Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Костин Александр Владимирович

Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров
<
Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Костин Александр Владимирович. Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Костин Александр Владимирович; [Место защиты: Чуваш. гос. с.-х. акад.].- Ижевск, 2009.- 147 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1461

Содержание к диссертации

Введение

1 Анализ состояния вопроса 8

1.1 Значение операции калибрования 8

1.2 Физико-механические свойства клубней 11

1.3 Классификация устройств для разделения клубней на фракции 18

1.4 Рабочие органы для калибрования картофеля на фракции по размерам клубней 26

1.4.1 Калибрующие рабочие органы роликового типа 29

1.4.2 Калибрующие рабочие органы барабанного типа 30

1.4.3 Калибрующие рабочие органы грохотного типа 32

1.4.4 Калибрующие рабочие органы транспортерного типа 35

1.4.5 Калибрующие рабочие органы дискового типа 39

1.5 Выводы, цель и задачи исследований 41

2 Теоретический анализ процесса сортирования 43

2.1 Конструктивно - технологическая схема картофелесортировки 43

2.2 Анализ движения клубня 44

2.2.1 Перемещение клубней картофеля питателем 45

2.2.2 Движение клубня по ребрам дисков при взаимодействии с подпирающими клубнями 46

2.2.3 Движение по ребрам дисков без подпора 54

2.3 Ориентирование клубней в отверстия 61

2.4 Энергоемкость процесса сортирования 67

3 Программа и методика проведения экспериментальных исследований калибрующего рабочего органа 71

3.1 Программа экспериментальных исследований 71

3.2 Методика экспериментальных исследований 71

3.2.1 Объект исследования 71

3.2.2 Определение размерно-массовых характеристик клубней картофеля 74

3.2.3 Выбор оценочного критерия и управляемых факторов, влияющих на процесс калибрования 75

3.2.4 Планирование и методика проведения опытов 78

3.2.5 Методика математической обработки результатов исследований 84

4 Результаты экспериментальных исследований 88

4.1 Исследование влияния частоты вращения дисков на коэффициент точности калибрования в зависимости от диаметра дисков 88

4.2 Статистические и размерно-массовые характеристики клубней 92

4.3 Обработка результатов экспериментальных исследований 93

4.4 Результаты производственных испытаний дискового калибрующего устройства 104

5 Экономическая эффективность использования дискового калибрующего устройства 108

Общие выводы 114

Список использованных источников 116

Приложения 130

Введение к работе

В настоящее время важнейшей задачей сельскохозяйственного производства является повышение эффективности всех его отраслей, обеспечение страны продовольствием и сырьем для перерабатывающих предприятий. Добиться этого возможно при соблюдении и создании прогрессивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Приоритетное место здесь занимает создание и внедрение новых машин, которые могут обеспечить качественное выполнение технологического процесса при снижении его энергоемкости.

Одной из трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства является овощеводство [117]. В Удмуртии и в целом по Российской Федерации большую часть площадей из овощных культур занимает картофель. При производстве картофеля в настоящее время в большинстве хозяйств сельскохозяйственных предприятий затраты труда составляют 30...35 чел/ч на 1 тонну произведенного картофеля [55, 116]. Это связано с тем, что в технологии применяют картофелекопатели с последующей уборкой картофеля вручную. Применение в технологии картофелеуборочных комбайнов существенно снижает затраты труда. При комбайновой уборке в картофельном ворохе содержатся примеси почвенных, растительных остатков, камни, поврежденные и маточные клубни [14, 18]. Ворох картофеля в данном состоянии затруднительно реализовать и нежелательно закладывать на хранение. Поэтому при комбайновой уборке картофеля общепризнанным является необходимость послеуборочной его доработки [59, 60, 61, 106, 118, 121, 122]. Одной из важных операций при этом является калибрование клубней на фракции.

Калибрование по размерам различных смесей, состоящих из отдельных компонентов, является одной из основных операций различных технологических процессов. В частности, клубни картофеля калибруют при послеуборочной и предпосадочной обработке, при подготовке к переработке на различные пищевые цели. В связи с этим требуется обеспечить

5 проведение процесса выделения фракций (калибрования) на высоком технологическом уровне, то есть достичь высокой производительности при большой точности калибрования и низком уровне повреждаемости клубней. Этим требованиям в той или иной мере удовлетворяют рабочие органы роторного типа со щелевыми отверстиями, например, ременные и дисковые. Отверстия щелевидной формы обеспечивают наиболее высокую пропускную способность фракций мелких клубней сквозь них.

Целью данной работы является повышение эффективности функционирования дискового калибрующего устройства (классификатора) картофеля за счет обоснования его рациональных параметров и режимов работы.

Объектом исследования является технологический процесс калибрования клубней картофеля дисковым классификатором.

Методы исследования. Теоретические исследования базировались на методах механико-математического моделирования взаимодействия клубней картофеля с дисковым калибрующим устройством в процессе их движения. Экспериментальные исследования выполнены методом планирования многофакторных экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

обоснована конструктивно-технологическая схема дискового классификатора картофеля из дисков одного диаметра и окантованных эластичной трубкой;

получены аналитические зависимости, обосновывающие взаимодействие клубней с рабочим органом, позволяющие прогнозировать снижение повреждений клубней;

- получена математическая модель процесса калибрования по качественному параметру оптимизации (точность калибрования);

определены рациональные параметры и режимы работы, обеспечивающие рациональную точность калибрования при снижении энергоемкости процесса.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследования. Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволяют обосновать основные конструктивные параметры рабочего органа дискового классификатора картофеля, которые могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями.

Результаты исследования внедрены в технологический процесс возделывания картофеля ОАО «Агрокомплекс» Боткинского района Удмуртской Республики (УР).

Апробация работы. Основные аспекты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО «Ижевской ГСХА» в 2004-2008 гг., на Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, 2005 г.

Основные положения диссертации опубликованы в 11 работах, в том числе две из них в издании ВАК РФ. Получено одно решение ФИПС по заявке №2008126886/22(032876) о выдачи патента на полезную модель «Сортирующее устройство».

На защиту выносятся следующие основные положения:

усовершенствованная конструктивно-технологическая схема дискового классификатора клубней картофеля;

аналитические зависимости, позволяющие обосновать условия движения клубней;

результаты экспериментальных исследований по оптимизации параметров и режимов работы классификатора;

подтверждение эффективности работы классификатора в производственных условиях;

- технико-экономические показатели использования классификатора.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из

введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений.

7 Работа изложена на 147 страницах основного машинописного текста, содержит 47 рисунков, 18 таблиц и 12 приложений. Список литературы включает 134 наименования.

Классификация устройств для разделения клубней на фракции

При анализе технологий выяснилось, что многие технологические процессы сельскохозяйственного производства и других отраслей промышленности имеют в своем составе такую операцию как сортирование (к примеру, при производстве зерновых культур, строительных материалов, в горнорудной промышленности [8, 74, 108, 114]). Для этого процесса используют различные признаки разделения (приложение А) [58, 89, 119]: - по массе; - по объему; - по форме; - по размерным признакам: длине, ширине, толщине и с учетом сочетания размеров. При разделении на фракции (фракционировании) используют различия в физических свойствах компонентов смеси, например, по плотности, по проницаемости лучами различной природы, по аэродинамическому коэффициенту сопротивления и так далее. Калибрование по массе является одним из самых точных. В этом случае сравнивается масса каждого элемента вороха (смеси) с эталонами. К недостаткам данного процесса следует отнести трудности при его техническом воплощении. Объясняется это тем, что требуется выделить и обеспечить поштучную подачу каждого компонента смеси к анализирующему (взвешивающему) устройству, а затем направить эти компоненты в соответствующие группы. Так как процесс разделения и взвешивания требует времени, а обеспечить многопоточность трудно по причине высокой стоимости оборудования, то снижается производительность в сравнении с другими признаками разделения. Данный метод можно применять для разделения смесей, компоненты которых регламентированы по массе. Например, фракции клубней картофеля по ГОСТ 7001-91 и 26545-85 разграничиваются по массе (и по размерам). Но вследствие высокой стоимости машин, реализующих этот признак, их рекомендуется применять только при калибровании продуктов высокого качества, например, для семенного картофеля. Интересна конструкция рычажно-весовой машины [111], разделяющая плоды по массе, схема которой изображена на рисунке 1.3. Машина работает по принципу сравнения массы плода с массой эталона. Если масса плода оказывается больше массы эталона, то чашечка опрокидывается, а плод попадает в отделение, соответствующее его массе. Калибрование по объему также является точным процессом, так как он обладает способностью учесть сразу все размеры клубня. В этом случае его объем измеряется напрямую или оценивается косвенными методами. Этот способ также сложен при его технической реализации, так как достаточно трудно измерить объем тела неправильной формы. Объемный признак разделения позволяет сразу учесть и форму тела, что существенно при фракционировании материала, имеющего сложную, неправильную, форму (например, клубни картофеля или куски руды и камни), которая не учитывается, если использовать разделение по какому-то одному размеру. Разделение по объему осуществляется обычно бесконтактным способом при помощи фотометрии [38], рентгеноскопии [6] и других методов. Так как измерение объема производится без контакта с компонентами смеси, то сортируемый материал практически не повреждается, что важно при калибровании продовольственной продукции: овощей, плодов и клубней. Известна конструкция сортировки для корнеклубнеплодов, использующая разделение по форме и объему с помощью оптико-электронных средств, разработанная Долговым А.И. и Герасименко В.Н. [38]. В ней для сепарации применяется поштучная ориентированная подача корнеклубнеплодов в зону оптико-электронного контроля, что снижает потери от ошибок при распознавании. Наиболее эффективно сортировать клубни по признаку R = (ax-by)/S, где ах - проекция длины клубня на продольную ось х; Ьу -проекция максимальной ширины клубня на ось у; S - площадь продольного сечения клубня. Для ориентированной и поштучной подачи корнеклубнеплодов используют два последовательных транспортера. Сначала клубни попадают на профилированную поверхность подающего транспортера и ориентируются в направлении движения, затем - на наклонный участок основного транспортера, скорость движения которого выше, чем у подающего. За счет этого обеспечивается пространственное рассредоточение клубней. Оценку объема клубня можно осуществлять косвенно контактным способом. Обычно тела, состоящие из одного и того же материала, имеют небольшие отличия в плотности, что объясняется различными случайными причинами. Клубни одного сорта картофеля могут иметь разную плотность при различных почвенных и климатических условиях произрастания, из-за наличия трещин и пустот. Поэтому говорить об однозначном соотношении массы и объема компонента смеси допустимо только с некоторой вероятностью, определяемой коэффициентом регрессии. Отдельно калибрование по форме применяют сравнительно редко и только для тел правильной, или близкой к ней, формы. Для фракционирования используют отверстия требуемого профиля (квадрат, прямоугольник, круг, треугольник). Калибрование по размерному признаку является самым простым, но в то же время эффективным способом. Его применяют при фракционировании практически любых однородных материалов, состоящих из отдельных компонентов. Принцип разделения состоит в сравнении какого-либо размера элемента смеси (длины, ширины, толщины или площади) с установленным размером (калибром). Если элемент по размеру больше калибра, то он относится к крупной фракции, иначе он уходит в мелкую. Для калибрования по размерному признаку используют следующие рабочие поверхности: - по длине (размер а) калибрование ведут на триерных поверхностях; - по ширине (размер Ь) - с круглыми отверстиями; - по толщине (размер с) калибруют на щелевых поверхностях с вытянутой формой отверстий; - по размеру S, близкому к среднему между толщиной и шириной -квадратными, прямоугольными и круглыми.

Движение клубня по ребрам дисков при взаимодействии с подпирающими клубнями

Создание и внедрение новых машин, которые могут обеспечить качественное выполнение технологического процесса при снижении его энергоемкости и массы, имеет особое значение. Основываясь на результатах обзора, научно-исследовательской и патентной литературы, предлагается схема конструкции дисковой картофелесортировки модульного типа, приведенная на рисунке 2.1. В данном случае разделение идет на дисках, крупные клубни проходят по дискам, а проходная фракция проваливается в щели между дисками.

Модернизация дисково-ленточного рабочего органа (рис. 1.17) (А.С. 799833) и создание новой конструкции (рис 2.1) направлено на решение следующих технических задач:

- снижение эксплуатационных затрат по конструкции путем замены бесконечных лент, устанавливаемых в щели между дисками, питающим транспортером. Таким образом, отпадает необходимость в установке чистиков шкивов, которые быстро изнашивались, убирая налипавшую почву. снижение повреждаемости клубней картофеля и уменьшение металлоемкости сортировки, за счет уменьшения диаметра дисков и, вместе с тем, снижение энергозатрат на процесс калибрования.

Рабочий процесс сортирования картофеля на фракции протекает при выполнении двух условий: первое - непрерывное перемещение клубней от места загрузки до схода их с рабочего органа, а второе - устойчивое разделение вороха картофеля на фракции при транспортировании. Транспортирование клубней осуществляется двумя элементами конструкции: ленточный транспортер подает картофель к дискам, а дисковый барабан разделяет ворох на фракции и перемещает крупные клубни ребрами дисков в приемную часть. Движение клубня представляет собой сложный процесс, который можно разделить на три последовательных этапа [69]: I) перемещение клубней картофеля питателем; II) движение клубней картофеля по ребрам дисков при взаимодействии с подпирающими клубнями; III) движение по ребрам дисков без подпора. Текущее положение одиночного клубня на каждом этапе показано на рисунке 2.2. На каждом этапе клубни картофеля взаимодействуют с рабочими органами (транспортерная лента, диски) [47]. Эффект травмоопасности накладывает достаточно жесткие требования к скорости движения отдельных клубней и к силам их взаимодействия как между собой, так и с рабочим органом. Так, например, по данным многих авторов [15, 61, 130] абсолютная скорость клубня во избежание опасных повреждений не должна превышать 1м/с, высота падения не должна быть более 0,3 м. Для снижения травмоопасности рабочие органы и защитные элементы покрывают эластичными материалами с хорошими демпфирующими свойствами (резина, некоторые виды пластиков и т.д.). Обосновать защищенность клубней от повреждений можно только по результатам исследования их движения на каждом этапе рабочего процесса. Для описания этих этапов нами разработаны математические модели, основанные на законах теоретической механики. С целью отвлечься от большого количества частных условий, упростить описание и выявить наиболее общие закономерности представим, что клубень однородный и имеет шарообразную форму. Кинематические параметры в конце каждого этапа движения использованы в качестве начальных условий для следующего этапа. В данном этапе описываются условия движения клубней, которые необходимы и используются в последующих теоретических исследованиях. Питающий транспортер подает ворох картофеля к дисковому барабану. Движение клубня картофеля по транспортеру можно разбить на следующие участки: - загрузка в месте подачи материала; - установившееся движение; - разгрузка. Принято, что клубни картофеля после участка загрузки на транспортере располагаются сплошным потоком без пропусков в один слой, образуя монолитную систему (массу) движущуюся со скоростью V (равной скорости транспортера). Движение клубня по ребрам дисков при взаимодействии с подпирающими клубнями Большой интерес движения клубней представляет момент взаимодействия клубня с дисками во время схода с лент и движение клубня по образующим дисков [47]. Вопросом взаимодействия клубня с диском в момент выхода с лент дисково-ленточного сортирующего устройства занимался Р.И. Останин [89], в его конструкции ленты входили в щели между дисками, не образовывая впадины между лентой и дисковым барабаном, поэтому условия движения отличаются от наших. На первом этапе рассмотрим момент взаимодействия крупного клубня с дисками при сходе с лент. Клубень западает между дисками и лентой (рис. 2.3). Диаметр шарообразного клубня 2р больше расстояния между дисками с (2р с). На данный клубень I действует клубень II, движущийся сплошным потоком по транспортеру. Данный клубень совершает плоскопараллельное движение. Клубень I будет находиться в соприкосновении с дисками и транспортером. Пока силы трения малы между ними клубень совершает движение, деформируя обод дисков, т.к. ребра дисков во избежание повреждении клубней покрыты трубчатой резиной, которая деформируется под действием давления клубня. В этот отрезок времени ускорение центра масс клубня ас=0, угловое ускорение є=0, поэтому сумма проекций всех сил на оси координат и сумма моментов относительно центра масс (т. С) равны нулю.

Выбор оценочного критерия и управляемых факторов, влияющих на процесс калибрования

Калибрующее устройство делит клубни по толщине на две фракции с пределами регулирования: для отделения крупной фракции от мелкой и средней 40...45 мм; для отделения крупной и средней от мелкой 34...40 мм. Расстояние между дисками регулируется установкой на вал дополнительных шайб и втулок.

При замена дискового барабана использовалось два вала с комплектом втулок для быстрой замены. Пока один барабан устанавливали на установку, второй в это время перебирали, устанавливая диски нужного диаметра. При установке дисков разного диаметра диски чередовали между собой, то есть с краю устанавливался диск большего диаметра после установки втулки нужной толщины устанавливался диск меньшего диаметра, затем снова втулка и диск большего диаметра и так далее. Всего на дисковый барабан устанавливалось 9 дисков, толщина которых равнялась диаметру резиновой трубки и составляла 8 мм. Общая длина барабана составила 0,4 м.

Подающий транспортер приводится в движение от мотор-редуктора посредством цепной передачи. Скорость движения ленты регулируется сменными звездочками. Подача транспортером картофеля на рабочий орган обеспечивается до 45 т/(ч-м).

Сортировка работает следующим образом: ворох картофеля с подающего транспортера попадает на транспортер питатель, который подает ворох к дисковому барабану, при этом материал разделяется на две фракции: сход и проход. Крупные клубни идут в сход, а мелкие проваливаются в щели дискового барабана. Отсортированный картофель попадает в приемные контейнеры для крупной и мелкой фракций.

Процесс калибрования дисковым устройством основан на просеивании сквозь щели между дисками клубней картофеля, толщина которых меньше осевого размера щели. Для обоснования размера щелевых отверстий необходимо определить численные значения статистических характеристик клубней разных фракций. С этой целью в учебном хозяйстве ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА «Июльское» была взята из вороха несортированного картофеля выборка сорта «Луговской» массой 100 кг. Проба взята с различных учетных площадок. Объем выборки установлен ориентировочно из расчета, что в ней должно быть не менее 150 клубней каждой фракции в соответствии с ОСТ 70.8.-74 [80]. У каждого клубня выборки измерены длина, ширина, толщина и масса. Каждый размер клубня измерен с точностью до 1мм - штангенциркулем, масса с точностью до 1г по требованиям ОСТ 10.8.5-87 [87]. По массе клубни распределены по группам 25...50 г, 50...80 г, свыше 80 г, результаты занесены в таблицу и обработаны методом математической статистики. По полученным данным размерно-массовой характеристики клубней картофеля, определены границы размеров клубней картофеля для разделения их на фракции.

Размеры и масса клубней картофеля изменяются с течением времени, особенно при повышении температуры более +10 градусов, а также при повреждении клубней [19]. Поэтому опыты проведенные в начале и в конце исследований окажутся несравнимыми. В связи с этим на первом этапе исследований определяли рациональные режимы работы дисково-ленточного сортирующего устройства во всем диапазоне управляющих факторов с моделями клубней. Модели клубней изготовлены из дерева и отвечали размерно-массовой характеристике по границам разделения данной выборки картофеля.

Основной показатель, который характеризует процесс разделения любых материалов на фракции, является точность сортирования. На точность сортирования существенное влияние оказывает количество подаваемого материала[10, 45, 48, 53, 59, 61, 89, 124], поэтому данный параметр (производительность) необходимо отнести в разряд независимых переменных и оперировать ей как фактор, задавая определенные численные значения. Немаловажное значение при калибровании клубней картофеля имеет степень их повреждения, поэтому при создании картофелесортировок необходимо учитывать данный критерий. Так как оптимизировать экспериментально по нескольким критериям не возможно[4], то за основной оценочный критерий, характеризующий процесс разделения клубней картофеля на фракции, принята точность калибрования. Повреждения, как показали предыдущие исследования [89], существенно ниже, чем повреждения от выпускаемых в настоящее время роликовых сортировок. Поэтому этот критерий был введен как проверочный.

Общий коэффициент точности калибрования зависит от количества фракций, на которые делят картофель рабочим органом. С увеличением количества фракций снижается общий коэффициент точности. При калибровании клубней картофеля на две фракции, по одну сторону границы разделения по размеру окажутся не только мелкие клубни, но и часть клубней более крупных по массе. В более крупной фракции окажутся мелкие клубни, по массе, но отошедшие по размерному признаку в нее в соответствии с тем, что их проходной размер оказался больше граничного.

Исследование влияния частоты вращения дисков на коэффициент точности калибрования в зависимости от диаметра дисков

Расчет экономической эффективности использования дискового калибрующего устройства проведен по результатам лабораторных и производственных испытаниях экспериментального образца. В сравнении с наиболее распространенной роликовой сортировкой в составе картофелесортировального пункта КСП-15Б. Роликовая сортирующая поверхность хорошо калибрует клубни, но при этом наносит им значительные повреждения.

Экспериментальная установка значительно меньше повреждает клубни картофеля, а также имеет значительно больше удельную производительность, меньше металло- и энергоемкость. Для расчета была применена методика оценки специализированной сельскохозяйственной техники и определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ [27, 28]. Количество обслуживающего персонала и производительность сравниваемых машин приняты по хронометражным наблюдениям. Расчет стоимости сортировки выполнен, исходя из условий ее изготовления [89]. Принятые исходные данные для расчета экономической эффективности использования новой картофелесортировки и расчетные данные затрат на обработку картофеля представлены в таблице 5.1. Расчетные данные затрат на сортирование указаны в таблице 5.2. Применение дисковой сортировки позволит получить значительный экономический эффект за счет его высокой удельной производительности, низкой металло- и энергоемкости, а также за счет снижения повреждаемости клубней. 1. Анализ научных работ и конструкций картофелесортировок показал, что наиболее перспективными для сортировки картофеля являются калибрующие устройства роторного типа с щелевыми отверстиями. Для реализации этого принципа разработана конструктивно-технологическая схема дискового калибрующего устройства картофеля, состоящая из дискового барабана и транспортера-питателя. 2. В результате теоретических исследований установлено, что движение клубней по дисковому рабочему органу возможно без повреждений, так как силы трения, нормальные реакции при диаметре дисков 600 мм и скорости дисков менее 1,5 м/с не превышают силы, нарушающей прочность соединения кожицы с мякотью. Максимальное соотношение окружных скоростей обода дисков и транспортера-питателя следует принимать не более 10, так как это ведет к увеличению силы трения (более 1,6Н), что может привести к повреждению клубней картофеля. 3. Разработана математическая модель технологического процесса дискового калибрующего устройства, позволяющая определить оптимальные значения управляемых факторов: частота вращения дискового барабана п=32...35 мин"1; отношение скорости дисков к скорости ленты питателя к=Уд/Ул=8,6. 4. Получена зависимость влияния производительности установки и диаметра дисков на точность калибрования. При диаметре дисков 600 мм уровень точности калибрования составляет 0,937...0,986 в зависимости от подачи, с уменьшением диаметра дисков до 500 мм уровень точности уменьшается и составляет 0,930...0,975, а при диаметре дисков 400 мм составляет 0,894...0,933. Меньшее значение соответствует максимальной подаче материала 45 т/(ч-м), а большее - минимальной подаче 25 т/(ч-м). Учитывая это, нами рекомендуется использовать для калибрующего устройства диски диаметром 500 мм. 115 5. В результате экспериментальных исследований установлено, что уменьшение диаметра дисков с 600 до 500 мм ведет к уменьшению потребляемой мощности на калибрование в среднем на 11%, а с 500 до 400 мм - на 13%. При этом энергоемкость процесса калибрования составит 14,4...26 Вт-ч/т. 6. Производственные испытания экспериментальной дисковой сортировки показали надежность работы устройства, высокую точность сортирования — 84,2...88,1% при уровне точности 0,96...0,98 и удельной производительности 40 т/(ч-м), нанося незначительные повреждения клубням - не более 2,2%. 7. Использование дискового классификатора позволяет получить годовой экономический эффект от снижения приведенных затрат и уменьшения поврежденных клубней в размере 356766 рублей (в ценах 2007 г.) при выработке 1890 тонн. Срок окупаемости сортировки составит 0,16 года (один сезон).

Похожие диссертации на Повышение эффективности функционирования устройства для калибрования картофеля путем обоснования основных констурктивно-технологических параметров