A kombjnok cspldobrendszereMezgazdasgi munkagpek (GEGEAGMM) Flvkzi feladat Ksztette: Nmeth kos (YO5AE7)

Budapest 2010 1. A kombjn szerepe a mezgazdasgi termelsben:...............................................................3 2. A kombjn mkdse:............................................................................................................6 3. A csplszerkezet vltozatai:................................................................................................10 5. A csplszerkezet munkja:.................................................................................................11 6. A dob kerleti sebessge s teresztkpessge:.................................................................12 7. A csplszerkezet vltozatai:................................................................................................14 9. A verlces cspldob teljestmnyszksgletnek megllaptsa:....................................21 10. A dob kiegyenslyozsa:....................................................................................................28 11. A cspldobrendszer hajtsa:.............................................................................................29 12. A dobkosr:........................................................................................................................31 13. Kosrllt szerkezetek.......................................................................................................32 14. sszefoglals:.....................................................................................................................34 Felhasznlt irodalom ................................................................................................................34

2

1. A kombjn szerepe a mezgazdasgi termelsben: A mezgazdasgi termels alapvet munkafzisa a termelt nvnyek betakartsa. A gabonaflket az arats sorn takartjuk be. Haznkban a gabonaflk, melyek termesztsnek itthon vszzados hagyomnyai vannak, klnsen fontosak a mezgazdasgi termelsben, hisz az sszes termterlet 55-60%-n termesztjk.

1. bra Szntfldn betakartott nvnyek arny 2004-ben

A bzt egyre nagyobb terleten termesztik haznkban, valamint a hozam is egyre n, ehhez a modern mezgazdasgi mdszerek s gpek mellett a kombjnok fejldse is hozzjrul a szemvesztesg cskkentsvel.

2. bra A bza vetsterlet s hozam vltozsai 1991-97

A mezgazdasg gpestse eltt az emberek kzzel arattak s a szemeket a kalszbl kzi ervel cspeltk ki. Az ipari forradalom sorn jelentek meg az arat s a csplgpek, majd a

3

XIX. Szzad 2. felben ennek a kettnek az egyestsbl szletett az aratcsplgp, mely a kt mveletet egyestette, innen az elnevezs is: kombjn, mivel 2 mveletet kombinl. Ma a kombjn a szemes termny betakarts elsdleges eszkze, azonban klnbz adapterekkel felszerelve szinte minden szntfldi nvny betakartsra alkalmass tehet, gy ma a kombjn igazi univerzlis mezgazdasgi gp. Ezt jl mutatja, hogy a bza mellett a zab, rozs, rpa, kukorica, napraforg, repce, szjabab, len (olajlen) s mg sok ms nvny elsdleges betakart gpe a kombjn. A kombjn ltal htrahagyott nvnyi rszek, mint pl. a szalma felhasznlhat az llatok takarmnyozsra, vagy a talajba szntva nvelheti annak tpanyag tartalmt. A legtbb kombjnra ltalban a gabona betakartsakor van szksg, mivel a gabona termterlete nagy, betakartsi idszaka viszont rvid. gy a legtbb kombjnnal jnius vgtl jlius vgig tallkozhatunk a fldeken. Azonban mivel a kukorica betakartsnl is a kombjn az elsdleges gp, az sz folyamn is lthatjuk ket a fldeken dolgozni. A mai modern kombjnok a gpszeti s mezgazdasgi technolgik lvonalt kpviselik, segtsgkkel hatalmas terletek arathatk le rvid id alatt, minimalizlva a kzben krba men termnymennyisget.

3. bra Gpek megoszlsa a gazdasgokban

A fenti tblzatbl kitnik, hogy a hazai mezgazdasgban a 2000-es vek els felben nem kvetkezett be jelents nvekeds, st a gazdlkod szervezetek cskkentettk gpparkjuk mrett. Ez magyarzhat j modern kombjnok beszerzsvel, melyek a korbbiakhoz kpest nagyobb terletet kpesek learatni azonos id alatt. Ugyanakkor az is igaz, hogy a hazai kombjn llomny meglehetsen ids, mg ma is sok NDK gyrts (pl. Forschrit) kombjnnal tallkozhatunk ( a gpek 40%-a 2000-ben) , 2000-ben a kombjnok tlagletkora 16 v volt, s csupn harmadukat gyrtottk Nyugat-Eurpban. A legtbb hazai kombjn az Alfldi gazdk birtokban van, hisz ez a terlet kedvez leginkbb a hazai gabonatermelsnek.

4

4. bra Egy kombjnra jut betakartand terlet

A 2000-2005 kzti idszakban a motorteljestmny 14%-kal nvekedett, valamint javult a gpek kihasznltsga is, az egy kombjnra jut terlet orszgosan msflszeresre ntt.

5. bra A kombjnllomny vltozsai Magyarorszgon

5

2. A kombjn mkdse: A kombjn mkdsnek megrtshez, az egyes rszek felptsnek, mkdsnek egymsutnisgnak szemlltetshez s a cspldobrendszer ezen gpcsoporton belli elhelyezkedsnek s szerepnek ismertetshez tekintsk t a gabona tjt a kombjnon bell.

6. bra A kombjn felptse

A kombjn mozg gprszeit a kombjnba ptett motor hajtja szj illetve hidraulikus hajtsokon t. A kalszos gabona elszr a vgasztallal tallkozik (vagy ms nvnyek esetn a neki megfelel adapterrel, pl. a kukorica cstr adapterrel). A levgand svba esgabont a vgasztal kt szln tallhat rendvlasztk fogjk kzre. A vgasztalon forg motolla a gabonaszrat a slypontjban megtmasztva htrafel tereli, ezutn az alternl mozgs kaszk vgjk el a nvny szrt. A vgasztalra hull kalszokat a terelcsiga gyjti kzpre az asztal kt szlrl, az ily mdon sszegyjttt gabont a vezrelt bedobujjak a ferdefelhordra jutatjk, majd a felhordn keresztl kerl a gabona magba a kombjnba. A ferdefelhord lncgereblyi a fenklemezen felfele kaparva a szlakat a dobba jutatjk.

6

7. bra A vgszerkezet rszei

A cspldob eltt kfog vly s toklszollemez tallhat. A forg dob kicspeli a szemeket (a dob felptst, mkdst ksbb a tmnak megfelelen rszletesen ismertetem). A dobbl a szemek s nhny egyb nvnyi maradvny a dobkosron t, melyen a dobhzag ltalban bellthat, a behordasztalra kerl. A szalma, a trek, a pelyva s a szemek kis hnyada a szalmarzra kerl, melyen a szalma egyenletes eloszlst az oszlatver hivatott biztostani. A szalmarzldk fltti lemezek megakadlyozzk a szalma tl gyors mozgst. A szalmarzldk clja, hogy a maradk szemek is kihulljanak, ezutn a maradk szalma a gp htuljn hagyja el a kombjnt.

8. bra A Claas kombjnokon alkalmazott APS dobrendszer , s a szalmarzldk

A behordasztal, mely egy bords lap, a dobbl s a rzldkrl r kerlt szemeket, treket s pelyvt alternl mozgssal tovbbtja a tisztt szerkezet fel.

7

9. bra A tiszttszerkezet mkdse

A tiszttszerkezetben fell tallhat a trekrosta, melynek vgn a trek kihullik a gpbl. Alatta van a pelyvarosta melyrl a pelyvt a ventiltor ltal keltett rgram elsodorja. A pelyvnl nehezebb szemek tesnek a rostn a szemgyjt lemezre, innen pedig a magelevtoron s az azt kvet csign t a magtartlyba jutnak. A trekrosta vgn kalszfog van a mg ki nem cspelt kalszok szmra, ezeket egyes gpeken kzvetlenl a dobba jutatjk vissza ms gpeken a kalszcsigba kerlnek ahonnan egy kaparlapos felhord juttatja a kalszcsplbe, az elcspelt keverk pedig a dob alatti bords asztalra kerl. Vgl, ha a kombjn magtartlya megtelik a gabonaszemek az rtcsign t a szlltjrmbe rthetk. A fentiektl eltr kialaktsi mdok is lteznek, itt fknt a cspldobok s a szalma levlasztk kzti klnbsgek rtendk. Pl. a Claas Dominator 116 CS kombjn esetben a cspldob utn a rzldk helyett,8 db dob tovbbtja a szalmt htrafel.

10. bra Hengeres szalmalevlaszt

Mr a 70-es vekben megjelentek az axildobos kombjnok, itt nincs keresztben elhelyezett cspldobrendszer, sem szalmarzldk. Helyettk a kombjn majdnem teljes hosszn vgighalad axilis cspldob van, mely lehet egyes kivitel vagy ikerdobos is.

8

11. bra Axildobos kombjn

jabban megjelent a fenti axildobos s a hagyomnyos keresztdobos rendszert kombinl hibrid cspl s levlaszt rendszer (pl.: Claas Lexion 600), ahol a keresztben lv cspldobrendszer utn a rzldk helyett az ltalban iker axilis szalma levlaszt tallhat.

12. bra Hibrid csplrendszer kombjn (Massey-Fergusson)

Az utbbi kt megolds kzl, az axilis ikerdobos szerkezetet ksbb kicsit rszletesebben is bemutattom.

9

3. A csplszerkezet vltozatai: Br a csplszerkezetek sok fajtja alakult ki az elmlt 200 vben, mra mr csak 2 fajtjt alkalmazzk: a verlceset s a szges dobot, az utbbi azonban inkbb csak a rizskombjnokon terjedt el. A leghagyomnyosabb kialakts kombjn 1 cspldobbal rendelkezik, de mint ksbb ltni fogjuk, ma mr szinte minden modern kombjn tbbdobos csplrendszerrel mkdik. A csplszerkezet mindig 2 f rszbl ll, ezek a dob s a dobkosr, melyen t a kicspelt szemek thullnak.

13. bra Verlces s szeges dobok, teljestmnyignyk

A fenti brn lthat a 2 fajta cspldob kialaktsa, valamint teljestmnyignye. Lthat hogy a verlces dob fajlagosan kevesebb teljestmnyt ignnyel, mint a szges. Ennek oka, a verlces dobnl nagyobb rszt a drzsl hats rvnyesl, s csak kevsb az t hats, szges dobnl a helyzet fordtott. Mivel a mai gabonakombjnokon a verlces dob terjedt el, ezrt ennek felptst ismerjk meg rszletesen is.

10

14. bra Verlces dob s a dobkosr

A dob felptse a kvetkez: A dobtengelyre vannak felkelve a dobtrcsk a dob kt vgn, valamint kztk tbb tmaszt trcsa is tallhat, melyek a dob merevsgt nvelik a behajls megakadlyozsval. A trcskon helyezkednek el a kerlet mentn a hegesztssel rgztett vnkoslcek. A vnkoslcekhez pedig csavarral rgztik a verlceket, ltezik olyan megolds is ahol a vnkos- s verlcek egyetlen bordzott idomdarabot alkotnak. Mindig pros szm verlcet alkalmaznak, mgpedig gy, hogy az egyms utni lcek felvltva jobbos s balos bordzatak, gy elkerlhetik az anyagram egyirny terelst, valamint az anyag egyenletes sztterlse is biztostott. Az anyagram a dob s dobkosr kztt forgsirnyban szkl rsen halad keresztl, ez a dobhzag, mely bellthat. A dobhzagot a termnynek s annak tulajdonsgainak megfelelen lltjk be, ltalban az lltsi tartomnyok: h1=10-30mm, h2=3-20mm. Ez a szkl rs elsegti a gabona fokozatos kicspelst, valamint a szkl rsbe kialakul szorthats elsegti a dob behz kpessgt. 5. A csplszerkezet munkja: Az 15. bra a cspldobban a gabonra hat erket szemllteti:

11

15. bra A gabonra hat erk a csplrsben a) oldalnzet, b) fellnzet

Ahogy a gabona halad a csplrsben a verlccel rintkez szrak sebessge a legnagyobb, a kosrral rintkezk a legkisebb. A sebessgklnbsg relatv visszamaradshoz vezet a gabonartegben, aminek ers drzsl hats a kvetkezmnye. Mivel a verlc bordjnak alacsonyabb vgvel halad elre ezrt khatst fejt ki, mely a kicspelt szemeket s kisebb nvnyi darabokat sugrirnyban terelve tnyomja a dobkosr rsein. A borda A pontjn Fk kerleti er lp fel, ami 2 komponensre bonthat: F1: a borda lejts irnyba mutat komponens, drzslve cspel F2: a borda felletre merleges komponens sszeszortja az anyagrteget. A bordk ferde helyzetbl addik az Fer, ennek kt komponense: F3: az anyagot tengelyirnyban terel er, mely az anyag keresztirny elmozdulsrt felels F4: elsegti az anyag thaladst a csplrsen, mikzben aktv drzsl hatsa van. A gabona kicspelst a drzsl hats mellett a dobba val behzsnl fellp gyorsuls is elsegti. 6. A dob kerleti sebessge s teresztkpessge: A dob kerleti sebessgt mindig az aktulis betakartand termny hatrozza meg. Szksges a dobfordulatszm s kerleti sebessg fokozatnlkli vltoztathatsga, erre varitorokat alkalmaznak.

12

Az optimlis zemi fordulatszmot a dob vesztesgei alapjn hatrozzk meg, mely alatt a szemvesztesgeket kell rteni, ezek a kicspeletlen szemek s a szemtrs.

16. bra A dob ki cspeletlensgi vesztesge(b) s a szemtrs alakulsa a kerleti sebessg fggvnyben

A kt vesztesggrbe metszspontja hatrozza meg az optimlis kerleti sebessget, ez gabonra 30 m/s, a tbbi nvnyre meghatrozva pedig kapjuk a sebessg lltsi tartomnyt, ami 12-34 m/s kz esik. A kombjn fontos jellemzje a dobterhels, mely az egy msodperc alatt feldolgozott termny tmegvel adnak meg. A dobterhels maximlis rtke az teresztkpessg, mely a kombjn alapjellemzje, meghatrozsa: q = kznl Ahol: n: a dob fordulatszma [1/s] z: a verlcek szma l: a dob hossza [m] k: tapasztalati rtk (k=0,050,075 kg/m) A dobterhels s a dobtmr befolysolja a dob tejt kpessgt. Nagy tmrj dob esetn j a kosr levlaszt kpessge, kis dobtmrj gpeknl szoks a szalmarzk fl laztt helyezni, a kicspeletlen szemek fellaztsra.

13

17. bra A kosr tejt kpessgnek alakulsa a dobterhels s a dobtmr fggvnyben

A kombjnokat a dob tereszt kpessge alapjn mretezik. 7. A csplszerkezet vltozatai: A legegyszerbb csplszerkezetben egy verlces dob a dobkosrral, valamint az utna kvetkez utver tallhat meg. Az utver feladata a szalma rzasztalra vezetse.

18. bra A hagyomnyos csplszerkezet

A csplszerkezet fejlesztsi irnyt az teresztkpessg nvelse hatrozza meg: Erre kt lehetsg addik: - a dobhosszsg, - a dobkosr levlaszt kpessgnek nvelse Az els egy viszonylag egyszeren kielgthet kvetelmny, a msodik mr bonyolultabb feladatot tmaszt a tervezvel szemben. A kosr krlfogsi szgt ugyanis egy bizonyos hatron tl mr nem lehet nvelni (ez kb. 150) s a kosrlceket ill. a kosrhuzalok szmt sem lehet cskkenteni. Kzenfekv teht egy msodik illetve harmadik cspl szerkezet beptse, ami megnveli a csplsi utat. Ezen megoldsok kiforrsa utn megjelentek az axil dobos gpek is.

14

Kt verlces dob sorba kapcsolsa: Kt verlces dob sorba kapcsolsval kialaktott csplszerkezet lthat az albbi brn:

19. bra Kt verlces dob sorba kapcsolsa

A sorba kapcsolssal megn a kosr tejt fellete. A tulajdonkppeni csplmunkt csaknem teljes egszben az els dob vgzi, a msodik feladata a maradk kalszok kicspelse s a szemek egy rsznek a levlasztsa. Az elcspelt szemeknek csupn kb. 5%a kerl a szalmarzra, szemben az egydobossal, amelynl ez a szm mg kedvez esetben is 10% krl mozog. A kt dob kztt alkalmazott vert nehezebben cspelhet termnyeknl a fels helyzetbe (O1), egybknt az als helyzetbe kell szerelni(O2). Als helyzet vernl a trapz alak terelt kiszerelik; az anyag az els dobbl az utlag beszerelt sszekt kosron (szaggatott vonal) ramlik a msodik dobba. Centrifuglis maglevlaszt: Felptse a ktdoboshoz hasonl, de itt a msodik dob helyett ferdelap fogakkal elltott forgrszt alkalmaznak, ami lces-huzalos kosr fltt forog Alkalmazsval 15...20%-os teljestmnynvels rhet el a hagyomnyos egydobos rendszerhez kpest.

20. bra Cspldobrendszer centrifuglis maglevlasztval

15

A centrifuglis csplszerkezetnek egy msik megoldst az albbi bra szemllteti. Itt mindhrom forgrsznek kosara van.

21. bra Centrifuglis evlaszt rendszer 3 dobkosrral

A centrifuglis maglevlaszt tletnek a bevezetse utn az egyes gpgyrtk (Deutz-Fahr, Fiatagri, Dronningborn) hasonl megoldsokkal ksrleteztek, amelyek nagy rszt sorozatban is gyrtottak. Ezeknl a rendszereknl megfigyelhet volt, hogy tl sok szalmatrmelk keletkezik, ami megneheztette a rostk munkjt. A Claas cg ennek a hibnak a cskkentsre kifejlesztette az APS rendszert (Accelerated Pre-Separation, azaz gyorstott elszeparls). A gyorstdob a hozztartoz kosrral egytt a cspldob eltt helyezkedik el.

22. bra A Claas APS rendszere

Itt kisebb a szalmaaprzs mrtke, mint az elz rendszereknl, mert az oszlatvernek nincs kosara. A gyorstdob tmrje 600 mm. A cspldob el beptett gyorstdob a cspldob fordulatszmnak 80%-val forog. Ez veszi t a termnyt a ferde felhordtl, s 16

tovbbtja nagy sebessggel a cspldob fel. A gyorstdob ezltal thidalja a ferde felhord s a cspldob kztti igen nagy sebessgklnbsget. Egyrszt a nagyobb centrifuglis er egy lnyegesen jobb csplsi hatsfokot eredmnyez, msrszt a gyorstdob szthzza az anyagramot, s gy a vkonyabb rtegbl knnyebben tpotyognak a magok a dobkosron. A gyorstdob alatt tallhat egy kosr, s ennek segtsgvel mr a gyorsts idejn elkezddik a levlaszts. Az ilyen gpek teljestmnye a hagyomnyos gpekhez kpest nagyobb s a kvetkez elnykkel jr: Az anyagram felgyorstsa rvn egyenletesebb s vkonyabb a termnyrteg, ezltal a magok knnyebben kivlaszthatk. Az elvlaszt kosr rvn mr a cspldob eltt megkezddik a magok kivlasztsa. A nagyobb centrifuglis er nagyobb levlasztsi teljestmnyt tesz lehetv. A nvny fajtjtl, rettsgtl fggen a ferde felhord vgn mr tbb-kevesebb mag kipotyog a kalszbl. A gyorstdob thidalja a ferde felhord s cspldob kztti sebessgklnbsget. A gyorstdob spirlis formban elrendezett vezetkrmei egyenletesen veszik t a termnyt, s mind hossz-, mind keresztirnyban egyenletess teszi azt. A gyorstdob, cspldob s utverdob hajtsa egy kzponti varitorral trtnik. A cspldob fordulatszmnak vltoztatsakor szinkronizltan vltozik a msik kt dob fordulatszma, illetve kerleti sebessge. A szemtermsnek tbb mint 90%-a levlik az els kt kosron. A cg ezt a csplszerkezetet pti be a MEGA s a hosszirny iker hengerpros szalmalevlasztval felszerelt LEXION tpus kombjnjaiba. Axildobos kombjnok: Ezen gpek kezdetben csak a kukorica morzsolva betakartsra voltak alkalmasak, majd az USA-beli gyrtk (IHC, New Holland) fejlesztettek ki valban jl hasznlhat vltozatokat. Az axilis csplszerkezetnek van egy rotoros (dobos), s iker rotoros vltozata is. A mkdst tekintsk a 2 rotoros vltozaton, az 1 rotoros lnyegben ehhez hasonl felpts s mkds.

17

23. bra axilis iker rotoros cspl s levlaszt szerkezet

A ferde felhord ltal szlltott anyagot a szemben forg rotorok ells rszn lv behz csiga kapja el, s ezutn a forgrszek a kosrhoz drzslik. A csplst rszben a bords verlcek vgzik, melybl 2-2 van rotoronknt, ezek nem prhuzamosak a forgstengellyel, azrt, hogy forgs kzben biztostsk a tengely irny anyagterelst. Ezt a terelst segtik a fedlhez erstett terelbordk. Ezeken a gpeken, nincs szalmarz, a levlasztst is a rotor vgzi, a csplkosr tn levlaszt kosrrsz tallhat. A cspl kosrrsz llthat, a levlaszt rsz merev. jabban elterjedt a hibrid rendszer kombjnok gyrtsa, mely a kereszt s axil irny dobokat kombinlja, ilyen pl. a Claas Lexion 600-as, ezen kombjnoknl a hagyomnyos keresztirny csplszerkezet utn a szalmarz ldk helyett a levlasztst ltalban iker rotoros levlaszt dobok vgzik. 8. A cspldob zeme, alapegyenletei, mechanikai hasonlsga: A dob hajtshoz szksges teljestmnyigny: m' v 2 P= 1 f Ahol: m=m/s az 1s alatt beetetett tmeg f: az n. kidrzslsi tnyez, rtke a tapasztalat szerint 0,7-0,8 v: az anyagram sebessge A motor teljestmnye a dob J tehetetlensgi nyomatkval arnyos szggyorstst eredmnyez az albbi kplet szerint: P = J d dt

18

A fenti kt egyenlet sszevonsval addik Gorjacskin dobegyenlete: d m' v 2 P = J = dt 1 f Ez a kplet teremt kapcsolatot a hajt motor teljestmnye, a cspldob J tehetetlensgi nyomatka s a beetetett m gabonamennyisg kzt. A fent adott motorteljestmny igny s az ellenllsok legyzshez szksges teljestmnyigny kzti differencia fordthat a dob gyorstsra: d dt m' v 2 P= 1 f P = J Ezek tulajdonkppen a dob alapegyenletei melyekbl tbb kvetkeztets vonhat le: A motorbl a dobnak tadott energia a dob gyorsulsval jr, minden egyes hasznos ler rvn a felvett gyorsuls fordtva arnyos a dob tehetetlensgi nyomatkval s a szgsebessgvel: d dt = 1 P J Teht minden hasznos (a csplsre fordtand) ler annl kisebb gyorsulst ltest, minl nagyobb a dob tehetetlensgi nyomatka s szgsebessge. A szras gabona ltal felemsztett gyorsuls, az etets mrtkhez viszonytva, fordtva arnyos a dob tehetetlensgi nyomatkval s egyenesen arnyos a szgsebessggel: d v2 r2 dt = = m' J(1 f ) J (1 f ) Teht az 1s alatt beetetett anyagmennyisgre fordtand gyorsuls a szgsebessggel egyenesen arnyos.

19

24. bra A dob gyorsuls s szgsebessg sszefggse

Az brn lthat, hogy a motortl felvett gyorsuls hiperbolikusan vltozik, a leadott gyorsuls pedig linerisan. A dob kritikus hatrsebessge a kt grbe metszspontjbl addik ki, a kt egyenlet megoldsa: k = P(1 f ) m' r 2

gy mikor a motor munka kzben kzvetlenl a teljestkpessg hatrhoz kzel van, akkor a dobnak nem tud a kritikusnl nagyobb gyorsulst adni. Nagyobb intenzits etetsnl a dob nem kpes magval sodorni a gabont, a fordulatszm lecskken, s bizonyos id utn ll be az egyensly ismt. A motor s dobtengely kzti ttteli viszony megvltoztatsval, a motor ismt szolgltatni tudja a szksges nyomatkokat. Gorjacskin dobegyenletbl kvetkezik, hogy minden egyes hasznos Watt rvn az etets mrtke nagyobbodik a dobtmr cskkentsvel: P= m' v 2 m' 1 f 1 f = 2 = 2 2 1 f P v r

Ezrt a motor munkavgz kpessgt nvelend clszer kis tmrj dobot hasznlni. P = J d egyenlet sszefggst ad a motor hasznos teljestmnye s a dob adatai kzt, s dt

ksrleti eredmnyek alapjn lehetv teszi a legkedvezbb gyorsuls megvlasztst. A dobok mechanikai hasonlsga: Az adagols (etets) mrtke: m' = 0 nzl 60

20

m kplett a dob hajts teljestmny ignybe ( P = mveleteket elvgezve addik: dn 3 = konst .

m' v 2 ) helyettestve s a kijellt 1 f

gy azonos tpus dobok klnbz tmrihez kiszmthat a fordulatszm is. 9. A verlces cspldob teljestmnyszksgletnek megllaptsa: A teljestmnyszksglet kzelt megoldshoz Gorjacskin dolgozta ki a dobegyenletet, ami felttelezi, hogy a dobba kerl gabona tmeg a rugalmatlan tkzs miatt a dob kerleti sebessgre gyorsul fel. A kvetkezkben nzzk meg egy pldn keresztl a verlces dob mretezst, konkrtan a teljestmnyszksglet megllaptst. A kvetkez rtkeket adottnak vesszk: A cspelend termny bza L: tlagos szrhossz d: egy szr tmrje qsz: egy szr kzepes slya nedvessgtartalom a szem szalma arnya a gabona szemszzalka (, ) Wm: a kalszbl egy mag kifejtshez szksges munka A: a gabonaflre jellemz lland C: a gabonaflre jellemz lland 0 = 0,25 + 0,8 Ahol a relatv nedvessgtartalom (a vztmeg s az ssztmeg hnyadosa). Ennek s a magtartalomnak az ismeretben kiszmolhatjuk a trfogatslyt: = sz 1( )(1 )

Elszr is szmtsuk ki a srldsi tnyez rtkt a dob s a szalma kztt:

Az EIsz merevsg a szrak d tmrjnek a fggvnye, mely tapasztalati adatok alapjn gy hatrozhat meg: EI sz = d 4 Szmtsuk ki a fajlagos adagolst: 21

q' = q 0

0 '

Ebbl az i verlcek szmnak ismeretben meghatrozhatjuk a dob hosszt: l= q q' i

Ezek utn vegyk fel a dobra vonatkoz kvetkez rtkeket l: a dob hossza i: a verlcek szma D: a dob tmrje b: a verlc szlessge b0: a kosrlc vastagsga i0 a kosr lceinek a szma v: a szraknak a dob verlcn fellp srldsi tnyezje k: a szraknak a kosr lcein fellp srldsi tnyezje : a dobhosszsg kihasznlsi tnyezje K: a szalma sztszakadsi mrtke 0,5 bb 0

Most mr kiszmolhatjuk a srldsi tnyez pontos tkt a verlces dobra: = 1,2 Ahol b s b0 cm-ben veendk. Gorjacskin szerint a csplsi folyamat teljestmnyszksglete az albbi ltalnos alakban adhat meg: P=P0+Pd+P ahol: P0 a kros ellenllsok legyzshez szksges teljestmny, Pd a drzsls teljestmnyignye, P az tkzs s a termnyfelgyorsts teljestmnye. A kros ellenllsok legyzshez szksges teljestmny a szgsebessg 3. hatvnyval arnyos: P0 = A + B 3 Ahol az A tnyez a csapgyakban bred srld er nyomatkval egyenl: A = R Ahol: R a csapgyakra hat reakcierk sszege, a srldsi tnyez, a csap sugara. A B tnyez a dob ventillcis munkjt fejezi ki, mely kzelten az albbi mdon hatrozhat meg: A dob veri ltal msodpercenknt kiszortott leveg: 22

m1 =

1 Aiv h g

Ahol 1 a leveg trfogatslya, A egy verlc homlokfellete, i a verk szma, vh=r0 a homlokfellet kzppontjnak a haladsi sebessge, g a nehzsgi gyorsuls. A dob ltal megmozgatott leveg vl sebessge arnyos a homlokfellet vh haladsi sebessgvel: v l = v h A megmozgatott leveg kinetikai energijt fedez energiaszksglet:2 m1v1 1Ai 2 v 3 h B = = 2 2g 3

Innen: B= 1 Ai 2 rh3 . 2g

A teljestmnyszksglet vltozsa a teljestkpessg fggvnyben: Adott: a vk kerleti sebessg s a dobhzagok a beetetsnl s a kimenetnl. A kros ellenllsok lekzdshez szksges teljestmnyigny: 1Ai 2 rh3 3 P0 = A + B = R + 2g3

Grgscsapgyazsra =0,152 mm. A beetetsi sebessg az albbi megfontolsok alapjn hatrozhat meg. A sebessget a rsmretek nagymrtkben befolysoljk, nagy rsmretnl a sebessg cskken, kicsinl pedig megn. A gabona mozgst a dob verinek s a kosr ellenllsnak a klcsnhatsa hatrozza meg. Mindkt ernek (a hatsnak s ellenhatsnak) maximlis rtke abban a pillanatban lp fel, amikor a verlc a kosr lce fltt halad el, ekkor a legnagyobb a gabonarteg sszenyomdsa. A gabonarteg a verlc s a kosrlc minden egyes tallkozsnl Fkdt nagysg impulzust kap, ahol: Fk = FN ( v k ) Fn a normlis-felletre merleges nyoms az sszenyomott rtegekben, v s k a verlc s a kosrlc srldsi tnyezje, dt az rintkezs idtartama. A verlcek s kosrlcek tallkozsnak a szma egy msodpercben: j = ii 0 n ii 0 v r = 60 2r

23

Ahol n a percenknti fordulat, vr a kerleti sebessg, r a dob sugara. Az egy msodperc alatti impulzusok jPkdt sszege megegyezik a msodpercenknt beetetett tmeg mozgsmennyisgnek a nvekedsvel: FN ( v k ) tii 0 v r = m' ( v ki v be ) = 3m' v be 2r A verlc keresztmetszeti profilja sszetett grbe. Vlasszuk ki a b szlessg legkiemelkedbb rszt, s vizsgljuk meg klnbz rsmreteknl a csplsi folyamatot.

25. bra A verlc s a dobkosr profiljai s a kztk lv rs

A gabonarteg vastagsga sszenyoms eltt , utna a hzagmret . A relatv sszenyomds: = Az sszenyoms miatt fellp feszltsg: p = Ae C 1

=1 lv be C 1 q

= Ae

A verlc s a kosrlc teljes fedse a gabonval terhelt dob teljes hosszban vgbemen tallkozskor b0l, ahol b0 a kosrlc vastagsga, a normlis nyoms pedig: FN = pb 0 l = b 0 lAe C e A verlc s a kosrlc tallkozsnak idtartama: t = b vCl v be q

A mozgsmennyisg s impulzusok kpletbe helyettestve FN s t rtkeit: v be = ill. lbb 0 ii 0 ( v k ) Ae C 6m' reCl v be q

24

lg v be = lg

lbb 0 ii 0 ( v k ) Ae C Cl lg e v be 6m' r q

A fenti egyenlet vbe-re grafikusan megoldhat. Tegyk egyenlv kln-kln az egyenlet bal ill. jobb oldalt egy j y vltozval. Ekkor a bal oldali rsz egy logaritmikus grbe egyenlett adja: y=lg vbe A jobb oldali rsz pedig egy egyenes tengelymetszetes egyenlete: y v be + =1 Y X

26. bra Nomogram a ve sebessg meghatrozshoz

Ahol az egyenes ordinta tengelyen val metszete: Y = lg lbb 0 ii 0 ( v k ) Ae C 6m' r Yq Cl lg e

Az abszcisszn (vbe) add metszs pedig: X=

A logaritmikus grbe s az egyenes metszspontjnak abszcisszja megadja a vbe keresett rtkt. A kosrlc s a verlc tallkozsakor a srldsi er FN, a srlds munkja a tallkozskor FNb, a srlds lekzdshez szksges teljestmny FNbj, vgl pedig FN s j rtkeinek behelyettestsvel megkapjuk a hzagokban sszenyomott gabona ltal keltett srlds legyzshez szksges teljestmnyt: bb 0 lii 0 Ae C Ps = 2r v eCl v be q

25

A szrak hajltshoz szksges teljestmny: a verlces dobban a srlds mellett jelents mg a hosszirnyban beetetett szrak hajltsbl add jrulkos nyomsbl fellp srlds legyzshez szksges teljestmny is. A hajlts az albbi mdon szemlltethet: adott pillanatban a beetetsnl s kimenetnl a szraknak nincs grbletk. A kosr kzepe fel a grblet n, legnagyobb rtkt a kosr elejtl s vgtl 2r/i tvolsgban ri el, ez a kosr mentn kt verlc kzti tvolsgnak felel meg.

27. bra A gabonaszrat hajlt erk

Az egyes szlak a vgein erprral terhelt tartkknt modellezhetek, az AB szakason a hajlt nyomatk: M= EI sz 2rFhajl = i

Ahol a hajltott szr grbleti sugara, kzeltleg a dob sugarval egyezik meg. A szrak hajltsbl ered nyomsa A s B pontok krnyezetben hat, a kzps szakaszon a verlcek a szrak hajltsbl nem kapnak nyomst, mert a szls verlcek a hajltott szrakat a kosrhoz simtjk. A egyes szrak ltal a dob verlceire a hajlts miatt kifejtett nyom er: 2Fhajl = iEI sz r 2

Egy idben q/qsz (qsz egy szr tlagos slya) szm szr ramlik t s ezek kzl qL/ qszvtl szm szr van meghajltva, az ezek ltal kifejtett er: iEI sz qL r 2 v tl

F

hajl

=

Ezt az ert a szrak lazulsa s trse jelentsen cskkentheti, valamint a szrak egy rsze nem hosszirnyban halad t a csplszerkezeten, ezeket egy korrekcis tnyezvel tudjuk figyelembe venni, melynek ajnlott rtke ltalban 0,5. Ezek utn a szrak hajltsa miatti srlds lekzdshez szksges teljestmny:

26

Phajl = Fhajl v =

EI sz iLqv 2,5r 2 q sz v tl

A kalszok sztzzshoz szksges teljestmny: a szem hzagokon val tknyszertse s kiversk a kalszbl szintn energit emszt fel, mivel a szem a rsen val tknyszerts sorn is kivlasztdik, s ez kvetel tbb energit, ezrt mretezsnl ezt az esetet vesszk figyelembe: PK = vq Wm qm

A kalszok sztzzsi teljestmnyignye, ahol vq/qm a 1s alatt traml szemmennyisg a csplrszen, Wm a rsen tknyszertett kalszbl a szem kinyershez szksges munka, qm egy mag kzepes slya. A szrak sztszaktshoz szksges teljestmny: Psz = q (K 1) Wsz q sz

Ahol Wsz a szrak sztszaktshoz felhasznlt munka q/ qsz az 1s alatt traml szrak, K a szalma sztszakadsi mrtke, rtke sok tnyeztl fgg ltalban K=1,61,8 verlces cspldobra. Mindezek utn a verlces csplszerkezet kidrzslsi teljestmny ignye a fenti teljestmnyek sszege: Pd=Ps+Phajl+Pk+Psz Ezek utn a cspls teljestmnyignyhez mr csak P tag, az tkzs s a termny felgyorsts teljestmny ignye hinyzik. Gorjacskin dobegyenlete meadja amely ehez szksges: F1 v = m' v 2 Ez felttelezi, hogy a termny a dob kerleti sebessgre gyorsul,a valsgban a csplrszbl kijut termny sebessge ennl kisebb ezrt Gorjacskin egyenlett korrekcis tnyezvel egsztjk ki: P = m' v 2 Ahol =0,3 verlces dobra. Teht a cspls teljestmnyignye mg egyszer: P=P0+Pd+P

27

10. A dob kiegyenslyozsa: A cspldob nem ms, mint egy kt csapgyra tmaszkod vzszintes tengely krl forg test. Tudjuk, hogy a forg test csak akkor nem fejt ki kros hatst a csapgyazsra, ha a forgstengelye egybe esik valamelyik tehetetlensgi ftengelyvel. A ftehetetlensgi tengely az a tengely, amelyre a forgstest centrifuglis nyomatka zrus. A ftehetetlensgi tengelyre nzve a forgstest tkletesen kiegyenslyozottnak tekinthet. Ezt a gyrts sorn elg nehz biztostani. Pl. nem teljesen homogn az anyag, vagy pl. klls kerknl ntsi hiba miatt az egyik helyre tbb anyag kerlt. Ezek miatt a dobot elkszts utn ki kell egyenslyozni, hogy ezltal a ftehetetlensgi tengely s a forgstengely egy egyenesbe , vagy legalbbis megkzelten egy egyenesbe kerljn. A cspldob ksztsnl ezt elg nehz biztostani, az alkatrszek mretbeli s szerelsi pontatlansgai miatt, valamint lnyeges szempont mg, hogy az egyes dobalkatrszek msms anyagbl kszlnek. A dob egyenltlen tmegeloszlsnak 3 alapesete: A: Az S slypont bene van a dob szimmetriaskjban, s a slyponton tmen ftengely prhuzamos a forgstengellyel, s attl r tvolsgra van.

28. bra A dob kiegyeslyozatlansg: A-eset

A kros hatst a centrifuglis er okozza: C= G 2 r g

B: Az S slypont ugyan benne van a forgstengelyben, a tlslyok egy skban helyezkednek el a slyponti ftengely azonban a forgstengellyel szget zr be.

28

29. bra A dob kiegyeslyozatlansg: B-eset

Ebben az esetben a C centrifuglis erpr kvetkeztben nyomatk lp fel: M=Ca C: Vgl a legltalnosabb eset, mikor a slypont nincs a forgstengelyen, attl r tvolsgra van s a slyponti ftengely szget zr be a forgstengellyel.

30. bra A dob kiegyeslyozatlansg: C-eset

Ekkor a centrifuglis er eredje az albbi nyomatkot eredmnyezi: M=Ck Mindhrom esetben szksg van pttmeg felvitelre, vagy tmeg elvtelre. A szoksos kiegyenslyozsi mdok: Statikus: ptslyok felraksval hozzuk ltre az eregyenslyt. Dinamikus: a centrifuglis erkbl add devicis nyomatkok megszntetse, kiegyenslyoz gppel hatrozhat meg a ptslyok helye, s tmege. 11. A cspldobrendszer hajtsa: Ahhoz, hogy a kombjn tbbcl munkagp lehessen, vagyis, hogy tbbfle termny betakartsra alkalmas legyen, szksg van a cspldob fordulatszmnak vltoztathatsgra, mely fordulatszm az adott termshez igazodik. De ezen kvl egy fajta termny esetn is szksg lehet a vltoztathatsgra, pl. a bzatbln vltozhat a gabona nedvessgtartalma s ekkor a 28-32 m/s kzti tartomnyban szksges lehet a dobfordulat vltoztatsa.

29

Mindez fokozatmentes fordulatszm szablyozst kvn, amit a legtbb gpen kszjas varitor segtsgvel valstanak meg. Mivel ma mr ltalban tbb dob van egyms utn kapcsolva, ezek kzponti dobbal val szinkronizlt fordulatszm vltoztatst gy oldottk meg, hogy egy kzponti varitor hajtja a kzponti cspldobot, a tbbi dob hajtst pedig a kzponti dob tengelyrl lland tttel kszjhajtsok biztostjk.

31. bra Claas Lexion kombjn cspldobrendszer hajtsvzlata

Az kszjas varitor osztott kszjtrcskkal mkdik, fordulatszm vltoztatskor az egyik trcsn nvekszik, a msik trcsn pedig cskken a trcsk kzti tvolsg oly mdon, hogy az kszj feszes maradjon. Mindig az ellenttes oldali trcsa felek mozdulnak el, mivel a szj kzpvonala a 2 kerken gy esik egy skba, egybknt a ferde kszj a trcsnak drzsldne s ezrt ersen kopna, ami akr a trcst is krosthatja. A trcsk lltsa mechanikusan vagy ma mr inkbb hidraulikusan trtnik. Egyes j gpeken varitor helyett hidraulikus hajtssal oldjk meg a dobfordulat szablyozst.

32. bra Az kszjas varitor mkdsi elve.

30

12. A dobkosr: A dobkosr a cspls elengedhetetlen kellke a dobot ltalban 70-90 fokban veszi krl. A dob a kosr lceihez ill. szeges dobnl szegeihez veri hozz a termnyt, gy jnnek ltre azok a mechanikai hatsok melyek a csplst eredmnyezik. A dobkosr egy krven elhelyezett lcsor, melyet kt oldalrl a kosroldal tart ssze, valamint a kosron bell is vannak tmaszt vek, a lcek kz 5-6 mm tmrj huzal van behzva, mely rcsot alkot. Ezen a rcson jutnak t a szemek s mg nhny aprbb mret anyagrsz (pelyva, trek).

33. bra Egy dobkosr a kombjnbl kiszerelve

34. bra A tmaszt vek s a kosrlcek

A kosrlcek s a kosrhuzalok kztti tejt felleten hull t a kicspelt mag s trek nagy rsze. Az llthat dobhzag a forgsirnyban szkl (h1 > h2). A szkl csplrs lehetv teszi, hogy a bemen anyag csplse fokozatosan trtnjen. A szkl rsben kialakul

31

szort hats elsegti a dob behzkpessgt. A dobhzag a bemeneti oldalon h 1 = 10...30 mm, a kimenetnl h2 = 3...20mm. Ez az lltsi hatr tpustl fggen vltozhat. A dobhzagokat a termnynek megfelelen lltjk be (fajta, nedvessgtartalom stb.). A kosrlcek szma 12...16. A kosrlcek keresztmetszetnek szoksos mretei: 8-14 x 4050 mm, a huzaltmr 6mm, ezek tvolsga 16...20mm. A huzalok 6...8mm-rel vannak lejjebb a kosrlcek fels lnl. A kosr ltalban egyrszes, az tfogsi szg tpustl fggen 105...150 kztt van. A felhordbl a termny a dob s a kosr kztti csplrsbe kerl, amely a kimenoldal fel folyamatosan szkl(h1