+7-988-570-61-11 
info@farsal.ru 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
M1 = 100ƒ х 2LmηvmKkR (5.6)
где – радиус резания, м; для дисковых свеклорезок подставляют средний радиус резания.
Мощность (кВт), потребляемая при резании свеклы:
N1 = (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 = (2πhω2R3) / 2πRh3 = (pω2R3)/3 (5.11)
где C – центробежная сила от слоя свеклы, действующая на внутреннюю поверхность корпуса свеклорезки, Н; R – 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:
M2 = 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):
N2 = (M2ω) / 1000 (5.15)
Подставляя в это выражение значение M2, получим:
N2 = 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:
M2 = 2πR * 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:
N2 = 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:
N3 = (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 = N1 + N2 + N3 + N4 (5.22)
для дисковой свеклорезки
Na = N1 + 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.
