Обґрунтування параметрів та режимів роботи стрічкового сепаратора картоплезбиральної машини

РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ СЕПАРАЦІЇ КАРТОПЛЯНОГО ВОРОХУ ТА
ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ І РЕЖИМІВ РОБОТИ СТРІЧКОВОГО СЕПАРАТОРА
2.1. Програма теоретичних досліджень
Проведений аналіз конструкцій сепараторів картоплезбиральних машин дає змогу
стверджувати, що існуючі на сьогоднішній день сепаруючі робочі органи
потребують радикального вдосконалення. Використання в роботі нераціональних
способів впливу на ґрунтову скибу, недостатня інтенсивність перемішування
вороху та руйнування крупних грудок ґрунту, використання динамічних навантажень
для руйнування грудок призводять до незадовільної роботи сепараторів навіть в
умовах, близьких до оптимальних. До того ж, більшість існуючих сепараторів не
дають змогу регулювати інтенсивність впливу на ворох залежно від умов
збирання.
На низьку ефективність існуючих робочих органів вказує й той факт, що попри те,
що в матеріалі підкопаної скиби 60...70% складають фракції вороху з частинками
меншими ніж 25 мм, які можуть бути просіяні без попереднього руйнування,
сучасні картоплезбиральні машини обладнують двома-трьома послідовно
встановленими сепараторами просіюючого типу.
Таким чином, проблема створення нового просіюючого робочого органу для
сепарації картопляного вороху є важливою і актуальною.
Для забезпечення раціональної роботи нового сепаратора слід всебічно дослідити
явище сепарації картопляного вороху, визначити раціональні параметри та режими
роботи сепаруючого робочого органу.
Отже, основною метою досліджень є підвищення якості процесу сепарації
картопляного вороху завдяки розробці стрічкового сепаратора картоплезби­ральної
машини та обґрунтування його параметрів і режимів роботи на основі системного
розкриття явищ перемішування вороху, руйнування грудок, просіювання прохідної
фракції ґрунту та пошкодження бульб сепаратором.
Для досягнення поставленої мети в програмі теоретичних досліджень слід
передбачити вирішення наступних задач:
розробити новий сепаратор картоплезбиральної машини та ідентифі­кувати головні
його параметри і режими роботи, а також головні параметри процесу сепарації
картопляного вороху та визначити їх взаємозв’язки;
на основі розкриття явищ перемішування вороху, руйнування грудок, просіювання
дрібної фракції ґрунту та пошкодження бульб, які здійснюються завдяки взаємодії
стрічок сепаратора з картопляним ворохом, розробити математичну модель процесу
його сепарації;
обґрунтувати критерій оцінки та дослідити процес сепарації, та визначити
оптимальні значення параметрів процесу сепарації;
на основі дослідження механічної взаємодії сепаратора з картопляним ворохом, а
також одержаних параметрів процесу сепарації визначити раціональні параметри та
режими роботи сепаратора;
визначити потужність на привод сепаратора.
Відповідна схема наукових досліджень наведена на рис. 2.1.
2.2. Обґрунтування конструкції стрічкового сепаратора
Проведений аналіз сепараторів картопляного вороху просіюючого типу показав, що
існуючим робочим органам притаманні багато недоліків, серед яких низька
активність руйнування підкопаної скиби, нераціональне використання потужності а
також надмірний ступінь пошкоджень бульб при роботі на важких ґрунтах.
Проведений аналіз конструктивно-технологічних схем картоплезби­ральних машин
визначив найбільш доцільний напрямок удосконалення існуючих та створення нових
конструкцій сепараторів. Так, найбільш суттєвими та перспективними
характеристиками сепараторів слід вважати: активність руйнування структури
скиби; інтенсифікація перемішування вороху в горизонтальній площині; активне
руйнування грудок ґрунту; використання в роботі деформацій зсуву та розтягу.
При роботі на важких та перезволожених ґрунтах досить цінною буде здатність
сепаратора до самоочищення.
Рис. 2.1. Схема наукових досліджень
Для більш раціонального завантаження сепаратора та зменшення ступеня пошкоджень
бульб конструкція сепаратора повинна також передбачати можливість регулювання
інтенсивності впливу на ворох.
Із існуючих конструкцій сепараторів найбільш ефективним з точки зору виконання
технологічного процесу сепарації картопляного вороху виявився ротаційний
сепаратор. Основними його недоліками є незначна товщина шару вороху, в якій
відбувається руйнування структури скиби і перемішування вороху, намотування
рослинних рештків на вальці а також заклинювання їх при роботі на кам’янистих
ґрунтах.
Певним чином зменшити вказані недоліки можна шляхом заміни обертального руху на
поступальний. Тобто робоча поверхня сепаратора повинна складатись не з
послідовно встановлених вальців, а з паралельних стрічок, які рухатимуться з
різними швидкостями. За цим принципом нами розроблена конструкція стрічкового
сепаратора картоплезбиральної машини, технологічна схема якого наведена на рис.
2.2.
Рис. 2.2. Технологічна схема стрічкового сепаратора
картоплезбиральної машини
Сепаратор складається з двох ведучих валів 5 і 6 та осі 2. На валу 5 закріплено
п’ять зірочок, причому три з них нерухомо – вони приводяться від цього вала, а
дві – з можливістю обертання – вони приводяться за допомогою зірочок, нерухомо
закріплених на валу 6. На осі 2 зірочки встановлені з можливістю обертання.
Робоча поверхня сепаратора утворюється кільцевими ланцюговими стрічками 4, що
встановлені на зірочки.
Робота сепаратора проходить наступним чином. Підкопана скиба з лемеша 1
подається на сепаратор. За рахунок того, що середня швидкість стрічок
сепаратора більша за швидкість подачі маси, матеріал підкопаної скиби
розтягується і кришиться. Подальше руйнування структури скиби відбувається за
рахунок того, що окремі сусідні стрічки сепаратора рухаються з різними
швидкостями. При цьому в