Движение хлебной массы в молотильном пространстве аксиально-роторного молотильно-сепарирующего устройства | Grain mass flow in threshing space of axial rotory threshing and separating unit

English. Technical characteristics of axial rotary threshing and separating systems (TSS) in comparison with threshing machines, consisting of a drum-deck threshing unit and straw-walkers, were examined. It has been found that among combine harvesters only those with an axial rotary or TSS have capacity of more than 10 kg/s. However, patterns of grain threshing and separation in such systems remain rather unexamined. A physical model of grain mass (GM) flow in the threshing space of an axial rotary threshing and separating unit (TSU) was proved. The TSS, comprising a rotor and its perforated casing, was chosen as an object of study. In the threshing unit the casing consists of a set of two decks and two separating sieves with screw guides for the GM axial displacement. The separating part of the TSU comprises bar sieves and sieves with punched holes and guides. It has been found that the heap flow in the TSU workspace moves with a variable inclination angle to the casing forming elements, which is constantly growing and tends to reach 90 degrees at the device outlet. When flowing through the TSS workspace, the GM makes about 5 turns and travels about 14 m (for comparison, this distance equals 0.8-1.2 m in conventional TSU). It has been found that the change in inclination of the GM screw guide to the casing and the rotor forming elements to its generating line leads to increase or decrease in the total flow rate of heap elements in the axial direction. At the same time there is a change the distance traveled by the GM in the threshing area, resulting in corresponding changes in threshing performance, separation of grain and non-grain fractions, and in the energy-output ratio of the process. Experimental identification of the optimal combination of design parameters of the rotor elements and the casing that ensure the smallest grain loss both in straw, and in chaff, with acceptable energy costs, is proposed.

Russian. Рассматривали технические характеристики аксиально-роторных молотильно-сепарирующих систем (МСС) в сравнении с молотилками, включающими в себя барабанно-дековое молотильное устройство и соломотряс. Установили, что среди зерноуборочных комбайнов пропускную способность более 10 кг/с имеют комбайны с аксиально-роторными или совмещенными МСС. Однако закономерности обмолота и сепарации зерна в таких системах изучены недостаточно. Обосновали физическую модель движения хлебной массы (ХМ) в молотильном пространстве аксиально-роторного молотильно-сепарирующего устройства (МСУ). В качестве объекта исследования выбрана МСС, включающая в себя ротор и охватывающий его перфорированный кожух. В молотильной части кожух состоит из установленных поочередно двух дек и двух сепарирующих решеток с винтовыми направителями осевого смещения ХМ. В сепарирующей части МСУ чередуются прутковые решетки и решетки с пробивными отверстиями и направителями. Установили, что поток вороха в рабочем пространстве МСУ движется с переменным углом наклона к образующей кожуха, который постоянно увеличивается и стремится к 90 град. на выходе из устройства. При перемещении в рабочем пространстве МСС поток ХМ совершает около 5 витков и проходит путь около 14 м (для сравнения: в классическом МСУ этот путь составляет 0,8...1,2 м). Выявили, что изменение угла наклона винтовых направителей ХМ к образующей кожуха, а также элементов ротора к его образующей приведет к увеличению или уменьшению абсолютной скорости элементов вороха в осевом направлении. При этом измениться величина пути, проходимого ХМ в молотильном пространстве, соответственно изменятся вымолот, сепарация зерна и незерновой фракции, энергоемкость технологического процесса. Предложено экспериментально определить оптимальное сочетание конструктивных параметров элементов ротора и кожуха, обеспечивающих наименьшие потери зерна, как в соломе, так и в полове, при приемлемых затратах энергии.