Обоснование кинематических параметров вальцового транспортирующего устройства при посадке маточников сахарной свеклы

Аннотация

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований вальцов с винтовой навивкой при транспортировании маточников сахарной свеклы к высаживающему аппарату, позволяющие обосновать кинематические параметры вальцового транспортирующего устройства при заданной норме посадки.

Полный текст

При посадке маточников (высадков) сахарной свеклы до сих пор приходится использовать ручной труд [1]. При их посадке высадкопосадочными машинами необходимо обеспечивать поштучную подачу к высаживающему аппарату. Цель данной работы - обоснование кинематических параметров вальцового транспортирующего устройства, обеспечивающего поштучную подачу к высаживающему аппарату. Схема ориентирующих вальцов [пат. РФ № 2299548] показана на рисунке. Вальцы 2 состоят из двух частей - цилиндрической, имеющей винтовую навивку, и гладкой конусной. Над цилиндрической частью вальцов установлен приемник 1. Под конусной частью расположен высаживающий аппарат 5. На его коленчатых валах 4 закреплены улавливающие лотки с языками 3, выступающими над вальцами. Принцип работы устройства поштучной подачи следующий. Из приемника корнеплоды поступают на цилиндрическую часть вальцов, где они за счет вращения вальцов с винтовой навивкой рассредотачиваются и перемещаются к конусной части вальцов. Оказавшись на конусной части, корнеплоды острым концом проваливаются в щель между вращающимися вальцами. При этом улавливающие лотки, закрепленные на коленчатых валах высаживающего аппарата, поштучно ухватывают провалившиеся корнеплоды и подают их в высаживающую воронку острым концом вниз [2]. Как видно из принципа работы транспортирующего устройства, рабочим органом в нем служат вальцы с навивкой. Известно, что скорость перемещения отдельных тел вдоль вальцов определяется физико-механическими свойствами транспортируемого материала. Согласно агротехническим требованиям, скорость агрегатирования высадкопосадочной машины ВПС-2,8 при посадке маточников сахарной свеклы составляет 1,8-3,6 км/ч (0,5-1 м/с), а шаг посадки равен 0,6 или 0,7 м [3]. При максимальной скорости движения высадкопосадочной машины угловая скорость высевающего аппарата, обеспечивающего шаг посадки 0,6 м, составляет 0,417 с-1 и определяется выражением: где Vм - скорость движения высадкопосадочной машины, м/с; s - шаг посадки маточников сахарной свеклы, м; z - количество высаживающих конусов с лотками, шт. Абсолютная скорость винтовой навивки транспортирующих вальцов может быть определена по выражению [4]: , где Vос в - осевая скорость винтовой навивки, м/с; Vок в - окружная скорость винтовой навивки, м/с. Ввиду того, что вальцы вращаются навстречу друг другу с угловой скоростью w, окружные скорости равны и направлены навстречу друг другу, а их суммарный вектор равен нулю. Тогда скорость, м/с, перемещения маточника свеклы вальцами с винтовой навивкой вдоль оси можно определить по выражению [5]: где Vм с - скорость перемещения маточника свеклы, м/с; рв - шаг винтовой навивки вальца, м; nв - частота вращения вальца, мин-1; Kb - коэффициент уменьшения осевой скорости за счет трения груза о валец с учетом угла наклона вальцов (Kb = 1 при угле наклона менее 10° [5]). Шаг винтовой навивки транспортирующих вальцов определяется по выражению [5]: где D - диаметр транспортирующего вальца, м (больше максимального диаметра корнеплодов Dmax = 0,15 м по агротехническим требованиям); Kв - коэффициент, зависящий от физико-механических свойств транспортируемого груза (для крупнокусковых Kв = 0,8…1,25, меньшее значение для горизонтально расположенных конвейеров [5]). Следовательно, для обеспечения согласованности скорости движения высадкопосадочной машины и скорости перемещения маточников сахарной свеклы транспортирующими вальцами к высаживающему аппарату частоту вращения вальцов можно определить по выражению: В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований определена частота вращения вальцов с винтовой навивкой 390-410 мин-1, обеспечивающая посадку маточников сахарной свеклы с шагом 0,6 м.