Производительность и мощность на привод барабанного режущего аппарата

Лезвия ножей в барабанном аппарате располагаются по спирали, а в развертке барабана − это прямые наклонные линии.

Основными параметрами барабанного режущего аппарата являются расположение горловины относительно оси барабана и его диаметр.

Если расположить горловину выше оси, то нож при внедрении в слой будет отталкивать его от барабана. Если расположить горловину ниже оси барабана, то ножи будут вытаскивать слой из обжимающих валков. И в том и другом случае возникают дополнительные силы, нарушающие процесс, увеличивающие затраты энергии и не обеспечивающие одинаковую длину резания.

Наилучшее расположение горловины будет по оси барабана, толщина разрезаемого слоя должна быть небольшой. В барабанных ножевых аппаратах происходит наклонное резание. При этом τ = χ = const = 24…30°.

Нормальная составляющая скорости резания имеет постоянное значение. Усилие резания одним ножом изменяется от активной длины лезвия ножа. Как видно из рисунка, активная длина лезвия вначале увеличивается, затем остается постоянной и к концу отрезания уменьшается до нуля.

В соответствии с этим изменяется и нагрузка на вал барабана. Чтобы нагрузка на вал была равномерной, необходимо, чтобы по мере уменьшения активной длины одного лезвия настолько же увеличивалась длина следующего. Это произойдет, если начало последующего ножа установлено без зазора и перекрытия конца предыдущего.

Диаграмма сил резания будет представлять равносторонние трапеции. В наклонных местах диаграммы усилия суммируются и общая нагрузка не будет иметь спадов и подъемов.

Для обеспечения этого условия необходимо чтобы ножи в барабанном режущем аппарате устанавливались с перекрытием на величину α. Соотношение между параметрами барабана:

Так как принимают L = b, тогда

где z - число ножей.

Число ножей на барабане может быть от 2 до 8 , но обязательно четное количество для удобства балансировки.

Производительность соломосилосорезки барабанного типа:

Q = a∙b∙v_сл∙c ,

где а и b − высота и ширина уплотненного слоя /размеры горловины/, v_сл − скорость подачи слоя материала, м/с, ρ − плотность слоя после вальцов, для соломы ρ = 120…160, для зеленой массы ρ = 350…500 кг/м³.

Подачу слоя на один нож /длина резки/ можно выразить

откуда скорость подачи:

v_сл = l ∙ n ∙ z ,

где n − частота вращения барабана, с^-1. Или выразив скорость слоя через производительность, получим

Мощность на процесс резания:

N_рез = Р_резv

Достоинства барабанных измельчителей: равномерность нагрузки на вал.

Недостатки: ограниченная производительность из-за необходимости подавать материал тонким слоем, наличие осевой нагрузки, трудность изготовления и заточки спиральных ножей.