CC BY
59
УДК 631.358.44
А Н. СТЕПАНОВ, канд. техн. наук; Д.Н. ПОРОШИН, канд. техн. наук
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕКРЫТИЯ РОТОРНО-ПАЛЬЦЕВЫХ СЕПАРИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ
Обоснована величина перекрытия рабочих элементов сепарирующего устройства картофелеуборочной машины. Представлены результаты ла-бораторно-полевых исследований по полноте выделения почвенных частиц и общей повреждаемости клубней картофеля.
Сепарирующее устройство характеризуется транспортирующей способностью или свойством перемещения вороха клубней по рабочей поверхности от места приема до схода с неё. Величина перекрытия рабочих элементов сепаратора влияет на то, как будет перемещаться ворох: без подпора или с помощью вновь поступающих клубней. Величину перекрытия можно обосновать с помощью углов трения клубней о рабочие элементы.
Трение скольжения, трение качения, трение опрокидывания клубней картофеля различны. Трение опрокидывания по опытным данным больше трения качения, но меньше трения скольжения [1]. Трение опрокидывания появляется тогда, когда клубень поворачивается под воздействием движущей силы вдоль своей большой оси. Коэффициенты и углы трения качения во всех случаях меньше коэффициентов и углов трения скольжения. Численные значения коэффициентов и углов трения представлены в табл.1. Из табл.1, видно, что эти значения зависят от материала поверхности, с которой соприкасаются клубни [2, 3].
Проведенными в СЗНИИМЭСХ исследованиями [4,5] установлено, что оптимальный диаметр сепарирующего элемента составляет 0,2 м. Исходя из этого, определим величину перекрытия рабочих элементов с помощью угла трения скольжения по поверхности паль-
цевых элементов, учитывая, что оно более всего влияет на процесс перемещения клубней.
Таблица 1
Численные значения коэффициентов и углов трения клубней картофеля по поверхностям из различных материалов
Показатели Резина Металл Прорез, лента Полиэтилен
Трение скольжения: коэффициент трения угол трения, град. 0,7 / 0,75 35,0/37,0 0,6 / 0,78 31,0/38,0 0,58/0,6 30,1/31,0 0,40 / 0,42 21,8/22,8
Трение качения коэффициент трения угол трения, град. 0,35/0,37 19,3/20,3 0,37/0,40 20,3/21,8 0,32/0,36 17,7/19,8 0,22 / 0,24 12,4/13,5
Примечание: в числителе приведено минимальное значение, в знаменателе - максимальное.
Рассмотрим случай, когда клубень находится на поверхности рабочего элемента (рис.1). Между ним и поверхностью возникает сила N =N¡+N2 - реакция поверхности, равная по величине силе давления клубня Я. Разложив силы на нормальные и касательные составляющие, получим силу Р - трения скольжения. В том случае, если какая-либо сила будет больше другой составляющей, то клубень будет в зависимости от этого или перекатываться, перемещаясь по рабочему элементу, или опрокидываться.
а
б Ф2
К
Рис. 1. Схема взаимодействия клубня с сепарирующими рабочими элементами при различной величине их перекрытия: а - 0 мм; 6-15 мм; в - 30 мм
Рассмотрим несколько случаев на примере роторно-пальцевого сепарирующего устройства. Установив диски сепаратора в шахматном порядке, но без перекрытия е = 0 (см. рис.1, а), проведем прямые, направление которых совпадает с действующими силами трения. Угол ф между касательными в данном случае будет меньше угла скольжения клубня по полиэтилену и сила Я - давление клубня будет больше, чем реакция поверхности N. В этом случае клубень не сможет преодолеть подъем по рабочему элементу и будет постоянно опрокидываться.
При увеличении перекрытия е до 10 мм клубень с трудом, но может преодолеть подъем и перекатиться по рабочему элементу к следующему элементу. Процесс будет проходить неустойчиво, и при небольшом уклоне сепарирующей поверхности клубни не смогут преодолеть подъем.
При перекрытии е до 15 мм (см. рис.1, б) угол ф! будет больше угла скольжения клубня по полиэтилену. Клубень будет подхватываться и выталкиваться пальцевыми элементами соседнего вала и будет проходить перекатывание по рабочей поверхности без подпора следующих клубней.
Дальнейшее увеличение перекрытия рабочих элементов е до 30 мм и более (см. рис.1, в) приведет к тому, что клубни смогут без задержек перекатываться по поверхности и при наклоне рабочей поверхности на угол более 10 . Но в этом случае будет заметное снижение живого сечения сепарирующих просветов, при этом снизится и эффективность отделения примесей, значительная часть которых будет проходить с основной массой клубней в сход.
Для проведения экспериментальных исследований величину перекрытия пальцев сепарирующего устройства приняли 20 мм. Сепарирующее устройство в ходе проведения лабораторно-полевых исследований показало хорошую крошаще-просеивающую и транспортирующую способность. Полнота выделения почвенных частиц и общая повреждаемость клубней картофеля в зависимости от количества и угловой скорости вращения сепарирующих валов представлены в табл.2.
Таблица 2
Численные значения полноты выделения почвенных частиц и общей повреждаемости клубней картофеля
Показатели При угловой скорости вращения валов, рад/с
7,3 12,6 17,8
Полнота выделения почвенных час-
тиц при количестве валов п, %:
п = 4 74,7 92,1 71,2
и — 6 81,7 94,9 90,8
п = 8 94,6 95,5 94,0
Общая повреждаемость клубней при
количестве валов п, %:
п = 4 0,16 0,32 0,54
п — 6 0,41 0,59 0,8
п = 8 0,79 1,0 1,4
Из таблицы видно, что полнота выделения почвенных частиц имеет максимальное значение при угловой скорости вращения сепарирующих валов 12,6 рад/с. С увеличением количества сепарирующих валов увеличивается не только полнота выделения почвенных частиц, но и общая повреждаемость клубней. Это связано с тем, что при увеличении длины сепарирующей поверхности, к сходу с сепаратора клубни картофеля перемещаются практически без почвенных частиц, что ведет к увеличению повреждений.
В результате исследования установлены оптимальные параметры и режимы работы роторно-пальцевого сепаратора почвенных примесей картофелеуборочной машины: количество сепарирующих валов - 4, угловая скорость вращения валов - 12-14 рад/с, перекрытие пальцев роторов - 20 мм, угол наклона сепарирующей поверхности -10°, что снижает повреждаемость клубней.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Постников Н.М., Беляев Е.А., Кан М.И. Картофелепосадочные машины. - М.: Машиностроение, 1981. - 229 с.
2. Листопад Г.Е., Демидов Г.К., Зонов Б.Д. и др. Сельскохозяйственные h мелиоративные машины. - М.: Агропромиздат, 1986. - 688 с.
3. Останин Р.И. Параметры и режимы работы дисково-ленточного устройства для повышения эффективности сортирования картофеля на фракции. Дис. ... канд. техн. наук,- Л,- Пушкин, 1985. - 222 с.
4. Алакин В.М. Параметры и режимы работы роторно-пальцевой сепарирующе-калибрующей поверхности, повышающие эффективность обработки вороха картофеля: Дис... канд. техн. наук. -СПб.-Пушкин, 1996. - 185 с.
5. Остроумов С.С. Параметры и режимы работы роторного сепаратора для повышения эффективности отделения растительных примесей от клубней картофеля: Дис... канд. техн. наук. - Л,- Пушкин, 1991. - 156 с.
Получено 12.02.02.
УДК 631.353.633.521
Б.С. ПЕТУХОВ, канд. техн. наук; А.Е. ШАТРОВ
АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ ВЛАЖНОГО ЛЬНОСЫРЬЯ
Обоснован выбор критерия формирования технологических процессов различных вариантов технологии уборки влажного льносырья.
Сложные погодные условия в Северо-Западном регионе России в период уборки льна-долгунца приводят к необходимости выбора и разработки новых технических средств, которые позволили бы адаптировать технологию к условиям производства. Выбор технических средств для выполнения технологических процессов приводит к формированию нескольких вариантов технологий. Соответственно каждый вариант технологии формируется из рациональных вариантов технологических процессов (111).
