Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias ISSN: Universidad Agraria de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez.

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1 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias ISSN: -76 Universidad Agraria de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez Cuba Martínez Rodríguez, Arturo Software para el cálculo de la velocidad de transportación y el flujo de paja en zarandas de cosechadoras de cereales Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, vol 7, nú, 8, pp 66-7 Universidad Agraria de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez La Habana, Cuba Disponible en: Cóo citar el artículo Núero copleto Más inforación del artículo Página de la revista en redalycorg Sistea de Inforación Científica Red de Revistas Científicas de Aérica Latina, el Caribe, España y Portugal Proyecto acadéico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

2 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 COMPUTACIÓN Y MATEMÁTICA APLICADA APLLIED COMPUTATION AND MATHEMATICS S O F T W A R E Software para el cálculo de la velocidad de transportación y el flujo de paja en zarandas de cosechadoras de cereales Software for calculation of the speed of transportation and flow of straw in shakers of cereal harvesting achines Arturo Martínez Rodríguez RESUMEN Se presenta el Manual de Usuario de un software para el cálculo de los principales paráetros de diseño y regulación de los sacudidores de paja de las áquinas cosechadoras de cereales El software posibilita calcular la velocidad edia de transportación de la paja cuando es procesada por las zarandas (sacudidores de paja) de las cobinadas cosechadoras de cereales o de las áquinas trilladoras estacionarias, así coo calcular el flujo de aterial que puede ser procesado sin exceder los indicadores perisibles de pérdidas de granos a la salida del sistea de zarandas La velocidad de transportación de la asa vegetal se deterina en función del régien cineático de trabajo de las zarandas, que a su vez es función del radio de las anivelas del eje cigüeñal que acciona las zarandas, adeás de su velocidad de rotación y de la aceleración de la gravedad El flujo se deterina en función de la velocidad de transportación del aterial en la zaranda, dependiendo tabién de otros factores, tales coo: la relación granos/asa total; la densidad de la paja en el sacudidor; las diensiones del sacudidor y el coeficiente de separación El prograa posibilita, adeás, la obtención en fora gráfica de la trayectoria que describe el aterial procesado por el sacudidor, así coo el por ciento de pérdidas de granos a la salida del sacudidor en función del flujo de aterial procesado Palabras clave: software, zarandas, cosecha de cereales ABSTRACT The User s Manual of a software for calculation of the ain design and regulation paraeters of straw shakers of cereal cobine harvesters is presented The software facilitates to calculate the average speed of transportation of the straw when it is processed by straw shakers of cobine harvesters achines or stationary threshers, as well as to calculate the flow of aterial that can be processed without exceeding the perissible indicators of grain losses at the exit of the straw shaking syste The spee d of transportation of the ve getable ass is deterined in function of the kineatical regie of the shaker, wich depends on the radius of the shaker crankshaft, as well as of its rotation speed and of the acceleration of gravity The flow is dete rined in function of the spee d of transpo rtatio n, which depends o f othe r factors, such as: the grain/total ass relationship; the density of the straw in the shaker; the diensions of the shaker and the separation coefficient The progra also offers in graphic for the trajectory that describes the aterial processed by the shaker, as well as the percent of losses of grains at the exit of the shaker in function of the flow of processed aterial Keywords: software, straw shakers, cereal harvest MANUAL DEL USUARIO INTRODUCCIÓN El software posibilita calcular el flujo de aterial que puede procesar el sistea de zarandas (sacudidores de paja) de las cobinadas cosechadoras de cereales o de las áquinas trilladoras estacionarias, sin exceder un índice perisible de pérdidas de granos a la salida del sacudidor El flujo se deterina en función de la velocidad de transportación del aterial en la zaranda, dependiendo adeás de otros factores, tales coo: la relación granos/asa total; la 66 Recibido 3/3/8, aprobado /4/7, trabajo 7/8, software DrCs, Acadéico, Prof e Inv Titular, Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Mecanización Agropecuaria, Centro de Mecanización Agropecuaria (CEMA), La Habana, Cuba, CP: 3 7, E-: arturo@ischeducu

3 densidad de la paja en el sacudidor; las diensiones del sacudidor y el coeficiente de separación La velocidad de transportación se deterina en función del régien cineático de trabajo de las zarandas, que a su vez es función del radio de las anivelas del eje cigüeñal que acciona las zarandas, así coo de su velocidad de rotación y de la aceleración de la gravedad El prograa posibilita adeás la obtención, en fora gráfica, de la trayectoria que describe el aterial procesado por el sacudidor, así coo del porcentaje de las pérdidas de granos a la salida del sacudidor en función del flujo de aterial procesado El software «ZARANDA» ha sido elaborado en abiente Mathcad Professional, de anera que para su uso debe estar instalado en su PC dicho prograa Para instalar y ejecutar Mathcad Profesional se requiere: Coputadora Pentiu base-9 IBM o copatible Torre de CD-ROM Windows 95 o superior o Windows NT 4 o superior Por lo enos 6 egabytes de eoria Se recoiendan 3 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 INSTRUCCIONES PARA LA CORRIDA DEL PROGRAMA Coo quiera que «ZARANDA» ha sido elaborado en abiente Mathcad Professional, usted pude eplear las facilidades que ofrece, tales coo: evaluar un rango de variables u otras Para la corrida del prograa usted solaente tiene que introducir los datos que se van solicitando Para efectuar la introducción de cualquier dato, borre o arque el anterior y teclee el nuevo dato Al cabiar cualquier dato el prograa instantáneaente recalculará y brindará los nuevos resultados INTRODUCCIÓN DE DATOS PARA LA CORRIDA DEL PROGRAMA CÁLCULO DEL FLUJO DE MASA A PROCESAR POR UN SACUDIDOR DE PAJA EN COSECHADORAS-TRI- LLADORAS DE CEREALES (SACUDIDORES DE PAJA CON SECCIONES ACCIONADAS POR CIGÜEÑALES CON DESFASE DE 8 GRADOS) ) Declarar la frecuencia de rotación () y el radio (r) del cigüeñal: r 5 rad/s ) Declarar ángulo de inclinación de la superficie del sacudidor, b: ) Declarar la aceleración de la gravedad, g: g 98 /s rad 4) Calcular el indicador del régien cineático del sacudidor, k: 5) Declarar el rango de variación del ángulo de giro del cigüeñal, ±: 6 rad 6) Coordenadas de un punto de referencia de una sección I de la criba en función del ángulo de giro del cigüeñal, xc(±); yc(±): yc xc rsin rcos 7) Coordenadas de un punto de referencia de una sección II del sacudidor desfasada 8 grados con respecto a la sección I: ys r sin xs r cos r k k 38 g 67

4 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 8) Deterinar el ángulo para el cual la partícula se separa del sacudidor, ±o: o asin cos o 456 rad o 8 66 k 9) Calcular las coordenadas de las partìculas en funciòn del ángulo de giro del cigueñal, xp(±) ; yp(±): r cos o o xp r sino o yp sino cos o tan sino sino o o grados yc yp ys xp ) Graficar posición vertical de las secciones del sacudidor (yc, ys) y de las partículas (yp) en función del ángulo de giro del cigüeñal (±) y deterinar los puntos de coincidencia yp = ys y yp = yc: yc( ) yp( ) ys( ) Apliación para punto de coincidencia de yp y ys: Angulo de giro del cigüeñal, rad 5 yc( ) yp( ) ys( ) Angulo de giro del cigüeñal, rad

5 Apliación para punto de coincidencia de yp y yc: Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 5 yc( ) yp( ) ys( ) Angulo de giro del cigüeñal, rad De aquí se saca la conclusión parcial de que en el ejeplo que se calcula la capa de paja se despega de la superficie de la sección I del sacudidor cuando ±o =,456 rad (6, grados), cayendo la capa gruesa de paja sobre la sección II del sacudidor cuando ±?= 4,8 rad (33,767 grados), que es donde yp = ys, y cayendo la paja fina sobre la sección I del sacudidor cuando ± = 5,535 rad ( 37,3 grados ) que es donde yp = yc ) Declarar los valores de ± para los cuales se producen los interceptos: i 48 rad j 5535 rad 8 8 i grados j 373 grados ) Representación gráfica de las trayectorias y = f(x) de un punto del sacudidor y de las partículas 3) Calcular el avance de la capa de paja gruesa por cada ciclo de rotación del cigüeñal: yp( ) 4 yc( ) xp( ) xc( ) 9 xp i xs i xpi 3 Sg xs i Sg 39 69

6 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 4) Calcular el avance de la capa de paja fina por cada ciclo de rotación del cigüeñal: 7 xp j xc j 37 xpj Sf xc j Sf 53 NOTA: Aunque la paja fina avance ás, se toa coo criterio de avance el de la capa de paja gruesa 5) Calcular la velocidad edia de transportación de la capa de paja gruesa (V): V Sg V 3 /s Gráfico resuen de todas las variables: 8 yc( ) yp ( ) ys ( ) xp ( ) xc ( ) xs ( ) ) Declarar un rango para el flujo de asa total de la cobinada (q): q kg/s 7) Declarar la relación granos/asa total (³): 4 granos/granos+paja 8) Declarar la densidad de la paja en el sacudidor (³): 7 kg/ 3 9) Declarar el ancho del sacudidor de paja (B): B 5 ) Declarar la longitud del sacudidor de paja (L): L 36 ) Calcular la altura de la capa de paja en el sacudidor (H): q BV ) Calcular el coeficiente de separación ¼: para: Ho o 8 /c NOTA: Condiciones ligeras: =,8 Condiciones edias: = Condiciones duras: =, ( q) o Ho /c 7

7 Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, Vol 7, No, 8 q ( q) ( q) q 3) Declarar el cernido de granos a través del cóncavo del órgano trillador (µ): 85 4) Calcular el porcentaje de pérdidas de granos a la salida del sacudidor (p): e ( q) L pérdidas en % p( q) % 4559 p( q) q q 6 flujo de aterial, kg/s p( q) Siendo posible, partiendo del gráfico p vs q o del listado de valores, establecer el flujo de aterial en función de las pérdidas de granos perisibles a la salida del sacudidor de paja 7