Определение мощности электродвигателя картофелеочистительных машин периодического действия

Исходя из механизма очистки и траектории движения клубней мощность, которую должен иметь электродвигатель, можно определить по формуле

, (2.6)

где – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения между клубнями и рабочим органом машины, Вт;

– мощность, затрачиваемая на подъем клубней в рабочей камере, Вт; – механический КПД машины, ( = 0,9).

Мощность, затрачиваемую на преодоление сил трения между клубнями и абразивной поверхностью рабочих органов, можно определить как произведение момента трения между рабочим органом и продуктом на угловую скорость рабочего органа :

. (2.7)

Учитывая условность коэффициента трения и сил трения при взаимодействии клубня с шероховатой поверхностью картофелеочистительных машин и принимая расположение массы клубней при вращении рабочего органа согласно рисунков 2.3 и 2.4, момент трения можно определить как произведение суммарной силы трения продукта на плечо точки приложения этой силы относительно оси вращения :

, (2.8)

, (2.9)

где т – масса единовременно загружаемой порции продукта, кг;

g – ускорение силы тяжести, g = 9,81 м/с²;

– условный коэффициент трения клубней об абразивную поверхность, = 0,8 – 1,3;

– коэффициент, учитывающий, что во время вращения рабочего органа часть клубней находится в подброшенном состоянии и не оказывает влияния на создание сил трения.

Можно принимать значение в диапазоне , где – внутренний диаметр рабочей камеры машины). Для расчета мощности дисковых картофелеочистительных машин значение следует принимать ближе к нижнему пределу, а при расчете конусных машин – к верхнему;

При расчетах следует принимать:

для конусных картофелеочистительных машин = 0,5 – 0,6;

для дисковых картофелеочистительных машин = 0,8 – 0,9.

Мощность на подбрасывание клубней можно определить как работу, затрачиваемую в единицу времени:

, (2.10)

где – работа, затрачиваемая на подъем клубней, Н∙м;

– количество подъемов массы клубней в секунду, 1/с.

Для дисковых картофелеочистительных машин можно предположить, что волны очистительного диска, проходя по всей массе продукта, поднимают его каждый раз на высоту, равную максимальной высоте волны на диске.

В условиях работы картофелеочистительных машин подъем клубней, находящихся на разном расстоянии от центра диска, будет различным. Поскольку высота волн на диске увеличивается от его центра к краям, клубни, находящиеся ближе к центру диска, имеют меньшую высоту подъема. В то же время клубни, находящиеся у стенки рабочей камеры, поднимаются на высоту, которая превышает максимальную высоту волны, так как эти клубни вытесняются соседними клубнями (рисунки 2.5 и 2.6).

Рисунок 2.5 – Схема движения клубня в дисковой картофелеочистительной машине

Рисунок 2.6 – Схема движения клубня в конусной картофелеочистительной машине

Если высоту подъема клубней в среднем принять равной максимальной высоте волны, то работа может быть определена следующим образом:

, (2.11)

где – максимальная высота волны на терочном диске, м, = 0,03 м.

Количество подъемов массы клубней, единовременно загруженных в рабочую камеру, в секунду составит

, (2.12)

где – частота вращения диска, мин^-1;

– количество волн на диске, шт. принимаем = 3;

– коэффициент проскальзывания клубней относительно диска.

Так как вся масса клубней вращается в направлении вращения диска с угловой скоростью , количество подъемов массы клубней будет меньше в раз. При расчетах коэффициент проскальзывания можно принять = 0,4 – 0,7.

Окончательная формула для расчета мощности, затрачиваемой на подъем массы клубней в дисковой картофелеочистительной машине, примет вид

. (2.13)

В конусных картофелеочистительных машинах, как видно из траектории движения клубней, подъем последних происходит на большую высоту, чем в дисковых машинах (рисунки 2.5 и 2.6). 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, затрачиваемой на подъем клубней, за среднюю высоту подъема можно принять высоту стенки рабочей камеры, покрытую абразивным материалом. Тогда работа, затрачиваемая на подъем клубней, может быть выражена произведением , а формула для определения примет вид

, (2.14)

где – высота стенки рабочей камеры машины, покрытая абразивным материалом, м;

– коэффициент подброса клубней, учитывающий, что за каждый оборот рабочего диска не все клубни, находящиеся в рабочей камере, будут подброшены.

В основном подбрасываются только те клубни, которые находятся на конической поверхности рабочего органа. Значение можно принять равным 0,5 – 0,7.

При определении мощность, затрачиваемая на подъем массы клубней волнами, находящимися на плоской части абразивной чаши, не учитывается. Такое допущение можно сделать в связи с тем, что высота волн в конусных картофелеочистительных машинах мала, а масса клубней, находящихся на днище чаши во время ее вращения, невелика.

Порядок оформления отчета.

Отчет о расчетно-практической работе включает в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагается классификация картофелеочистительных машин, основы теории чистки, устройство и принцип работы очистительной машины, требования эксплуатации;

- расчетную часть, в которой приводится расчет очистительной машины по предлагаемому варианту (таблица 2.1);

- графическую часть, в которой дается чертеж очистительной машины и спецификация к нему.