автореферат диссертации по , 05.06.01, диссертация на тему:ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ СТАЦИОНАРНЫХ КАРТОФЕЛЕСОРТИРОВАЛЬНЫХ ПУНКТОВ

/ I I/ ' у/ Ц

^

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени Научно—исследовательский институт сельскохозяйственного квшиностроення ■ имени ВЛ. Горячкина

висхом

На правах рукописи

МЛНПИЛЬ Лев Ильич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУНКЕРНЫХ УСТРОЙСТВ СТАЦИОНАРНЫХ КАРТОФЕЛЕСОРТИРОВАЛЬНЫХ ПУНКТОВ

08.06*01 - сельскохозяйственные и гндро-^ мелиоративные машины

Автореферат 'диссертации ва соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1979

а/&иис,ш>/ и б-р

Работа вшоляена во Всесоюзной проектном л научно-яс-следовательсяом ияотитуте "Гипронисельпроы" Шиистерства сельского хозяйства СССР

Научные руководитель - доктор технических наук*

профессор ТУРШН Б,Й,

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

с.н.с. СОРОКИН Д.А.,

кандидат технических наук ВЕРЕЩАГИН Н.И.

Ведущее цредприятяе - ГСКТБ по машинам для возделывания и уборки картофеля Министерства тракторного и сельскохозяйственного машноотровния СССР.

Защита диссертации состоится 1979 г.

в /(/ часов на заседания специализированного Совета К-132.02.01 Всесоюзного ордена Трудового.Красного Знамени научно-исследовательского института с ельовохозяйственного -машиностроения имени В.П.Горячюша.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической ЛФмотеке ВИСХСМа. л -

Автореферат разослан " у7 " чрШхАШЬ 1979 г.

Ученый секретарь специализированного совета, . • - ч»

в.т.н. о л, . Э.А.Данилова

СОЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВДШ

Актуальность габуры, Решениями ХХУ съезда КПСС»июльского в ноябрьского (1978г.) Пленумов Щ КОСО предусмотрено дальнейшее развитие сельскохозяйственного производства. В этих: условиях особое значение приобретай? вопросы коьшлеясно!! механизации возделывания» уборки И 'обработка картофеля- ' важнейшей продовольственной и технической культуры, - валовые сборы которого достигают 90-100 млн.т. в год*

С цель» совращения затрат ручного труда и средств послеуборочная а предпосадочная обработка картофеля осуществляется на стационарных яартофвлеоортяровалькых пунктах. Отечестве нныйв зарубежный опыт свидетельствуют о пшрокоы применении на таких пунктах в качестве накопителей повшеаной вместимости (от 5 до 100 т) различных бункерных устройств с гравитационной разгрузкой. Известно, например, что только за годы девятой пятилетки в одной Брянской области предприятиями Хсюзсельх^/*у.'>ики" в промышленности Шло изготовле-но-для хозяйс,'' '? / бункеров-накопителей. Аналогичные данные имеются чо ряду других областей. ""

Однако существующие бункера недостаточно эффективны. Повреждаемость клубней в них при послеуборочной обработке картофеле достигает 10-15?, что намного превышает уровень 55?, установленный ахротребовашиш для всего картофелесортн-рсвального пункта. К сникешш эвспдузтацаонней производитель-ноств пункта приводят зависания продукции в бункерах (мертвые зоны), а также отклонение производительности истечения ее от заданной. Устранение отмеченных недостатков связано с дополнительными трудозатратами и усложнением эксплуатации бункеров.

Перспектиза еще Солее широкого внедрения стационарных картофелесортировальных пунктов подтверждает актуальность вопросов поЕшагля эффективности бункерных устройств путей с оверлшястеованая традиционных и создания их новых типов.

Педь забота. 1даы> настоящей работа является исследование бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля и разработка предложении по рациональному кшструвровааив, взыскание, исследование в обоснование конструкции эффектив-кого бункера нового типа.

Методику исследований. Анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта расчета, конструирования и эксплуатации бункеров вшолнев но литературным источникам, проектной документации, результатам о&дедованая бункеров действующих вартофелееортировальных пунктов.

Аналитические зависимости для расчетов конструктивных в кинематических параметров элементов бункеров, обеспечивав щах снижение повреждаемости клубней, получены исходя из теоретического анализа характерных случаев взаимодействия клубня, принятого за трехосный эллипсоид, с рабочими поверхностями»

Исследования по обоснованию рациональных конструктивных параметров бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля проводились на экспериментальная установке по специально разработанной методике с реализацией положения теории.математического п/внирсвания экспериментов.

Исследования предлагаемой конструкции бункера с гибкой несущее оболочкой проводились на лабораторной установке и опытной образце в производственных условиях'по специально разработанной методике. При этой повреждения клубней классифицировалась по штодвка "Союэсельхсзтехниди".

Полученные давние обрабатывались методами иатематической статистики с применением ЭЦВМ "Мар-2" в "Миаск-ЗЗ".

Натчна^ новизна. Подучены обсбаенные аналитические зависимости »пригодные для практических расчетов конструктивных а кинематических параметров элементов бункеров* обеспечивающих снижение повреждаемости клубней, экспериментально выявлены зависимость шшэдального угла наклона стеноз к горизонту .достаточного для полного опорожнения бункера,от игмэнения осно&-

них факторов, влияющих на за вас а нал, а тага« зависимость производительности истечения аз пирамидального бункера от * угла наклона стеаоя а размеров выпускного отверстая.

В результате впервые проведенных в нашей стране работ по создана» эффективных бункерных устройств новых танов для легкоповреждаеыой сельскохозяйственной продукция разработан а исследован бункер с гибкой несущей оболочкой аэ эластичного материала, обоснована его рациональная яонструкцвя»установлена работоспособность а эффективность в производстве пшх уел стаях.

Практически ренцодт^. Разработаны научно обоснованные "предяоаеывя ао нопструвроваиию бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля. Реализация этях предложений позволяет ' улучшать эксплуатационные а4 качестве няне показатели бункеров, снизать юс стоимость на 20*6&

В бункере предлагаемой конструкции достигнуты минимадь-ные повреждения клубней в обеспечивается надежная выгрузка продукций без заваовняй а сводообразовавай. Ко сравнении с традиционными буниерама он имеет до 1,5 раз большую полезную выеотшость а значительно иеямую металлоемкость.

Реализация результатов всследоранзй. Результаты исследований использованы Всесоюзным проектным а юучио-всследовательский институтом Тйпрокиседьпрш" при разработке бункеров в 2 типовых проектах стационарных картофелесортароваль-ш пунктов а 7 проектах картофелехранилищ, при вориентировке раздела "Технологическое оборудование а линии комплексна механазапва" Норы технологического проектировалия зданий я сооружений для хранения картофеля и овещай КШ-&-73 (общесоюзный нормативный додумакт), ара яонструировании а изготовлении опытного образца бункера с габкой несуне а оболочкой, включенного в состав оборудования стационарного карто-фелесортаровального пункта*

Результаты исследований бункеров о гдбяой несущей оболочкой приняты для внедрения Орловсвям отделен Центра НОТ при тш.

Полученные в даосертаца онкои работе анаяатачесхие расчетные за&зсямоста можно тадгэ дспользовэть при конструирования малпш для посадка, уборка я послеуборочной обработка

картофеля, созданный бунд ер нового типа может бить приме на н на мобильных сельскохозяйственных машинах, например картофелеуборочных комбайнах.

Апсобацая работы. Основные положения диссертационной ■ работы долозена на научно-технической конференции "Дута совершенствования машиностроительного производства" (Орел, 1974г.); на координационном совещании в ШЯШШЗСХ Северо-За-падэ (декабрь 1974г.); (ш 71 ту чно-т ехна ч ее кой конференция молодых ученых сельскохозяйственного и животноводческого машиностроения (ВДСХОМ, 1975г.); на ill Всесоюзной конференция по механике сыпучих материалов {Одесса, 1375г.); на секции НТС ВИСХОИа по малинам для уборки картофеля» овощеводства я садоводства (октябрь 1978г.); на научно-практической конференции "Молодые ученые области - Нечерноземью" (Орел,1978г.); на секция ШС 1СКТБ по машинам для возделывания я уборки картофеля (Рязань,1973г.). - v

- Ооио из конструктивных реленаа бункеров защищено авт. сбяд. Л 608714.

Ряд проектов сортировальных пунктов а хранилищ, в которых реализованы наши предложения, экспонированы наВШК СССР.

результатов, исследований. По результатам исследований опубликовано 12 работ общим объемом 3,5 печатных листа (в том числе лично автора 3,1 аеч.л.) я получено ав-торскоз свидетельство.

Объем работы. Диссертация состоит дз введеная.трех глав, обвдх выводов, соаска использованной литературы <121 наименование) я приложений. Она изложена на 138 странзцах ыааано- ' пислого телста, содержат 21 таблицу, 48 рисунков и О прило-яенай.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главё - "Состояние вопроса в задачи исследований" - на основании изучения вопросов, связанных с применением бункерных устройств на стационарных картофелесортаро-валышх пунктах, выбран объект анализа - бункера с гравитационной разгрузкой картофеля, выявлены недостатки таких бункеров и причины их вызывающие, ставятся задачи исследование.

Основные недостатки бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля (зависания продукции, отклонение производитель-

ности истечения ее от заданной, высокая повреждаемость клубней при за полнена и) обусловлены юс конструктивным несовершенством вследствие отсутствия в технической литературе достаточно четких и научно обоснованных рекомендаций'по расчету в конструированию бункеров подобного назначения. Не дает необходимых данных по этим вопросам и практика конструирования и изготовления бункеров.

Имеющиеся применительно к некоторый другим стучим материалам рекомендация по выбору значений инициального угла яаглояа стенок буккеров яз условия предотвращения зависаний» а гзкхе по расчету комбинации угла наклона стенда и размеров выпускного отверстия) обеспечивавшей заданную производительность истечения из бункера, подчас противоречивы. Эти рекомендации дают удовлетворительные результаты в осповаш при хорооооыпучих материалах. Они мало пригодны ври конструировании бункеров для картофеля в силу специфика последнего как сыпучего материала. ■ •

' Неправильный выбор конструктивных к кинематических параметров элементов бункеров, предназначенных для снижения повреждаемости клубней, во многая объясняется использованием при расчетах аналитических зависимостей, выведенных исходя из рассмотрения клубня в весьма упроченном виде как условной материальной точки или тела парообразной формы. Для инженерных расчетов, связанных о оценкой возможности повреждения клубней, наиболее предпочтительной является модель клубня, имеющего эллипсоидную форму, которая лучшим образом приближается к действительности. Частшлш случаями этой 'модели будут являться указанные вше общепринятые модели клубня.

Отмечается, что, несмотря на сравнительно длительный период своего применения, бункера для картофеля в конструктивном отношении не претерпела каких-либо существенных изменений. В этой связи новые возможности в деле повышения эффективности бункерных устройств может открыть путь создания их новых типов.

На основании анализа состояния изучаемого вопроса в диссертационной работе поставлены следующее гадачи;

I. Обоснование значений минимального угла наклона стенок из условия предотвращения зависаний в бункерах о граси-

Тационыой разгрузкой картофеля о учетом особенностей ях эксплуатации.

2. Установление зависимости производительности истечения картофеля вз бункера от угла наклона стеной в размеров выпускного отверстая*

3. Совершенствование аналитических расчетных завасамос-тей для определения параметров элементов бункеров, обеспеча-ваших снижение повреждаемости клубней, Обоснование рациональных конструктивных параметров каскадного спуска <

4. Разработка г исследование бункерного устройства нового типа, удовлетворяющего предъявляемый требованиям, его проверка в производственных условиях а оценка экономической эффективности использования на нартофелесортвровальном пункте.

Во втррой главе - "Йсследовавае я совершенствование бункеров е гравитационной разгрузкой картофеля" - описаны конструкция экспериментальной бункерной установки, методика проведения на ней исследований по обоснованию рациональных конструктивных параметров бункеров, приведены результаты этих всследований, а таете аналитически получены обобщенные инженерные зависимости и дана методика определения рациональных параметров каскадного спуска для загрузки бункеров.

Бункерная установка имеет пирамидальную форму, характерную для большинства бункеров стационарных картофелесортиро-вальных пунктов. Диапазон изменения угла наклона стенок -25*70°, размеров выпускного отверстия - 0,15*0,55 ы.

В экспериментах использовался картофель о обычншз размерами в формой клубней, В качестве примеси к нему служила почва, относящаяся по механическому составу к среднетяяюлым суглинкам, обладапцим связность» и липкостью. Засоренность картофеля почвенными примесями в их влажность в основном изменялась до значений соответственно 30 и 27%, которые является наиболее вероятными верхними границами в натурных условиях.

" Серия исследований, проведенных по специально разработанной методике, показала, что минимальный угол наклона стенок бункера к горизонту, достаточный для обеспечения разгрузка без зависаний, главным образом зависит от влаянооти поч-

венных прииесей в картофеле, состояния поверхности клуб-неб к стенок бункера и продолжительности нахождения г вен картофеля. При этой наибольшее влияние на значен» этого угла оказывает влажность почвеяяшс праыесеа. Ко увеличение до 25-2Т& приводит к существенному росту.значений угла наклона: от 32,5 до 46°'для стальной поверхности в от 27 до 46° для поверхности Сандера, облицованной резаной (мгновенный выпуск картофеля). Кроме того установлено, что увеличение продолжительноста нахояденая картофеля в буняере до 3 ч заметно не сказывается на изменении зкачэния маыа-мальлого угла наклона стенок, а ее увеличение до 18 ч право-дат к росту значений этого угла на 1,1-9,8# в зависимости от влажности почвенных примесей.

Исходя из ошггных данных, обоснованы расчетные значения минимального (из условия предотвращения зависаний) угла наклона стенок'бункеров к горизонту, равные: для бункеров несортированного картофеля - 54° (стальная или облицованная резиной поверхность), для бункеров отсортированного картофеля - 41° (стальная поверхность) и 44° (облицованная резиной поверхность). Эти значения отличаются'от,обычно принимаемых на практике в диапазоне 42-й5° - прачек,езд правило, без учета материала рабочей поверхности бункера а его назначения.' Она указывает на необходимость дифференцированного подхода я выбору значений минимального угла наклона стенок бункеров для картофеля в соответствии с особенностями их эксплуатации. Это согласуется с данвзда практики.

С целью сокращения числа опытов серия исследований зависимости производительности истечения картофеля из бункера от изменения угла наклона стенок в разизров внсусяпего отверстия проведена с применением метода математического планирования экспериментов. В опытах был реализован ортогональный косшозвциоыкый план по схема З2, Входные фактора - угол наклона стенок к горизонту <Л а площадь вшускногсг отверстия Р , вмеодной параметр - производительность свободного истечения картофеля Ц . За ее оценку принято среднее значение массового сеяуодного расхода (кг/с).

На основании анализа существуювдх конструкций бушераз и результатов собственных предварительных исследсвгнаЗ установлены следущае интервалы варьирования входгаиа факто-' 7

раш: (Л «30-50° (уровня варьирования 50, 40 и 30°) я Р = 0,0676-0,1600 м2 (уровня варьирования 0,1600, 0,1138 и 0,С676 ы2).

Окончательное уравнение регрессия в физических переменных, адекватно описывающее (на уровне дос товарности 0,95) эа-.ввсяыость производительности истечения картофеля яз пирамидального бункера от язмененяя'его основных конструктивных параметров, имеет вид:

I ц » цм-ж&вг-ъбггхА+гшояр^з.трл* (I)

Из анализа уравнения (I) следует, что требуемую производительность встечейия вз бункера можно получить- при различных комбинациях зшленай угла наклона стеная в площади выпускного отверстия. Для облегчения использования зависимость (I) изображена графически (рио,1) в виде системы линий равной производительности вотечения картофеля.

алкраил /*

РиоЛ.Двнаи равной производительности истечения картофеля

из бункера:

I - пример определения Л и Р при О. »30 кг/с

Выполнение бункеров с гравитационной разгрузной картофеля с учетом результатов проведенных исследований аозводя-, ет обеспечить улучшение разгрузка (без применения питателей

8

в устройств, стимулирующих процесс истечения) и уменьшать стоимость бункеров. Использование этих результатов только в , типовых проектах 813-143 и 813-144 цехов по приемке в сортировке картофеля производительностью 30 в 50 т/ч позволило уменьшать стоимость бункеров на 20,6$ и получить экономно затрат в сумме.8,69 руб. на I м3 емкости*

В теоретическом разделе главы с целы) получения обобщенных зависимостей для инженерных расчетов конструктивных в кинематических параметров элементов бункеров, обеспечивающая снижение повреждаемости клубней, проведен теоретический ■ анализ случая движения клубня по рабочей' поверхности и. случая его косого удара о последнюю, при этом форма клубня принята эллипсоидной. Рабочей поверхность» является шероховатая наклонная плоскость (рис.2).

Рас.2, Положение клубня на плоскости относительно выбранных систем координат

Предварительно были определены проекции ^ а ^ на оси координат Ст, и ¿7£ радиуса-вектора , определявшего по-

левение клубня относительно плоскости:

/> б(/-К*Ып<ГС05У (3)

V

где через Л" — обозначено отношение размеров С ^ Б {С < б ) осей среднего сечения клубня, лежащего в плоскости движения\ Ч> - угол поворота осей координат СХЦ относительно .

Кинематические параметры клубня при качении без проскальзывания (которое наиболее вероятно при обычно имеющих место углах наклона рабочих поверхностей до 45°) определятся из выведенного дифференциального уравнения!

где ^ - ускорение свободного падения,

се - угол наклона рабочей поверхности к горизонту.

Анализ показывает, что уравнение (4) в отличие от известных уравнений качения клубня, принятого за вар, учитывает размеры клубня и его ориентацию относительно направления давленая. После понижения порядка это уравнение приведено к уравнению Бернулла первого порядка и записано его общее рехенае при заданных начальных условиях.

Лля оценки применимости уравнения (4) по нему, а также по уравнениям чистого качения клубня ¡парообразной формы без учета момента трения качения и с его учетам были вычислены скорости движения клубней трех фракций (средняя масса клуб--ней - 0,0230, 0,С571 л 0,1030 кг) при Л - 30°, 91 =0; <¿=0. При гтом решение уравнения (4) осуществлено численным методом на ЭЦШ "аикск-Зг" по стаццфтноз программе. Теоретические значения скоростай сравнивалась с' экспериментальными данными. Установлено, что первые два уравнения дают завышенные результаты соответственно на 13,0 и 9,в% для мелкой фракции клубней, на 16,X и 17,ОЙ для средней и на 1,9 а Q,4% для крупной, а третье уравнение для этзх же фракций дает заниженные результаты на 24,5, 17,0 и 25,4$.

Из сопоставления теоретических кривых, построенных по расчетным данкда, следует, что уравнение (4) более полно выражает закономерность изменения значения кинематических параметров клубней о учетсы их колебательного характера* Оно впервые дзет четкое представление о кинематике качения клубня. Кроме того установлено, что кривая средней скорости движения клубней эллипсоидной формы имеет достаточно хорошее совпадение с кривой, построенной по уравнение чистого качения клубня шарообразной формы без учета момента трения качения.

Сделан вывод о тем, что при более точных расчетах следует пользоваться уравнением (4), а при расчетах по средним значениям кинематических параметров клубней вполне допустимо пользование общеизвестными зависимостями » выведенными для случая чистого качения клубня шарообразной формы без учета момента трения качения.

Лия двух видов косого удара клубня (с проскальзыванием и без проскальзывания по рабочей поверхности), основываясь на классическом методе, получены зависимости для определения угла отражения клубня X и его послеударных скоростей -угловой и центра масс v, С йц. ) •

Лая удара без проскальзывания:

7* mTÏpç[p>sinfi-prfîi-e)cos#7 (Б)

€ Jct,*mj$

г^- -etfcosje, 16)

тф7 sinji-p4(t+e)coSfi]t (7)

где /77 - масса клубня;

Усг," ^¡™(8г+Сг) - «оыент инерции клубня относительно

оси; :

"Û - скорость центра масс клубня в начале удара; J3 - угол падения клубня, отсчитываемый от нормали '

к рабочей поверхности; в - коэффициент босстановления сдороств при ударе.

IJ

Для улара о проскальзыванием: *

^ - ^[¿¿ттуз , (9)

г)^ —едсоуз, (ю)

/

где /у - коэффициент динамического трения.

Из анализа запасамостей (5-12) видно» что они учитывают основные факторы удара: размеры в физиков-механичес ки й свойства клубня, его ориентацию в момент взаимодействия. Однако зависимости, определяющие одни и те хе послеударные параметры клубня, не совпадают для рассматриваемых видов удара. Поэтому при расчетах необходимо принимать во внимание вид удара клубня и попользовать соответствующие зависимости.

Условие отсутствия проскальзывания клубня при ударе имеет вид:

/ < (13)

Если ори расчете окажется, что неравенство (13) выполняется, то следует пользоваться зависимостями (5-6) для удара без проскальзывания; в противиш случае - зависимостями (9-12) для удара с проскальзыванием.

Минимальный угол падения клубня .Д, » при котором 'еще не происходит его отражение от рабочей поверхности после удара, равен

(14)

В результате исследования выражения (14) на экстремум при переменной <р построен график (рис.3) для определения минимального предельного угла падения клубня ^япл вз условия отсутствия его отражения при лобой ориентации в момент удара. Пользуясь этим графиком при конструктивней оформлении перепадов между рабочими поверхностями, можно принимать такие значения углов наклона Последних, чтобы снизить вероят-

Квзффициыт 1оестшо&лгним б

Рве .3, График дм оаределеавя угла

5 - пример определения ^ прв С « 0,4 в /С а 0,8

ность отражения клубней, тем сшш уменьшив часло их ударов, а следовательно я повреждаемость. Применение графика иллюстрировано -конкретным примером.

Правильность проведенных теоретических выкладок подтверждается тем, что'в частнсм случае (при рассмотрении клубня в виде условной материальной точки яла тела шарообразной формы ) полученные зависимости упрощаются, переходя в общеизвестные.

Исходя вэ предлагаемой расчетной схемы с использованием полученных зависимостей разработана методика определения ' основных конструктивен параметров каскадного спуска, которым чаще всего оборудуется бункера с целы) снижения лаврех-

даеыости клубней. По этой методике выполнен расчет какого спуска.с эластичной рабочей поверхность». Полученные данные свидетельствуют о том, что приодаях и тех же расстояний цеаду ярусами Л , длине полки I и угле наклона сС разница в значениях расстояния от края полки до каркаса спуска £. для клубней.разных фракций оказывается пренебрежимо мала. В связи с этим срн расчетах спусков не следует принимать во внимание .фактор крупности ядубней. Установлено, что для эффективной работы каскадного спуска необходимо иметь: <?С =27°; Л = 0,15' м; £ - 0,3+0,6;' I - 0,16*0,19 м, '

В третьей главе - "Разработка и исследование бункерного устройства нового типа" - нашли отражение результаты поискового исследования, направленного на создание более совершенных конструкций бункерных устройств. Эта глава содержит описание, предлагаемой конструкции бункера, прохтзмму,методику и результаты его-исследований в лабораторных в производственных условиях, а такхе расчет экономической эффективности использования бункера на стационарном картофглесортя-ровальнсы.пункте. • . •

; Отличительная особенность конструкции бункера (рис. 4) заключается в образовании 'его емкости двумя вертикальными стенками'и подвижной оболочкой в виде подвесного лотка вз эластичного полотна, связанного с приводам перемещения. Благодаря этсыу, становится возможным изменять вместимость бункера и тем самш поддерживать по мере заполнения минимально высоту, падения продукции и осуществлять ее принудительную выгрузку через верхнюю часть бункера. Свобода перемещения .оболочки обеспечивается наличием зазора между краями полотна и стенками бункера.

С'целью обоснования рациональной конструкции бункера разработана методика лабораторных исследований, учитывающая различные варианты загрузки и выгрузки, возможные при эксплуатации бункеров подобного типа. Конструкция экспериментальной: установки позволяла изменять параметры 6п . - Отношение Ва}/ находилось в диапазоне 0,943,6, который охватывает практически .все характерные для практика соотношения. В процессе загрузки и выгрузки осуществлялось динамоыетраро-вакиз усилия в оболочке и фиксировалось ее очертание через прозрачную стенку установки. При исследовании внутренних се-

Рве.4, Конструктивная схема бункерного устройства с гибкой несущей оболочкой:

I - вертикальные стенка, 2 - связи каркаса, 3 - оболочка, 4 - узел изменения глубины оболочки, 5 - спускной желоб; д - промежуточное положение оболочки,Л -угол наклона ободочки в крайнем верхнем положение, -- пролет и глубина провисания оболочка .

ремещеяий клубней в бункере применен метод периодической фо-тофвксациа положения окрашенных контрольных сдоев клубней, уложенных на контакте о прозрачной стенкой.

Лабораторными исследованиями выявлены закономерноета изменения очертания оболочки в усилий, возникающих в ней, а также характер внутренних перемещений в бункере. На основании этого даны рекомендации для расчета и конструирования бункеров. Наилучшее использование объема бункера в минимальное трение клубней по стенкам .обеспечиваются при выполнения следующих условий: 0,9 а где а^г ** расстояние между вертикальными стеак&ш бункера. Максимальное усилие в оболочке Ям,* » приходящееся на единицу ее ширины, рекомендуется определять по формуле:_. - ' '

, «б) 15

где - насыпная плотность накапливаемой продукции;

р - ускорение свободного падения; Я>е - угол естественного откоса.

Формула (15) выведена на основе положений теории гибких нитей о малой стрелкой провиса. Расчетные значения усилия оказывается завшекнши в среднем на 15% по сравнению с фактическими *.

С целью апробации предложенного технического решения бункера в натурных условиях опытный образец массовой вместимостью-2 т был установлен в качестве накопителя мелкой фракции отсортированного картофеля на стационарном пункте экспериментальной базы Орловского горалодоовощторга.

Повреждаемость клубней по массе в аеы составила 2,6% против 12,8^ в сравниваемом бункере (такой же глубины), оборудованном каскадным спуском. При этсы наибольший эффект достигался в начальной стадии заполнения: повреждаемость ; нижнего слоя клубней в бункерах* составляла 3,2 и 19,4^. Потери клубней через зазор мезду оболочкой а стенками бункера составляли в том числе невозвратимые 0,1%. Благодаря

принудательной верхней выгрузке стали невозможными зависания и сводообразования в бункере.

К достоинствам разработанного бункера, связанным с особенностями его конструкции, относятся большая до 1,5 раз (в зависимости от соотношения между пролетсы и глубиной оболочка) полезная вместимость по сравнению с существующими топами бункеров при одних и тех же габаритах, меньшая металлоемкость за счет выполнения части несущего ограждения из эластичной оболочки. Креме того отпадает необходимость в дополнительном элементе, предназначенном для снижения повреждаемости клубней, и побудителе процесса выгрузки.

Расчеты, проведенные в соответствии с "Методикой (основными положениями) определения экономической эффективности использования в народней хозяйстве новой техники, изобретений а рационализаторских предложений", показали, что при сезонной нагрузке на бункер 2500 т в составе линия послеуборочной обработка картофеля производительностью 25 т за час сменного времени экономический эффект в расчете на I т транс портируемого через бункер продовольственного картофеля составляет 0,15 руб., а сортового семенного - 0,60 руб.

онцж выводы

1. В условиях массового внедрения стационарных картоне лес ортаровальных пунктов еще больше возрастает значение бункерных устройств, являющихся важной частью технологвчес- ' кого оборудования линий для послеуборочной и предпосадочной обработки картофеля. В связи с этим повдаение их эффективности представляет собой весьма актуальную задачу*

2. Широко применяемые в качестве накопителей повышенной вместимости бункера с гравитационной разгрузкой картофеля конструируются без должного учета его специфики как сыпучего материала, вследствие чего в них имеют место высокая повреждаемость клубней (до 10-1530, зависания продукции и несоответствие производительности истечения ее заданной.

Наряду с исследованиями, направленными на дальнейшее совершенствование конструкций бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля; в настоящее время представляется целесообразным и такой путь исследований, как создание новых эффективных типов бункерных устройств.

3. Значения минимального угла наклона стенок бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля из условия предотвращения зависаний следует принимать с учетсм особенностей эксплуатации бункера в диапазоне 41-54°.

4. Для определения угла наклона стенок и размеров выпускного отверстия пирамидальных•бункеров.с заданной производительностью свободного истечения картофеля получено адекватное (на уровне достоверности 0,95) уравнение регрессии, которое представлено графически в виде системы линий равной производительности истечения.

5. Разработанная с использованием полученных сбобаден-ных аналитических зависимостей методика определения основных конструктивных параметров каскадного спуска позволяет осуществлять их более обоснованный выбор. Рекомендуемые параметры такого спуска с эластичной рабочей поверхностью: угол наклона падки - 27°, расстояние между ярусами - 0,15м, длина полки - 0,3*0,6 м, расстояние от ее края до каркаса спуска - 0,16*0,19 ы.

6. Установлено, что для разработанного бункера о гибкой несущей оболочкой из эластичного материала рационалыш-

ма являются отношение глубины провисания ободочка к пролету* равное 1,1, ак расстояние между стенвамз - не менее I.

Аналитически полученная зависимость для определения максимального усилия, возникающего в оболочке« дает удовлетворительную сходимость расчетных а экспериментальных данных» Среднее расхождение между ними составляет 15? (в сторону запаса прочности).

7. Проверка аштного образца бункера в составе линии нослеуборочной обработки картофеля подтвердила работоспособность в эффективность конструкции в производственных условиях. Достигнуты снижение повреждаемости клубней о 12,8 до 2,6^ (по массе) а надежная их вигрузка без зависание и сво-дообразованай.

Такой бункер целесообразно применять в качестве накопителя отсортированной продукции на стационарных картофеле-сортировальных пунктах*

8» Принятие основьшх конструктивных параметров бункеров с гравитационной разгрузкой картофеля о учет см результатов проведенных исследований только в типовых проектах № 613-143 и 813-144 цехов по приемке и сортировка картофеля производительностью 30 и 50 т/ч обеспечило снижение стоимости бункеров на 20, или в сумме 8,69 руб. на I ы3 емкости.

Экономический эффект от использования предлагаемой конструкции бункера в линии послеуборочной обработки картофеля в расчете на I т продовольственного в сортового семенного картофеля составляет соответственно 0,15 и 0,60 руб.

Дальнейшие исследования г области создания эффективных бункерных устройств для дегкоповреждаемой сельскохозяйственной продукции, на наш взгляд, целесообразно проводить в направлении .создания бункерных устройств с гибкой несущей оболочкой, имеющих гравитационную разгрузку. В качестве примера можно привести техническое решение бункера по авт. свид. К 608714, разработанное с участие» автора данной диссертационной работы.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

I. Соударение тела эллипсоидальной формы с плоскостью. В кн.: Труды ВйСХСЫа, выпДП. М., 1575 (соавторы Петров 1%, Шатахин М.Ы.). 18

2. Исследование параметров бункера с подвесным подваж-нш днище». - Тезисы докладов Ш Всесоюзной конференции "Механика сыпучи материалов". Одесса, 1975 (соавторы Лугано-, кий В.И., Жояудев В.А.).

3* Новые технические решения бункеров для картофеля. В сб.: "Исследование рабочих органов сельскохозяйственных машин" (Материалы УХ научно-технической конференции молодых ученых). «., ВИСШ1, 1976.

4. Движение клубня картофеля в бункерах и желобах .В кн. Труды Гвпрониседьпрсыа, вып.7. M.f Стройиздат, 1976.

5. Бункер-накопитель для корнеклубнеплодов с гибкими стенками..В'кн.: Труды Гипронисельпрома, вып.7. М., Стройиздат, 1976. ;

6. Аналитическая сценка потерь кинетической анергии при ударе корнеклубнеплодов о плоскость. В кн.; Труда ВДСХШ вый.ХШ. 11., 1976 (соавторы Петров Г.Л., Шатахин М.Ы.).

7. Бункер для легкоповреждаемых грузов. Авт. свид.

А 603714. - Бюллетень "Открытия, изобретения, дршшленные образцы, товарные знаки", 1973, № 20. М., ЦШШИ (соавторы Турбин Б.И., Волкицд И.Л., Черншгов Н.И.). -

8. Бункерная установка для картофеля в корнеплодов. Информ.лиотш Орловского ЦНТИ Ä 29-75.

Бункер для картофеля заданной производительности. Информ .листок Орловского ЩТИ А 102-76.

10. Универсальный бункер изменяемой геометрии. Инфоры. листок Орловского ЩИ JS 16-76.

11. Рекомендуемые углы наклона стенок бункеров для картофеля. Информ.листок Орловского ЦЩМ ü 26-77.

12. К обоснованию конструктивных параметров бункеров для картофеля. - Тезисы докладов научно-практической конференции "Молодые ученые области - Нечерноземью". Орел, 1978 (соавтор Луганский В.И.).

13. К вопросу об оптимальном конструктивном оформлении перепадов между рабочими органами сельскохозяйственных шашн Тезисы докладов научно-практической конференции "Молодые ученые области - Нечерноземью". Орел, 1978.

)

©ВИСХОМ. 1979. ;

' * -S

»

Заказ te 523 Д51468 от 18Д-79 Г. Тирах 100 зкз.

127247, г. Москва, Дмитровское юоссв,107, БИСХСЫ