Качественные показатели работы машины для удаления коры с плодов бахчевых

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 3 (31) 2013
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631. 361. 72
КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ МАШИНЫ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОРЫ С ПЛОДОВ БАХЧЕВЫХ
А. В. Кузнецов, аспирант Д. В. Сёмин, кандидат технических наук, доцент
Волгоградский государственный аграрный университет
Наиболее сложной операцией первичной переработки бахчевых является удаление коры с плодов, которая в настоящее время выполняется в ручную. С целью решения данной проблемы разработана машина для удаления коры с плодов бахчевых культур и проведены ее испытания, по результатам которых получены оптимальные значения факторов для полноты очистки и потерь съедобной мякоти.
Ключевые слова: фрезерный барабан, удаление коры, бахчевые культуры.
В настоящее время на процесс первичной переработки плодов бахчевых культур на цукаты, в частности такие операции, как резанье на куски, выделение семян, удаление коры, резание на куски правильной формы приходится около 80% ручного труда. При этом необходимо отметить, что наиболее механизированная операция — это выделение семян. Остальные вышеперечисленные операции не механизированы.
Для решения данной проблемы в Волгоградском ГАУ сотрудниками лаборатории «Механизация бахчеводства» разработано устройство для удаления коры с плодов бахчевых культур (рисунок 1), в основу работы которой положен механический способ удаления коры с использованием фрезерного барабана [1].
Машина для удаления коры с плодов бахчевых культур (рисунок 1) содержит раму 1, установленные на ней питающий лоток 2, опорный валец 3, игольчатый валец 4, фрезерный барабан 5, прижимной валец 6, транспортер очищенных кусков 7 и транспортер отделенной коры 8.
Поверхности опорного 3 и прижимного 6 вальцов выполнены обрезиненными. Поверхность игольчатого вальца 4 — обрезиненной и игольчатой.
Рисунок 1 — Общее устройство и технологический процесс машины для удаления коры
с поверхности плодов бахчевых культур:

1 — рама- 2 — лоток питающий- 3 — валец опорный- 4 — валец игольчатый- 5 — барабан фрезерный- 6 — валец прижимной- 7 — транспортер очищенных кусков- 8 — транспортер отделенной коры- 9 — параллелограмный механизм- 10 — держатель-
11 — колесо копирующее- 12 — кусок плода- 13 — кора Фрезерный барабан 5 установлен на раме машины с помощью держателя 10 и четырёхзвённого параллелограмного механизма 9 с регулируемым копирующим колесом 11, который позволяет сохранять постоянный угол резания при копировании поверхности куска. Оси вращения опорного вальца 3, игольчатого вальца 4, фрезерного барабана 5, прижимного вальца 6 и регулируемого копирующего колеса 11 выполнены параллельными.
Рисунок 2 — Опытный образец машины для удаления коры с плодов бахчевых культур: 1 — рама- 2 — лоток питающий- 3 — валец опорный- 4 — прижимной валец-
5 — фрезерный барабан- 6 — параллелограмный механизм- 7 — мотор- 8 — держатель-
9 — ременная передача- 10 — мотор-редуктор
С целью определения основных кинематических и конструктивных параметров, был изготовлен опытный образец машины для удаления коры с плодов бахчевых культур (рисунок 2).
В конструкции этой машины предусмотрена возможность изменения ряда параметров. В частности для изменения окружной скорости и фрезерного барабана 5
нами производилась замена шкивов в ременной передаче привода фрезы. Для изменения кинематического параметра X мы переустанавливали шкивы в ременной передаче 8. При регулировке угла у установки ножей на фрезерном барабане мы пользовались регулировочными винтами. Настройка машины на необходимый режим работы осуществлялась в соответствии с принятой методикой проведения эксперимента.
Для исследования области оптимума был реализован план Рехтшафнера для 3-х факторного эксперимента.
На основании полученных экспериментальных данных на ПЭВМ были рассчитаны коэффициенты регрессии. Значимость этих коэффициентов оценивалась по критерию Стьюдента. Все коэффициенты оказались значимыми. В результате расчётов были получены уравнения регрессии в кодированном виде для плодов арбуза сорта Дисхим:
а) по полноте очистки от коры
уа0 = 92,42 +10,73*! + 7,65*2 + 0,2*3 + 0,98**2 +1,6**3 + 0,88**3
-10,55*1 & quot- 7,87*2 — 9,5*3
, и = 2,89 + 0,38* + 3,35* + 0,28* + 0,43** + 0,65** + 0,63**3
б) по потерям съедобной мякоти
у-
+ 4,63* 2 + 3,35*2 + 2,33* I Адекватность полученных математических моделей проверялась по критерию Фишера. Получено, что во всех случаях исследования очистки плодов Ер & lt- Гтаб
(здесь ?таб = 2,6 — табличное значение критерия Фишера при уровне значимости 5%).
Таким образом, математическая модель адекватна результатам эксперимента.
По полученным уравнениям нами были построены объемные поверхности отклика (рисунок 3).
Рисунок 3 — Объемные поверхности откликов для изучения влияния факторов на полноту очистки и потери съедобной мякоти:
в
а) x и ПРИ X = 0,08 по полноте очистки и x3 = 0,01 по потерям съедобной мякоти-
б) x и X при x = 0,52 по полноте очистки и x2 = -0,5 по потерям съедобной мякоти--
в) x2 и x при x = 0,54 по полноте очистки и x = -0,02 по потерям съедобной мякоти
Проанализировав данные поверхности, мы получили координаты центров оптимальных значений точек по двум критериям оптимизации. В частности полнота очистки составила Yoa = 97,3% при X = 0,54- Х2 = 0,52- Х3 = 0,08- потери съедобной мякоти Yan = 2,06% при X = -0,02- X = -0,5- X = 0,01.
После раскодирования натуральные значения факторов по первому критерию оптимизации равны: угол установки ножа у = 65°, окружная скорость лезвия барабана °окр = 115 м/с, значение кинематического параметра — Я = 6,15.
Компромиссную задачу решили графическим методом наложения поверхностей откликов с учетом двух критериев оптимизации, которые, согласно техническим условиям, должны быть Yca & gt- 95%, а Y^ & lt- 5% [2]. Задавшись данными требованиями, получили оптимальные значения факторов в кодированном виде, которые попадают в интервал X = 0,06… 0,27- X = -0,01… 0,15 — X =-0,3… 0,25. Раскодировав, мы получаем натуральные интервалы факторов: угол установки ножа у = 60°… 65°, окружная
скорость лезвия барабана v = 110… 115 м/с, значение кинематического параметра
Я = 5,5… 6,5
Полученные решения компромиссной задачи позволяют более точно осуществлять настройку машины в зависимости от индивидуальных свойств каждой отдельно взятой партии плодов [3].
Библиографический список
1. Машина для удаления коры с плодов бахчевых культур [Текст]: пат. № 2 389 417 Российская Федерация, МПК, А 23N 15/00 / М. Н. Шапров, Д. В. Сёмин, А. В. Кузнецов. — опубл. 20. 05. 2010, Бюл. № 14. — 8 с.
2. Формирование технологического потока при переработке плодов бахчевых культур [Текст]/ М. Н. Шапров, Д. В. Сёмин, М. А. Садовников, А. В. Кузнецов // Известия Нижневолжского агроинженерного комплекса: наука и высшее профессиональное образование. — 2010. -№ 1 (17). — С. 140−146.
3. Шапров, М. Н. Устройство для удаления коры с плодов бахчевых культур [Текст] / М. Н. Шапров, А. В. Кузнецов // Материалы IV Международной научно-практической конференции молодых исследователей /ВГСХА. — Волгоград, 2010. — Часть 1. — С. 183−184.
E-mail: kisa. k_84@mail. ru

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой