Designing a Helical Knife for a Shredding Drum Using a Sweep Surface
Ескіз недоступний
Дата
2024
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Анотація
The object of this paper is a helical blade in a shredding drum from a sweep surface. Such drums are used in harvesters for crushing plant mass. If the flat blades are installed on the drum, cutting of the plant mass occurs simultaneously along the entire length of the blade. This could cause a pulsating dynamic load. If a flat knife with a straight blade is installed at an angle to the axis of the drum, then the distances from it to the points of the blade will be different, as well as the cutting conditions along the blade. The elliptical shape enables the same distance from the axis of rotation to the points of the blade, but this does not solve the problem. Many short flat knives with a straight blade can be mounted on the drum, placing them in such a way that the time between the individual knives is minimized. However, all these disadvantages can be eliminated by a helical knife with a blade in the form of a helical line. The design of a helical knife from an unfolding helicoid has been considered. In differential geometry, the bending of unfolded surfaces of zero thickness is considered. Bending of the workpiece into a finished product occurs with minimal plastic deformations, the magnitude of which depends on the thickness of the workpiece sheet. The methods of differential geometry of unfolding surfaces were applied to the analytical description of the surface of the helical knife. The parametric equations of the unfolding helicoid were derived according to the given structural parameters of the knife in space and on the plane. That has made it possible to mathematically describe the contour lines that cut the knife from the surface and on its sweep. Formulae for calculating a flat workpiece through the structural parameters of the knife have been derived. Thus, with the specified structural parameters of the knife R=0.25 m, τ=20°, j=65°, according to the resulting formula, we find the radius of the knife blade on a flat workpiece: R0=4.8 m
Об'єктом даної роботи є гвинтова лопать в подрібнювальному барабані з поверхнею, що підмітає. Такі барабани використовуються в комбайнах для подрібнення рослинної маси. Якщо на барабані встановлені плоскі ножі, то різання рослинної маси відбувається одночасно по всій довжині ножа. Це може викликати пульсуюче динамічне навантаження. Якщо плоский ніж з прямим лезом встановлений під кутом до осі барабана, то відстані від нього до точок леза будуть різними, а також а також умови різання вздовж леза. Еліптична форма дозволяє забезпечити однакову відстань від осі обертання до точок леза, але це не вирішує проблему. На барабані можна встановити багато коротких плоских ножів з прямим лезом, розмістивши їх таким чином, щоб час між окремими ножами був мінімальним. Однак всі ці недоліки можна усунути за допомогою гвинтового ножа з лезом у вигляді гвинтової лінії. Розглянуто конструкцію гвинтового ножа з гелікоїда, що розгортається. У диференціальній геометрії розглядається згин розгорнутих поверхонь нульової товщини. Згинання заготовки в готовий виріб відбувається з мінімальними пластичними деформаціями, величина яких залежить від товщини листа заготовки. Для аналітичного опису поверхні гвинтового ножа застосовано методи диференціальної геометрії поверхонь розгортання. За заданими конструктивними параметрами ножа в просторі та на площині були отримані параметричні рівняння гелікоїда, що розгортається. Це дозволило математично описати контурні лінії, які зрізають ніж з поверхні та на його розгортці. Виведено формули для розрахунку плоскої заготовки через конструктивні параметри ножа. Так, при заданих конструктивних параметрах ножа R=0,25 м, τ=20°, j=65°, за отриманою формулою знаходимо радіус леза ножа на плоскій заготовці: R0=4,8 м
Об'єктом даної роботи є гвинтова лопать в подрібнювальному барабані з поверхнею, що підмітає. Такі барабани використовуються в комбайнах для подрібнення рослинної маси. Якщо на барабані встановлені плоскі ножі, то різання рослинної маси відбувається одночасно по всій довжині ножа. Це може викликати пульсуюче динамічне навантаження. Якщо плоский ніж з прямим лезом встановлений під кутом до осі барабана, то відстані від нього до точок леза будуть різними, а також а також умови різання вздовж леза. Еліптична форма дозволяє забезпечити однакову відстань від осі обертання до точок леза, але це не вирішує проблему. На барабані можна встановити багато коротких плоских ножів з прямим лезом, розмістивши їх таким чином, щоб час між окремими ножами був мінімальним. Однак всі ці недоліки можна усунути за допомогою гвинтового ножа з лезом у вигляді гвинтової лінії. Розглянуто конструкцію гвинтового ножа з гелікоїда, що розгортається. У диференціальній геометрії розглядається згин розгорнутих поверхонь нульової товщини. Згинання заготовки в готовий виріб відбувається з мінімальними пластичними деформаціями, величина яких залежить від товщини листа заготовки. Для аналітичного опису поверхні гвинтового ножа застосовано методи диференціальної геометрії поверхонь розгортання. За заданими конструктивними параметрами ножа в просторі та на площині були отримані параметричні рівняння гелікоїда, що розгортається. Це дозволило математично описати контурні лінії, які зрізають ніж з поверхні та на його розгортці. Виведено формули для розрахунку плоскої заготовки через конструктивні параметри ножа. Так, при заданих конструктивних параметрах ножа R=0,25 м, τ=20°, j=65°, за отриманою формулою знаходимо радіус леза ножа на плоскій заготовці: R0=4,8 м
Опис
Ключові слова
unfolding helicoid, flat workpiece, return edge, helical knife, shredding drum, розкладний гелікоїд, плоска заготовка, зворотна кромка, гвинтовий ніж, подрібнювальний барабан
Бібліографічний опис
Designing a Helical Knife for a Shredding Drum Using a Sweep Surface [Text] / S. Pylypaka, V. Hropost, V. Nesvidomin, T. Volina, M. Kalenyk, M. Volokha, O. Zalevska, I. Shuliak, S. Dieniezhnikov, S. Motsak // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2024. – № 4 (1 (130)). – P. 37–44.