Характеристики шариков

14.07.2015

Аналитические зависимости (9.5), (9.10), (9.11), (9.18)—(9.20) связывают условиями периодичности кинематические параметры движения решета и параметры шарикового очистителя вибрационных решет, совершающих колебания со значительной вертикальной составляющей амплитуды колебаний. Решив эту систему уравнений относительно u2z, определим скорость шарика до удара в момент встречи с решетом:

Характеристики шариков

Это выражение с учетом зависимости (9.51) и обозначений, принятых ранее, после некоторых преобразований можно записать в таком виде:
Характеристики шариков

Кинетическая энергия шарика к моменту встречи с решетом должна быть больше работы сил сопротивления, удерживающих зерно в отверстии:
Характеристики шариков

где mш — масса шарика; Fсц — сила сцепления, удерживающая заклинившееся зерно в отверстии; z1, z2 — координаты, определяющие положение зерна относительно кромки отверстия в моменты времени, совпадающие с началом и концом заклинивания (см. рис. 8.10).
Тогда необходимую массу шарика можно определить из выражения
Характеристики шариков

Зная массу шарика и плотность материала, из которого изготовлен шарик, нетрудно определить его диаметр. Имея выражение для определения выталкивающей силы (9.45), можно определить массу шарика очистителей решет, совершающих близкие к горизонтальным колебания, из условия F>Fсц:
Характеристики шариков

Качество работы шариковых очистителей, как уже было установлено, зависит от силы и числа ударов шарика по решету. Число ударов зависит от кинематического режима решета и в первую очередь от частоты колебания решетного стана. Сила удара зависит от многих факторов, основными из которых являются амплитуда, частота колебаний решетного стана и масса шарика. Амплитуду и частоту колебаний решетного стана зерноочистительной машины подбирают из условия обеспечения оптимального просевания семян через отверстия решет, поэтому резервы повышения силы удара шариков о решето имеются только в увеличении их массы и упругих свойств. Увеличение массы шарика изменением его диаметра нецелесообразно, так как приводит к увеличению габаритов решетного стана и расхода резины.
Правильнее применять комбинированные упругие шарики с металлическим ядром.
Массу комбинированного шарика (резинового с металлическим ядром) можно определить из выражения
Характеристики шариков

На рис. 9.13, а приведены зависимости m*к = f (λк), представляющие собой кубические параболы, на параметры которых оказывает существенное влияние соотношение плотностей μр.
Масса комбинированного шарика линейно зависит от параметра μр (рис. 9.13, б), причем для больших значений λк угол наклона прямой увеличивается. Это вызвано тем, что при одном и том же размере шарика его масса определяется размером металлического ядра, однако предельные значения λк регламентированы значением коэффициента восстановления скорости комбинированного шарика при ударе. Оптимальное соотношение между диаметром резинового шарика D и металлического ядра dя с учетом упругих свойств материалов определено экспериментальным путем. Для этого было изготовлено 30 шариков. В пределах каждого из шести типоразмеров комбинированных шариков изменялся диаметр металлического ядра: 5,55; 7,15; 8,8; 12,8; 14,3 мм.
Характеристики шариков
Характеристики шариков

Изучали влияние массы шарика и относительное значение ядра на коэффициент восстановления скорости при ударе. Из графиков рис. 9.14, а видно, что для шариков всех размеров при изменении их массы путем увеличения металлического ядра имеется оптимальное значение коэффициента восстановления.
На рис. 9.14, б показано влияние на коэффициент восстановления 0 отношения диаметра металлического ядра к диаметру шарика λк = d/D. Из графиков видно, что максимальные значения λк не должны превышать 0,5, так как при λк > 0,5 заметно ухудшаются упругие свойства комбинированных шариков.