автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Параметры и режимы работы роторно-пальцевой сепарирующе-калибрующей поверхности, повышающие эффективность обработки вороха картофеля

АЛАКШ1 Вл-з'С-р Мш.лковкч

ПАРАМЕТРЫ И Р1ЙКМЫ РАБОТЫ гаГОРНО-ПАЛЬЦШЙ СШАРйРУйДЕ- КД;ХВРУЬД£и ПОЙ гРХНОСТК, 1ШШЗССИЕ Г>КЖГ;‘ЖХПЪ ОЗРАВЭДКИ ВОРОХА КАРТМР.К

г.'ощ."шй!С.:'Ть 06.20.01 - йехйгГ.;е<'.ц1,л

.'■-"ъскгкозайсхЕонкого цроиг’иодоуйа

Лзторь-фарат Д1хо.ф1'?ц;щ1 ка соискание ученой степени каадиркт тохиячьских каук '

Сс-шта-Де№рбург -• Пушккч

Райо'а к.-,лоу.”*;а » Научно-г-хдедоиательском и проектам-те нологическом vsKcrr.i’yi'o механизации и электрификации сельского, хозяйства Нечерноземной аонк РФ и Калужском НИПТИ АПК в 199Z...1996 ГГ. . -

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Шабуров Н.В. •

доктор технических наук Шпор А. А.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Тулин Е.В,

Ведущая о'^’ей;йзация . - Калужский филиал Московского

государственного технического университета им. Н.Э.Баумана

Зашта состоится "ft" &/)/?€ S -f ISC'? г. в часов на заседании диссертационного совета К 020.59.01 в Н1ШТЙМЭСХ ИЗ РФ по адресу : 189625, Санкт-Петербург -Пушкин, it/о Тярлево , Фильтровское шоссе^З. '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Н/ШТЙлоСХ НЗ РФ. . ' ' .

Автореферат разослан "Y^-“ <sC Tci 1997 г.

вадьккв сг.иокенгы

\

Ученый секретарь диссертационного совета

Черсй Н.Н.

Актуальность темы. Послеуборочная обработка вороха картофе-м является одним из основных звеньев технологии производства >той культуры и поэтому значительно оаределяет ее товарное ка-юство. себестоимость, конкурентоспособность в условиях рынка. '

Практика послеуборочной обработки картофеля на имеющейся :ехнической базе и убираемого в сложных почвенно-климатических условиях Нечерноземной Зоны № указывает на необходимость повы-12ния эффективности функционирования технологического оборудовали,снижения материако-экергоемкости и повреадаемости кяубней.

’ Так, трудовые и материальные затраты на обработку вороха артофеля в условиях коллективных, фермерских и семеноводческих юзяйсгв составляют 20...30 2 общих затрат ,а отход продукции в >езультате поЕрекдения клубней до 25 У. исходного обьема.'

Поэтому настоящая работа направлена на исследование и соз-[алие рабочих поверхностей ротационного типа для сепарации при-!есей и калибрования клубней на фракции, обеспечивающие повышена эффективности и качества послеуборочной- обработки вороха кар-■офеля в условиях НЗ России, технологической гибкости и снижение .овреждаемости обрабатываемого продукта.

Работа выполнена по программа " Нечерноземье - 95 " 05.Р01. 4.01.06.И "Комплекс машия гибкой технологической линии для после-бсрочной, предпосадочно?; подготовка н отгрузки картофеля в спе-ул^изкрозепных я фермерских хозяйствах НЗ Роо'сии".

Цела исследований. ГГосызедре з-фективаосш процесссз селара-

пркиесе-й и кадиброгагш картофеля при ешкении повро:хдаеиос-

.1 КЧубНСЙ Г. МГ.Т6рКЗЯО-ЭЦЗрГСС)'.ЯСС9И уСТГ.СйС*Г£Г1, путей с^осиова-■'.иимап'них

.' ^пЬр острог п ремрдо работы' рогорно- пглъподой сбааркрувде-

1:02-? рх ьссг :■ •

С:>ьн;г :< К'^то ротс^ю-п^л:,

це вые рабочие оргалы для сепарации примесей и калибрования клубней,* совместно образующие комбинированную рабочую поверхность.

Теоретические и экспериментальные исследования проводекы в НИПТИЮСК НЗ РЗ и. Калужском ІШТОІ АПК, производственные испытания

• в ОПХ "Калужское" Кшг'жской области и Северо-западной МКС.

Научная новиана работы. Предложены зависимости и методика определения параметров роторно-пальцевых рабочих органов для сепарации присесей и (їаліібрования клубней на фракции. Установлена закономерность динамики взаимодействия роторов с обрабатываеш-ми клубнями в зависимости ої конструктивно-кинематических парамет роэ роторно-пальцевой •поверхности. Обоснована теоретически и под-тверздека тіпертантаяьно математическая модель процесса калибрований клубней на роторн^павьцевой поверхности, Установлена р&цкональиые параметры и режимы работы сепарируаде-калибрующей поверхности ротационного типа унифицированной конструкции, ісото-рыз реализованы в йаде комбинированной поверхности экспериментам Його Ыодуйя гиЗіСой телеологической лини», на которую имеется лоло-. интааьное.реавт» НШ'ГО К 5061248 о выдача патента.

Практическая значимость работы заключается в предложениях к разработка рабочих органов и конструктивно-технологической схемы сейерй&уждо-кадмбрухжпй поверхности роторно-пальцозой ’конструк ЩТА. Ресультаты испытаний іі ярогаьояствениой проверки &кс-пёримгнтааьйого устройства подтвердили высокую.работоспособность й эффективность рабочей поверхности при обработке пророскего я сильно ввсорейного пршесямя вороха картофеля но иескаяькйм твхйологйчасш4 схема», в т. ч. малооперациоиной, при этом поліг-ч Сейарзцки пріішвей составила Я8Х, точность калибрования 852, йойреиДазмсють іаубй&й не более 2%. Унифицирование рабочих органы» коійшіровшіной поверхности позволило снизить матёриало-энеогоемкость й общие габарит» модуля на 25% в сравнении с оборудованием анаяогичйой производительности.

Реализация результатов исследований, представлена в виде конструкторской документации, по которой на производственно-эко- ■ периметальной базе Калужского НИПТИ АПК и НШШМЗСХ НЗ Р5 изготовили экспериментальные образцы модула, провели производственные испытания в ОГК "Калужское" и Северо-Западной ЫИС. Производственные испытания проводились в 1994,1995 и 1996 гг. всего было обработано свыше Б тыс.? сорока картофеля, результаты испытаний свидетельствую!* о достижении постаялекой цели исследований-,

■ Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технически конференциях-, в НПО "Подмосковье" по вопросам вклада молодых ученых ь развитие АПК'"Нечерноземья" в 1993 г., Калужском НИПТИ АПК о научноц обеспечении АПК

■ области в.1994 г., ГССНйТИ о научно-техническом прогрессе а инженерной сфере АПК Россия в 1055 г., Калужском филиале МГТУ им. Н.Э.Баумана по вопросам создания прогрессивных ^ьхнологйй к машин в условиях ринка в 1995 г.

1 Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в т.ч. реыениз НИИГПЭ К 5061248 о выдаче патента .

Обьем работы. Диссертация состоит из введении, пяти глав, общих выводов и предложений, списка литературы и приложений.

Работа изложена на 164 страницах основного текста, содержит 42 рисунка, 13 таблиц, 17 приложений. Список литературы состоит из 110 наименований на ник 6 иностранных.

’ С0ДЕРКД!1КЕ РАБОТЫ '

Введение содержит обоснование актуальности исследований, цель исследований, связь с региональной программой научно-исследовательских работ. - Основные положения выносимые на. вадату и указание о новизне и практической ценности работы.

В первой главе *' С стояние вопроса и задачи исоледоьанвд" проведен аналитический обзор способов выделения примесей, конст-

рукций сепараторов и процессов калибрования клубней картофеля ка фракции, выяЕлены их преимущества и недостатки.

Установлено, что известные сепарирующие и калибрующие устройства (роликовые, вальцевые и дисковые) отличаются простотой конструкции, сравнительно высокой удельной производительностью и значительной интенсивностью динамического взаимодействия рабочих органов с обрабатываемыми клубнями, что не позволяет достигнуть снижения повреждаемости картофеля. ■

Анализ работ ученых Верещагина И.П., Глухих Е.А., Мадепу-роМ.Е., Колчина Н.Н., Петрова Г.Д., Сорокина А.А., Шабурова Н.В. показал, что на эффективность процесса сепарации примесей значительно влияют физика-механические свойства почвы находящейся в ворохе картофеля и функциональные способности сепарирующих рабочих оргаггаз. Исследованиями.Верменка Я.И., Шабельника Б.П., Шабурова Н.В., Скурыгина И.Н..Остроумова С.С. выявлено преимущество ротациолных и кулачковых сепараторов при обработке вороха корнеклубнеплодов с значительным содержанием- в примесях тяжелой суглинистой почвы повышенной влажности. Тагасе установлено, что рацио-

■ ишэко& сочетание конструктивных и кинематических параметров ро-

■ да .

?о£сз позээгает сййЗ’.'Ль повреждаемость обрабатываемого продукта.

В рэзудьтате гшадиза сепарирующих устройств, выполнена клас-рабочих органов ротационного типа: по конструктивным щшгнагш, абгспочзнкз режима перемещения обрабатываемого продукта и- Ешолйяеиык технологическкл операш1ям. -

■ . Анализ прсцессоз калибрования показывает, что точность раз-

деления кяубзей на фракции сущэствувдими устройствами не прз-БВШ5Т 65%, что нже теоретически возмогшой для основных сорте..-. кар?сфелл находятся в пргделах 73. ., 80%. . - '

Это объясняется нераномерной подачей вороха картофеля на раб< чую поверхность и- тем, что калибруемым клубням не обеспечивается направленное сриентировашт в отверстия. ■

Анализ со:л синаи вопроса покй'ЭЫЕает, ч*о фушсцасналькыб воз-мскностн ротационных устройств недостаточно изучены и раскрыты.

Для иеььеад’д объективности процессов сепарации примесей и калибрования гдубнс-й и содхеция ил повреждаемости необходимо послед ойати и обосновать параметры и рекшы работы роторно-падьце-ео'л сепаркрувше-калибрующей поверхности.

Основные задачи исследований:

- исследовать закономерность рассредоточения клубней и сепарации примесей при безотрывном перемещении обрабатываемого вороха

- определить конструктивно-кинематически» параметры калибрую-цей поверхности ротационного типа, обеспечивающие направленное

оркеатироиаи:^ клубней в отверстия целевой формы.

- исслгдсеато асагл’одекстлИ'З роторов с обрабатываемыми клубками.

- гспертодгельвэ подтвердить положения теории, определить ра-циоиачькыг пярамзтри и рс-шкы работы сепарируйте-калибрующей по-ьерхностн, провести производственные испытания, определить зколлу-атапло!;':::!-) ,!~-кг.з''гели и экономическую эффективность устройства.

Во ьгерсй гд-шч " Теоретические исследования" изучена динамика ьзы!г<о^о,'!сг.‘яя глубней с ротораш, определены параметры КОНСТРУКЦИЙ сйсаруруюцих калибрующих роторов, а также режимы угдо-1-.о'л скорости из уелзши неноврелдеюм картофеля.

йссл-здозан процесс относительного перемещения клубней При ' рассредоточении по поверхности ротороа без подбрасьшания.

Опрсделеаи условия для направленного ориентирования калибру-1ия №'0:{ей в откерсткл, установлены основные конструктивные и |-.,:.<С'ют; чеекке параметры каикОрующей поверхности. •

11.0) •.' г1чески. 1К после ?оваяиямй выявлено, что снижение поврек->, к .о при обработке на ротационных устройствах еозмохно

и, .: иллчонил динамического ваайморейсигвия рабочих органов с

;> ’/скхочоцкд т заземления. Поэтому преш^утестиениш при

п::"."' •..•'-•'Л'.тт к-чтефелд, иьляетсй ре«км безотрывного

(перевалочного) пєр“иелгнал клубней по активней пог-ч-'Н л роторов. 'с*^іег;п-:г:ііо? мпкш^нуе гроаессоз сгласдчки nr;'!--: .-.‘і: я г> либрования карїс-ф-ла при безотрывном перемещении вороко. по ротнії;, онной поверхности можно обеспечить, если параметры рабочей попер;; пости роторов будут иметь определенное соотношение с ра& мерно- КУ: совыми характеристиками обрабатываемых клубней. При установке роторов калибрующей поверхности с отклонением от продольной сои килевых отверстий возможен направленный поворот клубней в отверстии, в результате смецения центра масс относительно точки оцоры с поверхностью пальца ротора.

-Для позшения эффективности послеуборочной обработки воооха картофеля и снижения псьрежд&здсс'ги кгуґ-и^й разработала ноше ро торно-пальцевнг рабочее оргаяу длл секарацли принесен (Рп;Л) и калибрования• клубней ка фракции (Рис.2), укк&іайровашгай констругс;;

Основываясь на изложенном, параметры и ре.т:а;.ы работы прожженных рабочих органов должны обеспечить :

- перемещение клубней в слое сепарируемого ьорсх'< к рл'/ор'/до:.-’-чекие по длине поверхности без подбрасывания,

- транспортирование клубней ко роторно-пальнувой г.овер.-;і.'х:тк в безотрывном режиме,

- исключение защемления обрабатываемых кяуоней и сораоы;.-р|^.л примесей в месте перекрытия между пальцами роторов соседних r-:vi-;’

- ориентированный поворот калибруемых клубней длинной ось» соида вдоль целевого’отверстия, для ускорения их пркмерпванк/-;.

Для относительного перемещения клубней е ело!- :.г-н:,рир вороха при исключении их подбрасывания, значение диа^егра . -кости ротора £)р. находится из соотношения £)Р ~ ^ср/2. >

средний размер обрабатываемых клубней. Ячеистая ферма поверхности ротора должна обеспечить устойчивое перемещение клу^к-';'; г.

■ . '■ (* безотрывном режиме, для отого длина стороны ячейки І о;;реДг:-.:;;.;іі- -

513 соотношения S- , где Средний размер ' 1-аViiiH '% /Гі:,/,:

: ■* р<

: с

, ч і N \{ \Ч'Ь-Дд^

1>:Ч

ччу^ JU

VtfZrrsXf'-'-l U .... /< ^ j

/ V І

' ,л «А/1!

N

ГПФ-^Х

//yr—-%K£T)-j Х~Р^\ TT ( ^ \ ЧЧЧхЧ^>г;/ iX?L чалйН

\ і/ Л'\ Ч !

N.

/їУ>‘

L....''.....

! р

.vropj длч сліараши; і;р:а!есеа к схеми сил действующие ни г'г.енг, при п>»}»еме;іеіши1 и ььАбылении меяяу роторами $«. £1

' Ч /I V ^

V7fVA/?Wa

A I/V/ \ і/ \-

Г-*Кц£

ч. ! /г

і / ^4-^Гу:рП _ (

'і/! V йЧУ“У

\ I Л I—/ \...

t'-.-.w;; д!,д i-a-n їровйнии n.'ivdiv'-il їм *.г,ьшиа и о лома

*■ <, (■ ■. V. Jil G'i'ivOCVt’:’ 'О IЦ. piVti^c ІіЧ~ hVSyulfH Uj .

Фракции. Колкчестьо нчеек<падьцс?ь) нг. павчрхкосги ротора /7 Находится* из выракенкл /2 - У Угол сектора НОЕ, вь'чслек-

КЫЙ дугой ЯЧвЙКИ.(РИС.1) В ренультате расчетов ОПргДе.ГЛ'а,! ОСНОВНЬК параметры ротора &р - 0,2 и, / = 0,04 м, П. = 12.

Для устойчивого транспортирования вороха г.о ротационной поверхности и поглощения части кинетической энергии перемещаемых клубней, ячейки образуются упругими пальцами с прямой йормой рабочей грани и определенным углом наклона £ против направления вращения.(Рис.1). В месте перекрытия-роторов, соседних рядов при установке в шахматном порядке, пальцы образуют угол раствора^ .

Для выталкивания клубней и других компонентов вороха без защемления и повреждений, значение угла ^астсора должно удовлетворять условию, •

(1)

где С0~ угловая скорость вращения роторов, рад/с; Р, - сила приложенная к киубню со схорони пальца ротора 0А Н/м; П1к - средняя масса Клубня, кг; р0/1~ угол начального положения пальца ротора в' момент зажатия клубня; У - 'угол трения клубней картофеля по резине; д. - ускорение.свободного падения, М/с.

В соответствии установленному вначению угла раствора из условия П) выбирается угол наклона пальцев Е .

На рис.З представлена зависимость угла раствора от кинематического режима роторов,где 1-зона безотрывного перемещения клубней, II- с частичным подбрасыванием.

30

80

/И/ \i\l\

г 1 " / / / / / \Г\К

7 \ |\ \ \ //' \ ;Ч-

/ \ ! !\ \

Ч

<4^

■ Рис. 3. Зависимость угла раотво-

ра^ от угловой скорости роторов 1.0

Рассредоточение клубней по длине роторно-пальцевой поверх-

■юсти путем относительного перемещения без подбрасывания будет троисхсднть,если сша реакции поверхности нижнего слоя клубней с зерхикм Л)приблизится к нули,(Рис.2) то есть выполнится рсзенстро.

j/'z rnKgCosj -тк jz -о.

(2)

где р - расстояние от центра Еращения ротора до цеьтра илер-^ 1

ши. клубня верхнего слоя, м; угол определяющий положение клуб-

1.1 верхнего слоя з начале относительного леремецегия. '

При выполнении условия (?), величина относительного иеремеад-ш клубней верхнего СДОЯ <S#0 определяется из уравнения, '

f _ *-&<> <Sxn

йі - - ~Y > C3J

,t VKO ■* Ум г, .

где tit,7* переносное перемещение клубней низшего слоя в кчсй-

ах ротора; }/к/}- переносная скорость клубней никчего слоя; ~\fKi-тноситедьная скорость клубной верхнего СЛОЯ; йІ~ период времени.

Скорость перемещения клубней по рабочей поверхности роторов удет складываться из перекосной і4/;н ячейка:; рогсроз и ототно-ительной при рассредоточении. Для исследования относотель-* ' . ого перемещения клубней, разместила систему координат ХОУ а цент-

о мзсс клубня 0/(РисЛ), тогда на пего будут действовать: сила грести /Тт^сила трения Лг , цектробгкяая сила инерции Лц , ориолксова сила инерции Fk. и нормальная сила реакции пальца у/.

. Исходя из условия относительного перемещения клубней без под-эасывания, приняли „/!У- 0, и IJ = const, тогда діффереициалмгое эазненпе движения имеет вид,

2ь)/Ґ-сЖ --//SwQi-BCosot-j\u2f)+Gz£, "•>

л

где г - коафілциент трения клубней по резине; A.B.D.E -^ффициенты уравнения. Постоянные интегрирования определены 'И L =■ О, А' = О, /Y = 7j£" где 1^” - начальная скорость-клубня. ДиіІфоренци&п.ьное уравнение (4) решено по методу предлолен-

<д~

где ''Рок " угол начального положения клубня;- расстояние от центра вращения ротора Ог до центра инерции клубня расположенного в ячейке. В результате решения правой части (5) получено значение^ -5,3 рад/с, выполнял условие неравенства приняли^- 5 рад/с Перемещение !?алибруемого картофеля ка поверхности одного ряда, роторов, определяется углом поворота ротора/^ т.е. периодом Т времени в течение которого необходимо обеспечить максимальную ве-

роятностъ выделения соразмерного отЕерстки клубняУ"Выполнение данного требования возможно при обеспечении направленного поворота клубней для расположения их вдоль щелевого отверстия при калибровании па их толщине (Рис.4б).

Дифференциальное уравнение поворота клубня при смешении центра масс О/е относительно точки опоры с пальцем (Рис. 4а) имеет вид,

2а , <©>

~ / . . где и. - длинная, ось элипсоида клубня; о - средняя ось злил-

совда; радиус инерция клубня относительно точки опоры. 0% .

В результате‘решения дифференциального уравнения (6) подучена еависимость (7) для определения смешения роторов д С которое соответствует вначению , Обеспечизавщее поворот клубня В;, щелевого отверстия за период перемещения ротора на угол 1С/

В третьей главе. "Программа и методика экспериментальных исследований" изложены планирование исследований, методика проееде-

(Й.К-Л.I

5, Схема экеяерименгального образца модуля

для послеуборочной обработки вороха картофеля.

нин с;:и'::л', крслзтли’.с:; ооъ-.ку ;.оо:;е,ис1зал:ий,>::;ь;ер;пе^нь!о приборы.

‘Програ^о^ Лс.:ор:.тооно-по.:е1.1,1Х опытов пре^уа^репо: разработать иого;с^ть ^когэрлмсакос устройство с 0гнарируюде-к&якСрусцей исслс^о^а?;» с;:.и Еза;-^одойств.:я рото-

ров с кл/Сжкк; олр.>гл/::г‘, о:;<ректиы;оств сеиараипи примесей при бе3031-риЫ!Сд. поре:,10^,11.;. ЬО"С--:ч,^ЬЛЕИ,ГЪ рс.ЦЙ01‘аЛЬНьХ' Параметра и peKiir.ii; ра£оть: ссг;£"атс;}.и; ::сс.-л-довать процесс направленного ориентирования кг.убией, изучить ау/лия) соноен;,;* факторов на процесс какйброваяаи. у сгаиое.1 гь рацкояйл.-'Ш'? "< >•:;-*гры к режимы устройстьа В произЕСДСТЕгнних услоьилк пл^::с'-оьа.я.и кедсдокать работооиосоо ьость модула с сепаркр'/|Гуе-^Л15ру»цсй поверхность» и согласованность ее ф/квдюнироьаш;*, спре/.е-л^ш эглалуатацпонкЕ/о з-.арактврио-

ТККИ устройстьа При КСПОЛЬСОЗаКИХ 13 СОСТОЙ •технслогичйской линии.

. . т,

Экспериментальное устройство (Икс.Ь.) предстаелйчт соСсл модуль 11а раме 1 которого смонтировали: иотор-редуктор 2, унифицированные рохорно*пачьцеала рабочее орган,.;: дЛя сепграц.ш приме-сей 3, (учаотс.ч I) л калибрования клубкей 4 на четыре фравди (участки II, III, IV), загрузочного Б и ьигруапых транспортеров 6.

Для определения скл динамического взачмо,действия роторов с клубнями разработали кетодлку и приспособление ДЛЯ ТйрИрОКШКа теньо-ротора с использованием тензоизмерителъаой аппаратуры ИНД-и Исследование направленного ориентирований катеЗруекых. клубней проЕели кеходом кзучетм ьидоозаппоа процесса каниброышия.

Лабораторные опыты били подготовлены,постелены и обраОотаны н соответствии с ГОСТ £4026, ОСТ 10.3.5-87, пройззодсгвеи’аш ИС1«*йъ-НИЯ и проверка ПО ГОСТ 24065-68 и ГОСТ 23730-68. '

‘Представлена методика планировали»! ьногофэ:-;гормого окелери-4

ыекта типа ВФ8 5 с центральным ортогональным кэмшаициокььм ала ном (ЦОКП). Результаты обработаны мегодами >,(атеистической тики на ГйЕМ ао программе БТАТЕКАРНЮЭ. -

В четверто;'; гл;зс. "Зйсларийектадьпь* исследования" на:’.о.г.-1;|1

результаты иссл-»до»:ания н лелоуатсрпо-польвих :: кг^'ггдм гисн’п.'ч

УОСОЧНЯХ '

Для проведения экспериментов ксг.ольос’лади ворох клри'.л'лл с ьетстсучгдий убир-чоуо/у й глагяих почЕвш:о-г~".йу*.ткиос1:!;ч уг.,госк.:.\

НЗ России, а тгкхо поел* хранения ъ буртач к нврЗсрудоЕзт:*. хранилищах с ссдерасаиием пршеснй в ворохе до 35 X при влгжгаста ::5 х.

На НС'рЕОМ этапе исследовала вероятность ИОВре^ЗКИЯ 'Жртп^еля методом тензом&трирования см вз&жодействия. для этого предвари- ' тельно выполнили тарирование тэнго-ротора по специальной к-.отопи:;о.

Гра&ик деформации пальца от прикладываемого усилия имеет .’шейную зависимость вида у » ах. ■

’ В результате исследований выяЕЛена область рациональных Параметров и релимов работы сепарирующе-кял1!5рукц;ей поверхности: г.сда-ча вороха 2,8... 4,5 кг/с,перекрытие роторов соседних рядоз '0...

20 км, угол раствора Епазьны 85...£0Г угловая скорости рстоооз

5...5,5 рад/с при которых значения контактных ньпрлхеаий ВЗаЛМОДеЙСТВИЯ роторов О клубнями Ив ирвЕЫШШТ допустимых 1...

1,2 Н/му* что свидетельствует об исключении ЯОВрО.'КДеПКЯ клубней..

Исследования сепарирующей способности пальцевых роторов при [) °/в безстрыЕКом перемещении вороха _

показали, что при подаче вороха картофеля 2,8. .'.4 кг/с, угловой ”

У* / /\ \ГЧ. | .

/ кя \к

/ % Ии '• К

/ ■|£П П

1.^! !

скорости роторов 5 рад/с на длине рабочей поверхности 0,53 м,

ССОТВеТСТЬ>'В'ДИе определенным теоретически , полкота .сепарации примесей состазкла 98,2 %,

ОТО спидотольстзуег о ВЫСОКОЙ сф- Рис.6. ЭаЬЙС1;мОСТЪ полноты се-фективности работы сепаратора ; пародии пркмасей от угдоьой ско-п;>и безотрывном перемещении - ростк вращения роторово/и подачи ^ щюп». по поверхности рзтороз. На рис.6 гредстазлена-:<“рак?з?кс-

Ч 5 в ЦМс

;cv. ,'i ;■;.•( к г;:

JvH-’C'ifi К-Л Я..») С- 'У' ч. \ \

иО;Г.:, Л^УОЧ^ГС Ь ОТ^и*. : К-;:.'1 iV; ■ .'.п ■■ . . v; ‘,

рсь.-сл:.с; :.v> ул тслгу-^'.

Уа.сл\\\2с,гЛ\'АА i.Si'Aih'"? • i ,W - л*л-s- й.**-

‘Л'К ОТЬб'рС Г Я л i‘a - Л * 1-а ' -' К /Л;

ivr>6».v- п г.;'Оъ^лл п; :•■ и^до.и^ип: С '■> л 0.,'. i .

I.-,ах углогсЛ схорост.-. <*, г>, с ijr-./с. !, ".i -• v

j;OiiO, [;ри i i) - jo.../,o I'i’-i :;,У- . ■,* i

тирсьлшя к i;p.u.'opL-:b^:>b; i;.! 11 ото^ч or-i- <, ><■:•l;- i:

го попорота сэл[:ат;у:о.“ь с О,Z с до 0, i ччо cl- \;l ч: ■; > .

выделен!^ за плриод поворота povopo-u 5,.•• -л 7i = iо-.

Для оп'Лтаиьйци;! napiwaTi-'oa и релн^.оь г*л.£рук;цон

реа/ксюнади план Бокса-^енкияа т/.па Ъ'ь обхает» Одо&юи . аЦ*.-.

парной в ita'iecTi-e критерия сцеихи ярюшк точность кш.1'о;'.Ц‘А;и/|.

Украшиомиз Сактори и уровки их варьирования Таблица ь

Факторы IЕдиница! Козоьое! Уровни кода i

. 1измере-1 обознд-) и деленные значении I

ШНИ I чецио' t— ---------------------------------------------*--

I I !Нкжнйй-1 I Ну*?Еой-01 i !

Подача вороха, (j-

Пэре ирье /гие рзгоров, йЯ

■ Угловая ' скорость, U)

Размер калибрующего 01'Вер-епчга С

кг/с

1.И

рэд/с

М!Л

X

1

к

г, а

10

:},4

Результаты рвэдидшнк ысша обр^о-лии ь»

У,4г ?- ■’ "I!.';Л r.L!,';M tiiU ‘;

v 11 71,!' - о,DC.-VX - и,?!34.К - 1 .C'iiK ■>

1 и ;»

О

4

•Л X У. + 1 , '!йл X -V.',::'./ X

4 ■ *> •: О < ?■

/ \г '■* ^‘л:ое:ъ ’'Гггилотн к.чч- ч;.!-,,

‘■Г '.’.Ч Г Т'Ь У. ^Г.'Г С'.СЗ: А - 11СДа<Р1 .вороха, X -- ПС'^К-.-Г.КЧ Р'У.оррН,

•. согрс"/. роторов, К,,- размера кляиЗДпглго от'-оггглл.

/•"••.•••Л'.ткас'гь пгсворкгк по кри:еота СГ'к, р'-счет^ое

Кч рая го 0,4. таблично?, при услосяи 5 % урор'.чт у,-:#Г'-'.сс'?н

2,0, сл-’;;с:!;ат“лъчо модель адекватна и срлс-мле:.;-? для ку/чоккя.

ксгу’И'нг.я V. алагааа степени влияния 4ач?орог» & ,^/?, £•<* 1\С

г-1 гт.:;к'рс::-ач;м построили :ча’ ]ПР[-М поьерхкосг;; с:.-у/.:::?.

?л;,/:«'рп;е с.-чс-яая. Анализ учений показывай?, что и^гОол.-р еша-

тпаг.г'О^ечст?.’,;'? орасывг.’от пары фаотосов (X , К ) (Г/с.7)

' 1 Е

:: , К и X ,Х ясекмучостзеино а области нулевых точек, го/ атом

•<••' О Л * '

• * А *>.

точность кгиябрсгзнга ссстаг/ла 72Х при теоротчг-’есж зогмс-зи::.*;

принятой вибэрки гороха кертофэля 74%. ’

Лля йсслог.свачий со г местного взаимодействия всех йакготеп X ,

. ' 1

Г. , X , К у. оптимизации эн&чснкй управляемых фястсрои, использо-

!: Я 4

.-<ето;; нелинейного программирования и реализовали гадачу. на

;;КтМ 1,-ри эжшаи целевой функции 71,89. В результате реыекгя

/

■ -л -чл получены значок,»: когагиекмых векторов X * «-С.И,

1 .

’ -у,С\:,2, К - -0,15, X «« +0,143 на основании ноторы опоедедэяы .? .'•! 4 ' '

• .'ггллровачиУ-г параметры и режимы работы кзлкбружцей поверхнос* •

-к-/;-- 10 т,(»)= 4,3 рад/с,С = 43 мм (средней фракции)

> ■ •

!',:о-!г<ЕС-.-;сггонн-гс ксследог.агая модуля с сепгрир'/сгде-калибруа-,':сГ: *<■,прочностью показали высокую эффективность к качество обработка гороха картофеля при выполнением полного цикла сперш&гй: сепар?*-”.'и юхнууЛ, вкд-'ления (ЬуралсаСклубной массой до ‘85 г) 11 калнброга-н.м :> >. три угции, прсинволительность устройства составила В... п.лг.оч’а С1‘иг’:,Х'.и;у, примесей 7,, точность калибрования

■ к!1о; р'^лр(:ч;! иуСнеи но чроснсили Гс« у сорчо-

FJ О *4. • К>

|0.!

рационной обработке вороха без калибрования производительность составила 10...14 т/ч на ширине рабочей поверхности 0,7 м, что соответствует удельной производительности ротационной поверхности отнесенной к 1 мгв пределах 4...6,5 (кг/с)/м! •

Технологическая гибкость устройства обеспечивалась возможностью регулирования параметров щелевых отверстий сепарирующе-калиб-рующей поверхности в пределах,позволяющие на каждом участка выделять любую из четырех фракций, а татасе образованием проходов между участками для выполнения малооперационных схем обработки вороха.

Сепарирующе-калибрующая поверхность при подаче вороха 4,5 кг/с функционировала устойчиво и согласованно без .сгруживания клубней их застревания в отверстиях, налипание почвы ка поверхности роторов и на боковых стенках калибрующих отверстий отсубтвовало, ' Оценка экономической эффективности использования модуля по результатам производственных испытаний в 1994, 1095, и 1996 гг., при общей обработке более 5 тыс.т , показала, что средний годовой экономический-эффект составил 3600 тыс/руб. в ценах 1995 г.

Удельная материало-эпергоемкость устройства снизилась в сравнении с оборудованием аналогичной производительности на 25 %.

Уменьшение габаритов мобильного ыодуля позволило использовать е,го для обработки вороха в закромах, исключая при этом дополнительные перегрузки и транспортировку, а такко в условиях фермерских и крестьянских хозяйств. . ■ .

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ •

. 1. В результате исследований выявлено,что новые роторно-паяь-

цезые рабочие органы для сепарации примесей и калибрования клубней, образующие комбинированную поверхность, обеспечивают удельную производительность 4...б,5 (кг/с)/м',технологическую Гибкость, наработку на отказ не менее ООО ч,снижение повреждаемости клубней до 2%.

2. Предложены зависимости и методика для обоснований, пзрачет-

ров роторов сипар^руызе- лакиЗрукидай иоверхиссхк на оско

йаі;й5: которых определены р&циокайлше гкачения: диаметра, роторов 2^» - 0,2 м, количества псіліцоь/і 12, угла наклона' (против вращения) раЗочей грани падь:# £ - 45° о прямой формой’ грани для сепарации пр;».осоі.й л с4.орі;чс-сьой б дьух плоскостях яли каадпроваиии клубшм, перскри'їин' ротсров ссседочх р;гдоБ /і/і- 10. .. 15 мм, предел регулирования Кадкгруэдих'й-гагрс?їй £0.. .80-ш," количество рядов роторов на'ка.*дск уча-л йе ксмбйьпроьаякой поьерхкости - 3, • <і .

з:"На сойоьанйл' исследований динамики Е$аймодействиз клубней с роторгда ус?Ні:си.с-г.а закономерность их' ііеремешшм по роторно-пдльцэбой"поаерлностй'и 'определено, что' угловая скорость роторов - 5 рзд/с обеспечивает ьффектішюе рассредоточение клубней по длине поверхности без подбрасывания" и ''повреэдвиий'.

4. Смеэдние ротороа относительно продольной ОСП кьдиоруйще-ГО отверстия позволяет осуществить направленный поворот клуоней и сократить время ориентации с 0,3 а до 0,1 с . ■ ’

Предложена и реализована методика тензометрир^ааниа с-ил динамического взаимодействия роторов с клубними, результати исследований показали, что ьтчаит контактных наприаеьиД не превышают допустимых - 1... 1,2 к/мм* при функционировании роторнопальцевой поверхности в области рациональных імрамотров и pe.iua.oi ’ ., 6. Математическая модель процесса калибровании, и рееулм'аты

ео оптимизация методом нелинейного программирование позволили ре-

комендовать основний параметра и режимы работы казибрущви нове,

Н0СТИ! • '

- длина поверхности для выделения четырех фракций - 1,6...1,7

■ “ угловая скорость.вращений роторов - Б рад/с; .

- перекрытие роторов соседних рядов - 50.мм ;

•• ■-* смешение роторов относительно продольной оси ОТВОРСЇИЙ дії

выделения мелкой и сродней фракций 10... 15 ИМ, крупкой 16. . .125 М.

■- подача вороха картофеля 2,2...3 кг/с;

Указанные параметры и режимы ойеепечиьа-от точность калнороьа-

НИ:! 1СД', Оно;'! На ;&>ахЦК1< В ПреДЗДЛЧ УЪ...&>/,.

- V. ГОЯОССЙ ЗДСНОЧИ’ГССКИЙ Эу^екг ОТ 6Н*£РЗКГ,:: устрг':.:':рл С О.-парйру.ог-.е-г.злкСрук.аей поверхностью составил 3500 тис. руЗ. I ц^пах 1995 г. Материале-энергоемкость устройстса смпклазь до £0 кг/у'.'/'и И 0,03 (кБТ/Ч)/(Т/Ч) . .

Основные материалы диссертации изложены в следующих работах:

1. АЛАКЯН В.М. Повышение эффективное':;*. послеуЗ'-хочнои доработки картофеля //Вклад молодых учёных в раязотке агропссмглт1 ьнох о комплекса Нечерноземья: Тезисы докладов научней конференции.- М.: КиО 'Подмосковье” , 1й93. - С.45.

2. АЛАКИН В. М. ,■ Зайдкков Г.Ф. Разработка'линии ела послеуборочной и предпосадочной сОработки картофеля // Нгука-агрспро-мышлекному комплексу Калужской области: Тезисы докико* научнопрактической конференции.- Калуга, 199-1. - С.15,

Б. ЛДАККН В.М. Обоснование констэуктиикн/. к кикекитич^ских параметров ротационной калибрующей поверхности для клубней кар- ' тофеля //Научно-технический прогресс в мкенеонон сфере АПК России: Тезисы докладов научно-технической конференции.- V.,:

.ГОШТИ, 1&95. - С.82.

4. Шабуров Н.В., АЛАНИИ 3.М.. Обоснование парамотоо? рота-

ционного сепаратора для отделения примесей при лослеуоорсчкой оОработке картофеля //Социально-экономические проблемы управления производством, создание прогрессивных технологий, ко.четоук-ций и систем в условиях ринка: Тезисы докладов иаучно-технической конференции,- Калуга. Калужский фклигл МГТУ км Н.Э.Вауыака, 1995,- С. 179-180. ,

5. АЛЛКИН 3,Ы., 1!!а0уров Н.В. Исследование работы роторио-

падьцееой комбиниоовакпой поверхности .для отделения гтримесей и каг/босвакид картофеля //Технологии и технические средства мэ-ханиоксюванкого пооиззс&ства-продукции растениеводства и .чиготно-годстса в Ксчернозэкксй зоне России: Сб. каучк. тр. - С.-ГО: гЖГИмЭСК Н5 , 1035. - ЗыП. 55. - С. 50-57. •

6. Положительное решение о выдаче патента по ззяЕКе . .

5061243/13/С41 £05. Линия для послеубооочной ч предпосадочной

обработки картофеля. (Дат. АЙАКИН 8.М. к др.)

ята шэтхимзех из гу.<- за' таз5. 80 гсз?г.