3.8.2. Формулы для расчётов

3.8.2.1 Расчет производительности картофелеочистительной машины периодического действия

Теоретическую производительность картофелеочистительной машины непрерывного действия рассчитывают по формуле:

где m – масса одновременно загружаемой для очистки порции продукта, кг;

t_з – продолжительность загрузки продукта в рабочую камеру,с;

t_о – продолжительность обработки продукта, с;

t_в –продолжительность выгрузки продукта, с.

Экспериментально установлено, что продолжительность загрузки в основном зависит от места подачи сырья и продолжительности засыпки его в мерную емкость. Оптимальная продолжительность загрузки составляет 5…10 с. Продолжительность обработки продукта в рабочей камере колеблется в переделах 120…300с. Продолжительность выгрузки продукта составляет 5…6 с.

Для определения массы единовременно загружаемой порции продукта или объема рабочей камеры машины общее время цикла обработки продукта Т_ц при заданной теоретической производительности можно принимать в следующих пределах: для конусных картофелеочистительных машин Т_ц = 160…200 с; для дисковых картофелеочистительных машин Т_ц= 90…120 с; для сменных механизмов к универсальным приводам с дисковым рабочим органом Т_ц = 210…240 с.

При проверочных расчетах производительности машин, когда объем рабочей камеры известен, массу рассчитывают по паспортным данным для данного типа картофелеочистительных машин по формуле:

где V – свободный объем рабочей камеры, м ;

ρ – насыпная плотность обрабатываемого продукта, кг/м ;

φ – коэффициент заполнения рабочей камеры (для камерных картофелеочистительных машин = 0,55…0,65).

где V – объем рабочей камеры, заполненной продуктом м .

Объем рабочей камеры картофелеочистительной машины рассчитывают:

- для дисковой картофелеочистительной машины по формуле:

- для конусной картофелеочистительной машины как сумма объемов цилиндрической части камеры V , абразивной чаши V и обечайки крышки V (см. рис. 3.8.2.1):

.

Рисунок 3.8.2.1 Схемы расположения продукта при работе конусной картофелеочистительной машины (а) и движения клубня в машине (б)

Вычисление объемов чаши и обечайки следует производить по формуле:

где D – диаметр рабочей камеры, м;

d – диаметр дна чаши или верхнего основания усеченного конуса обечайки (для обечайки за d с достаточной точностью можно принять диаметр откидной крышки), м ;

h – высота обечайки крышки или высота (глубина) абразивной чаши, м;

H – высота цилиндрической части рабочей камеры.

Расчёт мощности электродвигателя картофелеочистительной машины периодического действия

Мощность электродвигателя картофелеочистительной машины периодического действия рассчитывают по формуле:

где N – мощность, необходимая на преодоление сил трения между клубнями и абразивной поверхностью рабочих органов, Вт;

N – мощность, необходимая на подъем массы клубней в рабочей камере, Вт;

– КПД передаточного механизма.

Мощность N₁ определяют как произведение момента трения М_тр между рабочим органом и продуктом на угловую скорость ω_р рабочего органа, т.е.:

где n – частота вращения рабочего органа, мин ;

m – масса единовременно загружаемой порции продукта, кг;

g – сила тяжести (g = 9,81 м/с );

f – условный коэффициент трения клубней об абразивную поверхность (f = 0,8…1,3);

r_тр – радиус приложения суммарной силы трения (значение r_тр можно принимать 0,33…0,4D (D – внутренний диаметр рабочей камеры машины)).

φ_{т –} коэффициент, учитывающий, что в процессе вращения рабочего органа часть клубней находится в подброшенном состоянии и не оказывает влияния на создание сил трения.

Для расчета мощности дисковых картофелеочистительных машин значение r_тр следует принимать ближе к нижнему пределу, а при расчете мощности конусных машин – к верхнему;

Для конусных картофелеочистительных машин принимают φ_т = 0,5…0,6; для дисковых картофелеочистительных машин φ_т = 0,8…0,9.

Расчет мощности N , затрачиваемой на подъем массы клубней в дисковой картофелеочистительной машине, осуществляют по формуле:

где m – масса единовременно загружаемой порции продукта, кг;

g – сила тяжести (g = 9,81 м/с );

Н_д - высота подъема клубней, м (принимается равной полезной высоте рабочей камеры Н_д= Н);

n – частота вращения рабочего органа, мин. ;

z – количество волн на диске, шт;

К_ск – коэффициент проскальзывания клубня относительно диска (К_ск = 0,4…0,7).

В конусных картофелеочистительных машинах одни клубни поднимаются на всю высоту рабочей камеры, и располагая неизрасходованным запасом энергии, ударяются об отбойник. Другие клубни поднимаются только на некоторую часть рабочей высоты камеры. Поэтому в конусных картофелеочистительных машинах при расчете мощности N_2к использую формулу:

где m – масса единовременно загружаемой порции продукта, кг;

g – сила тяжести (g = 9,81), м/с ;

Н_к – высота подъема клубней, м (Н_к= Н+h);

n – частота вращения рабочего органа, мин. ;

К_ск – коэффициент проскальзывания клубня относительно диска (0,4…0,7);

К_ПД – коэффициент подъема клубней, учитывающий, что за каждый оборот рабочего диска не все клубни, находящиеся в рабочей камере, будут подброшены (К_ПД = 0,5…0,7).