Расчет дисковой овощеочистительной машины презентация

наклона подъемной волны терочного диска;
Определение скорости вращения диска;
Определение теоретической производительности;
Расчет мощности электродвигателя

- сила инерции (центробежная сила);
Т – сила трения;

М закр– момент закрутки клубня

Мзакр = Т · δ/2

и определение основных размеров рабочей камеры

H – полезная высота рабочей камеры, м;
D – диаметр цилиндрической рабочей камеры, м;
α - угол свободного скатывания клубня (угол откоса), град.

клубня (продукта);
ωcк = ω - ωпр - относительная угловая скорость (скорость обратного проскальзывания);
kск - коэффициент скольжения;

В центре диска kск = kск min = 0,2; у стенки камеры kск = kск max = 0,4

диске «На радиусе одновременно должно размещаться не менее двух клубней».
Откуда следует, что диаметр рабочей камеры должен быть не менее D ≥ 4·δ
где: δ размер среднего клубня (от 50 до 70 мм; следует принимать ≈ 60мм).
Зазор между диском и стенкой рабочей камеры не должен превышать 5 мм. (рекомендуемые значения 3…5 мм).
2. на боковой стенке: «На терочной поверхности рабочей камеры должно размещаться не менее двух клубней».
Откуда следует, что высота активной части рабочей камеры должна быть не менее ее радиуса H = R или H = 0,5 D

рабочей камеры

где: m – масса клубня; rmax – радиус диска у стенки рабочей камеры.

Нормальная составляющая линейной скорости клубня у стенки рабочей камеры:

Скорость клубня, приобретаемая за счет ударной нагрузки, направленная
по нормали к поверхности волны:

Вертикальная составляющие этой скорости:

и горизонтальная:

энергии клубня подброса клубня (Ав) и его потенциальной энергии

Подставив в соотношение, получим:



Тогда высота волны h

рабочей камеры составит:




Этой энергии должно быть достаточно для подброса на максимальную высоту при минимальном ударе о стенку камеры

Расчетные значения энергий подброса и удара о стенку приведены на нижеследующем графике

Ав - вертикальная составляющая энергии удара клубня;

Аг –горизонтальная составляющая энергии удара клубня

сила должна быть не менее силы трения клубня об абразивную поверхность


Где: m – масса клубня, кг; rmin – минимальное расстояние ценра тяжести клубня от оси вращения (rmin = 0,5 .δ); g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; kск min- коэффициент обратного проскальзывания в центральной части диска (kск min= 0,2).

Т.к.

Получаем:

δ/2=0,03,
получим:

сил трения от вращающегося диска к продукту;
N2 – мощность передаваемая продукту под нормальным воздействием волнообразных выступов.
N1 = Мдв. ω,
Здесь : Мдв – движущий момент, Н.м; ω - угловая скорость диска, с-1.

Мдв = F . r,
Где: F – сила трения, Н; F= m.g.f (m – масса продукта, f – коэффициент трения)

виде концентрической трубки с радиусом r, толщиной стенки dr и высотой h = r .tgα. Элементарный объем трубки dV=2.π.r2.dr.tgα, вес продукта, заполняющего этот объем, dG=ρ.g.dV, элементарная сила трения продукта о диск dF = f .dG.

dM по г в пределах от 0 до 0,5 D, получим полный момент трения:




Умножив М на угловую скорость диска, выраженную через число оборотов в мин, получим мощность, затрачиваемую на трение продукта о диск:

следующих допущений:
в результате набегания радиальных волнообразных выступов на отставший от диска продукт вся масса последнего подбрасывается каждой волной за каждый оборот диска один раз.
Высоту подъема всей массы клубней приравняем к высоте волны. Эта высота к центру диска уменьшается, к ободу — увеличивается. С некоторым запасом, который оправдывается хотя бы тем, что подъем сопровождается трением продукта о профильную поверхность волнообразного выступа и о стенки камеры, за высоту подъема всей массы продукта принимаем максимальную высоту волны у обода
hmax.

— вес продукта, Н;

n — число оборотов диска, мин; hmax — максимальная высота волны;
z — число волн на диске; Vo — объем камеры, м3;
φ — коэффициент заполнения, обычно φ = 2/3;
р — объемная (насыпная) масса картофеля, равная примерно 700 кг/м3;
g —ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;
γ = р . g — объемный (насыпной) вес картофеля, γ = 700 .9,81, Н/м3= 6,87 Н/дм3
где ηмех— механический к. п. д. передачи от двигателя на диск.

Потребная мощность электродвигателя картофелечистки




Где: ηмех— механический к. п. д. передачи от двигателя на диск (≈0,75)

наклона конусной поверхности диска;
Определение скорости вращения диска;
Определение теоретической производительности.

движения клубня
в конусной картофелечистке

Разрез чашечного рабочего органа
конусной картофелечистки

— камера отходов; 4— резиновый патрубок; 5, 10 — абразивные вставки; 6 — разгрузочный лоток; 7 — панель управления; 8—откидная крышка; 9 — рабочая камера; 11 — рабочий конус; 12 — дно камеры; 13 — зубчатый редуктор; 14 — электродвигатель; 15 — сборник мезги.

условий:
на радиусе горизонтального днища чаши должно одновременно поместиться не менее двух клубней размером δ;
на образующей усеченного конуса можно было разместить не менее одного клубня, имеющего поперечник δ;
то есть d>4δ; Н' ≥ δ .cosθ.

параметром картофелечистки — угловой скоростью вращения конуса ωкон (с -1) .

Клубень прижимается к образующей под действием центробежной силы инерции


где: m – масса клубня, кг; r – радиус вращения, м, ω – угловая скорость продукта


Здесь: kск – коэффициент проскальзывания клубня

N‘ – нормальная к конусу реакция силы;
G – сила тяжести клубня;

– тангенциальная составляющая данной силы, Н.

Сила трения F определяется как произведение нормальной силы давления клубня CN на коэффициент трения f
F =CN .f

составляющей силы инерции С0, направленной вверх, и силы трения F:

C.sin θ = C . cos θ . f , т.е. f = tg θ,
tg θ= tg ρ

где: ρ – угол трения

Условием движения клубня вдоль направляющей под действием центробежной силы будет неравенство:
θ> ρ

ВЫБОР УГЛА КОНУСА θ

условием передвижения клубня по поверхности конуса вверх является следующее соотношение сил:

сопротивления F' с учетом составляющей веса Go, параллельной образующей конуса, будет равна:







 

 

С и G их значения и сократив все члены неравенства на т. получим:

ω = ωпр + ωск нужно, чтобы (разделим все составляющие на cos θ и преобразуем предыдущее соотношение)


или же


из чего следует

где n — число оборотов диска в мин, и вместо f величину tgρ, где р —угол трения, получаем

движения одного клубня, представленного в виде материальной точки, и притом только по прямой образующей конуса, т. е. не учитывает движения клубня по спирали. С учетом реальных условий полученное значение nmin следует увеличить на 15—40%.

периодического действия определяется по формуле


где: N₁ - мощность на преодоление сил трения между клубнями и абразивной поверхностью, Вт;
N₂ - мощность на подъем («подброс») клубней, Вт;
η – к.п.д. передаточного механизма

из двух частей: - момента M1 трения продукта о плоско-волнистое днище - момента М2 трения продукта о конические борта чаши.

Н. м ; ω – угловая скорость рабочего органа, с-1




здесь:
n – частота вращения рабочего органа, мин-1 ; m – масса единовременно загруженных клубней, кг; g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2); f – условный коэффициент трения клубней об абразивную поверхность (f=0,8…1,3); rтр- радиус приложения суммарной силы трения (rтр =0,33…0,4 D; D –диаметр рабочей камеры), м; fтр – доля клубней находящихся в прямом контакте с терочным диском по отношению к общей массе (fтр =0,8…0,9 для дисковых и fтр =0,5…0,6 для конусных машин ).

мощность, затрачиваемая на подбрасывание клубней на высоту волнообразных радиальных выступов.
МОЩНОСТЬ N2 на подбрасывание клубней определяют как работу, затрачиваемую в единицу времени, Вт, т.е.

где: А — работа, затрачиваемая на подъем клубней, Н ∙м; К— количество подъемов массы клубней в секунду, 1/с.

времени, Вт, т.е.

где: А — работа, затрачиваемая на подъем клубней, Н • м; К— количество подъемов массы клубней в секунду, 1/с.


где: Нд— высота подъема клубней, м (принимается равной полезной высоте рабочей камеры Нд = Н).

с составит

 
где: z — количество волн на диске, шт.; при расчетах коэффициент проскальзывания клубня относительно диска Кск можно принять равным 0,4...0,7.

в дисковой картофелеочистительной машине

на всю высоту рабочей камеры и, располагая неизрасходованным запасом энергии, ударяются об отбойник.
Другие клубни поднимаются только на некоторую часть рабочей высоты рабочей камеры.

общую высоту Нк стенки рабочей камеры, покрытой абразивным материалом, и высоту h конусной чаши рабочего органа, то есть Нк = Н+ h, тогда мощность N2к составит:





где: Нк — высота подъема клубней, м; Kпд — коэффициент подъема клубней, учитывающий, что за каждый оборот рабочего диска не все клубни, находящиеся в рабочей камере, будут подброшены. В основном подбрасываются только те клубни, которые находятся на конической поверхности рабочего органа. Кпд можно принять равным 0,5...0,7.

на плоской части абразивной чаши, не учитывается.
Такое допущение можно сделать в связи с тем, что высота волн в конусных картофелеочистительных машинах мала, а масса клубней, находящихся на днище чаши в процессе ее вращения, невелика