🗊Презентация Расчет дисковой овощеочистительной машины

Расчет дисковой овощеочистительной машины Определение размеров рабочей камеры и терочного диска; Расчет угла наклона подъемной волны терочного диска; Определение скорости вращения диска; Определение теоретической производительности; Расчет мощности электродвигателя

Схема сил, действующих на клубень

Схема расположения продукта при работе дисковой картофелечистки и определение основных размеров рабочей камеры

Схема движения клубня в дисковой картофелечистке

Основные характеристики движения ω – угловая скорость вращения диска; ωпр - угловая скорость клубня (продукта); ωcк = ω - ωпр - относительная угловая скорость (скорость обратного проскальзывания); kск - коэффициент скольжения;

Рекомендуемые значения базовых конструктивных параметров Условие циркуляции клубней : 1. на терочном 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

Схема к расчету числа оборотов диска

Определение угла подъема волны диска

Высота подброса клубня на высоту h определяется исходя из равенства кинетической энергии клубня подброса клубня (Ав) и его потенциальной энергии Подставив в соотношение, получим: Тогда высота волны h

Кинетическая(«ударная») энергия клубня в момент удара о стенку 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

Зависимость энергии удара клубня от угла подъема волны диска

Определение скорости вращения диска Определяющее условие: Для перемещения клубня минимальная центробежная 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:

Если принять: Если принять: kск min= 0,2; f= 0,8; rmin = rK = δ/2=0,03, получим:

Потребная мощность дисковой картофелечистки N=N1+N2, Где: N1- мощность, передаваемая продукту за счет касательных 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)

Схема к расчету мощности дисковой овощеочистительной машины

Подставляя, последовательно приведенные выражения одно в другое, получим элементарный момент трения: Подставляя, последовательно приведенные выражения одно в другое, получим элементарный момент трения: Интегрируя 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:

Вторая слагаемая передаваемой мощности N2 может быть приблизительно рассчитана исходя из следующих допущений: Вторая слагаемая передаваемой мощности N2 может быть приблизительно рассчитана исходя из 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.

В результате получаем: В результате получаем: где: — 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)

Расчет конусной овощеочистительной машины Определение размеров рабочей камеры и терочного диска; Расчет угла наклона конусной поверхности диска; Определение скорости вращения диска; Определение теоретической производительности.

Определение размеров рабочей камеры и терочного диска

Картофелеочистительная машина МОК-16 (разрез)

Схема к расчету конусной картофелечистки

Выбор величины D и Н' Величины D и Н' подбирают исходя из 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.

Определение угла θ при вершине конуса

СN= C.cos θ - нормальная составляющая центробежной силы, СN= C.cos θ - нормальная составляющая центробежной силы, С0= C.sin θ – тангенциальная составляющая данной силы, Н. Сила трения F определяется как произведение нормальной силы давления клубня CN на коэффициент трения f F =CN .f

Если не учитывать массу клубня, то условием его равновесия является равенство составляющей силы инерции С0, направленной вверх, и силы трения F:

Выбор скорости вращения конического терочного диска Условие перемещения клубня: С учетом массы клубня условием передвижения клубня по поверхности конуса вверх является следующее соотношение сил:

Таким образом, вся сила нормального давления клубня на стенку составит: Полная сила сопротивления F' с учетом составляющей веса Go, параллельной образующей конуса, будет равна:    

Определение мощности электродвигателя конусной картофелеочистительной машины

Мощность, необходимая для работы картофелечистки в стационарном режиме Мощность электродвигателя картофелеочистительной машины 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

Движущий момент М трения, передаваемый рабочим органом (конусной чашей) продукту, состоит из двух частей: - момента M1 трения продукта о плоско-волнистое днище - момента М2 трения продукта о конические борта чаши.

где: Мтр - момент трения загруженных клубней об абразивную поверхность, 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 ).

Второй слагаемой мощности N2, которая учитывалась при расчете дисковых картофелечисток, является мощность, затрачиваемая на подбрасывание клубней на высоту волнообразных радиальных выступов. Второй слагаемой мощности N2, которая учитывалась при расчете дисковых картофелечисток, является 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.

МОЩНОСТЬ N2 на подбрасывание клубней N2 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. где: Нд— высота подъема клубней, м (принимается равной полезной высоте рабочей камеры Нд = Н).

Количество подъемов массы клубней, единовременно загруженных в рабочую камеру, в 1 с составит Количество подъемов массы клубней, единовременно загруженных в рабочую камеру, в 1 с составит   где: z — количество волн на диске, шт.; при расчетах коэффициент проскальзывания клубня относительно диска Кск можно принять равным 0,4...0,7.

Окончательная формула для расчета мощности N2, затрачиваемой на подъем массы клубней в дисковой картофелеочистительной машине

Особенности работы конусной картофелеочистительной машины В конусных картофелеочистительных машинах: одни клубни поднимаются на всю высоту рабочей камеры и, располагая неизрасходованным запасом энергии, ударяются об отбойник. Другие клубни поднимаются только на некоторую часть рабочей высоты рабочей камеры.

Поэтому, в конусных за среднюю расчетную высоту подъема клубней можно принять 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.

При определении N2K МОЩНОСТЬ затрачиваемая на подъем массы клубней волнами, находящимися на плоской части абразивной чаши, не учитывается. При определении N2K МОЩНОСТЬ затрачиваемая на подъем массы клубней волнами, находящимися 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