Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1. Зоотехнические требования к кормам 10
1.2. Физико-механические свойства кормов 11
1.3. Взаимодействие корма с рабочими органами измельчителя 17
1.4. Классификация измельчителей кормов по способу организации рабочего процесса 23
1.5. Выбор объекта исследования 28
1.6. Выводы по литературному обзору и задачи исследования 29
2. Теоретическое исследование процесса ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой . 31
2.1. Плоский поперечный удар упругого однородного стержня по абсолютно жесткой опоре 31
2.2. Плоский поперечный удар податливого стержня по абсолютно жесткой опоре 38
2.3. Определение скорости удара измельчающей лопатки по стеблю 44
2.4. Обоснование формы измельчающей лопатки 46
2.5. Энергетические и технико-экономические показатели двухроторного измельчителя кормов открытого типа 50
3. Экспериментальное исследование ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой на лабораторной установке 56
3.1. Общая методика 56
3.1.1. Программа исследования 56
3.1.2. Лабораторная установка 57
3.1.3. Приборы и аппаратура 60
3.1.4. Порядок проведения опытов 64
3.2. Методика планирования эксперимента по исследованию влияния различных факторов на степень разрушения стебля при свободном ударе 65
3.2.1. Выбор критерия для оценки степени разрушения стебля 65-
3.2.2. Факторы, влияющие на степень разрыва продольных волокон 66
3.2.3. План эксперимента 68
3.3. Результаты скоростной киносъемки процесса удара измельчающей лопатки по стеблю 71
3.4. Результаты тензометрирования измельчающей лопатки 78
3.5. Исследование влияния различных факторов на степень разрушения стебля соломы при свободном ударе 82
4. Исследование рабочего процесса двухроторного измельчителя грубых кормов открытого типа 87
4.1. Влияние конструктивных параметров рабочих органов на качество ищмельчения корма 87
4.1.1. Выбор критерия оптимизации рабочего процесса измельчителя грубых кормов 87
4.1.2. Факторы, влияющие на качество измельчения корма 89
4.1.3. План эксперимента 95;
4.1.4. Анализ результатов исследования 96
4.2. Исследование динамики рабочего процесса двухроторного измельчителя открытого типа 103
4.2.1. Методика тензометрирования двухроторного измельчителя кормов 104
4.2.2. Характер изменения мометггов сил, действующих на измельчающие лопатки в течение одного оборота ротора 107
5. Технико-экономические показатели работы измельчителя грубых кормов 116
5.1. Производственные испытания исследуемого
измельчителя 116
5.2. Методика инженерного расчета двухроторного измельчителя грубых кормов открытого типа 121
5.3. Экономическая эффективность исследуемого измельчителя 124
Выводы и предложения 131
Литература 133
Приложения 143
- Физико-механические свойства кормов
- Плоский поперечный удар податливого стержня по абсолютно жесткой опоре
- Приборы и аппаратура
- Результаты скоростной киносъемки процесса удара измельчающей лопатки по стеблю
Введение к работе
КПСС и Советское правительство постоянно уделяют большое внимание вопросам развития сельскохозяйственного производства и, в частности, животноводства. В постановлениях "О дальнейшем развитии, специализации и концентрации сельскохозяйственного производства на базе межколхозной кооперации и агропромышленной интеграции" и "О мерах по дальнейшему повышению эффективности сельскохозяйственной науки и укрепления ее связи с производством" намечены основные пути дальнейшего развития животноводства на основе интенсификации производства, создания специализированных животноводческих предприятий и объединений, укрепления кормовой базы, повышения технической оснащенности. Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1981...1985 гг., принятыми ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено увеличить производство мяса на 15...18 процентов, молока на 5...7 процентов, яиц на 14 процентов [і]. Продовольственной программой СССР намечено обеспечить производство кормов в стране в 1985 г. в количестве 500 млн. тонн и в 1990 г. 540...550 млн. тонн кормовых единиц [2].
Основные требования к новой технике для сельского хозяйства на І98І...І990 гг. предусматривают создание машин нового поколения в 1,5 раза и более производительнее машин существующих конструкций путем использования качественно новых и улучшения существующих технологических процессов, повышения единичной мощности, пропускной способности, надежности машин, сокращения времени на технологическое и техническое обслуживание, а также широкое использование в конструкциях активных рабочих органов, применения совмещенных технологических операций, стабилизирующих и саморегулирующих устройств с непрерывным произ водственным процессом [і].
Грубые корма в рационе крупного рогатого скота составляют около 60 % по питательным веществам \з\. Поэтому все большее значение приобретает повышение их питательности путем предварительной технологической обработки. Солома, как дешевый, имеющийся в больших количествах корм, широко применяемый при кормлении, обязательно требует предварительной подготовки с целью повышения ее усвояемости. Степень измельчения соломы при гранулировании и брикетировании определяется технологическим процессом переработки и не оказывает существенного влияния на питательную ценность [з]. При других способах переработки соломы (смешивание с другими кормами, запаривание, термохимическая обработка, обработка электромагнитным излучением и т. д.) зоотехнические требования обусловливают определенную степень измельчения. Переизмельчение соломы отрицательно сказывается на организме животных (V).
Измельчение грубых кормов осуществляется барабанными, роторными, дисковыми и комбинированными рабочими органами. Они, как правило, не обеспечивают требуемую степень измельчения и желаемый фракционный состав, имеют низкую производительность и большую энергоемкость. Кроме того, многие измельчители неудовлетворительно работают на кормах повышенной влажности. Поэтому дальнейшее, совершенствование энергонасыщенных высокопроизводительных измельчителей грубых кормов является актуальной задачей.
В сельскохозяйственных предприятиях Оренбургской области для измельчения грубых кормов и приготовления полувлажных кор-мосмесей широко применяется измельчитель-смеситель ИСК-30, разработанный специалистами Томской государственной опытной сельскохозяйственной станции. Он имеет достаточно высокую про . изводительность, удовлетворительно работает на кормах любой влажности, однако степень измельчения не всегда удовлетворяет зоотехническим требованиям, а затраты энергии на измельчение относительно велики.
В связи с изложенным поставлена следующая цель исследования - более детальное изучение процесса разрушения стебельчатых материалов с целью выявления путей снижения энергоемкости измельчения грубых кормов.
Задача исследования - обоснование параметров рабочих органов двухроторного измельчителя грубых кормов открытого типа.
Объект исследования - процесс измельчения стебельчатых материалов при свободном ударе.
Предмет исследования - взаимодействие рабочих органов измельчителя с кормом.
Данная работа выполняется в соответствии с целевой комплексной научно-технической программой 0.51.04 "Разработка и внедрение высокоурожайных сортов кормовых культур, прогрессивных технологических процессов производства, переработки, заготовки и хранения кормов по зонам страны". Исследование является составной частью плана научно-исследовательской работы Оренбургского сельскохозяйственного института, тема № 4 "Разработать предложения по совершенствованию средств механизации; и автоматизации сельскохозяйственных технологических процессов и методов их использования", разд. 4.9 "Исследование динамики роторных машин", № Гос. регистрации! 0I8300I6995;.
В диссертации теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены закономерности ударного взаимодействия одиночного стебля с измельчающей лопаткой. Разработана лабораторная установка, для исследования процесса удара. Получена зависимость степени разрыва продольных волокон стебля от ряда факторов.
. Экспериментально доказана возможность получения приемлемого качества измельчения грубых кормов двухроторным измельчителем открытого типа при окружной скорости измельчающих лопаток 40 м/с. Предложены аналитические выражения для инженерного расчета двухроторного измельчителя грубых кормов открытого типа.
В результате выполненных исследований на защиту выносятся следующие основные научные положения:
- анализ существующих конструкций и параметров рабочих органов измельчителей грубых кормов и экспериментальные исследования с целью выбора типа рабочих органов;
- теоретические исследования, направленные на выявление закономерностей взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой при свободном ударе;
- результаты экспериментальных исследований по обоснованию достоверности теоретических предпосылок;
- результаты экспериментальных исследований по обоснованию параметров рабочих органов двухроторного измельчителя грубых кормов открытого типа;
- результаты производственных испытаний и экономической оценки измельчителя с экспериментальными рабочими органами.
Физико-механические свойства кормов
Стебель растения является сложным сооружением, состоящим из разнородных материалов (подобно железобетону). Проф. Раздор-ский (1927) рассматривает его как трубчатую конструкцию - ко 12. донну, у которой отношение высоты к диаметру в 4...6 раз больше, чем у гражданских сооружений p3J. Важнейшим свойством стеблестоя зерновых культур является неполегаемость. Поникло сть и полегаемость стеблей колосовых в нормальных условиях развития обусловлены, чаще всего, недостаточной прочностью на продольный изгиб. Устойчивость стеблей в отношении; продольного изгиба зависит не только от размеров поперечного сечения, НО и от прочности его тканей [ЗЗ]. Поэтому при выведении новых сортов селекционеры стремятся повысить прочность механических волокон в кольце стебля. Это, неизбежно, вызовет увеличение расхода энергии: при измельчении стеблей на корм скоту. На процесс измельчения влияют следующие характеристики кормовых материалов [79, 9Ч]: Средние размеры стеблей изменяются в значительных преде-лах в зависимости от культуры и сорта растений, условий выращивания, фазы вегетации и пр. Длина отдельных стеблей находится в пределах 0,20...1,5 м, а средний диаметр стеблей -0,0015...0,0150 м [ЗЗ]. При этом геометрическая площадь поперечного сечения стеблей находится в линейной зависимости от высоты растений [ЗЗ]. Плотность корма, определяется размерами частиц, главным образом, длиной и влажностью. По данным Ю. М. Шидловокого 26, плотность соломы после зерноуборочного комбайна составляет 15,0...30,0 кг/м3, в случае предварительного измельчения стеблей до длины 0,05...0,08 м ІЗ. . 35,0...60,0 кг/м . В работе [іІЗ] приводятся следующие данные по плотности соломистых материалов в зависимости от длины частиц (табл. I): Плотность стеблей и материала стеблей в значительной степени зависят от влажности. При изменении влажности ячменной соломы от 0 до 35- % они находятся в пределах [27] : рот= 125...200 кг/м3, рм= 300...470 кг/м3. Упругие свойства соломистых материалов характеризуются модулями упругости. Стебельчатые корма, являются анизотропным материалом, поэтому следует различать модули упругости и сдвига вдоль и поперек волокон. Так, для древесины они составляют
В работе А. Ш. Джамбуршина и др. [_29] приведены следующие значения модуля упругости пшеничных стеблей в период уборки -470...870 МПа. Абилжанов Т. [27] определил значение модуля упругости при влажности около 12 %: так как в процессе опытов измерялась собственная частота из-гибных колебаний стебля. Значения модуля упругости вдоль волокон, а также модулей сдвига для соломистых материалов в литературе не встречаются. Прочностные свойства стебельчатых кормов при статическом резании, по способу "рубки" характеризуются удельным сопротивлением резанию CLj КН/М, разрушающим напряжением среза Lpcu МПа и удельной работой резания Ауа.реъ. кДж/м . По данным С. В. Мельникова, [30], средние значения удельного сопротивления резанию для различных стебельчатых кормов находятся в пределах 5,7...12,0 кН/м, а величина разрушающего напряжения среза составляет 0,33...0,85 МПа. Средние значения удельной работы резания по результатам опытов равны: - для сена - 5,7 кДж/м ; - для соломы - 3,8 кДж/м2; - для травы - 4,8 кДж/м . При измельчении стебельчатых кормов в молотковых дробилках разрушение, в основном, происходит вследствие изгиба стеблей. И. В. Крагельский ГзоТ предложил оценивать сопротивление стеблей изгибу по величине угла излома у . А. М. Карнов [32] для стеблей люцерны влажностью 6,0...8,0 % определил углы излома: при статическом нагружении, - 16?, при динамическом нагру-жении - 21. В работе [33] приводятся данные по прочности стеблей различных культур при разрыве вдоль волокон. Например, для стеблей ячменя разрывное усилие составляет - при статическом на-гружении 110 Н, при динамическом - 94 Н. Приведенные данные свидетельствуют об эффективности динамического разрушения. Коэффициент трения соломы по стальной поверхности по ре 15. зультатам опытов [2б] находится в-пределах: 1. Для обмолоченной- соломы іокоя" 0.35-.-0,45; fag 0,20...0,35; 2. Для измельченной соломы Ів».".з5---0-55: - ,6 0,г5...0,45. Основными факторами, влияющими на величину коэффициента трения соломистых материалов, являются [ЗІ] - ориентация стеблей, влажность материала, удельное давление на контактную поверх ность, относительная скорость. Ориентация стеблей оказывает незначительное влияние. Расположение стеблей перпендикулярно к направлению вектора скорости образца увеличивает коэффициент трения на 0,014...0,035 по сравнению с параллельным расположе нием. В случае хаотического расположения стеблей образца коэф фициент трения занимает промежуточное положение [34І. Измене ние влажности оказывает значительное влияние на величину коэф фициента трения. Например, для соломы сорта "Безостая I" коэф фициент трения движения по стали при относительной скорости 1,7...1,9 м/с составил [34]: W «= 10,7 %, а&иж= 0,314; \Х/= 6,2 %, Ч-абиж 0,502. Увеличение удельного дав ления приводит к уменьшению коэффициента трения. Так, для той же соломы [34] изменение удельного давления от 40 кПа до 170 кПа снизило коэффициент трения с 0,6 до 0,4. Подвижность соломистых материалов характеризуется коэффициентом бокового давления. При статическом нагружении. его величина не зависит от нормального давления Г38]. При динамическом нагружении с увеличением нормального давления коэффициент бокового давления вначале снижается, при этом происходит уплотнение материала и рост касательных напряжений. Когда эти касательные напряжения превысят уровень, обеспечивающий сцепление частиц, материал начинает течь Гзб, 37, 38І.
Плоский поперечный удар податливого стержня по абсолютно жесткой опоре
Стебельчатые корма имеют, волокнистую структуру. Как и для древесины [28], модуль упругости материала стебля вдоль волокон на порядок выше, чем поперек волокон, в то время как модуль сдвига имеет большее значение в поперечном направлении. В связи с этим, продольное расщепление и сплющивание стебля имеют место при относительно небольших усилиях. Это неизбежно оказывает влияние на процесс ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой.
Выражение для ударной силы можно записать в виде где ГЛ - масса всего стержня, кг; L - какое-то фиктивное замедление (эквивалентное замедление), м/с . Для средней части стержня, непосредственно контактирующей с опорой, можно записать Ре Ат от э. (8) В соответствии с законом Гука сила взаимодействия средней части стержня с опорой при отсутствии разрушений будет равна 39. Pc= Ее A A AhCT--CAhCT . (9) дїи где Д ст" Беличина поперечного сжатия стержня на опоре, м; О - жесткость стержня, Н/м. Обозначив С=- —- удельная жесткость стержня (жесткость единичного стержня), получим, приравнивая выражения (8) и (9), Отсюда. 21. (10) с лЬ о СТ Допустим, что в пределах упругой деформации, стержня и растет по линейному закону, а при пластической - остается постоянным. График изменения эквивалентного замедления по времени показан на рис. б. Можно считать скорость деформации: CQ величиной постоянной при 0 "Ь ."ЬуПр , тогда 4hCT = c9l м j,= - - . В момент, времени с=ъуПр эквивалентное замедление достигает максимального значения \2 . Приняв j3= СОlist при пластической деформации стержня, находим п лЬст лкст . где и - постоянная величина, Нм, то есть, жесткость единичного стержня обратно пропорциональна величине деформации,. Исходя из кинематики движения средней части стержня (стебля), можно записать . . ;maxl і ю. о і упр. U tc Рис. б. Зависимость эквивалентного замедления средней части стебля от -времени Іулр. (мр. Рис. 7. Уточненная форма ударного импульса ы. J ,, \ти І2. ; max/1 1 \2 Ik - / і + J JML + J IV W 5 " м 9 + 4 2 где U5H - внутренний диаметр стебля, м. Обозначим и -г— и решим систему уравнений относительно Ки Р я і . c{ftH (2-0) (, V \/M(2+25-3S2j , ;max , з Ун (г + а8-з8а) J3"" d6M(3-6f Ла CI2) Для податливого стержня 0=1 , к = — . у упругого стержня 0 = 1 U г— 6 cUH Определим ударную силу, действующую на консольную часть стержня. Элементарное значение ударной силы для отрезка времени 0 "О4"Ьупр будет равно: ЛП J Г г, М 2 VM(2 + 2(5-352jt d6Mp-6/5tg После интегрирования получаем Р - 2 от.9мДс (2+2 $-з82) t2 " 4, (2- 6)2 8t9 2+ Постоянную С определим для момента времени t = 0 , когда Ик-0 и, следовательно, 0 0 . Подставляя "Lg из выражения (IIJ и вводя максимально возможное значение ударной силы Рко , получим: n п Ум(г+д&-"5&а)У (із). Если 0 = 0 , то Х-упр"0 и Н = 0 » если же "И » т0 tynp=trt и ударная сила гк - rK0 , что соответствует ранее, сделанным выводам. Найдем элементарное значение ударной силы для промежутка времени "ЬаПр иХ.д : а К -- Ьст5м ас Г 4(2-0)2 Интегрируя, данное выражение и выполнив некоторые преобразования, получим: к-гко—]—Г"оч2 ----- (14) D-D W - h, d6H(.2-5) Для момента времени "Ь =tynp величина ударной силы определится из выражения (13): Тогда из (14) имеем c.tU 2 -8 Окончательное выражение для ударной силы, действующей на консольную часть стержня в течение времени примет вид: 2\4Сг+а5-з52) і S (15) L Р = Р d&H(2-5)2 2-8 В момент окончания деформации; средней части стержня (t=tg) величина, ударной силы будет равна Рк= r 0 , что также согласуется с ранее сделанными выгодами. 43. Таким образом, с учетом податливости стержня величина ударной силы, действующей на консольную часть, в пределах упругой деформации, изменяется с течением времени по квадрати-ческому закону (13), а далее, до окончания деформации, по линейному (15). Кроме того, на величину ударной силы накладывают ограничения кинематика; движения консольной части стержня и энергетический баланс. Уточненная форма ударного импульса представлена на рис. 7. Обобщая рассмотрение ударного взаимодействия стебля (стержня) с измельчающей лопаткой (жесткой опорой), можно сделать следующие выводы: 1. Ударная сила, действующая на консольную часть стержня, является переменной по времени величиной. 2. Во время упругой деформации стержня на опоре величина ударной силы определяется выражением (13)
Приборы и аппаратура
Фотографирование процесса ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой осуществляли с помощью скоростной кинокамеры СКС-ІбМі с частотой порядка 3000 кадров в секунду на 16 мм позитивную пленку. В связи с этим, полученные фотографии, представляют собой негатив. Поскольку время протяжки пленки составляет около 5,0 с (из них 3,0...3,5 с на разбег), имеется возможность обеспечить синхронизацию включения кинокамеры и механизма подачи стебля вручную.
Для регистрации величины ударной силы на упругой балке модели лопатки были наклеены три-пары те изометрических датчиков. Схема наклейки и включения датчиков в измерительные полумосты приведена на рис. 15. Для усиления и регистрации электрического сигнала применяли усилитель 8 АНЧ-7М и осциллограф Н-ІІ7. Токосъем осуществляли концевыми ртутно-амальгамированными токосъемниками типа ТРАК. После наклейки тензодатчиков проводили трехкратную тарировку (приложение 2). Ошибка измерений составила 5...8 %. Обработку осциллограмм, проводили методом ординат.
В поперечных сечениях балки, где установлены датчики, изгибающие моменты будут равны: M, = Py9X;M2-Pa9(X+Q);M5=PS9(x+b); С») где X. - координата точки приложения ударной силы. Две пары датчиков были использованы для электрического получе ния разности моментов , что позволило опреде лить величину ударной силы.
Третья пара датчиков использована для получения координаты точки приложения ударной силы. Обра зец осциллограммы приведен на рис. . Регистрация ударной силы по принципу вычитания двух изгибающих моментов в. данном случае оказалась неприемлемой. Выражается это в том, что на осциллограмме (рис. П.3.1) ударная сила (кривая 2) вначале имеет отрицательное значение, что физически невозможно. Объясняется это тем, что скорость нарастания ударной силы соизмерима со скоростью изгибной деформации балки, и вначале, когда I 12 еще равен нулю, изгибающий момент І
Цимеет какое-то значение. Поэтому на осциллограмме получена запись разности изгибных деформаций двух поперечных сечений лопатки. Расшифровка подобной записи нецелесообразна,, так как необходимо учитывать скорость деформации самой балки.
Ошибки, Схемы наклейки и включения датчиков в измерительные полумосты вносимые при этом, могут значительно исказить процесс взаимодействия стебля с лопаткой. Запись изгибающего момента I 15 (кривая І рис. П.З.і) не может быть использована для определения ударной силы Х+О хотя по результатам скоростной киносъемки стебель в процессе взаимодействия практически не движется вдоль лопатки (рис. 17).
Деформация лопатки, а следовательно, и регистрируемое значение I \5 , не следуют закону изменения Му . 3 теории колебаний известно, что если время действия силы"Цд — ( I - период свободных колебаний), то максимальное отклонение системы достигается после исчезновения силы [104, 105J » Выразим зависимость п5дгт(ч) с помощью линейно-кусочной апроксимации выражением: Psg=eW2(t,)+Mt- )+...+pn(i-v,) (2І где $\$i)-- )Рг\ -коэффициенты, характеризующие темп из менения силы, Н/с; \ гг- п "" моменты времени, когда необходимо учи тывать последующие слагаемые, о; Ту - время, с.
Уравнение колебательного движения балки можно записать в виде У4[ ( + -+РП)- Г?Л--№-1 (ОС [ р, 5іЛ COt + 3 160(1- )+., .+ 5 0)(1- ) (25) где Lj - перемещение конца балки, м; (О - частота собственных колебаний балки, 1/с; С - жесткость балки, Н/м. 6,4. Используя уравнение (25), можно-ра считать траекторию перемещения конца балки и сравнить ее с осциллограммой (рис. П.3.1).
Результаты скоростной киносъемки процесса удара измельчающей лопатки по стеблю
Фотографирование процесса ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой позволяет качественно оценить характер взаимодействия. При окружной скорости конца лопатки v 40 /o и длине стебля t0T 0,i м все образцы изламываются, имея 2...4 надлома. Лишь образцы длиной 0,030 м и менее имеют надлом половины периметра поперечного сечения (по результатам визуального осмотра стебля после удара).
При встрече стебля с лопаткой средняя часть его смещается относительно концов в сторону движения, то есть происходит изгиб стебля (рис. 16). Это свидетельствует о том, что стебель деформируется волной сдвига и, следовательно, подтверждает целесообразность исследования ударного взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой с точки зрения волновой теории.
Наблюдая за характером взаимодействия стебля с измельчающей лопаткой, можно отметить, что вначале происходит излом, а затем разрушение стебля (рис. 17). При этом поперечные разрывы стебля имеют место на расстоянии примерно равном диаметру стебля от ребра измельчающей лопатки. Процесс разрушения стебля продолжается и после потери контакта с измельчающей лопаткой (рис. 18).
С целью выявления характера движения стебля относительно измельчающей лопатки, на последнюю была наклеена полоса черной бумаги шириной 0,005 м (на фото - белая полоса, рис. 17). Как видно из рис. 17, стебель практически не движется вдоль лопатки.
Для оценки момента времени, при котором происходит излом стебля, ударному взаимодействию был подвергнут стебель, имеющий различную длину консольных В процессе ударного взаимодействия величина изгибающего момента растет с течением времени вследствие увеличения плеча приложения результирующей ударной нагрузки. Поскольку движение обеих частей стебля относительно лопатки начинается почти одновременно (рис. 19), следовательно, изгибающий .момент при изломе стебля меньше максимально возможного значения. Таким образом, излом стебля имеет место, когда волна сдвига еще не дошла до его конца. В момент излома скорость средней части стебля равна VM , тогда как. конец стебля еще неподвижен. Поэтому консольная часть стебля начинает вращаться относительно ребра излома, с угловой скоростьютем больше, чем меньше ее длина (рис. 19).
Если в результате излома стебля не произошло разрушение продольных волокон, то в дальнейшем под действием сил упругости консольные части стержня начинают поворачиваться относительно лопатки в обратном направлении:, опережая ее. (рис. 20). В этот момент стебель теряет контакт с лопаткой и, двигаясь по касательной к траектории конца лопатки, сходит с нее.
Схематично процесс- разрушения стебля при ударном взаимодействии с измельчающей лопаткой можно представить следующим образом. Вначале имеет место изгиб стебля в сторону движения лопатки. Затем происходит, излом его и консольные части получают вращательное движение относительно лопатки. Одновременно имеют место поперечные разрывы стебля на расстоянии примерно равном диаметру стебля от ребра измельчающей лопатки. Если разрыва продольных волокон стебля не произошло, консольные части стебля опережают лопатку и стебель сходит с нее.
Результаты тензометрирования измельчающей лопаткиВзаимодействие стеблей соломы с измельчающей лопаткой исследовали для образцов различной длины. В качестве основного размера образца была принята его длина 0,1 м, так как зоотехническими требованиями для подготовки соломы к скармливанию крупному рогатому скоту обусловлена длина частиц от 0,03 до 0,05 м. Результаты исследования взаимодействия одиночного стебля с измельчающей лопаткой получены в виде осциллограмм изменения изгибных напряжений модели лопатки. Типичные образцы осциллограмм приведены на рис. П.3.2.
Осциллограмма (рис. П.3.2 а) соответствует взаимодействию стебля сухой (W- 5,65 % ) пшеничной соломы длиной Цт= 0,10 м:, наружный диаметр СІСТ= 0,0043 м, масса тст = 0,1527 г. В данном случае время контакта стебля с лопаткой относительно мало, поэтому, по истечении, времени одного периода собственных колебаний, дальнейшие колебания лопатки происходят с постоянной амплитудой при слабом затухании. Еизуальный осмотр образца показал, что произошло расщепление средней части стебля на длину 0,06 м и имеются два сквозных и два неполных надлома.
На осциллограмме (рис. П.3.2 б) представлено взаимодействие стебля сухой (W = 5,65 %) пшеничной соломы длиной 6СТ- 0,30 м, наружный диаметр Qcf 0,0017 м, масса ГЛСТ= 0,1240 г. Контакт стебля с лопаткой имеет место в течение двух периодов собственных колебаний. После испытания стебель имел два излома и сквозное продольное расщепление.
