Дослідження параметрів і режимів роботи плющильних вальців самохідної косарки

 

Рис 3.2 Динаміка сушки валка конюшини

 

Випробування  за скошенням конюшини дозволили  встановити що збільшення сили стискання  вальців (рис. 3.2) сприяє прискоренню  висихання. Однак не менш значним  чинником для визначення швидкості  висихання є щільність маси у  валку (криві 1 та 2). Це пояснюється тим, що щільність маси при отриманні кривої 1 складала 6,89 кг/м², а при отриманні кривої 2 – 8,83 кг/м². Крива 3, отримана при тих же умовах, що і крива 2, крім зусилля стискання. Збільшення його і приводить до прискорення висихання маси у валку. Ще до більшого прискорення висихання маси приводить установка у вальцях ребра проти ребра (крива 4). Прискорення висихання маси викликане покращенням умов стискання рослин у міжвальцевому зазорі.

Дослідженнями інших авторів [25, 23] встановлено, що за поганих умов за чотири доби вдається довести вологість маси лише до 50...60 % [23]. При жаркій погоді отримати масу, вологістю 17...20%, можливо за дві доби [25].

Таким чином, використання вальцевого кондиціонера косарки Е-303 дозволяє отримати масу для сіна на 2-3 добу після скошування, що на добу менше, ніж скошування без кондиціювання маси.

 

3.2 Математична обробка результатів

Математична обробка результатів експериментальних досліджень процесу висушування бобових рослин у лабораторних умовах при сталих параметрах навколишнього середовища та теплового джерела показала, що характер змінення постійної часу процесу може бути описаний виразом (3.1) з такими його параметрами відповідно для кожного із трьох дослідів:

а) для досліду 02.06.11р.

б) для досліду 03.08.11р.

                             

                         (3.8)

в) для досліду 04.10.11р.

                                

Згідно з одержаними апроксимуючими виразами (3.8) побудовані розрахункові та експериментальні залежності T=f(t), M_t=f(t) та W_t=f(t,) графічні зображення яких приведені відповідно на рис. 3.2; 3.3 та 3.4.

Розраховані згідно (3.7) допустима та основна похибки  апроксимірювання (вирівнювання) зазначених функціональних залежностей стосовно даних дослідів приведені у таблиці 3.1.

Як видно із таблиці 3.1, співвідношення між розрахованими основною і допустимою похибками вирівнювання дають можливість признати задовільними апроксимірювання всіх функціональних залежностей ( M_t, W_t , T ) зазначеними математичними моделями.

Аналітичні  дослідження функції T(t) на екстремум ( ), показують, що мінімум цієї функції, а саме найвища швидкість вологовіддачі, наступає при

                                                       (3.9)

де b    і   c  - показники ступеня у виразі (3.3).

Місцеположення  мінімуму функції Т(t) співпадає з експериментальними даними.

Характер змінення кривої Т(t) показує, що від початку процесу сушіння рослинної сировини швидкість вологовіддачі весь час зростає і сягає максимуму при t_кр , а потім знову зменшується, бо зростає величина Т. Причому інтенсивність змінення T(t) не одинакова на протязі усього процесу висушування трави: у зоні значної вологості (початок сушіння) ця інтенсивність більша крутіше падає крива Т(t), проте після t_кр постійна часу процесу вологовіддачі зростає дещо повільніше. Очевидно, що в першому випадку інтенсивніше і легше виділяється позаклітинна волога, яка вільно зчеплена з клітинами рослин і більш транспортабельна. Видалення із рослин внутрішньоклітинної вологи у період t >t_кр став весь час важчим і цей процес проходить з дещо слабшою інтенсивністю, тому і величина, що підтверджено також даними експериментів, постійно зростає.

Дослідження функції М(t), яка описує динаміку змінення маси рослин у процесі їх висушування, показують, що ні перша і ні друга похідна не перетворюються у нуль ні при яких значеннях t rрім . Це свідчить про те, що дана функція зображається кривою, яка не має ні екстремальних точок, ні точок перегину, тобто процес зниження маси за рахунок випаровування

Таблиця 3.1 –  Розрахункові значення похибок апроксиміювання  функціональних залежностей

Дата проведення досліду	4.10.11	Функція	W(t)	1,5722	3,18
			M(t)	1,2651	5,3128
			T(t)	0,1181	0,1796
	03.08.11		W(t)	0,3221	0,8107
			M(t)	0,2886	5,91
			T(t)	0,4185	0,1883
	02.06.11		W(t)	0,4195	5,7692
			M(t)	0,365	5,365
			T(t)	0,0725	0,2674
Похибка				σосн	σосн

 

 

Рис 3.2 Зміна  параметрів рослинної маси люцерни  І-укосу у процесі висушування

 

Рис 3.3 Змінення параметрів рослинної маси люцерни ІІ-го укосу у процесі висушування

 

 

 

Рис 3.4 Змінення параметрів рослинної маси люцерни  ІІІ-го укосу у процесі висушування

 

Рис 3.5 Розрахункові залежності змінення у часі вологості  рослинної маси

різного початкового  вологовмісту

 

вологи протікає плавно. Проте реальний процес вологовіддачі  відрізняється від апроксиміруючої кривої виразу (3.1) тим, що обов'язково має перегин у зоні початку висушування у так званому перехідному режимі. Причому тривалість перехідного режиму залежить від інтенсивності протікання процесу вологовіддачі. Приймаючи до уваги швидкоплинність перехідного режиму (∆t_n=0...0,1 год), можна вважати, що вираз (3.1) досить правдоподібно описує процес вологовіддачі при висушуванні рослинної маси.

Для визначення характеру змінення величини вологості W(t) у процесі висушування (пров’ялення) рослинної маси вирахуємо першу похідну від функції (3.4), приймаючи у першому приближенні с= const:

(3.10)

Як видно, вираз (3.10) не рівняється нулю при всіх дійсних  значеннях t , крім  . Тому можна вважати, що крива не має екстремальних точок.

Для визначення точок перегину вирахуємо другу похідну:

(3.11)

Прирівнюючи другу похідну нулю і рішаючи одержане таким чином рівняння відносно t , одержимо:

                                          (3.12)

Таким чином місцеположення перегину кривої W(t) визначається величиною Т та співвідношенням маси стартової вологи Mbo і маси сухої речовини Мсо. Значення величин мас може бути одержане із інструментального визначення стартової вологості рослинної сировини. Розрахункові значення для різних співвідношень Мbо і Мсo приведені у таблиці (3.8). При W(t)=50% (Мbо=Мсo) точка перегину знаходиться на осі ординат, де . Для  Мbо˂Мсo точки перегину будуть знаходитися ліворуч осі ординат, де . Реальні (додатні) значення часу ( будуть мати місце лише для Мbо≥Мсо. Це твердження може бути проілюстроване зображеними на (рис.3.5) графічними залежностями змінення величини вологості (W_t), розрахованими згідно виразу (3.4) для різних співвідношень ніж Мbо і Mco.

Асимптотами сімейства кривих W(t) будуть слугувати:

1) поверху - пряма,  паралельна осі абсцис, яка проходить  через точку на осі ординат  з W(t)=100%. Тут усі криві при t→- будуть наближатися до асимптоди у зоні t˂0 ліворуч осі ординат;

2) понизу - вісь ординат, до якої будуть наближатися усі криві W(t) при t→+ .

Якщо прийняти до уваги,те, що T=f(t) і визначається залежністю (3.3), то одержимо:

.                        (3.13)

вираз (3.13) являє собою трансцендентне рівняння, яке може бути вирішене відносно   методом ітерації чи графічним методом. Наприклад, для кривої W(t), зображеної на рис. 3.3, точка перегину знаходиться при год, при цьому W(t)=50 %.

Одержані експериментальні дані висушування бобових трав (люцерни і конюшини) для трьох різних строків скошування показали принципово одинаковий характер змінення маси, вологості та інтенсивності вологовіддачі. При цьому не було прийнято до уваги співвідношення листової та стеблової фракції рослин, доля сумішок злакових трав. Ці фактори представляють безперечний інтерес з точки зору тривалості польового пров'ялювання чи більш глибокого висушування, яке поа’язане, як правило, з енергетичними показниками, втратами врожаю біомаси, строками збирання з поля, вибором засобів транспортування, способу, строків і засобів досушуванкя. Дослідженню впливу зазначених факторів потрібно приділити належну увагу у майбутньому.

 

 

 

 

 

9	2,1972Т
4,0	1,386Т
2,333	0,8473Т
1,5	0,4050Т
1,0	0
0,6657	0,4050Т
0,4286	-0,8473Т
0,25	-0,1386Т
0,1111	-2,197Т
0	-

 

 

 

 

 

 

Таблиця 3.2  Розрахункові значення величини при різних співвідношеннях Mbo/Mco

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3  Перевірка  режимів роботи самохідної косарки

Перевірялася  робота самохідної косарки при агрегатуванні з жаткою косаркою Fortschritt Е025 (Рис 3.1) на скошуванні пізніх зернових - проса.

Рис 3.6. Жатка Fortschritt Е025

Перевірка показала, що швидкість руху косарки складала 7,82 км/год, що відповідає продуктивності 3,7 га/год. Урожайність маси при цьому була 135 ц/га. При цьому урожай зерна був 6...9 ц/га. Втрати від вибивання склали 1,97 ц/га, що складає 24.63 %. Зменшення обертів мотовила та шнека в 1,3 рази проти номінальних дозволяє зменшити втрати до 1,089 ц/га, тобто в 1,81 раза.

При скошуванні проса витрачається 0,3...0,45 м-год/га. Слід відмітити, що одна мотогодина відповідає 1,29 год роботи жатки, при цьому жаткою витрачається 1,65...2,40 л палива на 1 га скошеної площі.

Рис 3.7 Робота жатки Е-025.

Розділ 4. застосування сапр ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ПЛЮЩИЛЬНОГО АПАРАТУ

 

1. Передумови застовання САПР в сільськогогосподарському машинобудуванні

 

Для успішної діяльності конкретного підприємства в сучасних умовах ринкової економіки його спеціалістам необхідно постійно і наполегливо  працювати над підвищенням конкурентноздатності продукції, зниженням витрат виробництва, підвищенням продуктивності праці, скороченням термінів розробки нових виробів. Це обумовлено:

- надзвичайно  жорсткою конкуренцією в виробництві  практично всіх видів продукції;

-  скороченням життєвого циклу виробів;

- появою нових ефективних методик проектування та виготовлення виробів (паралельний інжиніринг, технології швидкого прототипування та ін.);

- ускладненням  технологічного обладнання, що випускається  сучасною промисловістю, зростанням долі верстатів з ЧПУ.

Основні етапи  створення нового виробу:

-формування конструкторської ідеї;

-розробка конструкторської документації (КД);

-розрахунково-технологічне опрацювання конструкторської документації;

-підготовка виробництва;

-виготовлення експериментального зразка виробу;

• перевірка відповідності виробу конструкторській ідеї, усунення виявлених недоліків, функціональні випробування виробу;
• корегування конструкторської та технічної документації за результатами перевірки;
• виготовлення експериментальної партії виробів та виробнича перевірка їх
• функціональних властивостей;
• остаточне корегування конструкторської та технічної документації;
• виготовлення товарної партії виробів.