ЛУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КРИСАК ФЕДІР МИКОЛАЙОВИЧ

УДК 631. 358

РОЗРОБКА ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЙНОЇ МИЙКИ ДЛЯ КАРТОПЛІ

Спеціальність 05.05.11 – сільськогосподарські машини

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Луцьк – 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Луцькому державному технічному університеті, Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник

кандидат технічних наук, доцент

Марчук Микола Михайлович,

Рівненський державний технічний університет,

зав. кафедри автомобілів

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, доцент Гевко Роман Богданович, Тернопільська академія народного господарства, зав. кафедри машини і обладнання АПК

кандидат технічних наук, доцент Пилинець Михайло Ількович, Тернопільський державний технічний університет, доцент кафедри технології машинобудування

Провідна установа Львівський державний аграрний університет, кафедра механізації тваринництва, м. Львів

Захист відбудеться “_10_” __березня__ 2001 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.075.01 у Луцькому державному технічному університеті за адресою: 263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луцького державного технічного університету за адресою: 43018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75

Автореферат розісланий “_27__” __лютого_ 2001 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Дідух В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Картопля має велику питому вагу в кормових раціонах тварин. Використання неочищених коренебульбоплодів призводить до накопичення у кишковику тварин значної кількості землі і викликає серйозні захворювання. За існуючих технологіях збирання забрудненість коренебульбоплодів може досягати 20-28 % при зоотехнічних вимогах до 3 %.

Вібраційне миття картоплі перед скормлюванням тваринам має істотні переваги перед іншими способами миття: менша витрата води, інтенсивніший процес миття тощо. В той же час цей спосіб мало досліджений.

Тому є актуальним розробка перспективної мийної машини і обгрунтування її параметрів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно угоди з республіканським науково-технічним центром АН України і Держагропрому України.

Мета і задачі досліджень. Мета роботи – підвищення якості очищення картоплі та зниження енерговитрат на основі розробки перспективної конструкції вібромийної машини та обгрунтування її параметрів.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

1) дослідити роботу механізмів, які здійснюють переміщення коренебульбоплодів по решету; визначити закономірність транспортування картоплі; обгрунтувати параметри вібраційних миючих машин;

2) визначити вплив сил інерції частинок ґрунту на відокремлення їх від коренебульбоплодів і розробити теоретичні основи цього робочого процесу; дослідити вплив параметрів машини на пульсацію повітряно-водяної суміші;

3) створити експериментальну установку і провести дослідження гідродинаміки пульсуючих газорідинних потоків, отримати узагальнені залежності далекодії пульсуючих повітряно-водяних потоків за різних параметрів коливань з врахуванням конструктивних елементів, вивчити вплив потоків на процес відмивання і транспортування коренебульбоплодів;

4) визначити показники зчеплення бульб картоплі з ґрунтом; визначити вплив параметрів вібрації і конструктивних розмірів механізмів на якість відмивання картоплі;

5) дослідити робочий процес миття картоплі у експериментальній вібромийці і отримати рівняння затрат енергії та продуктивності вібромийок даного типу;

6) обгрунтувати оптимальний режим роботи вібраційної машини, що забезпечить необхідну продуктивність й інтенсифікацію процесу відмивання картоплі;

7) на основі експериментальних досліджень створити дослідний зразок вібромийної машини і провести його виробничі випробування.

Об'єкт дослідження – робочі органи машини для відмивання картоплі.

Предмет дослідження – вібраційна мийна машина і вибір її конструктивно-кінематичних параметрів.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження проведені на основі методів теоретичної механіки, теорії механізмів і машин із застосуванням інтегрального та диференціального вирахування. Експериментальні дослідження проведені з використанням методів математичної статистики й математичного методу планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше:

1. Встановлено закономірність руху коренебульбоплодів по вібруючому решеті в пульсуючому повітряно-водяному потоці і виведені аналітичні залежності для визначення шляху, швидкості та прискорення коренебульбоплодів та точок решета.

2. Досліджено вплив сил інерції на відділення частинок ґрунту від бульб і встановлено графічну залежність, яка характеризує цей процес.

3. Встановлено оптимальні параметри вібрації та конструктивних параметрів для одержання пульсуючих повітряно-водяних потоків, вивчений процес миття коренебульбоплодів в пульсуючому повітряно-водяному потоці під дією вібрації тобто встановлені оптимальна величина шару картоплі, параметрів вібрації, конструктивні розміри мийки.

4. Виведено залежності продуктивності та необхідної потужності мийки, запропоновано енергозберігаючу конструкцію вібраційної мийної машини.

Практичне значення одержаних результатів полягає у їх використанні під час розробки, випробування і експлуатації нової мийної машини для відмивання коренебульбоплодів.

Особистий внесок здобувача. Основні дослідження за темою дисертації виконано автором особисто.

В теоретичних дослідженнях обгрунтовано вплив кінематичних параметрів вібруючого решета та пульсуючого повітряно-водяного потоку на характер переміщення коренебульбоплодів, проведені експериментальні дослідження по визначенню оптимальних параметрів вібрації та конструктивних елементів для одержання пульсуючих повітряно-водяних потоків, встановлені оптимальні режими роботи мийки, одержанні залежності продуктивності та необхідної потужності.

Внесок дисертанта у матеріали, які опубліковані в співавторстві, становить 70-80 %.

У технічних рішеннях, які захищені авторськими свідоцтвами, доля участі кожного з співавторів рівноцінна.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались: на республіканській науково-практичній конференції “Інтенсифікація технології і вдосконалення обладнання переробних галузей АПК” (м. Київ, 1989 р.), на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу ЛІІ (м. Луцьк, 1993-1997 рр.), а також на наукових семінарах кафедри сільськогосподарського машинобудування ЛДТУ (м. Луцьк, 1999-2000 рр.).

Публікації. Основні положення і результати досліджень опубліковані в восьми наукових працях. Отримано три авторських свідоцтва на запропоновані конструкції пристроїв для миття коренебульбоплодів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку використаної літератури та додатків. Основна частина викладена на 130 сторінках, містить 41 рисунок, 8 таблиць і 4 додатки. Список використаної літератури складається з 112 назв.

При виконанні роботи дисертант одержав велику допомогу у вигляді консультацій по науково-методичним і організаційним питанням від к.т.н., професора Лободи Павла Петровича, за що дисертант виражає велику подяку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульовані мета і задачі дослідження.

У першому розділі “Стан питання, мета i завдання дослідження” проведено аналіз поживної цінності різних видів коренебульбоплодів, існуючих способів їх відмивання, конструкцій мийних апаратів, а також теоретичних і експериментальних досліджень, що стосуються машин для вібраційного миття коренебульбоплодів.

Процес відмивання коренебульбоплодів і розчинення ґрунтових часток був предметом дослідження П.П.Лободи, В.Н.Стабнікова, А.С.Неретіна, О.П.Пазирука, А.А.Полохіна, С.М.Карпачевої, Л.С.Ричинського, Л.П.Хархориної, Б.Е.Рибчикова та інших.

В результаті проведеного аналізу існуючих літературних джерел та патентної інформації встановлено ряд питань, які потребують вивчення. Так розрахунок інтенсивності барабанних вібромийок проводився без врахування впливу амплітуди коливань. Недостатньо проведено пошуків вивченню процесу миття коренебульбоплодів у пульсуючому повітряно-водяному потоці під дією вібрації, особливості відділення частинок ґрунтових забруднень від бульб при їх митті та характеру транспортування коренебульбоплодів під час миття.

У другому розділі “Теоретичні передумови обгрунтування параметрів вібраційних машин для миття” визначено основні параметри вібромийних машин, кінематично досліджено механізм приводу коливного решета, розглянуто сили, які діють на коренебульбоплід під час його перебування на коливному решеті, досліджено характер переміщення коренебульбоплодів по решету, визначено закономірності їх руху по решеті та визначено вплив сил інерції на відділення частинок ґрунту від коренебульбоплодів.

В якості механізму приводу коливного решета прийнятий механізм ексцентрика. Шляхом кінематичного дослідження роботи механізму встановлені закономірності зміни положення точок решета, їх лінійних швидкостей і прискорень. Розрахунки залежності швидкості і прискорення точок решета проведено за формулами:

; , (1)

де w – кутова швидкість обертання ексцентрика; r – половина ексцентриситету; t – час.

Під час аналізу руху коренебульбоплодів по решету, яке коливається, вони розглядалися як тіла, що не відриваються від поверхні решета. На рис. 1 показані напрямки сил Mg, N і F (Mg – сила тяжіння, N – нормальна реакція решета, F – сила тертя) , а також сил Pu , які діють на кожне таке тіло, коли прискорення спрямоване вліво (рис.1,а) і вправо (рис.1,б). На коренебульбоплоди діють також сили R тиску напору повітряно-водяної суміші внаслідок проходження цієї суміші через отвори решета. Ці сили визначено за формулою:

, (2)

де ко – коефіцієнт опору; сс – густина суміші; s – міделевий переріз; vc– швидкість суміші; ч – коефіцієнт, що враховує, яка частина поверхні бульби сприймає тиск суміші (ч<1).

Рис.1. Сили, що діють на коренебульбоплід при русі праворуч (а) і при русі ліворуч (б)

Для визначення закономірності руху коренебульбоплодів з решетом була зв'язана система координат оВ1з (рис.1) і розглянуто дію сил на коренебульбоплід при дії сили Рu ліворуч і праворуч.

В результаті аналізу цього руху виведена умова

, (3)

за якої коренебульбоплід ліворуч рухатися не буде, а буде рухатися праворуч при правому положенні решета.

В нерівностях (3) j - кут тертя бульби по решету, a - кут, під яким діє сила R.

Оскільки під час роботи машини необхідним є лише рух коренебульбоплодів праворуч, то при проектуванні машини необхідно вибрати швидкість у відповідності з нерівністю (3).

Рух коренебульбоплодів праворуч має місце при

. (4)

Інтегруючи рівність (4) знайдемо швидкість переміщення коренебульбоплоду праворуч :

. (5)

Рух коренебульбоплоду закінчиться, коли =0. Підставивши це значення швидкості в (5) і розв'язуючи отримане рівняння відносно t, знаходимо час t1, при якому рух коренебульбоплоду по решеті припиниться. Це рівняння буде мати наступний вигляд:

. (6)

Час t1 знаходиться в інтервалі від 0 до p/2w, а кут wt1 менший від 90°.

Після настання часу t1 коренебульбоплід відносно решета вже не рухається і не буде рухатися і тоді, коли решето перейде у ліве положення, якщо виконується умова (3). Через період часу t, що дорівнює 3p/2w, решето перейде у праве положення, і прискорення решета знову матиме додатні значення, тому стане можливим переміщення коренебульбоплоду по решеті праворуч. Це станеться в момент часу t, що знаходиться в межах від 3p/2w до 2p/w.

Провівши такий аналіз, нами виведені залежності для визначення швидкості переміщення вправо коренебульбоплоду і часу цього переміщення в подальших періодах коливання решета. Узагальнюючи отримані результати, можна зробити висновок, що під час знаходження решета в правому положенні коренебульбоплід буде рухатись по ньому праворуч із швидкістю

, (7)

де tоі – час початку руху коренебульбоплоду по решеті при і-му оберті ексцентрика; для першої чверті першого оберту ексцентрика і=0, а tо1=0, для останньої чверті першого оберту і всіх наступних обертів ексцентрика tоі визначається за формулами, які приведені в дисертації.

Визначивши терміни, протягом яких картопля рухається по решеті праворуч, та швидкості цього руху, визначено шлях s, пройдений коренебульбоплодом; для цього інтегровано рівняння (7). В загальному випадку, коли t змінюється від tоі до t, цей шлях дорівнює:

. (8)

Сумуванням шляхів по кожному оберту ексцентрика, отримано загальний шлях sзаг руху коренебульбоплоду по решеті. Якщо довжину ділянки решета, по якій повинен переміститися коренебульбоплід, позначити L, то коливальний механізм повинен працювати доти, поки буде досягнута рівність .

Виходячи з цієї рівності з врахуванням (8), визначається необхідне число обертів ексцентрика та інші параметри вібропристрою.

За отриманими залежностями проведені розрахунки і побудовані графіки швидкості руху коренебульбоплоду по решеті і шляхи руху. Розрахунки проведені на ЕОМ при таких умовах: j =40°; a=7°; R/M=0,25g; r=0.012 м; w=25 с-1. Результати розрахунків подано на рис.2, а і б.

Рис.2. Залежність швидкості (а) та шляху s (б) переміщення коренебульбоплоду по решеті

З графіків видно, що швидкість переміщення бульби порівняно мала лише в перші моменти при 0<t<t1, потім у моменти часу, коли коренебульбоплід переміщується праворуч, швидкість переміщення зростає, носить пульсуючий характер і змінюється за однаковим законом. Шлях s переміщення коренебульбоплоду по решеті при >0 збільшується, а при =0 не змінюється.

Знаючи довжину решета L і маючи графік, поданий на рис.2,б, можна визначити час tр переміщення коренебульбоплоду по решеті. Для цього відкладемо шлях L по осі ординат, проводимо від отриманої точки горизонталь до перетину з кривою s=f(t), з точки перетину проводимо вертикаль до перетину з віссю абсцис. Точка перетину дасть нам час tр. На рис.2,б проведені такі побудови при L=6 см, в результаті чого отримано, що tр=3,27 с.

Маючи такий графік, як на рис.2,б, можна за певною кількістю періодів коливань решета (наприклад за десятьма періодами) визначити середню швидкість vср транспортування коренебульбоплодів по решету. Якщо це зробити за десятьма періодами, то (де s10 – шлях руху коренебульбоплоду за 10 періодів коливань решета, t10 – час, на протязі якого здійснюється 10 коливань решета).

Стосовно графіка на рис.2,б vср”0,0184 м/с.

Встановлено, що середня швидкість переміщення бульби картоплі збільшується зі зростанням амплітуди коливань, частоти коливань, кута a, відношення R/M і зменшенням кута тертя j.

Окрім приведених теоретичних досліджень проведено аналіз процесу відділення частинок ґрунту від коренебульбоплодів. Цей процес має місце завдяки змочуванню цього ґрунту, його пом'якшенню, тертю бульб по бульбах та по решеті, дії сил інерції.

Повне відділення частинок ґрунту від коренебульбоплодів, які змочені і на які діють пульсуючі газорідинні потоки, буде мати місце, коли сили інерції налиплих частинок при коливанні бульб будуть рівними чи більшими від сил зчеплення і спрямовані у бік відриву цих частинок.

В дисертації приведено залежності для визначення абсолютних прискорень коренебульбоплоду і сил інерції. Приведено також умови, за яких сили інерції налиплих частинок сприяють їх відділенню від коренебульбоплодів.

У третьому розділі “Програма i методика експериментальних досліджень” викладена програма досліджень, описані прилади, обладнання, експериментальні установки і методики проведення досліджень.

Схему машини для миття і переміщення коренебульбоплодів зображено на рис.3. Основні параметри машини наступні: розміри площадок коливного решета, висота підвісок, висота рухомих пластин, кут їх відхилення від вертикалі, відстань між пластинами, параметри вібрації.

Рис.3. Схема експериментальної мийної машини: 1 – камера; 2 – перегородки; 3 – патрубки; 4 – зливний пристрій; 5 – завантажувальний бункер; 6 – вібраційна площадка; 7 – поперечні рухомі пластини; 8 – перфорована площадка; 9 – нерухомі пластини; 10 – зрошувач; 11 – притискний пристрій; 12 – щітки; 13 – нерухома пластина

Ширина кожної площадки коливного решета встановлюється в межах 400-500 мм при продуктивності 5 т/год, довжина площадки розраховується за результатами аналізу процесу руху бульби по решету і знаходиться в межах від 800 до 1000 мм. Висота підвісок встановлюється в межах 600-800 мм. Висота рухомих пластин, які створюють пульсацію повітряно-водяної суміші, знаходиться в межах 120-140 мм, кут їх відхилення від вертикалі становить 5-10°, відстань між пластинами 180-200 мм. Відстань між нерухомими пластинами знаходиться в межах 45-65 мм, їх кут нахилу 5-10°, а висота 120-140 мм. Параметри вібрації встановлюються наступні: амплітуда коливань 10-15 мм, частота коливань 5-25 Гц.

Програмою досліджень передбачено визначення впливу параметрів машини на пульсацію повітряно-водяної суміші; показників зчеплення бульб картоплі з ґрунтом; показників гідродинаміки процесу миття; впливу параметрів вібрації і конструктивних розмірів на якість відмивання коренебульбоплодів і якість роботи всієї машини; часу відмивання коренебульбоплодів; необхідної потужності на одержання повітряно-водяної пульсації і виконання процесу відмивання, а також випробування експериментальної машини для миття коренебульбоплодів.

Для проведення експериментів крім стандартної вимірювальної апаратури використовувались спеціально виготовлені: експериментальна установка для дослідження впливу параметрів машини на пульсацію повітряно-водяної суміші і показників гідродинаміки процесу миття; установка для визначення впливу параметрів вібрації і конструктивних параметрів машини на якість відмивання коренебульбоплодів.

Досліди проводились як у лабораторних, так і у виробничих умовах.

У четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень” встановлено вплив амплітуди і частоти коливань решета, висоти і відстані між нерухомими пластинами та кута нахилу пластин вібруючої площадки мийної машини на характер пульсації повітряно-водяної суміші. При збільшенні глибини занурення hn рухомих пластин понад 130 мм відбувається зниження приросту висоти H газорідинних потоків при різкому зростанні потужності N. Криві цих залежностей H і N від величини hn для амплітуди 7 мм і частоти 8,3 Гц та відповідно, 13 мм і 5 Гц наведено на рис.4.

Висота пульсуючих газорідинних потоків збільшується зі зростанням частоти і амплітуди коливань до частоти 18-20 Гц. При куті нахилу пластин вібруючої площадки від 5° до 10° досягається найбільша пульсація.

Побудовано графічні залежності висоти шару картоплі, що омивається пульсуючими повітряно-водяними потоками, і швидкості транспортування шару картоплі від частоти і амплітуди коливань. Встановлено, що оптимальним є шар картоплі 100…120 мм, який здатен забезпечити необхідну продуктивність.

Визначено значення сил зчеплення картоплі з ґрунтом і ґрунту з ґрунтом. Їх значення більші на суглинистих ґрунтах ніж на супіщаних. Дослідженням впливу параметрів вібрації і конструктивних розмірів механізмів на якість відмивання картоплі і роботу мийної машини встановлено графічні залежності часу відмивання коренебульбоплодів (рис. 5) і залишкової забрудненості їх шару від часу відмивання (рис. 6) при різних параметрах частоти і амплітуди коливань решета.

З графіків видно, що інтенсифікація процесу відмивання відбувається зі збільшенням частоти і амплітуди коливань решета. Основна маса забруднень відмивається за перші 10…15 с, а більша частина часу затрачається для відмивання до необхідної залишкової забрудненості.

Продуктивність розробленої вібромийної машини пропонується розраховувати за аналітичною залежністю:

, (11)

де q – насипна питома вага картоплі; V – об'єм продукту, що знаходиться в мийці; к – частота коливань; А – амплітуда коливань.

Час відмивання коренебульбоплодів від висоти шару, амплітуди коливань та частоти коливань досліджено математичним методом планування експерименту з використанням ЕОМ, в результаті чого отримане рівняння регресії:

y=62,5+162,0X1-900,0X2-0,3X3, (12)

де X1, X2 і X3 – натуральні значення факторів, відповідно X1 – висота шару картоплі h; X2 – амплітуда коливань А; X3 – частота коливань к. Найбільший вплив на час відмивання спричиняє амплітуда коливань.

Потужність, необхідна для миття картоплі, зростає з ростом частоти і амплітуди коливань решета. Для її визначення пропонується емпірична залежність:

Nуд=4,5qV(60кА)0,35. (13)

Результати проведених досліджень враховано при створенні експериментального взірця мийної машини.

У п'ятому розділі “Результати випробувань розробленої машини і розрахунок її економічної ефективності” викладено результати випробування розробленої мийної машини, які проведено у 2000 році. Вони показали, що машина є працездатна і енергозбережна, а процес миття картоплі виконується якісно і у відповідності до чинних вимог. При кінцевій забрудненості 0,03 % продуктивність становила 5 тонн за годину.

Розрахунок економічної ефективності машини свідчить про доцільність її використання. Розрахунковий річний економічний ефект становить 570 грн.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації представлені теоретичні узагальнення і нове вирішення науково-прикладної задачі, яка полягає у розробці конструкції та обґрунтуванні параметрів машини для вібраційного миття коренебульбоплодів. Аналіз існуючих машин, які виконують відмивання коренебульбоплодів показав, що вони мають недоліки і недостатньо досліджені.

На основі проведених комплексних досліджень, теоретичних розробок та узагальнень сформульовано методи розв'язання даної науково-прикладної задачі. Використання запропонованої конструкції та методів розрахунку її параметрів і режимів роботи дасть можливість покращити якість відмивання коренебульбоплодів та підвищити продуктивність машин.

2. Аналіз способів відмивання коренебульбоплодів показав, що найбільш перспективним є вібромиття. Основні параметри машини для вібраційного миття коренебульбоплодів встановлюються з врахуванням найбільш високої продуктивності і відповідної якості миття коренебульбоплодів.

3. Кінематичним дослідженням механізму приводу коливального решета виведені залежності для визначення шляху, швидкості та прискорення точок решета.

4. Аналіз руху коренебульбоплодів по решеті показав, що на них діють сили інерції, тертя, тяжіння, і реакції поверхні решета та дії пульсуючих повітряно-водяних потоків. Дослідженням динаміки цього процесу і аналізом отриманих нерівностей встановлено, що в діапазоні кутів повороту ексцентрика від 0 до 90? і від 270? до 360? дія сил інерції коренебульбоплоду сприяє його руху по решеті до виходу з машини, а при куті повороту ексцентрика від 90? до 270? дія сили інерції коренебульбоплоду не сприяє його руху по решеті. Виведені залежності, за допомогою яких визначаються швидкість і шлях руху коренебульбоплодів по решеті. Запропонована методика визначення часу пересування коренебульбоплодів по решеті за допомогою такого графіка, як на рис.2.б.

5. Під час вібраційного миття коренебульбоплодів встановлено, що на якість відмивання значний вплив чинять сили інерції частинок грунту. Дослідженнями цього явища встановлена механіка процесу, виведено аналітичні залежності для визначення сил інерції, побудовано графік, що ілюструє зміну сил інерції грунтових часточок та їх зчеплення з коренебульбоплодом, що дозволяє встановити момент часу відділення часточок. З ростом ексцентриситету ексцентрика механізму приводу кутової швидкості його обертання і сил, що діють зі сторони газорідинної суміші на бульби, зростають сили інерції і підвищується ефективність миття.

6. Висота пульсуючих газорідинних потоків у мийній машині і затрачена на їх отримання потужність зростає з ростом глибини занурення рухомих пластин. Проте зі збільшенням глибини занурення цих пластин понад 130 мм спостерігається зниження приросту висоти потоків при різкому зростанні потужності. Оптимальна глибина занурення рухомих пластин знаходиться в межах 100…130 мм.

Висота пульсуючих газорідинних потоків збільшується зі зростанням частоти і амплітуди коливань до частоти 18…20 Гц, після чого ріст частоти уже не приводить до збільшення висоти пульсуючих потоків. Інтенсивність пульсуючих потоків різко зменшується при куті нахилу пластин більшому за 10°, а при куті від 5 до 10° досягається найбільша інтенсивність пульсації потоків.

Потужність, необхідна для миття картоплі, зростає з ростом частоти і амплітуди коливань решета. Для розрахунку питомої потужності для миття бульб пропонується формула (13).

7. Час відмивання коренебульбоплодів у машині зменшується з ростом амплітуди і частоти коливань і зі зменшенням товщини шару бульб. Залишкова забрудненість бульб зменшується з ростом часу їх відмивання, частоти і амплітуди коливань решета.

8. Розроблена за результатами досліджень машина для миття картоплі працездатна, процес миття виконується якісно і у відповідності до чинних вимог. Продуктивність машини складала 5 тон за годину, питомі витрати електроенергії складали 0,15 кВт*г/т, а води - 0,13 м3/т. річний економічний ефект від впровадження розробленої машини становить 570 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Крисак Ф.М. Кінематичний аналіз коливального пристрою машини для миття коренебульбоплодів // Сільськогосподарські машини. Вип.2. – Луцьк: ВВ ІАУ. - 1997. - С. 64-69.

2. Крисак Ф.М. Про характер руху коренебульбоплодів по коливальному решеті // Сільськогосподарські машини. Вип.2. –Луцьк: ВВ ІАУ. - 1997. – С. 70-72.

3. Хайлис Г.А., Крисак Ф.Н., Герасимук Б.В. Исследование движения коренебульбоплодов по горизонтальному колеблющемуся решету // Сільськогосподарські машини. Вип. 3. –Луцьк: ВВ ІАУ. - 1997. – С. 252-270.

4. Крисак Ф.Н. Особливості гідродинаміки процесу вібраційної мийки бульб // Сільськогосподарські машини. Вип. 6. –Луцьк: РВВ ЛДТУ. - 2000. – С. 86-91.

5. Крисак Ф.Н., Марчук М.М., Хайлис Г.А. Аналіз процесу відділення частинок грунту від бульб при вібраційній мийці // Сільськогосподарські машини. Вип.7. –Луцьк: РВВ ЛДТУ. - 2000. – С.

6. Устройство для мойки коренеклубнеплодов: А.С. 1009408 /СССР/, МКИ3 А23 №12/02. / Крысак Ф.Н., Лобода П.П. – Опубл. 07.04.83, Бюл.№13.

7. Устройство для мойки коренебульбоплодов: А.С. 1155233 /СССР/, МКИ3 А23 №12/02. / Крысак Ф.Н., Лобода П.П. – Опубл. 15.05.85, Бюл.№18.

8. Устройство для мойки плодов: А.С. 1604357 /СССР/, МКИ3 А23 №12/02. / Крысак Ф.Н., и др. – Опубл. 07.11.90, Бюл.№41.

9. Крисак Ф.Н., Лобода П.П. Испытание экспериментальной вибрационной машины для картофеля. –М.: Сахарная промышленность, 1986. - №7.

10. Исследование гидродинамики вибрационно-моечной машины / Крысак Ф.Н., Лобода П.П., Ковальчук Р.М. Луцкий филиал Львовского политехнического института. –Луцк, 1988. 11 с., Деп. в УкрНИИНТИ.

11. Ковальчук Р.М., Крысак Ф.Н., Лобода П.П. Интенсификация процесса мойки картофеля // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции “Интенсификация технологии и совершенствование оборудования перерабатывающих отраслей АПК”. –К.: КТИПП. - 1989.

АНОТАЦІЇ

Крисак Ф.Н. Розробка та обгрунтування параметрів машини для мийки картоплі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – сільськогосподарські машини – Луцький державний технічний університет, Луцьк, 2001.

Дисертація присвячена питанням теоретичного й експериментального дослідження технологічного процесу відмивання коренебульбоплодів, що проходить у пульсуючому повітряно-водяному потоці й в умовах вібрації. Використання цього процесу дозволяє зменшити енерговитрати, а також підвищити якість і продуктивність відмивання картоплі в мийних машинах. Розроблено математичну модель процесу переміщення коренебульбоплодів по решету мийної машини. Обгрунтовано параметри і раціональні режими роботи мийної машини вібраційного типу. Випробування розробленої мийної машини підтвердили її роботоздатність і ефективність.

Ключові слова: мийна машина; коренебульбоплоди; пульсуючий повітряно-водяний потік; вібрація; процес відмивання.

Крысак Ф.Н. Разработка и обоснование параметров машины для мойки картофеля. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.11 - сельскохозяйственные машины - Луцкий государственный технический университет, Луцк, 2001.

Диссертация посвящена вопросом теоретического и экспериментального исследования технологического процесса отмывания корнеклубнеплодов, который проходит в пульсирующем воздушно-водяном потоке и в условиях вибрации.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Первый раздел посвящен анализу приведенных в литературе результатов исследований процесса отмывания корнеклубнеплодов и конструкций моечных аппаратов. Установлено, что вибрационное отмывание имеет существенные преимущества перед другими способами.

Во втором разделе определены основные параметры вибромоечных машин, кинематически исследован механизм привода колеблющегося решета, рассмотрены силы, которые действуют на корнеплод во время его пребывания на колеблющемся решете, исследован характер перемещения корнеплодов по решету, определены закономерности движения корнеплодов по решету и влияние сил инерции на отделение частичек грунта от корнеплодов.

За выведенными аналитическими зависимостями движения корнеплодов по решету, проведены расчеты и построены графики скорости движения корнеплода по решету и пути движения с использованием ЕВМ. Определено, что характер перемещения корнеклубнеплодов по решету зависит от их формы и плотности прилегания друг к другу. При нечастом поступании клубни картофеля будут скользить по поверхности решета; в тоже время корнеклубнеплоды могут перекатываться по поверхности, если их форма в точке контакта с поверхностью круглая.

Исследованием динамики процесса движения корнеклубнеплодов по решету установлено, в диапазоне углов поворота эксцентрика от 0 до 90° и от 270° до 360° действие силы инерции корнеплода способствует его движению к выходу из машины.

Установлено, что при вибрационной мойке картофеля, с ростом эксцентриситета эксцентрика механизма привода и угловой скорости его вращения увеличиваются силы инерции, а также увеличивается эффективность отмывания.

В третьем разделе изложены методики определения влияния параметров машины на пульсацию воздушно-водяной смеси; показателей сцепления клубней картофеля с грунтом; показателей гидродинамики процесса мойки; влияния параметров вибрации и конструктивных размеров на качество отмывания корнеклубнеплодов и качество работы всей машины; времени отмывания клубней картофеля; необходимой мощности на получение воздушно-водяной пульсации и выполнения процесса отмывания, а также испытание экспериментальной машины для мойки корнеклубнеплодов.

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований.

Установлены графические зависимости, характеризирующие влияния конструктивно-технологических параметров моечной машины на качество выполнения процесса отмывания корнеклубнеплодов. Предложено оптимальные параметры и критерии режимов работы машины для выполнения данного процесса.

В пятом разделе приведены результаты испытания разработанной машины. Они подтвердили ее работоспособность и эффективность.

Ключевые слова: моечная машина; корнеклубнеплоды; пульсирующий воздушно-водяной поток; вибрация; процесс отмывания.

Krusak F.N. – Elaboration and substantiation of the potatoes-washing machine's parameters. - Manuscript.

Dissertation is submitted for candidate degree of technical sciences, speciality 05.05.01 agricultural machinery – Lutsk State Technical University, Lutsk, 2001.

The thesis is dedicated to the theoretical and experimental research of potatoes-washing technological process, which passes in a pulsing air-water stream and conditions of vibration. Its use last allows to reduce the power costs and also to increase quality and productivity of potatoes washing up in machines. There are the developed mathematical modes of the potatoes transition process along the sieve of washing-machine. Heir we have the reasonable parameters and rational operational of the for washing a vibration type. Test of the developed machine for washing have confirmed it work capacity and efficiency.

Key words: the machine for washing; fruits; a pulsing air - water stream; vibration; washing up process.

Підписано до друку 22.02.2001

Формат 60 84 1/16 арк. Папір друк. Тираж 100

Віддруковано у редакційно-видавничому відділі ЛДТУ

263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75