Механизация послеуборочной обработки зерна с усовершенствованием конструкции триера

3. Расчет конструкции.

 

Исходные данные:

1. Пшеница;
2. Процент коротких зерен –– b_к=17%;
3. Подача материала –– q=1,9кг/с;
4. Диаметр ячейки –– d=0,005м;
5. Радиус цилиндра –– r=0.3м

Найдем количество коротких зерен  q_к:

 

, кг/с    (3.1)

q_к=15*1,7/100=0,26кг/с

 

Найдем массу материала, выбранного одной ячейкой δ:

 

δ=а*d³*ρ, кг    (3.2)

где а –– коэффициент, учитывающий  степень заполнения ячейки а=0,7;

ρ –– плотность материала кг/м³, ρ=750 кг/м³.

δ=0,7*0,005³*750=0,00002кг

Определим требуемое количество ячеек размещения коротких зерен в 1с z_р:

z_р=q_к/δ,    (3.3)

z_р=0,26/0,00002=3939

 

Найдем действительное число  ячеек z_д:

z_д= z_р/μ,    (3.4)

где μ –– коэффициент, учитывающий  полезное использование ячеек, μ=0,1.

z_д=3939/0,1=39394

Учитывая, что для цилиндрической поверхности площадь, приходящаяся на одну ячейку S₀=(m+d)²*( 3/2), находим необходимую поверхность для размещения ячеек А:

 

, м²    (3.5)

где m –– перемычка между ячейками, м

S_o=(0,005+0,003)²*( 3/2)=0,00006м²

А=0,00006*39394=2,36м²

С другой стороны, площадь А может  быть выражена через размеры цилиндра:

А=l*V=l*ω*r=l (ω²rrg)/g=l kgr,    (3.6)

где V –– окружная скорость цилиндра, м/с;

k –– показатель кинематического режима триера, k=0,42;

g –– ускорение свободного падения, g=9,8м/с²;

l –– длина цилиндра, м.

 

Приравнивая правые части  выражений и проведя некоторые  преобразования, получим:

 

,    (3.7)

где с=μа –– коэффициент, принимаем равным 0,01 –– 0,02

Теперь подставим в  это выражение радиус цилиндра и  получим длину цилиндра триера.

м

Чтобы семена лучше заполняли ячейки и свободно выпадали из них над лотком, необходимо вращать цилиндр с определенной скоростью. Зерно выпадает из ячейки, если его сила тяжести будет больше центробежной силы, действующей на зерно, т.е.

mg>mω²R

Сократив на m (m –– масса зерна) и имея ввиду, что

ω=*n/30,

получим

n≤30/*√g/R

где n –– частота вращения цилиндра;

ω –– угловая скорость цилиндра;

R –– радиус цилиндра.

На практике частоту вращения триерных цилиндров с наклоном желоба к  горизонтальной плоскости на 1-5^о определяют по формуле:

n=(0,5-0,75)30/√R    (3.8)

n=0,75*30/√0,3=41об/мин

Производительность триера определяем по формуле:

Q=2*q_orl,     (3.9)

Где  –– опытный коэффициент, учитывающий вид обрабатываемой культуры, для пшеницы =1;

q_o –– удельная нагрузка на единицу площади ячеистой поверхности, кг/(с м²) q_o=0,18.

Q=2*3,14*1*0,18*0,3*1,9=0,6 кг/с.

Диаметр шнека желоба определяем из формулы:

Q_ш=60ρφψ_v(*D²/4)ns,      (3.10)

Отсюда D=√(4 Q_ш)/(*60ρφψ_vns)

где Q_ш –– производительность шнека, кг/ч;

ρ –– масса 1 м³ транспортируемого материала, для пшеницы ρ=750кг/м³;

φ –– коэффициент наполнения, φ=0,7;

ψ_v –– коэффициент скорости, ψ_v=0,1;

n –– частота вращения шнека, n=41об/мин;

s –– шаг шнека, s=0.3м.

Производительность шнека для  кукольного триера принимают Q_ш=0,15Q, т.е. Q_ш=0,15*6000=900кг/ч

D=√(4*900)/(3.14*60*750*0.7*0.5*41*0.3)=0,17м