Возможности модернизации картофелечистки МОК-400 для увеличения её производительности

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Возможности модернизации картофелечистки МОК-400 для увеличения её производительности

Керженцев Владимир Александрович,

кандидат технических наук, доцент Новосибирского государственного технического университета

В статье выявлены резервные мощности картофелечистки МОК-400 и предложены изменения в конструкции для повышения ее производительности.

Введение

В [1] и [2] предложен метод модернизации оборудования аграрно-промышленного комплекса (АПК), заключающийся в использовании полной мощности установленного на оборудовании электродвигателя. Показано применение метода к картофелеочистительной машине МОК-125 периодического действия, и выявлено, что за счет доиспользования мощности установленного на ней электродвигателя можно увеличить загрузку картофелечистки более чем на 40%. Такое повышение возможно при увеличении загрузки порции картофеля с 6 до 10 кг (путем увеличения объема рабочей камеры при том же электродвигателе).

В то же время на предприятиях АПК используются более мощные картофелечистки, например, МОК-400 (паспорт Барановичского завода), имеющая производительность 400 кг/ч и мощность установленного на ней электродвигателя Nп=1,1 кВт. Желательно выяснить, есть ли у электродвигателя дополнительные возможности, чтобы повысить загрузку картофеля и произвести его очистку от кожуры без снижения качества. Частота вращения её рабочего органа (абразивной конусной чаши) составляет nп=360 мин-1.

Цель работы - выявить резервные мощности картофелечистки МОК-400 и предложить изменения в конструкции для повышения ее производительности без снижения качества очистки.

Результаты исследований

Согласно методике, изложенной в [2], вначале должны быть определены параметры, влияющие на мощность картофелечистки. Затем определяется величина требуемой технологической мощности, которая сравнивается с мощностью электродвигателя. И, если мощность установленного электродвигателя позволяет, то выявляются необходимые конструктивные изменения, позволяющие использовать эту излишнюю мощность.

Приведем математические выкладки из [1], [2] и номограмму из [3], рис. 1, разработанную для картофелечисток типа МОК, и проведем по ним расчеты применительно к картофелечистке МОК-400. Рассмотрим вариант расчета согласно паспортным данным и вариант, если использовать полную мощность электродвигателя.

1. Определим расчетный диаметр д (м) одного клубня картофеля для машины МОК-400 на основании загрузки в рабочую камеру порцию картофеля массой 20…22 кг (согласно паспорту):

, (1)

где mп - масса порции одной загрузки (принято mп =21 кг); ц - коэффициент заполнения камеры (принято 0,6); с - насыпная плотность картофеля (700 кг/м3).

Подставив числовые значения, получим: д = 0,110 м.

2. Определим оптимальный расчетный диаметр камеры при паспортной загрузке 21 кг по формуле, м:

. (2)

Проверка этого значения по условию [4] D?4_д [4] показывает, что условие выполняется:м. В соответствии с этим значением диаметра определяется также и наружный диаметр чаши по [4].

3. Вычислим расчетную частоту вращения конусной чаши для данного диаметра по выражению:

производительность картофелечистка чаша

мин-1 (3)

Такую частоту вращения желательно использовать для модернизируемого варианта этой картофелечистки.

4. Определим технологическую мощность, необходимую для процесса при данной частоте вращения, по формуле:

Вт (4)

Находим, что установленная мощность электродвигателя выше технологической. Превышение составляет Вт.

5. Чтобы использовать избыточную мощность в 279,9 Вт необходимо увеличить загружаемую порцию картофеля. Для определения новой порции соединим на шкалах номограммы (рис. 1) прямой линией точку Nп=1100 Вт и точку n = 267,7 об/мин (линия 1). На пересечении этой линии со шкалой «m,D» находим точку 26 кг (метка слева от шкалы) - до такой величины электродвигатель позволит увеличить порцию картофеля. Следовательно, чтобы использовать резервную мощность электродвигателя можно добавить к паспортной загрузке ещё 5 кг картофеля. По той же номограмме определим, что для загрузки 26 кг картофеля диаметр камеры должен быть равен D=0,472 м (метка справа от шкалы «m,D»).

Рис. 1. Номограмма «N-m/D-n».

Попутно, по номограмме (рис. 1, линия 2) определим, что для паспортных значений машины МОК-400 (Nп=1100 Вт, nп=360 об/мин и mп=21 кг) необходимо иметь диаметр камеры Dп, равный 0,439 м, сравни с формулой (2).

6. Чтобы вместить в камеру 26 кг картофеля при D=0,472 м необходимо определить соответствующую высоту камеры H. Рассчитаем её по приведенной в [1] формуле:

м. (5)

7. Качество очистки картофеля от кожуры сохранится, если величины ударных импульсов (равные P_ф, Н_с) всей массы клубней об абразивные поверхности машины до и после возможной модернизации будут равны. Согласно закону сохранения количества движения [5] сумма всех ударных импульсов равна количеству движения массы (mv, Н*с) клубней картофеля, составляющих порцию, то есть: .

Количество движения всей массы клубней в картофелечистках выражается формулой:

(6)

где v - окружная скорость движения клубней, м/с; щ - угловая скорость вращения чаши, рад/с; n - частота вращения чаши, мин-1.

Подставим в формулу (6) числовые значения, соответствующие машине МОК-400 до и после возможных изменений, получим:

- для машины МОК-400: кг_м/с;

- после изменений: кг_м/с.

Расхождение составляет ?0,8%, что говорит о близком соответствии в обоих вариантах картофелечисток условий для среза кожуры микроабразивными частицами. Количество движения в модернизируемом варианте картофелечистки сохраняется равным первоначальному варианту потому, что увеличение диаметра чаши компенсируется снижением частоты вращения её.

8. Повышение производительности после возможной модернизации можно рассчитать так. За один час в машину МОК-400 можно загрузить число порций (массой порции в 21 кг), равное 400/21=19. Если порцию увеличить до 26 кг, то количество обработанного картофеля за час повысится до 19_26=495 кг. Следовательно, производительность можно поднять на 23,8% при прочих равных условиях.

Выводы

Исследованиями установлено:

1. Возможное увеличение производительности машины МОК-400 за счет доиспользования резервной мощности электродвигателя составит 23,8%.

2. Модернизация машины потребует (при сохранении того же электродвигателя): изменить диаметры шкивов клиноремённого привода, обеспечив частоту вращения чаши, равную 269,7 об/мин, изготовить конусную чашу и рабочую камеру с диаметрами, соответствующими 0,472 м, а камеру - высотой 0,350 м. Остальные размеры картофелечистки можно рассчитать по [4].

3. Качество очистки не изменится, так как ударные взаимодействия клубней с абразивными поверхностями машин в обоих случаях соответствуют друг другу. Однако условия соударения (по силе и продолжительности взаимодействий) требуют дальнейших исследований, так как не ясна взаимосвязь между величиной микросрезов кожуры и их числом.

Литература

1. Керженцев В.А. Метод модернизации оборудования / В.А. Керженцев, Курсеитов В.С., Курсеитова Э.С. // Мехнiзацiя сiльскогосподарського виробництва: збiрник наукових праць нацiонального аграрного унiверситету. - Киiв: Видавницво Науково-методичного центру аграрноi освiти, 2002. - Т.13. - С.352-360.

2. Керженцев В.А. Выявление резервных возможностей машин, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. № 6, 2005. - С.79-82.

3. Керженцев В.А., Ванчугова П.Н, Пономаренко М.В, Михайленко А.П. / Выявление методами номографии предельных параметров для последующей модернизации машин АПК // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: материалы 11-ой Всероссийской научно-практической конференции 27 марта 2013 г. Новосибирск, отпечатано в НГТУ, г. Новосибирск, - 2013. - С. 254-257.

4. Механическое оборудование предприятий общественного питания / Елхина В.Д., Журин А.А, Проничкина Л.П и др.М.: Экономика, 1981.

5. Чертов А.Г Физические величины (терминология, обозначения, размерности, единицы): Справ.пособие. - М.: Высш. шк., 1990. - 335 с.

Размещено на Allbest.ru