Уменьшение неравномерности диссипативной мощности решетной зерноочистительной машины

МАШИНОВЕДЕНИЕ, СИСТЕМЫ ПРИВОДОВ И ДЕТАЛИ МАШИН. ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

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

УМЕНЬШЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДИССИПАТИВНОЙ МОЩНОСТИ РЕШЕТНОЙ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

Аннотация. Показано, что применение кинематической схемы решетной зерноочистительной машины со сдвигом фаз колебаний решетных станов относительно друг друга на четверть периода колебаний позволяет примерно в пять раз уменьшить неравномерность диссипа-тивной мощности.

Ключевые слова: решетный стан, колебания, дис-сипативная мощность, привод.

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

A.D. Terentiev, S.S. Nizavitin

Maltsev Kurgan State Agricultural Academy

UNEVENNESS DECREASE OF A SIEVE GRAIN CLEANER DISSIPATION POWER

Abstract. The paper shows that the use of kinematic scheme of a sieve grain cleaning machine with a shift of oscillation phase of sieve pans equal to a quarter of the oscillation period allows to decrease dissipation power of unevenness by a factor of 5.

Keywords: sieve pan, vibrations, dissipation power,

drive.

ВВЕДЕНИЕ

Применение кинематической схемы машины, при которой фазы колебаний двух решетных станов сдвинуты относительно друг друга на четверть периода колебаний, позволяет исключить потребление из сети электрической мощности, равной инерционной [1-12].

Целью работы является установление влияния этой кинематической схемы на диссипативную мощность, обусловленную потерями в зерновом ворохе.

1 Диссипативная мощность для двух решетных станов с эксцентриками, сдвинутыми относительно друг друга на л.

Эта мощность равна

Рл = 2 P г

где P r

cos шл

гтах - амплитуда диссипативнои мощности для

одного решетного стана (рисунок 1).

Пиковые значения мощности составляют

P = 2P .

znmax z max

Рисунок 1 - Диссипативная мощность машины с эксцентриками, сдвинутыми на п

2 Диссипативная мощность для двух решетных станов с эксцентриками, сдвинутыми относительно друг друга на п/2.

Эта мощность равна

Р zn /2

V2Pz m

V2P m

Pzmax (|C0S H + |sin H):

sin

Sin

лЛ л

шт +— 1 + n— 4 J 2

шт + (1 + 2n )л

л л л „

t = т + n—, 0 <шт<—, n G U 2 2 ).

Пиковые значения мощности составляют

p =4ïp

z(л/2)max * zmax '

Графики мощности представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Диссипативная мощность машины с эксцентриками, сдвинутыми на л /2

0

о

t

8

ВЕСТНИК КГУ, 2015. № 3

3 Сравнение коэффициентов неравномерности

Нагружение привода и питающей сети диссипатив-ной нагрузкой у машины с эксцентриками, сдвинутыми на п / 2, существенно равномернее, а ее пиковая мощность

в 72 раз меньше (почти на 30%), чем у машины с эксцентриками, сдвинутыми на п.

Коэффициент неравномерности диссипативной мощности решетной машины с эксцентриками, сдвинутыми относительно друг друга на п, по аналогии с [13] равен

P - P P - P

g _ zn max_zn mm __zn max_zn mm _ 2

n~ P ~ (P + P )/2 " ,

zn mi d V zn max zn min /

поскольку Pznmin _ 0 .

Для машины с эксцентриками, сдвинутыми на n /2, соответственно,

Sn/2 =

P - P

z (n /2)max z (n/2)min [Pz(n/ 2)max + Pz(n/2)min J /2

V2-1 _ --1)

((2 +1)/2 ((2 +1)((2 -1)/2

- 2((2-1)2 « 0,343

Отношение коэффициентов неравномерности составляет

5,8

P

znmid

Pznmax ~ f sin qd9=-Pznmax1cOs|0 = 2 p

ni п 0 П

я п

Sn = 2.

P,

z ( n /2)min

P 2

p _ zn max I__

rz(n/2)mid _

2 П

P

D _ zn max

z ( n/2)max ^

P 2

zn max +__

2 n

P P

zn max zn max

V2

1 _2__1

.2 n

Л

= P..

>/2л + 4-2\f2

Sn/2 =-

p

- P,

z (n /2)max z (n/2)min

p

z ( n/2)mid

p

P P

zn max___zn max

V2 2 V2n+4-2V2

2\f2n

n( 2 -V2 ) 2V2 +4-2V2 >/2л+4-2V2

2 -V2

0,328.

8,/2 0,343

В связи с тем, что для выпрямленной гармонической функции

P P + P )/2

zn mid V zn max zn min J '

формула расчета коэффициента неравномерности энергообмена может быть скорректирована

К

Таким образом, корректировка расчета коэффициента неравномерности энергообмена достаточно существенна.

ВЫВОД

Применение кинематической схемы решетной зерноочистительной машины со сдвигом фаз колебаний решетных станов относительно друг друга на четверть периода колебаний позволяет в 5,8 (4,8) раза уменьшить неравномерность диссипативной мощности, рассеиваемой в зерновом ворохе.

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 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., Попов Д. П., Баитов С. Г.

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 C. 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.

13 Костыркин М. И. Теория механизмов и машин. Курск : Курский

политехнический институт, 1969. 714 с.

S

2

n

2

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10

9