автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования машины предварительной очистки зернового вороха совершенствованием основных рабочих элементов

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО.ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

САЙТОВ Виктор Ефимович

УД1{ 631.362.3.633.1

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИНЫ ПРВДВАШШЬНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА СОВЕРШЕНСТВСВАНИЕМ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ

Специальность 05.20.0Г - Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ЭЛЕМЕНТОВ

С.-Петербург-Пушкин 1991

Работа выполнена в Кировском сельскохозяйственном институте.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор СЫЧУГОВ II. П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ДАВИДСОН Е.И.

кандидат тех!шчес1шх наук, старший научный сотрудшт НПО Нечерноэеыагромаш ЭРК Ф.Н.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока имени Н.В.Рудницкого

Защита диссертации состоится 1992 года '

в 14 час. 30 мин. на заседании специализированного совета К 120.37.05 по присуждению ученой степени кавдвдата технических наук в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени государственном аграрном университете по адресу: 188620, С.-Петербург-Пушкин , Академический проспект, д.23, ауд.719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "1991 года.

Учены)! секретарь специализированного совета кандидат технических наук доцент

Д.И.НИКОЛАЕВ

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темп. Надолное обеспечение потребностей насело-ния страны продукганн питания, промышленности сельскохозяйственным сырьем, а шшотноводство кодами является одной из основных задач сельскохозяйственного производства. Ключевая роль в решении этих задач отводится наращиванию производства зерна. Определяющим условием увеличения производства зерна является повышение урожайности зерновых культур на основе качественной послеуборочной обработки урояая и сокращения при этом потерь зерна.

Ванной составной частью технологии послеуборочной обработки зерна является его предварительная обработка. Для выполнения данной операции в настоящее время приметаются высокопроизводительные каишш предварительной очистки ЫП0-50 и Ш0-100, используемые в поточных линиях послеуборочной обработки зерна производительностью 50 и 100 т/ч. Однако практика эксплуатации данных агрегатов и комплексов показала, что технологическая эффективность существующих зерноочистительных машин низкая, особенно их пневмосепарируыцих рабочих органов. Поэтому.создание наиболее эффективных и экономичных зерноочистительных машин является задачей весьма актуальной. Одно из перспективных направлений при создании таких машин - повышение эффективности функционирования зерноочистительных машин совершенствованием основных сепарирующих элементов и органов.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры с.-х.машин Кировского СХИ (номер государственной регистрации 01.86.0066024).

Цель исследования. Повышение эффективности технологического процесса машины предварительной очистки зернового ворога путем совершенствования ее основных рабочих элементов, использования максимальных возможностей рабочей среды - воздушного потока.

Объектами исследования явились установки для предварительной очистки зернового вороха, устройства для регулирования скорости воздушного потока в пневыосепараторах, технологический процесс аэродинамического распределения зерновых материалов и их физико-механические свойства.

Научная новизна. Определены перспективные пути интенсификации разделения зернового вороха и предложены устройства, предназначенные для качественной обработки вороха. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверздены аэродинамические и технологические режимы рабочего процесса машины предварительной очистки зе-

i'iiuíioro вороха, устройств для регулирования скпГг,сти поядупшого потока в ппевмосепараторах. Новизна предложенных и исследованных разработок защищена 9 авторскими свидетельствами на изобретение и 5 решениями ВНИИП1Э о ввдаче авторских свидетельств на изобретение.

Практическая значимость п реализация. Результаты научных исследований переданы ГСКТБ ПО "Воронежсельмаш" (г.Вороне*;) и будут использованы при совершенствовании существующих и вновь создававши машин. Конструкция разработанной пневыосистемы, содержащей перепускной канал, камеры осазкдения фракций, пылеотделитель с псалюзийным входным участком, всасывающее калюзийное окно в верхней части пнев-шеепарирущего канала, использована при разработке технической документации модернизировашюй машины МИО-50. Изготовлон экспериментальный образец и проводится агротехническая оценка его работоспособности.

Модернизированная машина Ш0-50, обеспечивающая фракционное разделение отходов в осадочной камере, внедрена в совхозе "Лекмин-ский" Кировской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсукдены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Кировского СХИ (1988...I9SI г.г.), Ленинградского CX1I (1988... 1990 г.г.), техсоветах ГСКТБ ПО "Воронежсельмаш"(1988.,, 1990 г.г.), на научно-технической конференции "Научно-технический потенциал вузов - народному хозяйству" (г.Киров, 1989 г.), на Всесоюзном совещании по пневмогидроавтоматике и пневмоприводу (г. Суздаль, 1990 г.).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, получен9 9 авторских свидетельств на изобретение и 5 решений ВНИПП1Э о вцдаче авторских свидетельств на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы (142 наименований, в том числе 7 иностранных) и приложений. Работа изложена на 201 странице и содержит 19 таблиц, 55 рисунков, 27 приложений на 32 страницах.

СОДЕРМНЯЕ Р/БОТЫ

Введение. Обосновывается актуальность выбранной темы исследований и рассматривается основные положения работы.

I. Состояние вопроса и задачи исследований. Рассматривается технологические процессы и схемы пневкосепариругацих систем МПО, агротехнически о и санитарно-гигиенические требования, предъявляемые

системам. В результате анализа научных работ В.П.Горячкпна, М.Н.Ле-тощнева, В.Г.Турбияа, И.Ц.Бозручкина, А.Я.Малиса, А. Р. Демидова, В.Л.Злочевского, А.И.Нелмбова, Е.Ф.Ветрова, Л.Б.Демского, Н.Н.Коси-лова, А.И.Климка, А.К.Турова п др. определены пути интенсификации и предложены устройства, обусловливающие качественное разделение зернового вороха.

Исходя из проведенного обзора и анализа поставлена следуп'.ще задачи:

- дать анализ модели функционирования маплны предварительной очистки зернового вороха;

- исследовать процесс функционирования пневыосепарпругацого канала с пнешогштащш устройством, обеспечиващш предварительное расслоение зорнового вороха;

- провести теоретическое и экспериментальное обоснование по определению рациональных параметров входного окна пылеотделптеля, расположенного в выхлопном диффузоре диаметрального вентилятора, и режимов технологического процесса экспериментальной установки с данным устройством;

- выполнить теоретическое и экспериментальное изучение технологического процесса разделения отходов в осадочной камере центробежного типа на зерновке и сорные прплеси;

- исследовать устройства для регулирования скорости воздушного штока в пневмосегараторах;

- выявить возможности применошш цилиндрического решета для выделения мелких примесей из зернового вороха;

- выполнить производственные испытания экспериментальной машины предварительной очистки зернового вороха в поточной линии послеуборочной обработки зерна и проверить технологическую надежность и эффективность данной машины в условиях нормального функционирования;

- дать экономическую оценку эффективности работы экспериментальной манаты предварительной очистки зернового вороха.

2. Анализ рабочего процесса манты предварительно]'? очистки зернового' ворога. В результате анализа исследований конструкций сепараторов предшественников и автора (в соавторстве) предложена модель функционирования машины предварительно!; очистки зернового вороха (рис.1).

В качестве входных воздействий приняты подача G(t) зернового материала и его качество K(t) (засоренность, влажность и др.). выходными параметрами в схеме являются количество обработанного материала F)j(t) отходов, Рф(1) фура;-шо!< фракции и Flj(t) потерь селян

ГШ

Гот

ка)

мпо

за

■Мо

Рис.1. Модоль функционирования калг^т предварительной очистки зернового во -роха

основной культуры в отхск-ды, удолышй расход энергии Нва(1) , чистота Е({.) об-работгшного зернового вороха, качество 0(1) фуражной фракции (процентное содержание количества битых, дробленых, щуплых и вынесенных полноценна зерен в Рф(1) ). Поскольку качество сепарации в значительной степонп определяют скорость 1} качество Кпк(Ь), Кф(^) воздушного потока в пневмосепарирующем канале и в зоно фракционного разделения отходов соответственно, они являют собой управляющие воздействия. В процессе анализа модели функционирования зерноочистительной машинн выявлено, что при воздействии контролируемых двух входных величин ОН) и КШ контролируемыми выходными параметрами являются ), (Т1({) и 0(4), характеризуйте качествен-1шо показатели технологического процесса ыашшш.

Обосновано место наибольшей концентрации в золе выхлопного ди^.узора диаметрального вентиляторч частиц легких примесей, выносимых воздушным потоком из осадочной каморы, и рационального месторасположения входного окна иылеотдоллтеля в ней при удалении из шшвмосепаратора в аспирациоиную сеть минимального количества воздуха при максимальном содержании в нем частиц примесей. Для этого в свою очередь определены траектории движения частиц легких пркме-сей, вылетавдих из колеса вентилятора (рис.2). Движение частицы рассматривается как сложное:

1Т. + Са , (I)

где - абеолниная скорость частицы; На ~ относительная скорость частицы; Со - переносная скорость (скорость воздушного потока в рассматриваемой точке).

Ди.даренцпалышс уравнения движения частицы в неподвижной системе координат ХОУ имеют ввд:

где щ - масса частицы; - сила сопротивления воздушного потоку

Рис.2. Схема сил, действугацих на частицу н выхлопном диффузора диаметрального вентилятора

движению частицы; Q - ускорение свободного падания частицы; ip - угол меяду зсью х и векторам П .

Учитывая значительный диапазон аэродинамических свойств частиц, выносимых через диаметральный вентилятор из осадочной камеры, и соответственно зависимости силы сопротивления воздушного потока движению частиц от их размеров, формы, решила обтеканцего их потока (числа Репнолвдса Ra ), они условно были разделен!! на группы: частицы размером менее 100 мкм, частицы размером более 100 шсм и частицы, характеризунциеся коэффициентом парусности • Система уравнений (2) решена применением способа линейной аирокскмащш. Модель движения частиц в зоне- диффузора диаметрального вентилятора получена в виде параметрических уравнений и приведена к одному виду, удобному для численного решения на ЗЕМ:

y(t)HMf«síníí<a+f-^)t+[(SíElr+B1)sm^-f)+§}f ■ J (3)

Из уравнений (3) следует, что для частиц размером менее ЮОмкм:

K=3%4tlJ Odi+ ®rR)a-2Sa!r RcqscCo, m = \ t 0 7 0, (4)

для частиц размером Солее 100 мил:

ííf-^l'Rcesafo, Ва= ¡(jrfBf, m=|-, Г 0 т ^

для частиц, характеризующихся коэффициентом парусности:

¡<=35ИГ а,= 5и+®я/-3Rco&«Ca, Ba=0j m=4, (6)

где So , у» - координаты вылета частицы из ротора вентилятора; 5¡¡l - абсолютная скорость поступления частицы из межлопаточного канала ротора вентилятора в его выхлопной криволинейный диффузор; J}¿ - угол установки лопатки на наружном диаметре ротора;J¡> - угол, характеризующий дугу ротора вентилятора, ш которой происходит поступление частиц в диффузор; оС„ - угол мезду вектором б01 и каса-тельноиТ-*С ; d - диаметр частицы; И - частота вращения вентилятора; - дииамичеыай коэффициент вязкости воздухл; - плотность воздуха; R - наружный радиус ротора вентилятора.

Формулы (3) позволяют прогнозировать траектории движения частиц в зависимости от начальных условий вылета их из ротора ьон-

«За ,р и параметров чаотшш й , кг, .

Анализ уравнений (3) ла ЭВМ показывает, что наиболее рационально.! месторасположением входного окна пылеотделителя с жалнзий-ным участком а криволинейном дпффузоро диаметрального вентилятора, установленного в машине МП0-50, является зона, ограниченная углом £ = 150...180°.

В ходе аналитического рассмотрения вопроса о фракционировании отходов в осадочной каморе установлено, что качественное разделение их на фракции зерновых и сорных легких пршесел возможно за счет воздушного потока, подведенного в зону фракциошгрования. При ото:.: предложены два способа разделения отходов: фракционирование в сепарирующих каналах, установленных в осадочной камере, и фракционирование узкой равномерно!; воздушной струе!! в зоне криволинейно!; степкп камера, Для уяснения сущности происходящих явлений при фракционном разделении отходов узкой равномерной струей воздушного потока определено движение единичной частицы, принадлокащей зерновому вороху, как функции ее начальной скорости, коэффициента парусности и релкма воздушного штока (рис.За). Система дифференциальных урашешн;, опиенвагацая основное уравнение динамики ыатериаль- . ной точки, в проекциях на выбранные оси ХОУ решена применением способа линейной апроксимации. Модель процесса движения частицы в узко;; боковой равномерной струе воздушного потока получена в виде парамет рич е ских урав полий:

I?

V.

(7)

0^0 Хла

Гкс.З. Су.ама сил, действующих на частицу в зоне (гракциошюго разделения отходов (и), и расчетные траектории полета частиц (б)

где 5, - начальная скорость поступления частицы а боковой воздушный поток; 5ь - скорость бокового воздушного потока; л - угол между осью у и направлением начальной скорости поступления частицы в боковой воздушный поток; ^ - угол между осью х и направлением скорости бокового воздушного потока.

Формулы (7) представлены в удобной форме для использования в практических расчетах, позволяют прогнозировать полет частиц зернового вороха, отличающихся коэффициентом парусности кп . в зависимости от начальных условий йь , (Зв, <Л , £ и обосновать рациональную схему конструкции зерноочистительной машины с целью более эффективного разделения компонентов вороха на фракции.

Для моделирования движения частицы использована микро-ЗВМ ДВК-2М. Изучение траекторий движения компонентов воздушных отходов показывает, что качественные показатели разделения и осавдения примесей могут бить достигнуты при 5о = 1,5 м/с, оС = 30; £ = 10°, = 9 м/с и ширине струи бокового воздушного потока В = 0,08 м (рис.36). Из рисунка, на котором легко различимы области движения зерна и сорных легких примесей, следует, что рациональное расположение конца разделительной стенки камер осаждения фуражной и сорной фракций находится в области значений координат х = 0,20...0,28 м, у = 0,13.. .0,20м. Наклонные линии равных времен, представленные на этом же рисунке, определяют положение частиц вороха на соответствующих траекториях для любого момента времени.

Представлены предпосылки к обоснованию плавного регулирования скорости воздушного потока для точной настройки технологического режима работы пневмосистемы зерноочистительной машины. Предложена поворотная перфорированная заслонка, обусловливающая изменение расхода воздуха в зонв технологического процесса, перекрытием проходного сечения канала за счет поворота и уменьшения коэффициента ее живого сечения. Расходная характеристика данной заслонки в общем виде представляется

= а - 64оС - с4сС8- тб - пОй- р95- ... (8)

где- относительный расход воздуха,=(к/Цптах; 0-пдас - максимальный расход воздуха; Ц1 - расход воздуха при I перекрытии проходного сечения канала заслонкой; а , Ь( , ^ , 64.....т , п ,р - неизвестные коэффициенты, характеризующие форму зависимости }(Л) и ^ь*^) ; <£■ - Угол установи! заслонки в канале; В - геометрический размер отверстия перфорированной заслонки.

Устройство обеспечивает поэтапное изменение расхода воздуха варьированием параметров ¡>С и Й , если & = 0, то регулятор рабо-

тает как обычная глухая заслонка. Кроме того, регулятор способен обеспечивать выравнивание неравномерного потом воздуха или создание требуемой структуры его, что имеет существенное значение в зоне технологического процесса машины. Вышеперечисленные свойства регулятора позволяют применить ого при создании компактных воздушных сис -тем.

3, Программа и методика экспериментальных исследовании. Представлены программа экспериментальных исследований, которая составлена в соответствии с поставленными задачами, общепринятые и частные методики, ссылки на ГОСТы, описаны экспериментальные установки для исследования технологического процесса предварительной очистки зернового вороха, отделение предварительной очистки зерна с экспериментальной машиной в поточной линии зерноочистительного агрегата ЗАВ-25, устройства для регулирования скорости воздуха и аэродинамическая установка для исследований данных устройств, использованные приборы и оборудование.

Технологический процесс машины предварительной очистки зернового вороха изучался на экспериментальных установках, сумы которых -представлены на рисунке 4. Разморы данных установок в продольно-вертикальной плоскости соответствовали параметрам машины Г.II0-50, а ширина проточной части равнялась 0,2 м. Аэродинамические характеристики устройств для регулирования скорости воздушного потока, состоящие из двух перфорированных с прямоугольными отверстиями пластин с возможностью относительного перемещения одной в осевом направлении, изуча- . лксь в аэродинамической установке (рис.5) и в пневмосистеме установки (рис.46). Исследуемые заслонки устанавливались в нагнетательной трубо, имеющей ширину 0,1 м и высоту 0,2 м, в сечении С, расположенном на расстоянии пятнадцати эквивалентных диаметров от выхлопного диффузора вентилятора.

При исследовании параметров воздушного потока в воздушных системах установок использовались микроманометры, трубки Пито-Прандтля, датчики статического давления. Определение аэродинамической характеристики исследуемого зернового вороха проводили пневмоклассигоикато-ром зерна К-293. Для измерения влажности проб зернового материала использовали влагомер ВЗПК-1. Обработка данных экспериментальных исследований осуществлялась на микро-ЭВМ ДВК-2Ы и ЭВЦЫ "Наири-2".

4, Результаты „экспериментальных исследований. Исследованием процесса функционирования пневмосопарпрукщего какала с пневмопитагациы устройством, обеспечивающим предварительное расслоение зернового вороха, лвлялось обоснование простой модели процесса, связывающей его

Рис.4. Схемы экспериментальных установок для предварительной очистки перцового вороха:

1-диаметралышй вентилятор;

2-питатель: 3-сетчатый транспортер; 4,?>10,14-лнгруз1шо устройства; 5-питакцео устройство; 6-пневмосепарирупдий канал; В-пылеотд елпт оль; 9-во здухоподводящий канал; 11-осаг,очная камора; 12-перепускной канал; 13-Ш1лиэдрнческоо решето

ш

5Бэ

30з

•4

ЗПэ

7-

а з

Рис.5. Схема экспериментально;! аэродинамической установки для исследования заслонок:

I - диаметральный вентилятор; 2 - заслонка; 3

на гн от а т о л ьн а я т ру бп

объективность (полнота Е вэделонпя примсссй и вшос Р; полноиенно-го зерна) с наиболее вахишми факторами (относительний расход воздуха^ и коэвдшциент живого сечения j^p направляицеп решетки питающего устройства), существенно влияющими на процесс пневмосепаращш и выбранными на основе априорной информации. Для реализации опытных дашшх принят некомпозиционный рототабельний план второго порядка, как наиболее рациональный по количеству опытов и получаемой информации в данном случае. Полученные модели регрессии исследовались методом трехыерннх зависимостей, как наиболее наглядно представляющие данные поверхности. Установлено, что функция отклика Е при любом фиксированном значении j% с изменением шлеет явный максимум îipuj^p =- 0,38, а функция отклика Р& шест заметный минимум соответственно. Причем с возрастанием при фиксированном значении=0,38 параметры оптимизации Е и возрастают. Так, приJ^b = Е = 51%, Рг =0,09, а прид= I Е = 82$, Pà = 2,2%.

Экспериментальные изыскания по определению рациональных параметров входного окна пнлеотдолигеля, расположенного в выхлопной диффузоре диаметрального вентилятора и регшыов технологического процесса экспериментальной установки с данным устройством осуществляли применением метода симплексного планирования, реализацией трехуровневого почти рототабельного плана Бокса-Бенкина второго порядка, а также использованием планов однофакторпого эксперимента, В результате реализацш планов и обработки опытных дашшх методом регрессионного анализа определены уравнения регрессии взаимосвязи параметров входного окна нылеотделителя от коэффициента улавливания £ примесей пилеотделителем, а также реимов технологического процесса установив Зафиксировано максимальное значение критерия оптимизации L - 0,98 при совместном взаимодействии факторов В и £> ( Jb = 155°, Д = 0,03 м) б области В = 0,12...0,014 м и $> = 0,145...0,168 м (рис.6). Определено рациональноо соотношение расхода воздухарп , отводимого через пылеотделитель наружу, к расходу воздуха й , проходящему чорез диаметральный вентилятор. Оно составило не менее 0,1. При этом характеристика Pj =f(Q) диаметрального вентилятора имеет лишь нисходящую ветвь, что свидетельствует о стабильной им подаче воздуха в сеть установки. Измерение статических давлений FU по длине воздушного тракта установки выявило, что нулевое значение находится в зоне ввода зерновой смеси, а избыточное значениеftïтолько на участке нагнетания (рис.7). Поэтому выявленные предпосылки к пилению машины через неизбежные неплотности конструкции определили пути их устранения.

ftí. Па

л

320

2« «50

SO О -601

Рис.6, Двумерное сечешю поверхности отклика, характеризующее £ от о и s (¿ = 0,03 м)

зующее

Рис.7. Распределение Р£5 по длине в о зд у ил ого т ра кт а у с т а но в ки

0 1 I U й 13 и!

CQL„/a= 0И )

При фракционировании отходов в.сепарирующих каналах, установленных в осадочной камере, поверхность отклика (рис.9), характеризующая содержание зерновых примесей С1 в фуражной фракции от скорости воздушного потока 5ср по входном окно и зазора л2, описывается уравнении!:' ( '

a=-^M^2+43IQS§Sp+65),Sí2/^-2,5ii5(í)cp)a-¿i57MjO!:?üa- 77-17,68 д| . (9)

Функция отклика (9) показывает, что с уполичением Sep и уменыленпем д, качество фракционирования улучшается вследствие повшенпл концентрации К выносимых принесен воздушным потоком через диаметральный вентилятор и при бсР =9,6 м/с, Да= 0,01 м показательd составляет 62/2. При ото:.! коэффициент & с возрастанием К остается постоянным и составляет 0,98, а концентрация К4 легких примесей, циркулируидих в воздушном тракте, соответственно повышается. Вследствие этого, из-за увеличения захвата циркулирующих сорных легких примесей зерни,® очищенного продукта качество В снижается и при К =0,8 кг/м становится шике 50/1. Поэтому данный способ фракционирования отходов пригоден только для зернового вороха невысокой засоренности и нормальной влажности. При исследовании фрашдионирования отходов узкой воздушной струой в зоне криволинейной стенки осадочной камеры реализован трехуровневый почти рототабельшШ план Бокса-Бенкила второго порядка. Полученные модели регрессии исследовались методом двумерных свчегаШ (рис.9). Установлено, что с точки зрения достижения ■максимального значения Ü и наименьших потерь Пз. полноценного зерна

ХшрйЯшэ

Рис.8. Зависимость содержания а зерновых примесей в дражной фракции от параметров С2ри

Рис.9. Двумерные сечения поверь хностей отклика, характеризую-, щие а , Па и Пш* от X и у (0{Р= 6,5 м/с):

-- содержание И зерновых

примесей;------ потери Пз

полноценного зерна;-----потери (]цц щуплого, дробленого зерна

.175 м. При этом 0 = 80$, а Пь

в отходы рациональные значения координат разделительной стенки камер осаждения фракций составили ж = 0,21...0,23 м и у = 0,160. составляют 0,025...0,042$, потери Пи» щуплого, дробленого зерна незначительны - 0,35...0,65$, Эффективность осавдения примесей в рассматриваемой каморе при работе ¡сак в режиме фракционного разделения и осаздения отходов, так и в режиме безфракционного их сбора и вывода составляет 90 и 97$ соответственно, что сведетельствует о вполне удовлетворительной работе камеры.

Аэродинамические свойства перфорированных поворотных заслонок, имеющие наибольший коэффициент живого сечения, равный 0,35, и технологические параметры пневмосистемы экспериментальной .уста-. новкп, работающей в режиме безфракционного сбора и вывода воздушных отходов, с данным регулятором исследованы по плану однофак-торного эксперимента в сравнении с глухими поворотными заслонками. В результате реализации плана и обработки опытных данных методом регрессионного анализа определены модели регрессии расходных характеристик глухих и перфорированных заслонок. Полученные модели регрессии показывают, что значение ошибки выбора режима работыдмь у перфорированных заслонок ниже, чем у глухих. Изучениевлияния заслонок на поля скоростей воздушного потока по длине трубы аэродинамической установки выявило, что поворотные перфорированные

заслони! не нарушают, а также могут за собой создавать равномерную или требуемую структуру воздушного потока. Это обстоятельство позволяет применять данные регуляторы при совершенствовании существующих и создании компактных-пновмосистем зерно- и семеочистительных манит.

С целью изыскания возможности применения вращающегося цилиндрического решета (скальператора), установленного в приемной части экспериментальной установи!, для наделения мелких примесей проведены ряд поисковых работ по договору с ГСКТБ ПО "Воронежсельмаш". Выявлено, что при использовании решета № 22 с продолговатыми отверстиями данный рабочий орган имеет невысокую степень извлечения мелких примесей ( ^ = 29%), а потери Пь полноценного зерна при этом составляют 0,022%. Применение решет о большими размерами приводит к потерям ГЬ , которые превышают агротехнические требования, предъявляемые к машинам предварительной очистки зерна. Однако перспективным направлением использования этого рабочего органа, требующим дальнейшего изучения и представляющим большую отдельную работу, является применение его для ввдоления не только мелких примесей, но и фуражной фракции.

Производственные испытания модернизированной машины Ш0-50, обеспечивающей фракционное разделение и осаждение воздушных отходов в осадочной камере, проводили в поточной линии зерноочистительного агрегата ЗАВ-25 совхоза "Лекминский" Кировской области. При этом обрабатывался, поступавший от зерноуборочных комбайнов, ворох ржи, ячменя, овса и пшеница, имеющих влажность 15...ЗТ/о и засоренность 6...15%. Установлено, что при удельной номинальной зерновой нагрузке 38,07 кг/(м^-с) эффект В выделения примесей составил 65...72,1, потери П4 полноценного зерна в отходи не превышали значения 0,02$, а содержание 0 зерновых примесей в фуражной фракции составляло 79... 84$.

5. Технико-экономическая эффективность экспериментальной мапл-нн предварительной очистки зернового вороха. Приведен расчет экономической эффективности экспериментальной машины предварительной очистки зернового вороха в соответствии с общепринятой методикой. В качестве базовой машины при расчето экономических показателей принята машина предварительной очистки зернового вороха ¡,110-50. Годовой экономический эффект от внедрения экспериментально!! машины составляет 665,13 рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПИЩЛОЖЕШЯ

1. Воздушной поток, генерируемый диаметральным вентилятором, имещим диаметр колеса 0,4, ширину 0,2м и частоту вращения 680 мин-1, обеспечивает технологический процесс в пневмосепарирующем канале с пневмопитакщим устройством экспериментальной установки при удельной номинальной зерновой нагрузке G- = 38,07 кг/(м2«с), что при пересчете на шрину проточной части 1,52 равно производительности 50 т/ч и относительном расходе воздуха^ 0,5. При этом эффект вццелешш примесей составляет 51%, а вынос полноценного зерна f^ < 0,05$.Причем с увеличением ^ значешш Е и Pj возрастают и приць = I Е = 82%,

Р3 = 2,2%,

2. При рациональных параметрах входного окна иылеотдеяителя,

( Д = 0,03 м, 5= 0,012 м, Й= 0,16 M,jb= 155°), расположенного в выхлопном диффузоре диаметрального вентилятора, коэффициент улавливания £ им примесей составляет 0,98, При этом рациональное соотношение расхода воздуха Q.n , отводимого через пилеотделитель наружу из шшвмослстемы, к расходу воздуха Q. , проходящему через диаметральный вентилятор, равно 0,1, а характеристика Pg=J(Q) диаметрального вентилятора имеет нисходящую ветвь, что свидетельствует о стабильной подаче ш воздуха в сеть установки.

3. Предложено два способа разделения воздушных отходов: фракционирование в сепарирующих каналах, установленных в осадочной камере и фракционирование воздушной струей в зоне криволинейной стенки осадочной камеры. При фракционировании первым способом максимальное значение качества а разделения отходов составляет 62%. В то же время при фракционировании отходов вторил способом показатель а увеличивается на 1853 (а= 80/3) при потерях полноценного зерна, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к машинам предварительной очистки зернового вороха. Эффективность осаждения в рассматриваемой камере при работе как в режше фракционного разделения и осаядония отходов, так и в режиме безфракциошгого их сбора и вывода составляет 90 и 97% соответственно, что свидетельствует о вполне удовлетворительной ее работе.

4. Использование перфорированных поворотных заслонок при совершенствовании суцествуидих и создании новых компактных пнешссистем зерно- и семеочнстительних машин позволит улучшить их качественные показатели. Полученные модели регрессии, оценивающие аэродинамические свойства поворот та заслонок, показывают, что значение ошибки дм, выбора режима работы у перфорированных заслонок с коэффициентом

жилого сечения 0,35 пихе, чем у глухих. Народу с этим перфорированные заслонки не нарушают, а такке могут за собой создавать равномерную или требуемую структуру воздушного потока.

5. Предложены для выделения мелких примесей при предварительной обработке зернового вороха воздушные системы в сочетании с цилиндрическими решетами (скальператорами). Выяплено, что скальпера-тор, установленный л приемной части экспериментальной установки, при использовании решета ]; 22 с продолговатыми отверстиями, удельной номинальной зерновой нагрузке & = 38,07 кг/(м2-с), рациональной частоте вращения п = 30 мин--'- имеет степень извлечения ^ мелких примесей, равную 29Я', а потери Пполноценного зерна составляли 0,022>. Предложено исиользовашш данного устройства в качество рабочего органа для вцделешхя фуралиюй фракции из зернового вороха, поступающего на воздушную очистку.

6. Производственные испнтанм модернизированной машин!' URO-SO в составе зерноочистительного агрегата ЗАВ-25 совхоза "Лекминский" Кировской области при очистке вороха разных культур показали, что при номинальной зерновой нагрузке & = 38,07 кг/(м2-с) эффект Е выделения примесей составил 65...72;», потерн П5 полноценного в отходы не превышали значешм 0,02^, а содермние Q зерновых примесей в фуражной фракции составляло 79...

7. Годовой экономический эффект от применения разработанной машины предварительной очистки зерна в технологической линии зерноочистительного агрегата ЗАВ-25 в сравнении с машиной Ш0-50 составляет 665,13 рублей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЩИХ РАБОТАХ

1. Замкнутая пневмосистема зерноочистительной машины:

A.с.1637888 СССР, Ш315 В 07 В 4/00/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков,

B.Е.Сайтов (СССР).-4621772/13; Заявлено 20.12.88//0ткрцтия. Изобретения. -I99I.-JS 12.

2. Зерноочистительная машина: A.c. 1456255 СССР, МКИ4

В 07 В 4/02,4/08/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, В.Е.Саитов (СССР). --1989.-№ 5.-С.47-48.

3. Зерноочистительная машина: А.с.1634339 СССР,МКИ5 В 07В4/02/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков( В.Е.Саитов, И.В.Тимофеев, Н.И.Одинцов (СССР).-4664794/03; Заявлено 21.03.89//0ткрытия.Изобротения.-1991.--JTI0.

4. Зерноочистительная машина: Решение экспертизы 'ВНИИГПЭ о выдаче а.с.по заявке Ун 4773774/03/ H.H.Сычугов, В.Е.Саитоя.А.А.Гехтшя,

H.D.Антюхин (СССР); Заявлено 26.12.89.-Утв.21.01.91.

5. Зерноочистительная машина: Решение экспертизы ВНИИГПЭ о выдаче а.с.по заявке JS 4793937/03/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, В.Е.Сайтов и др.(СССР); Заявлено 27.12.89.-Утв.29.10.90.

6. Зерноочистительная машина: Решение экспертизы ВНИИГПЭ о выдаче а.с.по заявке & 4793938/03/Н.П.Сычугов,А.И.Бурков,В.Е.Саитов

п др.(СССР); Заявлено 27.12.89.-Утв.22.10.90.

7. Пнешосепаратор: A.c.1542636 СССР.МКИ4 В 07 В 4/00/ Н.П.Сычугов, Ю.П.Полунин, А.И.Грабельковскии, А.И.Бурков, В.Е.Сайтов (СССР).--К 4300013/29-03; Заявлено 24.08.87 //Открытия.Изобретения.- 1990,--И 6.-С.47.

8. Пневмосисгеыа зерноочистительной машины: A.c. 1623796 СССР,

I.1КИ5 В С7 В 4/02/НЛ1.Сычугов, А.И.Бурков, В.Е.Саитов и др. (СССР).--Jj 4649019/03; Заявлено 13.02.89//Огкрытия.Изобретения.-1991.- Je 4.--С. 34-35.

9. Пневмосистема зерноочистительной машины: Решение экспертизы ВНИИГПЭ о вццаче а.с. по заявке Js 4649026/30-03/ Н.П.Сычугов, А.И.Бурков, В.Е.Саитов и др.(СССР); Заявлено 13.02.89.-Утв.14.03.90.

10. Пнешосепаратор: Решение экспертизы ВНИИГПЭ о ввдаче а.с.по заявке Ii 4759389/03/Н.П.Сычугов, В.Е.Саитов, И.В.Тимофеев (СССР); Заявлено 20.11.89.- Утв.28.05.90.

11. Сайтов В.Е. Пути интенсификации предварительной обработки зернового вороха //Интенсификация сельскохозяйственного производ-' ства на основе совершенствования средств механизации и электрификации: Тр.НШСХ Северо-Востока.-Киров, 1990.- С.86-89.

12. Сычугов Н.П. Сайтов В.Е. Исследование аэродинамических свойств поворотных заслонок/Киров.с.-х.ин-т.-Киров,1988.-15с.-Деп. в ЦНШТЭИтракторосельмаш 10.03.88, JS 953-тс 88.

13. Сычугов H.H., Сайтов В.Е. Регулятор расхода воздуха для пне-ьмосистеы зерно- и семеочистительных машин/Киров.с.-х.ин-т.-Киров, 1989.-Юс.-Деп. в ВНИИТЭИагропром 18.05 . 89, Js 263 ВС-89.

14. Сычугов Н.П., Сайтов В.Е. Машина предварительной очистки зорновох'о вороха: Информ.листок о науч.-техн.достижении J& 89-30.--Киров: ЦНТИ.-1989.-4с.

15. Сычугов Н.П. Сайтов В.Е. Переоборудование пневмосистемы зерноочистительной машины Ш0-50//Тез.докл.к конф. "Науч.-техн.потенциал вузов - народному хозяйству".- Киров, 198Э.-С.27-28.