автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Оптимизация параметров процесса очистки початков кукурузы от оберток

СП сг,

ш е=Г

СП

КУБАНСКИЙ ' ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАШНЙ УНИВЕРСИТЕТ ^ На правах рукописи

' . ПЕГУНВДА Ирина Александровна

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТНИ ПЭЧАТКОВ КУКУРУЗЫ ОТ ОБЕРТОК..

Специальность 05.20.01 -Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар 1997

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных машин Кубанского государственного 'аграрного университета

Научные руководители -, доктор технических наук,

профессор ДЕРЕВЕННО В.В.

кандидат технических наук, доцент ИВАШЭВ В.Г.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор ЛЕОНОВ И.П. кандидат технических наук, КРАВЧЕНКО B.C.

Ведущая организация - Кубанский научно-исследовательский

институт по испытанию тракторов и сельскохозяйственных машин (Куб.НИИТиМ), г. Новокубанск

Защита состоится "26 " ноября 1997 г в 14 часов, аудитория 401 факультета механизации, на заседании диссертационного совета К 120.23.02 Кубанского государственного аграрного университета по адресу: 350044, Краснодар, ул. Калинина, 13, Кубанский государственный аграрный университет, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " 26 " октября 1997 г.

. Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

ПРОЩАК B.U.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТН

Актуальность темы . Производство кукурузы - одно из основных направлений сельского хозяйства на Кубани. Пооевнне площади под кукурузу в Краснодарском крае составляют 433,5 тыо. га, в том числе 147,5 тыс. га на зерно. Одним иэ наиболее оложных в техническом исполнении, энергонасыщенна* и трудоемким в технологии производства и переработки кукурузы является процесс уборки и поолеуборочной обработки, в частности, очистка початков от оберток.' Современные конструкции початкоочиотительных аппаратов ■ не удовлетворяют агротехническим требованиям, что определяется недостаточностью технического уровня нукуруэоуборочных комбайнов я стационарных комплексов. Принцип съема оберток с початков и технологическая схема работы серийно выпускаемых початкоочиотительных аппаратов, расположенных как на комбайнах, так и на ота-ционарных установках не претерпели принципиальных изменений в течение последних 30 лет. Поетому разработка более совершенной технологии оъема оберток с початков и конструкции початкоочиститель-' ного аппарата является актуальной задачей.

Тема исследований входила составной чаатыо в госбкщкеигую тематику университета № ГР 01910049840, составленную по плацу развития АПК Российской Федерации.

Паль работы. Целью исследований является оптимизация параметров процесса разрушения оберток початков кукурузы и съема их с соблюдением целостности зерна.

Объект исследования. Объектом исследования являетвя процесс очистки початков и поча;гкоочистительный аппарат, осуществляющий

9 го.

Методика исследования. Исследования физико-механических

свойств початков кукурузы и экспериментального аппарата выполнялись в соответствии с действующими ГОСТами.

Кроме того, были разработаны частные методики. В соответствии с намеченной программой установлены аналитические и эмпирические зависимости изучаемого процесса.

Математическое моделирование проводилось на ГВМ PC совместимом компьютере с .использованием программы Mafhcad PLUS.

Научная новизна работы.* Разработана классификация машин и аппаратов для очистки початков кукурузы от оберток, позволяющая выбирать направление совершенствования технологического процесса и оптимизации его параметров. В результате теоретических исследований установлены зависимости между векторами внешних сил и про^ цессари деформаций и напряжений в початках кукурузы и их обертках $ри прокате; видом и размерными характеристиками площадок контакта; изменением фэрмы поверхности оберток. Определены усилия отделения листьев оберток от початка и их разрыва, а также взаимного прижатия очистительных вальцов. Предложен новый подход к Допросу разрушения оберток початков как сложной связной биологической системы.

I

Вкспериментально определены зависимости для расчета параметров контурного эллипса контакта початка с рабочими органами, наибольшего давления и сближения контактирующих тел; деформации початков и их оберток от векторов действующих сил; влияния на качество очиотки початка прижатия его к очистительным вальцам и кинематического параметра.

Практическая значимость работы. Предложена технология управляемого процесса сгема оберток с початков кукурузы. Разработаны рекомендации и методики по выбору и обоснованию конструктивных и кинематических параметров очистительного аппарата, которые могут

быть испольвованы различными исследовательскими и проектно-кон-структорскими организациями при проектировании новых образцов кукурузоуборочной техники.

Элементы методики оценки качества работы сравниваемых аппаратов с использованием системного анализа могут быть рекомендованы при проведении сравнительных испытаний машин и их сборочных единиц.

Реализация результатов исследований. Пооле проведения поисковых опытов и теоретического исследования был изготовлен почат-коочистительный аппарат в варианте стационарного устройства и внедрен в АО "Степь" Кущевского района Краснодарского края.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Кубанского государственного аграрного университета, краевых научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов в 1984...1996 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликованошееть печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников и четырех приложений с документом о внедрении. Изложена на 193 страницах, в том числе 129 страницах машинописного текста. Содержит 60 рисунков и 4 таблицы. Список использованных источников вклкиает 121 наименование, И8 них - 12 иностранных.

СОДЕШАНИЕ РАБОТЫ

Во введении•содержится обоснование актуальности темы, изложена цель работы, приведены научные положения и результаты иссле-

о

дования, выносиыые на гащиту. '

В первом разделе "Состояние вопроса послеуборочной обработки початков кукурузы и задачи исследований" приводятся данные об изученности фиаико-механических свойств и архитектоники початков кукурузы, проанализировано совершенство технологий очистки початков кукурузы и конструкций початкоочиотительшх аппаратов.

Изучением ботанических и физико-механических свойств початков кукурузы занимались Н.И.Вавилов, П.М.Жуковский, М.Ф.Бурмист-рова, И.А.Буянов, И.Т.Осьмак, А.Ф.Соколов, В.Ф.Раздорский и другие.

Разработке вопросов послеуборочной обработки початков кукуруаы посвящены исследования В.В.Деревенко, М.И.Домбровского, В.А.Абликова, Ю.Д.Северина, А.И.Гринь, А.И.Медведева, В.Г.Иваш-

I

кова, B.C.Быкова, В.С.Кравченко, К.В.Шатилова, В.Т.Бондарева, Н.Е.Резника, ф.В.Родина и многих других.

Отмечено, что недостаточно полное изучение изменчивости признаков початков и анатомических особенностей листьев оберток, а также того, что и сам технологический процесс послеуборочной обработки изменяет начальные фивико-механические свойства расти-/ тельного материала, приводит к появлению конструктивных недостатков, ивначально заложенных в початкоочистительные аппараты.

Даны технологические схемы уборки кукурузы в початках и классификация початкоочиститеяьннх аппаратов. На основании анализа и учета агротехнических требований оценено технологически^ совершенство кукурузоуборочных комбайнов и стационарных установок, осуществляющих очистку початков кукурузы. Выявлено, что/основной конструктивный элемент - очиотительные вальцы с прижимным устройством - в современном варианте не обеспечивает требу-

емое качество очистки. Процесс съема листьев оберток носит неорганизованный характер и осуществляется полистно, что увеличивает линейные размеры очистительных аппаратов. _ •

С целью разработки технологического процесса очистки початков кукурузы, удовлетворяющего.агротехническим требованиям и сведения к минимуму отмеченных недостатков, были поставлены за-'' дачи исследования:

- изучить архитектонику оберток початков кукурузы и изменение их физико-механических свойств-в связи с воздействием на них рабочих органов очистительного аппарата;

- изыскать и- исследовать вид и фрикционные свойства поверхностей рабочих органов для очистки початков от оберток; '

- исследовать кинематику очистительного аппарата в управляемом процессе съема оберток о початков;

- исследовать технологический процесс проката оберток в очисти-. . гельньк вальцах; • _ , v

- оптимизировать режимные параметры процесса съема оберток початков кукурузы на основе выполнения многоЗакторного эксперимента;

- провести оценку эоМЬектавности съема оберток с початков кукурузы в управляемом технологическом процессе. . •

Во втором разделе "Программа и методика исследований" представлены этапы теоретических и экспериментальных исследований и методы и:: осуществления./1 ,

При решении теоретических вопросов описания процесса съема , оберток были использованы.метода теории упругости!.

Для определения -длины опорной поверхности початков, принципа-расположения листьев оберток, угла охвата листьями початка, усилия отрыва листьев, деформации оберток¿-изменения ширины листьев при деформации с прокатом, архитектоники оберток были разра-

ботаны частные методики и приборы- ' ■

Экспериментальная лабораторная установка представляла собой стационарный почагкоочистигельный блок, оборудованный передаточным механизмом и устройством для определения усилий съема оберток о початков. Ведомый вэлец устанавливался с возможностью его вамены. Определялись агротехнические показатели качества очистки, размер и показатели шероховатости ведомого, вальца, кинематический резким работы, усилия подкатия вальцов.

При обработке экспериментальных данных применялись методы •математической статистики и численного анализа.

При планировании полного факторного эксперимента была вы-брчна математическая модель очистительного аппарата, которая описывается полиномом второго порядка. Для решения поставленной задачи принят центральный композиционнный унифармротатабельный' план.

Оценку эффективности экспериментального початкоочиститель-ного аппарата в сравнении с очистителем початков СП-15С выполня--ли о использованием функции, предпочтительности Харрингтона.

Производственные испытания проведены в 1996...1997 гг в АО "Степь"' Кущевского района в условиях, характерных для производства кукурузы в Краснодарском крае. — -

В третьем разделе представлены теоретические исследования. Выполнена постановка задачи и определен метод решения. Беочищен-" ный початок рассматривался как сложный биологический объект,имеющей три зоны, различные по размерным характеристикам, структуре, показателям жесткости, коэффициентам трения, упругости и'др. Было принято, что в початке, нагруженном внешними силами, возникает три системы напряжений и дефэрмаций: в зоне упругого локального контакта с прижимным барабаном; в зоне силовых ксьтак-

тов, передающих концентрированные сжимающие нагрузки; в зоне поверхностного слоя ми 1г ро н о ро ено о/г с й листьев оберток. Исследование дофо'рмаиий и напряжений в местах контакта початка и рабочих органов является переходным от классических задач теории упругости, для которых характерна линейная зависимость напряжений от нагрузок, к задачам, типичным для нелинейной теории упругое- • . ти. При определении напряжений'и деформаций в области силового контакта рабочих органов и початка кукурузы установлено сложное взаимодействие поверхностей с проскальзыванием, е пределах контактной площадки и значительное воздействие сил трения на напря-. женное' состояние вблизи поверхности контакта. Обертку початка рассматривали как упругую оболочку цилиндрической формы, закрытую с одной, стороны, расчет которой выполнялся с применением мо-ментной теории.

В соответствии с общей постановкой аадачи была рввработана принципиальная схема початкоочистительного аппарата (рисЛ), который обеспечивает затягивание початка, прокат и передачу его в очистительный блок; съем, прокат и сброс оберток; разгрузку очистительного блока. '.

Угол затягивания составил ' .

где сГ - минимально возможный диаметр початка с учетом его . деформации; £„ - радиус початка; Zs -'радиус прижимного барабана.

Анализ выражения (1) позволил установить, что величина с/*

не должна превышать 20 мм, при этом углы затягивания для почат-, ков диаметром от 30 до 65 мм принимают значения от '18,67 до 38,45 градусов, которые соответствуют стальным и резиновым поверхностям рабочих органов початкоочистителя.

1

Рис. 1 Схема початкоочистительного аппарата 1 - дозатор, 2 - скатная.доска, 3 - 'прижимной барабан, 4 - ограничитель, 5 - кронштейн, б,- прикимной механизм, 7 ? демпсЬер, 8 - приводной валец, 9 - ведомый валец, 10 - рычаг, 11 - прижимной механизм, 12 - початок. •; 4

Величина зазора между прижимным барабаном и вальцами равна

Х =

(2)

где % - радиус ведомого вальца;. V/ - деформация початка; £„р- радиус приводного вальца;

- ааакв

Для исследования упругих перемещений и напряженного состояния в местах контакта початка с рабочими органами очистительного аппарата использован принцип независимости и сложения сил. *

' При деформации соприкасающихся тел первоначально точечный контакт переходит в контакт по эллиптической площадке, большая ось которой -

а = оо).

где - козф(|ициент, учитывающий длину опорной поверхнцсти, усилие прижатия, модуль упругости и коэффициенты Пуассона контактирующих тел; - упругая постоянная; Р - нормальное давление;

В - сочетание эллиптических йнтегрелов первого и второго рода;

Й - радиус рабочего органа. Малая ось эллиптической площадки

(4)

где о1ь - коэффициент, учитывающий диаметр початка, модули упругости и коэффициенты Пуассона контактирующих тел; К - эллиптический интеграл первого рода. Наибольшая интейсивность давления ' ,

"ц.^шни« 6К/.. ; (»

где «¿р.- койффициент, учитывающий размеры площадки контакта. Сближение соприкасающихся тел

(6)

■ где - коэффициент, учитывающий характер нагружения початка. При снятии оберток с початка сближение прижимного барабана и очистительных вальцов за счет деформации составило

где ¿е - деформация прижимного барабана; деформация початка; деформация приводного вальца; - деформация ведомого вальца;

У - угол между направлением усилия прижатия и нормальной • реакции.

Дефолиация оберток початка, создаваемая прижимным барабаном и очистительными вальцами, рассматривалась как случай нагру^-жения замкнутого кольца, закрепленного в очистительном блоке ; (рис. 2). "* 1

Рис. 2 К определению,перемещений оберток

и

Для участка обертки, нагруженного нормальной силой Р , реакциями /V в сечениях А и fí и изгибашими моментами М. , угловое перемещение равно

9(f)- (ktv-if*sin lP) , (8)

где ' .'

Линейнно перемещения оберток в горизонтальной и вертикаль-

1

ной плоскостях

' ■ к» .

(9)

1f(iP)=lí0-\eMdx(<t) ,

где V» ,U, - начальные параметры линии сечения оберток.

Перемещения точки Ь в горизонтальной и вертикальной ппос-

• костях

\lfy\- Ь.к, Pfr.2

- (10)

kxees*,-k(s¡nb-t}¡j ,

К = 0- К )(К cos y, -sin + Щрк ;

где

' Проекций полного перемещения V/ на.касательную и нормаль к недеформированной части"сечения обертки в рассматриваемой точ-

кв

^ (Ч>) = -^у^ К (005, - С05Ч>)~ к„ (ьп % - />>7</| >£(*) = кл (сое*, ^¡пср) - кч (¡¡пь-

При воздействии равновеликими рабочими органами с центрами крививн, отстоящими на различные расстояния друг от друга и от центра початка, поверхность последнего деформируется и принимает сложную Форму. Кривизна деформированных оберток является не классической цилиндрической или эллипсоидальной,' а имеет профиль в виде изогнутого "шифера", дакщй дополнительные приращения ^ в радиальном и в тангенциальном направлениях. Значения этих приращений определяются экспериментально. .

Таким образом, перемещения оберток при их деформации составляют

^ = , (12) .

Прокат початка в очистительном блоке осуществляется при

Л = ■ ' аз >

где X - кинематический коэффициент;

- линейная скорость прижимного барабана; ,

1Г„р - линейная скорость приводного вальца.

В процессе проката (рис. 3) между, точками касания А и В обертки натягиваются, а ыевду АЕ и да отходят от зерновой части - "вспучиваются".

При Л<1 деформированная часть обертки затягивается р пространство между приводным и ведомым вйльцами. Происходит про-

скальзывание оберток по отношению к зерновой части початка, т.к. рог ^ (14)

где сила трения обертки по верну в точке Ё> ,

Сй.о г . I пр ~ к-пр 7з >

^пр- реакция приводного вальца;

- коэффициент трения внутренней поверхности обертки по зерну;

Ре - сила трения обертки по зерну в точке В ,

РГ--Н,

Р - усилие прижатия.

О*.

Рис. 3 Схема сил действующих на ^очаток и обертки

Когда на участке АВ натяжение ^оберток от действия сил я принимает значение, при котором напряжения в сечении под ведомым вальцом достигают максимального значения с концентрацией в центре деформированного участка, в то время как под прижимным барабаном они распределены равномерно по всей площадке контакта, происходит разрыв оберток под ведомым вальцом. При этом рост трещины дс пропорционален силе , удерживающей обертки в уэле крепления к початку (рис! 4). '

Я*

Рис. 4 Рост трещины в розетке крепления листа обертки

Исходя из того, что листья оберток представляют Собой елок-' ную. биологическую систему, состоящую из жилок, которые можно принять в качестве балок, закрепленных одним концом,, определили усилие необходимое для отделения группы листьев от плодоножки и розетки крепления • •

0 - ' :

г£вА* ' ,

где П; - количество л и о т ь е в, ~ о дно временно отделяемых от початка; 1Н - радиус плодоножки-; * ... V

- шаг меаду жилками;. -

- толщина жилки'листа}'

А - ширина жилки листа. ■ - _ • . ' •

Опредепенб значение поджатая, ведбмого вальца "

Р эчт&п.Цъ*. . - (1б) ;

1 : • •

где - напряжение в воне контакта ведомого вальца;

- козф|)Ициенг_ трения каления ведомый валец обертки. Анализ выражений Ц5> и (1бГ показывает'-, что усилие необходимое для отделения оберток от початка и их проката, зависит от архитектоники и количества одновременно отделяемых листьев, пле-..

ча приложения силы и физико-механических свойств поверхностей.

В четвертом раадьле приведены результаты экспериментальных исследований. Дано сортовое разнообразие гибридов кукурузы восьми разновидностей. Наибольший интерес представляли: длина, максимальный и минимальный диаметры опорной поверхности; Фрикционное и упругие свойства початков; характер облегания, прочностные свойства и архитектоника листьев оберток.

Исследованиями установлено, что длина опорной поверхности составляла от 64 до 71 процента от общей длины початков..

Максимальнее диаметры опорной поверхности имели значения от о > * о р о

3,9.10"* до 6,3.10"- ы, а минимальные - от SjV.lO"6 до 5,6.Ю-4" и.

Коэффициенты трения движения для листьев оберток по эерь'у изменялись от 0,186 до 0,212, а между парами листьев оберток - от 0,40 до 0,53.

Разрушение печатав кукурузы при радиальном нагруконии характеризуется интегральными кривыми, имеющими 4...5 ступенек, что свидетельствует о влиянии на деформацию многослойной структуры • початков. Первая ступенька определяет предел, пропорциональности, за которым наступает разрушение евчзей зерновок со стержнем. Половина среднего значения,, равная 550 Й, принята нами за предельное усилие поджатая початков в очистительном аппарате.

Выявлено три характерных варианта облегания листьями оберток опорной поверхности, когда они: расположены попарно напротив друг друга; смещены относительно друг друга на углы 45 , 60 и 120 '•градусов; заходят один за другой,'образуя веер.

Деформация одного, четырех, шести и девяти листьев оберток, при изменении давления от 0,234 до 1,635 МПа наиболее точно описываются эмпирическими зависимостями (рис. 5): для одного листа

для четырех листьев

дИ* = 0,(26 ¿лр+0322 ;

для шести листьев

лИе - 0,1821пр *0,545 ; для девяти листьев

д Нэ = 0.2661ар * 0,74 7.

ьИ, ми

0,-9 /5,8

0,7 0,6

'0,5

0,4 0,3

0,2

ОД

(18)

(19)

(20)

0,4

0,8 1,2 1,6 1,8 Р.МПа

Рис. 5 Влияние нагрузки на изменение толщины слоя оберток один лист,о- четыре листа, д - шесть листьев, я- девять~листьев

Изменение 'усилия прижатия при прокате от 110,6 до 420,0 Н

приводит к увеличению удельной ширины листа'на 1,0. Ю-4...

прокате

означало опорной поверхности листа,л- середина опорной поверхности листа, х - конец опорной по-

с

верхности листа.

Усилие отрыва-, листьев оберток уменьшается по мере отклонения направления действующей силы от оси початка. Минимальное значение среднего -усилия для угла 90 градусов при отделении с растяжением составило 44,9 Н, а с кручением - 17,1 Н.

Удельные значения разрыва листьев оберток параллельно жилкованию для середины и края листьев опорной поверхности изменялись от 100.до 767 Н/м.

Особенность жилкования листьев оберток, когда чередуются одна.. .четыре- мелкие-и одаа крупная, придает их поверхности вид сложного профиля. Высота больших жилок 12...35 мкм, малых б... 18 мкм; ширина больших 32...90 мкм, малых 7...40 мкм.

Установлено, что обе поверхности липтьег оберток покрнты

одноклеточными волосками плотностью 8...14 штук не 1000 мга/% средняя длина которых на внешней отороне ? мкы, а на внутренней 12 ыкм, имеющими достаточно строгий порядок расположения и нагь. равления роста.

Прижатие.початков к вальцам с усилием от 85 до 550 Н дало возможность установить взаимосвязь мевду размерными характеристиками початков, давлением и видом контактирующей поверхности рабочих органов. Установлены эмпирические зависимости для, опре-' деления СХ, Ь , р„, $ , а таете значения oia , oit , о¿А и cLt : для вальцов с резиновым покрытием

Р'О 0742 , г>

- , - ' , Jb*0.i5 f ил = 4,7-Ю'4ß^-i . для стальных вальцов

оL^0,&5 ,<¿„'0,25 = i olt = i&7/0's для обоих типов' вальцов.

С увеличением давления со стороны рабочего органа на початок величина 2Q приближается к длине опорной поверхности, а ширина полоски контакта 2b удваивается, что способствует интенсивному "вспучиванию" оберток мезду точками давления. .

Установлена взаимосвязь между величиной диаметра початка и деформациями, возникающими от воздействия внешних сил, для оценки которой введены понятия относительного диаметра початка и-от-' ноеигбльной деформации оберток. ' -

скспериментальное исследование влияния кинематического коэффициента подтвердило гипотезу, изложенную в теоретической части.

г, ■ I '

Е результате реализации матрицы центрального компоаиционно- .

го уни*юрмрота табельного планирования получено уравне ние регрессии, описывающее технологический процесс съема цберток с початка кукурузы

У = 91722>Ю~1-5,&2>-Ю'гз:, -2,75-Ю"'хг-4,17Ю'гХл +9,9.ЮЯХ^ * Ъ,7Ю'%ХгЧ,25-Ю-гХ,Х,*Я5-(0-гХ,^ +3,7?. Ю'гХьТ3~ -3,7-10 Зхг х,ч,25югх3х4 -г,ш6'х? + (мю-'х* + . •и.мо'х* + /,н-ю~'Х4* , 1г 1)

где х, - усилие прижатия; • •

О1, - кинематический коэффициент; Хг - коэффициент трения движения; X* - линейная скорость вальцсв.

Полученные значения критерия согласия Фишера подтвердили адекватность уравнения регрессии, а критерии согласия Стьмден-та - значимость коэффициентов уравнения.

Уравнение -регрессии было приведено к каноническому виду

У= 01671 +0,120бХ* +0,0229X* +0,0072Хг-00302X* , (22)

5га анализ выполнен при помощи двумерных сечений (рис. 7)

а , . ■ о

Рис. 7 Двумерные сечения поверхностей'откликов

а - приО ,ХгО ; б - приХг-0 .

Рабочий режим, при котором осуществляется полная очистка початков от оберток за один оборот вокруг своей оси, возможен при усилии поджатия от~175Н и больше" кинематическом коэффициенте 0,85, коэффициенте трения даижейиА не менее 0,53, линейной скорости вальцов 1,15 м/с, что подтверждается экспериментальными данными.

В пятом разделе "Оценка эффективности початкоочиотительно-го аппарата" выполнено сравнение■ показателей работы экспериментального аппарата ^очистителя початков ОП-15 С. При оценке показателей качества использовалась функция желательности Харрингто-на в трактовке Е.А.Ковалевой '

#

определяющая комплексный показатель эффективности в долях единицы. По результатам расчетов построены гистограммы (рис. 8).

©($(!)©© №

Рис. 8 Гйсцограмыы показателей эффективности 1 - энергоемкость, 2 - обслуживании персонал, 0 - затраты труда, 4 - производительность, 5 - качество очистки без сортиров-

ки, б - вышелушивание зерна, 7 - неповрежденные початки, 8 - поломанные початки, 9 - влажность зерна, Ю - влажность оберток, 11 - масса машины.

Обобщенный показатель вкспериыентального очистительного аппарата превышает показатель базового очиотителя початков в два раза. Економическая эффективность экспериментального очистителя при обработке початков с 1000 га при урожайности 4,3 т/га составляет 4 485 023 рубля при соблюдении агротехнических требований по качеству очистки.

шведа И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. В результате анализа литературных источников и производственного опыта установлено, что очистка початков кукурузы при нестабильном режиме работы существующих аппаратов не отвечает в полной мере агротехническим требованиям, поэтому разработка технологического процесса очистки является актуальной задачей.

2. Разработанная классификация машин и аппаратов, а также анализ исследований по очистке початков кукурузы от оберток позволили выбрать направление совершенствования технологического процесса и оптимизации его параметров.

3. Теоретические исследования позволили получить аналитические зависимости для определения:

- угла затягивания початков;

- зазора между прижимным устройством и блоком очистительных вальцов;

- напряжений и деформаций на поверхности контакта;

- вида и размерных характеристик площадок контакта;

- изменения формы поверхности оберток в зависимости от характера действия внешних сил;

- усилий разрыва и съема листьев оберток;

- усили|т взаимного прижатия очистительных вальцов.

4. Теоретически исследован процесс проката початнов в очистительном блоке, позволивший определить оптимальные кинематические параметры системы прижимное устройство - очистительные вальцы.

5. Предложен новый подход к вопросу разрушения оберток початков как сложнчй связной биологической системы, учитывающий особенности архитектоники листьев оберток, условия приложения силы и физико-механические свойства контакгирущих поверхностей.

6. Исследования физико-механических свойств початков кукурузы показали, что контакт с рабочими'органами при прокате осуществляется на участке равном 0,64...О,71 общей длины, которая названа опорной; углы охвата листьями по опорной поверхности составляли от 45 до 450 градусов; значения максимального диаметра почат-

9

ков изменялись от 3,9,10 до 6,3.10 м, а минимального от

3,7.10 & до 5,6.10 " м; длина листьев имела значения от 9,0.10

—1 ^

до о,4,10 м; коэффициенты трения движения внутренних листьев

оберток по зерну были 0,186...0,212, первой пары между собой 0,40...0,45, средних листьев 0,48. ..0,53, наружных 0/6.. .0,48, значения которых в 1,05...1,26 разе меньше трения покоя. •

7. Усилия съема листьев оберток с початков, в зависимости от вектора действующих сил, изменялись от 9,5 до 191,0 Н. Поэтому початкоочистительный аппарат должен обеспечивать отделение оберток с наименшими усилиями, которые получаются при угле 90, градусов с одновременным кручением.

8. Максимальное усилие поджагия початков к очистительным вальцам при съеме оберток не должно превышать 550 Н.

9. Характерными вариантами облегания обертками опорной поверхности початков являются такие, когда листья:

- расположены попарно напротив друг друга;

- смешены относительно друг друга на углы 45, 90 и 120 градусов;

- заходят один за другой, образуя веер.

10. Прокат листьев оберток приводит к увеличению удельной

-4 -Ч

ширины их на 1,0.10 ...6,82.10 м.

11. Значения удельного усилия разрыва листьев параллельно жилкованию составили от 100 до. 767 Н/м.

13. Очистительные вальцы должны иметь диаметры от 56 до 71 мм, при втоы приводной должен быть обрезиненный, а ведомый -стальной ри-ТотеныЙ с шагом рисЬлей соизмеримым с шагом жилкования, равным 1,2 мм при высоте рийЬлей 1,2 ш и ширине их 0,8 мм.

13. Взаимное поджатие очистительных вальцов должно быть не менее 50 Н.

14. Методом планирования многофакторного эксперимента определены оптимальные параметры технологического процесса початко-очиститэльного аппарата: усилие поджатия початка к вальцам не менее 175 Н, кинематический коэффициент 0,85, коэффициент трения движения вальца по.оберткам не менее 0,53, линейная скорость вальцов 1,15 м/с.

15. Ёффекгивность использования экспериментального початко-очистительного аппарата в сравнении о аппаратом ОП-15 С выражается в исклшении ручного труда и операции доочистки, снижении затрат труда на 91,18 процентов, повышении производительности

на 292,52 процента," сезонной экономии удельных эксплуатационных затрат при обработке урожая с 1000 га при урожайности 4,3 т/га в размере А 485 023 рубля при соблюдении агротехнических требований по качеству очистки. Использование функции Харринггона

показывает превышение обобщенного показателя експериментального аппарата в сравнении о ОП-15 С в два раза.

По теме диссертации опубликованы следующие работы автора:

1. Петунина H.A. О некоторых фиэико-механических свойствах початков// Тезисы докладов/ Вопросы развития единой общегосударственной системы научно-технического творчества в крае.- Краснодар: 1988, с. 48...49.

2. Петунина И.А. Совершенствование технологии очистки початков кукурузы// Тезисы докладов/ Теория и практика современной науки в работах молодых ученых.- Краснодар: 1990, с. 31.

3. Петунина И.А. Взаимосвязь некоторых физико-механических свойств.початков с процессом послеуборочной обработки кукурузы. Деп. во ШИИ ТШ агропрома.

4. Петунина И.А. Деформация оберток початков кукурузы и ее влияние на качество очистки. Деп. во ВШИ ТШ агропрома.

5. Петунина И.А. Кинематика в управляемом процессе очистки початков кукурузы. Деп. во ВНИИ ТШ агропрома.

6. Петунина И.А. Аппарат для очистки початков кукурузы от оберток (Положительное решение о выдаче патента на изобретение, заявка № 96124330/ 13(031147), 26.12.96).