Обґрунтування параметрів комбінованого різального апарату навантажувача кормів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

Розділ 1. Постановка проблеми. Мета й задачі дослідження

1.1 Способи заготівлі й зберігання стеблових кормів

1.2 Фізико-механічні властивості кормових монолітів

1.3 Аналіз конструкцій машин для виїмки кормів зі сховищ

1.4 Короткий огляд досліджень процесу виїмки стеблових кормів з горизонтальних сховищ

Розділ 2. Теоретичне дослідження процесу відокремлення стеблових кормів

2.1 Кінематика комбінованого різального апарату

2.2 Робота прорізних ножів

2.3 Довжина дуги ножа в зоні різання

2.4 Потужність приводу віддільника

2.5 Продуктивність комбінованого різального апарату

2.6 Площа перерізу стружки

2.7 Енергоємність процесу

Розділ 3. Методика й результати експериментальних досліджень

3.1 Опис експериментальної установки

3.2 Результати експериментальних досліджень енергоємності та якості подрібнення

3.3 Оптимізація параметрів

3.4 Результати залежностей показників якості і енергетичності від основних параметрів віддільника

3.5 Продуктивність і енергоємність процесу

Розділ 4. Методика розрахунку й техніко-економічне обґрунтування комбінованого різального апарату

4.1 Методика розрахунку основних параметрів комбінованого різального апарату

4.2 Техніко-економічне обґрунтування віддільника кормів

Висновки

Список використаної літератури

Додаток 1

Вступ

корм комбінований різальний машина

Вирішальною умовою інтенсифікації тваринництва є корінне поліпшення кормовиробництва. Потрібно завершити розробку й приступити до реалізації комплексної програми створення в країні надійної збалансованої кормової бази для тваринництва, поліпшення якості й збереження кормів на основі комплексної механізації всіх процесів кормовиробництва, впровадження прогресивних технологій заготівлі й підготовки кормів до згодовування [1].

Стеблові корми складають основу зимових раціонів великої рогатої худоби, виїмка зі сховищ і навантаження яких є найбільш трудомісткою операцією.

Для виїмки стеблових кормів з сховищ і навантаження в транспортні засоби застосовуються машини періодичної й безперервної дії.

Застосування машин періодичної дії із грейферними й фронтальними захватами приводить до втрат поживних речовин, викликаних розпушенням значних об'ємів кормового моноліту, не забезпечує додаткове подрібнення корму [2].

Навантажувачі безперервної дії з фрезерними робочими органами надійні в роботі, прості в експлуатації й універсальні, у процесі відбору кормів значно доподрібнюють їх. Однак навантажувачі безперервної дії типу ПСК-5,0 і ФН-1,4 не задовольняють зоотехнічним вимогам по довжині різання корму, що вивантажується, і мають конструктивні й технологічні недоліки. Досвід експлуатації навантажувача ФН-1,4 і результати випробувань навантажувача ПСК-5,0 показали їхню низьку продуктивність, високу енергоємність, нестабільність якісних показників.

Дослідження згрібаючих робочих органів ланцюгово-пластинчатого типу показали їхню високу продуктивність, низьку енергоємність. Відомі експериментальні зразки й створений на їхній основі навантажувач силосу й сінажу (ПСС-5,5), можуть бути ефективними, при можливості регулювання якості одержуваного кінцевого продукту. Дотепер це питання теоретично й конструктивно не вирішене. [3, 4].

Робочий орган дискового типу, у цілому, задовольняє вимогам технології виїмки стеблових кормів і наступної механізованої роздачі, забезпечує високу продуктивність при низькій енергоємності. Разом з тим у процесі роботи він залишає поверхню у вигляді плавних западин і гострих виступів, що піддається впливу атмосфери [5].

Аналіз основних результатів досліджень процесу виїмки силосу й грубих кормів показав, що параметри, що рекомендуються авторами, і режими роботи різальних апаратів відрізняються широким діапазоном значень. Наявні теоретичні й експериментальні результати недостатні для створення більш досконалих навантажувачів кормів подібного типу [6, 7].

У зв'язку з вищевикладеним виникає необхідність створення комбінованого різального апарату стеблових кормів, що забезпечує відбір кормів із заданими зоотехнічними вимогами, високу продуктивність і низьку енергоємність.

Розділ 1. Постановка проблеми. Мета й задачі дослідження

1.1 Способи заготівлі й зберігання стеблових кормів

Основним джерелом задоволення потреб тваринництва є корми рослин-ного походження ? стеблові корми. Заготівля й зберігання їх займає важливе місце в системі заходів щодо організації кормової бази. Підвищення поживної цінності, поліпшення смакових якостей і збільшення виходу кормів може бути досягнуте на основі росту й поліпшення поживності рослин шляхом застосуван-ня відповідних агротехнічних прийомів, строгого дотримання правил заготівлі, зберігання й споживання їх.

Основними стебловими кормами є: силос, сінаж, розсипне, подрібнене й пресоване сіно, солома й інші пожнивні відходи рослинництва.

Для зберігання силосу й сінажу застосовують башти, напівбашти, та траншеї. В останні роки найбільш широке поширення одержали траншеї, але їх потрібно використовувати в тих випадках, коли корм заготовляють у великих кількостях і в стислі строки. Траншейний спосіб зберігання забезпечує широкий фронт робіт при завантаженні силосу і його виїмці, дозволяє використовувати усі види транспорту Ї автомашини, причепи, навантажувачі; має порівняно невеликі капіталовкладення.

Якість корму значною мірою залежить від типу силососховищ і їхньої герметизації. Мінімальні втрати сухої речовини спостерігаються при силосуванні у баштах , а максимальні Ї в курганах і скиртах [8].

В облицьованих горизонтальних траншеях втрати сухої речовини в Лісостепу й Поліссі становлять 7...20 % і залежать в основному від способу накриття, у не облицьованих наземних спорудах сягають 30 % і більше. При накритті поліетиленовою плівкою вони становлять 6…7 %. Втрати сухої речовини у баштах складають 10...14 % [9].

Отже, в облицьованих горизонтальних силососховищах при ретельному ізолюванні корму від навколишнього середовища можна одержати гарний силос або сінаж з мінімальними втратами.

За типом розміщення траншеї ділять на наземні, напівзаглиблені та заглиблені. Вибір типу траншей залежить від рівня ґрунтових вод, рельєфу місцевості, наявності будівельних матеріалів. Найбільш придатні, з точки зору зручності експлуатації, наземні траншеї. Вони забезпечують високу якість корму, не вимагають спеціальної дренажної системи для відведення дощових та талих вод, легкодоступні для механізованого завантаження і для їх вивантажен-ня. Будівництво великотонажних силосних траншей місткістю 5 тис. тонн та більше не виправдано. Якість силосу в таких траншеях низька через велику їх поверхню й довготривале заповнення.

При закладанні силосу в траншею щоденний ущільнений шар маси повинен становити 70-100 см, а строк заповнення Ї 4-5днів.

Башти Ї більш дорогі споруди, ніж траншеї, їх потрібно використовувати при менших об'ємах кормів і для закладання найбільш цінних, наприклад бобових культур. У минулі роки в Україну завозились металеві герметичні башти з нижнім розвантаженням маси виробництва американської фірми “Харвестор”. Нижнє розвантаження маси спочатку вважали як досягнення. Але такий спосіб розвантаження має суттєві недоліки. Перш за все, при нижньому розвантаженні швидко зникає вуглекислота, що накопичується на дні споруди, а звільнений нею простір займає повітря, викликаючи вторинну ферментацію і зігрівання корму. Крім того, швидкість нижнього розвантаження виявилась дуже невисокою, оскільки корм не встигає достатньо швидко опускатися.

Недостатньо ефективним є і вакуумний спосіб консервування Ї з відкачуванням із сховища повітря, яке проводиться після заповнення сховища зеленою масою. В ретельно накритому капітальному сховищі і без відкачування повітря весь кисень досить швидко витрачається на дихання клітин і створюється такий склад повітря, який обумовлює успішне зберігання кормів.

Тенденція переходу до горизонтальних бетонних траншей великої місткості спостерігається в закордонних країнах (CША, Франція, Англія, Швеція й ін.) у міру укрупнення ферм.

Буртове й курганне силосування через велике псування зовнішніх шарів силосу не може бути визнане досконалим, тому що у багатьох випадках вар-тість зіпсованого силосу перевищує витрати на будівлю найпростіших силосних споруд. Досліди, проведені Інститутом кормів показали, що при сило-суванні кукурудзи молочно-воскової стиглості з вологістю 74…75 % у буртах-курганах, що вміщали до 1,5 тис. тонн маси, вихід силосу становив 74 %, при силосуванні в земляній траншеї досягав 84% [10].

Аналіз способів зберігання силосу показує, що в наш час і в майбутньому основна маса силосу буде закладатися в горизонтальних наземних траншеях і частково в буртах з укриттям плівкою.

Для заготівлі сіна рекомендуються наступні технологічні способи: із природних і сіяних трав з пресуванням в тюки, із штучним сушінням, подрібненого із застосуванням активного вентилювання, розсипного й пресованого з активним вентилюванням [11].

Зберігають подрібнене сіно в сітчастих баштах і скиртах біля місць споживання.

Технологія заготівлі розсипного не подрібненого сіна із застосуванням активної вентиляції передбачає підсушування скошеної трави в полі до вологості 35…45 %, а пресованого сіна Ї до вологості 30...35 %, Досушують сіно в скиртах на сушильному пункті до вологості 18...20 % атмосферним і підігрітим повітрям установками УДС-300, УВТ-10, ВПТ і вентиляторами. Застосування цієї технології на 10..15 % підвищує збір біологічного врожаю сіна, дає можливість майже повністю зберегти вміст у ньому каротину.

Місця скиртування сіна й соломи найбільше доцільно вибирати безпосередньо на території ферми. Для цієї мети виділяється спеціальна площадка, захищається й оснащується необхідним протипожежним устаткуванням, Наземні горизонтальні облицювальні силосні траншеї також розташовуються на території ферми. Це дозволяє більш повно використовувати машини для навантаження й роздачі корму, знизити витрати праці й засобів на щоденну доставку корму, виключити нераціональне використання техніки в бездоріжжя.

1.2 Фізико-механічні властивості кормових монолітів

При виконанні технологічного процесу відбору кормів зі сховищ відбувається взаємодія між робочими елементами (ножами) і оброблюваним середовищем (кормовим монолітом). Фізико-механічні властивості кормових монолітів значно впливають на геометрію й кінематику робочих органів, визначають режими їхньої роботи.

Дослідженню фізико-механічних властивостей кормових монолітів присвячений ряд робіт [12, 3, 5, 13]. Основна увага при цьому приділялася вивченню їхньої міцності під час відбору Ї опір моноліту різанню, зсуву, жор-сткості стебел, коефіцієнтів тертя, щільності. Крім того, визначались такі характеристики як опір на розрив, стиск, міцність стебел при розтягу й стиску.

В основу теоретичних і експериментальних досліджень цих питань покладена творча спадщина академіка В.П. Горячкіна [14...16], експеримен-тальна теорія різання академіка В.А. Желіговського. Проведені роботи з теорії різання дозволяють вирішувати основні питання інженерних розрахунків по деяким вузькоспеціалізованим машинам, вказують на складність взаємодії робочих органів із сільськогосподарськими матеріалами й значні труднощі аналітичних розрахунків і необхідність експериментальних методів.

Найбільш вивченим є опір сіно-соломистої маси стиску, що досліджувалася в процесі пресування [14...16, 17]. Під дією масових сил моноліт здобуває кінцеву щільність, яка є одним з основних показників його механічної міцності.

Зміна щільності моноліту по висоті сховища наведена в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 - Щільність кормів по висоті сховищ, кг/м³

Висота відбору проб, м	Сінаж люцерновий	Сінаж злакобобовий	Сіно люцернове	Солома ячмінна	Силос кукурудзяний
4	-	-	122,4	53,1	620,0
3	470	570	125,8	55,0	629,8
2	496	606	128,1	57,5	640,1
1	525	640	130,0	60,0	650,0

Щільність моноліту впливає на більшість інших його властивостей: опір різанню, розриву, зсуву, тертя, деформацію, явище релаксації й ін.

З наведених даних видно, що щільність кормів по висоті сховища при збільшенні глибини розташування шару на кожний метр змінюється на 3...5%.

Дослідженнями встановлено, що сіно-соломиста маса має високий опір різанню, що й наведено в табл. 1.2.

Таблиця 1.2 - Опір різанню грубих кормів

Види грубих кормів	Вологість, %	Питомий опір різанню, Н/м при щільності маси
		с=70кг/м3	с=50кг/м3	с=30кг/м3
солома пшениці	10,3	1400	900	500
солома горохова	10,9	1100	700	350
сіно з люцерни	11,8	1600	1150	600

Дослідженнями [6, 12] доведено, що стебла соломи й сіна в скиртах розташовуються в основному горизонтально й відхилення площини їхнього залягання від горизонталі не перевищує 20°. Тому опір зсуву в горизонтальній площині незначний.

Важливим фактором, що впливає як на опір різанню, так і транспортування матеріалу є коефіцієнт тертя. Існують два основних види коефіцієнта тертя: об поверхню робочих органів (зовнішнє тертя) стебел об стебла (внутрішнє тертя).

Коефіцієнт тертя руху в 1,2...2,0 рази менший коефіцієнта тертя спокою.

1.3 Аналіз конструкцій машин для виїмки кормів зі сховищ

При заготівлі кормів у горизонтальних сховищах найважливішою й найменш механізованою технологічною операцією є їхній відбір. Дотримання певних правил при відборі кормів зі споруджень різних типів має велике значення в збереженні його кормових якостей і зниженні втрат. Через недосконалість засобів механізації й недотримання технології відбору кормів зі сховищ, втрати поживних речовин становлять 8...13%. Щоб звести ці втрати до мінімуму, треба не порушувати монолітності корму в тій його частині, яка сьогодні не буде вийнята. Тільки при дотриманні цього правила тварини щодня будуть одержу- вати свіжий доброякісний корм [18, 19].

Для відбору кормів зі сховищ і навантаження їх у транспортні засоби застосовуються різні машини й засоби малої механізації.

Використання засобів малої механізації приводить до полегшення важкої ручної праці, але не до підвищення її продуктивності. В умовах всезростаючої кон- центрації поголів'я ці засоби стали безперспективними.

Як основні засоби механізації відбору кормів з горизонтальних сховищ, знайшли застосування два типи навантажувальних машин Ї навантажувачі періодичної дії й навантажувачі безперервної дії (рис. 1.1).



Рисунок 1.1 - Класифікація навантажувачів безперервної дії

Таким чином, всі типи навантажувачів безперервної дії можна класифікувати на навісні, причіпні, самохідні й стаціонарні; по типу приводу робочого органа: механічні, електричні й гідравлічні; по типу робочих органів: фрезобарабанні, шнекові, дискові, ланцюгово-пластинчаті; по типу транспортуючих органів: з вентилятором розкидачем, з ексгаустером, зі шнековим, скребковим і стрічковим транспортером; по способу подачі робочого органу: маятникові, щоглові і рамні.

Серед машин періодичної дії широке поширення одержав навантажувач-екскаватор ПЕ-0,8Б. Такі навантажувачі не поліпшують технологічність корму, що навантажується, більше того, навантаження здійснюється великими порція-ми без рівномірного розпушення й додаткового подрібнення. Крім того, порційне навантаження залежаного корму ускладнює нормовану роздачу його мобільними кормороздавачами. Використання навантажувачів періодичної дії на заборі кормів зі сховищ приводить до руйнування граничного шару моноліту, що веде до втрат поживних речовин [20].

В останні роки для навантаження силосу з горизонтальних силососховищ і грубих кормів зі скирт все більше поширення одержують машини безперервної дії, які працюють за принципом поступового відділення корму роторними робочими органами. Останні, у порівнянні з навантажувачами періодичної дії, безумовно більш перспективні. Висока продуктивність, додаткове подрібнення корму, гладка й тверда поверхня, що залишається в сховищі моноліту корму, забезпечення забору корму зі сховищ висотою 5 м і більше, максимальна збереженість поживних речовин, автоматизація процесу навантаження корму роблять навантажувачі безперервної дії незамінними на великих й середніх тваринних фермах.

Дослідженнями встановлено, що тварини з'їдають подрібненого силосу на 8…12 % більше, а не з'їденого силосу залишається 2…7 %.

Промисловістю освоєне виробництво ряду навантажувачів безперервної дії. Ці машини розроблялися більшою мірою на основі відомих параметрів торфовидобувних, землеобробних і дорожньо-будівельних фрезерних машин. У результаті було запропоновано багато типів машин, призначених в основному для навантаження силосу або грубих кормів, і мало універсальних.

Технологічні схеми й технічні характеристики вітчизняних і деяких закордонних навантажувачів наведені в таблиці (Додаток 1). Аналіз даних, наведених у таблиці, показує, що більшість навантажувачів виконана у вигляді навісного обладнання до колісних тракторів. Рідше зустрічаються самохідні, причіпні й навісні на автомобілі. Обмежене застосування причіпних навантажувачів пояснюється тим, що вони в агрегаті із трактором мають низьку маневреність, складний привід робочих органів, незручні в експлуатації. З метою спрощення кінематичної схеми приводу забірного робочого органа в деяких навантажувачах, наприклад, "Сайла-Вейтор", F-80А, ПСГ-20 застосований гідропривід. Існують навантажувачі з приводом від електричної мережі (ПСЭ-20, ЭК-5). Вони досить зручні в експлуатації, мають низькі експлуатаційні витрати та можливість пуску в будь-яких кліматичних умовах, однак недостатньо універсальні. За кордоном досить широке розповсюдження одержали стаціонарні електрифіковані вивантажувачі (Стефанайзе - Франція, НІАЕ - Англія, Пужен - США, Вадербрун - Швеція), особливо на великих молочних й відгодівельних комплексах. Ці машини надійні в роботі, зручні в обслуговуванні, мають високі техніко-економічні показники. Стаціонарні електрифіковані вивантажувачі можуть працювати в автоматизованому режимі, забезпечуючи задану продуктивність і високу рівномірність потоку корму, що вивантажується.

Енергоємність і продуктивність навантажувача безперервної дії в значній мірі залежать від конструкції різального апарату. Найбільше поширення одержали фрезобарабанні, дискові й шнекові пили, шнекові фрези й ланцюгово-пластинчаті контури [21].

Фрезобарабанні апарати обладнані ріжучими ножами, які використовуються при виїмці зв'язаного, погано подрібненого стеблового корму. Такими робочими органами обладнані вітчизняні навантажувачі ФН-1,4 і ПСК-5,0. Навантажувачі закордонного виробництва, наприклад, "БІФ" обладнаний фрез-барабаном із пружинними пальцями; "Фармханд" і "Плуто", обладнані ріжучими шнеками, Ї забезпечують високу продуктивність на виїмці дрібно подрібненого силосу. При випробуванні цих навантажувачів було відзначено значне зниження продуктивності при збільшенні довжини часток силосу.

Основний недолік фрезбарабанів Ї низька продуктивність (до 15 т/год.) і висока енергоємність (2,6...5,2 кВт. год/т).

Шнекові фрезбарабани відрізняються від циліндричних тим, що замість ножів до поверхні циліндра кріпляться по гвинтовій лінії зубчасті витки. Основні недоліки такого робочого органу полягає в складності перевантаження відокремлюваного корму на транспортер розвантажника, низькій продуктивності (до 17 т/год.) і незадовільній роботі на погано подрібненому кормі.

Для забору силосу й сінажу з горизонтальних сховищ найбільш вигідно застосовувати машини з ланцюгово-пластинчатими робочими органами. Подібні робочі органи мають дослідні зразки силосонавантажувачів ПСЭ-20, ЭК-5 і ПСС-5,5. Працюючи за принципом пошарового згрібання в горизонтальній площині, ці робочі органи додатково не подрібнюють й не розщеплюють корм, проте енергоємність їх в 2…2,5рази менша, ніж у фрезбарабанів.

З даних Додатку 1 видно, що робочі органи барабанного типу відрізня-ються високою енергоємністю при порівняно низькій продуктивності. Особливо незадовільно вони працюють при навантаженні грубих кормів (низька якість подрібнення, недостатня висота початку фрезерування й ін.) Це пояснюється розмаїттям ріжучих елементів, недостатнім вивченням процесів взаємодії їх з монолітом і обґрунтуванням геометричних параметрів.

1.4 Короткий огляд досліджень процесу виїмки стеблових кормів з горизонтальних сховищ

Аналітичному й експериментальному дослідженню процесу безпрервного відділенню кормів від моноліту фрезбарабаном і ланцюгово-пластинчатим віддільником присвячені роботи А.Н. Крамаренко, Г.Й. Єрмохіна, Л.І. Хворостянова, П.Д. Сокольника, Н.П. Алексенко, В.Д. Тімонина [5…7, 12, 13].

Велику увагу дослідники приділили вивченню фізико-механічних властивостей кормових монолітів у сховищі, що значно впливають на енергетичні показники робочих органів, що відокремлюють. Окремі роботи присвячені дослідженню процесу відділення кормів робочими органами фрезобарабанного типу. Однак обгрунтування застосування фрезбарабана, як робочого органа землеобробних машин відноситься до більш раннього періоду. Основним вченням по цьому питанню є праці академіка В.П. Горячкіна і його послідовників [14...16].

А.Н. Крамаренко проводив аналітичні й експериментальні дослідження процесу роботи фрезбарабана й ланцюгово-штифтового віддільника з урахуванням шаруватої структури кормів у сховищах. При цьому основна увага приділялася питанням відділення грубих кормів. У процесі досліджень фізико-механічних властивостей грубих кормів визначався склад, вологість, щільність корму в сховищах, опір зсуненню, згрібанню з вільної поверхні, коефіцієнти тертя по сталі, деформація й закономірності різання різними ножами.

У результаті експериментальних досліджень ним встановлено, що витрата енергії на фрезерування стрілчастими ножами на 20...22 % більша,ніж Г-подібними, а при зустрічному фрезеруванні на 10...12 % менша в порівнянні з супутнім.

Г.І. Єрмохін присвятив свою роботу дослідженню фрезбарабана при навантаженні силосу. У результаті аналітичного й экопериментального дослідження автор дійшов висновку, що для вивантаження силосу доцільно застосовувати фрезбарабан з верхнім викидом. Встановлено, що при верхньому викиді енергоємність фрезерування на 13...23 % менша для Г-подібних ножів і на 4…16 % для плоских радіальних штифтів.

При дослідженні фізико-механічних властивостей силосу визначалися: щільність залежно від глибини залягання (парабола), коефіцієнт розпушування (1,65...2,2), вологість маси траншей по глибині, коефіцієнт тертя руху по сталі. Г.І. Єрмохін дійшов висновку, що при коловій швидкості 5…10 м/с і подачі фрезбарабана 22...30 мм/с відділення силосу від моноліту здійснюється відривом, розшаруванням і розпушенням ущільненої маси й тільки частково прорізанням окремих, затиснених у масиві стебел корму. Енергоємність процесу зі збільшенням подачі зменшується, особливо при великій глибині фрезерування 400 мм. Мінімальну енергоємність мають плоскі ножі, максимальну Ї крючкові штифти.

На підставі теоретичних і експериментальних досліджень автор рекомендує наступні конструктивні й кінематичні параметри навантажувача: тип різальних елементів Г-подібні ножі; діаметр фрезбарабана - 600...650 мм, швидкість фрезерування - 5,0 м/с, глибина фрезерування - 300...400 мм, подача 4...32 мм/с, максимальне заглиблення навантажувача - 1,2 м.

Технологічний процес забору й подрібнення грубих кормів зі скирт досліджував Тімонин В.Д. Становить інтерес запропонована ним конструкція навантажувача з 2-х ланковою стрілою, на якій навішаний барабан-подрібнювач грубих кормів. Автором рекомендуються наступні режими роботи подрібнювача: подача м/с; швидкість різання м/с. Питома енергоємність різання склала 1,38…1,85 кВт. год/т.

Питанням дослідження навантажувача безперервної дії для стеблових кормів присвячена робота Сокольника П.Д. Ним проведено аналітичне й експериментальне дослідження роботи навантажувача з верхнім викидом (зустрічне фрезерування). Методом гаммаскопії визначалася щільність стеблових кормів, що перебували у сховищах. Визначено коефіцієнти тертя кормів по сталі. Результати досліджень показали, що із загальної потужності, необхідної для привода навантажувача, 45…50 % витрачається на роботу фрезерування, 36...45 % на швиряння й 4...5 % на холостий хід фрези.

Процес відділення консервованих і грубих кормів від монолітів дисковим віддільником досліджував Алексенко Н.Л.

В своїй роботі Л.І. Хворостянов розглянув процес виїмки консервованих кормів зі сховищ ланцюгово-пластинчатим віддільником.

При дослідженні фізико-механічних властивостей консервованих кормів визначалися опір розриву, коефіцієнти спучування, бічного тиску.

При відділенні корму дослідним робочим органом енергоємність процесу складала:

на кукурудзяному силосі 0,157 кВт.год/т;

на злакобобовому сінажі - 0,207 кВт.год/т;

на люцерновому сінажі - 0,215 кВт.год/т.

У роботах, присвячених дослідженню процесу відділення корму від монолітів, особлива увага приділялася вивченню характеру взаємодії ріжучих елементів у специфічних технологічних умовах. В основі аналізу цих процесів лежать основні поняття теорії різання лезом, розробленої академіком Горячкіним [14...16].

На відміну від процесу різання окремих стебел, відділення корму від монолітів пов'язане з перерізанням шару хаотично орієнтованих часток, ущільнених у процесі заповнення сховища й зберігання.

На процес різання шару стебел істотно впливають не тільки фізико-механічні властивості самих рослин але й характер їхньої орієнтації щодо леза, деформація шару, що передує різанню, геометричні параметри й режими роботи ріжучих елементів [22, 23].

З огляду досліджень по механізації виїмки кормів з горизонтальних сховищ і різанню стеблових матеріалів видно, що незважаючи на суперечливість зроблених висновків, складність отриманих залежностей, процес взаємодії робочих органів з кормовим монолітом досить вивчений. При цьому, основними параметрами й режимами роботи фрезбарабана, які визначалися в процесі дослідів є: діаметр, швидкість, подача й глибина фрезерування, а ланцюгового робочого органа Ї швидкість ланцюгів, подача й глибина фрезерування.

У наведених дослідженнях, у більшості випадків вивчався лише процес відділення корму від моноліту, виходячи з умови його мінімальної енергоємності. В окремих роботах розглядався вплив параметрів конструкцій і режимів роботи на якісні показники.

Енерговитрати на технологічний процес розглядаються в розчленованому виді, однак залежності, що визначають витрати на попереднє ущільнення шару в зоні різання, у роботах не зустрічаються. Крім того, робочі органи, сприяючи зниженню шкідливих, попередніх різанню деформацій у зоні руйнування, дотепер не досліджені. Звідси виникає необхідність обґрунтування технологічного процесу фрезерування попередньо ущільненого моноліту, робочого органа для його здійснення й параметрів комбінованого різального апарату.

Проведений аналіз дозволяє зробити наступні висновки:

Для кормовиробництва найбільш перспективною вважається загтівля силосу в наземних облицьованих силосних траншеях великої місткості (1000…3000т) і грубих кормів у скиртах.

Найбільш повно вимогам виїмки силосу й грубих кормів, а також їх наступній механізованій роздачі задовольняють навантажувачі безперервної дії.

Аналіз роботи навантажувачів із фрезобарабанними робочими органами показують, що вони не універсальні, відзначаються високою енергоємністю й нестабільними якісними показниками.

Витрата енергії на попереднє ущільнення матеріалу в зоні руйнування становить 25...35 % від загальних витрат енергії на відділення.

Проведення досліджень не були спрямовані на оптимізацію параметрів і режимів роботи робочих органів для відділення корму від моноліту який зменшує шкідливі деформації, що передують різанню.

Мета й задачі досліджень

Зроблені висновки дозволяють сформулювати мету дослідження: обґрунтування технологічного процесу відділення корму від моноліту, параметрів комбінованого різального апарату навантажувача кормів, що забезпечують зниження енергоємності й поліпшення якісних показників.

Для досягнення поставленої мети сформульовані задачі досліджень.

1. Аналітично обґрунтувати найбільш раціональну технологічну схе-му віддільника навантажувача стеблових кормів.

2. Провести експериментальне дослідження по обгрунтуванні параметрів і режимів роботи комбінованого різального апарату.

3. Розробити методику інженерного розрахунку комбінованого різального апарату.

4. На підставі теоретичних і експериментальних даних дати техніко-економічну оцінку запропонованої конструкції.

Розділ 2. Теоретичне дослідження процесу відокремлення стеблових кормів

Під фрезеруванням стеблових кормів (силос, солома й ін.) розуміємо процес відділення від бурту шарів маси ножами, закріпленими на фрезбарабані. Технологічний процес фрезерування силосованої маси й грубих кормів має багато спільного з роботою стаціонарних подрібнювачів, однак має ряд особливостей, головні з яких наступні: відсутність протиріжучої частини, складний рух робочих елементів (обертальний і переносний), циклічний характер процесу. Не менш важливою відмінністю є відсутність живильного механізму, що дозволяє подати рослинну масу в попередньо ущільненому виді.

Ущільнення є одним з основних факторів, що значно впливають на якісні й енергетичні показники роботи живильних і подрібнювальних апаратів. Як відзначає академік Гарячкін В.П., витрата енергії на подачу сягає 30…50 % від всієї витраченої енергії.

З аналізу діаграм фрезерування стеблових монолітів (рис. 2.1) можна побачити, що процесу зрізання деякого об'єму корму передує процес ущільнення його в цій зоні, робота якого "А" займає значну частину діаграми "B".

Рисунок. 2.1 - Фазова характеристика віддільників

1 - діаграма різання одинарного ножа фрезбарабана; 2 - діаграма різання одинарного ножа комбінованого віддільника; 3 - діаграма зусиль прорізного ножа;

Рослинна маса являє собою пружно-в'язкий матеріал, ущільнення якого супроводжується пружними й пластичними деформаціями. При повному знятті навантаження, коли шар пройшов живильні вальці, товщина його відновлюється на 60...80 % [16].

Час до проходження чергового ножа по цьому сліду, значно більший часу відновлення моноліту. Тому робота ущільнення повторюється при черговому ході ножа кожним з ріжучих елементів, установлених на фрезбарабані.

На фазовій характеристиці пунктиром показані діаграми ножових елементів, зони деформації яких не накладаються, являються суміжними по ширині віддільника. Проходження ножів по суміжних слідах не забезпечує утримання моноліту в ущільненому стані попереднім ножем, а витрачена раніше енергія ущільнення повертає моноліт у вихідне положення й втрачається.

Для досягнення поставленої мети пропонується комбінований різальний апарат (рис. 2.2)

Рисунок 2.2 - Схема комбінованого віддільника

1 - барабан; 2 - фрезерний ніж; 3 - ролик; 4 - кронштейн; 5 - прорізний ніж; 6 - вісь; 7 - стріла; 8 - обмежник; 9 - упор

Таким чином у конструкції пристрою необхідно мати елементи, що зможуть утримувати моноліт в ущільненому стані, досягнутого проходженням фрезерних ножів в зоні відділення і які забезпечать у ній постійне розподілене навантаження.

Додаткові прорізні ножі, установлені на границях зон фрезерування (деформації) забезпечують утримання моноліту в ущільненому стані в інтервалах проходів фрезеруючих елементів.

На відміну від відомих конструкцій пропонована схема вимагає узгодження кінематичних і геометричних параметрів фрезерних і прорізних ножів, що забезпечують їх синхронну роботу, визначення зусиль, що виникають при їх спільному русі, енергетичних витрат на процес відділення корму.

2.1 Кінематика комбінованого різального апарату

Відмінною особливістю розглянутого комбінованого апарату є наявність пакета додаткових ножів. Привід ножів здійснюється за допомогою роликів, закріплених на барабані.

Абсолютна швидкість точок ножа 2 (рис. 2.3) залежить від окружної й переносної швидкостей барабана.

Для одержання рівняння траєкторії, при нерухомій стрілі навантажувача, приймаємо за початок координат точку "", а вісь "" направляємо по радіусі-вектору відносно осі хитання.

При повороті барабана з роликом на кут ц, центр профілю ножа переміститься із точки А в точку А по дузі, описаної із центра обертання.

Розв'язання системи (2.1) відносно має вигляд:



Рисунок 2.3 - Схема для визначення відносної швидкості ножа при нерухомій стрілі навантажувача

Підставляючи значення кутів, що входять у формулу (2.2) із трикутника і , отримаємо:

Тоді:

Таким чином, на швидкість точок додаткового ножа при нерухомій стрілі навантажувача впливають режимні й конструктивні параметри віддільника. З формули видно, що в межах кута повороту ролика відносно осі барабана , ніж врізається в масу, а в межах ролик плавно котиться по тильному профілю, утримуючи масу до підходу фрезерного ножа.

Абсолютна швидкість точки "" (швидкість різання ножа) при рухомій стрілі (рис. 2.4) визначається із залежності:

де - швидкість в обертовому русі навколо осі підвісу стріли ;

Рисунок 2.4 - Схема для визначення абсолютної швидкості ножа при рухомій стрілі навантажувача

де - кутова швидкість повороту стріли;

- радіус-вектор точки “m” відносно осі підвісу стріли.

Значення кута між напрямками векторів швидкостей і радіуса-вектора “” визначаємо із трикутника .



де - довжина стріли.

Аналіз отриманих залежностей показує: кутова швидкість обертання ножа й абсолютна швидкість точок леза залежать від кута повороту барабана (рис. 2.5).

Рисунок 2.5 - Залежність кутової швидкості додаткового ножа від кута повороту ролика

1 - відносна швидкість; 2 - переносна швидкість; 3 - абсолютна швидкість.

На початковому етапі ніж обертається з великою швидкістю, до моменту врізання ножа швидкість його поступово зменшується. Це пов'язано зі зміщенням центра профілю ножа відносно осі барабана. Таке зміщення викликане необхідністю створення умов роботи ножа, при яких пружний стан моноліту досягає свого максимального значення поступово, тому що при більших швидкостях деформуються пружні елементи й лише по мірі уповільнення швидкості відбувається деформація в'язких елементів.

Додаткові ножі, поряд з ущільненням моноліту, прорізають у ньому вертикальні щілини. Тому форма леза ножа повинна забезпечувати оптимальні умови процесу різання.

До форми леза висуваються наступні вимоги:

кут ковзання повинен зростати зі збільшенням радіуса-вектора;

дуга різання повинна бути мінімальною;

глибина різання при повороті ножа на той самий кут у міру видалення точок різання від осі обертання повинна зменшуватися;

повинна дотримуватися умова защемлення;

Найбільш повно цим вимогам відповідає лезо, виконане по эксцентричному колі.

Побудова такого леза (рис. 2.6) виконується по заданим , і радіусу кола й при необхідності перевіряється на умову защемлення.

Рисунок 2.6 - Схема побудови кривої леза ножа

2.2 Робота прорізних ножів

Процес різання стебел рослин, як пружно-в'язкий матеріал може бути описаний внаслідок застосування закону Гука.

На рис.2.7 наведена схема проникнення ножа в шар стебел під дією зовнішньої сили. У процесі проникнення ножа в стеблах матеріалу, що контактують із лезом, виникають напруження.

Рисунок 2.7 - Схема проникнення ножа в шар стебел

- товщина леза ножа; - товщина шару стебел; - ширина шару стебел.

Об'ємний напружений стан у зоні руйнування описується рівнянням [24]

де , , , , , - компоненти напружень, що діють на елементарний об'єм;

- переміщення стебел по осям ;

Систему рівнянь (2.8) розв'яжемо при граничних умовах: при



при

при

при

де - площа леза ножа

де - довжина ножа, що приймає участь у різанні;

- товщина леза.

Закон Гука для ортотропного тіла представимо у вигляді рівнянь:



де - модулі пружності відповідно вздовж і поперек волокон стебел;

- модуль зсуву;

- коефіцієнти Пуассона.

Між коефіцієнтами Пуассона і модулями пружності існує залежність [24]:

Розв'язуючи спільно системи рівнянь (2.10) і (2.11), знаходимо значення напружень і переміщень на кожній осі при сформульованих граничних умовах.

Враховуючи, що при різанні попередньо ущільненого матеріалу деформації в лезі ножа локалізуються, можна допустити, що вплив граничних умов на нормалі до осі поверхні незначні. Тоді задача зводиться до визначення напружень у двовимірній постановці. По площині система рівнянь (2.8), (2.10) і (2.11) спроститься:



Розв'язання систем рівнянь дозволить визначити величини напружень і переміщень часток [25]. Розв'язком поставленої задачі є визначення мінімальної величини суми кінетичної й потенційної енергій деформацій. При цьому кінетична енергія деформації елементарної частки стебла може бути обчислена для об'ємного напруженого стану.

Потенційна енергія деформації дорівнює:

де - елементарна площа контакту ножа із шаром стебел, що рівна похідній довжини й товщини леза.

Враховуючи те, що в розглянутому випадку основна частка руйнуючої енергії обумовлена дією дотичних напружень через малі величини інших складових, ними можна знехтувати.

Рівняння показує, що руйнування відбувається під дією дотичних напружень зсуву й зусилля залежить від фізико-механічних властивостей матеріалу й параметрів ножа.

Процес різання волокнистих матеріалів лезом полягає в наступному: лезо ножа, діючи на тіло, створює руйнівні напруження, розсовуючи його гранями й переборюючи сили тертя.

На рис. 2.8 представлена схема сил, що діють на ріжучу частину ножа.



Рисунок 2.8 - Схема сил, що діють на лезо ножа в процесі різання

Після того, як лезо ножа стикається із шаром рослинної маси, починається вигин стебел. Через те, що стебла рослин мають пористу будову й між ними є порожнечі, одночасно з вигином відбувається їхній стиск. Виникає сила попереднього стиску шару лезом У міру просування ножа зусилля стиску зростає й коли воно досягає величини, необхідної для різання шару, починається процес надрізання шару стебел. У міру просування леза, зруйновані волокна розсовуючи бічними гранями і , викликають додатковий опір від сил стиску [26, 27].

Величина й розподіл цих сил визначають у свою чергу інтенсивність і характер зношування ріжучої частини ножа в процесі різання, У зв'язку з цим розрізняють три зони зношування на ріжучій частині ножа:

- по бічних гранях і , де діють сили і ;

- по лезу , де діють сили і

Кромку леза точка розділяє на дві ділянки - і .

Ділянка оточена рослинною масою від до , а ділянка від до .

На ділянці діє сила тертя , а на ділянці - сила тертя Тоді зусилля різання буде дорівнювати:

де , а

Аналіз формули показує, що виникаючі в процесі різання шару маси напруження стиску лезом і похилими фасками, приводять до зростання критичних зусиль різання.

Розглянемо схему сил, що діють на лезо ножа при прорізанні попередньо ущільненого шару стебел (рис. 2.9).

У випадку прорізання попередньо ущільненого шару стебел відсутня сила стиску фасками . Виключаючи силу з формули, маємо:

Рисунок 2.9 - Схема сил, що діють на лезо ножа в процесі різання попередньо ущільненого шару стебел

У формулі основним вважаємо зусилля на прорізання шару маси.

Відомо [28], що на підставі закону Гука зусилля різання стебел визначається як добуток площі леза на руйнівні напруження .

Залежність справедлива для різання рубанням. При ковзному різанні на шар матеріалу, крім нормальних тисків, діють дотичні сили, які викликають розтяг волокон у напрямку перпендикулярному нормальним тискам. Волокна стебел одночасно піддаються зминанню й розтягу, внаслідок чого руйнівні напруження при ковзному різанні трохи менші, ніж при різанні рубанням [14…16].

Залежність справедлива для випадку статичної взаємодії ножа із шаром. При швидкісному різанні, в початковий період руху прорізного ножа.

Із теорії пружності відомо [24], що значення коефіцієнта динамічності коливається в межах 1,1...1,3. В такому випадку залежність показує, що при динамічному різанні зусилля для різання необхідно більше чим при статичному.

При дослідженні процесу різання на основі теорії об'ємного напруженого стану нами отримана залежність зусилля, необхідного для різання, що враховує модуль зсуву при зрізі

Рівняння дозволяє визначити зусилля, необхідне для різання шару стебел одним ножем. Але при роботі різального апарату в масі можуть виявитися одночасно кілька прорізних та фрезерних ножів.

2.3 Довжина дуги ножа в зоні різання

Для узгодження довжини дуги контакту додаткового ножа з масою необхідно, щоб її величина дорівнювала шляху, пройденому фрезерним ножем у зоні різання. Довжина шляху, пройденого фрезерним ножем, визначається як добуток його швидкості на час перебування в зоні різання в інтервалі кутів входу і виходу з маси (рис. 2.10).



Рисунок 2.10 - Схема визначення довжини дуги прорізного ножа в зоні різання

Абсолютна швидкість ножа при прямому фрезеруванні визначається по формулі:

де - кутова швидкість обертання барабана;

- поточний кут повороту ножа;

- кінематичний показник траєкторії фрезерного ножа.

Тоді по теоремі про середнє, значенням безперервної функції в інтервалі буде відношення означеного інтеграла від цієї функції до довжини інтервалу .

Враховуючи те, що підінтегральний вираз отриманої формули не виражається через елементарні функції, проведемо оцінку означеного інтеграла



по нерівності Буняковського:

Для цього представимо підінтегральну функцію у вигляді:

, так що ,

Нерівність Буняковського є точною оцінкою інтеграла, з деякою похибкою його можна використовувати як рівність:

Після перетворення маємо:

при отримуємо:

де - кут виходу фрезерного ножа з моноліту

де - подача на один оберт барабана.

Аналізуючи формулу бачимо, що довжина шляху контакту ножа з масою (шлях різання) залежить від радіуса барабана - , глибини фрезерування - , кінематичного режиму фрезерування - і кутів входу і виходу ножів з маси. Кінематичний режим фрезерування визначається відношенням колової швидкості до поступальної .

Для визначення оптимального режиму роботи комбінованого різального апарату необхідно врахувати й інші технологічні параметри процесу, такі як швидкість різання й подача залежно від виду відокремлюваного корму, зоотехнічних вимог, пропонованих до якісних показників процесу в реальних виробничих умовах.

2.4 Потужність приводу віддільника

Відомо, що потужність , витрачена на роботу подрібнювального пристрою, розподіляється на безпосереднє різання корму , на відкидання подрібненого продукту і на привод різального апарату без навантаження [16].

У формулі перший член враховує втрати енергії на тертя в підшипниках і тертя бічних поверхонь деталей об повітря, а другий на повідомлення швидкості повітрю

де - коефіцієнт тертя й реакції сил в опорах;

- радіус цапф;

- площа проекції ножа на напрямок обертання;

- питомий момент тертя;

- число рухомих ножів;

- відповідно ширина, довжина й кут встановлення ножа.

Другий член у формулі дорівнює:

де - секундна маса повітря, переміщувана ножем;

- коефіцієнт пропорційності, що враховує різницю швидкості ножа й переміщуваного повітря;

- лінійна швидкість центра лобової поверхні ножа

де - густина повітря;

- площа лобової поверхні ножа,

Підставивши значення у рівняння (2.44), враховуючи , одержимо:

Після відповідних перетворень рівняння приймає вид:

З урахуванням отриманих залежностей формулу запишемо:

2.5 Продуктивність комбінованого різального апарату

Продуктивність навантажувача за один цикл можна визначити по формулі:

де - обсяг маси, що зрізується за робочий хід;

- щільність матеріалу;

- час циклу.

Обсяг маси, що зрізується за робочий хід визначається з виразу:

де - площа перерізу стружки, знятої ножем за один оберт барабана;

- відстань між додатковими ножами (крок ножів);

- число обертів барабана за робочий хід;

- число додаткових ножів.

Час встановлення комбінованого апарату над монолітом залежить від маневреності навантажувача й майстерності машиніста. Для навантажувачів приймають .

Аналіз залежності показує, що для визначення технічної продуктивності навантажувача стеблових кормів з комбінованим різальним апаратом необхідно знати його конструктивні й режимно-кінематичні параметри.

Продуктивність залежить від щільності моноліту, подачі й швидкості холостого ходу комбінованого апарату, кроку додаткових ножів і площі поперечного перерізу стружки, що зрізується ножем, у проміжках між ними.

2.6 Площа перерізу стружки

У процесі роботи навантажувача відділення корму від моноліту фрезбарабаном відбувається у вигляді стружки.

Відділення стружки при вільному фрезеруванні робочими органами сучасних навантажувачів відбувається з постійно змінним об'ємом, тому що різанню передує ущільнення моноліту пропорційно зусиллю різання.

Лінія (рис. 2.11) відповідає верхній межі моноліту до початку різання. Після входження ножа в моноліт у точці відбувається його ущільнення й лінія у міру переміщення займає положення . Сама стружка зрізується по лінії траєкторії . Після виходу із зони різання слід ножа займає положення . Надалі процес повторюється. Площа пропорційна роботі ущільнення, виконуваної ножем при кожному проході.

Відбір корму досліджуваним віддільником проходить у вигляді стружки без значного додаткового ущільнення.



Рисунок 2.11 - Схема утворення стружки при вільному фрезеруванні - траєкторії ножів фрезбарабана; - подача барабана

Розглянемо площу перерізу стружки, утвореної ножами фрезбарабана за один оберт і відповідній йому подачі . Для одержання рівняння траєкторій 1, 2 і 3 приймаємо за початок координат точку (рис. 2.12). При подачі барабана, що відповідає одному оберту ножа, центр барабана зміститься із точки в точку по дузі радіуса .

З достатнім ступенем наближення міркуємо, що за один оберт барабана в силу малої подачі й великої довжини стріли підвісу, центр його переміститься по прямій.

Рівняння траєкторії 1 з центром в точці має вид кола:

Рівняння кола із центром у точці :

де - радіус кола точки леза ножа

Рисунок 2.12 - Схема утворення стружки при фрезеруванні ущільненого моноліту

Рівняння лінії (3) має вигляд:

де - глибина фрезерування.

Рівняння у полярній системі координат перетвориться у вигляд:

Площу перерізу стружки знаходимо, заміняючи траєкторії 1 і 2 дугами кола, а подачу - прямолінійною ділянкою:

Розв'язуючи систему рівнянь відносно і підставляючи отримані розв'язки у формулу отримаємо:



Інтегруючи рівняння по частинам отримуємо:

де - кут виходу попереднього ножа відносно положення центра барабана при наступному зрізі;

- кут виходу ножа поточного зрізу стружки, рівний

Таким чином, отримана залежність дозволяє визначити площу перерізу стружки при заданій подачі , геометричних розмірах барабана й глибини фрезерування.

2.7 Енергоємність процесу

Для подрібнення стеблових кормів основне рівняння соломосилосорізки, отримане академіком В.П. Горячкіним, дозволяє записати енергоємність процесу у вигляді залежності:

Витрати енергії на процес залежать від питомого опору матеріалу (моноліту) різанню , щільності й довжини одержуваних при подрібнюванні часток, обумовленої зоотехнічними вимогами [14].

Стосовно фрезерних робочих органів, довжину різання, як правило, визначають із геометричних і конструктивних міркувань залежно від конкретної кінематичної схеми віддільника [5, 12].

З урахуванням особливостей конструкції комбінованого різального апарату й можливої орієнтації стебел у зоні різання максимальна довжина часток (рис. 2.13) після відділення може бути визначена як діагональ по формулі:

де і

При діагональному положенні частки довжина її складає:

Довжина часток, розташованих праворуч і ліворуч від діагоналі свідомо менше її довжини.



Рисунок 2.13 - Графічна схема розрахунку максимальної довжини різання корму

На відміну від відомих конструкцій віддільників, довжина різання для комбінованого робочого органа може регулюватися як подачею й глибиною фрезерування ( і ), так і відстанню " " між додатковими ножами, оптимальне співвідношення яких вимагає експериментальної перевірки й обґрунтування.

Залежність показує також, що здатність машини здійснювати роботу, пов'язану з технологічним процесом подрібнення, залежить і від швидкісного режиму , конструкції робочого органу (), розташування робочих елементів () і характеру джерела енергії ().

Остаточно факторна характеристика за критерієм оптимізації енергоємності, що підлягає експерементальній перевірці може бути представлена в загальному виді:

де - стала, що характеризує фізико-механічні властивості моноліту.

Аналіз процесу взаємодії комбінованого різального апарату з кормовим монолітом дозволив:

- отримати залежності для визначення основних його параметрів;

- підтвердити припущення про можливість зниження енергоємності процесу за рахунок постійного втримання моноліту в зоні фрезерування в ущільненому стані;

- показати можливість регулювання ступені подрібнення;

- скласти факторну характеристику процесу, що підлягає експериментальній перевірці з метою оптимізації його параметрів і параметрів віддільника залежно від фізико-механічних властивостей кормових монолітів.

Розділ 3. Методика й результати експериментальних досліджень

3.1 Опис експериментальної установки

Дослідження робочого процесу відділення кормів проводилося на експериментальній установці, що являє собою навантажувач ПСК-5, наприкінці стріли якого встановлений комбінований віддільник. Комбінований різальний апарат (рис. 3.1) являє собою барабан діаметром 240 мм, з горизонтальною віссю обертання, на поверхні якого по гвинтовій лінії розміщені Г - подібні фрезерні ножі й ролики, установлені на осях кронштейнів з випередженням на 60°. Під барабаном, у площині роликів, розміщені додаткові прорізні ножі, які мають спільну вісь, закріплену на стрілі.

Прорізні ножі (рис. 3.2), установлені на осі, здійснюють обертовий рух. Щоб ножі не провисали в момент підйому стріли передбачений знімний обмежник. Торканню ножа об поверхню барабана при виході ролика з його профілю запобігає упор, закріплений на кожусі.

Привід віддільника електричний. Передача від електродвигуна потужністю 10,5 кВт до валу фрезбарабана здійснюється через два конічні редуктори й карданний вал.

Прорізні ножі виготовлені з листової сталі. Для додання твердості, на тильному профілю їх приварені смуги, які утворюють бігову дорожу роликів.

Ролики (рис. 3.3) встановлені на підшипниках і закріплені в кронштейнах.

Фрезерні ножі (рис. 3.4) виготовлялися по шаблону із сталі 65Г з наступним наплавленням і заточенням ріжучих кромок.

Принцип роботи установки. Послідовно включається привід шнека й вентилятора, а потім віддільника, вмикається подача. При обертанні барабана ролики, набігаючи по черзі на доріжки прорізних ножів, приводять їх в рух, утворюючи вертикальні щілини. Фрезерні ножі зрізують масу між прорізними ножами в перпендикулярній до них площині й виводять її із зони відділення. Під дією стріли, що опускається з вантажем, прорізні ножі утримують масу в стисненому стані.

Частота обертання барабана при дослідженні процесу відділення корму змінювалася змінними шківами в межах 450...800 хв-1

Подача встановлювалася дроссельрегулятором, закріпленим у кабіні трактора.

Рисунок 3.1 - Комбінований віддільник кормів

1 - барабан; 2 - фрезерний ніж; 3 - ролик; 4 - прорізний ніж; 5 - вісь; 6 - упор; 7 - обмежник; 8 - кожух; 9 - площадка для кріплення вантажів.