Влас Наталія Євгенівна. Обгрунтування параметрів гвинтового циліндричного сепаратора з радіально зміщеними геометричними осями шнеків

Короткий опис

Влас Наталія Євгенівна. Обгрунтування параметрів гвинтового циліндричного сепаратора з радіально зміщеними геометричними осями шнеків: дис... канд. техн. наук: 05.05.11 / Тернопільський держ. технічний ун-т ім. І.Пулюя. - Тернопіль, 2004

Влас Н. Є. Обґрунтування параметрів гвинтового циліндричного сепаратора з радіально зміщеними геометричними осями шнеків. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. -Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя, Тернопіль, 2004.
Дисертаційна робота присвячена питанням покращення якості очистки коренеплодів шляхом розробки нової конструкції гвинтових циліндричних сепараторів з радіально зміщеними геометричними осями шнеків. Проаналізовано можливі варіанти режимів роботи очисників, розроблено математичну модель процесу очистки коренеплодів при їх імпульсному навантаженні. Проведені польові дослідження дозволяють визначити ступінь відділення ґрунту від коренеплодів при їх імпульсному навантаженні. Виведено рівняння регресії, яке дає можливість оцінити ступінь пошкодження коренеплодів залежно від швидкості ударного контакту та маси коренеплоду. На основі експериментальних досліджень встановлено процент втрат, пошкодження та забруднення коренеплодів.

1. У дисертаційній роботі вперше вирішується наукова задача, яка полягає у визначені основних параметрів роботи сепаратора з метою покращення ступеня сепарації коренеплодів, зниження рівня їх пошкодження та забруднення. Процес очистки вороху цукрових буряків із застосуванням традиційних шнекових очисників не забезпечує ефективної сепарації, тому вдосконалення робочих органів очисників бурякозбиральних машин залишається актуальним на даному етапі розвитку сільськогосподарської техніки.
2. Вперше на основі математичного моделювання процесу сепарації коренеплодів при їх імпульсному навантаженні встановлено, що для очистки основної маси ґрунту необхідно 1-2 імпульси, ще 2-3 імпульси необхідно для струшування невеликих часточок ґрунту і на завершальному етапі слід застосувати падіння коренеплоду із висоти 1...1,5 м на пруткове полотно, або вийти на швидкість взаємодії.
3. Теоретичними дослідженнями процес сепарації коренеплодів визначено: осі обертання розвідних гвинтових циліндричних елементів повинні бути зміщені відносно геометричної осі на величину ексцентриситету= 3...12 мм, ексцентриситети звідних гвинтових циліндричних елементів розміщені в однакових положеннях або зміщені один відносно одного на 90 - 180. Вісь обертання перекидного вальця відносно площини розміщення звідних і розвідних шнеків піднята на висоту=30...60 мм, а вісь обертання консольних вальців піднята відносно площин розміщення звідних шнеків на висоту.
4. Розроблена конструкція покращує процес сепарації коренеплодів та зменшує матеріалоємність пристрою. За результатами експериментальних досліджень визначені раціональні параметри та режими роботи очисника: діаметр циліндричних вальців рівний D = 0,18 м; зазор між валами= 0,045 м; крок вальця= 0,25 м; висота рифа= 0,03 м; кількість обертів циліндричних вальців 160 250 об/хв; величина ексцентриситету> 4мм.
5. За результатами експериментальних досліджень встановлено, що ступінь відділеного ґрунту при імпульсному навантаженні коренеплодів з різними типами робочих органів є у всіх випадках вищий для дрібних буряків порівняно з крупними в середньому в 1,67 разів. При очистці коренеплодів останнім доцільно надавати незначні імпульсні навантаження до 2 кгм/с, а частота їх повторювань 8-10 разів (при вологості грунту 14 - 16 %) і 6-7 разів при вологості 18 %.
6. Згідно результатів проведених досліджень встановлено, що модернізований очисник покращує процес очистки коренеплодів при цьому: втрати становлять 0,22 % - 0,95 %, відсоток пошкодження коренеплодів складає 5,2 % - 10 % та відсоток забруднення від 1,9 % і не більше 6,2 %. Відсоток втрат коренеплодів є прийнятним прие> 4 мм,h> 35 мм. Відсоток пошкодження коренеплодів знаходиться в прийнятних межах при зміні факторів 35 <h< 55; 4 <е< 12. Раціональними при забрудненні є параметри ексцентриситету і зазору в межах 4<е< 12,h> 45 мм.
7. Розроблена оптимізаційна модель сепаратора з радіально зміщеними геометричними осями шнеків із використанням умови Куна-Таккера на основі вирішення задач нелінійного програмування функцій Лагранжа. На основі аналізу всіх можливих варіантів функції обмеження розроблено блок- схему алгоритму оптимізації та елементи програмного забезпечення для визначення оптимальних конструктивних і технологічних параметрів з побудовою номограми оптимізації.
8. Проведено випробування модернізованого очисника (Патент № 40286А), які підтвердили його перевагу над базовим очисником коренезбиральної машини МКП 4. В результаті проведених досліджень на Львівській МВС встановлено, що величина домішок для серійної машини становить 8,9 % проти 6,4 % для модернізованої, втрати 1,3 % для серійної проти 1 % для модернізованої.
9. Розроблена інженерна методика проектування гвинтового циліндричного сепаратора, що забезпечує зменшення його маси в порівнянні з існуючими на 15...22 % і покращує динамічні параметри сепаратора. Технічна новизна розробок захищена 3 ма патентами України на винаходи. Очікуваний річний економічний ефект від застосування гвинтового циліндричного сепаратора з радіально зміщеними геометричними осями шнеків складає 7150 грн.