1.7 .Высоту горловины определяем по заданной пропускной способности и расчетной длине резки, используя формулу:

(2)

где а- высота горловины, м;

Q - пропускная способность режущего аппарата, кг/с;

b - ширина горловины, м;

- длина резки, м;

Z - число ножей, Z = 2...6;

 - насыпная плотность материала, кг/м³;

_ср - угловая скорость ножевого диска, рад/с.

Зная a строим сечение горловины. Высота горловины должна быть в пределах а = 30…100_мм.

Как следует из анализа схемы, в этом режущем аппарате по мере поворота ножа угол раствора увеличивается и достигает своего максимального значения в точке IV. Чтобы обеспечить надёжное защемление, необходимо выполнить условие _заж = ₁+_{2 < max.}

При _max = 55…60⁰, ₁ = 15…18⁰, ₂ = 25…30⁰, угол раствора _защ = 40…48⁰.

2. Построение схемы режущего аппарата дискового типа с прямым ножом.

Нож с прямолинейным лезвием имеет ряд недостатков. При постоянном моменте двигателя усилие резания и угол скольжения уменьшаются к концу лезвия ножа. Линейная скорость точек лезвия ножа по мере удаления от оси вращения увеличивается. Угол раствора переменный, он больше в начале резания, а затем уменьшается. Чтобы соблюдать условие защемления материала по всей ширине горловины, ножи с прямолинейным лезвием требуют корректировки. Несмотря на указанные недостатки, они применяются в режущих машинах животноводческих ферм, так как прочны, имеют простую конструкцию, удобны для заточки.

С целью выяснения указанных недостатков ножа с прямолинейным лезвием удобно пользоваться графоаналитическим методом расчета. Построение схемы режущего аппарата с прямым лезвием ножа ведут в следующем порядке (рис. 4).

2.1 Произвольную точку 0 принимаем за центр вращения диска. Выбрав масштаб, радиусом, равным вылету ножа =100…120мм, проводим окружность вылета ножа. К полученной окружности из точки m на горизонтальном диаметре проводим вверх вертикальную касательную.

2.2 Из центра 0 проводим прямую под углом (90 - ) до пересечения с касательной и отмечаем точку . Угол скользящего резания принимаем из таблицы 1. Полученный угол 0m, образованный радиус – вектором 0 и касательная является минимальным углом скольжения , который в данном случае равен . При этом по всей длине лезвия будет обеспечено резание со скольжением.

2.3 Из центра 0 вращения проводим дугу радиусом 0 до пересечения с нижним обрезом горловины в точке D. Противорежущая пластина располагается ниже горизонтального диаметра диска на расстоянии h=0,5p. Поэтому на таком расстоянии от центра 0 следует провести прямую FED до пересечения с дугой D. Точка D отмечает наружный конец противорежущей пластины.

2.4 Графическим построением определяем ширину в горловины и отмечаем точку Е. Для этого из отрезка FD вычитаем отрезок =1,2р.

2.5 Определяем расчетную высоту горловины а по заданной производительности по формуле (2).

2.6 По полученным размерам а и в наносим контур горловины и затем через точку А, отмечающую начало резания, проводим касательную к окружности радиусом р. Угол, образованный этой касательной и верхним обрезом горловины, есть максимальный угол раствора . По условиям защемления этот угол не должен быть более. Если окажется, что , то следует провести корректировку ножа.

2.7 Для корректировки ножа необходимо выполнить следующие операции (рис. 4): найти угол корректировки (); провести касательную к окружности вылета ножа с таким расчетом, чтобы между нею и верхним обрезом горловины был образован угол, равный (точка )Через найденную точку радиусом из центра O провести дугу до пересечения с вертикальной касательной и сделать засечку в точке ; от точки под углом к касательной провести прямую и использовать ее для построения корректированной части лезвия (длина прямой ( должна быть на 10…20мм больше отрезка ).

Рисунок 4 - Схема проектирования ножа с прямолинейным лезвием

2.8 Последовательным построением через интервалы угла поворотом диска находим соответствующие положения лезвия на контуре горловины до окончания процесса резания. Для каждого из этих положений графически определяем значения , а затем находим значение q, строим диаграмму моментов резания, кривую изменения угловой скорости резания и мощность на привод режущего аппарата.

3. Построение диаграммы моментов резания M_рез и изменения угловой скорости .

Диаграмму моментов резания строим, пользуясь формулой

M_рез = S ^. r ^. cos  ^. q(1+f’tg ) = S ^. r ^. cos  ^. A_уд (3)

Входящие в формулу величины S, r,  находим графически. Для такого графического определения строим (рис. 3) последовательное положение ножа, начиная с момента начала резания и далее через  =5.

С этой целью проводим окружность из центра вращения радиусом, равным эксцентриситету е. По этой окружности перемещается центр кривизны ножа O₁ в процессе резания. Находим на этой окружности положение центра кривизны ножа в момент начала резания. Для этого засекаем на этой окружности точку радиусом кривизны ножа из точки 1 горловины. Отмечаем на окружности следующие точки вправо, соответствующие последовательному повороту ножа каждый раз на 5. Для этих точек вычерчиваем в пределах горловины загруженные участки лезвия ножа S. Эти загруженные участки замеряем на чертеже. Также графически определяем радиус-векторы r, измеряя их от центра вращения до середины соответствующей дуги, т.е. до средины загруженного участка. Для определения углов скольжения, соответствующих каждому построенному положению ножа, измеряем транспортиром углы, образованные радиус-векторами и радиусами кривизны ножа. Это - углы 90-. Для получения значения углов скольжения нужно эти углы 90 - вычесть из 90⁰ . Для найденных таким путем углов скольжения  определяем соответствующие значения величины A_уд = q(1 + f’tg). Все расчетные величины сводим в таблицу 1, S и r подставляем в см, а величину A_удb Нсм/см².

На основании данных таблицы 2 сроим диаграмму моментов резания рисунок 5.

На оси абсцисс откладываем углы поворота в градусах от 0 до 360 где Z число ножей. Интервал берём в соответствии с таблицей 2 в 5⁰.

Таблица 2 - Расчет моментов сопротивления резанию

Показатели

Угол поворота, 

S, см

r, см

, град

q = q0 - 

tg 

f’ = k tg 

Mрез, Н.см

cos 

На оси ординат наносим момент резания M_рез, Нсм. построение делаем для двух смежных ножей. На рисунке 4 дан пример такого построения.

Кривую изменения  по углу поворота  строим посредством вычисления  из выражений:

(3)

где  - коэффициент неравномерности вращения,  = 0,04...0,07;

k - коэффициент пропорциональности, k = 0,176...0,326;

 = 0,88...0,90 Н/см^.град.

Рисунок 5 - Пример построения диаграммы резания

_max = _ср (1+0,5); _min = _ср (1-0,5);

По полученным значениям строим график.