Механіко-технологічні основи процесів та агрегатного устаткування для виробництва круп

Підвищення скловидності зерна пшениці (рис. 3 в, д) обумовлює зменшення коефіцієнтів його опору зсуву  та тертя . Приведені дані свідчать, що ефективність відділення покривних тканин з поверхні високоскловидного зерна при незмінних умовах обробки буде нижчою від такого ж показника для низькоскловидного.

Підвищення міжзернового тиску р при зсуві шару зерен (рис. 3, д) характеризується зменшенням величини . В протилежність розглянутому, збільшення нормального навантаження Р при зсуві поодиноких зерен (рис. 3, г), супроводжується зростанням величини . Згідно результатів досліджень (рис. 3, б) збільшення швидкості переміщення зразків  відносно опірної поверхні обумовлює зростання величин як коефіцієнта опору зсуву , так і коефіцієнта тертя .

Аналіз одержаних результатів свідчить, що найвища ефективність лущення може бути досягнута при рівноваговому вкладі швидкостей , міжзернового тиску р та діючих сил Р до показників тертя одиночних зерен f (fр+f) та опору зсуву їх шарів  (р+). Математичний вираз рівновагового вкладу швидкостей у зміни фрикційних властивостей зерна має вигляд

=f або 0, 007=0, 120, 15.

Розв’язанням цього рівняння одержано механічно раціональну величину max=28, 3 м/с швидкості відносного переміщення шарів оброблюваного зерна.

Математичний вираз рівновагового вкладу навантаження у варіації коефіцієнтів опору зсуву та тертя зерна

(р+в+) – (fр+fв+f) =0 при -f min

за умов Р=рSср, найбільшої вологості зразків (В=20%) та мінімального впливу технологічно доцільної швидкості їх переміщення (min=3, 0378 м/с) набуває вигляду рівняння четвертого ступеня

0, 85/ (р+1) -0, 0016875 (р-5) 3-0, 1589=0.

Дійсний корінь цього рівняння р4, 5 кПа є рекомендованою величиною технологічно доцільного міжзернового тиску. Вона визначає точку перетину кривих  та  (рис. 3, е), які ділять площу графіка їх залежності від міжзернового тиску на чотири ділянки. Згідно фізичного змісту явища тертя сипкого матеріалу та взаємодії його з опірною поверхнею кожна ділянка характеризує стан шарів. Так верхня та нижня частини графіка відображають умови відносного руху (1) перекочуванням і проковзуванням та відносного спокою (3). Ліва ділянка (2) характеризує умови переважного ковзання, де слід очікувати найвищу ефективність операцій обробки поверхні зерна. Права ділянка (4) відповідає умовам переважного кочення, при яких спостерігається зниження ефективності операцій лущення та шліфування зерна.

Таким чином, проведений за умов рівновагового вкладу навантаження в варіації коефіцієнтів опору зсуву та тертя, аналіз математичних моделей відкрив можливість обгрунтовано рекомендувати величину міжзернового тиску в робочих зонах абразивно-дискових лущильних та шліфувальних машин на рівні 4, 5 кПа.

Приведена методика дає можливість постановки та вирішення питання рівновагового вкладу навантаження в варіації коефіцієнтів опору зсуву та тертя (-=0) при технологічно доцільному значенні вологості (В=15%) зерна середньої скловидності (С=69%) і механічно раціональній швидкості (=28, 3 м/с) відносного руху його шарів у робочих зонах. Після підстановки значень відповідних параметрів, одержали рівняння 0, 85/ (р+1) -0, 0016875 (р-5) 3-0, 2992=0.

Розв’язання цього рівняння відкриває можливість визначити його дійсний корінь рм=2, 2285 кПа та обгрунтовано рекомендувати величину механічно раціонального міжзернового тиску в робочих зонах абразивно-дискових лущильних та шліфувальних машин на рівні 2, 23 кПа.

Аналіз результатів дослідження фрикційних властивостей зерна підтвердив необхідність активного збудження та підтримки міжзернового тиску в робочих зонах лущильно-шліфувальних машин. Це вимагає розробки та застосування спеціальних пристроїв при створенні мало-, міні- та мікрогабаритних крупорушальних агрегатів. Так, наприклад, оснащення абразивно-дискових лущильно-шліфувальних машин розподільно-направляючими пристроями, призначеними для підтримки рекомендованої величини міжзернового тиску та збільшення активної площі абразивної робочої поверхні, обумовило відповідне підвищення їх продуктивності.

Розроблені технічні засоби та одержані на прикладі зерна пшениці результати досліджень геометрії та механічних властивостей зернопродуктів є складовою частиною механіко-технологічного обґрунтування процесів та агрегатного устаткування. Вони визначають вимоги до конструктивних рішень робочих органів головних функціональних елементів, обмежують режими їх обробки у процесі виготовлення крупів та свідчать про необхідність створення мало-, міні- та мікрогабаритних агрегатів, які за продуктивністю, розмірами та компоновкою відповідають умовам виробництва.

У п’ятому розділі наведено науково-методичні основи об’єктивного вибору конструктивно-технологічних рішень робочих органів, обґрунтовано фізичні та математичні моделі процесів та виконані теоретичні розрахунки і експериментальне підтвердження геометричних, кінематичних та динамічних параметрів функціональних елементів агрегатних установок.

Співставлення технічного рівня технологічного обладнання різних принципів дії та порівняння ефективності його роботи засвідчили найбільш високу доцільність застосування машин для безперервно-поточної обробки зернопродуктів з обертальним рухом та відповідною мікро- і макрогеометрією робочих органів. Проведений аналіз принципів дії і будови обладнання інших галузей виробництва та аналогічність вимог до автономних умов експлуатації дозволив створити основні технологічні пристрої для агрегатних установок комбікормових, насінєпідготовчих, хлібопекарських, кондитерських та інших виробництв. На основі одержаних результатів запропоновані прогресивні конструктивно-функціональні рішення устаткування для очистки та дезактивації зерна, роторно-дискові лущильно-шліфувальні машини, високопродуктивні обрушувальні пристрої та універсальні круповідділювачі. Проведена робота по створенню конструктивних рішень технологічних пристроїв підтвердила необхідність використання уніфікованих методів розв’язання конкретних питань по обґрунтуванню геометрії робочих органів та визначенню їх кінематичних параметрів. Рішення таких завдань вимагає розробки відповідних фізичних та математичних моделей і їх детального дослідження з метою обґрунтування достовірності та підтвердження об’єктивності одержаних результатів.

Відповідно до принципу роботи та будови лущильно-шліфувальний пристрій