Основы расчета параметров и режимов работы цилиндрических триеров презентация

1.ТЕРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ТРИЕРА
Общий характер движения зерен внутри цилиндра. При непрерывной подаче зерна на внутреннюю вращающуюся цилиндрическую поверхность триера вся масса зерна располагается слоем и перемещается в осевом на­правлении. При вращении цилиндра короткие частицы (семена) попадают в ячейки и выносятся ими из-под слоя, а длинные зерна, продолжая дви­гаться, перемещаются одновременно в осевом направлении. Выбранные из слоя короткие частицы выносятся ячейками во II квадрант (рис. 1), где выпадают из ячеек в приемный желоб.

Длинные частицы находятся в непрерывном движении вокруг цент­рального ядра слоя, располагающегося в I квадранте. При этом частицы, находящиеся непосредственно на внутренней поверхности цилиндра, увле­каются силой трения на некоторую высоту и снова попадают на слой зерен, т. е. имеет место перемешивание зерна в слое. Рабочий процесс включает несколько стадий: отбор ячейками мелких частиц, подъем и выбрасывание в лоток. Эти элементы рабочего процесса определяются кинемати­ческим режимом работы триера и его геометрическими параметрами.

Отбор частиц происходит за счет относительного скольже­ния их по ячеистой поверхности. Мелкие частицы западают в ячейки, а крупные поднимаются на некоторый угол за счет тре­ния и скатываются вниз по верхнему слою. Таким образом, сыпу­чее тело вращается внутри цилиндра и постепенно перемещается к выходу под ,действием наклона оси цилиндра или за счет откло­нения вперед при скатывании вниз по косо поставленным направ­ляющим на наружной стенке желоба.

Частица, попавшая в ячейку, перемещается с угловой скоростью на некоторую высоту (рис.1). Определим угол , соответствующий предельному поло­жению ячейки, при котором частица выпадает. Ось Х направим по касательной к краю ячейки, ось У - по нормали к поверхности ячейки в точке 01 . На частицу, находящуюся в ячейке, действу­ют следующие силы: сила тяжести G, центробежная сила инер­ции , сила нормального давления N, сила трения F.

Рис.1. Силы, действующие на частицу в ячейке триера.

Частица будет находиться в состоянии равновесия, если суммы проекций всех сил на оси Х и У равны нулю.
Из уравнения (2) найдем N.
Так как , а F=f N , то, подставляя эти выраже­ния в уравнение (1), получим:

Так как , а F=f N , то, подставляя эти выраже­ния в уравнение (1), получим:

Известно а
Подставив эти значения в выражение (4 ) , после преобразований выра­зим показатель кинематического режима триера в зависимости от угла подъема частицы, формы ячейки и угла трения

Если учесть, что , а для фрезерованных и штампованных ячеек ,тогда получим

или
Из выражения (7) следует, что угол , на который под­нимается частица, зависит от угла трения и от показателя ки­нематического режима .

С уменьшением и угол подъема уменьшается.
Угол колеблется в значительных пределах: для куколя = 5 ... 20°, для пшеницы =15 ... З5°. Следовательно, выпадать из ячеек зерно будет в некоторой зоне, величина которой определя­ется углами и для и . Для выделения куколя и других мелких примесей = 39° … 50°, а при отборе овсюга = 48°…62°.

ВЫПАДЕНИЕ ЧАСТИЦ В ЛОТОК
Частицы, выпадающие из ячеек, совершают различное дви­жение: при условии N = 0 (1)
они движутся как тело, брошенное под углом 90° - к горизонту, а при N > 0 они, выскользнув из ячейки, попадают на поверхность цилиндра и скользят по ней. Во втором случае частицы не будут попадать в лоток, поэтому необ­ходимо установить такой режим работы, при котором в момент выпадения частицы нормальная реакция равнялась бы нулю.

Считая, что в момент выскальзывания частица переходит с поверхности ячейки на поверхность цилиндра, имеем 0, тогда из равенства (1) получим
Приняв
Получим

При зерно достигает зенита, где абсолютная скорость получает горизонтальное направление, лететь ей некуда, и она останется в ячейке. Значит, kТ должен быть меньше единицы , обычно kТ= 0,5 ...0,7.
Частицы, оторвавшиеся от ячеек, совершают свободное движение с начальной скоростью , направленной под уг­лом 90°— к горизонту (рис.2).

Рисунок 2.- Траектории полета частиц после выхода из ячеек триера.

В осях координат Х и У с началом в точке О проекции скорости U будут следующими:

Тогда движение частицы по осям координат выразятся следую­щими уравнениями

Решая совместно уравнения движения, получим траек­торию полета зерна (параболу):
Чтобы частица попала в лоток, надо, чтобы ее траектория оказалась в пределах входа в него.

Точки А и В лотка должны лежать на траектории полета зерна с углов подъема и .
Положение точек А и В может характеризоваться углами и . Эти углы зависят от и .

С увеличением и ,
возрастает, а уменьшается.
Для кукольного триера ре­комендуется
а для овсюжного триера

Если в кукольном триере установить лоток с углом
, то отходы основной культуры увеличатся, но чистота продукта повысится. Уменьшение в овсюжном триере, наоборот, снижа­ет чистоту конечного продукта.
В зерноочистительных машинах положение лотков можно изменять в широком диапазоне. Оптимальное положение лотка подбирают непосредственно в работе.

2.РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТРИЕРОВ
Исходными данными для расчета параметров триера являются: 1 – состав зернового вороха;2 – вариационные кривые размеров зерен основной культуры и примесей; 3 – производительность; 4 – относительное содержание коротких примесей в %.Необходимо определить размеры ячеек, цилиндра (диаметр и длину), частоту вращения цилиндра, форму и размеры желоба и шнека.

Размеры ячеек триера определяют, исходя из длины зерна основной культуры и других составных частей зерновой смеси по таблицам согласно ГОСТ
Допустимая загрузка триера определяется его параметрами, составом исходного зернового материала и качеством очистки. Практикой установлена зависимость
где q- производительность триера, кг/с;
R - внутренний радиус цилиндра, м;
L - длина рабочей части цилиндра, м.

-удельная нагрузка,
При выделении из пшеницы длинных примесей с содержа­нием их до 7% удельная нагрузка принимается = 0,16 ... 0,18 , при выделении из пшеницы коротких примесей с содер­жанием их до 1,5% = 0,15 ... 0,17 и при выделении из овса ко­ротких примесей с содержанием их до 10% = 0,085... 0,1 . Для других культур можно использовать эквивалентность между производительностью по пшенице и очищаемой куль­туре:

, (2)
где q и — производительность при очистке соот­ветственно пшеницы и другой культуры,
m — коэффициент эквивалентности.
Рекомендуемые значения для m: пшеница - 1; рожь - 0,75 ... 0,9; ячмень - 0,65 ... 0,8; клевер - 0, 1... 0, 12.
Указанные значения удельной нагрузки допустимы при пра­вильном подборе размеров ячеек триерных цилиндров.

Производительность триера по сходу длинных зерен
где — объемная масса зерна, кг/м3; F1 — площадь сечения потока зерна, идущего сходом по цилиндру, м2; V0 — осевая скорость зерна, м/с (для ти­хоходных триеров с наклонной осью цилиндра V0 составляет 0,044.. .0,065, а для быстроходных с горизонтальной осью цилиндра — 0,027... 0,039 м/с).

Масса коротких зерен, которые должны быть вынесены из зернового материала,
кг/с,
где а — содержание коротких семян в зерновой смеси, %; q — секундная подача зерновой смеси, кг/с.
Общая производительность триера
кг/с

Масса зерна , выбранного одной ячейкой будет
где к –коэффициент, учитывающий степень заполнения ячейки; d- диаметр ячейки , мм;
-объёмная масса зерна ,

Частота вращения цилиндра (мин-1)
где —показатель кинематического режима работы (для семян зерновых культур =0,4 .. .0,7 и мелких семян — 0,8.. .0,4).
Производительность шнека желоба определяют по формуле

где Qш — производительность шнека, кг/ч; — коэффициент заполнения; — коэффициент скорости; — диаметр шнека, м;
S — шаг шнека, м.
Производительность шнека принимают для овсюжных три­еров равной производительности триера, а для кукольных — .

ЛЕКЦИЯ О РАСЧЁТЕ ТРИЕРА ОКОНЧЕНА
Это изложение с другого источника

РАБОТА ТРИЕРА НЕЗАКОНЧЕНА(ЛИСТОПАД0
При вращении триерного цилиндра зерновой материал постепенно перемещается некоторым слоем с одного конца к другому. Ячейки, проходя под этим слоем, заполняются короткими зернами, которые в дальнейшем выносятся из цилиндра в желоб.
С рабочей поверхностью цилиндра соприкасаются частицы нижней части слоя. При этом возможны два случая: зерно попало в ячейку; зерно расположилось между ячейками, т. е. не попало в нее.

Рассмотрим «поведение» отдельного зерна, не попавшего в ячейку, и определим условия, при которых оно будет находиться в относитель­ном покое.
При повороте цилиндра радиусом R на угол (рис. 1) зерно массой т перейдет из положения М0 в положение М. На него действуют следующие силы: сила тяжести mg, реакция N, сила трения F= N tg (где — угол трения) и центробежная сила .

Рис.1.-Схема к определению условий относительного покоя зерна в ячейках вращающего цилиндра

Зерно будет на­ходиться в относительном покое, если сумма проекций указанных сил на выбранные подвижные оси координат будет равна нулю
Подставив в уравнение(2) значение N, найденное из первого уравнения, и обозначив показатель кинематического режима через
,

После преобразований находим условия относительного покоя зерна на поверхности вращающего цилиндрического триера
Так как, в выражении (4) имеется лишь одна переменная t, на­ходящаяся в правой части, то по истечении некоторого времени t >t1 начнется скольжение зерна по поверхности цилиндра.

Следовательно, можно определить величину
, по которой и наметить такое по­ложение желоба, при котором не будет затаскивания в него не попав­ших в ячейки зерен.
Чтобы рассмотреть «поведение» зерна, попавшего в ячейку и повер­нувшегося вместе с цилиндром на угол (рис. 2), поместим на­чало подвижных координат в точке М, ось X — по нормали к поверх­ности ячейки, а ось Y — по касательной к той же поверхности. Радиус ОМ с нормалью к элементу ячейки в точке М образует угол .

Рис.2.-Схема сил, действующие на зерно, попавшее в ячейку триера

Исходя из действующих на зерно сил mg, F, N и , запишем условия равновесия зерна
Определив N из (5)уравнения, подставив его в (6) и обо­значив отношение

проведем соответствующие преобразова­ния, а затем найдем условия относительного покоя зерна, попавшего в ячейку
По мере увеличения угла правая часть уравнения (8) начнет возрастать и в определенный момент достигнет значения левой части выражения, что определит нарушение равновесия сил и начало движения зерна по ячейке.

Если обозначать и отсчитывать угол
поворота от горизонтальной оси диаметра триера , то условие (8) относительного по­коя зерна будет иметь вид
После того как зерно выскользнет из ячейки, дальнейшее его дви­жение определится реакцией N