Определение мощности привода свеклорезки

Мощность, необходимая для привода свеклорезки, зависит от конструкции, числа ножевых рам, длины режущих кромок ножей, скорости резания, длины и формы стружки и скорости поступления свеклы в свеклорезку.

При работе свеклорезки мощность потребляется: на резание свеклы; преодоление сил трения ее о ножи и ножевые рамы; разгон свеклы до скорости резания и на преодоление сил трения между подвижными и неподвижными ее слоями при поступлении в свеклорезку. Последние две составляющие учитывают только при определении мощности привода для центробежных свеклорезок.

Мощность, потребляемая на резание свеклы

Общее усилие резания (Н):

F = 100ƒ х 2LmηvmKk     (5.5)

где  – удельное усиление резания, Н/см; L – длина ножа, см; m – число двухножевых рам; ηvm – безразмерная величина, учитывающая воздушные промежутки между свекловичными корнями;  ηvm = p/p1 (p1 –  плотность свекловичной мякоти, p1 = 1000 кг/м2; p – насыпная плотность свеклы в корпусе свеклорезки, кг/м2);  – конструктивный коэффициент свеклорезки.

 

Удельное усилие резания зависит от качества свеклы, толщины и формы стружки, конструкции ножей и состояния режущего лезвия. На сахарных заводах в большинстве случаев перерабатывают здоровую свеклу. На ее резание необходимо наибольшее усилие, поэтому в табл. 5.5 приведены значения удельного усилия резания здоровой свеклы для стандартных фрезерованных ножей длиной 165 мм, делением 5 мм и углом между гранями 90 ° при среднем качестве заточек и среднем затуплении ножей.

Крутящий момент при резании свеклы (Н м) относительно оси вращения

M1100ƒ х 2LmηvmKkR     (5.6)

где  – радиус резания, м; для дисковых свеклорезок подставляют средний радиус резания.

Мощность (кВт), потребляемая при резании свеклы:

N= (M1n) / 2πR     (5.7)

где n – частота вращения улитки или диска свеклорезки, мин-1

Если частоту вращения выразить через скорость резания, то:

n = 60v / 2πR = 9,55 v/R     (5.8)

Подставляя значение  и в формулу (5.7), получим:

N1 = 1,96 ƒLmηvmvKk     (5.9)

 

Мощность, определяемая на преодоление сил трения свеклы о ножи и ножевые рамы

Эта мощность зависит от усилия прижатия свеклы Py (Н) к ножам и ножевым рамам, расположенным в корпусе центробежной свеклорезки. С учетом высоты рам и конструктивного коэффициента свеклорезки:

Pу ƒу*2πR*2LKk      (5.10)

где  ƒу – удельное давление на внутреннюю стенку корпуса свеклорезки, Па;

ƒу = C / 2πRh = (hω2R3) / 2πRh3 = (pω2R3)/3     (5.11)

где  C – центробежная сила от слоя свеклы, действующая на внутреннюю поверхность корпуса свеклорезки, Н;  – наружный радиус слоя свеклы, м; L – длина одного ножа, м;  h- высота слоя свеклы, м;  ω – угловая скорость, с-1; p – насыпная плотность свеклы, кг/м2.

Подставляя значение удельного давления из формулы (5.11) в формулу (5.10),получим:

Pу = 0,66pω2R3LKk     (5.12)

Крутящий момент (Н м), необходимый для преодоления сил трения свеклы о ножи и ножевые рамы:

M= PуμR     (5.13)

где  μ - коэффициент трения свеклы о сталь, μ = 0,175…0,225

Выражая угловую скорость ω через линейную функцию  ω = v/R и подставляя значение  Pу из формулы (5.12) в формулу (5.13), а также принимая при этом  μ = 0,225, получим:

M1 = 0,145pω2R4LKk     (5.14)

Необходимая мощность для преодоления сил трения (кВт):

N= (M2ω) / 1000     (5.15)

Подставляя в это выражение значение M2, получим:

N= 0,145pω2R4LKk     (5.16)

Для дисковой свеклорезки  мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения между свеклой и диском с ножевыми рамами, определяется исходя из условия, что свекла в бункере над диском свеклорезки находится на уровне около 1,5 м и коэффициент трения свеклы о сталь составляет в среднем 0,2.

Крутящий момент (Н м), необходимый для преодоления сил трения свеклы о диск:

M2πR * 2LHpqKkμ * R     (5.17)

где H – высота слоя свеклы в бункере свеклорезки, м; R – средний радиус режущей кромки ножей, м.

Мощность (кВт), необходимая для преодоления сил трения свеклы о диск:

N= 2,82 * 10-3ωR3LHpqKk     (5.18)

 

Мощность, потребляемая на разгон свеклы до скорости резания

Мощность, необходимая для разгона свеклы до скорости резания, (кВт):

N3 = A/t     (5.19)

где А – работа,  затрачиваемая на разгон свеклы в корпусе свеклорезки до скорости резания, Дж; t – продолжительность работы свеклорезки в сутки, с.

Работа на разгон свеклы, соответствующая производительности завода по свекле G(т/сут), Дж:

A = (G103ω2R2) / 2     (5.20)

где ω  – угловая скорость улитки, с-1; R – внутренний радиус корпуса свеклорезки, м.

Подставляя в уравнение (5.19) значения А из формулы (5.20) и t, получим:

N= (G103ω2R2) / 2 * 24 * 60 * 60 * 1000 = (Gω2R2) / 1728 * 100     (5.21)

 

Мощность, потребляемая на преодоление сил трения между подвижным и неподвижным слоями свеклы при поступлении в центробежную свеклорезку

Свекла, поступившая в свеклорезку, приводится во вращательное движение, которое начинается непосредственно над улиткой. В этом месте образуется неподвижный верхний слой свеклы, трущейся о подвижный нижний. На преодоление сил трения между слоями свеклы потребляется часть мощности привода.

Сила трения между слоями свеклы зависит от размеров сечения бункера, подающего свеклу в свеклорезку, ее производительности и качества свеклы. Например, при переработке мороженой и подгнившей свеклы сила трения уменьшается.

Для центробежных свеклорезок при коническом бункере с диаметром проходного отверстия внизу 0,7…0,8м значения мощности N1, кВт, затрачиваемой на преодоление сил трения между слоями, приведены ниже.

Производительность свеклорезки, т/сут До 1000 1100 - 2000 2100 - 3000 31000 - 4000
Мощность, кВт 8 7 6 5

 

 Таким образом, общая мощность привода (кВт) составит:

для центробежной свеклорезки

Nц = N+ N+ N+ N    (5.22)

для дисковой свеклорезки

Na N+ N2     (5.23)

 

К общей мощности, потребной для привода свеклорезок, необходимо добавить мощность, расходуемую на преодоление механических потерь в свеклорезке и редукторе. Приращение мощности на преодоление сил от механического трения составляет примерно 3% суммарной мощности.

ООО "Фарсал". Промышленное оборудование.

+7-988-570-61-11

info@farsal.ru

2018 год.