Россия
Россия
Россия
Россия
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
ОКСО 35.02.07 Механизация сельского хозяйства
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
ТБК 5606 Техническое оснащение сельского хозяйства
Рассматривается кинематика плоскопараллельного движения зерновки пшеницы или ржи при перемещении в наклонном положении в скребковом транспортере. Была составлена кинематическая схема плоскопараллельного движения зерновки в скребковом транспортере, определялось положение мгновенного центра скоростей плоской фигуры (МЦС), рассматривались варианты движения зерна в наклонном положении при различных возможных положениях МЦС. Профиль зерен очерчивается эллиптической кривой. Точка касания эллиптического профиля зерновки со скребком совершает сложное движение, при этом горизонтальная скорость скребка является для нее переносной, скорость скольжения по поверхности скребка относительной. Скорость точки касания зерновки с поддоном горизонтальна. Для шести возможных положений мгновенного центра скоростей определены направления скоростей точек контактов зерновок и действующих в них сил трения. Зерновки пшеницы или ржи, перемещаемые в скребковом транспортере, в некоторых случаях могут совершать плоскопараллельное движение. Точка касания эллиптического профиля зерновки со скребком совершает сложное движение, при этом горизонтальная скорость скребка является для нее переносной, скорость скольжения по поверхности скребка относительной. Скорость точки 2 касания зерновки с поддоном горизонтальна.
пшеница, рожь, зерновка, скребковый транспортер, плоскопараллельное движение
Введение. Профиль зерновки пшеницы или ржи можно описать эллиптической кривой [1,2].
В работе [2] рассматривается равновесие зерновки в наклонном положении, когда она касается одновременно вертикальной боковой стенки и дна транспортирующего лотка. От проскальзывания зерновка удерживается силами трения. Установлено, что равновесие теряется при наклоне больших осей эллиптического профиля зерновок от вертикали на угол более 37…380.
Передвигаемая скребком по дну лотка транспортера зерновка в большинстве случаев, находясь в горизонтальном положении, перемещается поступательно. Однако в ряде случаев возможно и ее плоскопараллельное движение.
Условия, материалы и методы исследований. Цель данного исследования – рассмотреть возможные варианты плоскопараллельного движения зерновки, транспортируемой в скребковом транспортере. Применялись аналитические методы исследования. Была составлена кинематическая схема плоскопараллельного движения зерновки в скребковом транспортере, определялось положение мгновенного центра скоростей плоской фигуры (МЦС), рассматривались варианты движения зерна в наклонном положении при различных возможных положениях МЦС [3].
Анализ и обсуждение результатов исследования. Составлена приведенная на рисунке 1 схема плоскопараллельного движения зерновки в скребковом транспортере. Находящаяся в наклонном положении зерновка перемещается в скребковом транспортере, угол наклона ее большой полуоси с вертикалью обозначен α .
Точка 1 касания эллиптического профиля зерновки со скребком совершает сложное движение, при этом горизонтальная скорость скребка является для точки переносной ῡСКР = ῡе , скорость ῡr скольжения по поверхности скребка относительной, абсолютная (результирующая) скорость равна ῡa=ῡе+ῡr. Скорость ῡ2 точки 2 касания зерновки с поддоном горизонтальна. Точка 3 на схеме построена, как точка пересечения нормалей, проведенных к эллиптическому профилю зерна в ее точках касания 1 и 2.
Силы трения FТР1 и FТР2 направлены против скоростей скольжения точек контакта (или против направлений возможного движения).
Зерно совершает плоскопараллельное движение. МЦС тела, обозначенный на схеме СV, находится как точка пересечения перпендикуляров к векторам ῡa и ῡ2 и расположен на вертикальной прямой 2-3. Точка СV может занимать на вертикали 2-3 различные положения.
Рассмотрим возможные варианты расположения МЦС на вертикали 2-3 и установим соответствующие каждому из этих вариантов направления вращения зерновки и скоростей ее точек касания 1 и 2 (рисунок 2). Также определим направления сил трения скольжения.
1) Точка CV находится ниже точки 2 зерновки и бесконечно от нее удалена (рисунок 2,а). В этом случае зерновка имеет нулевую угловую скорость, движется поступательно, скорости всех точек зерна равны скорости скребка ῡСКР = ῡе. Силы трения FТР1 и FТР2 направлены соответственно против скоростей ῡr и ῡ2, как показано на рисунке 2,а.
Не меняется характер движения твердого тела, если точка СV расположена бесконечно выше точек 2 и 3.
2) МЦС ниже точки 2 и находится от нее на конечном расстоянии (рисунок 2,б). В рассматриваемом варианте движения зерно вращается по часовой стрелке, скорость ῡr скольжения точки контакта 1 относительно поверхности скребка направлена вверх, скорость ῡ2 скольжения точки 2 по поддону – вправо. Направления сил трения FТР1 и FТР2 противоположны векторам, указанных на рисунке 2,б скоростей.
3) Точка СV совпадает с точкой контакта 2 (рисунок 2,в). В этом случае зерновка перекатывается по дну поддона без скольжения, ее угловая скорость направлена по часовой стрелке, скорость ῡr – вверх, ῡ2 = 0. Сила FТР1 направлена вниз, направление силы FТР2 по схеме на рисунке 2,в не определяется, ее мощность равна нулю.
4) Точка СV расположена между точками 2 и 3 (рисунок 2,г). Направления векторов ῡr, ῡ2 , FТР1, FТР2 и угловой скорости ω показаны на рисунке 2,г.
5. Не исключен вариант плоскопараллельного движения зерна в соответствии со схемой на рисунке 2,д, когда мгновенный центр скоростей расположен выше точки 3 (рисунок 2д). Угловая скорость зерновки противоположна часовой стрелке, направления векторов ῡr , ῡ2 , FТР1, FТР2 показаны на чертеже.
6) Последний из возможных вариантов плоскопараллельного движения показан на рисунке 2,е. Точки СV и 3 совпадают только в том случае, если абсолютная скорость ῡa точки контакта 2 вертикальна, что, в свою очередь, возможно лишь при отрыве твердого тела от поверхности скребка.
Выводы. 1. Показано, что зерновки пшеницы или ржи, перемещаемые в скребковом транспортере, в некоторых случаях могут совершать плоскопараллельное движение. Точка касания эллиптического профиля зерновки со скребком совершает сложное движение, при этом горизонтальная скорость скребка является для нее переносной, скорость скольжения по поверхности скребка относительной. Скорость точки 2 касания зерновки с поддоном горизонтальна.
2. Рассмотрены шесть возможных вариантов расположения мгновенного центра скоростей зерна, что позволило для каждого из этих вариантов установить направления векторов скоростей контактов, угловой скорости твердого тела, а также направления действующих на зерновку в контактах сил трения.
1. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет, проектирование и испытание / М.Н. Летошнев. - М.-Л.: Государственное изд-во сельскохозяйственной литературы, 1955. - 764 с.
2. Нафиков М.З. Равновесие зерновок пшеницы и ржи в наклонном положении / М.З. Нафиков, И.Х. Масалимов, В.А. Павленко / Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2015. - №3. - С.18-20.
3. Нафиков М.З. Теоретическая механики. Раздел кинематика. Конспект лекций. - Уфа: Изд-во Башкирского ГАУ, 2012. - 68 с.
4. Масалимов И.Х. Передвижная конвейерная сушилка. /Масалимов И.Х., Ганеев И.Р., Пермяков В.Н./ Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - № 3. - С. 9-10.
5. Масалимов И.Х. Как лучше сушить семена / Масалимов И.Х., Ефимов А.В., Ганеев И.Р., Пермяков В.Н.// Сельский механизатор. - 2009. - № 8. - С. 16-17.
6. Масалимов И.Х. Сушильно-сортировальная установка сыпучих материалов. / Масалимов И.Х., Пермяков В.Н., Ганеев И.Р. / Патент на полезную модель RUS 77950 10.09.2008
7. Масалимов И.Х. Устройство для сушки и сортировки сыпучих материалов/ Масалимов И.Х. Каримов Х.Т., Ганеев И.Р., Пермяков В.Н. , Файзрахманов Ш.Ф. / Патент на изобретение RUS 2577909 05.03.2015
8. Masalimov I.Kh. Drying and sorting plant for bulk materials. [Sushilno-sortirovalnaya ustanovka sypuchikh materialov]. / Masalimov I.Kh., Permyakov V.N., Ganeev I.R. / Patent na poleznuyu model RUS 77950 10.09.2008
9. Masalimov I.Kh. Ustroystvo dlya sushki i sortirovki sypuchikh materialov. [Device for drying and sorting bulk materials]. / Masalimov I.Kh., Karimov Kh.T., Ganeev I.R., Permyakov V.N. , Fayzrakhmanov Sh.F. / Patent na izobretenie RUS 2577909 05.03.2015.
