XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

к.т.н., Герук С.М., к.т.н., Міненко С.В., Кондратюк О.С. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ НА ПРИВІД РОЗРИХЛЮВАЧА-ВИРІВНЮВАЧА КАРТОПЛЕЗБИРАЛЬНОЇ МАШИНИ

к.т.н., доцент Герук С.М., к.т.н., Міненко С.В., магістр Кондратюк О.С.

Житомирський національний агроекологічний університет

ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ НА ПРИВІД РОЗРИХЛЮВАЧА-ВИРІВНЮВАЧА КАРТОПЛЕЗБИРАЛЬНОЇ МАШИНИ

Основною проблемою при технологічному процесі сепарації картопляного вороху в більшості картоплезбиральних машин є наявність у воросі твердих грудкових утворень, що значно ускладнюють даний технологічний процес. На суглинкових ґрунтах при зниженні вологості підкопаний бульбоносний шар розпадається на грудки, частина яких мають розміри однакові з розмірами бульб. Такі грудки не можуть бути відділенні від бульб на сепаруючих робочих органах просіюю чого типу. Велика міцність грудок і схильність бульб картоплі до пошкоджень створюють значні труднощі при вирішенні проблеми їх розділення [1].Аналіз останніх досліджень та публікацій. Роботи з вирішення цієї проблеми ведуться в двох напрямках: руйнування грудок до розмірів, що дозволяють просіювати їх на сепаруючих поверхнях та розділення грудок і бульб за фізико-механічними властивостями. [2].В [3] було запропоновано використати розрихлювач-вирівнювач для руйнування твердих грудкових утворень та розподілення маси вороху рівномірно за шириною елеватора. Встановлення розрихлювала запропоновано здійснити на початку технологічного процесу сепарації, де найменше відчутний удар робочих органів по бульбах картоплі.При  руйнуванні грудок, основними способами є: розколювання, роздавлювання, злом, стирання та удар [4]. Враховуючи дослідження багатьох вчених можна зробити висновок, що удар є найбільш ефективним методом, оскільки зберігає на передає матеріалу, що руйнується велику частину кінематичної енергії.Кожному із способів подрібнення відповідає своя фізична модель руйнування грудки і відповідаючий їй математичний опис. При використанні способів роздавлювання та розколювання доцільно використовувати гіпотезу Кірпічова (1874 р.) [5], а для способу стирання - гіпотезу Ріттінгера (1967 р.) [5].При використанні розрихлювача [3] необхідно поєднати обидві гіпотези, оскільки конструкція робочих органів використовує при роботі телеметри декількох способів руйнування твердих грудкових утворень.Мета досліджень. Метою досліджень є створення математичної моделі для визначення потужності на привід розрихлювача-вирівнювача, враховуючи ступінь подрібнення грудок на енергії необхідної для здійснення даного процесу.

Результати досліджень. Потужність на привід розрихлювача-вирівнювача можна визначити із залежності:

image002374.gif             (1)

де image002375.gif - крутний момент на валу розрихлювала, Н·м;

image002376.gif   - кутова швидкість обертання робочого органу, с-1.

         Оскільки Мр = r∙Pр, і w = p ∙ n / 30, тоді потужність становитиме:

image002377.gif        (2)

де image002378.gif  - зусилля на лопаті, Н.

Для визначення зусилля на лопаті розрихлювала-вирівнювача скористаємось теорією А.М. Панченка [6], згідно якої зусилля робочого органу, що здійснює роботу в ґрунті, визначається трьома складовими частинами:

•-  зусилля різання від сил тертя та тиску на ґрунту на поверхню, E;

•-  зусилля різання від затуплення лопаті, image002379.gif;

•-  зусилля, враховує вплив швидкості різання, image002380.gif.

Для обґрунтування сили   слід визначити кут сколювання шару вороху. Для цього скористаємось теорією Кулона [6], згідно з якою кут сколювання набуває значення, при якому сила тиску на поверхню лопаті є максимальною.

Рівняння рівноваги, складені за силовим трикутником мають вигляд:

image002381.gif                            (3)

image002382.gif      

  

де G - вага об'єму вороху, обмеженого трикутником ADB, Н.

Для визначення максимального значення  E обчислюємо його похідну, прирівнюємо її до нуля і обчислюємо відповідне значення кута image002383.gif.

  image002384.gif  

   image002385.gif 

де   image002386.gif,   image002387.gif

Як бачимо, кут сколювання ґрунту залежить від кута нахилу сепаратора image002388.gif, кута різання image002389.gif, а також внутрішнього image002390.gif  та зовнішнього image002391.gif кутів тертя вороху.

Складова зусилля різання від затуплення лопаті визначається за формулою:

image002392.gif          (4)

де image002393.gif - гранична несуча здатність ґрунту, кН/м2;

 image002394.gif     - величини спрацювання лопаті, м.

Додаткове зусилля різання, що враховує вплив швидкості різання, визначаємо за формулою Ю.А. Вєтрова:

 image002395.gif              (5)

де image002396.gif - швидкість різання, м/с;

image002397.gif     - задній кут різання, рад.

Висновки. Отримано математичну модель, що дозволяє визначити зусилля на робочих органах та потужність необхідну для протікання процесу сепарації картопляного вороху за допомогою розрихлювача-вирівнювача з еліплоподібнини робочими органами. З'ясовано основні складові зусилля, що впливають на збільшення потужності на привід розрихлювача-вирівнювача.

Література:

1. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 320 с.

2. Бекетов П.В. Снижение потерь картофеля и овощей при уборке и хранении. - М.: Россельиздат, 1986. - 220 с.

3. Патент на корисну модель №11875 «Сепаруючий пристрій картоплезбиральної машини» від 29.10.2007 р. - Державний вищий навчальний заклад «Державний агроекологічний університет».

4. Конструирование и расчет машин химических производств / Ю.И. Гусев, И.Н. Карасев, Э.Э. Кльоман-Иванов и др. М.: Машиностроение, 1985. - 408 с.

5. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки: Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

6. Панченко А.Н. Теория измельчения почв почвообрабатывающими орудиями / Днепропетр. гос. агр. ун-т. - Днепропетровск, 1999. - 140 с.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>