Основи теорії та розрахунку косарок, косарок-плющилок …

У косарках-подрібнювачах R = 250…350 мм.

Ширину ножа вибирають, виходячи із максимального діаметра стебла dmax культури, що збирається, мм:

B = dmax + (30...50).

(5.88)

Довжина робочої частини ножа am (див. рис. 5.40) зумовлю-

ється кутом установлення ножа τ і радіусом R1. При зменшенні ку-

та τ погіршується сходження зрізаної маси з ножа, а при збільшен- ні — значно збільшується енергія на різання і подолання опору по- вітря. Досліди показують, що кут τ бажано брати 30…40°.

Якщо різальний апарат зрізує стеблостій без попереднього нахи- лу, то до кінця фази різання на робочій частині ножа накопичують- ся зрізані частинки стебел за рахунок підпору незрізаних рослин, а потім під дією відцентрових сил вони сходять з поверхні ножа. От- же, на робочій поверхні ножа мають бути всі стебла, які розміщені на ділянці S.

Визначаємо довжину робочої частини ножа L і радіус R1:

	L = am ≥ Nd = kSd;	(5.89)
	R1 = R − amsin τ,

де N — кількість стебел на довжині S зони різання; d — діаметр

стебла; k — кількість стебел на 1 м2; k — кількість стебел, розмі-

щених на одиниці довжини.

Кількість рядів ножів z, що проходять по одному сліду, визнача- ємо із таких міркувань. Якщо зрізують довгі, паралельно нахилені стебла, то за довжину різки l можна взяти відрізок ep. Зв’язок l із

z отримаємо таким чином.

Оскільки	ep = l = v	α	,	а α = 2π z , то l = 2π			vм	, звідки
							zω
	м ω
				z =	2πvм	.		(5.90)
					lω

5.4. Вальцьові апарати

5.4.1. Типи і призначення вальцьових апаратів

Вальцьові апарати, як і плющильні вальці, застосовують у косар- ках-плющилках. Зрізана стеблова маса спрямовується у зазор між двома вальцями, які обертаються назустріч один одному. Внаслідок цього стебла розплющуються, що призводить до одночасного виси-

247

Розділ 5

хання їх з листовою частиною. Таким чином забезпечується змен- шення втрат листків у 1,5 – 2 рази, більше зберігається каротину і протеїну.

Вальці встановлено один над одним. Верхній валець підпружи- нений. Геометрична форма і матеріал поверхні вальців різноманіт- ні. Використовують вальці металеві і обгумовані, гладенькі й риф- лені з прямими та гвинтоподібними пазами (рис. 5.41, а, б). Відомі косарки-плющилки, нижній валець яких шевронний, а верхній — гладенький. Верхній і нижній вальці деяких плющильних апаратів мають гвинтові пази, розміщені під різним кутом до осі.

Вальцьові апарати як качановідокремлювальні застосовують у комбайнах для збирання кукурудзи на зерно. Для кращого захвату стебел поверхні відокремлювальних вальців обладнують ребрами

(рис. 5.41, в, г).

Вальцьові апарати як живильні (рис. 5.41, д, е, є, ж) застосовують у кормозбиральних комбайнах. Вони затягують, ущільнюють, рів-

Рис. 5.41. Схеми вальцьових апаратів:

а — плющильні вальці рифлені з гвинтоподібними пазами; б — плющильні вальці рифлені з прямими пазами; в — переріз відокремлювальних вальців кукурудзозби- ральних машин; г — переріз плющильних вальців косарок-плющилок; д, е, є, ж — жи- вильні апарати кормозбиральних комбайнів; 1 — приймальний бітер; 2 і 7 — верхні вальці; 3 — ніж; 4 — протирізальна пластина; 5 — нижній валець; 6 і 8 — конвеєри

248

Основи теорії та розрахунку косарок, косарок-плющилок …

номірно розподіляють стеблову масу по протирізальній частині по- дрібнювального апарата.

Крім цього, вальцьові апарати застосовують для роздавлювання коробочок льону і перетирання їх оболонок з метою відокремлення насіння.

5.4.2. Основи теорії та розрахунку вальцьових апаратів

Умови захоплювання стебел гладенькими вальцями. Маємо вальці діаметром D1 і D2 (рис. 5.42), які установлені із зазором а і

обертаються з кутовими швидкостями

ω1 і ω2.

Робочий процес вальців може від- буватися за три етапи, які змінюються послідовно: захоплювання і затягу- вання стебел; протягування; вихід стебел із робочої зони. Найвідпові- дальніший етап — захоплювання сте- бел.

Стебла завтовшки h подаються з

певним зусиллям у робочий зазор a. Тому в точці контакту виникають нор-

мальні реакції N1 і N2 , перпендику-

лярні до поверхні вальців, і дотичні до неї сили тертя F1 і F2.

Спроектувавши всі сили на вісь х, отримаємо, що для захоплювання сте- бел вальцями потрібно, щоб викону- валась умова

Рис. 5.42. Схема до обґрунту- вання умов захоплювання стебел гладенькими вальцями

F1 cos α1 + F2 cos α2 ≥ N1 sin α1 + N2 sin α2 ,

(5.91)

де α1, α2 — кути захоплювання стебел.

Оскільки F1 = N1tgϕ1 , а F2 = N2tgϕ2 , де ϕ1 і ϕ2 — кути тертя сте- бел по вальцях, то, підставивши значення F1 і F2 у залежність

(5.91), отримаємо

N1tg ϕ1 cos α1 + N2tg ϕ2 cos α2 ≥ N1 sin α1 + N2 sin α2.

В існуючих вальцьових апаратах різниця діаметрів D1 і D2 не- значна, тому з достатньою точністю можна вважати, що N1 = N2 , а

α1 = α2 = α.

249

Розділ 5

Перетворивши наведену вище залежність, матимемо умову захоп- лювання стебел вальцями

tg ϕ1 + tg ϕ2	≥ 2tg α.	(5.92)
Захоплювання стебел не відбуватиметься, якщо
tg ϕ1 + tg ϕ2	≤ 2tg α.	(5.93)

Захоплювання стебел у косарках-плющилках та коробочок льону теркового апарата може бути за виконання умови (5.92), а щоб ка- чани не захоплювалися вальцями — за умови (5.93).

Діаметр вальців. Робота вальців залежить від значення кутів ϕ1, ϕ2 і α. Кути ϕ1, ϕ2, у свою чергу, залежать від фрикційних влас-

тивостей поверхонь вальців. Кут α змінюється залежно від геомет- ричних розмірів вальців і стебел, а також від зазору a між вальця- ми.

Із рис. 5.42 видно, що cos α = 2OAD . Оскільки OA = D2 + a2 − Dh , то

cos α =1 +	a	−	h	.	(5.94)
	D
			D

Беручи для качановідокремлювальних і плющильних вальців ϕ1 = ϕ2 із залежностей (5.92) і (5.93), отримаємо

tg ϕ ≥ tgα або ϕ ≥ α;	(5.95)
tg ϕ ≤ tg α або ϕ ≤ α.

Якщо ϕ ≥ α, то cosϕ ≤ cosα. Тоді із залежності (5.94) матимемо cos ϕ ≤1 + Da − Dh ,

звідки

	D ≥			h − a	.	(5.96)
		1		− cos ϕ

Із залежності (5.96) випливає, що чим більший діаметр вальців, тим краща їх захоплювальна здатність.

За аналогією із залежністю (5.96) можна записати

	D ≤			h − a	.	(5.97)
		1		− cos ϕ

250