Теоретический анализ кинематических параметров решетных станов зерноочистительных машин
Автор: Шацкий Владимир Павлович, Оробинский Владимир Иванович, Афоничев Дмитрий Николаевич, Аксенов Игорь Игоревич, Корнев Андрей Сергеевич
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Рубрика: Полная статья
Статья в выпуске: 2 т.18, 2021 года.
Бесплатный доступ
В подавляющем большинстве зерноочистительных машин в качестве основного рабочего органа используются решетные станы с набором плоских перфорированных полотен, перфорация которых выполнена в виде различных геометрических отверстий разных размеров и расположения. Работа подвешенного на плоских металлических подвесках корпуса с решетами осуществляется за счет приводного механизма и представляет собой возвратно-поступательное движение заданной амплитуды и частоты. При этом детали машины испытывают серьезные знакопеременные нагрузки, что приводит к выходу ее из строя. Устранение данной проблемы имеет высокую актуальность для разработчиков и потребителей зерноочистительной техники. Представлены уравнения, связывающие горизонтальные и вертикальные перемещения решетного стана с углом поворота эксцентрика привода, линейно зависящим от времени. В виду громоздкости аналитических решений этих уравнений были аппроксимированы численные значения горизонтальных и вертикальных ускорений в зависимости от времени полиномами 13-го порядка, которые поддаются дифференцированию и позволили установить зависимости горизонтальных и вертикальных скоростей и ускорений решетного стана от времени, а следовательно и от угла поворота эксцентрика привода. Результаты расчетов показали, что особенно велики горизонтальные ускорения. Их максимальное и минимальное значения составляют соответственно 38,6 и -35,3 м/с2. Очевидно, что они создают большие силы инерции, вызывающие биения решетных станов. При изменении некоторых геометрических параметров привода эти ускорения значительно изменяются. При изменении длины шатуна и параметра установки оси вращения эксцентрика максимальное по модулю горизонтальное ускорение практически не меняется. При увеличении параметра установки оси вращения эксцентрика максимальное по модулю вертикальное ускорение увеличивается. При уменьшении значения радиуса эксцентрика максимальное по модулю горизонтальное ускорение уменьшается. При увеличении угловой скорости вращения эксцентрика как горизонтальное, так и вертикальное ускорения увеличиваются.
Зерноочистительная машина, решетный стан, привод, эксцентрик привода, горизонтальное перемещение, вертикальное перемещение, горизонтальное ускорение, вертикальное ускорение, сила инерции, вибрация
Короткий адрес: https://sciup.org/147234592
IDR: 147234592 | УДК: 631.3.03 | DOI: 10.15393/j2.art.2021.5703
Theoretical analysis of kinematic parameters of sieve mills for grain cleaning machines
Sieve mills are used in the vast majority of grain cleaning machines as the main working body. They are equipped with a set of flat perforated sheets, with the perforation being made in the form of various geometric holes of different sizes and locations. The work of the body suspended on flat metal suspensions with sieves is performed by a drive mechanism and is a reciprocating motion of a given amplitude and frequency. At the same time, the machine parts experience serious alternating loads, which lead to its failure. The elimination of this problem is highly relevant for developers and consumers of grain cleaning equipment. The authors present equations connecting the horizontal and vertical displacements of the grating mill with the angle of rotation of the drive eccentric, which depends linearly on time. In view of the cumbersome analytical solutions of these equations, the numerical values of the horizontal and vertical accelerations as a function of time were approximated by the 13th-order polynomials, which can be differentiated and allowed us to establish the dependence of the horizontal and vertical velocities and accelerations of the grating mill on time, and therefore on the angle of the drive eccentric rotation. The results of the calculations showed that the horizontal accelerations are particularly large. Their maximum and minimum values are 38.6 and -35.3 m / s2, respectively. It is obvious that they create large inertia forces that cause sieve mills wobbling. When some geometrical parameters of the drive are changed, these accelerations change significantly. When changing the length of the connecting rod and the setting parameter of the axis of rotation of the eccentric, the maximum modulo horizontal acceleration practically does not change. When the setting parameter of the axis of rotation of the eccentric increases the maximum modulo vertical acceleration increases as well. As the value of the radius of the eccentric decreases, the maximum modulo horizontal acceleration also decreases. As the angular velocity of the eccentric increases, both the horizontal and vertical accelerations increase.
Список литературы Теоретический анализ кинематических параметров решетных станов зерноочистительных машин
- Аксенов И. И., Шацкий В. П. О вертикальных силах инерции решетных станов // Актуальные направления научных исследований для эффективного развития АПК: материалы междунар. научно-практич. конф., г. Воронеж, 27 марта 2020 г. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2020. Ч. II. С. 295—299.
- Аксенов И. И., Шацкий В. П. О горизонтальных биениях решетных станов // Актуальные направления научных исследований для эффективного развития АПК: материалы междунар. научно-практич. конф., г. Воронеж, 27 марта 2020 г. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2020. Ч. II. С. 299—304.
- Анализ влияния конструктивных и режимных параметров работы решетного стана зерноочистительной машины на уровень общей вибрации / А. С. Корнев, В. И. Оробинский, И. И. Аксенов, А. С. Майгуров // Наука вчера, сегодня, завтра: материалы научно-практич. конф., г. Воронеж, 05—09 сент. 2016 г. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2016. С. 23—28.
- Беляев А. Н., Шередекин В. В., Шередекин П. В. Влияние жёсткости подвесок на затраты мощности на привод решетного стана зерноочистительной машины // Актуальные направления научных исследований для эффективного развития АПК: материалы междунар. научно-практич. конф., г. Воронеж, 27 марта 2020 г. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2020. Ч. II. С. 41—43.
- Быков В. С., Кутищев Д. С. К анализу кинематики плоского решета, совершающего колебания с большими амплитудами // Актуальные проблемы науки и образования на современном этапе: сб. ст. Всерос. научно-практич. конф., г. Воронеж, 19—20 июня 2017 г. Воронеж: АНО ВО «Автомобильно-транспортный институт», 2017. С. 10—16.
- Быков В. С., Кутищев Д. С., Свиридов В. Г. Кинематические параметры качающегося решета в случае подвесок решетного стана различной длины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2016. Т. 4, № 5-2 (25-2). С. 173—177.
- Повышение производительности семяочистительной машины на основе анализа движения зернового вороха по сепарационному решету / В. И. Оробинский, В. П. Шацкий, Л. И. Федулова, И. В. Гриднева, К. Р. Казаров // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 4 (59). С. 92—99.
- A comparative analysis of precision seed planters / N. Sharaby, A. Doroshenko, A. Butovchenko, A. Legkonogih // E3S Web of Conferences: Innovative Technologies in Environmental Science and Education, ITESE 2019, Divnomorskoe Village, 09—14 September 2019. Divnomorskoe Village: EDP Sciences, 2019. P. 01080. DOI: 10.1051/e3sconf/201913501080.
- Analysis of the beats of separation sieve pans / V. P. Shatsky, V. I. Orobinsky, I. I. Axeonov, A. S. Kornev // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021. 659 (2021). P. 012106.
- Babic M., Babic L. Influence of basic wheat grain physical properties onto hydrodinamical regimes // AgEng. Madrid 23—26 September 1996. P. 96F—067.
- BohnetM. Mechanische Verfahrenstechnik. Weinheim: WILEY-VCH Vergal GmbH & Co. KgaA, 2004. 270 s.
- Saitov V. E., KurbanovR. F., Suvorov A. N. Assessing the Adequacy of Mathematical Models of Light Impurity Fractionation in Sedimentary Chambers of Grain Cleaning Machines // Procedia Engineering, Chelyabinsk, 19—20 may 2016. Chelyabinsk: Elsevier Ltd, 2016. P. 107—110. http://rt.petrsu.ru
- Studying the design and operational parameters of the sieve module of the grain cleaning machine / M. K. Kharitonov, A. M. Gievsky, V. I. Orobinsky, A. V. Chernyshov, I. V. Baskakov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. P. 012—021.
- Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds / A. M. Gievsky, V. I. Orobinsky, A. P. Tarasenko, A. V. Chernyshov, D. O. Kurilov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering electronic resource. 2018. P.042035.
