4.4.2. Грабли, подборщики, пресс-подборщики, кормоуборочные

и силоуборочные комбайны

Масса сена на длине валка в 1 м, кг/м:

, (4.88)

где У- урожайность зеленой массы травы, ц/га; В - ширина захвата граблей, м.

Расстояние, необходимое для формирования одной копны (стога) массой G при подборе валка:

, (4.89)

где G - масса копны (стога), кг.

Производительность пресса в т/ч можно определить по выражению

Q = 3,6∙q∙k, (4.90)

где q - пропускная способность пресса, кг/с (существующие прессы имеют пропускную способность в пределах 3...5 кг/с); k - коэффициент, зависящий от полноты загрузки пресса и равный 0,3...0,55. Пропускную способность пресса можно также определить по формуле:

, (4.91)

где υ_м - скорость пресс-подборщика, км/ч; У - урожайность сена, ц/га; В- ширина захвата граблей, формировавших валок, м.

Необходимое число ножей на измельчающем барабане силосоуборочных ком­байнов определяют по выражению:

, (4.92)

где υ_сл - скорость подачи слоя материала на измельчающий барабан (принимают при­близительно на 30...35% больше скорости комбайна), м/с; n - частота вращения бара­бана, мин^-1; l_рез - длина резки, мм.

Масса материала G₂ при выходе из сушильной камеры

, (4.93)

где W₁, W₂ - соответственно содержание влаги до и после сушки, %; G₁ - масса материала до сушки, кг.

Направление перемещения травы при сгребании колесно-пальцевыми граблями можно с достаточной степенью точности принять совпадающим с направлением абсолютной скорости υ_а конца пальца, находящегося в самом низком положении. В этой точке абсолютная скорость υ_а пальца составляет с переносной скоростью υ_м угол ε. Из треугольника скоростей видно (рисунок 4.27), что

(4.94)

где α – угол между направлением движения и плоскостью вращения пальцевых колес; ω – угловая скорость пальцевых колес; r – радиус пальцевых колес.

Рисунок 4.27 - Схема сгребания травы колесно-пальцевыми граблями

В процессе работы пальцы подборщика совершают сложное движение. Концы пальцев движутся по траекториям, характеризуемым уравнениями

(4.95)

где r – радиус вращения конца пальца; ω – угловая скорость пальца подборщика; υ_м – поступательная скорость подборщика.

Мощность N, потребная на прессование, определяется по формуле

, (4.96)

где ε – удельные энергозатраты на тонну спрессованного сена , принимаемые от 0,4 до 0,85 кВтч/т; - масса валка на длине в 1м, кг;- скорость движения машины, м/с.

Средняя длина l_р резки зависит от скорости U_м подачи массы питающими вальцами кормоуборочного комбайна, от числа z ножей и частоты n их вращения

(4.97)

где U_в – окружная скорость подающих вальцов; η_б – коэффициент пробуксования массы в вальцах (η_б = 0,10…0,15).

Пример 84. Урожай зеленой массы травы составляет 30 ц/га. Определеить массу травы на длине валка в 1 м, если она собирается граблями ГВР-630.

Решение: Из технической характеристики ГВР-630 известно, что ширина захвата равна 6,3 м. Тогда масса сена на длине валка в 1 м может быть определена по формуле (4.88)

кг/м.

Ответ: m_в = 1,89 кг/м.

Пример 85. Урожай сена составляет 45 ц/га. Оно собрано в валки на расстоянии 10 м друг от друга. Определить путь подборщика-копнителя для образования одной копны массой 400 кг.

Решение: Расстояние, необходимое для формирования копны массой 400 кг при подборе валков подборщиком-копнителем, может быть определено по формуле (4.89)

м.

Ответ: l = 88,9 м.

Пример 86. Производительность пресс-подборщика ПС-1,6 при максимальной скорости агрегата составляет 9 т/ч. Определеить пропускную способность пресс-подборщика.

Решение: Пропускная способность пресс-подборщика ПС-1,6 может быть определена по формуле (4.90). Коэффициент k, зависящий от полноты загрузки пресса, принимаем k 0,55. Тогда

кг/с.

Ответ: q=4,5 кг/с.

Пример 87. Урожайность сена составляет 40 ц/га. Оно собрано в валки на рас­стоянии 6 м друг от друга. Валок подбирается пресс-подборщиком ПС-1,6 при скорости 7 км/ч. Определить пропускную способность пресса.

Решение: Пропускную способность пресса определяем по формуле (4.91)

кг/с.

Ответ: q=4,6 кг/с.

Пример 88. Урожай зеленой массы тимофеевки, убираемой на травяную муку, составляет 36 ц/га. Определить ожидаемый выход травяной муки (10%-й влажности) с одного гектара площади, если начальная влажность зеленой массы составляет 70%.

Решение: Масса материала (травяная мука) при выходе из сушильной камеры может быть определена по формуле (4.93)

.

Ответ: G₂=12 ц/га.

Пример 89. Определить необходимое число ножей на барабане силосоубороч­ного комбайна для обеспечения длины резки 30 мм, если частота вращения бара­бана 1150 мин^-1, скорость подачи слоя материала 2 м/с.

Решение: Количество ножей на измельчающем барабане для обеспечения за­данной длины резки определяем по формуле (4.92)

ножа.

Полученное по данному выражению число ножей округляет до целого числа, и, как правило, берут четный, так как при замене ножа, вышедшего из строя, или при необходимости изменить их количество, снимая противоположный парный нож, можно уравновесить барабан.

Ответ: z=4 ножа.

Пример 90. Определить величину и направление абсолютной скорости υ_а конца пружинного пальца колесно-пальцевых граблей, с которой он взаимодействует на скошенную траву в своем нижнем положении, если коэффициент скольжения колес относительно почвы δ=0,08, угол между плоскостью вращения рабочего колеса и направлением движения α=45, а поступательная скорость агрегата υ_м=2,4 м/с.

Решение: Из рисунка 4.27 следует, что

м/с,

где м/с.

Направление вектора абсолютной скорости υ_а определится углом ε с переносной скоростью υ_м по выражению (4.94)

отсюда ε=arctg11,4=85.

Ответ: υ_а =3,12 м/с; ε=85.

Пример 91. Колесно-пальцевые грабли имеют шесть рабочих колес r=600 мм, которые установлены к направлению движения под углом α=45 и сгребают траву на высоте гребня h=50 мм. Определить ширину l₁ полосы, с которой трава сгребается одним колесом и ширину захвата В граблей.

Решение: Из рисунка 4.27 следует, что:

где .

Ширина захвата граблей ,

где z – число рабочих колес.

Ответ: l₁ = 0,34 м; В = 2,04 м.

Пример 92. Подборщик валков движется с поступательной скоростью υ_м =8 км/ч. Определить окружную скорость U конца пальца, находящегося в верхнем положении, при котором обеспечивается качественный подбор валка.

Решение: Известно [3,7], что качественный подбор валка обеспечивается при показателе кинематического режима Принявλ=1,7, найдем

м/с.

где υ_м =8км/ч=2,22 м/с.

Ответ: U=3,78 м/с.

Пример 93. Определить мощность N, требуемую на прессование сена влажностью 17…18% из валков в тюки плотностью 160 кг/м³. Валки сформированы ротационными граблями ГВР-420 шириной захвата В=4,2 м при поступательной скорости υ_м =1,2 м/с. Урожайность подбираемой растительной массы У=4 т/га.

Решение: Массу валка на длине в 1 м можно определить по формуле (4.88)

кг/м.

Мощность N, потребная на прессование, определяется формулой (4.96)

кВт,

где ε=5 кВт∙ч/т – удельные энергозатраты на тонну с прессованного сена.

Ответ: N=36,2 кВт.

Пример 94. Определить окружную скорость U_в вальцов, падающих растения к измельчающему диску с частотой вращения n=170 c^-1, если требуемая длина измельчения растений l_р= 5 мм.

Решение: В зависимости от длины резки применяют диски (или барабаны) с различным числом z ножей (от 3 до 12). Поскольку длина резки достаточно малая, то примем z=12. Величину коэффициента η_б пробуксованная примем равным 0,10. Из формулы (4.97) при z=12 и η_б=0,10 будем иметь

м/с.

Ответ: U_в =11,33 м/с.

Упражнения

4.17. Урожай травы в поле определен в 48 ц/га. Ее собирают в валки размером 4 кг на длине 1 м. Определить расстояние между соседними валками.

4.18. Урожай зеленой массы при влажности 70% составляет 40 ц/га. При влаж­ности 25% сено сгребается в валки граблями ГВК-6. Определить массу сена на длине валка в 1 м.

4.19. Урожай сена составляет 30 ц/га. Оно собрано в валки на расстоянии 8 м друг от друга. Определить путь подборщика-полуприцепа ТП-Ф-45 для образования массы сена 300 кг.

4.20. Сено сгребается в валки граблями ГВК-6 массой 3 кг на длине валка в 1 м. Определить расстояние между соседними копнами, образованными подборщиком-копнителем, если масса одной копны 400 кг.

4.21. Сбор сена из валка массой 4 кг на длине 1 м осуществляется навесной во­локушей ВНШ-3,0. Определить путь волокуши ВНШ-3,0 для образования копны массой 250 кг.

4.22. Производительность пресс-подборщика ПС-1,6 составляет 10 т/ч. Опреде­лить пропускную способность пресс-подборщика, если коэффициент k=0,4.

4.23. Урожайность сена составляет 30 ц/га. Оно собрано в валки на расстоянии 10 м друг от друга. Валок подбирается пресс-подборщиком ПС-1,6 при скорости 6 км/ч. Определить пропускную способность пресса.

4.24. Определить, с какой скоростью должен двигаться пресс-подборщик ПС-1,6, подбирающий валок массой 3 кг на длине в 1 м, если максимальная его произ­водительность 15 т/ч.

4.25. Определить производительность пресс-подборщика ПС-1,6, подбираю­щего валок, образованный граблями ГВК-6. Урожайность сена 35 ц/га. Скорость пресс-подборщика ПС-1,6 - 5 км/ч. Коэффициент k принять равным 0,5.

4.26. Урожай зеленой массы при влажности 73% составляет 43 ц/га. При влаж­ности 23% сено собирается в валки граблями ГВР-630 и подбирается пресс-подборщиком ПС-1,6. Скорость пресс-подборщика 6 км/ч. Определить пропуск­ную способность и производительность пресс-подборщика, если коэффициент k равен 0,3.

4.27. Определить расстояние между соседними рулонами, сформированными пресс-подборщиком ПРП-1,6. Масса сена 3 кг на длине валка в 1 м. Рулон форми­руется массой 450 кг.

4.28. Определить расстояние между соседними тюками, образованными пресс-подборщиком ПС-1,6, если сено сгребалось в валки граблями ГВР-630 при урожай­ности 30 ц/га, масса тюка 20 кг.

4.29. Масса травяной муки (8%-й влажности) с 18 га составила 180 кг. Определить, какая была урожайность зеленой массы с одного гектара площади, если начальная влажность зеленой массы составляла 73%.

4.30. Определить число ножей на барабане кормоуборочного комбайна для обеспечения длины резки 30 мм, если частота вращения барабана 1400 мин^-1, а скорость движения комбайна - 5 км/ч.

4.31. Определить скорость движения комбайна Дон-750 для обеспечения длины резки 40 мм, если частота вращения барабана 1150 мин^-1, а число ножей на бараба­не - 6 шт.

4.32. Определить длину резки зеленой массы, убираемой кормоуборочным комбайном, если частота вращения барабана 1400 мин^-1, скорость подачи слоя ма­териала на измельчающий барабан 2,5 м/с, а число ножей на барабане 4.

4.33. Три комбайна КСК-100 А убирают кукурузу на силос. Урожайность зеле­ной массы 250 ц/га. Скорость движения комбайна 5 км/ч. Определить, сколько по­требуется автомобилей грузоподъемностью 2 т для отвоза силосной массы на расстоя­ние 5 км, если средняя скорость машины в пути составляет 25 км/ч/ Время раз­грузки - 5 мин.

4.34. Тюки, спрессованные пресс-подборщиком при влажности сена 35%, отве­зены для активного вентилирования подогретым воздухом. Размер тюков: 1000x500x360 мм, плотность прессования 100 кг/м³. Определить массу тюка после активного вентилирования, если влажность сена снизилась до 16%.

4.35. Урожай зеленой массы при влажности 72% составляет 48 ц/га. При влажности 27% сено сгребается в валке граблями ГВР-630. При влажности 16% сено подбирается подборщиком-полуприцепом ТП-Ф-45 вместимостью 45 м³. Определить путь подборщика-полуприцепа ТП-Ф-45 до полной его загрузки, если плотность массы в нем 60 кг/м³.

4.36. Определить величину и направление областной скорости υ_а конца пружинного пальца колесно-пальцевых граблей с которой он взаимодействует на скошенную траву в своем в нижнем положении, если коэффициент скольжения колес относительно почвы δ, угол между плоскостью вращения рабочего колеса и направлением движением α, а поступательная скорость агрегата υ_м.

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
δ	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10
α,град	45	45	45	45	45	50	50	50	50	50
υм, м/с	1,5	1,6	1,7	1,8	2,0	2,0	1,8	1,7	1,6	1,5

4.37. Колесно-пальцевые грабли имеют z рабочих колес с радиусом r=660 мм, которые установлены к направлению движения под углом α и сгребают траву на высоте h. Определить ширину l₁ полосы, с которой сгребаются одним колесом и ширину захвата В граблей.

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
z, шт	6	12	6	12	6	12	6	12	6	12
α , град	45	45	50	50	45	50	45	50	45	50
h, мм	40	50	60	70	80	80	70	60	50	50

4.38. Определить абсолютную скорость конца пальца подборщика, движущегося по траектории, характеризуемой уравнениями (4.95).

4.39. Подборщик валков движется с поступательной скоростью υ_м. Определить окружную скорость U конца пальца, находящегося в верхнем положении, при котором обеспечивается качественный подбор валка.

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
υм, км/ч	5	6	7	8	9	5	6	7	8	9
	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	1,9	1,8	1,6	1,7

4.40. Определить кинематический показатель λ режима работа подборщика валков, если известны радиусы r_в вращения трубчатых валов, угол α между пальцем и радиусом барабана, длина l зуба и расстояния l от трубчатого вала до середины выступающей за кожух части пальца. Указание: для определения λ использовать расчетную схему, приведенную в [6].

4.41. Определить мощность N, требуемую на прессование сена из валков, сформированными ротационными граблями шириной захвата B при поступательной скорости υ_м и урожайности подбираемой расширительной массой У.

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
B, м	4,5	6,3	4,2	5,0	3,8	6,0	2,3	4,2	6,3	6,0
υм, м/с	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,0	1,1	1,2	1,4	1,5
У, т/га	2,0	2,2	2,8	3,0	4,0	2,0	2,5	3,0	4,0	4,5

4.42. Определить окружную скорость U_в вальцов, подающих растения к измельчающему барабану с частотой вращения n, если требуемая длина измельчения растений l_р.

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
n, с-1	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190
lp, мм	8	10	12	20	22	24	26	28	30	30