Способ контроля остроты ножей измельчающего аппарата кормоуборочной машины

Способ контроля остроты ножей измельчающего аппарата кормоуборочной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к способам контроля параметров измельчающих аппаратов. Цель изобретения - повышение нроизводительности измельчающих аппаратов за счет своевременного определения момента затупления ножей. Изобретение позволяет осуществлять контроль зазора между режущими ножами и противорезом и остроты их режущих кромок . При этом производятся измерения зазоров в крайних точках по ширине резания, подачи растительной массы, средней и мгновенной частот вращения ножевого барабана, а по соотношению между отношением разности мгновенных частот вращения к средней частоте вращения вала ножевого барабана и величиной подачи растительной массы судят о степени затупления ножей или кромки противореза. О мгновенных значениях частот вращения нот жевого барабана в начале и конце цикла резания судят по интервалам времени прохождения ножом каждого из датчиков зазора, а о подаче растительной массы судят по толп1ине слоя массы в зоне прессующих вальцов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3436930 А1 (Ю4 A01 F 29 00

Г т iт(-,, р ff 1 g

11 .1

) " и,;", . (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 4260935/30-15 (22) 14.04.87 (46) 15 ° 11.88. Бюл. Ф 42 (71) Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны СССР (72) E.È.Àãèáàëîâ, И.И.Гируцкий, Д.В.Бодиловский, 10.А.Лукьянов и Ю.К.Иванов (53) 631.363.4(088 ° 8) (Se) Авторское свидетельство СССР

В 1327834, кл. А 01 F 29/00, 1986. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОСТРОТЫ НОЖЕЙ

ИЗМЕЛЬЧА10ЩЕГО.АППАРАТА КОРМОУБОРОЧНОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к способам контроля параметров измельчающих аппаратов. Цель изобретения — повышение нроизводительности измельчающих аппаратов за счет своевременного определения мо" мента эатупления ножей. Изобретение позволяет осуществлять контроль зазора между режущими ножами и противорезом и остроты их режущих кромок. При этом производятся измерения зазоров в крайних точках по ширине резания, подачи растительной массы, средней и мгновенной частот вращения нбжевого барабана, а по соотношению между отношением разности мгновенных частот вращения к средней частоте вращения вала ножевого барабана и величиной подачи растительной массы судят о степени затупления ножей или кромки противореза. О мгновенных значениях частот вращения но жевого барабана в начале и конце цикла резания судят по интервалам времени прохождения ножом каждого иэ датчиков зазора, а о подаче растительной массы судят по толщине слоя массы в зоне прессующих вальцов.

2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 14

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к способам контроля параметров измельчающих аппаратов.

Цель изобретения — повышение производительности измельчающих аппаратов эа счет своевременного определения момента затупления ножей, В технологическом процессе заготовки кормов кормоуборочного комбайна, включающем подачу, иэмельчение и транспортировку растительной массы, наиболее энергоемкой операцией является измельченне, т.е. процесс резания массы вращающимися ножами, Средняя частота вращения ножевого барабана может быть определена по интервалу времени прохождения ножа от

1 до 2-ro датчиков зазора либо по времени прохождения двумя соседними ножами одного датчика зазора. В то же время мгновенная частота вращения ножевого барабана изменяется в течение каждого цикла резания растительной массы ножевым барабаном. Динамика процесса описывается следующим дифференциальным уравнением:

36930 2 мельчающего аппарата и коэффициента сопротивления перемещению, при стабилизации подачи и частоты вращения

5 вала барабана можно считать постоянным. Момент на ускорение растительной массы, который пропорционален ее подаче, совместно с моментом резания обуславливает колебательный характер нагрузки на валу измельчающего барабана. Период этих колебаний совпадает с периодом цикла резания Т, который равен 2/l/2М Амплитуда колебаний в каждой конкретной производственной ситуации (когда постоянны влажность растительной массы и ее физико-механические свойства) зависит от подачи растительной массы, зазора в режущей паре и остроты лезвий ножей. При этом моменту прохождения. ножа относительно первого датчика зазора соответствует максимум момента сопротивления, а при выходе ножа иэ слоя растительного материала наблюдается уменьшение нагрузки, которое происходит в момент прохождения ножа около второго датчика зазора. Регистрация мгновенных частот вращения вала нэмельчающего барабана при прохождении ножа около обоих датчиков позволяет оценить обусловленные колебанием момента сопротивления М, колебания мгновенной частоты вращения ЬР, относительно средней частоты вращения <дар вала

35 измельчающего барабана. д кд

= ̄— Ne, где ты вращения вала барабана соответственно в начале и конце цикла резания; эмпирические коэффициенты, определяемые для каждой конкретной производственной ситуации и зависящие соответственно от величины зазора в режущей паре и остроты их кромок;

Х вЂ” момент инерции ножевого барабана; (d — мгновенная угловая частота вращения барабана; — момент, передаваемый двигателем;

11е =Мр+

+Май+Му+

+ Мк -, момент сил сопротивления;

Мр1 1 Э lJ $ м к — моменты, затрачиваемые на резание, транспортировку, придание ускорения и холостой ход.

При настройке кормоуборочной машины на определенную длину резки растительного материала и при установке х ножей на измельчающем барабане можно считать Мщ = const. Момент сил резания М р зависит от подачи растительной массы, ее влаж-ности, зазора в режущей паре, остро-, ты лезвий ножей и противорежущей кромки 6руса. Момент на транспортировку, который зависит от подачи растительной массы, ее влажности, расстояния перемещения массы по кожуху иэИсходя из этих предпосылок можно получить следующую приближенную зависимость: (к к )! 4 ср 4 à, . a q, (2) где &JAN и и2 — мгновенные часто1436930 — подача растительной массы.

Из (2) получим, что коэффициент, характеризующий затупление,режущей пары, и (5) „3 = а / y (6) q = a4h, ао (сЛ вЂ” u3y ) /сдпр а q. (3) Таким образом, измерив величины, входящие в (3) при острых ножах, можно вычислить начальное значение коэффициента а д, а затем, сравнивая текущие значения коэффициента а с его начальным значением, судить о степени затупления режущей пары.

Величины мгновенных частот вращения барабана с7 и иР2 необходимо измерять синхронно с началом и окончанием резания. Оценку этих величин производят по времени Ю и С .взаимодействия ножа с каждым иэ датчиков зазора, расположенных в крайних точках резания. Длительность взаимодействия ножа с датчиком зазора, например индуктивным, зависит от геометрических размеров ножа и датчика скорости движения ножа. При постоянных геометрических размерах можно считать Г1= а3/Ы и Г = а /Ы, (4) где а — эмпирический коэффициент, 1

Из (4) можно получить выражение для мгновенных частот вращения в начале и конце цикла резания:

О величине подачи растительной массы можно судить по толщине слоя массы в зоне прессующих вальцов где а 4 — эмпирический коэффициент;

? — толщина слоя массы, м.

Таким образом, измерение мгновенных частот вращения барабана в начале и конце цикла резания, оценка подачи растительной массы при известной величине зазора позволяют определить степень затупления режущей пары и своевременно сигнализировать оператору о необходимости заточки ножей или замене противореза.

На чертеже приведена схема технологического процесса измельчения корма с контролем параметров измельчающего аппарата по предлагаемому способу на кормоуборочном комбайне.

Растительная масса 1 по транспор теру 2 поступает в питающий аппарат, где осуществляется ее сжатие вальцами 3 и 4 под воздействием пружины 5.

Опоры 6 верхнего питающего вальца 4 перемещаются по направляющим 7 в результате воздействия на прессующий валец 4 растительной массы. После уплотнения растительная масса подается в измельчающий аппарат, где посредством вращающегося барабана 8 с ножами 9 и противорежущего бруса

10 осуществляется ее резание с одновременным ускорением. Далее масса транспортируется по кожуху 11 вращающимся барабаном 8, например, в транспортное средство (не показано).

В цикле резания каждый из ножей 9 проходит мимо противорежущего бруса 10, по краям которого установлены датчики 12 и 13 зазора. Сигналы

- с датчиков 12 и 13 зазора через согласующие элементы 14 и 15 поступают в вычислительное устройство !6.

На основании информации от датчиков 12 и 13 зазора в вычислительном устройстве 16 определяются коэффициент а, характеризующий зазор в режущей паре; средняя частота вращения вала измельчающего барабана сдпр и длительности Г„ и взаимодействия ножа с датчиками 12 и 13 зазора.

Измерение мгновенных частот вращения ножевого барабана можно осу40 ществить и поугим путем, например с

1использованием эффекта Доплера.

Информация от датчика 17 толщины слоя через согласующий элемент 18, поступает в вычислитель 16, где в

45 соответствии с эмпирическим соотношением (6) определяется величина подачи растительной массы. Затем по формулам (5) и (3) находится коэффициент а, характеризующий сте50 пень затупления режущей пары. После сравнения его с начальными или задаваемым значением коэффициента а н вырабатывается команда на сигнализатор 19 о необходимости проведения

55 заточки ножей или замены противореза.

В качестве примера конкретной реализации способа рассмотрено осуществление контроля остроты лезвий противорежущей пары измельчающего аппа143693 т

»а кормоуборочного комбайна . K-100.

Поступающая от прессующих вальцов

3 и 4 растительная масса измельчается между ножами 9 барабана 8 и противорежущим брусом 10, в котором размеще ны датчики 12 и 13 зазора. Проведенные исследования процесса резания при уборке викогорохоовсяной смеси 10 влажностью 753 показывают, что коэффициент корреляции между величинами

h u »1 (формула 6) составляет 0,92, при этом численное значение коэффициента ад составляет 210 кг/м с, а подача растительной массы - 10 кг/с.

Между ножами 9 и противорежущим брусом 10 установлен зазор 1 мм, острота лезвий ножей 9 составляет 50мкм, а комбайн настроен на длину резки

10 мм.

В этих условиях средняя частота вращения вала ножевого барабана 8, измеренная тахогенератором, составляет 104 с . Длительности сигналов от датчиков 12 и 13 определяются их размерами н частотой вращения ножевого барабана 8, т.е. а„= 1 + 0 6 l&Р, (..y = 0,272 мс.

I (» = 0,245 мс;

При этом значение коэффициента а составляет 7,92 10 с/кг.

Таким образом, посредством сравнения в одинаковых условиях функционирования комбайна значений коэффициента а при заточенных ножах со значением того же коэффициента, но определяемого в процессе эксплуатации комбайна, можно оперативно судить о степени затупления режущей пары.

35 Своевременный контроль затупления режущей пары позволяет повысить производительность кормоуборочной машины, снизить расход топлива на

5-10Х и улучшить качество измель »0 чения кормового материала.

1. Способ контроля остроты ножей ч© измельчающего аппарата кормоуборочной машины, включающий измерение зазоров между ножами ножевого барабана и противореэом в крайних точках по ширине резания и определение

50 средней частоты вращения вала ножевого барабана, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения производительности измельчающих аппаратов за счет своевременного опре55 деления момента затупления ножей,дополнительно измеряют подачу растительной массы, производят измерение мгновенных частот вращения ножевого барабана в начале и конце цикла регде 1 - линейный размер датчика в направлении движения ножей, м;

R — радиус ножевого барабана,м.

Для используемых датчиков имеем а 1/R 10 /0,375 = 2,67 16

"Ф и а длительности сигналов от датчиков при прохождении ножей 9 составляют Фр = 0,252 мс; Г = 0,254 мс.

Соответствующие этим длительностям сигналов мгновенные частоты вращения ножевого барабана 8 в начале ((д») и конпе (Ы ) цикла резания составляют:

Сд» =.а /9<, 105,9 с l к (. = а / " = 101,1 с .

По формуле (3) определяют численное значение произведения коэффициентов а» а, характеризующее зазор и затупление режущей пары

a, ° а = ((д» - »дд)/Ny q "

4,62 10 с/кг, 0 б

По результатам исследований получена следующая эмпирическая зависимость коэффициента а, характеризующего измерение энергозатрат на измельчение, от величины зазора при его изменениях от 0,8 до 4 мм, где 8 — величина зазора, мм.

Поэтому в данной производственной ситуации численное значение коэффициента а, характеризующего эатупление ножей, равно 2,98 10 с/кг.

При измельчении той же растительной массы и при зазоре в режущей паре также 1 мм ножами, острота лез— вий которых составляет 200 мкм, и подаче 8,2 кг/с получены следующие численные данные:

Формула изобретения

1436930

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю " шийся тем, что о подаче растительной массы судят по толщине ее слоя в зоне прессующих вальцов.

Составитель Б.Кузьмич редактор М.Петрова Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 5807/2 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зания для каждого ножа, а пс соотношению между отношением разности измеренных мгновенных частот вращения к средней частоте вращения вала ножевого барабана и величиной подачи растительной массы судят о степени затупления ножей илн кромки протиaopesa.

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что о мгновенных ! значениях частот вращения вала ножевого барабана в начале и конце цикла резания судят по интервалам вре5 мени прохождения ножом кавдого as датчиков зазора.