Технологический расчет картофелеочистительной машины

Производительность картофелеочистительной машины периодического действия определяется по формуле:

где – масса единовременно загружаемого в рабочую камеру продукта, кг; – продолжительность обработки порции продукта с; - геометрический объем рабочей камеры, ; - насыпная масса продукта, (табл.2.1); - коэффициент заполнения рабочей камеры, - соответственно, продолжительность загрузки и удаления порции продукта из рабочей камеры, с (при расположении продукта, подлежащего обработке, в непосредственной близости от картофелечистки и предварительном отмеривании порции ); продолжительность обработки продукта, с.

Для конусных картофелеочистительных машин общее время цикла обработки продукта в среднем составляет 160-220 с; для дисковых картофелеочистительных машин – 90- 120 с; для сменных механизмов с дисковым рабочим органом (настольных картофелечисток) – 210-240 с

Геометрический объем рабочей камеры определяется следующим образом:

· для конусных картофелеочистительных машин с цилиндрической камерой объем рабочей камеры складывается из объемов рабочего очистительного конуса, отражательного конуса и цилиндрической части камеры (рис.3.1,a):

где диаметр дна конусной чаши рабочего органа, м; диаметр верхнего основания усеченного конуса обечайки, м, обычно принимается равным диаметру откидкой крышки;

· для конусных картофелеочистительных машин с цилиндрической камерой, по высоте цилиндрической части рабочей камеры покрытой абразивом

; (3.9)

· для конусных картофелеочистительных машин с конической камерой объем рабочей камеры складывается из объемов рабочего очистительного конуса и конической части камеры (рис.3.1, в):

(3.10)

где - диаметр малого основания рабочей камеры, м;

• для дисковых картофелеочистительных машин (рис. 3.1, в):

(3.11)

а поскольку обычно то

(3.12)

При известном объеме рабочей камеры конусной картофелеочистительной машины ее диаметр допускается считать по прибли­женной формуле:

(3.13)

Технологическая мощность картофелеочистительных машин периодического действия можно определить по формуле:

, Bт, (3.14)

где - мощность, необходимая для преодоления силы трения клубней друг о друга, о диск и стенку камеры, Вт; N₂ - мощность, затрачивае­мая на подъем массы клубней в рабочей камере, Вт.

Первое слагаемое мощности определяется независимо от типа картофелеочистительной машины по следующей формуле:

где - момент трения между рабочим органом и продуктом, ; - суммарная сила трения, Н; - радиус приложения суммарной силы трения, м, (для дисковых картофелеочистительных машин = 0,33D, для конусных машин = 0,4D); - коэффициент, учитывающий, что не все подброшенные клубни создают силы трения (для конусных карто­фелеочистительных машин = 0,5-0,7, для дисковых – = 0,8-0,9); п - частота вращения очистительного диска, об/мин.

Мощность, затрачиваемая на подъем массы клубней в рабочей камере:

• для дисковых картофелеочистительных машин

,

где Н_пк — высота подброса клубней, м, принимается равной полезной высоте рабочей камеры, = Н; z — число волн на очистительном дис­ке. шт; К_ск - коэффициент проскальзывания клубня относительно дис­ка, К_ск = 0,4-0,7;

• для конусных картофелеочистительных машин

(3.17)

где Н_пк - высота подброса клубней, м, Н_ПК = Н + ; - коэффициент подброса клубней, = 0,5-0,7.

3.4. Примеры расчета картофелеочистительных машин периодического действия

Задача 3.1. Рассчитать конусную

картофелеочистительную машину

Исходные данные: производительность машины Q = 250 кг/ч; средний диаметр клубня м; половина угла при вершине ко­нуса = 30°; продолжительность цикла обработки порции продукта = 3 мин; обрабатываемый продукт - свекла.

Определить: геометрические размеры рабочей камеры машины D и H_об; частоту вращения рабочего органа ; массу единовремен­ной загрузки продукта т и мощность электродвигателя N.

Последовательность расчета:

1. Вычисляем объем камеры из формулы (3.7) при насыпной массе свеклы = 650кг/м³ и коэффициенте заполнения рабочей камеры = 0,65:

2. Определяем диаметр рабочей камеры по формуле (3.13):

3.проверяем условие обеспечения циркуляции клубней на рабочем органе и возможности перемещения их от центральной части диска на конусную часть: м. Поскольку то условие обеспечения циркуляции клубней на рабочем органе выполняется.

4. Вычисляем диаметр рабочего диска при принятом радиальном зазоре между ним и стенкой рабочей камеры м по формуле:

5. Общую высоту рабочей камеры принимаем равной диаметру камеры, то есть Высота чаши составит высота обечайки - Принимаем Тогда высота цилиндрической части рабочей камеры составит

6. По полученным размерам рабочей камеры уточняем объем камеры для обработки продукта по формуле (3.8), приняв диаметр верхнего основания усеченного конуса обечайки Диаметр дна конусной чаши рабочего органа при принятой толщине диска м определяем по приближенной формуле:

м;

Принимаем

7. Массу порции загружаемого продукта находим из формулы (3.7):

кг.

8. Уточняем теоретическую производительность машины по формуле (3.7):

9.Минимальную частоту вращения рабочего органа, исходя из условия отбрасывания клубня от центра к периферии, определяем по формуле (3.3). Принимаем минимальное расстояние от центра вращения рабочего органа до центра тяжести клубня и коэффициент трения между продуктом и абразивной поверхностью . Тогда:

10. Минимальное число оборотов конического рабочего органа, необходимое для попадания клубня на стенку рабочей камеры, определяем по формуле (3.6). Принимаем расстояние от оси вращения до центра тяжести клубня =0,12 м и коэффициент проскальзывания Следовательно,

11. Определяем действительную частоту вращения конического рабочего органа для интенсификации процесса:

;

Окончательно принимаем

12.Мощность, необходимую для преодоления сил трения между рабочим органом и клубнями, клубней друг о друга и стенку камеры рассчитываем по формуле (3.15). Принимаем радиус приложения суммарной силы трения и коэффициент, учитывающий, что ее не все подброшенные клубни создают силы трения, =0,5. Тогда:

13. Мощность, затрачиваемую на подбрасывание клубней, вычисляем по формуле (3.17) при коэффициенте подброса клубней

14. Принимая механический КПД определяем мощность электродвигателя по формуле: