Элементы теории дв-ия зерен в канале падди-машин

Для описания процесса сортирования рассмотрим движение зерновки на наклонной колеблющейся поверхности, ограниченной стенка-ми (рис. 13.12). На частицу будут действовать две активные силы: сила тяжести

 

Рис. 13.12 – Схема сил, действующих на частицу
в канале падди-машины.

                                   (13.19)

 и сила инерции

,  (13.20)

где m – масса частицы;

g – ускорение свободного падения;

w – частота колебаний сортирующей плоскости;

R – радиус колебаний сортирующей плоскости;

 - время.

При этом направление силы инерции будет изменяться в зависимости от расположения кривошипа; во втором и третьем квадрантах она будет иметь противоположное направление, чем в первом и четвёртом. Вследствие наклона сортировального стола сила тяжести раскладывается на две составляющие A и B (рис. 13.12,в), при этом

,             (13.21)

,              (13.22)

где  - угол наклона сортировальной поверхности.

Активными силами являются В и Pин. Движение частицы будет иметь место, если совместное действие Pин и В (сила R), рис. 13.12,а и б, преодолеет силу трения Т, т. е.

.                                    (13.23)

При этом

, (13.24)

,                        (13.25)

где f – коэффициент трения частицы о дно канала;

 - сила трения частицы о боковую стенку канала.

Учитывая вышесказанное уравнение движения частицы с учётом её трения о дно канала и боковые стенки, будет иметь вид:

(13.26)

Так как  и учитывая, что относительное движение частицы будет иметь место, если левая часть уравнения (13.26) положи тельная, то для этого должно соблюдаться неравенство:

, (13.27)

Учитывая (13.20) и решая (13.27) относительно угловой скорости w, получим неравенство, позволяющее получить уравнение для определения минимальной угловой скорости, при которой начинается относительное движение частицы

, (13.28)

При этом частицы продукта, имеющие разные коэффициенты трения при определенной частоте колебаний кузова будут двигаться в разные стороны; следовательно, будет иметь место разделение смеси на фракции.

Одна из наиболее важных и трудноразрешимых операций при производстве крупы – разделение смеси шелушённых и нешелушённых зёрен – крупоотделение. Наибольшей эффективности при выполнении этой операции достигают на, так называемых, падди – машинах, разделяющих смесь по совокупности таких свойств как коэффициент трения, плотность и упругость.

Принцип работы такой машины заключается в том, что смесь подаётся на колеблющуюся наклонную поверхность (сортировальный стол) 1(рис. 13.11), разделённый на каналы 6 зигзагообразными стенками 5.

      - исходная смесь;      - нешелушённые зёрна;
     - шелушённые зёрна.

1-сортировальный стол; 2-приёмный патрубок; 3,4-патрубки для
выпуска шелушённых и нешелушённых зёрен; 5-стенка; 6-канал.

Рис. 13.11 - Схема падди – машины.

В результате колебаний нешелушённые зёрна, как менее плотные располагаются в верхних слоях, что даёт им большую свободу движений, чем шелушённым зёрнам, попавшим в нижние слои и имеющим дополнительное ограничение – дно каналов. Нешелушённые зёрна при движении по зигзагообразному каналу многократно отражаются от его стенок, перемещаясь вверх по поверхности, где попадают в лоток, а затем в патрубок 4 и выводятся из машины. Шелушённые зёрна под воздействием силы тяжести скользят вниз по каналу, попадают в сборный лоток и выводятся из машины через патрубок 3.