автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Интенсификация процесса сепарации зерновых смесей на плоских качающихся решетах

« 3 У

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

БЫКОВ Виктор Сергеевич

УДК 621.920.23:631.362

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ЗЕШОВЫХ СМЕСЕЙ НА ПЛОСКИХ ШАЩИХСЯ '' РЕШЕТАХ

Специальность 05.20.01- Механизация сельскохозяйственного

производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1991

Работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственные машины" Воронежского государственного аграрного университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

A.П.Тарасенко.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

B.В.Кузнецов;

кандидат технических наук, доцент А.И.Таран.

Ведущее предприятие - Головное специализированное конструкторсно-технологкческое бпро по комплексу машин для послеуборочной обработки зерна ПО "Воронежсельмаш".

Защита диссертации состоится " /3 " 1991 г.

в " М " часов на заседании специализированного Совета по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Воронежском государственном аграрном университете по адресу: 394087, г. Воронеж, ул.Мичурина, I, ВГАУ.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " В " рЛ/зю^/^ 1991 г. Отзывы на автореферат в двух экземплярам, заверенные печатью, просим направлять учёному секретарю специализированного Совета.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук, ^ .

доцент . М.Г.Мацнев

' ; ; ;' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. Перспективы развития народного хозяйства нашей страны предусматривают превращение агропромышленного комплекса в высокоразвитую отрасль, полностью обеспечивающую потребности населения в продуктах литания. Для успешного решения продовольственной проблемы предусматривается ежегодное увеличение объемов производства зерновых культур и доведение его к 2000 г. до I т на душу населения.

Производство зерна завершается его послеуборочной обработкой, которая является достаточно трудоемкой операцией. Поэтому одно из основных требований, предъявляемых к зерноочистительному оборудование, - высокая производительность.

В настоящее время у нас в стране и за рубежом широкое распространение получили зерноочистительные машины с плоскими качащи-мися решетами. Практически все виды зерновых культур обрабатывается на таких машинах с высокой эффективностью при низком уровне травмирования семенного материала. Поэтому дальнейзая интенсификация процесса сепарации на плоских качаки'нхся ренетах представляет собой важную народнохозяйственную задаггу, решение которой позволит повысить эффективность всего процесса послеуборочной обработки зерна.

Цель и задачи исследований. Цель» настоящих исследовяний является интенсификация процесса сепарации зерног^тх смесей на плоских качающихся резетах за счет обеспечения опткмальннх кинематических параметров их днияения.

В соответствии с поставленной цель« были опредплеш; сл^дул-щне задачи исследований.

I. Выявить влияние скорости дзихенис реуетл на про^.чв'.г.'Т'мь-ность процесса сепарации вороха к обосновать р.?аи'чяя%н»и» c.-v» -

т&ния амплитуды и частоты колебаний решетного стана, обеспечивающие оптимальные значения данной скорости.

2. Определить влияние толщины слоя очищаемого материала на величину критической скорости движения частицы по решету.

3. Разработать рекомендации по выбору длины подвесок решетного стана при использовании решет с круглы-ми и с продолговатыми, отверстиями.

4. Выявить влияние дополнительных колебаний решета в решетном стане и подбрасывания вороха на производительность процесса сепарации.

5. Оценить окидаемый экономический эффект от применения предложенных способов интенсификации процесса сепарации.

Объект исследований. Объектом исследований является процесс сепарации зерновых смесей на плоских пробивных решетах, соверааю-цих гармонические колебания б горизонтальной плоскости.

Методика исследований. Реиение поставленных задач осуществляли путам теоретических о"тпорж;ентальных исследований.

В теоретических исследованиях рассмотрен процесс просеивания проходоЕоЯ частицы в отверстие колеблющегося решега с учете;.' воздействия слоя очищай:ого материала и определено влияние этог^ слоя на величину критической скорости частиц;.;.

Экспериментальные исследования выполнены по схзус однэ^актор» ного эксперикенга. Получоннк-з данные обрабатывали с использование:: катодов математической статистики. Экономическув -иость определяли в соответствии с ГОСТ 23729-ос).

Научная носизна. Разрьботаш элекеиты теории прохогденп? частицы в отверстие колеблщегосл рэкета 1! получено тмра-ени-з дтл определения критической скорости д«н?.енкя часгицк с учетом влияния слоя очкщаеыого материала;

пг^О'Чрны иателг&ткчеекке зависимости, гогалызашио влияние

скорости перемещения решета на важнейшие характеристики процесса сепарации - вероятность просеивания Р , полноту выделения проходовой фракции £ и коэффициент сепарации ^ ;

предложены эмпирические выражения для определения рациональных сочетаний амплитуды и частоты колебаний, обеспечивающих оптимальную скорость движения решет различного назначения.

Практическая ценность работы. На основании результатов научных исследований разработана методика расчета основных кинема -тических параметров движения решетных станов плоскорешетннх зерноочистительных машин. При этом достигается увеличение удельной производительности в 1,5-2,0 раза.

Полученные результаты одобрены ГСКГБ по комплексу машин для послеуборочной обработки зерна ПО "Воронежсельмаш" и будут использованы для создания высокопроизводительных машин.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского госагроуниверситета (Воронеж, 19391991 гг.), на XXX юбилейной научно-технической конференции Челябинского госагроуниверситета (Челябинск, 1991 г.) и на заседаниях научно-технического совета ГСКТБ ПО "Воронежсельмаш" (Воро -неж, 1990 и 19Э1 гг. ).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы Ц печатные работы и получены 2 положительных решения государственной научно-технической экспертизы изобретений.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обчих выводов и рекомендаций, списка 'литературы и приложений. ОСзий объем работы сосг-'^ляет 236 страниц,. в том яжяе 152 страницы основного машинописного текста, 40 рисунков, 3 таблицы и 60 страниц приложений. Список ьэо-вачной литературы ркггчздт 20£ натенгрзсив.п т.ч. 13 - ця

б

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан краткий анализ результатов научных исследований процесса сепарации зерновых смесей на плоских качающихся решетах, рассмотрены известные схемы прохождения частицы в отверстие решета и возможные способы повышения удельной производительности качающихся решет. На основании этого анализа сформулированы цель и задачи исследований.

Основы теоретических расчетов процесса разделения На качающемся плоском решете рассмотрены в трудах академика В.П.Горячки-на, профессора М.Н.Летошнева, В.Я.Белецкого, С.А.Васильева, Г.Д.Терскова, И.Е.Кодуховского, Н.Г.Гладхова, А.И.Тарана, Т.Т.Гаппоева, Г.С.Демина, Н.И.Шабанова, А.И.Любимова и целого рада других авторов. Наибольший практический интерес представ-лявт вопросы обоснования рациональных кинематических параметров движения реиет и удельна чагрузок на них. Эти вопросы наши отражения в работах перечисленных ученых, а также в исследованиях Х.А.Ксифилкнова, П.Н.Лапшина, Е.С.Гончарова, А.Г.Громова, В.Е.Пластинина, В.А.Грозубинского, Ю.И.Трофимченко, В.В.Кузнецова и многих других. Закономерности протекания процесса сепарации, выявленные указанными авторами, в дальнейшем были положены в основу при разработке методики технических расчетов, позволяющих определять рациональные величины амплитуды А и частоты М колебаний решет и угла их наклона к горизонту - оС . Результаты этих исследований были дополнены с учетом влияния на про -цесс угла направленности колебаний & , что назло отражение в трудах К.К.Яременко, Н.Е.Кочотсоеского, А.И.Тарана, А.».Прохопен-гг» ¡: В.Ф.Выгуляра, А.В.Барилла и Н.И.Шабанова,

Э-ийко имеется ряд важных вопросов,по которым мнения разяич-

ных авторов расходятся, а в литературе имеются противоречивые сведения. В частности, одни исследователи утверждают, что основное влияние на показатели процесса сепарации оказывает средняя скорость перемещения очищаемого материала по решету, в то время как другие считают, что главным фактором является ускорение решета. Учитывая, что скорость перемещения очищаемого материала по решету определяется в первую очередь скоростью самого решета, можно заключить, что вопрос о влиянии скорости и ускорения решет на их производительность в настоящее время до конца не изучен. Не изучено влияние на показатели процесса сепарации и такого конструктивного параметра, как длина подвесок решетного стана.

Поэтому изучение указанных вопросов представляется важным с практической точки зрения.

В качестве одного из основных параметров, в значительной степени определяющего возможность просеивания проходовой частицы в отверстие решета, выступает ее критическая скорость. Многочисленные выражения для определения критической скорости частици не учитывают влияние слоя очищаемого материала. Поскольку интенсификация процесса сепарации предполагает увеличение толщины слоя очищаемого материала на поверхности решета, необходимо получить математическую зависимость, учитывающую влияние слоя на вели -чину критической скорости.

Кроме того, предложенные в настоящее время способы интенсификации процесса сепарации на качающихся реяетах в силу ряда существенных недостатков не получили внедрения в практику.Поэтому поиск новых способов, отличающихся простотой и пффйктив -ностью, очень важен для производства.

Таким образом, в результате анализа литературы по данной проблеме сформулированы задачи исследования.

Вторая глава диссертации посвящена теоретическому изучению процесса прохождения частицы в отверстие колеблющегося решета с учетом воздействия на нее слоя очищаемого материала, рассмотрению различных факторов, определяющих вероятность просеивания, и получению математических зависимостей, показывающих влияние скорости движения решета на важнейшие качественные показатели процесса сепарации.

Для изучения вопроса о влиянии скорости движения решета на суммарную вероятность просеивания проходовой частицы в отверстие решета Р (которая складывается из вероятности сепарации через слой и вероятности сепарации непосредственно че-реа решето Ра ) нами построена логическая модель процесса.

При нулевой скорости решета нет относительного перемещения по нему очищаемого материала, и процесс сепарации не осуществляется ( Р =■ 0). При увеличении скорости решета наблюдается интенсивное возрастание вероятности 5 , поскольку растущая скорость решета обусловливает значительное активизирующее воздействие на слой очищаемого материала. Очевидно при некоторой скорости решета 1Г£ЧП складываются наиболее благоприятные условия для сепарации, и величина Р приобретает максимальное значение.

По мере дальнейшего роста скорости решета в слое увеличивается содержание частиц, которые приобрели фактическую скорость перемещения, превьшащую ее критическую величину для данных условий. При атом суммарная вероятность просеивания Р снижается и при больших значениях скорости решета асимптотически приближается к нулю. Поскольку при увеличении толщины слоя очищаемого материала для активизирования внутрнслоевых перемещений такому слою требуется передавать больыее количество кинетической энер-

гии (это известно в теории), то ,очевидно, величина оптимальной скорости решета растет при увеличении удельной нагрузки ^ , а суммарная вероятность просеивания Р при этом снижается (что подтвер-здается практикой). Можно предполозить, что зависимость аероятности Р от амплитудного значения скорости движения ренета Мр имеет вид, представленный на рис. I. При этом ка-

Зависимость вероятности просеивания чественная характе-частицы в отверстие решета от скорости его движения.

роятности

•■' Рис. I-

Р :

И2 Н|Ш

р = Н, 1Гр • в •

ристика процесса, сепарации - полнота выделения проходовой фракции Ь - прямо пропорциональна суммарной вероятности Р и изменяется в зависимости от скорости решета по тому же закону.

По характеру зависимостей, представ ленных на рис. I, можно записать выражение для определения ве-

(I) '

где: в . - основание натуральных логарифмов; Н, , , Н5 - параметры сепарации , зависящие от вида и свойств очищаемой культуры, от типа решета и его "живого сечения", а также от удельной нагрузки % . Поскольку оптимальная скорость решета обеспечивает наиболее"

го

благоприятные условия для протекания процесса сепарации, невозможно превысить полноту выделения £щцк , достигаемую при оптимальной скорости решета. При этом зависимость £»«* от удельной нагрузки представляет собой потенциальную характеристику данного решета при обработке конкретного вороха.

Рассмотрим схему прохождения короткой проходовой частицы ( у которой отношение длины к ширине невелико ) в отверстие решета при условии, что длина частицы меньше длины или диаметра отверстия. Данная схема педставлена на рис.2. В исследованиях многих авторов при получении выражений для критической скорости частицы делалось допущение, что частица при пересечении ее центром тяжести кромки отверстия мгновенно отрывается от поверхности решите и совершает движение в воздухе - падает в отверстие. Однако фактически мгновенного отрыва не может происходить из-за- наличия сил инерции и тренид, действующих в направлении, противоположном вектору скорости частицы. Поэтому частица не отрывается мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени как бы сползаем в отверстие, не теряя контакта с решетом. При этом вектор скорости частицы поворачивается на некоторый угол а/Ь ( рис.3). Если предположить, что частица имеет форму идеального эллипсоида вращения и массу, равномерно распределенную по объему, тогаранти-роЕанный отрыв произойдет, когда центр тяжести частицы пройдет по оси X расстояние, равное 1/Ц длины частицы ( рис. 3 )Л!а этом первая };аза просеивания заканчивается и начинается вторая фаза-свободный полет частица в воздухе. Таким образом, время, необходимое частице для прохождения в отверстие, распадается на две составляющие:

+ (2) гда: - длительность }азы сползания частииы,

"¿1 - длительность свободного полета.

Схема прохождения частицы в отверстие решета.

Рио. 2.

Полоиение частицы в концо первой £азы просеивания.

У \У'

Анализируя силы, действующие на частицу при пересечении ее центром тяжести кромки отверстия решета (рис. 2), можно сделать вывод, что при наличии на поверхности решета слоя очищаемого материала толщиной & СЛ появляется дополнительная сила - сила тяжести частиц вышележащего слоя - 6« , способствующая повороту проходовой частицы на больший угол. По мере увеличения

величина Gía растет, поэтому угол поворота проходовой частицы в первой фазе просеивания прямо пропорционален толщине слоя очищаемого материала на поверхности решета, т.г.. :

lüt~ Яы (3)

Теперь запишем дифференциальные уравнения движения частицы после отрыва от поверхности решета, учитывая■ что вектор скорости частицы повернулся на некоторый угол üJ"fc , а центр тяжести занял новое положение (рис. 3). Данные уравнения в проекциях на новые оси координат X и У запишутся в виде:

rnjUm^sinoí | u)

Проекции ускорения частицы на координатные оси будут равны:

x-gsM I {5)

g=gcoscL J

Проинтегрировав выражения (5) и определив значения постоянных интегрирования из начальных условий движения, запишем уравнения движения частицы:

tz

х = toxti + sin ¿

Ú

L

(6)

¡•piwnMüR во phhmkusc, что проекции скорости двкк-гния частишь ¡ :, /vi «•'üo¡t!tfSMür o;:tеделягтср следу идим обрядом:

ТГгх - Vi «os wt

и взяв за основу условие гарантированного прохода Г.Д.Терскова

0 совмещении центра тяжести частицы с плоскостью решета, можно получить квадратное уравнение относительно tz , решение которого дает нам выражение для длительности второй фазы просеивания :

fSSra '-^inu* (e)

1 = i-—--

^ cos <t-

При этом граничное условно просеивания частицы в отверстие решета запишется в виде:

ПГвЛ+дт sirt^l 4 (9)

Отсюда получим выражение для критической скорости частицы:

t А

^ I п —

Видно, что 1Гкр обратно пропорциональна длительности второй фазы просеивания "t-1 , которая, в свою очередь, интенсивно уменьшается при увеличении угла . Так1ш образом, при уве-

личении угла поворота частицы в первой ^азе просеивания (т.е. при увеличении толщины слоя очщаемого материала на поверхности ре - -пета) величина критической скорости частицы возрастает. Для примера на рис. 4 показана расчетная зависимость критической скорости частицы от угла ее поворота в первой iane просеивания для конкретного случая.

7 г

Таким образом, критическая скорость чястииы.п ао* и про-ясрциочпльча ?<»лич"нй крятиччсгР сог^^тя л,*« чая-

Зависимость критической скорости частицы от угла ее поворота в первой фазе просеивания.

М/5

тицы ТГкр (которая определяется соотношением размеров частицы и отверстия решета) и уменьшается от начала "решета к его концу по мере уменьшения . |\ел . Можно записать функциональные выражения

1ГС*

для и :

[ кр

1/г ~

ЦиК

М

КР (II)

(О 20 4 »2,5мм Рис. 4.

или

V кр

I УпаЗ

■Ш(12)

где: - удельная подача на единицу ширины решета;

- коэффициент, показывающий,во сколько раз средняя

о1!

скорость перемещения очищаемого материала по решету меньше амплитудного значения скорости движения решета ^ £

Ц - плотность очищаемого материала; ЦпоЗ - скорость подачи очищаемого материала на решето, определяемая конструкцией загрузочного устройства; Ьр длина релета; Р - коэффициент сепарации. Ншм тнкке получена выражения ддк полноты г.нде.-.сние проходе-»га $рйхци« Ь а кда&щиен*а сепарации ':

£ = Н,1/Р-е - Б(ир) '

I» (14) = _[___

** I? 1- Н^-е^'-Шр)) (15)

где Е^Цр)- некоторая разница между вероятностью просеивания частицы в отверстие решета Р и фактической частотой появления этого события; ^ - содержание частиц проходового размера в исходной ■ смеси.

Видно, что величины важнейших качественных показателей процесса сепарации определяются скоростью решета, а не его ускорением. На основании этого получены выражения для оптимальной скорости решет: -

1гГ=

р Ц АГ* щ = 1}

(16)

V

где О-р - удельная подача на единицу площади решета;

ооп»

'1м.ср - оптимальная средняя толщина слоя очищаемого материала на поверхности решета, при которой обеспечивается наивысшая полнота выделения - £та*. Анализируя полученные выражения (16), можно заключить, что при увели^нии удельной нагрузки на решето его оптимальная скорость линейно возрастает. Следовательно, для обеспечения наивысшей полноты выделения при возрастании нагрузки на реиета необходимо соответственно увеличивать скорость их движение.

В третьей главе изложены программа экспериментальных исследований, методика их проведения и обработки полученных результатов.

Программой исследований предусматривалось изучить закономерности протекания процесса сепарации зерновых смесей на плоских качающихся решетах и выявить влияние скорости движения решета на производительность этого процесса при изменении нагрузки и при различном составе очищаемого материала. Предусматривалось также определить влияние длины подвесок решетного стана на показатели процесса сепарации, исследовать воздействие дополнительных высокочастотных колебаний решета внутри решетного стана и допол -нительного подбрасывания вороха на производительность процесса и обосновать рациональные кинематические параметры основных и дополнительных колебаний решета.

Экспериментальные исследования проводили по схеме однофактор-ного эксперимента на ворохе семян пшеницы сорта "Донекая-безос -тая". Опыты проводили в лабораторий кафедры сельхозмашин ВГАУ. Для исходного вороха определяли влажность и фракционный состав по ГОСТ 135В6.2-81.

Результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики при доверительной вероятности 0,95. . Оценку существенности различий между средними экспериментальными величинами изучаемых показателей проводили по "Ь -критерии.

В четвертой главе изложены результаты, экспериментальных исследований,

•Изучение влияния основных кинематических параметров движения решета на показатели процесса сепарации показывает, что независимо от ускорения (в исследованном интервале изменения коэффициента кинематического режима - К = 0,335-4,920) одинаковым величинам скорости движения решета соответствуют равные показатели

полноты выделения проходовой фракции (рис. 5). При этоы наибольшая полнота ввделения, достигаемая на оптимальной скорости решета, прямо пропорциональна содержанию проходовой фракции в исходной смеси - , а сама величина оптимальной скорости не зависит от состава очищаемого материала и линейно возрастает при увеличении удельной нагрузки (рис. б), что подтверждает правильность теоретических выкладон.

На основании обработки экспериментальных данных получены эм -лирические выражения для оптимальной скорости реает (при угле наклона к горизонту ^ = 6°).

Для разгрузочного решета «=> 3,0 х 20 мм:

1/опп\= 0,074^ + 0,378 (17)

для сортировального решета сэ 2,2 х 20 мы:

1/С!Ш= 0,054 с^ * 0,474 {1а)

где: - удельная нагрузка, т/ч-м^.

Получены также эмпирические выражения для рациональных сочетаний амплитуды и частоты колебаний, обеспечивагщих оптимальную скорость разгрузочного и сортировального решет

А-П - (19)

А- а = 0,^87^ + 4,53 (20)

и обобщенное выражение для решет различного назначения с продолговатыми отверстиями при обработке гсаеницы:

Д.п = 0,6^ + (21)

Полученные выражения позволяют вычислять оптимальную ска -рость решет п зависимости от определенных величин удельной нагрузки. При этом оптимальная скорость не зависит от конкретных сочетаний амплитуды А . и частоты П колебаний, при каторгх она получена. Поэтому требуемую скорость решет можно обеспечить

Зависимость полноты выделения проходовой фракции от скорости движения ренета.

К= 0,335-4,320

i0 ЩЩ

*=> 2,i Х20 КМ

у =

Рис. 5.

6rW 8 т/ч-м* •KF-Vm*

Зависимость оптимальной скорости реаета и соответствувией полноты выделения проходо-вой фракции от удельной нагрузки..

Лия. 0,9

05 (

0,2

й,к

0,6 €

■ ^^^

у = 0,04-0,44 К=0,335-4,320

2 4 в 8 ^//ч-м2

Л

^0,09

Рис. 6..

как за счег увеличения частоты колебаний, так и за счет увеличения их амплитуды.

В общем случае увеличение скорости решета с 0,33 м/с (эта величина достигается при А = 7,5 мм и Л = 420 мин-1) до 0,86 м/с (например, при 4 = 27,5 мм и /! = 300 мин-*) позволяет в.2,5-3,0 раза повысить удельную производительность сортиро -вального решета пэ 2,2 х 20 мм при заданной полноте вьзделения (рис. 7). Го же относится и к другим типаирешет.

Зависимость удельной производительности решета от скорости его движения.

ч

\г 8

еа 2,2 «20 МЛ1 ^ 4» 0,09 [{=1,48-2,77

£*0£0

1=0,€0 е=о,б5

£ « 0,00

0,3

0,4 0,5

рис. 7.

0,6 0,7 0,8 I/,Я/с

Поскольку большие амплитуды позволяют увеличивать скорость движения реаета практически без увеличения его ускорения, .целесообразно переходить на увеличенное амллитулч. При этом <5ольтюе-влияние на режимы движения частиц очищаемого мятерк-иа ич пе-г.-;ту оказывает длина подвесок решетного стан-: , поскольку от >'-:ч игяи

сит величина вертикальных ускорений, «озч икатих при калл г, V «гол« • бани;*.

Этот вопрос был исследован для решет с круглыми и продолговатыми отверстиями (рис. 8). На основании анализа полученных зависимостей можно определить рациональную длину подвесок для использования в решетных станах, в которых устанавливаются решета обоих типов.

В соответствии с программой исследований также было изучено влияние дополнительных колебаний решета внутри решетного стана (способствуюдих интенсивной сепарации в слое) на производитель -ность процесса разделения. Результаты исследований показывают, что при малой амплитуде колебаний решетного стана (А = 7,5 мм) возможно интенсифицировать процесс, сообщив решету дополнительные вибрации (рис. 9). Оптимальные параметры дополнительных вибраций ( А8 = 0,26 мм, ПБ = 50 Гц, Кб = 2,62) не зависят ни от типа решета, ни от нагрузки на него. Однако при увеличении амплитуды основных колебаний эффект от вибраций сводится к нули.

В пятой главе показана реализация результатов исследований и их экономическая эффективность. Проведены производственные испытания плоскорешетного сепаратора при различных сочетаниях амплитуда и частоты колебаний решетного стана. В качестве базового объекта сравнения выбрана машина вторичной очистки зерна МВ0-20, инегщая А = 7,5 мм и П = 480 мин-*. Вместо указанных величин предложен режим колебаний решетного стана с А = 30 мм и Л = 240 мин-*, обеспечивающий при неизменном ускорении ( К = I,93) увеличение амплитудного значения скорости движения решета с 0,377 до 0,754 м/с.

На основании результатов производственных испытаний в соот -ветствии с ГОСТ 23729-88 определен ожидаемый экономический эффект, ггдичина которого в расчете на одну машину составляет около 93? рублей б год. ;

'Зазис.шость удельной пр^тзэ^лтвд} костя роаетй от длияи подвесок .д;сети.>го стань

г4.-4

л

1 0> к

1 "i

1

Ü 8 7 6

о

I

т

с

-¿=0,30

"Г

т

г ,/f

2=0,50 £=■-0,53

Û 0,2 0,4 0,6 0,8 -1,0 Е.у.З

t^j «=.-2,2x50 мм Iji " 0,0-;О

*—* <•/ 2,5 гдм ^ -0,023 рг.с. а.

3a2nc~:40 57h удельной производительности, реиета о? паранотроз дополнительных Mdcauwl.

7¡4:.-:

1

1

1 J т. о,со

I . f. \

1 i-5 < 0,55

£= -Л 0,70

i • 'X >

1 rT 0,75

í * 1 Ъ

i o c=2,2 20 ,M.M Д» 7,5 M (4 « =420 мал е = 0,80

U

4o ¿5 52 55 Дз,Гц

224

2ßl Рис. 9 .

620 К&

ОБЩИЕ ВЫВОДУ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие вывода:

1. Основным кинематическим параметром движения решета, определявшим производительность процесса сепарации, является его скорость, а не ускорение.

2. Полнота выделения проходовой фракции, достигаемая на определенной скорости решета, не зависит от конкретных величин амплитуды и частоты колебаний, при которой получена данная скорость реиета.

3. Оптимальная скорость реаета линейно возрастает при увеличении удельной нагрузки и колеблется в диапазоне удельных нагрузок С- = 4-10 т/чч/" от 0,75 до 0,95 м/с для сортировального решета

2,2 х 20 мм н от 0,70 до Г, 10 м/с - для разгрузочного решета «= 3,0 х 20 ш.

4. При проектировании зерноочистительных машин необходимо иметь потенциальную харап^орлстику работы подсевных и сортиро -вольных решет для наиболее тяжелых условий сепарации (зависимость максимальной полноты выделения проходовой фракции, достигаемой на.оптимальной скорости решета, от удельной нагрузки для вороха максимальной влажности). В зависимости от требуемого качества счистки (при предварительной очистке £ =0,6-0,7, при вторичной - £ = 0,7-0,8) по потенциальной характеристике определяем удельные нагрузки, при которых обеспечивается данная полнота выделения ..

5. По выбранной удельной нагрузке определяем (используя получение эмпирические зависимости) рациональные сочетания амплитуды н частоты колебаний, обеспечивает«« оитииальнуг скорость ре -игт. Ира этом следует отдавать предпочтение режимам Ь большими

амплитудами (.30 мм и более и относительно низкими частотами ' колебаний (• 210 мин"1 и менее ). Такие режимы позволяют существенно снизить ускорение и за счет этого уменьшить динамические нагрузки на несущие элементы конструкции зерноочистительных машин и силовое взаимодействие частиц очищаемого материала с решетами.

6. Критическая скорость коротких Прохоровых частиц возрастает о увеличением толщины слоя очищаемого материала на поверхности решета.

7. Повышение производительности достигается для решет с продолговатыми отверстиями при увеличении длины подвесок решетпого стана, а для решет с круглыми отверстиями при ее уменьшении. При проектировании решетных станов, в которых используются решета обоих типов, длину подвесок следует выбирать в пределах 0,3 - 0,6 м.

8. Удельная производительность решет на малой амплитуде колебаний решетного стана ( А = 7,5 мм ) увеличивается на 17~35# при дополнительных колебаниях решета в нормальном к его плоскости направлении с оптимальными кинематическими параметрами (/15=0,26 мм, fl5 =50 Гц, Кв=2,б2 ). При А > 20 мм дополнительные колебания не приводят к значимому повышении удельной производительности решет.'

9. Ожидаемый экономический зффект от эксплуатации модернизированной машины для вторичной очистки зерна составляет около 930 руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Быков B.C. Интенсификация процесса сепарации на плоских реиечах // Сб. научн. тр. ВГАУ, - Воронеж, 1990. - С. 59 - 65.

2. Быков B.C., Белый Н.Д. К теории гравитационного движени частиц в виброежиженных сыпучих смесях // Сб. научи, тр. ВГАУ, Воронеж, 1590. - С. 51 - 59.

3. Быков B.C. Повышение производительности плоских решет / Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1991. - й I С. 58 - 59.

4. Быков B.C. К определении кинематических параметров плос кого решета // Производственный потенциал агропромышленного ком лекса и пути улучшения его использования (* Тезисы докладов межрегиональной научно-практической Еонференции иолодых ученых и специалистов ).- Ч. 2. - Воронеж, 1991. - С. 144 - 146.

5. Положительное решение государственной научно-техническо экспертизы изобретений от 28.08.90 по заявке $ 4777858/03 CI4I4C7) Плоскорешетный сепаратор. Быков B.C., Тарасенко А.П., Кольцов И.В., Белый Н.Д.

6. Положительное решение государственной научно-техническо экспертизы изобретений от 9.08.89 по заявке №4488167/35-15 (125628). Подвеска решетного стана зерноочистительной машины. Быков B.C., Тарасенко А.П., Кольцов М.В., Белый Н.Д., Сироткин

Подписано в печать 17.09.91. Формат 60<90 1/16. Бумага для ынож. аппаратов. Офсетная печать. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. ЗаказЧЛ. Бесплатно.

¡воронежский технологический институт 3£<,017, Воронек, пр. революции, 19 Участок оперативной полиграфии Ворс кекс ко го технологического института

■ ; * - )!

стр.

ПРЛ1Я!ШЕгУСЗЮЕЙЫа- СЗСШАЧЕНКЯ . *. Л. '

Б Б Е Д Е Н.И Е..

I. СОСТСНШЕ ВСОРССА. ЦЕЛЬ И:ЗАДАЧ^1 ХС^ОВАНШ: . . . хо

1.1.Л1ути, штенсифкх2дхи процесса, селаргцйи зерковьгх смесей на. решетах.««.**•«.*.».

1.2. Исследование техкологическогоч цропесса. разделения; зерновых, смесей- на-.плоскгг-.зсачащихсярешетах.

1.З., Прохождение отдельной частщн в отверстие решета

1.4. Способы повышения, производительности процесса сепарации зерновых смесей на качающихся решетах

1.5 Цель и задачи исследований г 2. ТЕООТЙЧШКОЕ ШСЛ^СВАНЖ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ ЗЕР

НОВЫХ СМЕСЕЙ НАШОСКОИ КАЧАЕдаСа -г^ЕТЕ.

2.1. Предпосылки х рассмотрению процесса разделения сыпучих снес ей на'плоском качап-емся решете.

2.2. Полная вероятность просеивания частицы через отверстие ренета.

2.3. Определение критической скорости движения частицы поре^етус учетом воздеЛгтЕКя слоя очищаемого материала.

2.4. Еыяодц 3. ПГОГГЛША- И иссщо

БАНлЦ.

3.1, Прогрпшда, э к ¿г. е рсиантид ь и. ^с чередований».*

3.2.'Описание- конструкции экспериментальнойустановка.

3.3. Методика определения физихо-мехаиических. . свойств очищаемого материала

3.4. Методика исследования влияния кинематических параметров резета на, производитель ность процесса сепарации

3.5. Методика.производственных испытаний

3.6. Определенна числа псвторностей опытов и математическая обработка; результатов экспериментальных-:исследований.

4. ЖШЗ ЗтгЗЗПЕ?1Ш1ТАЛЬНЫХ'^ДШЫХ . . . IC

4.1. /Исследование влияния амплитуды колебаний решетного стана на производительность, про- t;: цесса сепарации .•••••••.•••.•.•••.•

4.2. Исследование влияния скорости движения ре-сета на производительность процесса сеяарации .III

4.3. Исследование.влияния длины подвесок ресет-ного стана, на производительность процесса, сепарации

4.4. Влияние дополнительного подбрасывания во— - рсха на реаете на производительность прзьцесса сепарации

4,о.Исследование влияния дополнительных вксо-ко^астоттдс холебанкй решета на производительность процесс* сепарации

4.6, B^ü-w

5. РЕАЯЙЗАЩН РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ШС;ЩОВАНШ И

ИХ ЭКШСШЧШШ ЭЗй-ЭДИШОСТЬ'-.

5.1. Производственные испытания.

5.2. Оаидаемый экономический эффект от приме. -нения модернизированной машины вторичной счистки зерна . Х

РЖ)М&1ДАЦШ,.

СПХОКЮПОДЬЗОВАННОЙ ЮТЕРАТУРЫ . . •

• ПРШЮ&ШШ;.;.^ •".-176 : ■ ■ " ' ПРИНЯТА УС10ВЯи2 ОЕОЗНАЧШЯ (КРОИЕ/ШАШет В ТЕКСТЕ)

X"-' перомег.знаа,« и --скорость, «/о

1гкр- критическаяскорость честицы, и/с са, - угловая скорость вращений, ^ •. • ^ ускорением/с1.• • • Д - амплету^а колебаний, ^ а - "частота когэбакЕЗ, Гц, С ) II,£ — данл. а ;

В Ь - вирш», к й>г. - радиус, м ^ К ~ коэффициент кинематического ретпэл

С, - коэффициент " жяв-эго сечзняя " решета £ - козффшк01гс. треакя |4 - коэффациокт оепарации Т - сила, Н (х - сила тжлестх, Е N - нормальная р^д&ция опора, Н ' ■' Щ, - клсса, кг, т и - ШЕотиость нлтер» ала, кг/и5 У - к

Ь • с

Р • вдрэжооть « полката з^дсл^ик^ проходоаоа ¿ракиим

V - процентное содержание частщ про ходоэого размера з зарковАй смееи s: —пдгоеддь, к2

9 - ускоренно свободного падения, g «9 >61 к/с2 •чврацаввдя: момент, Я?к

-удельная нагрузка на решето

- гхтвлж: нагрузка на вданкцу- аайтада реаета, кг/с ,.V'v ': (т/ч.*2);- • %1 •'^хьная.- нагрузхасна едшш*у* ккршш pesera, кг/с-к.