- •Лекция 2 элементы теории мотовила и режущего аппарата уборочных машин
- •2.1. Теория мотовила
- •2.1.1. Траектория и скорость движения планки мотовила
- •2.1.2. Установка мотовила по высоте и определение радиуса мотовила
- •2.1.3. Определение степени воздействия мотовила на убираемую культуру
- •2.2. Теория режущих аппаратов
- •2.3. Диаграммы пробега активной части лезвия сегмента и изменения высоты стерни
- •2.4. Геометрические размеры режущей пары
- •2.5. Удельная нагрузка на лезвие сегмента
Лекция 2 элементы теории мотовила и режущего аппарата уборочных машин
2.1. Теория мотовила
Мотовило жатвенных машин выполняет несколько функций. Оно подводит стебли к режущему аппарату, удерживает их в момент среза, очищает режущий аппарат от срезанных стеблей и укладывает их на транспортер. По конструкции мотовила могут быть с жесткими планками и с граблинами, удерживаемыми в заданном положении эксцентриковым механизмом.
2.1.1. Траектория и скорость движения планки мотовила
Если рассмотреть работу мотовила в неподвижной системе координат, связанной с полем, то концы планок мотовила будут совершать сложное движение - относительное вокруг центра и переносное вместе с машиной.
Обозначим:
υм - переносная скорость — скорость движения жатвенной машины;
U - относительная скорость — окружная скорость по концам планок;
R - радиус мотовила по концам планок;
ω - угловая скорость вращения мотовила;
n - частота вращения мотовила;
- отношение скоростей.
В принятых обозначениях частоту вращения вала мотовила можно определить:
Тогда время одного оборота будет:
Путь, пройденный центром вала мотовила за время одного оборота:
L = vмT.
Траекторию движения конца планки мотовила (рис. 2.1) строят следующим образом. В выбранном масштабе откладывается путь L и с центром в точке О вычерчивается окружность радиусом R, которые разбиваются на одинаковое количество равных частей - 1, 2, ..., 12 и 1', 2', ..., 12'. Учитывая направления вращения мотовила и движения машины, за начальную точку траектории возьмем точку окружности 12,0. За 1/12 часть оборота мотовила центр его переместится в точку 1', а луч планки займет положение - 1", за 1/12 оборота центр мотовила переместится в точку 2', а луч займет положение 2'- 2" и т. д. Соединив полученные точки 1", 2''..., 12'' плавной кривой, получим траекторию движения планки мотовила, представляющую собой трохоиду с петлей шириной 2Δх. Петля трохоиды будет получаться только в том случае, когда λ> 1. У жатвенных машин обычно λ = 1,2...1,9. Из всей траектории рабочим участком является только часть петли трохоиды, определяемая назначением мотовила.
Рисунок 2.1 Построение траектории движения планки мотовила
Как известно, вектор абсолютной скорости υa движения точки по криволинейной траектории направлен в каждой ее точке по касательной. Для выполнения своих функций — подведения стеблей к режущему аппарату — горизонтальная составляющая скорости конца планки vx должна быть направлена к режущему аппарату. Как видно из рис. 2.2, до точки 4" скорость vx направлена от режущего .аппарата, в точке 4" vx = 0, а ниже — направлена к режущему аппарату. Следовательно, начальной точкой рабочего участка петли трохоиды может быть только точка 4". Если из этой точки радиусом R сделать засечку на траектории центра мотовила 00', то получится угол φ1называемый углом вхождения планки в хлебную массу. При расположении
Рисунок 2.2 Активная часть трохоиды
центра вала мотовила над режущим аппаратом каждая планка будет подводить к режущему аппарату пучок стеблей с участка шириной Δх.
Для определения основных параметров мотовила необходимо знать не только направление векторов конца планки мотовила, но и их величину.
Для решения поставленной задачи рассмотрим движение конца планки мотовила в выбранной системе координат хОу (рис. 2.3). Направления вращения мотовила и движения машины указаны на рисунке.
Рисунок 2.3 Определение скорости планки мотовила
Для любого положения планки по прошествии времени t при перемещении ее конца из точки 1 в точку 2 можно записать:
υх = υм – Usinωt
υу = Ucosωt
Выразив окружную скорость U через угловую скорость и радиус мотовила R, получим:
υх = υм - ωRsinωt