушный поток, подаваемый вентилятором и идущий по пути наименьшего сопротивления, уходит в пустоту, не удерживая лёгкие частицы вороха в подвешенном состоянии и эффективность сепарирования зерна из вороха значительно падает. Принцип системы CLAAS ТРИ-Д ( рис. 1.15) основан на динамическом выравнивании склона посредством активного управления решет для очистки. Верхнее решето совершает колебательные движения вверх по склону, по силе и амплитуде зависящей от его крутизны. Решетный стан остаётся неподвижным. Производительность зерноуборочного комбайна, оснащенного системой очистки ТРИ-Д, при работе на уклонах до 20%, остаётся такой же, как и на равнине. Без таковой, уже при 10%, теряется приблизительно треть урожая.
На производительность системы очистки помимо кинематики большое влияние оказывает и конструкция применяемых в очистках решет. Данной проблеме были посвящены работы Елабужских В.В. /33, 34/. Автором исследовались серийное жалюзийное решето, жалюзийное решето без нижних щитков и пластинчатое решето. В результате проведенных исследований им были получены следующие результаты: 1. Качество работы жалюзийного решета зависит, в основном, от условий движения одиночных частиц в задней и средней его частях; 2. Коэффициент трения скольжения зерен по решету не оказывает существенного влияния на просеваемость зерен через жалюзийное решето; 3. Изменение скорости воздушного потока в пределах ±20 % не влияет на качество работы очистки," 4. Значительное увеличение производительности и улучшение качества работы очистки возможно только при проведении комплекса мероприятий, направленных на улучшение рабочего процесса в целом при условии выбора оптимальных конструктивных и рабочих параметров отдельных агрегатов и узлов.
Исследование нового типа жалюзийных решет, в частности решета без нижних щитков, позволило повысить качество бункерного зерна на 0,5...3 % (рис. 1.5), но при этом производительность очистки немного уменьшилась.
Один из путей повышения производительности ветрорешетной очистки комбайна является создание условий расслоения зернового вороха, при котором бы зерно находилось в нижней части слоя вороха, а солома и полова в верхней. Эту проблему широко рассмотрел Мильман Б.М. /83/. Автор доказал, что использование обычной ступенчатой доски в качестве рабочего органа, повышающего уровень расслоения вороха, неэффективно. Оснащение ее расслаивающими элементами ускоряет процесс расслоения мелкого вороха в 1,7 раз и более, что ведет к уменьшению потерь зерна за очисткой (рис. 1.6). Но как конструктивные изменения в очистке скажутся на других факторах, характеризующих работу очистки, автор не указывает. Помимо исследования расслоения вороха на транспортной доске Мильман Б.М. исследовал для верхнего решетного стана жалюзийно-струнное решето, отличающегося от обычного увеличенным шагом расстояния пластин и натяжением струн во впадинах гребенок жалюзийных пластин.
Анализ уравнений по оценке устойчивости движения частиц при возвратно-поступательных и круговых колебаниях решета в горизонтальной плоскости
Анализируя уравнения (2.24) и (2.25) можно прийти к выводу, что с ростом начения амплитудьі А перемещения как в положительном направлении Х+, так и в трицательном Х_ увеличиваются. Перемещения от частоты колебаний со зависят в іеньшей степени, чем от амплитуды, так как находятся в подкоренном выражении, го с увеличением частоты колебаний перемещения также увеличиваются.
На характер движения частицы оказывает влияние угол наклона решета к оризонту. Как видно из уравнений (2.20), (2.24) и (2.25) при существующем синематическом режиме увеличение угла наклона решета к горизонту а ведет к еньшению перемещения частицы в положительном направлении оси X и увеличению Х_, а при уменьшении а Х+ увеличивается, а Х_ уменьшается.
Рассмотрим уравнение (2.28), характеризующее среднюю скорость движения частицы по решету. Абсолютное движение частицы вверх по решету будет происходить только в том случае, если перемещение Х+ в течении одного цикла будет превосходить по модулю движение частицы Х_ в течении того же цикла. В противном случае колосок будет скользить вниз по решету.
На среднюю скорость перемещения частицы оказывает влияние значение частоты колебаний со. При росте частоты колебаний скорость перемещения соответственно возрастает.
На скорость движения зернового вороха по решету помимо амплитуды колебаний А, частоты колебаний со и угла наклона решетного стана к горизонту большое влияние оказывает коэффициент трения в зоне частицы с перемычками решета. С увеличением коэффициента трения f возрастает значение произведения в скобках уравнения (2.29) увеличивая тем самым V. На скорость движения частицы по решету оказывает так же влияние скорость воздушного потока. При росте скорости ветра VB значение скорости перемещения частицы по решету возрастает. Как уже говорилось выше, поворот частицы вокруг центра масс возможен при условии несовпадения центра масс частицы с продольной осью отверстия решета на какое-то расстояние А. Причем, с увеличением этого параметра увеличивается угол разворота частицы ф в течении цикла, что в свою очередь ведет к росту вероятности попадания частицы в отверстие Ф (2.42). Угол ф увеличивается с ростом А, т.к. это приводит к увеличению момента инерции приведенных масс частицы относительно левой и правой перемычек отверстия решета, а так же росту значений гп и гл (рис2.1), уравнения (2.31) и (2.32).
Частица в течении одного цикла колебаний поворачивается как в положительном, так и в отрицательном направлении в выбранной системе координат. На величину этого разворота влияет ряд параметров, о двух из которых сказано выше. При увеличении частоты колебаний растет значение подкоренного выражения в уравнениях (2.35) и (2.36), что ведет к увеличению параметра ф.
Как видно из анализа уравнений (2.41) суммарный угол разворота частицы в течении цикла равен сумме значений положительного ф+ и отрицательного ф_ углов поворота. Соответственно, для того, чтобы угол ф принимал максимальное значение, необходимо, чтобы ф+ и ф_ имели одинаковые знаки, в противном случае при равенстве ф+ = ф_ частица пойдет сходом с решета.
При круговых колебаниях решета в горизонтальной плоскости частица при ее движении по решету движется по траектории, представляющей собой разомкнутую окружность радиусом г с частотой колебаний со. Исходя из уравнения (2.63) при постоянных частоте со, радиусе колебаний решета R, и коэффициенте трения между частицей и перемычкой f относительное движение частицы происходит по окружности радиуса г с отставанием по фазе от переносного движения на угол (п/2+Ь).
Частица движется вместе с поверхностью, т.е. относительное движение отсутствует, пока сила инерции переносного движения Р не превосходит силы трения FT между частицей и решетом. Этому условию в уравнениях (2.55) и (2.59) соответствуют значения Кх± 1 и Kz 1. Предельному состоянию частицы, т.е. состоянию при котором возможно как прекращение, так и начало скольжения юответствую в данных уравнениях значения Кх± =1 и Kz = 1. Если же значения Кх± Ї Kz меньше единицы, то это условие соответствует тому, что частица устойчиво жользит по решету в направлениях осей X и Z.
Частица может двигаться по решету относительно оси X либо в толожительном, либо в отрицательном направлениях. Характер скольжения истицы зависит от величины значения Кх±. Частица будет перемещаться в лрицательном направлении оси X, т.е. вниз по решету, если Кх- 1, а Кх+ 1. При шачении Кх± 1 движение будет происходить как вверх, так и вниз по решету.
Анализируя уравнение (2.51) можно сделать вывод, что с увеличением радиуса круговых колебаний решетного стана R уменьшаются значения Ki, далее из выражений (2.55) и (2.59) следует, что с увеличением R перемещения X и Z увеличиваются.
Из уравнений (2.51) и (2.55) следует, что с ростом значения круговой частоты колебаний решета со увеличивается разность перемещений в положительном и отрицательном направлении оси X, т.е. Х+ и Х_, что в свою очередь ведет к уменьшению перемещения частицы в направлении оси X. Снижение частоты колебаний со приводит к увеличению перемещения X до максимального значения, при котором X стремится к R, т.к. при уменьшении со увеличивается значение Кх в уравнении (2.51). При дальнейшем уменьшении со значение Кх в уравнении (2.51) стремится к единице, которое в результате в уравнении (2.55) обращает подкоренное значение в постоянную величину, т.е. прекращается перемещение частицы как вверх (Х+), так и вниз (Х_) по решету. При увеличении ю перемещение в направлении оси Z увеличивается, приближаясь к радиусу R.
Анализируя уравнения (2.51) и (2.57) можно заметить, что с увеличением угла наклона решета к горизонту значения величин Kz и Кх- уменьшаются, а величина Кх+ увеличивается. Снижение величин Kz и Кх- способствует росту перемещений по осям X и Z, что видно из уравнений (2.59) и (2.55), а рост величины Кх+ способствует уменьшению перемещения частицы вверх по решету. Из уравнения (2.53) можно заметить, что на скорость перемещения астицы по решету оказывает влияние значение величин R, со, а и VB- При росте гих значений, скорость частицы увеличивается, причем на рост скорости кольжения частицы по решету большее влияние оказывают радиус круговых олебаний R и круговая частота со, нежели угол наклона решета к горизонту. Іомимо выше перечисленных величин на скорость частицы оказывает влияние оэффициент трения f между частицей и решетом. Как видно из анализа уравнения 2.53) с увеличением f скорость перемещения частицы по решету падает.
Проанализируем уравнение (2.60). На угол разворота в течении цикла щределяющее влияние оказывает значение величины Z, т.е. перемещения частицы ю оси Z. Рост перемещения Z способствует росту значения угла разворота, тем ;амым увеличивая вероятность попадания частиц в отверстия решета (2.64). Кроме ого, увеличение перемещения Z приводит к росту площади контакта частицы с )ешетом S=Z-(X_+X+), что в свою очередь ведет к росту вероятности встречи шстицей при своем движении по решету отверстия /67/.
Методика определения влияния кинематического режима решетного стана и нагрузки на производительность, качество очистки и сход зерна в колосовой шнек при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости
Включался электродвигатель привода подачи и решетного стана, открывалась заслонка бункера и зерновой ворох подавался на загрузочное решето. Распределяясь по длине стана, смесь поступала одновременно на все три решета и направлялась вниз по решету. После окончательной загрузки решет электродвигатели отключались и все пробоотборники очищались от попавшей в них смеси. Решета оставались загруженными. Затем оба электродвигателя включались вновь на 5 секунд. Зерно и часть отходов проходили сквозь слой вороха и через отверстия решета и собирались в емкости 18 (рис. 3.1), отходы с примесью зерна шли сходом и поступали в пробоотборники 19. По истечении 5 с электродвигатели отключались. Из массы схода бралась навеска 50 г и обрабатывалась на решетном классификаторе с соответствующей формой отверстий. По 50 г бралась навеска и из бункерного зерна и обрабатывалась на тех же классификаторных решетах. В результате уточнялась исходная засоренность материала для каждого из трех решет.
Затем, согласно изложенной выше методике, зерно в емкостях 18 взвешивалось и определялась удельная просеваемость из выражения (3.7), устанавливалась удельная начальная нагрузка для каждого решета по формуле (3.8), общая нагрузка для каждого решета (3.9) и процентное содержание примесей, прошедших сквозь решета (3.10). Следующим шагом определялась исходная засоренность вороха по формуле (3.3) и оценивалось качество работы решет по выражению (3.2).
Сход чистого зерна в колосовой шнек оценивался по той же методике, что и при возвратно-поступательных колебаниях и его значение устанавливалось по формуле (3.11).
После завершения опыта решета очищались, устанавливалось следующее значение нагрузки и по изложенной выше методике проводился опыт. Исследовав таким образом все требуемые значения нагрузок, устанавливался следующий кинематический режим. Результаты опытов сведены в таблицу 7.1 приложения 7 и представлены графически нарис. 4.13...4.24 .
В современных экономических условиях все большее и большее внимание уделяется энергетическим характеристикам исследуемых систем, в частности изучаются пути уменьшения затрат энергии при работе какого-либо механизма. Так же сегодня актуальными стают проблемы безопасности труда человека. Широко изучено и доказано крайне неблагоприятное действие вибраций как на организм человека, так и на надежность работы машин. Поэтому снижение вибраций и уменьшение потребляемой энергии являются на сегодняшний день очень актуальными.
При возвратно-поступательных колебаниях решетный стан присоединялся к кинематически жесткому приводному механизму, состоящему из ременной передачи, эксцентрика, шатуна. К раме решетный стан крепился с помощью деревянных подвесок, шарнирно прикрепленных как к раме установки, так и к самому стану. Длина подвесок была подобрана таким образом, чтобы обеспечить форму колебаний аналогичную колебаниям существующего нижнего решетного стана зерноуборочного комбайна. Амплитуда колебаний стана изменялась путем установки пальца шкива в требуемое отверстие эксцентрика. Длина шатуна приводного механизма L«330 мм, поэтому было сделано допущение, что колебания решетного стана были близки к гармоническим, а амплитуда колебаний равнялась величине эксцентриситета ( А«е ).
Эксперимент проводился по следующей методике. Устанавливалась требуемая частота вращения п=260 мин -1, путем подбора нужного шкива. В электрическую цепь электродвигателя подключался комплект измерительный К505, который показывал потребляемую мощность электродвигателя при различных амплитудах колебания решетного стана. Для построения зависимости затрат мощности от амплитуды, были выбраны следующие амплитуды колебаний решетного стана А=12; 17,3; 23; 30 мм. Частота колебаний в данном случае оставалась постоянной п=260 мин . А для построения зависимости затрат мощности электродвигателя от частоты колебаний решетного стана, были выбраны следующие частоты п=260; 300; 350; 380; 410 мин _1. Амплитуда колебаний решет при этом оставалась постоянной и равной А=12 мм. Частота колебаний фиксировалась тахометром. Угол наклона решетного стана оставался постоянным а=6 .
Включался электродвигатель привода питательного валика загрузочного бункера, открывалась его заслонка, и на решетный стан подавался зерновой ворох определенной массы. После подачи зерновой массы на решета вновь фиксировались затраты мощности электродвигателя.
Результаты опытов сведены в таблицу 8.1, приложения 8 и представлены графически на рис. 4.27 .
Затем решетный стан навешивался на круглые металлические подвески d=4 мм и длиной L= 480 мм и устанавливался привод как на рис. 3.1.
Во время поведения данных опытов радиус круговых колебаний изменялся за счет изменения массы противовеса и расстояния от центра масс решетного стана до центра масс штанги с противовесом.
В течение опытов использовались следующие кинематические и геометрические параметры: масса противовеса m п = 716,63 гр, 781,14 гр; радиус от оси вращения вала контрпривода до центра масс противовеса р п = 115 мм, 144 мм, 176 мм; частота круговых колебаний ю=38,75 рад/с; 42,94 рад/с; угол наклона решетного стана к горизонту а=7 ; 11; радиус круговых колебаний стана R= 5,5 мм; 6 мм; 7 мм; 7,5 мм; 8,5 мм; соответственно кинематический режим ю2 R/cos а= 10,6; 11,3; 11,7; 12,9; 13,9 м/с2. Масса решетного стана как для круговых, так и для возвратно-поступательных колебаний была постоянная и равнялась т=13,25 кг.
Результаты исследования систем с круговыми и прямолинейными колебаниями решетных станов по затратам мощности и колебаниям рамы
В настоящее время зерноуборочные комбайны существенно отличаются от своих первых моделей: возросла производительность машины, стали более комфортными условия труда комбайнера. Все это было достигнуто за счет изменения конструктивных узлов машины. Но схема очистки зернового вороха и ее кинематические режимы, в основном, остались без значительных изменений. В итоге мы сейчас имеем такую ситуацию, что зерно, поступающее на вторичную переработку имеет засоренность до 24 %, что требует дополнительных затрат энергии при доведении поступающей от комбайнов зерновой массы до необходимого качества. Таким образом существующая система очистки не обеспечивает требуемого качества бункерного зерна.
Одним из основных критериев качественной работы комбайна является его надежность. Но результаты испытаний новых комбайнов «Дон - 1500» показали, что наработка на отказ у этих комбайнов в среднем составляет 4,7 часа, а потери рабочего времени на устранение неполадок по-прежнему высоки и равняются 15...20%.
Большое влияние на надежность работы комбайна оказывает вибрация его корпуса, которая приводит к расшатыванию шарнирных соединений, поломкам деталей и узлов комбайна. До 70 % в общую вибрацию комбайна вносят динамические нагрузки механизма очистки. На этот механизм приходится и наибольшее число отказов /66/. Таким образом существующий механизм очистки не удовлетворяет требованиям надежности.
Модернизация механизма очистки зерноуборочного комбайна по предложенной в данной работе схеме, т.е. с использованием дебалансного возбудителя колебаний нижнего решетного стана и обеспечении колебаний гранспортной доски и верхнего стана достигается тем, что кривошипы приводного вала расположены под углом 180 , а надетые на них шатуны прикреплены одни к стрясной доске, а другие- к верхнему решетному стану вблизи расположения их центров масс, второй приводной вал расположен вертикально, кривошип которого соединен шарнирно с нижним решетным станом в месте расположения его центра масс, в противоположную сторону кривошипу установлен противовес, а решетный стан закреплен к раме комбайна на четырех подвесках круглого сечения, расположенных на одинаковом расстоянии от центра масс решетного стана (рис. 3.4).
В результате выполнения данной работы нами было установлено, что применение на нижнем решетном стане механизма очистки зерноуборочного комбайна круговых колебаний в горизонтальной плоскости позволило повысить качество бункерного зерна на 12... 15 % по сравнению с возвратно-поступательными колебаниями и снизить вибрации, передаваемые очисткой на корпус комбайна в 2...4 раза при одинаковой производительности решетного стана, а так же уменьшить энергозатраты на привод стана на 10...20 %.
Для расчета экономической эффективности необходимо выбрать базовую модель для сравнения. В настоящее время основной машиной, которая используется в хозяйствах для уборки зерновых культур является зерноуборочный комбайн «Нива» различных модификаций. Данный агрегат выпускается комбайновыми заводами в течении многих лет и зарекомендовал себя довольно надежной машиной, но основным все же преимуществом по сравнению с другими отечественными моделями, не говоря уже о зарубежной технике, является его относительная недорогая стоимость.
Паспортный режим работы нижнего решетного стана зерноуборочного комбайна «Нива»: амплитуда колебания решетного стана А=17,3 мм; частота колебания решетного стана п=260 мин" (со=27,21 рад/с); угол наклона решета к горизонту а= 4...8 ; ширина решета В=950 мм; длина решета L=1100 мм; основной тип применяемого решета - жалюзийное с регулируемой степенью открытия жалюзи; масса решетного стана вместе с коробом и приводным механизмом т= 42 кг; масса зерноуборочного комбайна тм=7750 кг.
Приведенные сравнительные испытания системы с кинематически жестким приводным механизмом, соответствующим приводу нижнего решетного стана зерноуборочного комбайна класса СК, показали, что при массе решетного стана т=14,125 кг, затраты мощности для поддержания колебаний при амплитуде колебаний А=17,3 мм и частоте п=260 мин составляют Pi=61,3 Вт, а удельная мощность на единицу массы решетного стана Pi= 4,33 Вт/кг
В предлагаемой системе с дебалансным возбудителем колебаний при оптимальном кинематическом режиме со R/cosa=12,9 м/с (радиус круговых колебаний R=8 мм; круговая частота со=38,75 рад/с) и при массе решетного стана т=16,12 кг затраты мощности для поддержания колебаний составляют Рг=58 Вт, а удельная мощность на единицу массы решетного стана Рг= 3,6 Вт/кг.
На основании проведенных исследований оптимальным при традиционных колебаниях является жалюзийное решето со степенью открытия жалюзи 8 мм, при круговых колебаниях в горизонтальной плоскости проволочно-сварное решето с ячейкой 7x65 мм. При равном качестве бункерного зерна данное решето обеспечивает производительность решетного стана на 12... 17 % выше, чем при прямолинейных колебаниях.
