Obliczanie zapotrzebowania na moc do napędu listwy w nożycowo-palcowym zespole tnącym

Dane:

maszyna: sieczkarnia polowa

obroty korby: n=650 obr/min

prędkość w ruchu postępowym: V_m=1,45 m/s

szerokość robocza zespołu tnącego: l=3,8m

wysokość ustawienia zespołu tnącego: 0,05m

typ zespołu tnącego: klasyczny t=t₀=S=0,0762m

Obliczanie drogi podawania:

$$L = Vm*\frac{30}{n}$$

$$L = 1,45m/s*\frac{30}{650obr/min}$$

L = 0, 0669

Obliczanie pola cięcia:

F = S * L

F = 0, 0762m * 0,669m

F = 0, 051m²

Obliczanie średnich oporów cięcia:

$$Psr = \frac{Aj*F*i}{\text{xc}}$$

gdzie:

i- liczba nożyków

x_c-droga nożyka od początku do końca cięcia

A_j- jednostkowa praca cięcia

A_j=200 J/m^2

I=l:xn

gdzie:

x_n- szerokość nożyka w podstawie

x_n=0,076m

I = 3, 8m : 0, 076m

I = 50

xc = xk − xp

gdzie:

x_k- droga nożyka w końcu cięcia

x_p- droga nożyka w początku cięcia

wartości odczytano z rysunku 11,4:

x_k=0,0572m

x_p=0,0197m

xc = 0, 0572m − 0, 0197m

xc = 0, 00375m

$$Psr = \frac{50*\frac{200J}{m^{2}}*0,051m^{2}}{0,0375m}$$

Psr = 13600N

Obliczanie oporów tarcia:

w obliczeniach pominięto składową tarcia pochodzącą od działania targańca zatem:

T = μ * m1 * g

gdzie:

µ=0,25 - współczynnik tarcia

g=9,81m/s^2 - przyspieszenie ziemskie

m1- masa listwy nożowej

m1 = l * 2, 2kg/m

m1 = 3, 8m * 2, 2kg/m

m1 = 8, 36kg

$$T = 0,25*8,36kg*\frac{9,81m}{s^{2}}$$

T = 20, 5N

Obliczanie sil bezwładności:

Pb = m * r * ω²

m = m1 + m2

m2 = 0, 48 * M

$$\omega = \frac{\pi*n}{30}$$

r = S : 2

gdzie:

m₂- część masy korbowodu wykonująca ruchy posuwisto zwrotne

M=2,3kg- masa korbowodu

P_b- maksymalna siła bezwładności

ω- prędkość kątowa

r- promień korbowodu

$$\omega = \frac{3,14*650obr/min}{30}$$

$$\omega = \frac{68,068rad}{s}$$

m2 = 2, 3kg * 0, 48

m2 = 1, 104kg

m = 1, 104kg + 8, 36kg

m = 9, 464kg

r = 0, 0762m : 2

r = 0, 0381m

$$Pb = 9,464kg*0,0381m*\left( \frac{68,068rad}{s} \right)^{2}$$

Pb = 1666, 26N

Wykres oporów pracy listwy nożowej:

Obliczanie mocy potrzebnej do napędu listwy nożowej:

Uproszczenie: przyjęto że całość ostrza nożyka jest częścią roboczą zatem punkt początku cięcia znajduje się na początku styku krawędzi ostrza i stalki.

Z uwagi na zmienną wartość siły i prędkości na długości skoku do obliczeń przyjęto największą wartość iloczynu oporów pracy listwy i prędkości nożyka. Iloczyn ten osiąga maksymalną wartość w punkcie początku cięcia.

N = P * Vnz

gdzie:

N- maksymalne zapotrzebowanie na moc

V_nż- prędkość nożyka w początku cięcia

y- wartość określająca prędkość maksymalną w danym położeniu

y = 0, 0334m

Vnz = ω * y

$$Vnz = \left( \frac{68,068rad}{s} \right)*0,0334m$$

$$Vnz = \frac{2,273m}{s}$$

$$N = \frac{2,273m}{s}*2166,06N$$

N = 4923, 454W