Обоснование параметров гравитационно-механического сводообрушителя сыпучих материалов
Анализ источников. Анализ конструкций сводообрушителей [2-6] показывает, что все они имеют сложную конструкцию. Для разрушения свода, как правило, применяются сводообрушители с активным приводом, что увеличивает энергоемкость процесса.
В Белорусской государственной сельскохозяйственной академии проведены испытания устройства [7-8], использующего для сводообрушения энергию колеблющихся в процессе движения мобильной машины грузов, закрепленных на концах спиральных пружин и размещенных внутри бункера с сыпучим материалом в зоне вероятного образования свода. На рис. 1 дана принципиальная схема устройства.
Рис. 1. Гравитационно-механический сводообрушитель сыпучих материалов для мобильных сельскохозяйственных машин: 1-рама мобильной сельскохозяйственной машины; 2-бункер; 3-дозатор сыпучих материалов; 4-груз; 5-упругий элемент; 6-узел крепления упругого элемента к бункеру; 7-сыпучий материал.
Гравитационно-механический сводообрушитель сыпучих материалов в бункерах мобильных машин содержит упругий элемент 5, выполненный в виде цилиндрической спиральной пружины, один конец которой закреплен на корпусе бункера 2 консольно посредством узла крепления 6, а другой снабжен массивным грузом 4, размещенным в сыпучем материале 7. В нижней части бункера 2 установлен дозатор 3.
Устройство работает следующим образом. При движении мобильной машины по полю (комбайн, сеялка, машины для внесения минеральных удобрений и т. п.) она испытывает динамическое воздействие со стороны основания (неравномерность поверхности, неравномерная скорость движения, вибрация от двигательной установки и пр.), поэтому грузы 4, закрепленные на концах спиральных пружин 5, будут совершать колебательные движения, воздействуя на сыпучий материал 7 и не допуская образования свода. Таким образом, сыпучий материал будет постоянно поступать к дозатору 7 и далее по назначению. Конструкция очень проста в исполнении, надежна в работе и не требует энергозатрат на сводообрушение.
Рассмотрим движение груза (рис. 2), на который действуют восстанавливающая сила F (сила сопротивления пружины), сила сопротивления R (сила сопротивления сыпучего материала), пропорциональная скорости и возмущающая сила Q, определяемая формулой где Q0 - возмущающая сила; - частота возмущающей силы. Дифференциальное уравнение этого движения имеет вид:
(1)
Где -C=F - сила сопротивления пружины; -м=R - сила сопротивления сыпучего материала.
Деля обе части уравнения на m и обозначив:
И(2)
Получим:
(3)
Где К - частота собственных колебаний.
Рис. 2. Схема к расчету параметров гравитационно-механического сводообрушителя.
Уравнение (3) является дифференциальным уравнением вынужденных колебаний точки при наличии сопротивления. Это нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка и специальной правой частью. Его общее решение, как известно, имеет вид X=x1+x2+ X3, Где X1 - общее решение линейного однородного дифференциального уравнения II порядка, при К>b это решение дается равенством:
(4)
Где А и б - постоянные интегрирования, которые определяются по начальным условиям; а X2 - частное решение уравнения:
(5)
Будем искать решение X2 в виде:
(6)
Где A и Я - постоянные, которые надо подобрать так, чтобы равенство (3) обратилось в тождество; X3 - частное решение уравнения:
(7)
X3 выражается равенством:
(8)
Где:
(9)
Вычисляя производные, получим:
(10)
Подставляя эти значения производных и величины Х2 в левую часть уравнения (3) и обозначая для краткости Щt - В = ш (или Щt = ш + в), будем иметь:
(11)
Чтобы это равенство выполнялось при любом Ш, т. е. в любой момент времени, коэффициенты при Sin Ш и Cos Ш В левой и правой части должны быть порознь равны друг другу, следовательно:
(12)
Из полученных уравнений (ими также пользуются для однозначного определения величины В) находим, возводя их сначала почленно в квадрат и складывая, а затем деля почленно друг на друга:
(13)
Так как X = x1+x2+ x3, А значение Х1 (при K>b) Дается равенством (4), то окончательно найдем решение уравнения (3) в виде:
(14)
Где A и б - постоянные интегрирования, определяемые по начальным условиям, а значения А и ц Даются формулами (13) и от начальных условий не зависят. Рассматриваемые колебания являются сложными и складываются из Собственных (первое слагаемое в равенстве (14)) и Вынужденных (второе слагаемое в равенстве (14)). Как было установлено, собственные колебания довольно быстро затухают и по истечении некоторого промежутка времени TY, Называемого Временем установления, Ими практически можно пренебречь.
Если, например, считать, что собственными колебаниями можно пренебречь начиная с момента, когда их размахи будут меньше 0,01A, то величина TУ будет определяться из равенства Ae-bt= 0,01A, Откуда:
Сводообрушение сыпучий бункер сельскохозяйственный
(15)
Как видим, чем меньше сопротивление (т. е. чем меньше B), Тем время установления больше. При других начальных условиях и соотношениях между частотами Щ И K характер колебаний в интервале времени 0<t<tY может оказаться совершенно другим. Однако во всех случаях по истечении времени установления собственные колебания практически затухнут и точка будет совершать колебания по закону:
(16)
Эти колебания и называются Вынужденными. Они представляют собою незатухающие гармонические колебания с амплитудой А, Определяемой равенством (13), и частотой Щ, Равной частоте возмущающей силы. Величина В характеризует сдвиг фазы вынужденных колебаний по отношению к фазе возмущающей силы. Исследуем полученные результаты. Введем обозначения:
(17)
Где Л - отношение частот, H - величина, характеризующая сопротивление, ДО - величина статического отклонения точки под действием силы QO (например, при колебаниях груза на пружине до равно статическому удлинению пружины, вызываемому силой Qo).
Тогда, деля числитель и знаменатель равенств (9) на k2, получим:
(18)
Зная амплитуду колебаний А и учитывая формулы (2) и (17), можно подобрать массу грузов M и жесткость пружины С. Приспособление для внесения сыпучих консервантов, оснащенное гравитационно-механическим сводообрушителем 10 (рис. 3), было установлено на кормоуборочном комбайне КПК-3000 в агрегате с универсальным энергосредством УЭС-250. Приспособление монтировалось на мостике энергетического средства. Привод дозатора осуществлялся от бортовой сети энергосредства. Гравитационно-механический сводообрушитель позволил качественно дозировать материал и обеспечил непрерывную работу всего приспособления в целом. При этом процесс сводообрушения не требовал затрат энергии, а сама конструкция сводообрушителя очень проста в исполнении.
Рис. 3. Технологическая схема приспособления в агрегате с кормоуборочным комбайном КПК-3000: 1 - жатка; 2 - приемная камера; 3 - дозатор; 4 - бункер с консервантом; 5 - измельчитель КПК-3000; 6 - выгрузной силосопровод; 7 - универсальное энергосредство УЭС-250; 8 - тележка; 9 - гибкий трубопровод; 10 - сводообрушитель.
Литература
- 1. Степук, Л. Я. Механизайия дозирования в кормоприготовлении / Л. Я. Степук. Минск: Ураджай, 1986. 152 с. 2. Устройство для обрушения сводов в бункерах: а. с. 3582972/30-13 СССР, МКИ В 65 D 8854 / В. А. Шаршунов, А. А. Крюк; БСХА. № 3582972/30-13; заявл. 18.04.83; опубл. 30.04.87 // Открытия. Изобрет. 1987. №16. С. 48. 3. Устройство для сводообрушения слежавшихся трудносыпучих материалов в бункерах: а. с. 979233 СССР, МКИ В 65 D 8866 / С. И. Назаров, В. Г. Кулагин, В. А. Шаршунов, Е. Л. Воробьев, Ю. Т. Вагин, А. А. Петухов; БСХА. № 3265859/28-13; заявл. 26.03.81; опубл. 07.12.82 // Открытия. Изобрет. 1982. №45. С. 75. 4. Устройство для сводообрушения плохосыпучих материалов в бункерах: а. с. 979231 СССР, МКИ В 65 D 8864. / С. И. Назаров, В. Г. Кулагин, В. А. Шаршунов, Е. Л. Воробьев, А. А. Петухов; БСХА. №3265983/28-13; заявл. 26.03.81; опубл. 07.12.82 // Открытия. Изобрет. 1982. №45. С. 68. 5. Устройство для сводообрушения плохосыпучих материалов: а. с. 712344 СССР, МКИ В 65 G 6570 / В. А. Шаршунов, В. Г. Кулагин, , К. М. Коновальчик; БСХА. №2605827/27-11; заявл. 17.054.78; опубл. 30.01.80 // Открытия. Изобрет. 1980. №4. С. 84. 6. Гурков, И. И. Анализ конструкций приспособлений для сводообрушения в бункерах сельскохозяйственных машин / Техника и технологии: инновации и качество: материалы Междунар. науч. конф., Барановичи, 23-24 ноября 2007 г. / БарГУ. Барановичи, 2007. С. 318-320. 7. Гравитационно-механический сводообрушитель плохосыпучих материалов для мобильных сельскохозяйственных машин: пат. 1764 Респ. Беларусь, МПК В 65 D 88/66 / А. В. Кузьмицкий, В. С. Сергеев, И. И. Гурков; заявитель БГСХА. №u 20040141; заявл. 25.03.2004; опубл. 30.03.2004 // Афiцыйны бюлетэнь / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. 2005. №3. С. 57. 8. Кузьмицкий, А. В. Повышение качества заготовки силосованных кормов применением машин для внесения сыпучих консервантов / А. В. Кузьмицкий, В. С. Сергеев, И. И. Гурков // Ресурсрсберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 19-21 октября 2004 г.: в 2 т. / ИМСХ НАН Беларуси. Минск, 2004. Т. 2. С. 19-22.
Похожие статьи
-
Для обоснования конструктивно-режимных параметров манипулятора, нами были выполнены теоретические исследования его рабочего процесса. Так как точка...
-
В динамическом отношении машинно-тракторный агрегат представляет собой систему твердых тел, связанных между собой жесткими и упругими связями. Агрегат...
-
Введение Величайший пчеловод нашей эпохи П. И. Прокопович сказал: "Управление пчелами есть знание содержать каждое пчелиное семейство в надлежащем...
-
1).Я выбираю челночный петлевой способ движения т. к. он Позволяет производить холостые движения агрегата с наименьшими потерями, например: повороты...
-
Обоснование параметров регулирующей осушительной сети - Мелиорация участка переувлажненных земель
Регулирующая сеть служит для сбора и удаления с орошаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод. С помощью регулирующей части системы...
-
Производительность горизонтального шнекового смесителя определяется, как и обычного шнека, с той лишь разницей, что заполнение смесителя должно быть...
-
Размещение саженцев при закладке маточных плантации зависит от размеров крон и биологических особенностей высаживаемых растений. При определении схем...
-
Ветеринарно-гигиеническое требования к оценке территории фермы Для выбора земельного участка под строительство животноводческих предприятий, зданий и...
-
Введение Молочное скотоводство является одной из важнейших отраслей сельского хозяйства, которая в больших или меньших размерах активно развивается почти...
-
Структура урожая показывает Из каких элементов складывается его величина, при какой доле их участие формируется запланированный урожай. Основные...
-
Установление исходных данных для расчета Марка трактора - Т-150К; Технологическая операция - посев по ресурсосберегающей технологии; Марка СХМ - посевной...
-
Введение и анализ источников Фрезерные машины по агротехническим показателям выполнения некоторых операций имеют ряд явных и неоспоримых преимуществ...
-
Выбор и обоснование марочного состава тракторов и сельскохозяйственных машин для подразделения хозяйства определяется природными условиями зоны...
-
Допущенные к работе тракторы, комбайны, другие мобильные и стационарные машины, механизмы и оборудование должны быть исправны, опробованы на холостом...
-
Культура Лен-долгунец. Сорт Василек. Репродукция 1. Посевные качества семян: Чистота 97 Всхожесть 80 Влажность 12% Масса 1000 семян 5,7 гр. Тип почвы...
-
Правила взятия и пересылки материала для вирусологического исследования - Ветеринарная микробиология
Для вирусологических исследований желательно направлять пробы от животных в трех стадиях болезни: - от свежих трупов (кровь, кость, лимфоузел и...
-
Инструменты, перевязочный и шовный материал, медикаменты - Купирование ушных раковин у собак
Для проведения операции купирования ушных раковин у собак требуются следующие инструменты: скальпель (прямой или брюшистый), винтовые ушные лещетки (Рис....
-
1) Мягкие тесемки - 4 шт. 2) Комплект для подготовки рук и операционного поля - 2 шт. 3) 0,5% р-р новокаина - 30 мл 4) 2,5% р-р аминазина 5) Ветбутал -...
-
Присланный в лабораторию материал принимают и, по возможности, сразу же начинают исследовать, а, если это невозможно, то материал хранят до исследования...
-
Краткая техническая характеристика машины и обоснование модернизации Дробилка кормов универсальная КДУ-2,0 (рисунок 4.1) предназначена для измельчения...
-
Обоснование проекта включает расчеты, определение и доказательство экономической эффективности изменений, вносимых в землепользование; установление...
-
Микроклимат животноводческих помещений зависит от зональных особенностей климата, объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, теплотехнических...
-
При раздельной уборке хлебов секундная подача хлебной массы в молотильное устройство зависит от целого ряда факторов, важнейшим из которых является...
-
Анализ обоснования землеустройства - Анализ технико-экономического обоснования землеустройства
Предоставление сельскохозяйственных земель предприятиям и оборот земель сельскохозяйственного назначения регулируются вступившим в силу с февраля 2003...
-
Для обеспечения животных сухим, мягким и теплым ложем площадки полов клеток покрывают подстилкой, которую по мере ее загрязнения и увлажнения меняют....
-
Для обеспечения работы комбайна необходимо выполнение условия: N Дв ? N Т , (6.1) Где N Дв - мощность двигателя, КВт ; N Т - мощность, необходимая...
-
Для заражения отбирают пробирки (матрасы) со сплошным клеточным монослоем, просматривая их под малым увеличением микроскопа. Ростовую питательную среду...
-
Работа с подстилкой становится еще одним важным аспектом управления микроклиматом. Хорошее состояние подстилки является одной из предпосылок для здоровья...
-
Важным резервом повышения эффективности сельскохозяйственного производства является улучшение использования техники. Организация рационального...
-
Средства производства - это совокупность предметов и средств труда, с помощью которых производится сельскохозяйственная продукция. Главное средство...
-
Заготовка и обработка лесных семян Сбор семян со стоящих деревьев связан с подъемом людей на высоту, т. е. с повышенной опасностью. Поэтому к таким...
-
Результаты расчетов количества основного оборудования и инструментов для выполнения всех видов работ на лесосеке сводится в таблицу 11.1. Таблица 11.1 -...
-
Тип технологического процесса, состав, последовательность и место выполнения операций лесосечных работ определяются видом продукции, погружаемой на...
-
Обоснование вопроса Бурное развитие сельского хозяйства привели к увеличению продуктивности зернового хозяйства и скоплению на токах крупных колхозов и...
-
Таблица №3 Потребность в семенах и посадочном материале Наименование культуры Наименование сорта (гибрида) Площадь поля, Га Схема и способ посева,...
-
Проектні параметри технології в господарстві з введенням нового цеху дорощування поросят Відповідно до завдань індивідуального варіанту ми розраховуємо...
-
Для возведения кролиководческих объектов применяют большое количество самых разнообразных строительных материалов. Однако только правильное использование...
-
Интенсивный путь развития коноплеводства предусматривает возделывание перспективных (высокоурожайных) сортов внедрение передовых агротехнических и...
-
Лен относится к числу лучших прядильных культур. Его возделывают главным образом для получения натурального волокна, а также семян, из которых отжимают...
-
Зоогигиенические требования к подстилочному материалу для животных Основное назначение подстилки - обеспечение сухого, мягкого и теплого ложа для...
Обоснование параметров гравитационно-механического сводообрушителя сыпучих материалов