Математическое моделирование работы сепарирующего устройства автоматизированной машины для очистки клубней картофеля

Цель работы − разработка математической модели сепарирующего устройства автоматизированной машины для очистки клубней картофеля от почвы с целью предотвращения вывоза с поля плодородного слоя почвы и возможного дальнейшего распространения заболеваний растений картофеля через зараженную почву. Рассмотрен процесс взаимодействия прутка сепарирующего транспортера и почвенного комка. Построены графики изменения кинетической энергии для почвенных комков, имеющих различную массу, в зависимости от частоты вращения привода планчатого транспортёра. В процессе моделирования в среде Mathсad определены масса комков при варьировании от 0,2 до 0,8 кг; высота выгрузки клубневого гнезда составляла 0,3 м; масса пруткового транспортёра – 23 кг; радиус приводного вала – 0,1 м; угол наклона пруткового транспортёра относительно горизонта – 0,3491 рад. Определена графическая зависимость изменения потери кинетической энергии от частоты вращения привода пруткового транспортёра для комков различной массы. Установлено, что с увеличением частоты вращения привода пруткового транспортёра наблюдается рост потери кинетической энергии в результате ударного воздействия, при этом с увеличением массы почвенного комка наблюдается линейный рост данного показателя. Потеря кинетической энергии в результате ударного взаимодействия прутка сепарирующего транспортера и почвенного комка будет равна работе, затрачиваемой на разрушение почвенного комка в результате падения на поверхность пруткового транспортёра. Определено, что поступающая на планчатый транспортёр масса включает в себя ботву, клубни картофеля и почву. В свою очередь, качество сепарации поступающей массы будет определяться расстоянием между прутками и частицами почвы определенного размера. Результаты проведенного моделирования установили, что повышение эффективности процесса очистки наблюдается при варьировании частоты колебаний полотна в интервале 45–60 Гц и постоянном значении амплитуды, равном 0,03 м.