Упражнения. 5.1. Средняя длина выпрямленных стеблей 135 см

 

5.1. Средняя длина выпрямленных стеблей 135 см. Определить полеглость хлебов, если высота их стояния 70 см.

5.2. Высота стояния хлебов составляет 90 см. Определить длину выпрямлен­ных стеблей, если полеглость хлебов составляет 30%.

5.3. Средняя длина выпрямленных стеблей 120 см. Определить минимальную высоту стояния хлебов.

5.4. Средняя длина выпрямленных стеблей 90 см. Определить минимальную высоту стояния хлебов.

5.5. Определить частоту вращения мотовила (диаметр мотовила 1,2 м) работающего на скорости 4 км/ч. Отношение скорости планок мотовила к скорости комбайна 1,5.

5.6. Определить отношение скорости планок мотовила к скорости комбайна (коэффициент λ;), если частота вращения мотовила 50 мин^-1, диаметр мотовила 1,2 м, скорость комбайна 5 км/ч.

5.7. Как изменится численное значение коэффициента λ;, если при постоянной частоте вращения мотовила 30 мин^-1 скорость комбайна равна соответственно: 3 км/ч, 5 км/ч, 7 км/ч, 9 км/ч, 11 км/ч. Диаметр мотовила принять равным 1,2 м.

5.8. Для условий задачи 5.7 определить допускаемые рабочие скорости комбайна.

5.9. В каких пределах можно установить частоту вращения мотовила, если скорость комбайна равна 5 км/ч, а диаметр мотовила -1,2 м.

5.10. Жаткой ЖВН-8,6 (ширина захвата В = 8,6 м) убирается хлеб в валки при урожае зерна 30 ц/га и соотношении зерна к соломе 1:1,5. Определить массу хлеба на длине валка в 1 м, ес­ли высота хлебостоя 1,1 м, а высота среза 0,15 м.

5.11. Жаткой ЖХН-6 хлеб скашивается в валки по схеме «валок к валку». Урожайность зерна 15 ц/га при соотношении зерна к соломе 1:2. Определить массу хлеба на длине валка в 1 м, если высота хлебостоя 0,8 м, а высота среза 0,1 м.

5.12. Жаткой ЖХН-7 хлеб скошен в валки при урожае зерна 25 ц/га и соот­ношении зерна к соломе 1:1. Определить массу хлеба на длине валка в 1 м, если высота хлебостоя 0,6 м, а высота среза 0,1 м.

5.13. Определить ширину жатки, если она обеспечивала образование 4 кг хлеба на длине валка в 1 м, при скашивании хлеба в валок. Урожай пшеницы составляет 36 ц/га при отношении зерна к соломе 1:2,2. Высота среза обеспечивает сбор 73% соломы.

5.14. Жаткой ЖХН-11 (ширина захвата В =11 м) убирается хлеб в валки при урожае зерна 30 ц/га и со­отношении зерна к соломе 1:1,7. Определить массу хлеба на длине валка в 1 м, ес­ли высота хлебостоя 1,2 м, а высота среза 0,17 м. Влажность зерна в колосе в мо­мент уборки составляла 30%, а соломы - 15%. Через 7 дней влажность зерна со­ставила 20%, а соломы 16%. Указание: Для решения задачи воспользоваться фор­мулой (4.95) для изменения массы материала при сушке.

5.15. Определить пропускную способность комбайна Дон-1500Б при отношении зерна к соломе 1:1, если его пропускная способность при отношении зерна к соломе 1:1,5 равна 8 кг/с.

5.16. Определить пропускную способность комбайна КЗС-10К «Полесье» при отношении зерна к соломе: 1:1; 1:2; 1:0,5, если его пропускная способность при отношении зерна к соломе 1:1,5 равна 12 кг/с.

5.17. Хлеб убирается комбайном КЗС-10К «Полесье» (прямое комбайнирование). Урожай зерна 30 ц/га при отношении зерна к соломе 1:2,1. Определить допустимую скорость комбайна, если ширина захвата жатки 6,0 м.

5.18. Ведется прямое комбайнирование хлеба комбайном КЗС-10К «Полесье». Урожай зерна 35 ц/га при отношении зерна к соломе 1:1,7. Определить ширину захвата жатки, если скорость комбайна 6 км/ч.

5.19. Определить необходимую ширину захвата жатки комбайна Дон-1500Б при прямом комбайнировании. Урожайность зерна 33 ц/га, соломы 39 ц/га. Комбайн работает на скорости 7 км/ч. Высота среза 22 см, высота хлебостоя 130 см.

5.20. Какую ширину захвата жатки должен иметь комбайн СК-5 при уборке хлеба с урожаем зерна в 32 ц/га и соломы 8 ц/га при оставлении в стерне 12% урожая, если комбайн работает на скорости 5 км/ч.

5.21. Какую площадь сможет убрать комбайн КЗС-10К «Полесье» за 8 часов при урожайности пшеницы 40 ц/га и соотношения зерна к соломе 1:1,8?

5.22. Горох скошен однобрусной тракторной косилкой КС-Ф-2,1М уложен в двой­ной валок. Урожайность гороха - 20 ц/га. Соотношение зерна в общей массе 1:4. Оп­ределить с какой скоростью должен двигаться комбайн СК-6 при подборе и обмолоте валков.

5.23. Определить пропускную способность комбайна СК-6 при подборе валков массой 4,5 кг на длине валка в 1 м, если скорость комбайна 4,5 км/ч.

5.24. Определить с какой скоростью должен двигаться комбайн Дон-1500Б при подборе и обмолоте валков, если жаткой ЖХН-6 хлеб был уложен в валки при урожае зерна 30 ц/га и соотношении зерна к соломе 1:1,6. Высота хлебостоя 1,2 м, а высота среза 0,2 м. Влажность зерна в колосе в момент скашивания в валок со­ставляла 30%, а соломы 17%. Через 5 дней при подборе и обмолоте валков влажность зерна составила 20%, а соломы - 16%.

5.25.Комбайн Дон-1500Б обмолачивает хлеб из валков массой 4 кг на длине валка в 1 м и при соотношении зерна к соломе 1:2. Емкость бункера комбайна 3 м³ (объ­емная масса вороха 0,78 т/м³). Расстояние от поля до тока 8 км; ворох отвозится от комбайна автомобилями грузоподъемностью 1,7 т. Средняя скорость машины в поездке составляет 20 км/ч. Время загрузки автомобиля в поле 14 мин, а разгрузки на току - 10 мин. Определить число автомашин, которые должны обслуживать комбайн для бесперебойной его работы.

5.26.Определить с какой скоростью должен двигаться комбайн Дон-1500Б при подборе и обмолоте валков, если хлеб уложен s валок при урожайности зерна 30 ц/га. От­ношение зерна к соломе 1:2,5. В стерне оставляется 10% соломы. Ширина захвата жатки 6 м.

5.27.Какое расстояние должен пройти комбайн КЗС-10К «Полесье» при подборе и обмолоте валков для наполнения бункера зерном, если хлеб уложен в валок жаткой ЖХН-5 при урожайности зерна 30 ц/га. Отношение зерна к соломе 1:2. В стерне оставляется 8% соломы. Потери зерна 2%. Емкость бункера комбайна 3 м³. Объемная масса вороха 0,8 т/м³.

5.28. Определить радиус мотовила и крайние пределы установки его по высоте, если необходимо скосить хлеб высотой от l₁ до l₂ при высоте среза от h₁ до h₂ соответственно. Известны λ; и ∆Н =5 см. Решение сопроводить расчетной схемой.

 

 

Варианты
l1, м	0,5	0,6	0,5	0,6	0,5	0,6	0,6	0,7	0,7	0,5
l2, м	1,3	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,2	1,6	1,4	1,5
h1, м	0,10	0,12	0,10	0,13	0,10	0,11	0,10	0,14	0,13	0,13
h2 , м	0,25	0,25	0,27	0,28	0,28	0,25	0,27	0,28	0,27	0,25
λ;	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	1,8	1,78	1,6	1,5

 

5.29. Используя уравнения траектории (4.105) доказать, что в точке А₁ (см. рисунок 4.28):

а)

б)

 

5.30. Используя уравнения траектории (4.105) показать, что

 

5.31. Определить коэффициент полезного воздействия мотовила, если установка мотовила нормальная, число планок z, кинематический параметр режима работы λ;.

Варианты
z, шт
λ;	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9

 

5.32. Мотовило, нормально установленное, работает с режимом λ;. Определить коэффициент полезного воздействия его на хлеб при густоте стеблестоя μ;.

Варианты
z, шт
λ;	1,6	1,7	1,8	1,9	1,6	1,7	1,6	1,9	1,8	1,9
μ;	0,3	0,4	0,5	0,6	0,3	0,5	0,6	0,4	0,4	0,5

 

5.33. Жатка движется со скоростью υ_м. Какую частоту вращения надо сообщить мотовилу, снабженному z планками, чтобы обеспечить при нормальной его установке коэффициент полезного воздействия на хлеб η;? Радиус мотовила R.

Варианты
υ;,м/с	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8
z, шт
R, м	0,6	0,6	0,6	0,65	0,65	0,65	0,7	0,7	0,6	0,6
η;	0,30	0,35	0,40	0,30	0,35	0,40	0,30	0,35	0,35	0,40

 

5.34. Мотовило, имеющие z планок, вынесено вперед за линию движения ножа на величину b. Определить коэффициент полезного воздействия мотовила на хлеб при условии, когда кинематический параметр режима λ; и радиус R. Решение сопроводить расчетной схемой.

Варианты
z, шт
b, мм
λ;	1,6	1,7	1,8	1,9	1,6	1,7	1,8	1,6	1,7	1,8
R,м	0,60	0,65	0,60	0,65	0,60	0,65	0,60	0,65	0,60	0,65

 

5.35. Определить число планок z мотовила, при котором к.п.в. составляет η;, а кинематический показатель режима работы λ;.

Варианты
η;	0,28	0,30	0,32	0,34	0,36	0,38	0,40	0,42	0,44	0,46
λ;	1,6	1,7	1,8	1,6	1,7	1,8	1,6	1,7	1,8	1,9

 

5.36. Мотовило, имеющее z планок и радиус R и показатель режима работы λ;, установленное на жатке ЖХН-6, перемещается с поступательной скоростью υ_м. Определить частоту вращения мотовила и число ударов планкой по хлебной массе на 1 м пути движения жатки.

Варианты
z, шт
R, м	0,60	0,60	0,60	0,60	0,65	0,65	0,65	0,70	0,70	0,70
υм, м/с	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
λ;	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	1,6	1,7	1,8	1,9	1,7

 

5.37. Построить зависимость для шестипланчатого мотовила при нормальной установке.

 

5.38. Нормально установленное мотовило имеет ширину планки b_п =14 см и работает при показателе кинематического режима λ;=1,5. Определить радиус R мотовила при условии недопущения перебрасывания и переваливания планкой срезанных стеблей, если предусматривается убирать хлеб высотой l =1,2 м при высоте среза h = 0,18 м.

 

 

4.5.2. Молотильный аппарат

 

Прочность связи зерна с колосом определяется усилием, с каким оно удерживается в цветоложе и в колосе чешуями. Для сравнительной оценки прочности связей зерна с колосом применяются разные методы, характеризующиеся различием в способах воздействия на эти связи.

При статистическом методе на основе использования принципа центрифуги определяют силу Р, разрушающую связи

, (4.109)

где m – масса зерна; r – расстояние от оси вращения до зерна в колосе; ω; – угловая скорость центрифуги.

При динамическом методе воздействия, когда выделение зерна происходит за счет удара при падении стаканчика с закрепленным в нем колосом, определяется работа, затраченная на разрушение связей

, (4.110)

где m – масса зерна; h – высота падения стаканчика с закрепленным в нем колосом; n – число повторных ударов.

Основное уравнение молотильного барабана, связывающее между собой характеристики двигателя N_дв, барабана I_пр и хлебной массы q, можно записать

, (4.111)

где ω; – угловая скорость барабана, рад/с; I_пр – приведенный момент инерции, кг∙м²; N_дв – мощность двигателя, Вт; q – секундная подача хлебной массы в молотильный аппарат, кг/с; - коэффициент перетирания хлебной массы, принимаемый равным 0,6…0,75 для бильных аппаратов и 0,7…0,8 для штифтовых; υ; – окружная скорость барабана, м/с; А – коэффициент, представляющий собой момент сил трения (по данным М.А. Пустыгина, на каждые 100 кг массы барабана А его принимают равным 2,6 Н∙м для штифтового и 0,2 Н∙м для бильного); В – коэффициент пропорциональности, зависящий от плотности воздуха, формы и размеров вращающихся частей барабана и имеющий размерность осевого момента массы. (Длина каждого метра длины стандартных барабанов В можно принимать равным 7,3∙10^-4 Н∙м∙с² для штифтого и 9,7∙10^-4 Н∙м∙с² для бильного).

 

Пример 105. Определить силу Р, разрушающую связи зерна с колосом, если расстояние r =0,5 м от оси вращения центрифуги до зерна массой m =0,03 г в колосе, а угловая скорость центрифуги ω; =260 рад/с.

Решение: Прочность связи зерна с колосом опредлеляют центрифугированием. На центрифуге, в зависимости от скорости вращения колосьев, определяется интенсивность выделения зерна и подсчитывается по формуле (4.109)

Н.

Ответ: Р =1,014 Н.

 

Пример 106. Определить работу А, затраченную на разрушение связи зерна с колосом, если металлический стаканчик с закрепленным в нем колосом сбрасывает с высоты h =0,6 м, а масса зерна, выделенного при этом равна 0,032 г. Число повторных ударов n =10.

Решение: Работу А, затраченную на разрушение связи между зерном и колосом, можно определить по формуле (4.110):

Дж=1,8 мДж.

Полученное значение А при динамическом методе не всегда отражает реальную работу, затраченную на разрушение связей между зерном и колосом, поскольку наносится n повторных ударов. Поэтому применяют другой динамический метод определения необходимой работы на вымолот: маятниковый копер с прикрепленным колосом отпускают на определенной высоте, и колос со скоростью протаскивается между зубьями или через щель. В этом случае работа тратится не только на обмолот, но и на трение колоса при протаскивании и на выделение одного зерна.

Ответ: А =1,8 мДж.

 

Пример 107. Молотильный барабан с моментом инерции I_пр =45 кг∙м² вращается с частотой 1000 мин^-1. Определить энергию барабана L_б и насколько увеличится энергия барабана, если частота вращения возрастет до 1100 мин^-1.

Решение: Энергия вращающегося барабана может быть определена по формуле

,

где рад/с.

При частоте вращения n₂=1100 мин^-1

.

Следовательно:

Ответ: ; ; .

 

Пример 108. Барабан молотильного аппарата имеет диаметр D₁ =0,45 м и вращается с угловой скоростью ω₁= 200 с^-1. Определить угловую скорость вращения ω₂ подобного барабана, имеющего диаметр D₂ =0,55 м при таком же воздействии его на обмолачиваемую хлебную массу.

Решение: Одинаковое воздействие на хлебную массу барабан осуществляет (при прочих равных условиях) при сохранении постоянной окружной скорости. Следовательно:

Отсюда

рад/с.

Ответ: ω₂ = 163,6 с^-1.

 

Пример 109. Молотильный барабан с моментом инерции I_пр =10 кг∙м² при равномерной подаче хлебной массы вращается с частотой 952 мин^-1 и расходует при этом 4,4 кВт. Расход энергии на холостой ход при этой же скорости составляет 0,885 кВт. До какой величины возрастает угловая скорость вращения барабана, если в течение четырех секунд после прекращения подачи эта скорость установится постоянной.

Решение: При равномерной подаче хлебной массы в молотильный аппарат основное уравнение молотильного барабана запишется в виде (4.111):

. (4.111)

Обозначим N_в=A ω;-B ω;³, тогда (4.111) примет вид

. (1)

При прекращении подачи хлебной массы величина . Тогда уравнение (1) перепишется

. (2)

Интегрируя дифференциальное уравнение (2), получим:

или

, (3)

где t₁ =0.

Поскольку в момент прекращения подачи хлебной массы в молотильный аппарат разность N_дв – N_в = 4,4-0,885 = 3,515 кВт = 3515 Вт, то через t₂ =4 c после снятия нагрузки N_дв – N_в = 0. Поэтому средняя мощность на протяжении 4 секунд, затрачиваемая на увеличение угловой скорости вращения барабана, будет равна Вт. Решая уравнение (3) относительно искомой величины ω; ₂, получим:

рад/с или

мин^-1.

Ответ: ω; ₂ =106,5 рад/с.

 

Пример110. Определить приведенный момент инерции I_пр молотильного барабана, обмолачивающего q=5кг/с хлебной массы при угловой скорости вращения ω; =105 рад/с, если радиус барабана r =25 см, угловое ускорение рад/с² и коэффициент перетирания .

Решение: Основное уравнение молотильного барабана, связывающее между собой характеристики двигателя N_дв, барабана I_пр и хлебной массы q без учета мощности N_в=A ω;-B ω;³ (практикой установлено, что N_в не превышает 5 % от общей мощности), можно записать в виде [3,6,9]:

(1)

Отсюда, рассматривая последние равенства, получим:

кг м².

где υ; = ω; r =0,25∙105=26,25 м/с.

Ответ: I_пр = 12,15 кг∙м².