CC BY
26
І 1995 МІН ые
І
лятор,
льных
убках,
льном
ріру-
сходо-
коли-азани-іта на
ЭВ0ДЯТ
її и для іемого
су-зонан-ами в иного-іюкруг
ИННЫ й
|агенту
[одит н териа-і. Д.пя нслое очных равли-йгента іароч-го пат-Іагента Іьіх за-іратур-ркешіе сшш-Ирабо-■еличе-естно, юішях і переедены -іеской рикос, ільная
1ЫТНОЙ І’ГКОВ в Лотки ш тол-лиены 5 мм, льны и
!%,(!)
кое со-а ген та
(воздуха) и дает возможность использовать вентиляторы низкого давления с целью уменьшения энергетических затрат на сушку. Расстояние между лотками по высоте составило 100 мм. Для имитации сушки с использованием тепла солнца над верхним лотком были установлены четыре электролампы мощностью 25 Вт каждая с рефлекторами на расстоянии 100 мм от слоя высушиваемого материала на верхнем лотке.
Удельный поток тепла от электроламп
Я,
где
4-25
100
п Л/
2 /, 2(0,26-0,26) 2-0,135
- - 370 ,4г V \(2)
К
,94 кал/см'-мин [2]:
Я,
/с
94-4190 К-4190
1340
Вт.
(3)
1000-60 1000-60 Как видно, удельный поток тепла от электроламп почти в 4 раза меньше теплового потока от солнца. Для продувания сушильного агента сверху вниз использовался электровентилятор мощностью 250 Вт. Средняя температура воздуха на входе в сушилку 24°С. средняя относительная влажность воздуха в помещении при проведении сушки 68%.
Скорость сушильного агента над слоем высушиваемого материала в лотке
10 =
5-і
л
0,021
0,0676
= 0,316 ч с
(4)
где (Зг— секундный расход продуваемого сушильного агента, м'.
Скорость сушильного а-гента на выходе из арочных прорезей лотков и на входе в слой высушиваемого материала
ы> =
1С’
I
0,316
0,162
1,96 чс
(5)
п — количество электроламп;
— мощность одной электролампы, Вт; 2 — количество лотков в ярусе;
/ — площадь одного лотка, м\ Удельный поток тепла от солнца может быть определен на основе средней солнечной постоянной /С, представляющей количество лучистой энергии, приносимой солнечными лучами на верхнюю границу атмосферы за 1 мин, и равной
Таким образом, сушка проводилась фактически в естественных условиях при слабом нагреве высушиваемого материала на верхнем лотке.
В-результате опы тной сушки абрикосы были высушены до конечном влажности 18,4% за 26 ч с перерывами, яблоки — до 17.8% за 19 ч, вишни — до 20% за 44 ч с перерывами. В перерывах внутри высушиваемого материала проходил процесс внутренней диффузии влаги.
Очевидно, что при увеличении скорости сушильного агента и удельного расхода тепла значи тельно увеличится скорость сушки. Для повышения ее экономичности целесообразно использовать возобновляемые энергоносители по предлагаемым техническим решениям |3. 4|.
Таким образом, разработанная лотковая сушилка для проведения периодической сушки фруктов и овощей с комбинированным использованием тепла солнца, тепла дымовых газов, получаемых при сжигании органических и древесных отходов, а также кондиционированного воздуха позволяет обеспечить экономную и эффективную сушку.
литг.рлтурл
1. Лебедев П.Д. Г еПЛОООМеННМе су 111 И Л ЫI и С И ХОЛОДИЛ 1.111.1С усганопки. — ДА.: .Чнерп-ш. 1'.172. — Г.. 1X2.
2. Гехпический слопаш. дли раГнп никон тяжелой нпомишлен-нести / Под цел. Л.К. Марннса. — М.: ГОНГИ. |'.№,). — С. МЧ7.
3. Зачнка ,\~ Г>ОГ>КК,Ч(М.ОК.«»2; М. кл.' I ‘Л.11 •>/(»',. Сушилка дли сушки фруктпн и птицей </ 11.11, Отоодиник. 0.11. Голошанон. У..А. С.еле:ч1ена. — Решение о ныдаме 27.07.‘.М.
4. Заявка .V Г>0.">‘.102.4/()('.. 17ок<12: М. кл.' Г2Г.Н ' (дшилка периодического дейстия / П.П. Смопо.чнник. — Решение о ныд.чче 27.07.‘.II.
Кафедра технологии и организации пищеных производств
Поступи.!I) 21,11.91
621.798.4(088.80)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ СТВОРКИ ПРИ УКЛАДЫВАНИИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИИ В ТАРУ
С ПОМОЩЬЮ МЕХАНИЗМА
К.М. ФПДОРОП, И.С. МОЛЧАНОВ, П.П. АНТОНЮК
Украинский сосударстиенный университет пищеных технологии
Перемещение совокупности упаковочных единиц (розничных упаковок пищевых продуктов) является одной из основных среди заключительных технологических операций. Для ее реализации нами разработан и внедрен в ряде конструкций 11| механизм складного мундштука (рис. 1), позволяющий свести к минимуму погрешности позиционирования тары относительно штабеля изделий.
СКЛАДНОГО МУНДШТУКА
Механизм для реализации рассматриваемой операции работает следующим образом. Штабель пакетов послойно формируется подъемно-опускным столом /. После его набора пневмоцилиндры раскрывают пластины 2, занимающие положение параллельно горизонтальным клапанам картонной тары с их внутренне!' стороны. Толкатель 4 перемещает штабель пакетов, контактирующих с вертикальными пластинами 3, раскрывающимися под их действием. Далее ш табель перемещается в тару через мундштук, образованный парами взаимно перпендикулярных пластин 2 и 3. По окончании
где
Рис. !
хода происходит- реверс толкателя, пластины 3 закрываются пружиной 5, а пластины 2 — пневмоцилиндрами.
В настоящей работе проведено аналитическое исследование заключительного этапа функционирования механизма складного мундштука — возврата неприводных створок в исходное положение. Методы силового замыкания с помощью стягивающей пружины описаны в [2, 3). Однако их применение к данной конструкции имеет существенный недостаток. Угловая скорость створок при закрывании не регулируется пружиной и в конце поворота недостаточно высока. При контакте с ограничительными элементами под влиянием сил инерции происходит отскок створок. Испытания укладчика, снабженного механизмом складного мундштука, показывают, что отскок достаточно велик. Поэтому вслед за первым происходит второй отскок, а иногда и третий. При этом возможен удар неприводных створок.
Для устранения этого целесообразно осуществлять торможение створок при помощи системы с мягкой упругой характеристикой, расчетная схема которой представлена на рис. 2. Отметим, что сфера возможных применений подобного механизма достаточно широка, так как он позволяет решать задачи плавного торможения вращающихся частей механизмов.
При закрывании створок тормозящий момент
создает сила давления N, являющаяся проекцией
силы упругости /-1 на нормаль п к поверхности кулачка в точке приложения силы. Тормозящий момент равен векторному произведению:
Рис. 2
М = г-N ,
(1)
где г = { х,у } — плечо силы N , т.е. радиус-вектор точки (.V, у) на поверхности кулачка.
Легко видеть, что N по модулю равно скалярному произведению Р на единичный нормальный вектор. Следовательно,
N - ( Р-п )'п/ I п |
(2)
Далее
Т7 = - £Д 1-г/ |г |, где к — жесткость пружины;
Д/ = г - г0 — изменение ее длины;
г0 — длина пружины в несжатом состоянии к моменту начала торможения.
Из (1), (2) получаем
М
Ґ-/7
(г-Я ) =
М / (г-п ) (г-.п )
\п |- и
Если х = а'(г), у = г/(?) — параметрическое
уравнение профиля кулачка, то п - { - у', х' } и
\г Х/7 | = XX’ + уу', г -и - - ху: + ух'
Следовательно, абсолютная величина тормозящего момента определяется формулой
М
|М | = - к (г - го )-(ХХ'+УУ(3)
г(х +у )
где г = у/х2 4- у2 — длина вектора г .
Если профиль кулачка зад; н в полярных координатах уравнением р—р(сс). то г = р и
х = р(а)со5 а, у = р(«)5Іп а. (4)
Подставляя в (3) результат т,ифференцирования уравнений (4), получим
где
ілярно-
эльный
(2)
Iсосто-ірможе-
1
іческое ',х' } и
ормозя-іу'), (3)
IX коор-
(4)
ктания
М =
к (Р ~ г„)р' р'
(5)
Р‘ +Р'
Заметим, что М>0, поскольку р’>0 нр>ги. Согласно основному уравнению динамики вращательного движения, уравнение движения кулачка при торможении имеет вид -М = к,
где / — момент инерции створки и кулач-
ка’
е = ё2а/сН2 — угловое ускорение.
Значит,
к ( р ( а ) - г„ ) р' ( а ) р ( а )2 а
- I -г-5-. (о;
р'( и у + р ( а У
Таким образом, задаваясь формой кулачка и параметрами пружинной системы, с помощью уравнения (6) можно определить закон движения створки складного мундштука при торможении. Йскомое решение уравнения (6) удовлетворяет начальным условиям:
ёа
а(0)=0,
<Н
где
о)0 — начальная угловая скорость движения створки.
Уравнение (6) допускает понижение порядка и имеет решение в квадратурах. Решение уравнения имеет вид
где [(<■: )
Ь(Р ~ г0 )Р' Р~
Р + Р~
С другой стороны, имея требуемый закон торможения, из (6) можно рассчитать необходимый профиль кулачка.
Полученные результаты реализованы при разработке конструкций складного мундштука [4].
ЛИТЕРАТУРА
1. Федоров К.М., Гулый И.О., Марчук Н.В., Глейх Г.Г.
Многооперациониый комплекс ЦАИГ-КУП/30 / / Бумажная пром-сть. — 1990. — ,М> 10. — С. 24.
2. Бурляй Ю.В., Сухой Л.А. Оборудование для укладки и упаковки штучных изделий. — М.: Машиностроение, 1975. — 280 с.
3. Филиппов И.Б. Тормозные устройства пневмоприводов.
— Л.: Машиностроение. 1987. — 143 с.
4. А.с. 1652200 СССР. Устройство для укладки в тару легко-ноиреждаемых изделий / К.М. Федоров. — Опубл. в Б.И.
— 1991. — № 20.
Кафедра технологического оборудования пищевых производств Кафедра высшей математики
Поступила 01.06.92
621.313.13.012.001.573
ПОЛИИНВАРИАНТНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Ю.П. ДОВРОВАБА, А.В. МАРТЫНЕНКО,
Т.А. ЛАКТИОНОВА, А.Г. МУРЛИН, В.А. МУРЛИНА, Г А. КОШКИН, Х.А. АНГОМАС АРИАС
Кубанский государственный технологический университет
В работах [1, 21 исследованы математические модели асинхронного двигателя АД и синтезированы электроприводы на их основе. Поскольку реальные АД являются очень сложными нелинейными объектами управления, структурные схемы которых содержат перекрестные связи, то до настоящего времени не всегда удавалось достигнуть необходимых динамических показателей электроприводов с АД, удовлетворяющих требованиям технологических процессов.
В электроприводах постоянного тока удалось преобразовать их математические модели таким образом, что нелинейности не содержатся в канале управления, а имеются только в дополнительных каналах [3, 4|. После этого синтез полиинвариан-тной системы автоматического регулирования САР угловой скорост и электропривода не вызывает существенных трудностей и сводится к подбору ее типовой структуры и определению параметров регуляторов, блоков обратных связей и блоков, компенсирующих влияние на динамику электропривода дополнительных каналов, в том числе и содержащих нелинейности, что приводит к развяз-
ке канала управления и линеаризует объект управления.
На первом этапе цель данной работы — преобразование математической модели АД таким образом, чтобы каналы управления не содержали нелинейности и имели минимум перекрестных связей, содержащих нелинейные элементы, на втором этапе — разработка полиинвариатной САР угловой скорости электропривода с АД.
При выводе дифференциальных уравнений АД вводятся следующие допущения: не учитываются потери в стали, влияние пазов, высшие пространственные гармоники магнитного поля. Для описания АД, как и для любого электромеханического преобразователя энергии, необходимо составить уравнения электрического и механического равновесия, а также уравнение преобразования электромагнитной энергии в механическую. Первые представляют собой уравнения по второму закону Кирхгофа, записываемые для цепей каждой обмотки двигателя; второе — уравнение движения привода, а третье — устанавливает количественную связь, характеризующую преобразование электромагнитной энергии в механическую. Второе и третье уравнения целесообразно совместить в одном. Кроме того, необходимо записать уравнение, связывающее угловую скорость ротора АД с его углом поворота.
