Визначення умови підойому бульб в циліндричній картоплесортувалці

ст. гр. М-43(ОСВ) Бойчук Б.В.

керівник - к.т.н., доц. Шведик М.С.

З розпадом колективних господарств епіцентр виробництва картоплі змістився в приватний сектор - в фермерські і індивідуальні господарства, де валове виробництво картоплі становить понад 70 % від її загального обсягу.

Для виробництва картоплі на Україні використовувався цілий комплекс машин. Він включав зокрема саджалки, копачі і комбайни та сортувальні пункти типу КСП-15, КСП-25, які завершували технологічний процес. Але існуючі картоплесортувальні пункти розраховані на великі обсяги її виробництва. В той же час в фермерських господарствах щоденний збір картоплі становить не більше 10...20т, а розмір площі відведеної під картоплю в середньому становить 10...20 га. Крім цього, існуючі картоплесортувальні пункти мають високу як матеріало-, так і енергоємність. Варто зазначити, що певні труднощі виникають при їх перевезенні з одного місця на інше. При цьому існуючі ціни на серійні картоплесортувальні пункти є досить високими, через що їх не всі фермери можуть придбати. У зв’язку з цим певний інтерес у фермерів викликають циліндричні сортувалки польського виробництва, що останнім часом з’явилися на ринку України. рис.1.

Рис.1. Схема циліндричної картоплесортувалки

Така сортувалка складається з рами і встановленого на валу двохсекційного решітчастого циліндра крізь отвори якого провалюється картопля під час його обертання. Основним її недоліком є те, що бульби продовгуватої форми часто застрягають в отворах і для їх звільнення необхідно зупиняти сортувалку, що призводить до переривання технологічного процесу.

Очевидно, що з метою забезпечення безперервного переміщення бульб вздовж сортувальної поверхні і запобігання їх заклинювання між прутками, на внутрішній поверхні циліндра необхідно встановити скребки виконані у вигляді гвинта. При цьому з метою інтенсифікації процесу сортування картоплі, циліндр необхідно встановити під кутом до горизонту, величину якого можна змінювати за допомогою гвинта. При цьому якість сортування буде залежати від основного кінематичного параметра – кутової швидкості обертання циліндра. Для її визначення розглянемо на рис. 2 схему сил, що діють на бульбу під час обертання циліндра.

Рис.2. Схема до визначення умови рівноваги сил, що діють на бульбу

під час обертання циліндра

З наведеної схеми видно, що на бульбу діє сила ваги і відцентрова сила . Отже, під час обертання циліндра бульба притискується за рахунок відцентрової сили до його внутрішньої поверхні і піднімається в гору.

Очевидно, що рівновага настане за умови, коли

,

а її падіння відбувається тоді, коли

,

де - маса бульби, кг; - прискорення вільного падіння тіла, кг/мс²; - радіус барабана,м; - кутова швидкість обертання циліндра, рад/с.

З наведеного рівняння видно, що падіння бульби залежить від кутової швидкості обертання циліндра.

Отже, критична кутова швидкість обертання циліндра визначається з останнього виразу

,

а робоча швидкість, очевидно, повинна бути значно меншою і становитиме:

.