Dynamics of tuber movement along the working organs of the disc waste cleaner | Динамика движения клубней по рабочим органам дискового ворохоочистителя

Английский. Processing potatoes before storage comprises pile acceptance, distributing, purifying from soil and plant impurities, removing substandard tubers, calibrating into size fractions and placing marketable potatoes in storage bins. The purpose of the research is to develop a mathematical model of movement dynamics of potato tubers along the working organs of a disk bur extractor. It is especially important to remove soil impurities from the pile. A disk bur extractor developed by the author's team is suggested. It has a simple and compact structure containing a frame and three shafts with disks placed on shafts with gaps sufficient to sift soil through them. The operating principle of the machine is described. To substantiate the parameters of the device, a mathematical model of the movement dynamics of a spherical tuber along the ends of the disks was developed. The model is based on the laws of theoretical mechanics, in particular on the dynamic equations in natural form. An approach to obtaining differential equations of tuber motion is shown. A method for solving a differential equation is described. Optimal disk diameters have been selected, which are 200, 230 and 260 mm. Calculations have found that stable rolling of tubers along the ends of the disks upward is possible from an initial angle of φ0 = 60...65°, and the separation of tubers occurs at an angle of 149°. The axial distance between the shafts of the bur extractor should be chosen in view of these conditions, so the disks partially touch at the space between the disks of the adjoining shaft (aw1 less than 0.5(d1+d2), aw2 less than 0.5(d2+d3)).

Русский. Доработка картофеля перед закладкой на хранение включает в себя приемку вороха, распределение его, очистку от почвенных и растительных примесей, удаление некондиционных клубней, калибрование на фракции по размерам и размещение товарного картофеля в бункерах на хранение. Цель исследований – разработать математическую модель динамики движения клубней картофеля по рабочим органам дискового ворохоочистителя. Особенно важно очистить ворох от почвенных примесей. Предложен разработанный авторским коллективом дисковый ворохоочиститель. Он имеет простую и компактную конструкцию, содержащую раму и три вала с дисками, размещенными на валах с зазорами, достаточными для просеивания через них почвы. Описан принцип работы машины. Для обоснования параметров устройства была разработана математическая модель динамики движения сферического клубня по торцам диска. Модель опирается на законы теоретической механики, в частности, на уравнения динамики в естественной форме. Показан подход к получению дифференциальных уравнений движения клубня. Описан способ решения дифференциального уравнения. Подобраны оптимальные диаметры дисков, составившие 200, 230 и 260 мм. Путем расчетов было установлено, что устойчивое закатывание клубней по торцам дисков вверх возможно с начального угла φ0 = 60…65°, а отрыв клубней происходит при угле 149°. Межосевое расстояние между валами ворохоочистителя следует выбирать с учетом этих условий, поэтому диски частично заходят в пространство между дисками соседнего вала (aw1 меньше 0,5(d1+d2), aw2 меньше 0,5(d2+d3)).