автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Интенсификация процесса сепарации зерна в отделении очистки зерноочистительного агрегата

Й-313Ч0

На правах рукописи

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ЗЕРНА В ОТДЕЛЕНИИ ОЧИСТКИ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Специальность 05,20.01. - Технологии и средства мешшащш

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нате

Ростов-на-Дону -2001

Работа выполнена в Донском государственном техническом университете

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Ермольев КШ.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Кузин Г А.

кандидат технических наук, доцент Красноступ СМ.

Ведущая организация: ОАО ГСКБ « Зерноочистка», г. Воронеж

Защита диссертшрт состоится «__»___2001г. в___ часов

на заседании диссертационного совета Д.212.058.05 в Донском государственном техническом университете по адресу. 344010, г. Ростов - на - Дону, пл. Гагарина I, ДГТУ.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ДГТУ. Автореферат разослан«_»__ 2001 г

Ученый секретарь

диссертационного совета, ^

доктор технических наук, профессор ' • Чистяков А.Д.

Аугуадьность темы. Современное сельскохозяйственное производство предъявляет высокие требования к послеуборочной обработке зерновых материалов. Своевременное и эффективное проведение этой технологической операции повышает семенные и продовольственные качества зерна, а также уменьшает его потерн. Важнейшей составной частью послеуборочной обработки является очистка зернового материала от различных примесей.

Увеличение тгротводнтельностн зерноочистительных машин и эффективность очистки зерновых материалов в значительной степени ограничивается их габаритными размерами. Это объясняется тем, что существующие метода проектирования базируются на традиционней последовательности выполнения технологических операций с использованием существующих сепараторов.

Для создания нового поколения зерноочистительных машин, агрегатов н комплексов с высокими технико-экономическими показателями назрела необходимость в решении проблемы повышения эффективности процессов сепарации зерновых материалов путем создания рациональной совокупности частных технологических операций в воздушно-решетной машине и отделении очистки агрегата.

Цель исследования: Выявить основные закономерности, разработал, научные положения и осуществить практическую реализацию принципов интенсификации процесса очистки зернового материала воздушно-решетными машинами с многоярусными решетными модулями и отделениями очистки зерноочистительных агрегатов. Объект исследования. Технологические операции, выполняемые сепараторами зернового материала в воздушно-решетной зерноочистительной машине и в отделении очистки зерноочистительного агрегата.

Научная новцзна. Построены вероятностно-статистические модели процесса функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины с многоярусными решетными модуаями и неоднородными по длине к высоте в ярусах решетами, как замкнутой кваэистатичной системы операций, описаны новые закономерности процесса системной сепарации сыпучих сред с различными технологическими свойствами при вероятностных- характеристиках их поступления на отдельные неоднородные сепараторы.

Выявлены новые закономерности изменения технологических и экономических показателей функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины при широкой вариации величины и неравномерности ттотупярстю зернового материала на решетные

ярусы в решетном м

>дуне зй^й^ЁйМЫюеяьной Цашины.

НАУЧ: :ля БИБЛИОТЕКА

Мос.<. сельского (. анаде*>>м ми. К. А, Уи^иулэ;

Инз. V >

Построенные математические модели позволяют проводить количественную прогнозную оценку процесса многоэтапной сепарации сыпучих сред, многомерный анализ процесса, структурный и параметрический синтез воздушнорешетных зерноочистительных машин с многоярусными решсгаыми модулями при известных аргументах; векторов входных и управляющих воздействий и задаваемых технологических ограничениях.

Практическая значимость и реализация. Разработаны алгоритмы, программы и.ыетодикн структурной н параметрической оптимизации воздушно-решетных машин с к-ярусными решетными модулями, оснащенными каждый п-ым количеством неоднородных решетных сегараторов с вероятностными характеристиками поступлений зернового материала на отдельные неоднородные сепараторы, и отделений первичной очистки зерноочистительных агрегатов.

Результаты научных исследований виедрегал в ОАО ГСКБ «Зерноочистка» (г.Воронеж) при создании зерноочистительной машины нового поколения ОЗС-50/25,-оснащенной многоярусными трехрешетнымн модулями. Изготовлены и установлены на предприятиях АПК экспериментальные и опытные образцы, проведены различные вилы их испытаний.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на гаучно-технических конференциях ДГТУ (в 1995-2001гг.), в ОАО ГСКБ «Зерноочистка»даучно-технической конференции по итогам исследований 1999 года в г.Зернограде, VI Международной научно-технической конференции ч . по динамике технологических систем ( Ростов на-Дону.2001г.). Публикации результатов. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. ^ ' ,

Структура н объем'работы; Диссертация состойг из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 98 наименований и 8 приложений. Работа изложена на 297 страницах, содержит 82 рисунка и 11 таблиц. .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе «Состояние вопроса, цели и задачи исследования» дана характеристика техническому состоянию отрасли послеуборочной обработки зерна и его несоответствию изменившемся условиям сельскохозяйственного производства на современном этапе развития страны. Рассмотрены возможные пути повышения эффективности функционирования воздушно-решетных зерноочистительных машин за счет интенсификации выполнения частных, технологических операций, оптимизации кинематических параметров решет и модулей, изыскания рациональных форм рабочих

поверхностей решетных полотен, интенсивности сепарации решетными модулями различного назначение и др. В результате анализа научных работ В.П.Горячкнна, М.Н.Летошнева, С.А. Васильева , И.Ф. Василенко, Г.Д.Терскова, Е.А. Непомнящего, П.М.Заикн, Э.И.Лшшовича , С.А-Алферова, Г.Д.Петрова, Ю.И.Ермольева, А.Н. Зюлина, С.С. Ямпилова, и других определены пути шгепснфикации процесса сепарации зерна в воздушно-решетных зерноочистительных машинах и в отделениях очистки зерноочистительных агрегатов.

В результате этого сформулированы задачи исследований:

1. Математическое моделирование, многомерный анализ технологических операций, выполняемый базовыми решетными сепараторами и их модулами при сепарации зерновых материалов.

2. Параметрическая оптимизация решетных модулей зерноочистительных машин.

3. Моделирование процесса сепарации зерновых материалов в воздушно-решетной зерноочистительной машине, оснащенной многоярусными решетными модулями с развитой поверхности подсевных решет.

4. Многомерный анализ и выявление закономерностей процесса функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины с многоярусными решетными модулями и отделений очистки агрегата.

5. Структурная н параметрическая оптимизация отделений очистки зерноочистительных агрегатов с использованием воздушно-решетных машин с многоярусными решетными модулями.

6 Оценка эффективности функционирования рациональных воздушно-решетных зерноочистительных машин и отделений очистки агрегата в производственных условиях.

Во второй главе «Моделирование технологических операций, выполняемых в решетных шдуяях зерноочистительных машин» отмечено, что при формировании структур решетных модулей целесообразен индуктивный подход, позволяющий формировать математические модели ситемы частных технологических операций в структуре решетных модулей. В принципе, в качестве математических моделей, описывающих частную операцию на отдельных решетах в решетных модулях можно использовать различные математические модели, адекватно описывающие реальные процессы сепарации (процесс выделения подсевных фракций, фуражных отходов, процесс фракционирования и т.д.)

Известно большое многообразие математических моделей (детерминированных, стахастических, эмпирических и др.),

разработанных такими ученными, как И.ф. Василенко, П.М. Заика, СЛ. Алферов, М.И, ЭЙгер, А.Н. Зюлин, Ю.И.Ермольев и др.

Оценка адекватности и точности описания этими математическими моделями частных технологических операций показала, что на данном этапе наиболее эффективным, несмотря на ряд известных недостатков, является уравнение регрессии. По известным методам построены уравнения регрессии, описывающие процесс функционирования отдельных решет в решетном ярусе при первичной очистке зерна риса.

Используя известные сгахасгическне математические модели, описывающие процесс сепарации на обобщенном решетном модуле, разработан алгоритм и программа для многомерного параметрического синтеза одноярусного трехрешетного модуля с последовательным расположением решет в режиме первичной очистки зерна риса, проведены стендовые испытания такого модуля на специальной лабораторной установке, доказана адекватность описания математической моделью рассмотренного процесса сепарации. Проведена структурная и параметрическая оптимизация одноярусного трехрешетного модуля для рассмотренных условий сепарации, по результатам которой выявлена перспективность использования универсальных одноярусных 3-х решетных модулей за счет тонкослойной сепарации и рациональной компоновки решет в ярусе.

В третьей пиве «Моделирование процесса сепарации сыпучих материалов в воздушно-решетной зерноочистительной машине» проведено математическое моделирование процесса функционирования зерноочистительной машины, как замкнутой ХБЗзнстатнчной системы.

Известен ряд математических моделей, описывающих различные структуры решет и решетных модулей, в том числе трехрешетные ярусы (А.Н. Зюлин, С.С. Ямпилов, Ю.И.Ермольев,) с использованием детерминированных, стохастических к эмпирических выражений, описывающих частные технологические операции на отдельных решетах для различных их структур..

Однако, при оптимизации решетного модуля с учетом адекватности и точности математических моделей трехрешетные ярусы рассматривались отдельно, без учета вероятностн поступления зернового материала на каждый отдельный решетный ярус в многоярусной системе. Очевидно, что и средние показатели функционирования набора решетных ярусов без учета вероятностных закономерностей поступления зернового материала на каждый решетный ярус существенно снижают точность результатов математического моделирования. Для реализации процесса сепарации зерновою материала на решетном модуле построена стахастическая

модель процесса сепарации зернового материала на многоярусных решетных модулях с вероятностными характеристиками поступления зернового материала на различные ярусы решетного модуля и по ширине решет в ярусах.

Математическую модель процесса функционирования зерноочистительной машины (ЗОМ), как замкнутой квазистатичной

системы с заданной к ,и -ой функциональной схемой, в общем виде можно записать

Ром^Ям* xeGM(x,u) (2)

Здесь Рш - вектор входных воздействии lia принятую ь зерноочистительной машине систему операций ;

Ки ~ ■Q.a^W,у Л4 ¿}, а % } , (3 )

где О - подача зернового материала в зерноочистительную машину; aj^yJV - содержание в исходном материале i-нх компонентов, их плотность и влажность; M , ст ^ математические ожидания н дисперсии размеров признаков разделения j-ых компонентов.

А - вектор управляющих факторов системы, обеспечивающих ее функционирование

где - ширина и глубина i-ro пневмосепаратора системы: Vai -

рабочая скорость воздушного потока в i-ом пневмосепарагторе; плотность вероятностей распределения подачи £,(Вц) зернового материала и воздушного потока ЦВ„) по ширине В„ пневмосепаратора; Ра (fj ) - функциональные схемы решетных модулей; 17^ -

параметры решет в решетных модулях ; i^iTI) и CjXB) - плотности вероятности распределения зернового материала по решетным ярусам и по ширине решет & решетных модулях зерноочистительных машин:

Кш (х) - функциональная схема ЗОМ.

Здесь G s \К ш (jf)t Т6 (д:)] - функционал, определяющий показатели технологического процесса в зерноочистительной машине для принятой Kg (л) -ой ее схемы.

Выходные показатели функционирования ЗОМ определяются вектором Вм, аргументы которого случайные в вероятностно-статнсткческом смысле величины

с'

где Вф - критерий эффективности реализации технологического процесса ЗОМ; полнота выделения иззернового материала

отделяемых ^-ых компонентов, содержание в очищенном ^ зерне зерновых Ьт н сорных ^'примесей, потерн Я^ - зерШ на за-'

операции н общие 5,; <2ь1<2ф,<2ок - массовые выходы очищенйого эерна, фуражных отходов н^ отходов разных категорий; мйссз у'нрЗ, ут1 >ых и . вс^. компонентов .содержащихся^ в' зерновом

материале посте реализации дз"-ой операции; масса ун всех компонентов, выделенных 1 чиз 'зернового /материала после реализащш XI-ой операции; содержание ,]-го - компонента в массе Ъф! очищаемого материала и в выделяемых фракциях Ъ^; полнота

прохода £]-го компонента" в очищаемый зерновой материал после

выполнения за -ой операции.

Рассмотрен в общем случае многоярусный решетный модуль (ряс. 1,2.) с неоднородными по длине Ц17]м ) " БЫСОТе (К 2,.... к) решетами н с различными кинематическими параметрами. В общем виде на ярусзы решет поступает Ч\рЧъ],>—*Чпр<1щ количество /-^о1 компонента сыпучего материала с их торцев, определяемое плотностью вероятности распределения /д{н\ случайной величины

<2 (подача сыпучего материала на ярусы (1, 2, к) решет) по

высоте Н расстановки ярусов рещет, а распределение ^(в)

случайной величины цв поширине Вр сепараторов в ярусах

определится плотностью вероятности fqiв) .

и

За. Ш яВ1*' авд?

У ПК у * у ПК Ч/л* г^ гудсп;

№0.1 . Многоярусный решетный модуль

В качестве допущения принималось, что процесс квазнстатичный с равномерным распределением у-ых компонентов в сыпучем материале.

Приняв известную гипотезу об аддитивности процесса сепарации сыпучего материала на р-ых участках (по ширине, смрис. 2 )

решетных ярусов, полноты просеивания у -то компонента на (5 -ом

Пй|ГТЛП1Л1 Г ЙГАГЛА ГЧТТГЧ^а ТТвТТТГТО О ШОРМТЛШ 1

11Ч/1Й I »»Ум 4 КУА^УУ Л Ш ЦЩ >Ц » «»ымь >

2 Ч ¡ & ц р ' 1_

9 * а . /

(я )

{6 )

где:,

ВО о

qSe - —Р^ - приведенная подача сыпучего материала на к

7?-ый участок (по ширине В) (р = 1,2,..., I ) п -го решетного яруса; В

к = I. у - ширина р -го участка яруса решет;

к

Рис. 2 .Плотность /д(я) вероятности наступления зернового материала на к -ые решетные ярусы и плотность вероятности /&} (®) еп> Распределение по их ширине Вр.

Рарр - вероятность попадания случайной величины да /> -ый участок ш ширине 3 -го решетного яруса.

Очевидно , что величина Р^др, при известных /^(Я) и

/9{в), определится как произведение вероятности несовместных событий: Р^ = РгдРдру,

здесь Рщ} - вероятность попадания случайной величины Q на

Г-(Г~1} участок {<?-ый решетный ярус)

г

-■ <7>

Г=1

Р$Ор ' вероятность попадания случайной величины д^ на. р -ый участок ширины В и-ого решетного яруса

| / (в У®

- -> (8)

Р---1

При этом подача сыпучего материала на 5 -ый решетный

ярус

Qj - содержание } -го компонента в сыпучем материале.

£${$гр) ' полнота просеивания -го компонента на р -ом участке

3 -го решетного яруса при подаче сыпучего материала на этот

участок, определится из различных выражений в завистшости от многих факторов

где IV,у - влажность и объемная плотность сьлгучего материала, -

вид сыпучего материала (зерно, семена трав и др.); -длина

т -го решета о -го решетного яруса; - рабочий размер

отверстий /и-го решета <? -го яруса; а^,Рзт^Зт>^¿т " угол наклона к горизонту, направленность, амплитуда и частота колебаний да-го решета в 8 -ом ярусе; п - количество решет в ярусе. Тогда:

--т--

-,(11)

в %

а

J

ГДе Бё{п-1)0)р ^ В5(п-1)о#\Clnjp '

При известной полноте просеивания е^ у-го компонента на отдельном ярусе решет (3 = 1,2,..., к ) /полнота просеивания у-го компонента на всех ярусах решетного модуля определится из выражения

к

где ащ - содержание у-го компонента в сыпучем материале,

поступающем на 6 -ый решетный ярус. При этом полнота

просеивания -го компонента на длине Л* на ? -ом участке -го решета

-—, (13 )

Яsaj

а на длине Л' всего ¿г» -го решета е^ определится из выражения: здесь

} 1-1

Полнота просевания у"-го компонента на длине Ь 5т -го решета модуля:

(

С15)

€ АьГ I"

\ге{Ю<т я 1

<5 = 1

Полнота просевания ) -го компонента £щ через все т -ые решета к ярусов определится из выражений

* * \faWH

и --С

Полнота просевания $ -го компонента с^ через все {лХк} решета к -ярусного решетного модуля

£} = +11 -^4)0/К/, (17)

где ) - полнота просевания /-го компонента череу ьсе (п-1)

последовательные решета я к ярусах. Полнота схода £сХАгу J "го компонента с р -го участка От -го решета —

со всего дт -ого решета

ЕСХ&п/--

2 1анра]ссха>у Ьдпр )

Ядпа]

¡1

( 191

Тогда полнота схода у-го компонента со всех т -ых решет к -ярусного решетного модуля определится из выражения:

£

еСХм} - ^РГ2£СХап) • С 20 )

5=1

Полученные выражения позволяют оценить проход /-ых и всех Цъйн компонентов сыпучего материала через ¿т -ое решето отдельных ярусов и всех к -ярусов <2а&„] • бп<5я и содержание } -ых компонентов в проходе каждого, т -го решета 5 -го

яруса Ъщ и всех т -ых ярусов Ъщ, сход у -го компонента Цсхщ и всех компонентов qcxs с $ "го яруса соответственно <2сх) и Осх всех к ярусов, содержание ) -ых компонентов в сходе 8 -го яруса Ьсх$ квсех * ярусов Ьсх} .

Выражения (1- 20) позволили разработать алгоритм и программу многомерного параметрического синтеза параметров воздушно-решетной машины ( с использованием известной модели процесса функционирования пиевмосепаратора) при заданных уровнях

варьирования аргументов вектора Р ( 3 ) входных воздействий и

аргументов вектора А ( 4 ) управляющих воздействий и

многомерного анализа аргументов вектора В( 5 ), определяющих основные показатели функционирования воздушно-решетной машины.

Экспериментально установлено, что построенные математические модели с 95%-ой доверительной вероятностью адекватно описывают процесс сепарации на многоярусном решетном модуле и в воздушно-решетной машине {ВРМ).

Построенная обобщенная математическая модель процесса сепарации сыпучих материалов в ВРМ использована при моделировании процесса сепарации зернового материала в воздушно-решетной машине при изменении величины коэффициента вариации неравномерности поступления зернового материала на отдельные решетные ярусы.

При моделировании приняты допущения; плотность распределения вероятности поступления зернового материала по ширине решетного модуля подчиняется нормальному закону с коэффшргентом вариации 20,26%; плотность распределения зернового материала по высоте решетных ярусов определяется вероятностями поступления зернового материала на ярусы решет н характеризуется

коэффициентом вариации Ад {Н ) , изменяющимся в пределах от О

до 54,4%.

Выявлено существенное влияние изменения коэффициента вариации неравномерного поступления зернового материала на решетные ярусы воздушно-решетной зерноочистительной машины при широком интервале подач на ее показатели функционирования. Например, установлено, что при изменении коэффициента вариации от 0 до 54,41 % и подач зернового материала в воздушно-решетную машину от 2,775 до 8,58 кг/с полнота выделения мелких сорных примесей снижается на 2,5% - 8%(Рис.З ^.Существенное влияние изменение коэффициента вариации н подач оказывает на выделение

кз зернового материала зерновых: примесей (снижение на 5 -7 %.см. рис 4) и потери зерна (от 0 до 18 %) . Выявлена усредненная максимально допустимая неравномерность поступления зернового

материала на решетные ярусы в пределах (Я ) = 28-30 %.

подачи 0 ( кривые 1 -11) к коэффициента вариации Хр(Н)

Рис.4. Зависимость полноты выделения зерновых примесей от подачи

С> ( кривые 1-11) и коэффициента вариации Лд(Н)

Оценено влияние влажности исходного зернового материала на процесс его разделения в воздушно-решетных машинах, оснащенных многоярусными трехрешетными модулями, путем

имитационного моделирования процесса сепарации зернового материала различной степени увлажненности.

В четвертой главе «Структурная оптимизация отделения очистки зерноочистительного агрегата для очистки зерна продовольственного назначения» проведены системный анализ и обоснование рациональной функциональной схемы отделения очистки агрегата с использованием обоснованной структурой новой ВРМ.

Функциональные схемы агрегатов представлены в виде системы взаимосвязанных частных технологических операции и их подсистем, входящих в эти схемы.

Критерием оптимальности оптимизируемых систем, при известных или прогнозируемых технико-экономических показателях их элементов (машины, рабочие органы...) и системы выбраны: критерий Еф эффективности реализации технолошческого процесса (параметрическая оптимизация) и приведенные затраты на очистку единицы массы зерновой смеси, определяемые по показателям функционирования агрегата и нормативным экономическим показателям (структурная оптимизация).

Такой подход позволил сформулировать целевую функцию -минимизация приведенных затрат на очистку зернового материала при обеспечении выделения из него «деловых» фракций {зерно, фуражные и др. отходы) с заданными технологическими ограничениями на их качество,

Тогда, математическую модель процесса функцпетпгрсяаляя зерноотястктельксго агрегата (ЗОА), как замкнутой кгазкстатичпой системы с различными -мн функциональными схемами, в общем виде можно записать

= так (21)

22)

Здр min, А0 с \ F0 с F0> дг е G(x, и)

Ограничения на технологические показатели конечного продукта ( зерна продовольственного назначения) :

*сФЛ (23)

Для конкретных условий оптимизации величина критерия 3№ определяется как функция суммарных показателей всей системы

операций , учитываемых к К$ (л:) -ой функциональной схеме по известным методикам.

Проведенный анализ, задачи по реализации в ЭОА унифицированных и перспективных рабочих органов н машин, проведенные предварительно поисковые исследования, а также логико-звркстический подход с целью минимизации частных > технологических операций, позволил выделить ряд функциональных схем ЭОА, как системы взаимосвязанных частных технологических операций, отображенных конечным замкнутым графом (Рис.5 ), включающим воздушно-решетные машины или отдельные решетные модули с четырьмя 3-х решетными ярусами.

Рис. 5. Ориентированный граф функциональных схем ЗОА

Для параметрического анализа функциональных схем построены математические модели в развернутом виде, описывающие процессы функционирования различных подсистем, входящих в функциональные схемы. Учитывая, что при оптимизации параметров

аргументы вектора А (4 ) управляющих факторов системы имеют дискретный характер (например, размеры отверстий решет), задачи параметрической оптимизации сведены к задачам дискретного программирования, с использованием при оптимизации метода регулярного поиска - метода сканирования с ограничениями.

При этом, для оценки показателей функции цели, показатели , технологического процесса (.г), Тд (*)] для различных

вариантов функциональных схем рассчитывались н определялись на ПК по разработанным математическим моделям, описывающим рассмотренные в схемах подсистемы при заданных аргументах

векторов Р0 ( 3 ) и А ( 4 ), функционал пт5 [К3 (*), а13 (х) (х)]

отделял стоимость отходе« и доли очищенного зерна исходя из показателей функционирования ЗОЛ.

Разработанные математические модели, адекватно описывающие различные процессы сепарации зернового материала, реализуемые в функциональных схемах , позволили построить алгоритмы и программы для ПК, позволяющие проводить многомерный- анализ и параметрический синтез отдельных сепараторов и всего ЗОА, оценку основных его функциональных (показатели функционирования) и технико-экономических показателей.

Используя разработанные программы, синтезированы на ПК рациональные параметры отдельных сепараторов и определены показатели функционирования девяти функциональных схем ЗОА ( восемь с использованием зерноочистительных машин , оснащенных 3-х решетными модулями и одна ((классическая» - агрегат ЗАВ-40).

Получены лучшие экономические показатели функционирования ЗОА по схеме, изображенной на Рис.6, (номера операции, выполняемых в агрегате, соответствуют номерам операций изображенных на графе, см. Рис.5 ).

«юм

Рис.6 Функциональная схема зерноочистительного агрегата

При вариации подач в интервале 8,14-13,82 кг/с суммарные эксплуатационные затраты на очистку 1т исходного зернового пороха - 5,74 руб/т при производительности - 13,02 кг/с (4б,87т/ч), прибыль от очистки 1т зернового материала - 178,49 руб'т, прибыль от очистки зернового материала за период агросрока (400 часов)- 3,084 млпруб.

При этом выход очищенного зерна - 90,48% к исходному зеряовему материалу; содержание в очищенном зерне зерновых и сорных примесей соответственно 2,135 % и 0,711 %.

Наряду с изложенным выше проведено выявление основных . закономерностей функционирования отделения очистки зерноочистительного агрегата, в состав которого входят ВРМ с многоосными решетными модулями. При этом использовались разработанные математические модели, адекватно описывающие

Рис.7. Функцномальнзя схема ЗОА ( фракционная)

процессы функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины с трехрешегными модулями.

В ходе проведения исследований было смоделировано функционирование отделения очистки зерноочистительного агрегата, работающего по четырем схемам, две из которых являлись последовательными и две фракционными.

Наиболее эффективным явилось функционирование отделения очистки зерноочистительного агрегата, работающего по функциональной схеме, изображенной на Рис 7. При максимальной

подаче, с учетом выполнения агропоказателей, чистота очищенного зерна составила - 98,2 %, содержание зерновых примесей - 1,2 %, выход полноценного зерна в отходы - 0,01 %.

В пятой главе « Экспериментальная проверка функционирования зерноочистительных агрегатов с рациональной структурой отделений очистки) проведена оценка технологических показателей функционирования отделения очистки зерноочистительного агрегата,

Экспериментальная оценка, показатели! функционирования опытного образца воздушно-решетной зерноочнстит ельной машины ОЗС-50/25 { Рис.8 ), оснащенной трехрешетными модулями, проводилась в АОЗТ им, Шаумяна (Ростовская область, Мясниковский район).

Испытания проводились по ГОСТ 16504-81 в соответствии с ГОСТ 15001 -73, ГОСТ 5036-82Е в режиме первичной очистки зерна

Рис, 8. Технологическая схема машины ОЗС-50/25 (1-скеяьператор, 2-воздушная часть, 3- решетный модуль)

ячменя и пшеницы, поступавшего из бункера комбайна в период уборки.

При работе в режиме первичной очистки зерна пшеницы производительность зерноочистительной машины ОЗС-50/25 варьировалась в пределах от 2,712кг/с до 5,75 кг/с (20,7 т/ч). При этом чистота очищенного зерна колебалась в пределах от 98,6% до 99,2%, полнота выделения сорных примесей составила в среднем 80%,

полнота выделения зерновых примесей -60%, легких примесей -6570%.

При работе в режиме первичной очистки зерна ячменя производительность зерноочистительной машины ОЗС-50/25 варьировалась в пределах от 1,356кг/с (4,9 т/ч) до 4,946 (17,8 т/ч) . При этом, чистота очищенного зерна колебалась в пределах от 98,7% до 99,25^,'полнота йыделени? сорных примесей от 50% до 70%, полнота выдёпенйя зерновых примесей составила в среднем -80%, легких примесей -ЙО ^5%.Содержанне в зерне ячменя, после его первичной очистки,'1- сорных примесей -0,4-0,85%(агропоказатель ье <1% выполняется), зерновых примесей -0,2-0,5% (агропоказатеяь е„ <2% выполняется);:

На рир, 9 представлены, сравшггельиые данные выполнения технологического процесса первичной очистки зерна ячменя серийной зерноочистительной машиной ' ЗВС-20А и опытным образцом зерноочистительной машины ОЗС-50/25.

100 го ао

то « 00

£ т

Ш .о

Л1

2Э 10 0

— -1

-и 1 Ьп

— 1— л- -а— -я _

>"4—1 -1- -

5? Ж ^ 5 « 5- ю 8 Й о Й 3 иУс I

т-" т-" т-" гч с\Г то" со со <<) « ч" V ^

Рис.9. Полнота выделення'зерновых примесей при очистке ячменя. I-машина ОЗС- 50/25", 2-машина ЗВС-20А.

Проведенный экономический анализ использования в отделении очистки зерноочистительного агрегата ■ - ' ' современных зерноочистительных машин ОЗС-50/25 выявил значительное снижение приведенных затрат и увеличение прибыли по сравнению с использованием серийной зерноочистительной машины ЗВС-20А.

Так, например, при первичной очистке зерна ячменя в интервале подач от 1,356 кг/с (4,9т/ч) до 4,946 кг/с (17,8т/ч) прибыль при очистке

1 тонны материала машиной 03C-50/25 колеблется в пределах от 475 до 580 руб/т, а машиной ЗВС-20А от 290 до 500 руб/т.

Результат, полученные при исследованиях систем частных операций, формирующих различные схемы и структуры отделений очистки зерноочистительного агрегата, позволила разработать алгоритм и программу структурного и параметрического синтеза отделений очистки зерноочистительного агрегата с использованием пневмосепаратора, 1-4 решетных модулей, (М1...М4) каждый из которых включает 1-4 трехрешетных яруса (1-е решето яруса -подсевное, 2-е - фуражное, 3-е - зерновое). С кяждътм решетным модулем функционирует 1 или 2 триерных блока типа ЗАВ 10.90.0000А. (см, рис. 10 ).

r-MOl* РМ1

! ««> 7 , -1 ri»

Г, ¡¿.) _

ff - (е.,*.*,,}

f РШ Iii..

] l—-j M^Tl -

^ 'Ц | 'ms

l

in

, La,

Рис.10. Структурная схема отделения очистки ЗОА

Р(М1)... Р(М4) - вероятности распределения зернового материала после пневмосепаратора на 1 -4 решетных модуля.

Р(ТБ1), Р(ТБ2).-. Р(ТБ7)Р(ТБ8) - вероятности расщжделения зернового материала, очищенного соответствующим решетным модулем в последующие триерные блоки.

Для каждой рассматриваемой структуры, исходя из условий заданных иерархических уровней, определялись величины параметров и их вариация, характеризующие аргументы вектора управляющих факторов и с учетом агротехнических ограничений для данной операции или системы операций последовательно определялись

рациональные параметры устройства (сепаратора) и выходные показатели операции или системы операций.

В качестве критерия оптимизации параметров рабочих элементов (пневмосетаратора, решетных модулей, триерных блоков) использовался критерий Еф .

Общие выводы по работе

1. Анализ результатов исследований в области разработки зерноочистительных машин и агрегатов выявил перспективность направления, определяющего создание универсальных воздушно-решетных зерноочистительных машин с использованием многоярусных трехрешетных модулей, производительность которых в 1.5-1,6 раза превышает производительность классических двухъярусных решетных модулей, выявил эффективность использования рациональных совокупностей частных операций, определяющих простые последовательные или универсальные фракционные схемы, реализуемые ь отделении очистки зерноочистительных агрегата,

2. Проведена параметрическая н структурная оптимизация одноярусного трехрешетного модуля , установлены эффективные компоновки трехрешетного модуля при различных технологических свойствах рисового зернового материала.

Стендовые испытания одноярусных трехрешетных модулей в режиме первичной очистке зерна риса подтвердили результаты модельного прогнозирования по эффективности их функционирования за счет рациональной компоновки решет, обеспечивающей тонкослойную сепарацию зернового материала, и условия для активной сегрегации, обеспечивающей подготовку зернового материала для сепарации на каждом последующем решете в ярусе по сравнению с классическим решетным станом.

3. Изготовлен универсальный решетный модуль РС-50 (ОАО ГСКБ «Зерноочистка») н установлен в ООО «Цимлянское» в составе зерноочистительного агрегата ЗАВ-40И.

В результате доводочных испытаний агрегата в режиме очистки зерна риса, пшеницы, семян подсолнечника установлена высокая эффективность функционирования решетного модуля РС-50, состоящего из параллельно работающих четырех трехрешетных ярусов. Выявлено, что в интервале рассмотренных подач зернового материала в агрегат максимальная величина критерия Еф наблюдается при очистке зернового материала по фракционной схеме . С учетом минимизации потерь зерна оптимальная производительность для данной схемы 8 кг/с (28,8 т/ч). Для этой производительности полнота выделения зерновых примесей-70%, чистота зерна-97,3%, полнота

выделения сорных примесей 98%, содержание зерновых примесей б очищенном зерне-4%,

4. Построена адекватная математическая модель процесса функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины, включающей многоярусные решетные модули с включенными в них неоднородными по высоте н длине в ярусах решетными сепараторами, как замкнутой квазистатичной системы с определенной функциональной схемой, учитывающей вероятностные закономерности поступления зернового материала по ширине сепараторов и по высоте на решетные ярусы,

5. Разработан алгоритм и программа многомерного параметрического анализа н синтеза системы частных операций и параметров рабочих элементов, определяющих структуру воздушно-решетной машины,

при заданных уровнях варьирования аргументов векторов входных Р

и управляющих А воздействий н аргументов вектора В, определяющих технологические ограничения процесса.

6. Выявлено существенное влияние изменения коэффициента вариации неравномерного поступления зернового материала на решетные ярусы воздушно-решетной зерноочистительной машины при широком интервале подач на ее показатели функционирования. Установлено, что при изменении коэффициента вариации от 0 до 54,41 % и подач зернового материала в воздушно-решетную машину от 2,775 до 8,58 кг/с полнота выделения мелких сорных примесей снижается на 2,5 % - 8 %, зерновых примесей (снижение на 5-7 %) и потери зерна (от 0 до 18 %). Выявлена усредненная допустимая неравномерность поступления зернового материала на решетные ярусы в пределах величины коэффициента вариации 28-30 %.

7. Установлено, что в интервале подач 2,775-7,425 кг/с изменение влажности зернового материала в пределах 10-30 % существенно влияет на процесс выделения из него мелких сорных и зерновых примесей, так, полнота выделения мелких сорных примесей снижается с 95-97 % до 15 % при соответствующем росте влажности с 10 до 30 % на всем интервале вариации подач. Полнота выделения из зернового материала зерновых примесей при увеличении влажности с 10 до 30 % снижается в среднем на 65-70 %.

8. Построена адекватная математическая многомерная модель систем частных технологических операций позволила методами структурно-параметрического синтеза и анализа выявить рациональные совокупности операций н рабочих элементов, формирующих структуры отделений первичной очистки ЗОА.

9. Обоснованная функциональная схема многоярусных трехрешетных модулей внедрена в универсальной воздушно-решетной машине ОЗС-

50/25, разработанной4 и изготовленной в ОАО ГСКБ «Зерноочистка», функциональные испытания, проведенные в уборочный сезон 2001 г. в : Ростовской области, подтвердили эффективность новой зерноочистительной машины -- при функционировании машины в режиме первичной очистки зерна пшеницы при производительности 5,75 кг/с (20,7т/ч) полнота выделения из зернового материала сорных примесей 80 %, зерновых примесей - 60 %, Легких примесей 65-70 %, при первичной очистке эерг?а ячменя и производительности 4,946 кг/с (17,8т/ч) полнота выделения сорных, зерновых - и легких примесей соответственно 50-70%; 80%;бО-65%; при этом прибыль от очистки 1т ' зерна 475-580 руб/т, а за период агросрока валовая прибыль - 2,5 мин. руб.

Сравнительные испытания машины 03C-50/25 с серийной ЗВС-20А подтвердили эффективность новой машины.

10. Разработана инженерная методика, программный комплекс для структурного и параметрического синтеза параметров воздушно-решетной машины с многоярусными трехрешетнымн модулями и различных структур отделения очистки агрегата при заданных

аргументах вектора входных воздействий F я управляющих

воздействий А, а также технологических ограничений на функционировании агрегата .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1.Ермольев Ю.И., Шелков М.В., Ермольева И.Ю., Новиков В,Г. Оценка эффективности функционирования различных решетных модулей зерноочистительных машин»., 1995.- Дел. в ЦНИИТЭИ Тракторсельхозмаш № 1622-ТС95

2.Ермольев Ю.И., Шелков М.В. Московский М.Н. Моделирование процесса сепарации сыпучих материалов на многоярусных решетных модулях.

Межвузовский сборник научных статен. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 1997.

3.Ермольев Ю.И., Шелков М.В. New Technologies and TechnikaL Means for Complex Grain Cleaning // VI I SYMPOZJUM im. prof. Czestawa Kanafojskiego "PROBLEMY BUDOWYORAZ EKSPLOATACn MASZYN I URZADZEN ROLNICZYCH": Materialy Konferencyjne, 1819 wizesien.-Plocfc, 1997.-Т. 1.

4.Ермольев Ю.И., Шелков M.B., Московский M.H., Ковале» А.А. Повышение эффективности сепарации зерна риса в отделении очистки ■

зерноочистительного агрегата/ ДГТУ, Ростов-на-Дону, 1997. - Дел. в ВИНИТИ 25.07.97. №2525.

5. Ермольев Ю.И., Шелков М.В. Современные технологии и технические средства для комплексной очистки зерна / Доклады РАСХН— 1998. - МЬЗ,с.41-44.

¿.Ермольев Ю.И, Московский М.Н., Шелков М.В. Выделение выравненной по размерам семенной фракции зерна пшеницы на двухыфусяом трехрешегном модуле ., 1998. - Деп. в ВИНИТИ, №2653.

7.Ермольев Ю.И., Лукинов Г.И., Шежов М.В. Вероятностная модель процесса сепарации зернового вороха на транспортерном скельператоре)//Ростов-на-Доиу, 1999. - Дел. в ВИНИТИ, №3311. Б.Ермольеь Ю.И., Шелков М.В., Московский М.Н. Прогнозирование числовых характеристик размерных величин компонентов сыпучих материалов при их сепарации на решетных модулях/ Вопроса машиноведения и конструирования машин: Вестник ДГТУ. - Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 1999,с.37-42.

9.Ермольев Ю.И., Шелков М.В., Ермольева ИЛО. Разработка и создание новых технологий н технических . средств для агропромышленного комплекса по Северо-Кавказскому региону. 1999.- Деп. в Всероссийский научно- информационный центр. Москва. Инвентаризационный № 02990003023, регистра 01980000296.

10. Ермольев Ю.И., Шелков М.В., Рациональные технологии и технические средства лоточной очистки зерна. Труды научно-технической конференции по итогам исследований 1999 года. ВНИПТИМЭСХ. 2000.

П.Ермольев Ю,И., Лукинов Г.И., Шежов М.В. Моделирование процессов сепарации сыпучих материалов на транспортерном сюельператоре)// Вопросы машиноведения и конструирования машин: Вестник ДГТУ. - Росгов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2001,ТЦ63(9Хс.31т41.

12.Ермольев Ю.И., Шежов М.В., Московский МЛ. Моделирование 1фоцесса сепарации сыпучих материалов в воздушно-решетной зерноочистительной машине с многоярусными решетными модулями. Труды У1-й Международной научно-технической конференции . Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2001.

ДР 04779 от 18.05.2001. В набор 15.11.01. В печать 16.11.01. Объем 1,15 усл.пя. 1,1 уч.-изд.л. Офсет. Формат 60x84/16 Бумага Ът Заказ № ^¿3. Тираж 100 экз.

Издательский центр ДГТУ ~ "

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г. Ростов-на-Дону, ля. Гагарина !.

».738t

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ В РЕШЕТНЫХ МОДУЛЯХ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН

2 Л .Моделирование процессов функционирования решетных модулей.

2.2.Стендовые испытания решетных модулей.

2.3.Оценка адекватности математического моделирования технологических операций, выполняемых решетными модулями.

2.4.Параметрическая и структурная оптимизация одноярусных трехрешетных модулей зерноочистительной машины.

2.5.Полевые испытания решетных модулей.

2.6.3аключение.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ В ВОЗДУШНО-РЕШЕТНОЙ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ С МНОГОЯРУСНЫМИ РЕШЕТНЫМИ МОДУЛЯМИ.

3.1. Математическая модель процесса функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины.

3.2.Оценка адекватности моделирования процессам функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины.

3.3.Оценка показателей функционирования зерноочистительной машины при различных вероятностных характеристиках поступления зернового материала на многоярусный решетный модуль.

ЗАМоделирование процесса функционирования зерноочистительной машины при очистке зерна с различными технологическими свойствами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов исследований в области разработки зерноочистительных машин и агрегатов выявил перспективность направления, определяющего создание универсальных воздушно-решетных зерноочистительных машин с использованием многоярусных трех решетных модулей, производительность которых в 1,5-1,6 раза превышает производительность классических двухъярусных решетных модулей. Анализ тенденций развития воздушно-решетных машин и агрегатов для первичной очистки зерновых выявил эффективность использования рациональных совокупностей частных операций, определяющих простые последовательные или универсальные фракционные схемы, реализуемые в отделении очистки зерноочистительных агрегата.

2. Используя известные стахастические математические модели, описывающие процесс сепарации на обобщенном решетном модуле, разработан алгоритм и программа для многомерного параметрического синтеза одноярусного трехрешетного модуля в режиме первичной очистке зерна риса, доказана адекватность описания математической моделью рассмотренного процесса сепарации.

Проведена параметрическая и структурная оптимизация одноярусного трехрешетного модуля для рассмотренных условий сепарации. Установлено, что наиболее эффективной компоновкой трехрешетного модуля при изменении содержания (или высоком процентном содержании) в исходном зерновом материале курмака является вариант № 3 (О 3,2 мм, п1,7 мм , □ 3,6 мм).

Оценивая эффективность выделения всех отделяемых компонентов рисового зернового материала по критерию Еф можно сделать вывод, что наиболее эффективной компоновкой трехрешетного модуля при содержании зерновых примесей в исходном зерновом материале до 2 % является вариант № 2 (0 2,8мм, 0 3,2мм, □ 3,6мм ). При этом трехрешетный модуль, оснащенный решетными полотнами по варианту № 3 уступает варианту №2 по величине критерия Еф незначительно (в пределах 2-3 %).

При дальнейшем увеличении содержания зерновых примесей решетный модуль, оснащенный по варианту № 3 существенно превосходит по своим функциональным показателям другие варианты компоновки.

Оценивая эффективность выделения всех отделяемых компонентов рисового зернового материала по критерию Еф можно сделать вывод, что наиболее эффективной компоновкой трехрешетного модуля при содержании зерновых примесей в исходном зерновом материале до 2 % является вариант № 2 (0 2,8мм, 0 3,2мм, □ 3,6мм ). При этом трехрешетный модуль, оснащенный решетными полотнами по варианту № 3 уступает варианту №2 по величине критерия Еф незначительно (в пределах 2-3 %).

При дальнейшем увеличении содержания зерновых примесей решетный модуль, оснащенный по варианту № 3 существенно превосходит по своим функциональным показателям другие варианты компоновки.

Стендовые испытания одноярусных трехрешетных модулей в режиме первичной очистке зерна риса подтвердили результаты модельного прогнозирования по эффективности их функционирования за счет рациональной компоновки решет, обеспечивающей тонкослойную сепарацию зернового материала, и условия для активной сегрегации, обеспечивающей подготовку зернового материала для сепарации на каждом последующем решете в ярусе по сравнению с классическим решетным станом. 3. Изготовлен универсальный решетный модуль РС-50 (ОАО ГСКБ «Зерноочистка») и установлен на промышленной площадке зернотока ТОО «Цимлянское» в составе зерноочистительного агрегата ЗАВ-40И.

В результате доводочных испытаний агрегата в режиме очистки зерна риса, пшеницы, семян подсолнечника установлена высокая эффективность функционирования решетного модуля РС-50, состоящего из параллельно работающих четырех трехрешетных ярусов. Выявлено, что в интервале рассмотренных подач зернового материала в агрегат максимальная величина критерия Еф наблюдается при очистке зернового материала по фракционной схеме N2. С учетом минимизации потерь зерна оптимальная производительность для данной схемы 8 кг/с (28,8 т/ч). Для этой производительности полнота выделения зерновых примесей-70%, чистота зерна-97,3%, полнота выделения сорных примесей 98-100%, содержание зерновых примесей в очищенном зерне-4%.

4. Построена адекватная математическая модель процесса функционирования воздушно-решетной зерноочистительной машины, включающей многоярусные решетные модули с включенными в них неоднородными по высоте и длине в ярусах решетными сепараторами, как замкнутой квазистатичной системы с определенной функциональной схемой, учитывающей вероятностные закономерности поступления зернового материала по ширине сепараторов и по высоте на решетные ярусы.

5. Разработан алгоритм и программа многомерного параметрического анализа и синтеза системы частных операций и параметров рабочих элементов, определяющих структуру воздушно-решетной машины, при заданных уровнях варьирования аргументов векторов входных F и управляющих А воздействий и аргументов вектора В, определяющих технологические ограничения процесса.

6. Выявлено существенное влияние изменения коэффициента вариации неравномерного поступления зернового материала Л(){Н) на решетные ярусы воздушно-решетной зерноочистительной машины при широком интервале подач на ее показатели функционирования. Установлено, что при изменении коэффициента вариации от 0 до 54,41 % и подач зернового материала в воздушно-решетную машину от 2,775 до 8,58 кг/с полнота выделения мелких сорных снижается незначительно - 2,5 % - 8 %. Существенное влияние изменения коэффициента вариации и подач оказывает на выделение из зернового материала зерновых примесей (снижение на 5-7 %) и потери зерна (от 0 до 18 %). С увеличением подачи зернового материала влияние коэффициента вариации Х0 (И) на снижение качественных показателей очистки возрастает. Выявлена усредненная допустимая неравномерность поступления зернового материала на решетные ярусы в пределах Лв (Я) = 2830 %.

7. Выявлено, что в интервале подач 2,775-7,425 кг/с изменение влажности зернового материала в пределах 10-30 % не существенно влияет на выделение из него в воздушно-решетной зерноочистительной машине крупных сорных и соломистых примесей. Наиболее существенное влияние увеличение влажности зернового материала оказывается на процесс выделения из него мелких сорных и зерновых примесей, так, полнота выделения мелких сорных примесей снижается - 95-97 % до 15 % при соответствующем росте влажности с 10 до 30 % на всем интервале вариации подач. Полнота выделения из зернового материала зерновых примесей при увеличении влажности с 10 до 30 % снижается в среднем на 65-70 %.

8. Построена адекватная математическая многомерная модель квазистатичных частных систем технологических операций, формирующих различные структуры отделений очистки зерноочистительного агрегата.

9. Используя методы структурно-параметрического синтеза и многомерного анализа, с использованием графовой модели, определяющей систему взаимосвязей частных технологических операций, выявлена рациональная совокупность операций и рабочих элементов, формирующих рациональные структуры отделений первичной очистки агрегата при широкой вариации аргументов вектора F - входных и А - управляющих воздействий. Критерием оптимальности оптимизируемых систем был использован критерий Еф -эффективность реализации технологического процесса (параметрическая оптимизация) и приведенные затраты Зпр на очистку единицы массы зерна, определяемым по показателям функционирования агрегата и нормативным экономическим показателям (структурная оптимизация).

10. Определенные и затабулированные параметры, технологические и экономические показатели позволили выбрать, с учетом широкой возможной адаптации отделений очистки агрегата к изменяющимся технологическим свойствам и подачи зернового материала, рациональные функциональные схемы отделений очистки зерноочистительного агрегата: №1,№2,№4,№7, рациональная производительность которых соответственно 13,02 кг/с, 13,02 кг/с, 11,5 кг/с, 11,4 кг/с; полнота выделения из исходного зернового материала сорных примесей 84-87%; зерновых примесей соответственно 61,8%, 57,2%, 77,3%, 63,0%; прибыль от функционирования агрегатов с этими отделениями очистки в течении агросрока (400 часов) 2,6-2,8 млн.руб. 11. Обоснованная функциональная схема многоярусных трехрешетных модулей внедрена в универсальной воздушно-решетной машине 03C-50/25, разработанной и изготовленной в ОАО ГСКБ «Зерноочистка». Функциональные испытания, проведенные в уборочный сезон 2001 г. в Ростовской области, подтвердили эффективность новой зерноочистительной машины - при функционировании машины в режиме первичной очистки зерна пшеницы при производительности 5,75 кг/с (20,7т/ч) полнота выделения из зернового материала сорных примесей 80 %, зерновых примесей - 60 %, легких примесей 65-70 %, при этом прибыль от очистки 1 т зерна составила 800 руб/т, а за период агросрока (400 ч) валовая прибыль - 4,75 млн. руб. При первичной очистке зерна ячменя и производительности 4,946 кг/с (17,8т/ч) полнота выделения сорных, зерновых и легких примесей соответственно 5070%; 80%;60-65%; при этом прибыль от очистки 1т зерна ячменя 475-580 руб/т, а за период агросрока валовая прибыль - 2,5 млн. руб.

Сравнительные испытания машины 03C-50/25 с серийной ЗВС-20А подтвердили эффективность новой машины.

12. Разработана инженерная методика, программный комплекс для структурного и параметрического синтеза параметров воздушно-решетной машины с многоярусными трехрешетными модулями и различных структур отделения очистки агрегата при заданных аргументах вектора входных воздействий Fи управляющих воздействий А, а также технологических ограничений на функционирование агрегата.

5.4. Заключение.

1. Обоснованная функциональная схема многоярусных трехрешетных модулей внедрена в универсальной воздушно-решетной машине 03C-50/25, разработанной и изготовленной в ОАО ГСКБ «Зерноочистка». Функциональные испытания, проведенные в уборочный сезон 2001 г. в Ростовской области, подтвердили эффективность новой зерноочистительной машины - при функционировании машины в режиме первичной очистки зерна пшеницы при производительности 5,75 кг/с (20,7т/ч) полнота выделения из зернового материала сорных примесей 80 %, зерновых примесей - 60 %, легких примесей 65-70 %, при этом прибыль от очистки 1 т зерна составила 800 руб/т, а за период агросрока (400 ч) валовая прибыль - 4,75 млн. руб. При первичной очистке зерна ячменя и производительности 4,946 кг/с (17,8т/ч) полнота выделения сорных, зерновых и легких примесей соответственно 5070%; 80%;60-65%; при этом прибыль от очистки 1т зерна ячменя 475-580 руб/т, а за период агросрока валовая прибыль - 2,5 млн. руб.

Сравнительные испытания машины 03C-50/25 с серийной ЗВС-20А подтвердили эффективность новой машины.

2. Разработана инженерная методика, программный комплекс для структурного и параметрического синтеза параметров воздушно-решетной машины с многоярусными трехрешетными модулями и различных структур отделения очистки агрегата при заданных аргументах вектора входных воздействий F и управляющих воздействий А, а также технологических ограничений на функционировании агрегата.

1. А.С. 395123 (СССР), Качающееся решето для очистки зерна./Ермольев Ю.И., Алферов С.А., Колышев П.П. Заявл. 28.06.71- Опубл. в Б.И., 1973, №35.

2. А.С. 414003 (СССР). Решето дая сортирования зерна/Ермольев Ю.И., Алферов С.А., Колышев П.П.- Заявл.21.09.71.-Опубл. в Б.И., 1974, № 5.

3. А.с. 512804 (СССР). Решето для разделения зерновой смеси с круглыми отверстиями /Ермольев Ю.И., Алферов С.А., Колышев П.П. -3аявл.4.04.73. Опубш в Б.И., 1976. № 17

4. Быков B.C. Влияние длины подвесок на работу плоского решета. Техника в с.-х. 1995, - №1. - с.29-30.

5. Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование, расчет и испытание.Киров: НИИСХМ Северо-Востока, 2000.-261с.

6. Быков B.C. Повышение производительности плоских решет. Механизация и электрификация с.-х. 1991. - №1. - с.58-59.

7. Васильев С. А. Основные закономерности процесса сепарации семян по размерам// Тракторы и сельскохозяйственные машины № 4. 1958. - с.37-42.

8. Васильев С.А. Сепарация семян сельскохозяйственных культур на решетах: Автореф. дис. .докт. техн. наук: М., 1962. - с.38.

9. Василенко Л.И. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев: УАСХН. 1960. - с.283.

10. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - с.576.

11. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. М.: Машгиз, 1961. - с.368.

12. Гладков Н.Г. Сепарирование семян по свойствам их поверхности, часть 1. Фракционные сепараторы. М.: Машиностроение, 1959. - с.267.

13. Гортинский В.В. Послойное движение продуктов измельчения зерна при сепарировании на плоских ситах. Труды ВНИИЗ. М.: 1963. Вып.42.

14. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.1. М.: Колос. 1965. - с.244-253

15. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.2. М.: Колос, 1965 - с.458.

16. ОСТ 70.10.2 74.Зерноочистительные машины, зерноочистительные сушильные комплексы, программа и методика испытаний.

17. Громов А. Г. Методы оценки работы сепараторов. В кн.: Механизация и автоматизация уборки и послеуборочной обработки зерновых культур. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1970, Вып. 51. с.26-30.

18. Громов А.Г. Методы оценки работы сепарирующих органов. В кн.: Механизация и автоматизация уборки и послеуборочной обработки зерновых культур. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1971, Вып. 52. с.12-19.

19. Дрогалин К.В., Жуганков Б.В., Карпов М.В. Очистка зерна от трудноотделимых примесей. М.: Колос, 1978. - с.221.

20. Ермольев Ю.И., Интенсификация технологических операций в воздушно-решетных зерноочистительных машинах. Ростов н/Д. ДГТУ.1998.

21. Ермольев Ю.И. Моделирование процесса сепарации сыпучих материалов на решетных станах// Межвузовский сборник "Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники". Ростов-на-Дону, 1985. -с.106-118.

22. Ермольев Ю.И. Определение основных параметров перемещения компонентов исходного зернового материала на решете и решетных станах сельскохозяйственных машин// Известия СКНЦ ВШ, серия Технические науки №4, 1981. с. 10-14.

23. Ермольев Ю.И. Оценка влияния эффективности работы основных рабочих органов машины предварительной очистки зерна на технологические показатели работы зерноочистительного агрегата // Механика деформируемых тел. Ростов-на-Дону. - 1983. - с. 112-123.

24. Ермольев Ю.И. Оценка влияния эффективности работы основных сепараторов воздушнорешетной зерноочистительной машины на ее технологические показатели//- Известия СКНЦ ВШ, серия Технические науки №1. 1985. - с.55-58.

25. Ермольев Ю.И. Применение гофрированных подсевных решет для очистки зерновых культур// Тракторы и сельскохозяйственные машины. №6. 1984. -С. 17-18.

26. Ермольев Ю.И. Применение гофрированных решет для первичной очистки зерновых культур// Тракторы и сельскохозяйственные машины -№10.-1981.-с.25-27.

27. Ермольев Ю.И. Синтез функциональных схем технологических отделений зерноочистительных агрегатов// Межвузовский сборник «Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники»: Ростов-на-Дону, 1986. с. 87-100.

28. Ермольев Ю.И., Асадулла Э. Моделирование процесса сепарации рисового зернового материала на двухъярусном решетном стане// Сборник статей РИСХМ «Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства» Ростов-на-Дону, 1985. с. 21-31.

29. Ермольев Ю.И., Интенсификация технологических операций в воздушно-решетных зерноочистительных машинах. Ростов н/Д. ДГТУ.1998.

30. Ермольев Ю.И., Лукинов Г.И., Шелков М.В. Вероятностная модель процесса сепарации зернового вороха на транспортерном скельператоре)//Ростов-на-Дону, 1999. Деп. в ВИНИТИ, №3311.

31. Ермольев Ю.И., Московский М.Н., Шелков М.В. Выделение выравненной по размерам семенной фракции зерна пшеницы на двуярусном трехрешетном модуле» ДГТУ (Статья)//Ростов-на-Дону, 1998. Деп. в ВИНИТИ, №2653.

32. Ермольев Ю.И., Чамара М., Дау Чунг Киен. Моделирование технологического процесса работы яруса плоских пробивных, зерновых решет с продолговатыми отверстиями. Ростов-на-Дону, 12 с. Рукопись представлена РИСХМом. Деп. во ВНИИТЭИ агропроме. 1987, № 8538.

33. Ермольев Ю.И., Шелков М.В. Современные технологии и технические средства для комплексной очистки зерна. Доклады РАСХН 1998. - №3.

34. Ермольев Ю.И., Шелков МБ., Ермольева И.Ю. Оценка эффективности функционирования различных решетных модулей, Ростов-на-Дону, 1995, Деп. В ЦНИИТЭИ Тракторосельмаш № 1622.

35. Ермольев Ю.И., Шелков МБ., Московский М.Н., Ковалев А. А. Повышение эффективности сепарации зерна риса в отделении очистки зерноочистительного агрегата/ ДГТУ , Ростов-на-Дону, 1997. Деп. в ВИНИТИ 29.07.97. №2525.

36. Ермольев Ю.И., Шелков М.В., Рациональные технологии и технические средства поточной очистки зерна. Труды научно-технической конференции по итогам исследований 1999 года. ВНИПТИМЭСХ. 2000.

37. Ермольев Ю.И., Шелков МБ. Современные технологии и технические средства для комплексной очистки зерна / Доклады РАСХН 1998. - №3.

38. Ермольев Ю.И., Московский М.Н., Шелков МБ. Выделение выравненной по размерам семенной фракции зерна пшеницы на двухъярусном трехрешетном модуле ., 1998. Деп. в ВИНИТИ, №2653.

39. Ермольев Ю.И., Лукинов Г.И., Шелков МБ. Вероятностная модель процесса сепарации зернового вороха на транспортерном скельператоре.Ростов-на-Дону, 1999. Деп. в ВИНИТИ, №3311

40. Ермольев Ю.И., Лукинов Г.И., Шелков МБ., Ермольева И.Ю. Систематизация функциональных схем и параметрическая оптимизация агрегатов очистки зерновых отходов. 1999. в ВИНИТИ, № 3827-В99

41. Заика П.М. Определение осредненной траектории движения зерна по62