CC BY
25
МЕХАНИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 631. 361. 72: 635
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕНОСТИ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ КОРЫС ПЛОДОВ ТЫКВЫ ОЧИСЛТИТЕЛЬНЫМИ АППАРАТОМ ЩЕТОЧНОГО ТИПА
Д.В. Семин, М.Н. Шапров
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Рассмотрен процесс работы щеточных барабанов (прямой и обратной) при очищении плодов тыквы от коркового слоя.
В процессе цилиндрического щеточного барабана его ворс имеет две различные фазы своего движения, отличающиеся наличием или отсутствием контакта с очищаемой поверхностью.
Возникающие при этом силы и деформация настолько значительны, что оказывают решающее влияние на последующее движение щеточного элемента при его контакте с очищаемой поверхностью. В связи с этим при анализе технологического процесса нет существенной необходимости в рассмотрении второстепенной для практики стадии начала вращательного движения и оценки его влияния на установившееся движение. Учитывая изложенное выше, можно дать следующую качественную картину движения ворса в каждой из фаз установившегося движения щетки.
Во время движения ворса при отсутствии контакта с очищаемой поверхностью имеют место упругие колебания при значительных амплитудах (во всяком случае, в период времени, непосредственно следующий за выход прутка ворса щетки из соприкосновения с очищаемой поверхностью тыквы) и при одновременном вращении щеточных элементов относительно поступательно перемещающейся поверхности плода тыквы.
Во время движения ворса при контакте с очищаемой поверхностью имеют место его малые упругие колебания при одновременном изгибе вследствие вращения щетки и поступательного перемещения плода тыквы вокруг собственной оси со скольжением концов ворса по поверхности образованных бороздок.
Режим этого движения зависит от начальных условий которые определяются предыдущей фазой движения ворса, а также общими параметрами установившегося движения щетки. Рассмотрим представляющую наибольший интерес для практики ту фазу движения ворса, при котором он соприкасается с очищаемой поверхностью.
При взаимодействии щеточного барабана с корой плода можно выделить четыре характерных положения отдельных щеточных элементов (рис.1). В начале контакта очередного элемента с поверхностью коры плода (положение 1) под действием растягивающей центробежной силы он занимает радиальное положение по некоторым углом /У/ к вертикальной оси. За счет крутящего момента, подводимого к щеточному барабану, конец ворса внедряется в поверхность коры.
Рис. 1. Взаимодействие щеточного элемента с поверхностью коры плоды тыквы
По мере дальнейшего поворота щетки с угловой скоростью сощ происходит изгиб прутка и накапливание в нем потенциальной энергии упругой деформации (положение 2). При этом ворс, деформируя кору, скалывает ее, образуя стружку. В конечный момент контакта с корой щеточный элемент находится в изогнутом состоянии (положение 3), затем резко разгибается, отбрасывая стружку, и вновь занимает радиальное
положение (положение 4).
Поскольку работа происходит относительно движения плода вокруг собственной оси, то концы упругих щеточных элементов (и их другие точки) по отношению к поверхности плода имеют сложное движение.
Рис.2. Схема образования коровой стружки: а - прямое вращение; б - обратное вращение
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Процесс работы щеточных барабанов характеризуется положением оси вращения в пространстве и направлением вращения по отношению к поступательному движению плода тыквы. Если в процессе работы щеточный элемент начинает отрезать стружку с поверхности плода (рис. 2,а), то вращение щетки называют прямым. Если щеточный элемент отрезает стружку, двигаясь от дна борозды к поверхности плода, то вращение щетки называют обратным.
При отрезании стружки сверху вниз (рис. 2,а) сечение ее уменьшается от максимума до нуля. В этом случае усилие, создаваемое со стороны ворса, прикладывается к коре. Сначала энергия щеточного элемента используется на смятие, а затем - на сдвиг коры. При обратном вращении сечение стружки увеличивается от нуля до максимума, и отрезание будет происходит снизу вверх (рис.2,б). Усилие ворса будет прикладываться к подкоровой мякоти, а энергия щеточного элемента будет использоваться только на сдвиг коры.
Площадь сечения стружки (рис.З), срезаемой одним щеточным элементом, в определенный момент будет определяться:
где Ьэ - ширина захвата одного щеточного элемента или расстояние; 5е - толщина стружки в исследуемом положении ворса.
С достаточной точностью можно сказать, что треугольник ЛВС -прямоугольный. Тогда толщина стружки 5е может быть определена из треугольника ЛВС (рис. 3).
Рис.З. Схема для определения площади сечения стружки
5,С = £ -эта
где Я - подача на один щеточный элемент щеточного барабана.
Отсюда сечение стружки будет определяться:
Р = ЬЭ- £ • 8Іп((р).
Так как в работе одновременно принимают участие несколько щеточных элементов, находящихся под различными углами, суммарное сечение стружки, снимаемой щеточным барабаном, равно:
Рс=ьэ
і
где і - количество одновременно работающих щеточных элементов.
