3.4 Технологічний, кінематичний і енергетичний розрахунки подрібнювача-роздавача сіна

3.4.1 Розрахунок технологічних показників та основних параметрів

Мобільний подрібнювач-роздавач, проходячи вздовж годівниць, повинен мати продуктивність, що забезпечує видачу необхідної кількості сіна розрахунковому поголів’ю худоби (при однобічному роздаванні), визначаємо за формулою [9]:

(3.1)

де – кількість сіна, необхідна для розрахункового поголів’я худоби, т;

– поступальна робоча швидкість агрегату, м/с;

– фронт годівлі з урахуванням кількості ліній годівниць, які завантажуються кормом за один прохід агрегату при однобічному роздаванні, м.

Кількість сіна, необхідного для розрахункового поголів’я худоби

, (3.2)

де – разова норма видачі сіна на 1 голову відповідно до прийнятого раціону, кг, приймаємо (оптимально добова норма споживання сіна для корів – 4,9 [7]; кратність згодовування сіна – 2 рази в день [10]);

– розрахункове поголів’я худоби, приймаємо корів (виходячи з проектної місткості одного корівника).

Фронт годівлі

(3.3)

де – ширина фронту годівлі однієї корови, м, ; приймаємо

– кількість голів худоби, що припадає на одне кормо місце,

Швидкість переміщення агрегату

, (3.4)

де – допустима тривалість роздавання кормів у приміщенні, с,

Підставивши значення , та у формулу 3.1, одержимо

Об’єм бункера подрібнювача-роздавача повинен бути таким, щоб корму, завантаженого в нього хватало для роздачі тваринам одного або кількох рідів приміщення.

За цих умов необхідну масу в бункері визначаємо за формулою [11]:

(3.5)

де – кількість голів у ряду, ,

– кількість рядів тварин у приміщенні, які обслуговує подрібнювач-роздавач,

Об’єм бункера становить:

, (3.6)

де – об’ємна маса корму, ; – об’ємна маса рулонів сіна (прес-підбирач ПРП-1,6), приймаємо ;

– коефіцієнт заповнення бункера кормом; у варіанті, коли роздавач здійснює ще й функцію подрібнення , приймаємо .

Виходячи з розрахунків необхідної маси корму в бункері і об’єму бункера , а також технічних характеристик роздавача КТУ – 10А (вантажопідйомність – 300 кг; місткість бункера – 10; габаритні розміри – 5800 х 1945 х 2420 мм) [13] і рулонного преса-підбирача ПРП – 1,6 ( діаметр рулона – 1,5 м, довжина – 1,4 м, об’ємна маса – [13] , маса – 500 кг[14] ) приходимо до висновку, що завантаження в бункер подрібнювача-роздавача двох рулонів сіна є найбільш оптимальним ( Мб =1000кг). Цієї маси корму достатньо для всього поголів’я (400 корів) ферми.

Подача корму поздовжнім транспортером повинна дорівнювати подачі вивантажувального (поперечного) і узгоджена зі швидкістю агрегату. Оскільки висота бурта корму в бункері роздавача є змінною ( рулон має форму циліндра), то подачу корму поздовжнім і поперечним транспортерами краще визначати експериментальним шляхом.

3.4.2 Технологічний розрахунок різального пристрою

Спочатку розглянемо саму суть робочого процесу ковзного різання матеріалу лезом.

Для ілюстрації його розглянемо характер дії ножа на перероблюваний матеріал (рис. 3.7).

1 – ніж; 2 - перероблюваний матеріал; 3 – протиріз (задня рухома стінка);

­ ­– товщина (гострота) леза; – кут заточування ножа; - трансформований кут заточування ножа; – кут ковзання; ­– сила різання;  – бокова (тангенціальна) ковзна сила; ­ сила тертя; ­ сила тиску фаски ножа на матеріал.

Рисунок 3.7 – схема до визначення умов нормального ковзання та трансформації кута заточування ножа.

Рисунок 3.7– Схема до визначення умов нормального ковзного різання та трансформації кута заточування ножа

У даному випадку різання бокова ( тангенціальна) сила спричиняє ковзний рух ножа по матеріалу. У противагу цьому рухові виникає сила тертя ! ФОРМУЛА між лезом ножа та перероблюваним матеріалом. Очевидно, що ковзний рух ножа по матеріалу буде можливим за умови:

!!! Д А Л І Ф О Р МУ Л И !!!1

де ! – коефіцієнт тертя між лезом ножа і перероблюваним матеріалом;

!!! – кут тертя між лезом і перероблюваним матеріалом.

Отже, ковзне різання відбувається у тих випадках, коли кут ковзання перевищує величину кута тертя між лезом ножа і перероблювани матеріалом. Відносний рух ножа забезпечує перепилюючу дію мікровиступів леза. Роль нормального зусилля N зводиться лише до того, щоб притискати ніж до матеріалу. Крім того, при ковзному різанні зменшується (трансформується) кут заточування !! ножа ( ще в більшій мірі, ніж при похилому різанні).

Таким чином, у випадку ковзного різання перепилююча дія леза і значна трансформація кута заточування сприяють розділенню перероблюваного матеріалу на частки практично без його деформації, а також істотному зниженню зусилля різання. Це найекономічніший за енергозатратами спосіб різання, який дає дуже чистий зріз.

Д А Л І І Д У Т Ь Ф О Р М У Л И !!!

Форма і розміри ножа істотно впливають на процес різання. Найбільш важливо правильно вибрати тип леза (гладке, насічне) і кут заточування ножа.

Насічні леза мають перевагу – більший коефіцієнт тертя по стеблинам перероблюваного матеріалу. Крім того, їх не потрібно точити. Недолік насічни х лез – менша їх гострота, забивання і збільшення опору при різанні вологих волокнистих стебел. Тому для розрізання рулонів сіна на смуги ми вибрали гладкі леза.

Для зменшення енергоємності процесу різання кут заточування ножа ! доцільно робити найменшим, аж до нульового значення. Однак, із зменшенням кута ! міцність леза зменшується. Тому кут !!! для соломорізок приймають в межах 10 … 22 ??? !!! [ 7 ]. Виходячи з цього для різання рулонів сіна нами вибрано ножі з кутом заточування 10 ??? ???град.!!!

Ширина і товщина ножа повинні бути як можливо менші, але не в ущерб міцності. Тому ножі шириною в = 100 мм і товщиною ??? !!! =1,6 мм

Далі формулою !!! .