Инерционно-гравитационная мощность решетной зерноочистительной машины

УДК 631.362.322

И.П. Попов, В.Г. Чумаков, С.С. Родионов, И.В. Шевцов, А.Д. Терентьев, С.С. Низавитин Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева

ИНЕРЦИОННО-ГРАВИТАЦИОННАЯ МОЩНОСТЬ РЕШЕТНОЙ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

Аннотация. С учетом инертности зернового вороха произведен расчет инерционной и гравитационной мощностей, развиваемых приводом решетной зерноочистительной машины. Показано, что наклон решет главным образом приводит к развитию гравитационной мощности и почти не влияет на инерционную мощность.

Ключевые слова: решетный стан, колебания, инерционная и гравитационная мощности, привод.

I.P. Popov, V.G. Chumakov, S.S. Rodionov, I.V. Shevtsov,

A.D. Terentiev, S.S. Nizavitin

Maltsev Kurgan State Agricultural Academy

INERTIAL-GRAVITATIONAL POWER OF SIEVE GRAIN CLEANERS

Abstract. With account for grain pile inertia, a measurement of inertial and gravitational power developed by a grain cleaner machine drive was made. The study shows that the sieve slope leads mainly to the development of gravitational power and has almost no effect on the inertia power.

Keywords: sieve pan, vibrations, inertial and gravitational power, drive.

ВВЕДЕНИЕ

В решетных зерноочистительных машинах развиваются инерционная и диссипативная мощности. При наклоне решет, выполняемом в технологических целях, дополнительно развивается гравитационная мощность, обусловленная вертикальным перемещением части зернового вороха.

Целью работы является определение влияния наклона решет на инерционную и гравитационную мощности решетных зерноочистительных машин.

1 Подвижность зернового вороха и связь вертикального ускорения опоры с горизонтальным ускорением решетного стана

kv -я часть зернового вороха условно может считаться неподвижной относительно решетного стана, а оставшаяся (1 — kv )-я часть - подвижной.

На рисунке 1 показана связь вертикального ускорения опоры ay с горизонтальным ускорением решетного

стана ax. При этом kv -я часть зернового вороха перемещается с ускорением , а (1 — kv )-я часть - с ускорением ay .

2 Расчет инерционно-гравитационной мощности

Координата, скорость и ускорение решета равны

x = l sin rat, v„ = x = lra cos rat,

a = X = -lra sin rat,

где 1 - амплитуда колебаний, м; ' ю - циклическая частота колебаний, рад/с [1-12].

ах - ускорение решетного стана, ау - вертикальное

ускорение опоры Рисунок 1 - Связь вертикального ускорения опоры с горизонтальным ускорением решетного стана

Вертикальная скорость зернового вороха с учетом (1) и в соответствии с рисунком 1 равна

vy = vx tga = lra cos rattga. Вертикальное ускорение опоры равно ay = axtga = -lra2 sin rattga. Вертикальная сила равна

' fy = fg - fay = (1 - к )mzg - (1 - kv H (-ay) = (1 -kv )mzg-(1 -kv )mzlra2 sin rattga =

(1 - kv)mz (g - lra2 sin rattga). Мгновенное значение мощности, развиваемой приводом при вертикальном перемещении (1 - kv )-й части зернового вороха, имеет вид:

qy = fyvy =(1 -kv )mz (g-lra2 sin rattga) lracos rattga =

(1 -kv )mzglra cos rattga - 0,5(1 -kv)mzl2ra3 sin 2rattg2a Мгновенное значение мощности, развиваемой приводом при горизонтальном перемещении kv -й части зернового вороха, равно

qx = kvmzaxvx = -kvmzlra2 sin ratlra cos rat = = -0,5kvmzl2ra3 sin2rat.

Мгновенное значение инерционно-гравитационной мощности имеет вид:

q=qx+qy =

= (1 -kv)mzglra cosrattga - 0,5(1- kv)mzl2ra3 sin2rattg2a -

- 0,5kvmzl2rai sin2rat = (1-kv)mzglra cosrattga -

- 0,5mzl 2ra3 sin 2rat [(1 - kv )tg2 a + kv ] = qg + qa.

Гравитационная мощность равна

Qg = (1 - kv)mglratga.

Инерционная мощность равна

Qa =0,5m/ra3[(1 -kv)tg2a + k ].

Инерционная мощность при a=0 равна

Qao = 0,5km/ra3.

На рисунке 2 представлена инертно-гравитационная мощность

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10

37

университета. Естественные науки. 2013. Вып. 6. № 3(30). С. 76-77.

8 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания в

системах с кривошипно-кулисными механизмами //Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 7. №2(24). С. 14-16.

9 Попов И. П., Попов Д. П., Кубарева С. Ю. Самонейтрализация

реакции системы из трех массивных частей на внешние периодические воздействия // Высокие технологии в машиностроении: материалы Международной научно-технической конференции. Курган: Изд-во КГУ, 2012. С. 209-211.

10 Попов И. П., Попов Д. П., Кубарева С. Ю. Об одном способе

нейтрализации реакции массивных деталей и узлов на внешние периодические воздействия // Вестник Курганской ГСХА. 2012. № 2 (2). С. 60-62.

11 Попов И. П., Чумаков В. Г., Чикун А. В. и др. Одно из направлений

модернизации решетных станов зерноочистительных машин // Зауральский научный вестник. 2014. № 2(6). С. 30-32.

12 Попов И. П., Попов Д. П., Кубарева С. Ю., Блынских Е. Ю.

Нейтрализация механического инертного реактанса основной гармоники в двигателях внутреннего сгорания //Проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта : материалы международной научно-практической конференции. Курган : Изд-во КГУ, 2013. С. 82-87.

Рисунок 2 - Инертно-гравитационная мощность

Пример. Пусть а = 7°, I = 7,5 • 10 3 м, частота колебаний п = 8 Н ( ш = 2пп), тг = 40 кг; к = 0,3. Гравитационная мощность равна

= (1- К =

= (1 -0,3)40• 9,8• 7,5 •Ю-3 • 2п8• 0,123 « 13Вт. Инерционная мощность равна

<2а = 0,5 т/ш3 [(1 -к Нв2а + к ] =

0,5• 40• 7,52 •Ю-6(2п8)3 [(1 -0,3)0,1232 + 0,3] « 44 Вт.

Инерционная мощность при а = 0 равна 0>а0 = 0,5К,тг/2ю3 = 0,5• 40• 7,52 •Ю-6(2п8)30,3 «43 Вт

ВЫВОД

Таким образом, наклон решет главным образом приводит к развитию гравитационной мощности (для приведенных количественных параметров - около 30% от инерционной мощности) и почти не влияет на инерционную мощность.

Список литературы

1 Popov I. P. Free harmonie oscillations in systems with homogeneous

elements // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 2012. Vol. 76. Iss. 4. P. 393-395.

2 Попов И. П. Колебательные системы, состоящие только из

инертных или только упругих элементов, и возникновение в них свободных гармонических колебаний // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 1(21). С. 95-103.

3 Попов И. П. Колебательные системы с однородными элементами //

Инженерная физика. 2013. № 3. С. 52-56.

4 Попов И. П., Шамарин Е. О. Свободные механические гармонические

колебания со смещенными фазами // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2013. № 2(29). С. 39-48.

5 Попов И. П. Механические колебательные системы, состоящие

только из однородных элементов, и возникновение в них свободных гармонических колебаний // Омский научный вестник. Приборы, машины и технологии. 2012. № 3(113). С. 177-179.

6 Попов И. П., Чумаков В. Г., Чикун А. В. Самонейтрализация

механических инертных реактансов основной гармоники в решетных станах //Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 4(28). С. 170-174.

7 Попов И. П. Свободные механические гармонические колебания,

обусловленные преобразованием кинетической энергии в кинетическую//Вестник Курганского государственного

38

ВЕСТНИК КГУ, 2015. № 3