Экспериментальные исследования технологического процесса калибрования клубней картофеля решетами с шестиугольными отверстиями

сравнению с типовым режимом, снижаются: минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала — до 350.. .550 мин-1; расход топлива — практически вдвое; содержание вредных веществ в отработавших газах — на 30.60 %; лаконагарные отложения на деталях цилиндропоршневой группы — на 25.45 0%; расход масла на угар — до 40.50 %о.

Следует особо отметить, что улучшение экологических показателей дизелей на экспериментальном РХХ по сравнению с типовым РХХ происходит в основном за счет того, что процесс впрыскивания топлива протекает более интенсивно по причине повышенной цикловой подачи (не менее 50.70 % номинала) на такте включения подачи топлива (такт разгона). Кроме того, в такте отключения подачи топлива (такт выбега) цилиндры лучше очищаются от продуктов неполного сгорания и первые рабочие циклы в такте разгона происходят практически при полном отсутствии отработавших газов. Следует также учесть, что средняя температура (теплонапряженность) деталей цилиндропоршневой группы двигателя в экспериментальном РХХ ниже, так как такт выбега происходит без сгорания горючей смеси в цилиндрах.

Для изучения колебаний, вызываемых тактами выбега и разгона на экспериментальном РХХ, проведены исследования зерноуборочного комбайна «Дон-1500» с дизелем СМД-31А. Результаты этих опытов показывают, что колебания дизеля на холостом ходу вызываются в основном действием перио-

дически возмущающих сил (опрокидывающего момента). Уровень виброскорости на экспериментальном РХХ несколько выше, чем на типовом, однако он не превышает нормативного значения. Резонансные явления хотя и имеют место, но существенно не влияют на характер вибраций дизеля, а воздействие их на рабочее место оператора оценивается как слабо ощутимое. Отношение частоты основной гармоники опрокидывающего момента к частоте собственных колебаний дизеля составляет не менее двух, что обеспечивает малые амплитуды колебаний при низких частотах вращения.

Так как на экспериментальном РХХ двигатели работают в области пониженных частот вращения коленчатого вала (меньше минимально устойчивой частоты вращения, задаваемой заводом-изготовителем), то это сопровождается незначительным снижением давления моторного масла в смазочной системе. Поэтому были выполнены сравнительные износные исследования карбюраторных и дизельных двигателей при работе на экспериментальном и типовом РХХ. В результате установлено, что допустимое снижение давления масла при работе двигателей на экспериментальном РХХ практически не влияет на износ кривошипношатунного механизма, причем основные детали на этом режиме, за счет меньшего числа ходов поршней, изнашиваются менее интенсивно, чем при работе на типовом РХХ.

УДК 631.362

П.Н. Волосевич, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

экспериментальные исследования технологического процесса калибрования клубней картофеля решетами с шестиугольными отверстиями

Экспериментальная картофелесортировальная машина грохотного типа спроектирована по классической схеме сортировальных машин с ярусным расположением решет с шестиугольными отверстиями правильной формы [1]. Размеры отверстий верхнего и нижнего решет соответствуют агротребованиям на калибровку, предусматривающим разделение клубней на три фракции — крупную, среднюю и мелкую.

В верхнем ярусе установлено решето, по которому клубни крупной фракции идут сходом, а средние и мелкие — проходом. Отверстия решета нижнего яруса изготовлены так, что клубни средней фракции идут по нему сходом, а мелкой — прохо-

дом. Все три фракции клубней раздельно выводятся из калибровщика.

По результатам ранее проведенных теоретических исследований [2] выполнены предварительные расчеты режимных параметров работы картофелесортировальной машины.

Расчеты размеров отверстий и режимов работы грохотов выполнялись по минимальному размеру клубней крупной и средней фракции, исходя из тех соображений, что такие клубни глубже других погружаются в отверстия и для надежной работы картофелесортировальной машины именно эти клубни должны непрерывно перемещаться по ходу технологического процесса и не зависать в отверстиях решет.

Результаты расчетов

Амплитуда колебаний решета А, мм Угловая скорость колебаний решета и, с 1 (частота колебаний п, мин1) при перемещении клубней

вниз вверх с отрывом

10 47,7

20 33,7

30 27,5

40 23,8

При экспериментальных исследованиях параметры и режимы работы картофелесортировальной машины устанавливали исходя из результатов предварительных расчетов (табл.):

• амплитуда колебаний грохотов А — 13; 16,5; 22; 30 и 40 мм;

• угловая скорость колебаний ю — 25,7; 29,7; 32,7; 34,7 и 38,8 с-1;

• длина сепарирующей поверхности Ь — 1,4; 1,6; 1,8 и 2 м.

В процессе экспериментов выяснилось, что при угловой скорости колебаний 29,7 с-1 и амплитуде 13 мм процесс калибрования клубней на фракции не происходит вследствие большого количества клубней, запавших в отверстия решет и препятствующих перемещению сортируемого вороха.

С увеличением амплитуды колебаний до 16,5 и 22 мм количество запавших в отверстия клубней значительно снижается и они перемещаются по калибрующей поверхности, однако точность сортирования д не превышает 84 % (рис. 1, кривая 1).

С ростом амплитуды колебаний до 42 мм точность калибрования снижается до 79 %, а травмирование клубней возрастает из-за возникающего отрыва клубней от поверхности решета и их ударного взаимодействия между собой и с поверхностью решета. При амплитуде колебаний 30 мм точность калибрования достигает 91 %, но при этом наблюдаются небольшие механические повреждения клубней в виде обдира кожуры.

Дальнейшее увеличение угловой скорости колебаний до

32,7 и 34,7 с-1 (рис. 1, кривые 2 и 3) приводит к смещению максимальной точности калибрования на значение амплитуды 16,5 мм, достигающей 90 и 87 % соответственно.

Влияние угловой скорости колебаний на точность сортирования (рис. 3) показывает, что самое высокое качество работы калибровщика, достигающее 91 %, наблюдается при ю = 29,7 с-1 (кривая 2).

При других значениях угловой скорости колебаний точность калибрования меньше.

Предварительный эксперимент показал, что наиболее ра-

циональной является амплитуда колебаний 30 мм. Поэтому все последующие исследования по определению параметров и режимов работы калибровщика проводили при данной фиксированной амплитуде колебаний.

Угол наклона калибрующей поверхности к горизонтали также значительно влияет на точность калибрования (рис. 2). Максимальная точность калибрования д = 94 % при угле наклона в = 7,5°. При увеличении угла наклона решет до 9° точность калибрования снижается до 89 % на всех исследованных режимах.

Рис. 1. Влияние амплитуды колебаний решет на точность калибрования:

1 — ю = 29,7 с-1; 2 — ю = 32,7 с-1;

-1.

3 — ю = 34,7 с

-1

Рис. 2. Влияние угла наклона решет на точность калибрования:

1 — ю = 29,7 с-1; 2 — ю = 32,7 с-1; 3 — ю = 34,7 с-1

Рис. 3. Влияние угловой скорости колебаний решет на точность калибрования:

1 — А = 22 мм; 2 — А = 30 мм

Рис. 4. Влияние длины решета на точность калибрования:

1 — ю = 29,7 с-1; 2 — ю = 32,7 с-1;

3 — ю = 34,7 с-1

Важным параметром картофелесортировальной машины является длина сепарирующей поверхности, так как от нее зависит масса грохотов и находящихся на них клубней, а также инерционные силы. Поэтому необходимо выяснить необходимую и достаточную длину сепарирующей поверхности.

Максимальное значение точности калибрования д = 94 % наблюдается при длине решета 2 м и угловой скорости колебаний 29,7 с-1 (рис. 4, кривая 1). Аналогичный характер изменения точности калибрования получен при частотах колебаний

32,7 с-1 (кривая 2) и 36,7 с1 (кривая 3), но точность калибрования при этом составила соответствен-

но 87 и 85 %. Увеличение длины решет свыше 2 м не дает существенного улучшения качества калибровки, но приводит к значительному росту массы грохотов и сил инерции.

Список литературы

1. Волосевич, П.Н. Технологический процесс сортирования клубней картофеля / П.Н. Волосевич / Материалы ме-ждунар. научно-практич. конф. Ч. 2. — М.: МГАУ, 2000.

2. Волосевич, П.Н. Теоретические основы расчета движения клубней картофеля по наклонной плоскости с продольными колебаниями / П.Н. Волосевич / Сб. науч. тр.: Совершенствование рабочих процессов и конструкций сельскохозяйственных машин. — Саратов: Саратовский ГАУ, 2001.

УДК 169.175.5/8

В.К. Астанин, канд. техн. наук, доцент

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки»

построение гибкой производственной системы утилизации отслуживших сельскохозяйственных пластмассовых изделий

Использование полимеров в сельском хозяйстве постоянно расширяется: упаковка, тара, различные крупные и мелкие емкости, трубы, строительные изделия, детали тракторов и сельскохозяйственных машин. Утилизация отработанных пластмассовых изделий требует особого подхода, так как полимеры обладают стойкостью к разложению почвенными бактериями, а при сжигании выделяют опасные канцерогенные соединения. При создании технических систем для утилизации отслуживших сельскохозяйственных пластмассовых изделий необходимо использовать принцип гибкости производственных систем [1], способности адаптации технологии к нестабильным свойствам сырья и постоянно меняющемуся рыночному спросу. Широта и разнообразие номенклатуры предлагаемых промышленностью технических средств переработки вторичных полимеров позволяют создать рациональную схему такого производства.

Предлагаемый концептуальный подход к построению гибкой производственной системы (ГПС) переработки вторичных полимеров состоит в том, что ее подсистемы должны быть выделены по функциональному признаку и обеспечены автономностью и независимостью функционирования. Технологические элементы должны работать по схеме: накопитель — станок — накопитель. Структура подсистемы выполнена так, что сырьем для нее служит предыдущий промежуточный продукт, а результатом ее работы является последующий промежуточный продукт

или потребительское изделие. При этом обработка сырья может выполняться по полному технологическому маршруту или, при необходимости, с пропуском отдельных технологических операций.

Потребительскими изделиями могут быть, например, трубы, емкости, тара строительные конструкции и т. п. Промежуточными продуктами (полуфабрикатами) с последующей их реализацией могут служить необработанное вторичное полимерное сырье (затаренные и упакованные отходы пластмасс), сырье в виде отмытых и измельченных фрагментов пластмасс (агломерат или крошка), полимерное сырье в виде гранул вторичных полимеров [2].

В процессе переработки полимерные отходы претерпевают изменения своего качественного состояния и по мере воздействия на них становятся промежуточными продуктами сначала первого, а затем последующих уровней, и в конечном итоге — потребительскими изделиями. Этапы (уровни) переработки амортизированных пластмассовых изделий, выделенные по промежуточным продуктам, представлены на рис. 1. На схеме выделены четыре уровня переработки по мере нарастания технологических воздействий на сырье. Каждый последующий промежуточный продукт получен из предыдущего добавлением энергетических, финансовых, материальных и других ресурсов и обладает более высокими потребительными свойствами и ценой, нежели предыдущий, однако производство его требует дополнительных затрат.