Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лекция 5

.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
166.14 Кб
Скачать

Лекция 5

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТРИЕРА

5.1. Назначение и классификация триеров

Семяочистительные машины производят разделение зерновой смеси по всем параметрам: в аспирационных камерах – по парусности; на решетных станах – по ширине и толщине частиц. Остается один параметр – длина.

Триеры предназначены для разделения зерновой смеси по длине.

Существует четыре типа триеров, в которых ячейками отбираются всегда только короткие частицы: дисковые (рис.5.1), лопастные (рис.5.2), ленточные (рис.5.3), цилиндрические (рис.5.4).

Рисунок 5.1 Дисковый триер: 1 – лоток загрузки; 2 – ячеистые диски; 3, 4 – лотки выгрузки; 5 – отсекатель

Рисунок 5.2 Лопастной триер: 1 – лоток загрузки; 2 – лопасти с ячейками; 3 – приемные лотки

Рисунок 5.3 Ленточный триер: 1 – желоб; 2 – ячеистая лента

Рисунок 5.4 Цилиндрический триер: 1 – цилиндр; 2 – ячейки; 3 – желоб; 4 – шнек вывода коротких частиц

Наибольшее распространение в сельскохозяйственном производстве получили цилиндрические триеры (рис.5.4). Они подразделяются в свою очередь на овсюжные и кукольные (разница в размере ячеек).

Работа триера заключается в следующем: семенная смесь загружается в цилиндр и при вращении последнего начинает распределяться по его днищу. При этом любые частицы западают в ячейки и начинают затаскиваться на определенный угол. Короткие частицы поднимаются выше и выпадают в желоб 3, в котором находится шнек для их вывода. Длинные частицы при повороте цилиндра выпадают из ячеек быстрее и скатываются на дно, по которому движутся до выхода. Таким образом, смесь разделяется на короткие и длинные частицы.

Рассмотрим теоретические вопросы определения углов затаскивания частиц.

5.2. Определение угла затаскивания частицы, находящейся между ячейками, без учета центробежных сил

Пусть триерный цилиндр радиусом r вращается с угловой скоростью ω. Внутри цилиндра между ячейками на гладкой поверхности находится частица массой m. Рассмотрим силы, действующие на эту частицу и обусловленное ими ее поведение (рис.5.5).

Рисунок 5.5 Затаскивание зерна, находящегося вне ячейки

Вес частицы будет прижимать ее к вра­щающейся поверхности и, за счет силы трения, частица бу­дет увлекаться во вращательное движение, поднимаясь на какой-то угол α. В этом случае на частицу будут действовать: сила веса mg, которая разложится на две составляющие: mg sin α — стремящуюся сдвинуть частицу вниз, и mg cos α — прижимающую частицу к поверхности цилиндра и вызываю­щую силу трения F, которая удерживает частицу на поверх­ности.

Угол затаскивания α определяется моментом равновесия частицы, когда удерживающая сила станет равной сталкива­ющей:

F = mg sin α.

Известно, что

F = Nf = mg cos α • tg φ,

где φ — угол тре­ния частицы о поверхность.

Тогда предыдущее равенство примет вид:

mg cos а • tgφ= mg sin а

tgφ = tga;

α = φ

т. е. угол затаскивания частицы, находящейся на гладкой ци­линдрической поверхности, без учета центробежных сил равен углу трения частицы о поверхность.

5.3. Определение угла затаскивания частицы, находящейся между ячейками, с учетом центробежных сил

Если учесть еще центробежную силу инерции тω2r, дей­ствующую на частицу (рис. 5.6), то равновесие частицы определится уравнением:

mg sin α1= F.

Рисунок 5.6 Затаскивание зерна, находящегося вне ячейки (с учетом центробежной силы)

В этом случае сила трения F будет определяться двумя нормальными силами — составляющей силы веса mg cos α1 и центробежной силы тω2r :

F = (mg cos α1 + m ω2r) f

Тогда, объединив обе формулы, можно записать равенство в следующем виде:

mg sin α1= (mg cos α1 + m ω2r) f

После преобразования последнего выражения получим:

mg sin α1 = (mg cos α1 + mω2r) tg φ

Умножаем обе части равенства на cos φ:

g(sin α1 cosφ - cos α1 sin φ) = ω2r sin φ

После преобразования последнего выражения получим:

sin (α1 – φ)=

Принимаем выражение = k - кинематический показатель работы триера.

Тогда угол затаскивания частицы, находящейся вне ячейки с учетом центробежных сил, запишется:

α1 φ= arcsin(ksinφ)

α1 = φ+ arcsin(ksinφ)

5.4. Определение угла затаскивания частицы, находящейся внутри ячейки, без учета центробежных сил

Ячейки в триерном цилиндре изготовлены штамповкой (рис. 5.7). Форма и размеры ячеек определяются размера­ми и установкой штампа:δ — угол постановки штампа к поверхности цилиндра; ε — угол конуса штампа; γ — угол наклона опориой площадки ячейки к радиусу ци­линдра.

Рисунок 5.7 Образование ячейки цилиндра

Рассматривая действие сил на частицу, находящуюся в ячейке, без учета центробежной силы (рис. 5.8), можно определить момент выпадения зерна из ячейки.

Рисунок 5.8 Затаскивание зерна, находящегося внутри ячейки

Он опреде­лится равенством силы, сталкивающей зерно, mg sin φ1 и силы трения mgcosφ1 ·f, удерживающей зерно в ячейке:

mg sin φ1 = mgcosφ1· f

где φ1 – угол наклона опорной площадки ячейки к горизонту в момент выпадения зерна; f – коэффициент трения зерна по материалу ячейки, f =tgφ

Из последнего выражения легко определится угол φ1:

sin φ1 = cosφ1· f

tgφ1 = tgφ φ1 = φ

Еслиугол затаскивания зерна обозначить через β , то их треугольника АВО этот угол, как внешний угол треугольника определится следующим образом:

β = φ1 + γ или β = φ + γ

5.5. Определение угла затаскивания частицы, находящейся в ячейке, с учетом центробежных сил

Рассмотрим поведение частицы, находящейся в ячейке триерного цилиндра, с учетом центробежной силы инерции.

Рисунок 5.9 Затаскивание зерна, находящегося внутри ячейки (с учетом центробежных сил)

Ранее мы определили, что центробежная сила равна 2r. Выскальзывание зерна из ячейки начнется в тот момент, когда наступит равенство сил, сталкивающих зерно и удерживающих в ячейке (рис.5.9).

Сила, сталкивающая зерно, определится как составляющая силы веса mg sin φ2.

Сила, удерживающая зерно в ячейке, определится суммой составляющей силы инерции и силой трения:

m ω2rcosγ + (mg cos φ2 + m ω2r sinγ) f

Приравнивая эти силы, получим условие, определяющее момент начала выпадения зерна из ячейки с учетом центробежной силы:

mg sin φ2 = m ω2rcosγ + (mg cos φ2 + m ω2r sinγ) f

Преобразовываем выражение, раскрыв скобки, перенеся члены выражения с одноименными углами на одну сторону и представив f как tgφ:

g(sin φ2. - cos φ2 ) = ω2r(cosγ - sinγ)

Умножаем все равенство на cos φ и проводим преобразования:

sin (φ2φ) = k cos (γ + φ)

Как было установлено ранее β = φ + γ, а из рисунка 5.9 видно β1 = φ2 + γ. Отсюда следует, что γ = β – φ и γ = β1 – φ2. Тогда β – φ = β1 – φ2. Или β1 – β = φ2 – φ

Подставляем φ2 – φ в последнее выражение:

sin(β1 – β) = k cos β

И тогда угол затаскивания частицы будет:

β1 = β+ arcsin(ksinβ)

5.6. Определение критической частоты вращения триера

Непременным условием, обеспечивающим нормальный тех­нологический процесс работы триерного цилиндра, является выпадение зерен из ячеек в определенной зоне. Поэтому очень важным показателем работы триера является скорость его вращения. Частота вращения, при которой частицы переста­ют отделяться от ячеистой поверхности, называется критиче­ской. Условием, при котором зерна не отделяются от поверхности цилиндра триера, является равенство силы веса и силы инерции при прохождении верхней точки (рис.5.10)

2крr = mg

Рисунок 5.10 Схема к определению критической частоты вращения цилиндра

Следовательно, критическая угловая скорость вращения будет:

ωкр =,

но, так как ω = , тогда:

nкр =

Итак при критической частоте вращения цилиндра триера зерно не отделяется от внутренней поверхности, поэтому рабочая частота вращения должна быть:

nкр =

где k – кинематический показатель работы триера, рассмотренный выше. Он находится в пределах 0,5…0,7.