Inżynieia Rolnicza 5(103)/008 OKREŚLENIE ZAPOTRZEBOWANIA NA MOC EFEKTYWNĄ TOPOROWEGO ZESPOŁU ROZDRABNIAJĄCEGO WYPOSAŻONEGO W DODATKOWE ELEMENTY ROBOCZE Aleande Liowi Kaeda Mazyn Rolniczych i Leśnych, Szoła Główna Goodawa Wiejiego w Wazawie Sezczenie. Oacowano odel eoeyczny do oeślenia zaozebowania ocy eeywnej zeołu nącego z dodaowyi eleenai oboczyi. Suua odelu odzwieciedla zidenyiowane zjawia, związane z cięcie oślin, odzucenie odcięych oślin na owiezchnię obudowy zeołu, óe było woagane zez liwy oieniowe, acie na ej owiezchni obudowy oaz na owiezchni abowanych łye dennych, ścianie cząe oślin w zczelinie oboczej iędzy łyą denną a łoaai zunia oaz wyzue ieczi do anału wyzuowego ieczani olowej. Słowa luczowe: oc eeywna, zeół ooowy, eleeny obocze Wyaz oznaczeń a, ozioa, ionowa odległość ocząu gadzieli od oi obou aczy nącej [], b, h zeoość, wyoość gadzieli [], b, l d zeoość abu, długość części abowanej łyi dennej [], E enegia ineyczna odzucenia cząe zez noże i liwy oieniowe [J],, wółczynni ziany ładowej ycznej i noalnej ędości odzuu cząe,, wółczynni zależny od odzaju liwy oieniowej, łoae zunia, F, F d iła acia: na owiezchni gładiej dna, na owiezchniach abowanych [N], F iła ozebna do zeunięcia ścianego aeiału oślinnego [N], g zyiezenie zieie [ - ], h wyoość wyzuu ieczi [], i liczba abów na łyce dennej, L c, L aca zecinania wawy aeiału, ściania w zczelinie oboczej [J], L j jednoowa aca cięcia [J - ], l zeczywia długość ieczi [], c, aa aeiału oślinnego: anoowanego, odcięa jedny noże [g], wielość iośodowego uawienia noża [], P c, P, P d, P, P, P zaozebowanie ocy na cięcie, do oonania ooów acia odcza anou cząe o obudowie, do zecieania cząe o łyce dennej, do wyzucenia ieczi do anału wyzuowego, do odzucenia odcięych cząe, do ściania cząe w zczelinie oboczej [W], uień ay wilgonego aeiału oślinnego [g -1 ], 65
Aleande Liowi, oień: wodzący noża, aczy nożowej [],, zczelina obocza na wyjściu, wejściu (ayalna) [], S g owiezchnia zeoju ozecznego wawy aeiału oślinnego w gadzieli [ ], cza uchu aeiału oślinnego o owiezchni obudowy zeołu ozdabniającego [], v n, v ładowa noalna i yczna ędości ay [ -1 ], v w śednia ędość obwodowa walców wciągająco-zgniaających [ -1 ], z liczba noży zainalowanych na aczy, α, τ ą ochylenia abów na łyce dennej, cięcia ślizgowego [ad], β d, β, β d doga ąowa: czynnej owiezchni abów, uchu aeiału oślinnego o dnie obudowy zeołu ozdabniającego, wyęowania abów [ad], δ w oślizg aeiału iędzy walcai, λ, λ h, μ wółczynni eiyczny chaaeyzujący niejednoodność cząe aeiału oślinnego, oecyjny ędości wyzuu ieczi, acia aeiału oślinnego o al, μ d óżnica wółczynniów acia aeiału oślinnego o łoai zunia i łyę denną, μ wółczynni ściania aeiału w obzaze zczeliny oboczej, ρ gęość aeiału oślinnego znajdującego ię w gadzieli [g -3 ], ędość ąowa aczy nożowej [ad -1 ]. Wę Doychcza zy oeślaniu zaozebowania na oc eeywną ooowego zeołu ozdabniającego wyóżniano jej zy ładnii: na cięcie, do odzucenia cząe i na zeiezczanie cząe oślin o obudowie [Diewi 1978; Gach i in. 1991], bez uwzględniania dodaowych eleenów oboczych woagających acę ego zeołu: łye dennych i łoae zunia, a aże z oinięcie zału zczeliny, jaa wozy ię iędzy nii. Szeoi zegląd ac badawczych doyczących ozdabniania, zeowadzony zez O Doghey ego [198], zawiea ównież odobne inoacje o uuze odelu enegeycznego acy zeołu ozdabniającego. Wzyie e ace wyóżniają ównież ładnii ocy biegu jałowego, óe odnozą ię do ooów acia w węzłach ineaycznych eleenów oboczych i ooów uchu echanizów naędowych oaz ooy owieza na biegu jałowy ieczani. Jeden z najnowzych odeli aeayczny, ozwinięy zez Čeuanoja i Belova [004] zawiea czey ładnii ocy: na cięcie, do odzucenia cząe, na zeiezczanie cząe o obudowie i na oonanie ooów owieza. Ten oani ładni ocy odnoi ię jedna do ooów biegu jałowego. Dodaowe eleeny obocze działając na cząi oślin uuydzy zyczyniają ię do ozcieania ich ziaen i ozywania źdźbeł łodyg. Te dodaowe wyuzenia zwięzają ooy uchu, óych oonanie wyaga onieienia naładów enegeycznych, a óych w doychczaowych ozważaniach eoeycznych nie uwzględniono. 66
Oeślenie zaozebowania na oc... Cel acy Cele oacowania je zedawienie odelu aeaycznego zaozebowania ocy na oc eeywną ooowego zeołu ozdabniającego oowanego w ieczaniach olowych, w óy uwzględniono zjawia izyczne, będące eee działania ego zeoły wyoażonego w eleeny woagające ozcieanie ziaen i ozywanie łodyg oślin. Oeślenie zaozebowania na oc eeywną Pzyjęo, że głównyi ładniai ocy eeywnej ą: oc związana z cięcie wawy aeiału oślinnego, odzucenie ocięych cząe, zeiezczanie cząe o dnie obudowy zeołu ozdabniającego, zecieanie cząe o łyce dennej, ścianie cząe w zczelinie oboczej oaz z wyzucenie ich oza zeół ozdabniający do anału wyzuowego ieczani (y. 1). Źódło: oacowanie włane Ry. 1. Pzebieg oceu ozdabniania według eaów: A cięcie, B odzucenie cząe, C acie o obudowie, D zecieanie na łyce dennej, E ścianie w obzaze zczeliny oboczej, F wyzucanie oza zeół ozdabniający (ozoałe objaśnienia w eście) Fig. 1. The hedding oce in age: A cuing, B howing away he a, C icion on he uace, D icion on he boo lae, E ueezing in he woing ga, F ejecing ouide he hedding uni Pacę cięcia obliczono na odawie jednoowej acy cięcia i owiezchni zeoju ozecznego wawy aeiału oślinnego w gadzieli: L = L S L bh (1) c j g = j 67
Aleande Liowi Ponieważ w acie jednego obou wyonywane je z cięć, a cza jednego obou aczy nożowej wynoi π o śednie zaozebowanie ocy na cięcie ożna obliczyć z zależności: bhz Pc = Lj () π Moc ozebną na odzucenie odcięej ocji aeiału ożna zedawić jao iloczyn śedniej enegii ineycznej, óą uzyuje a ocja i liczby noży zez cza jednego obou: E z vn + v z P = = (3) π π Ponieważ uch cząe naęuje ze śoda zeoju ozecznego wawy aeiału w gadzieli, dlaego eż obie ładowe ędości ożna wyznaczyć na odawie waości oienia wodzącego noża, ędości ąowej aczy i ąa cięcia ślizgowego τ (B, y. 1): ( + ) τ v n = 1 co, v = in τ (4) W ych zależnościach uwzględniono częściowy wływ acia cząe o owiezchni liew oieniowych i bezwładność cząe, wowadzając wółczynnii i. Maę odcięej ocji aeiału obliczono na odawie jego gęości, znajdującego ię w gadzieli, owiezchni gadzieli oaz zeczywiej długości ieczi: = ρ Sgl. Kozyając z awa zachowania ay i zyjując oślizg aeiału iędzy walcai, zależny od naciu ężyn na walce wciągająco-zgniaające, gęość aeiału znajdującego ię w gadzieli ożna oeślić ze wzou: ρ = v w ( 1 δ w ) S g (5) Rzeczywią długość ieczi wyznaczono na odawie zależności: l πvw = z ( 1 δ ) w (6) Uwzględniając owyżze zależności cząowe, zaozebowanie ocy do odzucenia odcięego zez noże aeiału i nadania cząo enegii ineycznej ożna oeślić ze wzou: ( 1+ ) co τ + in τ P = λ (7) Niejednoodność aeiału oślinnego wyażono wółczynniie eiyczny λ. 68
Oeślenie zaozebowania na oc... Ooy acia, owające w acie zeiezczania aeiału o owiezchni gładiej dna (odcini CD i EF, y. 1), zależą od wółczynnia acia oślin o al, naciów wywoływanych zez iłę odśodową, oocjonalną do ay, działającą na odcięą, zwaą ocję aeiału, wadau ędości ąowej oaz wółczynniów chaaeyzujących dodaowe eleeny obocze. Śednie ooy acia ożna wyznaczyć z zależności: F c = μ (8) Maa anoowanego aeiału zależy od uienia aowego oślin i czau wania uchu na odcinach łuowych CD i EF: c =. Moc ozebna do oonania wyęującego acia na gładiej owiezchni obudowy je ówna iloazowi włożonej acy na jego oonanie i czau wania uchu : P F = ( β β ) d = μ ( β β ) Ką β oeślający całowią dogę ąową zeiezczania cząe o obudowie wyznaczono ze związu geoeycznego: β = β1 η γ, a ozoałe ąy z zależności ygonoeycznych: η = acin, γ = acco. 0, 5h Poień wodzący śoda długości oboczej noża obliczono ze wzou: b h = a + + (10) Do wyznaczenia ocy ozebnej na zecieanie cząe o łyce dennej wyozyano eoię acy ceowego zeołu łócącego [Żu 1983], óą zodyiowano, z uwzględnienie ecyii onucji i chaaeu wółacy eleenów oboczych. Podcza zecieania oślin owaje oó acia na owiezchniach oboczych abów: d (9) F d d = μ (11) Maa aeiału oślinnego odcięa jedny noże zależy od uienia ay odawanego do zeołu nącego oaz czau cylu cięcia: = c. Doga ąowa obejująca czynną owiezchnię abów je ówna iloczynowi ilości oań awędzi łoae zunia z abai na łyce dennej i zeoości ąowej abu: b β d = zi (1) co α Zaozebowanie ocy do zecieania aeiału na łyce dennej wyznaczono z wyażenia: b Pd = μd zi (13) co α 69
Aleande Liowi Paca ozebna do ściania aeiału w obzaze łyi dennej zależy od iły F = μ, wyaganej do zeunięcia ego aeiału zez zczelinę oboczą o długości l d oaz ściania jednoowego i wynoi: L = Fld (14) Zaozebowanie ocy do oonania ooów związanych ze ścianie aeiału w zczelinie oboczej iędzy łyą denną a łoaai zunia wyznaczono z zależności: P = μ ld Zaozebowanie na oc do wyzucenia ieczi na wyoość h = 0, 5λ hun g zez łoai zunia do anału wyzuowego ieczani obliczono z zależności: P = λ h (16) Całowie zaozebowanie na oc eeywną do acy zeołu oeśla zależność: bhz P = Lj + λ π + μ d i ( 1+ ) b coα co τ + + μ ld in τ + λ h + μ ( β β ) Nieznane w ej zależności waości wółczynniów L j, λ, μ, μ d, μ, λ h wyznaczono na odawie danych doświadczalnych uzyanych w badaniach acjonanych oując eodę ayyczną z wyozyanie ogau oueowego Sagahic v.4.1. Swiedzono, że wzyie waości wółczynniów ą ayycznie ione na ozioie ioności nie więzy niż 0,0001, a wółczynni deeinacji dla ocy eeywnej wynoił 94,38%. Poduowanie Analizując ozyaną zależność ożna zauważyć, że zaozebowanie na oc eeywną do acy zeołu ozdabniającego, wyoażonego w dodaowe eleeny woagające oce ozdabniania ziana i ozywania źdźbeł oślin, zależy od właściwości aeiału oślinnego, aaeów onucyjnych i echnicznych eleenów oboczych azyny. Analiza logiczna ej zależności ozwala wiedzić, że zawiea ona więzość najioniejzych aaeów decydujących o działaniu zeołu i najleiej odzwieciedla zeczywiy oce jego acy. Uwzględniono w ni eey wyuzeń ochodzące od d + (15) (17) 70
Oeślenie zaozebowania na oc... zaoowanych zeołów oboczych na aeiał oślinny, zwłazcza dodaowych eleenów, óe doychcza nie były ezenowane w lieauze. Paca nauowa inanowana ze śodów Miniewa Naui i Szolnicwa Wyżzego w laach 007-010 jao oje badawczy N50 006 3/0677. Bibliogaia Čeunoj A.I., Belov M.I. 004. Rače diovo iziel čajušče-švyjajuščego aaaa. Ta. Selchozaš. N 11.. 33-4. Diewi J. 1978. Teoia i onucja azyn olniczych. T. 3. PWRiL. Wazawa.. 48. O Doghey M.J. 198. A eview o eeach on oage choing. J. Agic. Engng. Re., (7).. 67-89. Żu D. 1983. Ćwiczenia ojeowe z azyn olniczych. Wyd. Poliechnii Wazawiej. Wazawa.. 1. DETERMINATION OF THE DEMAND FOR EFFECTIVE POWER OF A FLYWHEEL SHREDDING UNIT EQUIPPED WITH EXTRA WORKING ELEMENTS Abac. The eeach allowed o develo a heoeical odel o deeinaion o eecive owe deand o a cuing uni wih exa woing eleen. The ucue o he odel elec ideniied henoena involved in lan cuing by howing away cu o lan ono he uace o he uni houing, which wa uoed by adial ba, icion on hi houing uace and on he uace o cougaed boo lae, by ueezing all iece o lan in a woing ga beween boo lae and eede beae vane, and cha ejecion ino cha cue ejecion channel. Key wod: eecive owe, lywheel choing uni, woing eleen Ade do oeondencji: Aleande Liowi; e-ail: aleande_liowi@ggw.l Kaeda Mazyn Rolniczych i Leśnych Szoła Główna Goodawa Wiejiego w Wazawie ul. Nowouynowa 164 0-787 Wazawa 71