Технология первичной очистки зерна с разработкой решётной части зерноочистительной машины

,

                   ,

                   .

     Показатель  кинематического  режима работы определяется по формуле 

                  ,      (5.4)

где  n - частота вращения кривошипа, n = 6,7 - 8,2 с ^-1;

      r - радиус кривошипа, r = 7,5мм. 

     Принимаем n = 7,5 с ^-1. 

                    

       , т.е.движение материала происходит вверх и вниз без отрыва от решёт. 

     При работе грохота возникает  сила сопротивления  перемещению решётного стана, которая определяется по формуле 

                  ,[ 1 ]    (5.5) 

где  λ - коэффициент, учитывающий усилие на перемещение зернового материала и сопротивление щёток механизма очистки решёт, λ≈1,5;

m_PC - масса решётного стана, кг;

J_x - ускорение решётного стана. 

     Масса решётного стана  определяется по выражению 

                  , [ 1 ]       (5.6) 

где Σm_р - суммарная масса решёт в решётном стане.

      

       Масса одного решета определяется  

                  ,[ 1 ]      (5.7)

где B_P , L_P , δ - соответственно ширина, длина, толщина решета;

     р_м  - плотность материала, из которого изготовлено решето;

     μ - коэффициент живого сечения решета. 

     

     

     

     

     

.

Для проведения прочностных  расчётов учитывается максимальное значение силы P_x , которое достигается при cosωt = 1.  

       

     Мощность, затрачиваемая на привод решетного  стана определяется по формуле  

                        .[ 1 ]    (5.8) 

                        . 

     Для очистки решёт  в рамных очистителях щетки 2 устанавливаются под решетом 1 на подвижных рамках 8 (рисунок 4). На рамках с помощью эксцентриковых валов закреплены ролики 3, опирающиеся на направляющие дорожки 9. Поворачивая эксцентриковые валы, регулируют положение щеток по отношению к решету по мере износа щетины. Нормальным считается положение, при котором щетина поднимается выше уровня решета примерно на 1мм.   При вращении кривошипа 5 рамка приводится в возвратно-поступательное движение посредством шатуна 6, коромысла 7 и тяги 4.

Рисунок 4 - Схема  рамного очистителя решёт 

     Расстояние  между щётками определится по выражению 

                        ,[ 1 ]      (5.9) 

где L_P - длина одного решета;

      Δ - размер не проштампованных полей решётного полотна, Δ = 25мм;

      Z_Щ  - число щёток под одним решетом. 

      В существующих машинах  l_Щ = 170 - 240мм. [ 1 ]

     Определяем  необходимое число  щёток на одно решето 

                  . 

     Принимаем число щёток Z_Щ = 4, тогда  

                 

     Для полного ометания поверхности решета ход щётки должен быть равен

                  [ 1 ],        (5.10) 

где  δ - величина перекрытия ходов щёток, δ = 5мм. [ 1 ]

      . 

Исходя  из геометрических параметров механизма привода  щёток, величина перемещения определяется  

                         .[ 1 ]      (5.11) 

где r_щ - радиус кривошипа механизма привода щёток;

      l₁ , l₂ - плечи коромысла.

     При l₁ = l₂ = 240мм радиус кривошипа будет равен  

       

     Рекомендуемая средняя скорость щёток в рамных очистителях          V_Щ = 0,20 - 0,52 м/с. [ 1 ]

     Принимаем V_Щ = 0,32 м/с.

     Определяем требуемую частоту вращения кривошипа механизма привода щёток

                  .    (5.12) 

     Мощность, затрачиваемая на привод щёток, определяется из выражения  

                        [ 1 ],     (5.13) 

.

     Полная  мощность необходимая на привод равна

            .

     По  требуемой мощности на привод выбираем электродвигатель

4А90LB8УЗ:  P = 1,1 кВт, n = 750 мин ^-1. 

    

6. Прочностные расчёты

 
     

1. Расчёт вала привода щёток

 

     В предварительном  расчёте вала определяем минимальный диаметр 

                        ,[ 3 ]      (6.1) 

где P - мощность, передаваемая через вал, равна половине требуемой на привод щёток, кВт;

     n - частота вращения вала привода щёток, мин ^-1.

.

     Принимаем диаметр вала под  подшипник d = 20мм , а диаметр вала в месте крепления кривошипа d = 25мм.

     Составляем  расчётную схему  для проверочного расчёта вала.

      Рисунок 5 - Расчётная  схема    
 
 
 

                                        

                                               

                                              М, Нм 

     Составляем уравнение сил в вертикальной плоскости           

     Составляем  уравнение моментов относительно точки  А.

     

     Составляем  уравнение моментов относительно точки  В.

     Вычисляем реакции в опорах по формулам  

        

        
 
 

     Горизонтальная  плоскость

М, Нм

Рисунок 6 - Расчётная схема для горизонтальной плоскости 

     Состасляем  уравнение сил   в горизонтальной плоскости  

       

     Составляем  уравнение моментов относительно точки  А. 

       

     вычисляем реакции в опорах

      

     

     Наибольший  полный изгибающий момент в месте крепления коромысла   

             [ 3 ]

где  М_X – момент в горизонтальной плоскости; Нм

     М_Y -  момент в вертикальной  плоскости; Нм

     

     Определяем  напряжения изгиба  по формуле  

           [ 3 ] ,    (6.2) 

где М_из – изгибающий момент;

     d – диаметр вала;

     W – момент сопротивления. 

     

     Определяем напряжения кручения по формуле

      

                    [ 3 ]     (6.3) 

где  Т – крутящий момент на валу, Нм;

     W_p – осевой момент сопротивления;

     d – диаметр вала.

     

 

     Определение эквивалентного напряжения

        [ 3 ]     (6.4

     

)

       [ 3 ]          (6.5)

Сталь 40Х     [ 3 ]

     

   определяется по  графику [3]  в зависимости от диаметра вала;

     S = 1,5 – 2,5 - коэффициент запаса прочности;

     x’ - коэффициент, учитывающий предел прочности материала

        [ 3 ]

     x’’ - коэффициент, учитывающий давление в посадке

     

     

      - условие прочности выполняется. 

     

2. Расчёт  сварочного соединения кривошипа и вала привода щёток

Составляем  расчётную схему

Рисунок 7 - Расчётная схема 

     Напряжения  в шве от крутящего момента  

                  ,[ 3 ]      (6.6)    

где Т - крутящий момент, МН ·м;

      d - наружный диаметр, м 

     

 
 

    Выбор допускаемого напряжения

    При срезе [ τ ] = 0,5[ σ ]_р , [ 3 ] для ручной сварки электродами Э38