Analysis of the operation of an apparatus for grinding technical hemp stalks into segments of a given length | Анализ работы аппарата для измельчения стеблей технической конопли на отрезки заданной длины

Английский. The purpose of the research is a theoretical substantiation of the parameters and modes of operation of the technical hemp stalks grinding machine. To obtain high-quality hemp fiber suitable for the textile, pulp and paper industry and other processing areas, as well as to simplify the selection of hemp trusts in the technological process of hemp harvesting, an operation is required to grind the stems into segments of a given length. In this regard, there is a need to study the process of grinding fibrous stems and develop a grinding machine that provides an accurate (calculated) cutting length. The object of the study is one of the parts of the multifunctional adapter for technical hemp harvesting which is a grinding device. The kinematics of the process of grinding technical hemp stalks into segments of a predetrmined length by a cylindrical drum-type grinder is considered. The throughput of the multifunctional adapter for harvesting technical hemp and the degree of chopping of the stems are determined by the geometric and kinematic parameters of the chopping apparatus: the diameter of the feed rollers, the feed rate of the cut mass of hemp into the grinder, the diameter of the chopping drum and the frequency of its rotation, as well as the number of knives on the drum and the angle of their location. These parameters also affect the number of wear parts (blades), the metal content of the assembly and the moment of inertia of the grinding drum. Analytical expressions were obtained to determine the main parameters and operating modes of the grinder. The dependences of the stem cutting length range (from 10 to 50 cm) on the number of knives on the chopper drum and its rotation speed were determined theoretically. The results of the research will be used in further work when designing a multifunctional adapter for harvesting technical hemp.

Русский. Цель исследований – теоретическое обоснование параметров и режимов работы аппарата для измельчения стеблей технической конопли. Для получения качественного пеньковолокна, пригодного для текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности и других сфер переработки, а также упрощения подбора конопляной тресты в технологическом процессе уборки конопли необходима операция по измельчению стеблей на отрезки заданной длины. Возникает необходимость исследования процесса измельчения волокнистых стеблей и разработки измельчающего аппарата, обеспечивающего точную (расчетную) длину резки. Объектом исследования является одна из частей многофункционального адаптера для уборки технической конопли – измельчающий аппарат. Рассмотрена кинематика процесса измельчения стеблей технической конопли на отрезки заданной длины цилиндрическим измельчителем барабанного типа. Пропускную способность многофункционального адаптера для уборки технической конопли и степень измельчения стеблей определяют геометрические и кинематические параметры измельчающего аппарата: диаметр питающих вальцов, скорость подачи срезанной массы конопли в измельчитель, диаметр измельчающего барабана и частоту его вращения, а также число ножей на барабане и угол их расположения. Эти параметры влияют на количество быстроизнашивающихся деталей (лезвий), металлоемкость узла и момент инерции измельчающего барабана. Получены аналитические выражения для определения основных параметров и режимов работы измельчителя. Теоретическим путем определены зависимости диапазона длины резки стеблей (от 10 до 50 см) от числа ножей на барабане измельчителя и скорости его вращения. Полученные результаты исследований будут использованы в дальнейшей работе при проектировании многофункционального адаптера для уборки технической конопли.