Упражнения. 4.17. Урожай травы в поле определен в 48 ц/га

4.17. Урожай травы в поле определен в 48 ц/га. Ее собирают в валки размером 4 кг на длине 1 м. Определить расстояние между соседними валками.

4.18. Урожай зеленой массы при влажности 70% составляет 40 ц/га. При влаж­ности 25% сено сгребается в валки граблями ГВК-6. Определить массу сена на длине валка в 1 м.

4.19. Урожай сена составляет 30 ц/га. Оно собрано в валки на расстоянии 8 м друг от друга. Определить путь подборщика-полуприцепа ТП-Ф-45 для образования массы сена 300 кг.

4.20. Сено сгребается в валки граблями ГВК-6 массой 3 кг на длине валка в 1 м. Определить расстояние между соседними копнами, образованными подборщиком-копнителем, если масса одной копны 400 кг.

4.21. Сбор сена из валка массой 4 кг на длине 1 м осуществляется навесной во­локушей ВНШ-3,0. Определить путь волокуши ВНШ-3,0 для образования копны массой 250 кг.

4.22. Производительность пресс-подборщика ПС-1,6 составляет 10 т/ч. Опреде­лить пропускную способность пресс-подборщика, если коэффициент k=0,4.

4.23. Урожайность сена составляет 30 ц/га. Оно собрано в валки на расстоянии 10 м друг от друга. Валок подбирается пресс-подборщиком ПС-1,6 при скорости 6 км/ч. Определить пропускную способность пресса.

4.24. Определить, с какой скоростью должен двигаться пресс-подборщик ПС-1,6, подбирающий валок массой 3 кг на длине в 1 м, если максимальная его произ­водительность 15 т/ч.

4.25. Определить производительность пресс-подборщика ПС-1,6, подбираю­щего валок, образованный граблями ГВК-6. Урожайность сена 35 ц/га. Скорость пресс-подборщика ПС-1,6 - 5 км/ч. Коэффициент k принять равным 0,5.

4.26. Урожай зеленой массы при влажности 73% составляет 43 ц/га. При влаж­ности 23% сено собирается в валки граблями ГВР-630 и подбирается пресс-подборщиком ПС-1,6. Скорость пресс-подборщика 6 км/ч. Определить пропуск­ную способность и производительность пресс-подборщика, если коэффициент k равен 0,3.

4.27. Определить расстояние между соседними рулонами, сформированными пресс-подборщиком ПРП-1,6. Масса сена 3 кг на длине валка в 1 м. Рулон форми­руется массой 450 кг.

4.28. Определить расстояние между соседними тюками, образованными пресс-подборщиком ПС-1,6, если сено сгребалось в валки граблями ГВР-630 при урожай­ности 30 ц/га, масса тюка 20 кг.

4.29. Масса травяной муки (8%-й влажности) с 18 га составила 180 кг. Определить, какая была урожайность зеленой массы с одного гектара площади, если начальная влажность зеленой массы составляла 73%.

4.30. Определить число ножей на барабане кормоуборочного комбайна для обеспечения длины резки 30 мм, если частота вращения барабана 1400 мин^-1, а скорость движения комбайна - 5 км/ч.

4.31. Определить скорость движения комбайна Дон-750 для обеспечения длины резки 40 мм, если частота вращения барабана 1150 мин^-1, а число ножей на бараба­не - 6 шт.

4.32. Определить длину резки зеленой массы, убираемой кормоуборочным комбайном, если частота вращения барабана 1400 мин^-1, скорость подачи слоя ма­териала на измельчающий барабан 2,5 м/с, а число ножей на барабане 4.

4.33. Три комбайна КСК-100 А убирают кукурузу на силос. Урожайность зеле­ной массы 250 ц/га. Скорость движения комбайна 5 км/ч. Определить, сколько по­требуется автомобилей грузоподъемностью 2 т для отвоза силосной массы на расстоя­ние 5 км, если средняя скорость машины в пути составляет 25 км/ч/ Время раз­грузки - 5 мин.

4.34. Тюки, спрессованные пресс-подборщиком при влажности сена 35%, отве­зены для активного вентилирования подогретым воздухом. Размер тюков: 1000x500x360 мм, плотность прессования 100 кг/м³. Определить массу тюка после активного вентилирования, если влажность сена снизилась до 16%.

4.35. Урожай зеленой массы при влажности 72% составляет 48 ц/га. При влажности 27% сено сгребается в валке граблями ГВР-630. При влажности 16% сено подбирается подборщиком-полуприцепом ТП-Ф-45 вместимостью 45 м³. Определить путь подборщика-полуприцепа ТП-Ф-45 до полной его загрузки, если плотность массы в нем 60 кг/м³.

 

4.36. Определить величину и направление областной скорости υ_а конца пружинного пальца колесно-пальцевых граблей с которой он взаимодействует на скошенную траву в своем в нижнем положении, если коэффициент скольжения колес относительно почвы δ;, угол между плоскостью вращения рабочего колеса и направлением движением α;, а поступательная скорость агрегата υ_м.

Варианты
δ;	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10
α;,град
υм, м/с	1,5	1,6	1,7	1,8	2,0	2,0	1,8	1,7	1,6	1,5

 

4.37. Колесно-пальцевые грабли имеют z рабочих колес с радиусом r =660 мм, которые установлены к направлению движения под углом α; и сгребают траву на высоте h. Определить ширину l ₁полосы, с которой сгребаются одним колесом и ширину захвата В граблей.

Варианты
z, шт
α;, град
h, мм

 

4.38. Определить абсолютную скорость конца пальца подборщика, движущегося по траектории, характеризуемой уравнениями (4.95).

 

4.39. Подборщик валков движется с поступательной скоростью υ_м. Определить окружную скорость U конца пальца, находящегося в верхнем положении, при котором обеспечивается качественный подбор валка.

Варианты
υм, км/ч
	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	1,9	1,8	1,6	1,7

 

4.40. Определить кинематический показатель λ; режима работа подборщика валков, если известны радиусы r_в вращения трубчатых валов, угол α; между пальцем и радиусом барабана, длина l зуба и расстояния l от трубчатого вала до середины выступающей за кожух части пальца. Указание: для определения λ; использовать расчетную схему, приведенную в [6].

 

4.41. Определить мощность N, требуемую на прессование сена из валков, сформированными ротационными граблями шириной захвата B при поступательной скорости υ_м и урожайности подбираемой расширительной массой У.

Варианты
B, м	4,5	6,3	4,2	5,0	3,8	6,0	2,3	4,2	6,3	6,0
υм, м/с	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,0	1,1	1,2	1,4	1,5
У, т/га	2,0	2,2	2,8	3,0	4,0	2,0	2,5	3,0	4,0	4,5

 

4.42. Определить окружную скорость U_в вальцов, подающих растения к измельчающему барабану с частотой вращения n, если требуемая длина измельчения растений l_р.

Варианты
n, с-1
lp, мм

 

4.5. МАШИНЫ ДЛЯ УБОРКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

4.5.1. Жатки. Пропускная способность комбайна

 

Полеглость хлебов (%) определяют делением разности между средней длиной выпрямленных стеблей L и высотой их стояния l (расстояние от поверхности почвы до вершины колоса) на длину стеблей L:

. (4.98)

Соотношение зерна и незерновой части (соломы, мякины) оценивают коэффициентом содержания зерна в хлебной массе [8]

, (4.99)

где m_с – масса незерновой части срезанных растений; m_з - масса зерна.

Угловую скорость вращения мотовила устанавливают в зависимости от скорости движения комбайна или жатки. Окружная скорость планки мотовила υ_окр должны быть больше скорости движения машины υ_м в 1,4…1,9 раза:

, (4.100)

где ω; – угловая скорость вращения мотовила, рад/с; R – радиус мотовила, м; λ; – кинематический параметр режима работы мотовила.

Масса хлеба на длине валка в 1 м, кг/м:

, (4.101)

где У₀ – урожайность хлебной массы (урожайность зерна и соломы), ц/га; В – ширина захвата жатки, м.

Пропускная способность комбайна при подборе валков

. (4.102)

Пропускная способность комбайна (кг/с) при прямом комбайнировании

, (4.103)

где В – ширина захвата жатки комбайне, м.

Пропускная способность комбайна, определяемая по формулам (4.102) и (4.103), является переменной величиной и зависит от влажности зерна и соломы, засоренности хлебной массы, относительного содержания зерна в соломе и других факторов. Если расчетная пропускная способность q определена по формуле (4.103) для относительного содержания зерна β₀ в срезанной растительной массе, то при действительном содержании зерна β; возможная пропускная способность будет составлять

, (4.104)

где при отношении зерна к соломе 1:1,5.

Практикой установлено, что пропускная способность комбайна СК-5 при отношении зерна к соломе 1:1,5 (β₀ =0,4) составляет 5 кг/с; комбайна СК-6 - 6 кг/с; Дон-1500 Б, «Джон-Дир» М-2064 (США), Класс Доминатор-108 (Германия), Лаверда М-3890, Макси (Италия) -8…9 кг/с; КЗС – 10К «Полесье» (Белорусия) – 9,7 кг/с; Дон-2600 ВД (АО Ростсельмаш), СК-10 «Ротор» (ГСКБ Таганрог), Доминатор 116 ЦС Клаас (Германия), MF-8590 Мэсси Фергюсон (Канада), М-9700 Вайт (США), Westem – 8570 (Канада) – 10…12 кг/с.

Уравнение траектории движения планки мотовила определяется по формуле

(4.105)

где R – радиус мотовила, м; h – высота установки режущего аппарата над поверхностью почвы; Н – высота установки вала мотовила над режущим аппаратом, м; ω; – угловая скорсть вращения мотовила, рад/с.

Ширину пучка стеблей, захватываемых планкой мотовила, определяют по формуле

. (4.106)

Перемещение вала мотовила x_z за время поворота на угол между соседними планками называется шагом мотовила

, (4.107)

где z - число планок.

Коэффициент полезного воздействия мотовила с ножом определяют по выражению

. (4.108)

 

Пример 95. Средняя длина выпрямленных стеблей 130 см. Определить полеглость хлебов, если высота их стояния 80 см.

Решение: Полеглость хлебов определяем по формуле (4.98)

.

Известно [9], что допускаемая полеглость для длинносоломистых хлебов (L >100 см) до 55%, для коротких (L <100 см) до 20%. Так как длина выпрямленных стеблей больше 100 см, то убираемый хлеб является длинносоломистым. Полученное значение полеглости 38,5% для таких хлебов меньше допускаемой полеглости.

Ответ: П = 38,5 %.

Пример 96. Определить частоту вращения мотовила (мин^-1) жатки (диаметр мотовила 1,2 м), работающего на скорости 4 км/ч. Отношение окружной скорости планок мотовило к скорости жатки 1,7.

Решение: Кинематический параметр режима работы мотовила λ;=1,7 определяется по формуле (4.100). Откуда

. (1)

Так как , то

, (2)

где n – частота вращения мотовила, мин^-1. Подставив выражения (1) в формулу (2), получим

мин^-1,

где υ_м =4 км/ч=1,1 м/с.

Ответ: n =30 мин^-1.

Пример 97. Хлеб убирается комбайном (прямое комбайнирование). Урожай зерна 25 ц/га при соотношении соломы к зерну 1:2. Определить допустимую скорость комбайна, если ширина захвата жатки 4,1 м, а пропускная способность комбайна q =5 кг/с.

Решение: Допустимую скорость при известной ширине захвата жатки, урожайности и пропускной способности комбайна можно определить по формуле (4.103):

.

Так как отношение зерна к соломе отличается от приведенного β₀ =0,4, то пропускную способность комбайн следует определить по формуле (4.104)

,

где q =5кг/c при отношении зерна к соломе 1:1,5.

Численное значение β₀ =0,4. Определив численное значение β; по формуле (4.99) при отношении зерна к соломе 1:2

находим

.

Урожайность хлебной массы складывается из:

где У_з - урожайность зерна, ц/га; У_c - урожайность соломы ц/га.

Поэтому (без учета высоты среза хлебной массы)

ц/га.

С учетом полученных данных скорость комбайна

км/ч.

Ответ: υ_м =5,3 км/ч.

 

Пример 98. Жаткой ЖХН-7 убирается хлеб в валки при урожае зерна 28 ц/га и соотношении зерна к соломе 1: 2. Определить массу хлеба на длине валка в 1 м, если высота хлебостоя 1,2 м и установленная высота среза 0,2 м.

Решение: Масса хлеба на длине валка в 1 м может быть определена по формуле (4.101):

.

По этой формуле неизвестна урожайность хлебной массы, скашиваемой в валок. Урожайность хлебной массы складывается из

.

Урожайность соломы может быть найдена с некоторым допущением, если:

при высоте хлебостоя 1,2 м - урожайность 2∙28=56 ц/га

при высоте хлебостоя (1,2-0,2)=1,0 м - урожайность?

Отсюда: ц/га.

Тогда ц/га.

Из технической характеристики жатки ЖХН-7 известно, что она имеет ширину захвата 7 м. Следовательно,

кг/м.

Ответ: М₀ =5,22 кг/м.

 

Пример 99. Определить пропускную способность комбайна Дон - 1500 Б при подборе валков массой 4,2 кг на длине валка в 1 м, если скорость комбайна 5,8 км/ч.

Решение: Пропускную способность комбайна при обмолоте хлеба из валков определяем по формуле (4.102)

кг/с.

Загруженность молотилки комбайна при такой пропускной способности составит:

%,

где q =9 кг/с – пропускная способность комбайна Дон-1500 Б. Следовательно, для полной загрузки молотилки комбайна скорость комбайна необходимо увеличить.

Ответ: q =6,76 кг/с.

 

Пример 100. Определить радиус мотовила и крайние пределы установки его по высоте, если необходимо скосить хлеб высотой от 0,4 до 1,2 м при высоте среза от 0,1 до 0,25 м соответственно. Известно также, что λ;=1,7; ∆Н =5 см. Решение сопроводить расчетной схемой.

Решение: Рассмотрим расчетную схему (рисунок 4.28).

Правильно установленное по высоте мотовило должно обеспечить выполнение двух требований:

1) планка мотовила должна входить в стеблестой в точке А₁, в которой горизонтальная составляющая υ_x абсолютной скорости равна нулю; следовательно, по первому уравнению системы (4.105), будем иметь:

; или ; (1)

2) центр масс срезанной части стебля должен быть ниже планки мотовила.

Из схемы 4.28 следует, что

, (2)

где Н – высота установки вала мотовила над режущим аппаратом, м; h – высота установки режущего аппарата над поверхностью почвы, м; l – высота стеблестоя, R – радиус мотовила, м; φ₁ – угол поворота планки мотовила, соответствующий υ_x =0.

Выражение (2) с учетом (1) перепишется

. (3)

 

 

Рисунок 4.28 - Схема работы планки мотовила

 

 

Поскольку в формуле (3) высота стеблестоя l и высота среза h изменяются по условию задачи, то выражение (3) примет вид:

(4)

Из схемы 4.28 можно также записать

, (5)

где ∆H =0,05…0,1 м – просвет между планкой мотовила и режущим аппаратом. При уборке низкорослых стеблей к планкам мотовила прикрепляют полосы прорезиненного ремня, т.е. ∆H уменьшают до минимума.

Подставив (5) в первое уравнение (4), получим

. (6)

С учетом исходных данных задачи будем иметь:

;

;

 

Ответ: R =0,6 м; H_min= 0,65 м; Н_max =1,3 м.

 

Пример 101. Определить коэффициент полезного воздействия мотовила при следующих условиях: установка мотовила нормальная, z =5, λ;=1,6.

Решение: Установка мотовила, когда ось его вращения находится на одной вертикали с ножом или с линией движения ножа, называется нормальной. Поэтому к.п.в. η; мотовила определится по выражению (4.108). Величины ∆x и x_z определяются соответственно по формулам (4.106) и (4.107). С учетом изложенного будем иметь:

Ответ: η;=0,28.

 

Пример 102. Пятипланчатое мотовило, нормально установленное, работает с режимом λ;=1,6. Определить степень воздействия его на хлеб при плотности (густоты) стояния последнего μ;=0,45.

Решение: При густом стеблестое действие планки не ограничивается стеблями, с которыми она соприкасается, а распространяется на смежные стебли, т.е. на расстояние ∆x₁ (см. рисунок 4.28). Перед планкой образуется волна уплотненного стеблестоя. Ширина пучка стеблей в этом случае определится по следующей приближенной зависимости

, (1)

где ∆x – ширина пучка стеблей, определяемая без учета взаимодействия стеблей; μ; – коэффициент, учитывающий густоту стеблестоя [7]: μ;=0,3…0,6.

Из зависимости (1) определим отношение

.

Степень воздействия мотовила определится по выражению [7]:

. (2)

Поскольку в примере №101 для пятипланчатого мотовила был определен к.п.в. η;=0,28 без учета взаимодействия стеблей, то по выражению (2):

.

Ответ: η₁ =0,39.

 

Пример 103. Жатка движется со скоростью υ_м =1,35 м/с. Какую частоту вращения надо сообщить мотовилу, снабженному пятью планками, чтобы обеспечить при нормальной установке коэффициент полезного воздействия его на хлеб η;=0,35? Известен R =0,65.

Решение: Из выражения (4.108) с учетом формул (4.106) и (4.107)

определим

. (1)

Подставив в (1) численные значения η; и z получим:

. (2)

Этому уравнению (2) удовлетворяет λ;=1,5.

Следовательно, по выражению (4.100), будем иметь:

рад/с .

или мин^-1.

Ответ: n= 29,7 мин_-^-1.

 

Пример 104. Пятипланчатое мотовило вынесено вперед за линию движения ножа на 120 мм. Определить коэффициент полезного воздействия мотовила на хлеб при условии, когда λ;=1,6 и R =0,65 м. Решение сопроводить расчетной схемой.

Решение: При выносе мотовила вперед за линию движения ножа (рисунок 4.29) на величину b планка воздействует на стебли:

- двигаясь от точки А к точке В планка не выйдет еще на одну вертикаль с ножом, как уже закончится формирование пучка и нож начинает его срезать;

- планка окажется на одной вертикали с ножом после того, как она дополнительно повернется на угол ∆φ₂ и окажется в положении О₂B₂.

 

Рисунок 4.29 - Схема работы планки мотовила при выносе вала мотовила вперед от линии резания (С₀) на величину b

 

 

Из приведенной схемы видно, что - ширина пучка стеблей при выносе вала мотовила вперед от линии резания на величину b, а - ширина пучка стеблей при нормальной установке мотовила.

Очевидно, что Δx'> Δx:

. (1)

Пусть , проходимое машиной расстояние за время ∆t и при котором планка мотовила повернулась на угол ∆φ₂

. (2)

Поскольку , то .

Тогда выражение (2) перепишется

. (3)

Но величина

. (4)

С учетом значений (4.106) и (4) выражение (1) примет вид

. (5)

Коэффициент полезного воздействия мотовила при выносе его вперед от линии резания определится

(6)

Подставив исходные данные задачи в выражение (6), получим

.

Вынос мотовила вперед от линии резания увеличивает коэффициент полезного воздействия.

Ответ: .