автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Интенсификация сепарирования зернового вороха

челяшш1й ордща трудового красного знамени институт механизации и элжшшкащ® сельского хозяйства

На правах рукописи

КОСИЛ® НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

уда 631.362.3.001.57

интЕнсишдда сишировшш зЕшоваго вороха

Специальность 05о20вСШ - Механизация сельскохозяйственного

производства

abt OPESBPAT диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

I

ЧЕЛЯБИНСК 1989

Работа выполнена на кафедра уборочных машин Челябинского ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяйства.

О^ициаяьнав оппонента: доктор технических наук, профессор

Любимов А. И.

доктор технических наук, старший научай сотрудник Громов А.Г. доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Павловский' ГЛ.

Ведущее предприятие - Головное специализированное конструкторское бюро по комплексу машп дли послеуборочной обработка и хранения зерна в хозяйствах ПО "Воронежзерномаш"о

Защита состоится " "__158 г. в

часов на заседании специализированного совета ДД20.46.0Х Челябинского ордена Трудового Красного Знамена института механизации и электрификации сельского хозяйства по адресуй 454080 Челябинск, яр.Лешша, 75, ЧИШЗХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " " ХШ г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор

и„ВДвдеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Рост производства зерна по-ггрежпему остается ключевой проблемой агропромышленного комплекса страна. В "Основных направлениях экономического я социального развития. СССР на 1986-1990 года и на период до 2000 года" намочена довести среднегодовое производство зерна в двенадцатой пятилетке до 250-255 шн топя. Особая роль отводится повышении урожайности зерновых культур при их возделывании по интенсивной технологии. Уборка урожая и проведение послеуборочной обработки зерна в сжатые агротехнические сроки при минимальных потерях -важный резерв увеличения сборов зерна.

В настоящее время уровень трудозатрат на процесс уборки и обработка урожая, качество их выполнения в значительной степени определяются Совершенством технологии и производительностью зерноуборочных комбайнов, стационарных и передвижных воро-хоочистителышх агрегатов. Наукой' и практикой устаноаяено, что одним из основных рабочих органов, сдеркивагощах повышение пропускной способности зерноуборочных комбайнов, ворохоочиститель-ннх агрегатов и внедрение индустриально-поточных технологий уборки, является сепаратор зернового вороха.

Основой для повшгания пропускной способности воздушно-решетных сепараторов могут служить интенсификация процесса Просеивания зерна через слой зернового вороха и отверстия решет, обогаценйе вороха и совершенствование системы обработки вороха циркулирующей нагрузки. Однако при различной модернизации я конструктивном исполнении сепараторов для разделения многокомпонентного зернового вороха в них используется поле сил тяжести, что ограничивает увеличение их удельной производительности, особенно при обработке вороха повышенной засоренности и влажности.

Дальнейшее повышение производительности сепараторов зернового вороха может быть достигнуто путем использования пненло-инерциояного способа сепарирования, при котором процесс разделения происходит под действием инерционных и аэродинамических сил, превосходящих их силы тяжести, и новым подходом в организации процесса пневмосепарацвд. Несмотря на определенные достоинства, пнеЕМоинерционное сепарирование внедряется медленно, что объясняется отсутствием общих технологических основ, позволяющих выбрать тип, конструктивно-технологические параметры

н рожимн работы пнешоиаорцпош-шх сепараторов, области их применения.

На основании изложенного можно констатировать, что разработка технологических основ интенсификации сепарирования зернового вороха путем совершенствования воздушно-решетных и создание принципиально новых высокопроизводительных универсальных сепараторов являют собой научно-техническую проблему в механизация уборки уролая и послеуборочной обработки зерновых: культу клеквдую важное народнохозяйственное значение.

Проблема разрабатывалась в соответствии с целевой комплексной програжоГг ГКНТ О Ц„0 32 "Зерно" (1831-1585 гг.), программой научно-исследовательсккс п опытно-конструкторских работ на 1581-1985 гг. по решению научно-технической проблемы О.схПО, научно-технической программы 0.51.12 (1981-1935 гг. и 1385-1990 гг.), планом научно-исследовательских работ Челябинского ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяйства и договорами о творческом сотрудничестве с СибШЭ, КБ Красноярского ПО по зерноуборочный комбайнам, ГСК'ГБ ПО "Воронежзерномаш", ГСКБ ПО "Ростсельмаш" Сг.Таганрог).

Цель исследования. Целью исследования являлась разработка научных положений, определяющих мнтенсификацво процессов сепарирования мелкого зернового вороха. Цель достигается разработкой теоретических предпосылок и отвечающих требованиям агропромышленного комплекса воздушно-решетных и пневмоинерционных сепараторов.

Объекта исследований. В качестве объекта исследований рас сматривались технологический процесс сепарирования мелкого зернового вороха, экспериментальные и опытные образцы воздушнс решетных и пнешопнерционных сепараторов. Наряду с этигл изучались технологические и физико-механические свойства компонентов зернового вороха, позволившие раскрыть емкость пношопно! ционного сепарирования.

Методика исследований. При выполнении диссертациошой работы ва основу исследований принят растетно-зкспершенталып ыотод, позволивший на основе законов механики рассмотреть: управление технологическими совйстваш компонентов зернового вороха, закономерности их движения при сепарировании в воздушно-решетных и пнешоинерционшх сепараторах; реализацию мате-

магических моделей исследуемых процессов на ЭВМ; изучение физики процессов сепарирования с помощью кино- и фоторегистрации; физическое моделирование процесса для широкого спектра конструктивно-технологических и реяимных параметров сепараторов различного исполнения с использованием стандартных и частных методик. При изучении сложных процессов сепарирования, протекание которых зависит от большого числа факторов, применялся метод многофакторного планирования экспериментов.

Научная новизна. Научная новизна положений, изложенных в работе, заключается в том, что с единых позиций рассмотрен процесс сепарирования мелкого зернового вороха в воздушно-решетных сепарнг орах, позволивший наметить пути повышения эффективности их работа за счет уточнения конструктивно-технологических, режимных параметров и организации процесса.

Раскрыта физическая сущность и разработаны технологические основы пяевмоинерциовдого способа сепарирования зернового вороха. Теоретически и экспериментально исследована проблема всех -компонентов интенсивного силового шля, возможность управления технологическими свойствами компонентов зернового вороха с целью интенсификации его разделения воздушным потоком.

Предложены способ и устройство для регулирования структуры воздушного потока по высоте делительной камеры пневмоинерцион-ннх сепараторов. Разработана методика определения качественных показателей пневмоинерционных сепараторов в зависимости от «©стояния исходного вороха и агротехнических требований. .

Достоверность основных положений и рекомендаций подтверждена экспериментальными данными лабораторяо-полевых исследования, положительными результатами ведомственных и государственных испытаний ряда машин с модернизированными и вновь созданными узлами и агрегатами, разработанными с участием соискателя, а такяе апробацией работы на НТС Госагропрома РСФСР, АПК Челябинской области, ГСКТБ по комплексу машин для послеуборочной обработай и хранения зерна ПО "Воронежзер номад*, КБ Красноярского ПО по зерноуборочным комбайнам, ГСКБ ПО "Ростсельмаш" (г.Таганрог).

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Практическую ценность имеют результаты, реализованные в

виде:

- общей методики проектирования и настройки дневмоинерци-

онных сепараторов, которая передана ГСКТБ ПО "Воронажзерномаш" и КБ Красноярского 110 по зерноуборочшм комбайнам;

-- рекомендаций по модернизации рабочих органов еоздушно-решетного сепаратора зерноуборочных комбайнов СКД-6 "Сибиряк", "ЕнисеГ:-1200", CK-6-II "Колос", "Дон-1500", CIÎ-I0 "Ротор" <УБШрен11Ш£ транспортная доска, верхнее жавазяйиое решето, удпашкгедь верхнего решета, автономное домолачивающее устройся во л с:«е;;;э ншй колосовой ¡лаек);

-- предложений по параметрам и типаяу кокбипировапш;-: ее-г-арегг:сч$ в ГСКБ "Воронеязепнокаа" (протокол К I2a от 26 октября 1933 г.);

- предложен;;;; по параметра:.; и тг.паку высокопроизводительных универсальных шошомкерцйошкис сепараторов, обеспечивая® wSSetcraœnoe сепарирование и Фракционироьшше зернового вороха любой югагшсстз и засорсикоесгг

- учебного пособия для студентов к елуттелвй §ПК вузов (Челябинск, I9S3), монографии "Зерноуборочное комбайны" Ш. ; Агропрсииздат, 1987), в которой излошш ссновше результата исследовании по интенсификации сепарирования мелкого зерновоз вороха.

Но результатам исследований разработаны, одобрены КТС Госагропрома РСФСР (протокол И 25 от 3-4 копя 1987 г.) и направлены в агропромышленные комитеты краев и областей РСФСР "Рекомендации по совершенствовании технология и технических средств для предварител ьной очистки зерна в хозяйствах РСФСР" СЗО тыс.экз.).

Конструкция воздушно-решетных и пнввмоинерциошшх сепара торов, их рабочих органов, способ регулирования воздушного потока защищена 27 авторскими свидетельствами и 8 положительными решениями.

Результаты исследований используются в учебном процессе Кировского. Куйбышевского и Воронежского сельскохозяйственны!! инекпутов, Челябинского института механизации и олектрифпка! сельского хозяйства, Московской сельскохозяйственной академиг к,5. К.А.Тимирязева.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях ЧИМЭСХ (Челябинск, I965-1S89 гг.), на научно-технических советах Госагропрома РСФСР (Челябинск, 1587 г.), ГСКБ по комплексу чашин для уборки зерновых кулмур и сачюходаш

шасси (Таганрог, 1972, 1977, 1988 гг.), ГСКТБ по комплексу ма-пгая для послеуборочной обработки и хранения зерна в хозяйствах ПО "Воронежзерномаш" (Воронек, 1976, 1987 гг.), КБ Красноярского ПО по производству зерноуборочных комбайнов (Красноярск, 1976, 1986 гг.), Пермской опытной сельскохозяйственной станции" им. Д.Н.Прянишникова (Пермь, 1978 г.). Челябинского агропромышленного комитета (1985, 1988 гг.), на региональных научно-практических конференциях СибИМЗ (1975, 1978, 1979, 1984 гг.), координационных советах по проблемам уборки зерновых, зернобобовых культур и семенников трав (1978-1987 гг.). Всесоюзном научно-техническом совещании "Развитие комплексной механизации производства зерна с учетом зональных условий" (Москва, 1982 г.), научно-технической конференции Литовской сельскохозяйственной академии' (Каунас, 1983 г.), конференции молодых ученых ЕНЙИЗХ (Шортавды, 1972 г.) и УралНШСХозе (Свердловск, 1974 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано свыше 80 работ, в том числе одна монография, 27 авторских свидетельств. Общий объем публикации более 40 печ.л.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 412 страницах и включает 30 таблиц, 125 рисунков, 264 стр.машино-писного текста.

Основной текст включает введение, 7 глав, общие выводы, рекомендации производству, список литература из 248 наименований, з том числе 10 иностранных. В приложениях приведены результаты исследований, расчетные таблицы, методика настройки и определения качественных показателей пнешоинерционных сепараторов. .,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Состояние проблемы и задачи исследований рассмотрены в первой главе. Главной задачей уборки п обработки урожая зерновых кулмур является полный сбор зерна и доведение его до кондиции. Одной из определяющих технологических операций при этом является сепарирование зернового вороха, интенсификация которого дает возможность увеличить производительность и эффективность работы зерноуборочных комбайнов, стационарных ворохо-очистителей и внедрить индустриальные поточные технологии

- 6 -

уборки к послеуборочной обработки зерна.

Больной вклад в развитие теории, разработку и исследование сепараторов зернового вороха внесли С,А,Алферов, В.И.Анискин, В.Г.Аитиппя, А.М.Басов, И.©.Василенко, Р.Н.Всишк, В.П.Гаври-::оз, В.П.Горячкин, В.В.Гортинский, Н.И.Грабельковский, А.Г.Громов, А.Н.Гудков, П. М. Заика, В.П.Злочевский, Х.К.Изак-соп, Н.И.Кленин, К.Г.Колганоз, В.А.Кубшев, М.Н.Летошнев, Г.Е.Лкстопзд, А.И.Лдзбзжов, В.Д.Сйейяикоз, ГД.Павловский, Г.§.Серый, Н.П.Сычугов, Г,Д.Терсков, Ю.В.Терелтьев, Н.Н.Улърях, Б.Н.Четыркин, Ю.Н.ЯрмаЕзв к др.

Выполнению тот исследования яослукшт научной основой для сог?даш:я сепараторов зернового Еороха и поточных линий для его послеуборочной обработки. . -

TexiQKo-sKo поыпческое обоснование иццустриально-поточшх технологий уборки зерновых культур и риса с вывозом всей массы или только продуктивной часта и последующей обработкой на стационаре дано в трудах И.у.Василенко, В.И.Винсгрдпова, М.Д. Конарева, М.Д.Галзйсо, В.А.Кубышева, А.В.Кузнецова, И.А.Лксто-пада, Э.Й.Липковкча, М.Г,Пенкина, А.Н.Тарасенко, Г,ЕЛ-епурика,

A.И.Филиппова и др.

Вопросы использования интенсивных силовых полей для сепарирования зернового вороха на уровнях уборки и послеуборочной обработки в последние 20-30 лет рассматривала Н.Е.Авдеев,

B.И.Бородай, Н.Г.Гармаш, Е.С.Гончаров, Е.С.Ветров, В.Я.Изаков, В.А.Кубншев, Э.И.Липковнч, А.А.Рассадпн, ВЛЛ.Халанский и др.

Совместными усилиями ученых к конструкторов решены многие вопросы, связанные с разработкой воздушно-решетных сепараторов для зерноуборочных комбайнов и стационарных юрохоочистительных агрегатов, но они не носили комплексного характера. В то ке время анализ исследований пневмоинерционного сепарирования свидетельствует об отсутствии рациональных конструктива решений универсальных пневмоинерциошшх сепараторов, их рабочих органов» конструктивно-технологических и режимных параметров, ксторыо бы в полной мере соответствовали специфическим условиям разделения -зернового вороха в аэродинамическом и инерционном полях. Практически отсутствуют для механических систем данные об управлении технологическими свойствами разделяемого вороха при наложении интенсивных силовых полей.

Совокупность научных задач по интенсификации сепарирования •зернового вороха определяет проблему, которой посвящена настоя-

щая работа.

Рассматривая достижение поставленной цели от принятой концепции интенсификация процессов сепарирования зернового вороха до внедрения в производство модернизированных воздушно-решетных и создания универсальных пнешоинерционных сепараторов как единый творческий процесс, необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Исследовать процесс просеивания зерна через слой вороха и отверстия решет и обосновать конструктивно-технологические и режимные параметры модернизированных воздушно-решетных сепараторов.

2. Выявить возможности управления технологическими свойствами компонентов зернового вороха и разработать с общих позиций основы интенсификации его сепарирования пнешоинерциошшм способом.

3. Разработать технические средства, позволяющие интенсифицировать процесс разделения зернового вороха на стадии уборки и послеуборочной обработки зерна.

4. Исследовать влияние конструктивных и технологических параметров воздушно-решетных и пкешоинещионных сепараторов на пропускную способность, качественные и энергетические показатели их работы.

5. Разработать методику прогнозирования качественных показателей работы пневмоинерционных сепараторов.

6. Обосновать перспективные технологии обработки зернового вороха с использованием пневмоинерционшх сепараторов и определить эффективность реализации основных научных положений.

Вторая глава "Повышение эффективности сепарирования зернового вороха воздушно-решетными сепараторами* посвящена особенностям процесса сепарирования зернового вороха при повшвя-ннх нагрузках, протекающего в две стадии - просеивание зерна • через слой вороха и отверстая решета. Хотя обе .стадии при повышенных шгрузках влияют на эффективность сепарирования зернового вороха, главное влияние оказывает стадия просеивания. зерна через слой вороха. Для достижения требуемой полнота выделения зерна из слоя зернового вороха гремят пребывания его на поверхности ре тэта должно быть больше или равно времени просеивания через слой вороха и отверстия решета ± •

imp >/ ic * tp. CI)

С учетом значений imp , ¿c к ip эффективность разделения зернового вороха определяется услсвкек

L

Vc

ср

£ Я

Jn-SpVcpb *

<2)

где

L

Vcp

Hp

Ys H

Ifo

- длина решета;

- средняя .скорость перемещения зерна в слое ворога;

- ¡ширина решета;

- ¡объемная жгохностъ вороха;

- вертикальная «аеяавяяюиая пути зерна при движении <чере$ ^отверстия ре те та;

- средняя скорость ¡перемещения -зерна чере? отверстия решета.

Установлено, что эффективность сепарирования .¡зернового вороха можно, при прочих равных условиях, повысить -за =счет увеличения скорости просеивания зерна через слой и

отверстия решета тГа . Характер перемещения, а следовательно, и время нахождения зерна в слое вороха определяются параметра слоя и .соотношением сие, действующих на компоненты.

Интенсивность просеивания зерна через слой вороха определяется относительной скоростью перемещения его в слое 1Гг :

W

Rc Хё (i'Cm)

где V - коэффициент, учитывающий форму и размер компонентов: для парообразных I, для других - меньше единицы и определяется экспериментально;

Ст - коэффициент пористости слоя;

,_3

- плотность зерна, кг/м ;

)>с - обобщенный коэффициент сопротивления,

учитываадяй коэффициент трения компонентов;

- размер зерновки;

с1

о

- плотность вороха, кг/м' .

Фактор;!, опредаляотме скорость относительного перемещения зерна в слое, можно разделить ка две группы:

1. Факторы, определяемые предыдущими операциями обработки хлебной массы и ее физико-механическими свойствами: размер компонентов с! , их форма и плотность ^ , аэродинамические свойства к.п и .

2. Факторы, величина которых обусловливается режимом воздействия колеблющегося решта и воздушного потока на слой вороха, а такиз параметрами слоя: частота колебаний решетного стана П , скорость воздушного потока и объемная плотность разрыхленного слоя , его пористость Ст и коэффициент сопротивления $с

Как следует из выражения (3), средняя скорость относительного перемещения зерна в слое вороха в направлении к поверхности решета могло увеличить, если изменить значения ^ , и Ст , которые при постоянных конструктивно-технологических параметрах определяются разрыхленное?ью и структурой слоя.

Чтобы увеличить разрыхленность слоя, не изменяя скорости воздушного потока, нужно уменьшать плотность вороха путем выделения свыше зерна до поступления вороха на верхнее решето очистки. При этом с уменьшением плотности вороха возрастут коэффициент роз рыхленн ости слоя кр .и средняя скорость относительного перемещения зерна в слое (рис.1).

Зерно, прошедшее через слой вороха, должно в течение цикла пройти через отверстия решета. Прододштухшигте рросея-вания зерна через отверстия яалюзийного решета

и - Л-гр ~~ гС

- 10 -

График зависимости средней относительной скорости перемещения зерна в слое ( ^ ) от плотности вороха ( Хв )

д >

/2

6

О

\

г

(,0 75 до го.

V , г

I - ^ =1,6 кг/м с; 2 - = 2,4 кг/м с; 3 - ^ = 3,0 кг/м с

Рис Д.

Если конструктивно-технологические параметры сепарирующей поверхности остаются постоянными, то продолжительность просеивания зерна через ее отверстия в основном определяется скоростью . Так как малоупругио частицы, к которым относятся зерна злаковых культур, могут пройти через отверстия «алюзийного решета при свободном шлете или перемещаясь по поверхности жалюзи, то, решая дифференциальные уравнения движения частицы по оси, совпадающей с направлением элементов жалюзи получим:

1Г.=-

I--ц2 г

!//[[ 9фпЛ - -щ-

- II -

Как следует из выражения С4), наибольшее значение скорость перемещения зерна через отверстия решета имеет место при углах наклона жалюзи более 70° (рис.2). При этом просеивание свободного зерна через отверстия решета происходит непрерывно. Однако увеличение степени открытия далюзи решет, наряду с интенсификацией просеивания зерна, повышает вероятность прохода соломистых примесей. Поэтому, исходя из известных положений теории вероятностей, определены параметры яалюзийной решетки, обеспечивающие максимальное просеивание зерна и ограниченный проход соломистых фракций.

Изменение скорости относительного перемещения зерен да поверхности элемента жалюзи ( ^Г ) в зависимости от угла (о< ) поворота кривошипа и угла ([3 ) наклона элементов жалюзи

Рис.2.

У выпускаемых комбайнов подача вороха циркулирущех! нагрузки $ на повторный обмолот и сепарацию в основное молотильное устройство или автономное доплачивающее устройство обусловливает увеличение потерь и травмирование зерна, снижает их пропускную способность. Величина циркулирующей нагрузки 5 определяется из выражения:

Г/ / \

где К - коэффициент, учитывающий содержание соломистых примесей в ворохе циркулирующей нагрузки, К - 1,6. ..3,0;

У - коэффициент сепарации;

£ - полнота выделения зерна на решетах;

К) - коэффициент, учитывающий повторный цикл подачи зерна в колосе на обмолот, К,= 1,1...1,8;

Кг - коэффициент, учитывающий повторный цикл подачи свободного зерна в молотилку, . Кг = 1,2...1,6; - потери недомолотом;

Паб - потери свободным зерном. Исследованиями установлено, что травмирование зерна зависит от содержания сво бодного зерна в ворохе циркулирующей нагрузки:

(6)

где 2) - суммарное травмирование зерна;

С - коэффициент, учитывающий степень травмирования свободного зерна в ворохе циркулирующей нагрузки, при обмолоте зерновых С - 0,25...0,30. Снизить травмирование и потери зерна, повысить пропускную способность комбайнов в целом можно за счет выделения свободного зерна из вороха циркулирующей нагрузки и последующего домолота колоса в автономном домолачивающем устройстве.

В третьей-главе "Технологические основы пневмоинерционног сепарирования зернового вороха" приводятся результаты исследований процесса пневмоинерционного сепарирования зернового ворс ха воздушным штоком.

Основную совокупность факторов, влияющих на процесс пнего инерционной сепарации, можно объединить в такие группы:

I. Технологические - удельная подача зернового вороха ^ , исходное содержание зерна ^ , равномерность подачи по ширине канала С и во времени Ч> , пзико-механические с!} . £ и аэродинамические Ц , }(п .

- 13 -

2, Конструктивные - тип питающего устройства, форла и размеры делительной камера Ь,Ь- ► размеры Л/ н форма устройств для приема и вывода полученных при сепарации фракций.

3. Режимные - скорость \ГёЬ и угол Ы $$ ввода материала, скорость воздушного штока С/ и структура его в зоне сепарации

Ф-

Б обобщенной форме эффективность пнешоинарционного сепарирования зернового вороха определяется факторами

Пяевмоинерционная сепарация по сравнению о другими способами разделения многокомпонентных смесей носят объемный характер и при отсутствии решет в первой стадии позволяет обрабатывать ворох любой влажности я засоренности.

На поведение и характер траекторий дьикепия компонентов в делительной камере пнешоинерционшх сепараторов, эффективность оепарироваяия зернового вороха оказывает влияние сила аэродинамического сопротивления Ц , величина которой во многом зависит от аэродинамических свойств компонентов <7$ , кп , режимов их движения и воздушного штока.

Приняв за признак делимости при пкевмоинерпиониом сепарировании зернового вороха скорость витания Ц^ и коэффициент парусности , установили, что их значения зависят не только от физико-механических свойств компонентов ( о . & , с , ), но и от конструктивно-технологических параметров сепаратора С п , , , ¿/ > ¿с )» Из технологических свойств мояно управлять миделевым сечением компонентов, изменяя их положение по отношению к воздушному штоку. Рациональная ориентация компонентов задается углом ввода материала в делитель:?/»

камеру о учетом угла разворота ;

1/9' е

8 $ ^ ■ 1Г& (8)

и определяется как:

=90у о)

Установлено, что кривые распределения скоростей витания для всех фракций не перекрываются при их ориентированном вводе в воздушной' поток (рис.3), что позволит повысить эффективность сепарирования зернового вороха воздушным потоком. Управлять приз гиком делимости при пневлюинерциошом сепарировании зернового вороха мокко путем регулирования конструктивно-технологических параметров сепараторов, влияющих на скорость относительного движения компонентов. Поэтому при оценке аэродинамических свойств компонентов зернового вороха целесообразно использовать комплексный показатель, учитывающий их аэродинамические свойства к скорость относительно воздушного потока:

. R _ Уъ

Л = а = -щ- > (ю)

или с учетом значений VI

\?М*иг *2 УН -и ссз^М (П)

Лж ц

С увеличением относительной скорости движения компонентов величина Д изменяется иропорционально ее квадрату (рис.4).

Результаты моделирования уравнений движения компонентов зернового вороха в воздушном потоке при пневмоинерционном сепарировании позволили представить графические зависимости их траекторий движения в функции времени с учетом основных факторов и установить предварительные параметры. При этом характер п возможность разделения зернового вороха на фракции определяются характерными точками к, и !<г , положение которых определяется координатами:

Распределение по скоростям витания зернового вороха

а) без ориентации; б) с ориентацией; I - полова; 2 - соломины в = 20-50 т; 3 - соло:.л:ш £, = 50...100 км 4 — зерно.

Рис.3.

- 16 -

Зависимость коэ^фициента превышения (Л ) от относительной скорости движения ( ) компонентов с различной парусностью Л

т 100 50 ¿5

10 с

—^

/

/

/ /

(/ 7е- ■

1 - ¡Сп = 2,45 м-1; 2 - К„ = 0,4 м-1; 3 - !Сп = 0,1 м-1

Рис.4.

(соМ^ +£со$Лу 2п (Т^В + 7У

* 2 7 (12) +есе>1Л)£,( ¿^ +1) - цлсощ

(13)

X,

*2

Ыо1е$ + всо^) ■&( ¿ЗШГо+Ч ~ЩГ

(Н„с(1$ £п (* /) - гшы

Установлено, что с увеличением отношения £ значение времени "¿^ и , при котором компоненты достигнут этих характерных точек, уменьшается, а с увеличением угла ввода возрастает (рис.5-6).

Взаимодействие компонентов в зоне разделения, их проникание в глубь воздушного потока во многом определяется углем ввода материала. При подачах до 4 кг/с наиболее благоприятное сочетание траекторий наблюдается при угле вводао//^ = 40...75°, а при увеличении подачи = 120...140°.

В четвертой главе "Обоснование конструктивно-технологических параметров пневмошерционного сепаратора" представлена результаты исследований рабочих органов пнввмоинврционного сепаратора. Установлено, что для достижения наилучших условий разделения зернового вороха в пнешоинещионных сепараторах конструкции и режимы шггателей должны обеспечивать тонкослойную, равномерную, скоростную, направленную гюдачу в вовдушный поток о минимальным травюгроваяиеы зерна. В качестве питателей рекомендуется использовать вальцевые, двухлвяточные и питатели типа лента-роляк. Однако наиболее полно всей требования! отвечает двухленточный пвтатель с зазором между лентами, изменяющийся по гиперболе »

а

А _ -_... __

" АВ- ' си,

В этом шражении О -А - плотность вороха.

производительность сепаратора, В - длина участка разгона.

- 18 -

Зависимости времени ~ЬКг от величины отношения £

и-угла ввода {<^8$) .С

* ,'5 2,0 2 5 До 3.5 ко £

I -0^5 = 40и; 2 = 50°; 3 = 60°; 4 70°;

5 = 80°; 6 -<¿¿0* 90°; 7 = 100°; 8 - сПО0,-

9 -о^ = 120°

Рис.5.

Зависимость времени от величины отношения £ и угла ввода )

1,0 ¿5 ¿о i 5 4.с> £

I -Ы-В& = 130°; 2 -¿¿£5= 140°; 3 = 150°;

4 = 160°; 5 170°

Рис. 6.

- 19 -

При оптимизации процесса пневмоинерционной сепарации зернового вороха необходимо, при прочих равных условиях, с повышзпием подачи увеличивать высоту делительной камеры. Однако при этом для каждого уровня ^ с учете»,1 фракционного состава можно выбрать оптимальную высоту канала И аПт »

Максимальное расхождение траекторий ( дХ ) наблюдается на линии сепарации, проходящей через точку Кг .параллельно оси

/ , в том случае, если высота делительной камеры близка по значению к ординате отделяемой фракции Ухг :

л = Чка <17>

Протяженность приемных устройств с учетом времена сепарации определяется из выражения:

7 (18)

Из уравнений CIV) и (18) следует, что высота делительной камеры h и протяженность приемных устройств Ц зависят от угла ввода материала c>L&$ , наклона воздушного потока jS , величины £ отношения скорости воздушного потока U к скорости ввода Vg$ и аэродинамических свойств компонентов к!п • 3 увеличением отношения 6 высота делительной камеры /7 (рио.7) а протяженность устройств (рис.8) уменьшаются.

Таким образом, изменяя конструктивно-технологические и режимные параметры: угол и скорость ввода, скорость воздушного тотока, высоту канала и протяженность приемных устройств -, з зависимости от годачи и состава вороха можно управлять прокосом разделения зернового вороха, выполняя условие пнешоинер-тонной сепарации.

При изучении влияния структуры воздушного штока по высоте [елительной камеры на эффективность п стабильность разделения

Зависимость' высоты делительной камеры ( п ) от угла

Зависимость протяженности зоны приема () от угла ввода (оС£$ ) и отношения £

Рис,8.

зернового вороха в пневмоинерционных сепараторах определена целесообразность регулирования- ев по высоте в зависимости от задач сепарирования. Формирование воздушного потока с постоянной силой аэродинамического сопротивления позволяет при одних и тех ае затратах мощности на привод вентилятора обеспечить повышение качества разделения зернового вороха. Расхождение траекторий раздельных фракций при этом возрастает.

Разработаны способ я устройство для формирования воздушного потока заданной структуры за счет поворота струй в делительной камере заслонками на угол Ы-пой» Например, при разделении зернового вороха с коэффициентом парусности удаляемой фракции К/, =0,1 м , скорости ввода }/$$ - 5 м/с, скорости воздушного потока ¿У - 10 м/с и угле ввода oi.eS ~ пластины устройства рекомендуется устанавливать под следующим углом повэрота: 12° - на расстоянии 0,3 м, 22° - О,С м, 30° -0,9 м. Длина пластин £ и их количество шбираятся с таким расчетом, чтобы поворот струи на необходимый °(/><>& осуществлялся при минимальных потерях напора воздушного потока.

В работе даян рекомендации автора, направленные на повышение эффективности работы сепараторов всех типов за счет обогащения зернового гороха пшдаоинещионшш способом. Определены параметры и режимы работы обогатителя зернового вороха ( и = 4...10 м/с, Ш - 2...3 м/с, о1&$ = 10...40°. В = 280...300 мм), обеспечивающие внкоо ксмшйентов вороха при К„ т1П » значение которого находится из выражения

,__?.......:

шму 1/чГ4 +и*-ги- №ь ему (19,

Таким обра ом, управляя коЕотруктивно-технологичесюся! и режимными параметрами обогатительного устройства, молено решить задачу удаления из вороха необходимой доли примесей по аэродинамическому признаку (Кпт1г> ).

В пятой главе "Выбор рационального взаимодействия формируемой струи зернового вороха с воздушным потоком" рассмотрены вопросы повышения Эффективности пневмоинерционного сепарирована

за счет снижения. вероятности взаимодействия между компонентами зернового вороха в зоне разделения.

Установлено, что движение зерновой струи, сформированной' метателем, обусловливает возникновение спутного воздушного потока с неравномерным профилем скоростей, среднее значение которой в ее поперечном сечения Км определяется выражением

= (20)

где Ит - скорость спутного потока по оси струп; у - расстояние от оси струи до определенной точки;

Ь - расстояние от оси струи до ее границы;

кс - коэффициент интенсивности изменения скором спутного потока.

Неравномерное®б скорости Ыщ по сечению зерновой струи придает сцутноыу потоку вихревой характер движения а способствует выносу примесей с большой парусностью из центра струи на периферию. Количественное распределение компонентов в струе зернового вороха:

При разделении зернового вороха пршеси отклоняются от направления струи при < (эл , а высота струи растет с увеличением скорости ленты и угла ввода. Для выноса примесей из зоны расслоения целесообразнее использовать боковой воздушный поток, что предотвращает их пересечение с плотным зорновыь слоегл в центре струи.

«.' учетом действующих с„. уравнение движения частит на координатные осн.

тэс s - * б.сл - Tx; (22)

¡ntj ъ - O -R^ + Ту; C23)

m = - (24)

Преобразование уравнений ('22, 23, 24) позволило определить координаты движения компонентов зернового вороха в боковом воздушном штоке:

" ¡J

X Urí * Г • ik - Vy" eT 125)

л

Моделирование процесса позволило построить траектория движения компонентов (рис. 9) л выявить характер их двияешш пра изменении параметров сепаратора на база зернометателя. Наиболее р.тнионаяьншп являются рекиш, при гаторых отношение скорости ввода зернового вороха к скорости воздушного штока £ = 1,0.

I? результате исследований установлено, что па процесс пнепдоинзршюнной сепарация влияют завихрения возданного потока !>о входе р. дголптельщт камеру, обусловливающие рост гидравля-

Траектории движения компонентов зернового вороха в боковом воздушном потоке

а> в шоскооти JC09i £ = 1,0$ б) в плоскости 2ОХ г В - λ0*

Рве,9.

- 25 -

ческах потерь и списание эффективности сепарации:

О увеличением утла ввода зернового вороха в воздушный поток возрастает коэффициент гидравлического сопротивления струи вороха на входе, з воздушный поток. Наибольшим образом это проявляется с увеличением подачи и скорости ввода. Для снижения потерь кинетической энергии зерновой струи при вводе в воздушный' поток целесообразно увеличить высоту воздушного канала и уменьшить угол вгода, используя попутный ввод исходного материала. При этом снижается средняя концентрация зернового вороха в делительной камере сепаратора.

В шестой главе "Экспериментальная проверка, обоснование параметров и режимов работы воздуино-регаетяых п пневмоинерци-оншшх сепараторов" приведены основные схемы и результаты испытаний разработанных сепараторов.

Снижение плотности зернового вороха до поступления его на верхнее решето с цълью интенсификации просеивания зерна через слой вороха реализовано в воздушно-решетных сепараторах, причем часть зерна выделяется через решетки в начале (схема I) и конце транспортной доски (схема 2, рис.Ю).

Установленные в воздушно-решетный сепаратор сепарирующие решетки на транспортной доске обеспечивают выделение свпша 50$» свободного зерна из слоя вороха. Зерно, прошедшее через решетку 3 в начале транспортной доски (рис.Юа), очищается от легких примесей воздушным потоком, создаваемым вентилятором I, и поступает в шнек 6, а очищенное зерно элеватором 2 подается в бункер. Выделение остального зерна кз вороха осуществляется в основном воздушно-решетном сепараторе 4, При наличии решеткп I в конце транспортной доски (рис.Юб) зерно, прошедшее под неа, направляется на верхнее решето или сразу на нижнее.

При работе без Еоздушного потока наиболее рациональными с учетом полноты выделения £ и чистоты зерна являются чешуйчатые рсштки с размером отверстий 23x16, 23x18 и 33x18 мм,

- 26 -

Схемы воздушно-решетных сепараторов £

а) с двухшточным выведением зерна;

б) с зоной сепарации зерна в конце транспортной доски.

Рис.10.

а также ступенчатые с живым сечением А - 0,22...0,32 длиной 450-500 ш. Через решзтку такой длины сепарируется от 45 до 70$ зерна при засоренности 6...12$. При работе решеток о воздушным потоком более эффективно применять жалюзийную решетку длиной 650-750 мы с регулируемым открытием жалюзи.

Сравнительные испытания трех опытных и одного серийного воздашно-решатшх сепараторов показали, что более низкие потери зерна в полову в схеме I и 2, так как в них обеспечивается шделение свыше 50$ зерна из 1 роха до поступления его на верхнее решето. При этом снимется плотность вороха у^ , увеличи-

- 27 -

Бается разрыхленное?!» слоя Кр и интенсивность просеивания зерна через слой вороха.

Для интенсификации просеивания зерна через отверстия решета целесообразно увеличить степень открытия их залоза. С целью уменьшения дохода солшистых фракций разработаны: яалюзлйное решето с увеличенным тагом меяду гребенкама и пластина».®, каявзийное решето с иахматным расположением зубьев гребенок, ре се то с увеличенным расстоянием меяду гребенками и высотой гребенок, зубчатый удлинитель. Качественные показатели работы воздушно-решетного сепаратора с перечисленными рабочими органами выла, чем у сепаратора с серийным решетом. При этом иаксп-маяьная подача зернового вороха на воздушно-решетный сепаратор с опытными ресетамн, прп условно допустимом уроЕне потерь зерна в голове (0,5£), составила 4,58...5,03 кг/с, что обеспечивает снижение потерь зерна в сходах с решета я повышение пропускной способности сепаратора на 19..J3I%,

Как показали проведенные экспериментальные исследования, подтвердившие результата теоретических исследований, качественные показатели работы ппевглоппзрайонных сепараторов во многом определяются скоростью воздушного потока в делительной камере U , скорое?ьз п углом ввода cL$$ , высотой канала /? и параметре*.«! цриедних устройств ¿j структурой воздушного потока^ , а такяе толщиной слоя серпового вороха Нел , зависящей от подачи Q л содержания зерна в нем /? , фракционного состава примесей.

Разработанные ппеЕмоинерцюнпыз сепараторы Спа примере ПВО-15-20) Ешнал Срис.П") питатель 4, 5, делительную камзру б с вентилятором 7 п осадочной камерой 8, приемные устройства 9. При всех резпках работы оя обеспечивает устойчивое разделение зернового вороха.

Прп работа сепаратора зерновой ворох питателем со скорость» от 2 до 8 м/с под рациональным углем ввода подается в делительную Камеру, скорость воздушного потока в которой изменяется с 12 до 20 м/с. Основная часть полноценного зерна, обладающая достаточным запасет кинетической энергии, преодолевает зону действия юздушного потека а поступает в приемник для очпщепнего зерна, а оставшаяся часть зерна, колоски, солсмлпы с узлами поступают в приемник зерновых отходов (вторая Фракция). Она в зависимости от содержания зерна моает подаваться

Пневмоинерционный сепаоатор ПВО-15-20

на повторную обработку ш идти для использования на фуражные цели. Полова, солсмшщ, семена сорняков л шш. интенсивно тормозятся за счет потери кинетической анергии на входе в делительную камеру и выносятся воздушный потоком в приемник отходов.

В результате исследований разработанных схем пнешоинер-ционных сепараторов для сепарирования зернового вороха установлено:

при работе пнеэдоинедаионных сепараторов рациональнш является режим, црн которой отношение скорости воэдушного потока к скорости ввода 1,5...2,5;

наиболее высокие показатели достигнуты при работе пневыо-инерционного сепаратора с развитой зоной сепарации и регулируемой структурой воздушного потока до высоте делительной камеры;

упорядоченный ввод зернового гороха в делительную камеру осуществляется двухленточнцм питателем с регулируемым гиперболическим зазором;

рациональное сочетание взаимодействия формируемой струи зернового вороха с воздушны" потоком позволяет повысить его сепарирование за счет расслоения и направленного ввода материала.

Яри рациональных конструктивно-технологических п режимных параметрах пнешоинерциошшх сепараторов эффективность сепарации независимо от влажности СО л засоренности С исходного материала превышает 50$ (при максимальном £ - 80...90$) при уровне подач от 5...15 кг/с, причем потери зерна не превышают допустимы;;* уровень (0,5$ и 0,05$).

При сепарировании зернового вороха различных культур для всех вариантов исследованных схем пневмоннерционных сепараторов получены уравнения регрессии, определяющие зависимость •¿ффективнссти сепарации, чистоты и потерь зерна от подачи, засоренности зернового вороха, скорости и угла ввода материала, скорости воздушного потока в делительной камера сепаратора.

Сочетание расслоения струи зернового вороха сформированной метателем с боковым воздушным штоком послукило основой для создания метателя-сепаратора, обеспечивающего выделение из вороха до 75$ примесей при скорости ленты триммера 11-12 м/с, скорости воздушного потока 8,5...9,5 м/с.

Установлена целесообразность регулирования структуры воздушного потока по высоте делительной камеры путем поворота элементарных струй регулируемыми по наклону заслонками и воздухораспределителями с телескопически выдвигающимися трубами, а.с. П13188 и а.с. 1376326', что позволило повысить эффективность сепарации, производительность сепаратора и снизить потери зерна.

В седьмой главе "Практическая реализация результатов, исследований и экономическая эффективность" приведены сведения об испытаниях разработанных сепараторов и модернизированных на их основе поточных линиях обработай зернового вороха.

Применение в зерноуборочных комбайнах СКДР воздушно-решетных сепараторов с зоной сепарации зерна через решетку в начале и в конце транспортной доски позволяет повысить разрыхленность слоя к~р и скорость перемещения зерна в слое Щ, . Сравнительные испытания в учебно-опытном хозяйстве ЧШЗСХ, Украинской, Прибалтийской МИС, СОХ ВНИИЗХ показали, что потери зерна за модернизированным сепаратором комбайна СКДР'были в 2...4 раза ниже, чем за серийным сепаратором.

Двухпоточный сепаратор (рис. Юб), смонтированный в СИДР, позволяет при уборке семенных участков получать в первую фрак-

цию биологически ценное зерно с минимальными повреждениями >з большей массой 1000 зерен при одновременном снижении потерь зерна в полову,

По данным испытаний комбайнов СКД-5 и СКД-5М в Сибирской (прот.№ 54-71 и 47-74), Целинной Сирот.Я- 59-71) и других ШС, установка разработанных верхних решет и удлинителя обусловила при подаче 4,5...7,5 кг/с сшиение потерь зерна в Полове, которые соответственно изменялись в пределах 0,07...0,4$ и 0Д... 0,8$.

Применение автономного устройства для выделения свободного зерна из вороха циркулирующей нагрузки и последующего домолота колоса в комбайнах "Сибиряк" и "Енисей" позволяет снизить травмирование зерна в 1,5...2 раза и повысить производительность на 0,7 кг/с. Смещение колосового шнека в сторону зернового оказывает положительное влияние на качественные показатели воздушного решетного сепаратора, что можно объяснить выравниванием структуры воздушного штока в зоне удлинителя.

Результаты исследований реализованы в зерноуборочных комбайнах Доя-1500 и СК-10 "Ротор".

Пнешоинерционный способ сепарирования зернового вороха реализован при разработав безрешетного пнениоинерционного сепаратора Са.с. 394003, 428389), потенциальные возможности ко. торого подтверждены полевыми испытаниями комбайна СКДР в учебно-опытном хозяйстве ЧИМЭСХ. Потери зерна за шевмоинерционным сепаратором не превышали 0,16% и были меньше, чем за серийным комбайном, в 3...4 раза при одинаковой чистоте и травмированш' зерна.

Использование двух схем комбинированных пнешойнерциошшх сепараторов (рис.II) позволило наряду с повышением Пропускной способности комбайнов "Сибиряк" до 7 кг/с повысить технологическую надежность их работы Са.с. 838340).

Для своевременной предварительной обработки и фракционирования зернового вороха любой влажности и засоренности была разработаны пять безрещегных и один комбинированный пнешоинерционный сепаратор.

Хозяйственные и ведомственные испытания сепаратора ПВО-15-20 (а.с. 394003, 422383, 1389819, 1406880) проведоны на предварительной обработке во1 ,ха зерновых культур (ржи, пшеницы, овса, ячменя) в учебно-опытном хозяйстве "Лобановское" Пермской государственной опытной станции им. Д.П.Ирянитникова,

- 31 -

Схема комбайна СКД-5". с комбинированным сепаратором

1 —\

-77Т—/7/—777 "

Рис.II.

совхозе "ЭДуслюиовский" Челябинской области в I97S-IS80 гг., на рисе в совхозе "Восход" Ставропольского края CI976 г.).

Результата агрооценкп работы пневглолнерционных сепараторов показали, что эффективность сепарации на ворохе всех культур любой влажности и засоренности превышала 0,5...О,6, производительность изменялась от 15 до 20 т/ч прд выходе зерна во вторую фракцию 1,5...2%, потерях зерна 0,05...0,3$, съеме влаги 1,5.. ,2fa.

На базе пнешоинерцпонного сепаратора была изготовлена приставка к ЗАВ-20 для предварительной обработки зернового вороха на входе в поточную линию, что позволило повысить производительность агрегата на 30..„40$.

ПнбЕйоннеЩЕОнннй сепаратор ПВ0-30-40 отличается конструктивно от П30-15-20 тем, что Српс.12) увеличена в два раза вы- г сота делительной камеры. Прл этом возросло время пребывания зернового вороха в делительной камере, что позволило увеличить удельную производительность н эффективность сепарации; конструкция питателя обеспечивает встречный и попутный ввод зернового вороха.

Хозяйственные испытания сепаратора проведены в совхозе "Подоввншй" Челябинской области на предварительной очистке ячменя и пшеницы из буртов. При исходной засоренности зернового вороха 5...10$ и влажности 16...27$ производительность сепаратора составила 40 т/ч, эффективность сепарации на ячмене

Е = 0,63 и на пшенице Е = 0,59,

При работе ПВ0-30-40 и поточной линии ЗАВ-40 в совхозе "Акбашевскип" на ворохе пшеницы влажностью до 35$ и засоренностью до 20$ производительность агрегата возросла на 30$, съем влаги составил I,.,2$, масса 1000 зерен в первой Фракции возросла на 4...6' г« В совхозе "Еманяелинский" Челябинской области проведены испытания ПВ0-30-40 в сочетании с бункерами-найсн пителгали, подтвердившие перспективность создания на их базе отделений приема и предварительной очистки зернового вороха.

Дальнейшее повышение эффективности работы пневмоинерцион-шх сепараторов достигнуто за счет управления структурой воздушного потока по высоте делительной камеры в сепараторе ПВО» ЗОЕ (а.с. СССР III3I88, 1243842) и использования двухленточного питателя с гиперболическим зазором (а.с, СССР II5I492) (рис. 13).

Хозяйственные испытания сепаратора ПВ0-30Р в мобильном варианте и в стационарна! в поточной линии (рис.14) показали, что эффективность' сепарации возросла до 0,6,.,0,8$, а производительность поточной линии йа 30...40$, Для предварительной обработки зерна из буртОВ был изготовлен . метатель-

сепаратор на базе ЗМ-60, при испытании которого эффективность сепарации составила 0,б,,.О,6, а производительность 40,,,50 т/ч.

Материалы по разработке, испытанию и оптимизации технологического процесса комбинированных сепараторов (а.с. II58252, •1338805, 1407589) переданы ГСКТБ ПО "Воронекзерномаш" и используются при разработке блока для доработки зернового вороха с пропускной способностью 12...15 кг/с.

Для практического использования ГСК'1Б ПО "Воронежзерномаш" передана методика настройки и определения качественных показателей работы пнешоинерционного сепаратора в зависимости от состояния исходного зернового вороха и агротехнических требований.

По результатам исследований разработаны, одобрены Научно-техническим советом Госагропрома РСФСР (протокол JJ 25: от 3-4 июня 1987 г.) и направлены в агропромышленные комитеты краев и областей РСФСР "Рекомендации по совершенствованию технологии и технических средств для ni дварительной обработки зернового вороха в хозяйствах РСФСР" (30 тыс.экз.).

Рис.12.

Пнешоинерционный сепаратор ПВ0-30Р

Рис.13.

пневмошерционным

исх материал

1_ фракция 5

// фракция Ш фракция

о 1

Л

'Т

I

£ I

I - зовальная яма; 2 - нория; 3 - пневмоинерциошшй сепаратор; 4 - транспортер; 5 - нория; 6 - транспортер; ? - бункер активного вентилирования; 8 - комплекс КЗС-20Ш; 9 - бункер отходовой фракции; 10 - тракторный прицеп

Рис.14.

!

- 35 - |

. Результаты исследований используются при выполнении научно- | исследовательских работ и в учебном процессе сельскохозяйственных вузов страны.

Годовой экономический эффект при применении разработок в зерноуборочных комбайнах составляет 1,5...2 млн руб; технологии предварительной очистки зерна в хозяйствах Челябинской области - 1,8...2,5 млн руб.

овцие вывода

1. Доказана возможность интенсификации сепарирования зернового вороха в воздушно-решетных сепараторах при использовании двухпоточного выделения зерна, позволяющего уменьшить объемную плотность его на решетах и повысить разрыхленность слоя. Установлена функциональная зависимость интенсивности просеивания зерна через слой вороха и отверстия решета от объемной плотности вороха и степени открытия жалюзи решет, конструктивного исполнения рабочих элементов. Определено, что величина и состав вороха циркулирующей нагрузки зависят от степени сепарации зерна в молотильно-сепарирутощем устройстве и полноты выделения его на решетах сепаратора. С целью снижения травмирования зерна подтверждена целесообразность его выделения из этого вороха в два этапа: выделение свободного зерна и подача его на решета, вымолот и выделение оставшегося зерна в автономном домолачивающем устройстве.

2. Решена проблема использования всех компонентов инерционно-аэродинамического поля сил для интенсификации стадий предварительного сепарирования зернового вороха, являющегося основой пневмоинерционного сепарирования. Выполненные в этом направлении теоретические и экспериментальные исследования позволили в частности обосновать возможность управления технологическими свойствами зернового вороха с целью интенсификация-его разделения воздушным потоком. Так, ориентирование соломистых компонентов большой осью перпендикулярно воздушному потоку снижает скорость их витания в 2,5...3 раза, а скорость витания зерна в 1,2...1,3 раза. Кривые распределения не перекрываются.

3. Установлена функциональная зависимость силы аэродинамического сопротивления, определяющей эффективность разделения зернового вороха, от направления ввода, величины отношения скорости воздушного штока к скорости ввода, структуры воздуш-

- 36 -

ного потока и параметров делительной камеры.

4. Основой интенсификации сепарирования зернового вороха при использовании пневмокнерционного способа является тонкослойная скоростная направленная подача его в воздушный поток, скорость которого превышает скорость витания зерен основной культуры.

5. Установлены рациональные диапазоны варьирования значений основных параметров разработанных шевмоинерционных сепараторов: скорость ввода 2...8 м/с, угол ввода 60..„120°, скорость воздушного потока 8...20 м/с, удельная нагрузка 4...15 кг/с

в зависимости от состаза компонентов зернового вороха и задач сепарирования. Получены уравнения регрессии для определения рациональных конструктивно-режимных параметров основных схем разработанных сепараторов.

6. Предложены способ и устройство для регулирования структуры воздушного потока по высоте делительной камеры в зависимости от задач сепарирования и фракционирования, физико-механических свойств зернового вороха.

7. Разработаны питатели, обеспечивающие формирование слоя зернового гороха и рационально ввод его в делительную камеру, расслоение его и взаимодействие с боковым воздушным потоком, что позволило повысить пропускную способность сепараторов, эффективность разделения за счет снижения взаиглодейст-вия между компонентами и уменьшить травмирование зерна, удельньй расход энергии на их привод.

8. Разработаны и рекомендованы для внедрения и промышленного освоения: модернизированные воздушно-репетные сепараторы, жалюзийные решета, устройство для обработки вороха циркулирующей нагрузки, пневмоинерционные сепараторы для зерноуборочных комбайнов, стационарные и мобильные пневмоинерционные сепараторы для предварительной очистки зернового вороха, технологические схемы модернизации агрегатов и комплексов с использованием пневмоинерциоЕШых систем.

9. Испытания и производственная.эксплуатация опытных и производственных образцов сепараторов подтвердили значимость разрабатываемой научной проблемы. В частности, пропускная способность воздушно-решетных сепараторов повышена на 15..,20$, снижено травмирование зерна. Производительность пневмоинер-ционных сепараторов, обеспечивающих предварительную обработку зернового вороха повышенной влажности и засоренности, возросла

.- 37 -

в 1,5...2 раза, эффективность сепарации на 50...70$.

10. Совокупность результатов, порученных при решении постааченноп научной проблемы, являетсз научно-технической основой для: разработки модернизированных воздушно-решетных сепараторов, устройств для обработай вороха циркулирующей нагрузки п высокоэффективных универсалышх пнегсдоинврционных сепараторов, отделений приезда и предварительной обработки, обсспечиваюаз'х устойчивое разделение зернового вороха на всох уровнях с высокой производительностью, эффез'.тивностко и технологической надежностью.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1, Повышение эффективности работы счистки зернового комбайна // Техника з сельском хозяйстве, 1967, Л 6, с.82-83.

2. Комбайн для двухфазного обшлота с ротационным моло-тильно-сепарируюцим устройством // Техника в сельском хозяйстве, 1967, 11> 8, -0,83-84 соавторстве).

3. Уборка труднообздрлачивземых сортов пшеницы // Сельскохозяйственное производство Сибири и Дальнего Востока, 1967,

8, с,33-39 1з соавторстве).

4, Резерв зернового комбайна // Сельскохозяйственное производство Урала, 1967, 1Ь 7, с.40-41 (в соавторстве).

.5, Модернизация раЗочих органов молотилки зернового ком-■байна для сниленкя потерь и травматических повреждений зерна при повышенной нагрузке // Труды СибВКМ. Новосибирск, 1979, ^■94-103 (в соавторстве).

6. Исследование очистки зерноуборочного комбайна при повышенных нагрузках // Сб.науч.тр,ЙИМЭСХ. Челябинск, 1968, с. 83-94 (в соавторстве).

7. Влияние нагрузки верхнего решета на качественные покаг-затели работы счистки комбайна // Сб.науч.тр,ЯЙМЗСХ. Челябинск, 1968, с.95-101. .

8. Косилов Н.И., Воцкий З.И. Определение пропускной способности очистки зернового комбайна // Сб. науч.тр/Ш.1ЭСХ. Челябинск, 1969, с.36-43 (в соавторстве).

9. Результаты исследований зерноочистительного устройства комбайна с двухпоточным выделением зерна, из вороха // Сб.науч. тр. / СибВИМ. Новосибирск, 1369, с.23-26 (в соавторстве).

10. Влияние режима работы молотильно-сепарирующего устройства на качество работы производства // Сб.пауч.тр. / ЧЕМЗСХ.

- 38 -

Челябинск, 1970, с.95-100 (в соавторстве),

11. 0 двухпоточном разделении мелкого вороха в молотилке комбайна двухфазного обмолота // Механизация сельскохозяйственного производства: Сб.науч.тр./ЧШЭСХ. Челябинск, 1970, е.163~ 172 (в соавторстве).

12. Определение средней скорости перемещения частицы зерна в слое вороха // Механизация сельскохозяйственного производства: Сб.науч.тр./ЧИМЗСХ. Челябинск, 1970, с.141-147 (в соавторстве).

13. К вопросу о двухпоточном выделении зерна в зерноуборочном комбайне // Науч.тр.Красноярского сельхозинститута, 1970, с.66-73 (в соавторстве).

14. К вопросу о выборе типа и размеров сепарирующей решетки для двухпоточного выделения зерна в зерноочистительном устройстве комбайна // Науч.тр.Луганского сельхозинститута, 1970,

Том XIX, с.37-41 {в соавторстве)^

15. Методы определения оптимальных регулировок рабочих органов молотилки комбайна и контроль потерь зерна// Материалы 1У научной конференции ЗЗКИИЗХ. Целиноград, 1970, с.2П-213

Св соавторстве).

16. Результаты полевых испытаний комбайнов двухфазного обмолота с раздельным сбором зерна // Материалы третьей Свердловской конференции молодых научных работников по сельскому хозяйству. Свердловск, 1970, с.14&-152.

17. .Регулировка рабочих органов комбайнов // Земля Сибиро-кая, Дальневосточная, 1971, й 8, с.35-37 (в соавторстве).

18. Использование комбайнов СКД-5 "Сибиряк" и СК-4А на уборке зерновых культур и контроль за качеством их работы. Курган, 1970, - 56 с. (в соавторстве).

19. Повншзние производительности и качества работы зерноуборочных машин (рекомендации). Челябинск, 1971. - 80 с. (в соавторстве).

20. Безрешетяая сепарация соломистого вороха // Мах.и электриф.соц.еел.х-ва, 1973, № 9, о.12-15 (в соавторстве).

21. Разделение мелкосоломистого вороха во встречном воздушном потоке // Тез.дскл.региональной научно-практической конференции; Новосибирск, 1973, с.66-68 (в соавторстве).

22. О циркуляции вороха в молопшсйх зерноуборочных комбайнов // Тез .докл.региональной научно-практической конференции Новосибирск, 1973, с.40-43 Св соавторстве).

- 39 -

23. Основные направления интенсификации процессов разделения мелкого вороха в зерноочистках.комбайнов // Тез.докл. Литовской с.-х. Академии. Каунас, 1973, с.354 (в соавторстве).

24. Состояние л задачи исследований в области повышения эффективности разделения вороха в воздушном потоке // Совершенствование уборки зерновых культур: Сб.науч.тр./ЧЖЗСХ. Челябинск, 1973, о,157-166/ (в соавторстве).

25. Некоторые результаты исследований размерных л аэродп-ламлческпх -жрактерастгас зернового гороха // Совериенствованпэ' уборки серповых культ:/?: Сб,науч.тр./ЧШ®СХ. Челябинск, 1973, с.149-156 (в соавторстве).

26. Влпя1ше степени открытия жалюзи. на скорость прохождения зерна через отверстия решета // Вопросы механизации сельскохозяйственного производства: Сб.науч.тр./ЧИМЗСХ, Челябинск, 1574, с.173-177 (в соавторстве).

27* Влияние некоторых регулируемых параметров комбайна . па качественные показатели работы ветро-решетпой очистки в •схеме двухбарабашюго комбайна СКД-5- // Совершенствование уборки зерновых культур* Сб.науч.тр./ЧИМЭСХ. Челябинск, с. 36-39 (в соавторстве),

28. Влияние цирку ляционшх негрузок на качество работы молотпльносепарирующих устройств комбайнов // Совершенствование уборки зерновых культур: Сб.науч.тр./ЧШЗСХ. Челябинск, 1973, с.22-31 (в соавторстве).

29. Результаты испытаний комбайна с пневмоинерционной очисткой // Мех.и электриф.сел.х-ва, 1975, '' 6, с.39-40 (в соавторстве).

30. Основные направления интенсификации процессов разделения зернового вороха в пневмоинерционных сепараторах // Совершенствование уборки зерновых культур: Сб.науч.тр./ЧИМЭСХ. Челябинск, 1975, с.5-13 (в соавторстве).

31. Модернизация комбайна СКД-5 // Зерновое хозяйство, 1975, с.33 (в соавторстве).

32. Повышение эффективности первичной обработки зернового . вороха // Техника в сельском хозяйство, 1975, № 7, -с.15-16

(в соавторстве).

33. Исследование и обоснование параметров сепаратора с противоточной подачей вороха во встречный воздушный поток

// Уборка и послеуборочная обработка зерна: Сб.науч,тр./ЧШЭСХ.

- 40 -

Челябинск, 1976, с.62-70 (в соавторстве),

34. Влияние расслоения потока вороха на качественные показатели работы пнешоинерцпонного сепаратора // Уборка и послеуборочная обработка зерна: Сб.науч.тр./ЧИМХХ. Челябинск, 1977, с.62-70 (в соавторстве),

35. Пнешоинерционный безрешетный сепаратор // Уральские Нивы, 1978, с.59 (в соавторства).

36. ЗГйективность управления технологическими свойствами компонентов зернового вороха при его разделении пневмоинерцион-ным способом // Совершенствование способов уборки и послеуборочной обработки зерна: Сб.науч.тр./ЧИМЗСХ. Челябинск, 1970,

с.4-17.

37. Результаты исследований стационарных пневмоинерционных сепараторов при разделении вороха "невейка" // Сб.науч.тр. /ЧИМЭСХ. Челябинск, 1974, с.31-36 (в соавторстве).

38. Влияние скорости воздушного потока и скорости вбрасывания на характер движения компонентов зерносоломистого вороха // Сб.науч.тр./ЧШЭСХ. Челябинск, 1974, с.40-44 (в соавторстве).

39. Исследование характера разгона компонентов в ленточных питателях пнавмоинерциошшх сепараторов // Совершенствование уборки и послеуборочной обработки зерна: Сб.науч.тр./ЧИМЗСХ. Челябинск, 1981, с.48-56 (в соавторстве).

40. Обоснование конструктивно-технологических параметров устройств для нормализации зернового вороха // Тез.докл.Всесоюзного научно-технического совещания 26-29.10.1982 г. в Г.Москвв. М.: ЕШ, 1982, с.104-105.

41. Управление технологическими свойствами компонентов зернового вороха при их разделении воздушным поток см // Тез. докл.Всесоюзного научно-технического совещания 26-29.10.1982 в г.Москве. Ы.: ВИМ, 1962, с.135-137.

42. Результаты исследований вентиляторов применительно к пнешоинерционным сепараторам // Совершенствование способов уборки и послеуборочной обработай зерна: Сб.науч.тр./5ЖЗСХ. Челябинск, 1982, с.56-64 (в соавторстве)►

43. Совершенствование технологического процесса и основных рабочих органов пневмоинерционных сепараторов / Науч.-техн. бвдл.ВАСХЖЯ, Сиб.отд. Новосибирск, 1983, В 33, с.16-18.

44. Состояние и тенденции совершенствования зерноуборочных машн / Учебное пособие. Челябинск, 1983. - 100 с.

- 41 -

45, 0 целесообразности применения устройств для разравнивания зернового пороха при его разделешш // Совершенствование технологии и технических средств для уборки п послеуборочной обработки зерновых культур: Сб.иауч.тр./ЧЖЗСХ. Челябинск. 1933, с.57-52 (в соавторстве).

46. Уплотнение соломистого вороха ленточккгла питающими устройствами /./ Повыязике яроазводпхельностп а качества работы

; зрноуборочких л зеркоопвсгктеяшгг кжжг Сб.науч.тр.А'ПЭСХ. ■ Челябинск, 1954, 0,38-43 (в соавторство)»

Кослов Н.К, Яерспокаивч совершенствования комплексов yj-si уоорки эарпоодс культур // Поьшенмо оффектавиости кзтэппзацая сельскохозяйственного производства и методы panjio-лдльпого псголадовачия техника я труда цвуштзаторов. Челябинск» <>24, с.4С—13,

1Г;/тл соверйвкствоваяшт технологии а технических средств для предварительной очистки зерна в хозяйствах /' Рекомендации в яомошь специалистам сельского хозяйства, Челябинск» IS85. ~ S?2 с.

¡Зерноуборочные комбайны. М„: Агропрсжздат. 1936, --47 с. (в соавторстве).

70. Обоснование некоторых параметров и результаты исследо-гшпв'! воздухораспределителя для пнэвмоянещионного сепаратора // Повышенно производительности и качества работы зерноуборочных комбайнов: Сб.науч.тр./ЧШЭСХ, Челябинск, 1985, с.68-76 (в соавторстве).

01. Снижение травмирования и потерь зерна при работе зерноуборочных комбайнов и стационарных ворохоочистителей // Шхппазавпя и автоматизация процессов уборки и обработки зерновых. Сб.науч.тр./ЭАСХНИЯ, Спб.отд. Новосибирск, 1984, с г 54-61 (в соавторстве).

Г-2. Спета аэродинамических свойств компонентов зернового гороха при пичшопнорцяош-юм сепарировании // Прогрессивные т<г:яголоткп уборки зерновых п зернобобовых культур и семенников трав з Скбгоа: Сб.науч.тр./ВАСХНИЯ, Сиб.отд» Новосибирск, I9S6, с.Ю.?-Т08 (в соавторстве).

ЬЗ, Псв«;иенпе оффектлвчостп предварительной очистки за счет рассло'лшя потока зернового вороха // Сб.науч.тр./ЧШ.ГЗСХ. Челябинск, т986. с.5-13 (з соавторстве).'

¡¡--¡пользование метателя для предварительной очистки зерна /'/ Урап.^кио Швы, IS36, Я 9, с.56-57 (в соавторство).

- 42 -

55. Исследование комбинированных сепараторов к зерноуборочному комбайну и ворохоочистительному агрегату // Технологическое и техническое обеспечение уборки зерновнх культур в Сибири и на Дальнем Востоке: Сб.науч.тр./ВЛСДШ, Сиб.отд. Новосибирск, 1987, сЛ00-Ю8 (в соавторстве).

56. Повышение эффективности предварительной очистки зерна

в хозяйствах // Уральские Кивы, 1987, К 2, с.54-55 (в соавторстве).

57. Технологические принципы повышения производительности сепаратора зернового вороха // Сб.науч.тр./ЧШЭСХ. Челябинск, 1987, с. 6-13.

58. Рекомендации по совершенствованию технологии и технических средств для предварительной очистки зерна в хозяйствах РСФСР. М.: 1988. - 41 .с,

59. A.c. 3940.03 (СССР). Устройство для разделения зерно-солсмистего вороха / Косилов Н.К., Стеиичев М.Г., Урайкин B.Ii. -Опубл. в BJI., 1973, # 34, .

€0, A.c. 422383 <€ССР). Устройство для разделения зерно-'оодшистого вороха / Косилов Н,И.Г Четыркин Б.Н., €тепичев LLT. ~ Оцубл. в E.Ii., 1974, В 13,

61, A.c. 386603 (СССР). Устройство для выделения в дооб-чолота колоса, поступающего в -зерновой бункер комбайна / Косилов Й.Й., Степичев М.Г., Урай'.ин В.М. - Опубл. в £.й., 1973, й 27,

€2, A.c. '€35340 {СССР}, Зеряоуборочный комбайн / Косило® Н.И., Нелов В.П. - Опубл. в Б.И., 1981, Я 21,

63, A.c. III3I86 (СССР), Воздухораспределитель дай воздушного сепаратора / Косилов Я. И., Т&рсдао® A.B.,, Нелов ВД,, Романов В,В. - Опубл. в Б.И., 1984, 34.

64, A.c. II22278 (СССР), .Дозатор випрувчак .ст-ебельчазих всдяйс® / Косилов Н.И., Дтманский ЭД.Р„ - 'Опубл, в .БД., I®V »-С.

>65, A.c. II43346 (СССР), Ленточное метательное устройство / Еосшюв H.H., Аристов С.А. - Опубл. в Б.М., 1934, 1 9,

66. А. е. П514Э2 (СССР). Ленточное метах ел ьяов устройство /Коиижш Н.Я., Аристов С.А. -.Опубл. в Б.Й., Ш4, Я 15.

'67. 1X58252 (СССР). Сепаратор зернового вороха / Косилов TL.И., Думанский М.Р., Исаченко A.A., Аристов С.А. -Оцубл. -в Б.И,, 1985, % 20.

. 68. A.c. II895I2 (СССР). Ленточное метательное устройство / Абдулля Г.С., Аристов С.А., Косилов II.И. - Опубл. в Б.И., 1985, ß 41.

69. A.c.. I2074I8 (СССР). Зерноуборочный комбайн / Косилов Н.И., Нилов В.П. - Опубл. в Б.И., 1986, 4.

70. A.c. I2I3974 (СССР). Зерноуборочный комбайн / Косилов Н.И., Думанский И.Р., Нилов В.П. - Опубл. в Б.И., 1986, Г» II.

71. A.c. 1243842 (СССР), Газораспределительная решетка / Косилов H.H., Миронов A.B., Аристов С.А., Урайкпн В.М. -Опубл. в Б.И., ISS6, 26.

72. A.c. I27S2&I (СССР). Зерноуборочный комбайн / Аристов O.A.,'Косилов Н.И., Миронов A.B., Романов В.В, - Опубл. б Б.И», IS35, }? 46.

73. Л. с...1327826 (СССР). Зерноуборочный агрегат / Косилов П.И., Пивень В.ТЗ., Тронов A.B., ¡Таликов A.C. - Опубл. в Б.И. „ 1987, !Ь 29.

74. A.c. 1338805' (СССР), Сепаратор зернового вороха / Косилов Н.И., Аристов С.А., Романов В.В, Опубл. в Б.И., 1987, ffi 35.

75. A.c. 1340623 (СССР). Очистка зерноуборочного комбайна / Абдулин Г.С., Аристов С.А., Вошспй З.И., Косилов Н.И. -Опубл. в Б.И., 1987, JS 36.

76. A.c. 1342534 (СССР). Устройство для сепарации зернового вороха / Косилов Н.И,, Маликов A.C. - Опубл. в Б.И.,

1987, JЬ 37.

77„ A.c. 1370386 (СССР). Устройство для регулирования расхода воздуха / Шронов A.B., Косилов Н.И., Птзень В.В., Урайкпн В.М., Ямщиков И.А. - Опубл. в Б.И., 1988, is 4.

78. A.c. 1389879 (СССР). ПнеЕлоинердионный сепаратор / Косилов Н.И., Урайкип В.М., Косилов Л.II. - Опубл. в Б.И.,

1988, 1Ь 15.

79Ф Л.с. 1407589 (СССР). Сепаратор зернопого вороха / Аристов A.C., Косилов Н.И. - Опубл. в Б.И», 1988, ß 25.

80, А.с. I43I7I4 (СССР). ПношоинврцдошыЯ сепаратор / Косилов ПЛ., Ппвень В.В. - Опубл. в Б.И., 1983, 39.

/7оЗписа/ю К пеуати i9.0S.S9 формат 60>-00 -f/-t6 Тираж WO эмз. Затяз W53 уямэсх