автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Снижение травмирования зерна пшеницы за счет совершенствования технологического процесса его послеуборочной обработки

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К. Д. ГЛИНКИ

На прапах рукописи

МЕРЧАЛОВА Марина Эдуардовна

СНИЖЕНИЕ ТРАВМИРОВАНИЯ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ ЗА СЧЕТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЕГО ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.20.01 — Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПОРОНЕЖ

1992

Работа выполнена .па кафедре «Сельскохозяйственные машины» Воронежского -государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор А. П. ТАРАСЕНКО

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор Б. П. КУТЕПОВ; кандидат технических наук, доцент М. Т. ЗОЛОТЫХ

Ведущая организация — Головное специализированное конструкторско-технологическое бюро 'по комплексу машин для послеуборочной обработки зерна ПО «Воронежсельмаш».

Защита диссертации состоится «ІЧ » 1992 г.

в часов на заседании специализированного Совета

К 120.54.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Воронежском государственном аграрном университете им. К. Д- Глинки іпо адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ВГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться я библиотеке университета.

Автореферат разослан « 7^~» -1992 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять ученому секретарю специализированного Совета.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, доцент

ЦНЕВ

3 ' ----— ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• '-Актуальность теми. Важным фактором увеличения производства зерна является посев высококачественными семенами. Однако на современных зерноочистительных линиях и машинах получить такие семена трудно из-за высокого уровня их травмирования. Травмирование сслян ведет не только к ухудшения их посевных и товарных качеств, снижению урожаев будущих лет, но и к увеличению потерь при хранении и снижения выхода продукции при переработке. Так как полностью исключить травмирование зерна при обработке не возможно, поэтому поиски и исследования, направленные на комплексное решение проблеми снижения травмирования зерна за счет совершенствования технологического процесса его послеуборочной обработки, актуальны .ч имеют вашое народнохозяйственное значение.

Работа входит в разделы теин 1? 20 плана НИР Воронекскиго гос-агроуниверситэта "Разработать и внедрить индустриальную технологию послеуборочной обработки семпн о минимальным количеством воздействий на зерно в птфцессо обработки",включенной э тематику научных исследований агроуниперсктета п конкурсной программ НИР Главного управления впсеих учебных заведений.

Цель работы - снігтсение травмирования зерна пшеницы за счет совершенствования технологического процесса ег'о послеуборочной обработки.

' Сбъект исследовании - технологический процесс послеуборочной обработки зерна пшешпду,включащиії ряд операций,выполняемых.различными машинами или поточными линиями с многократными воздействиями на зерно их рабочих и транспортирующих элементов, а такяе рнепших условий. •

предмет шзлодопапг.й - выявление закономерностей изменения уровня трчпмкропапип зерна при многократных механических воздей-стп«гх,п т?к:ке под рлаянием внешних условий.

Нп,уі-.;-'.гл новизна. Получена математическая модель, показывзщая таспсимость травмирования яерна от его исходного повреждения,кснст-рукшвнчх и режимных параметров рабочих и транспортирующих органов »■'■цин, а такяе количества выполняемых операций (циклов нагружения). Определена вероятность контакта зерна с элементами транеиортирую-1 ;и:с органов. Выявлено влияние исходного качества зерна,его деформации, внешня: условий,продолжительности хранения на изменение фн-зико-мехачических свс'ісгв и посевных качеств семян. Определено ВЛИЛННЗ ДЛИНЫ ЗЛЄМЄНТ0П ТЄХНОЛОГИЧССКОЙ линии и количества норий

на травмирование зерна.

Практическая ценность. Обоснованы пути снижения травмирования ссрпа пшеницы за счет совершенствования технологнчес.* ого процесса >

его послеуборочной обработки.

Разработанная математическая модель позволяет определять уровень травмирования зерна на стадии проектирования масшн и .технологических линий. . ■

Реализация пезультатов исследовании.Результаты научних исследований использованы ГС1ЯБ ГЮ "Ворснексельмая4 при разработке семя-счпстнючьной мгл:шы МС-4,5, выпускаемой сериііно, и г учебном хо-оййстп? "Березовскос" при построении зерноочистительиоі о пункта с г.о:-і5і:н::рЬваііііой кожоноскої1 мапип.

Апугеїспия • Основные положения диссертационной работы доложены и одобрен;.; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского гссагроуниверситета (1934-1930 гг.).

Публикации ЛЬ материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ. '

Оат-ем и структура диссертации.Дксссгтация состоит из введении, и пи разделов,общих выводов,библиограф^;; и приложений. Обіпни объем работы составляет £03 страниц, из них 149 страниц оснсного ••-.птюписного текста,36 рисунков, 15 таблиц и 24 стпаницч прило-

о

Слисок использованной литература вюпочг*? 1п'1 ишкыо^ ь тем числе V - на кнеетранннх языках.

' со^ряанш рушт

Но нисденнн обосноьана актуальность тени и оо пглй-л'лескйл чикость; с.]ярмулировами основнио гюлоцскня, ыик-симий па ал'л.-.: В первом разделе па основе акал:-.:!\ р.«бэт Г. 1С. Аог.одсс-З,В.Г». това>ЛЛ’.Громова,Г.11.Крей!(ермана>^.Л..л/1]:1а,Б.В.л;:бц!;с1,:! ,л. Л.:;.; кова.Д.А.ПанОЕа.А.Н.Пугачоьа.АЛ.Д'.Пйсенко.С.А.Мззона.И.Л.Ч^аи и др. показано влияние отдельных алемош'ол иаглгл и ьлл.гло;;'И з на урсийиь его травмироиадшя пр I сЛг;&бот:<е,Д1:н4 ноляч-ьс-гье!.’.;.-! рактеристика поврежден»л аар:. \ зериоо'пютигеяьнши маи'инаии ниями.Установлено, что большая часть серна траг^нрует^гг тг..к;зл тирушими устройствами. ’

Причини, ш.'.зиващне образование шпфотркр'.н з зерне, рзл:с..л'.-нн » работах В.И.Анискин:),; .Р.Алшиноа* ьа, *..0.Гшгооургд»П.С..1'.~,: ева,И-А.Науиопл,В.В Л{узнедспа,Э .11. Л>!пкаш;ла п др.

1Ь анализа лктврагурних дннш:х снявлено, что до ис.здою(&Гм иеии не разработана матемчтачоская модель дли определения уров травмирования зерна при гмелоубо;: очной обработке и тр^1~'гу--:л /. нейзие исслсдов:а-ия и., из: окашзо путе'1 его алкенил.

В связи с этим целью настоят-;.'! диссертации я&яггм;:» л.л..;.: .:л путей снижения травмирования зерна пзешл.чг за счет о:и; л !Г''-з пиния технологического процесса его «ослоуборочноЛ сор г.».

/.ля достижении этой цели необходимо рзмить с.>-.-дугт:о з^ллчл псследоьани:';:

I. га.зразет.ль математичзскуп модель иэиеяел.ш урс-анм : ,• •. [.ованлл зер-' послеуборочной сбра^сн-.а.

Внявкть закономерности иьчгнеаия ууошл та'.1-.,глро:.чл;;:.' .

Л ПиСлеубЗр , ; О :: Г:бОТ!ГС: ПОД ПЛИГ’ННГ-:.! П0Г'.У;!:0-!ГЛП::

угловиіі н механических воздействий различных элементов иыиин и

ТЄХНСЛСГИЧЄСКЇГХ ЛИШ!і!. '

3. Ка основе теоретических и экспериментальных исследований изыскать пути снижения травмирования зерна за счет совершенствования тахнологического процесса его послеуборочной обработки.

4. Обосновать экономическую эффективность предложенных релаа-й Второй раздел посвящен теоретическим исследованиям травикрова-

аня зерна при многократных механических воздействиях.

ГІрн прохождении зерна по технологической линии от элемента к элементу оно травмируется,и количество нетравмироьанного зерна после I -й операции будет:

К і -Хіч-Рі , (і)

у у.

где А і~і , Лі - количество нетравмироваиного зерна до и после рассматриваемо;! операции; Рі - вероятность сохранения нетравми-роьапного зерна в процессе / -й операции.

Значение Рі зависит от вероятности контакта неповрежденного зерна с поверхностью тропил Рр .скорости его соударения с рабочим элементом ІТ .протяженности транспортировании е*- с наличием трения или соударения его о элементы конструкции.

Так как перечисленное события являются независимыми, то

Рі. ~Рр'Ру'Рл> С2)

где Ра , /у. , /2“ -ВОрОлТИОСТИ сохранения неповрежденного з^р-

на сооїьсї'стпєіпіо после й.літак-га его с рабочими алиментами с ее/} ‘ *1 *■* роятгіостью • г и скоростью контакта & при транспортировании

ьа всшічигіу .

Па^чиоленнио аеродтностн мо.^ш іч.;ит.ии:і:гь по формулам;

Н‘Є'ЛР; » ' ш РЛ*Ґ*»

где -интенсивность рассматриваемых потоков; к -коэффициент, показывающий, какая часть материала от всей массч подапасмого на обработку перемещается на величину £ :

(б)

где №оещ , ^с - масса зерна, поданного на обработку к ушедшего в обратную сыпь; - величина "обратной сипи" Св долях единицы) .

Вероятность контакта неповрежденного зерна с поверхностью трения Р определяется как произведение вероятности контакта зерна с рассматриваемым элементом Р1 на вероятность содержания нетрав-ированннх зерновок в ворохе Р%.

Если X1-} выразить в долга от I, то 1-1 , ^°я~

ставляя в формулу (1) значения перечисленных параметров и делая преобразования, получив . •

Х1*Хы*е * Г, (7)

Где с£.\- угол кекду вектором скорости в момент удара и нормалыз и .

к поверхности соударения.

Тогда содержание травмированного зерна в процентах после выполнения £ -й операции будет равно:

Тъ41~Хн-е ]■№, (8)

Зависимость (3) является универсальной и может использоваться для определения уровня травмирования зерна иа стадии проектирования как зерноочистительных агрегатов, так и их элементов.

При транспортировании зерна корней некоторая его часть,равная величине обратной сипи, в момент схода ковша о барабана выбрасывается в башмак с высоты оС .поэтому в формуле (3) коэффициент

/с - /5 .

в

іісли зерно транспортируется скреоковыь: или шнековым транспортером и при этом отсутствует обратная синь семян,то /г=0 и /('=1.

При перемещении зерна льнточнш транспортером, когда отсутствует относительное скольиенпэ материала на ленте, принимаем ^О

-о п -

И «С ~0.

' Суммарное травмирование зерна после выполнения ҐІ операций равна

п , .

&~Гпр = ^ (Тпр, - Тпрн . (9)

Так как наибольиее травмирование зерну наносят транспортирующий органы зерноочистительные линий,то нами определена вероят -кость контакта зерна с их рабочими элементами , которая равна отношению объема ;Лгрна непосредственно контактируемого с поверхностью трения к общекгу объему,транспортируемому элементом.

Значение для скреокового транспортера равно

о - !& л. сю,

Иі " В + 9-і ■ '

гдл 0.$ и ^з- толаипа и ширша зерна,м; В - ширина скребка,м;

9 п

I - длина слоя,контактирующего с поверхностью трения,м; у'-плот-

ность материала,кг/ч3; &гр -скорость транспортера,м/с; -

секундная подача,кг/с; С -таг постановки скребков, м.

Дня ленточного транспортера с плоской лентой

р = сп)

с опорой ленты на три ролика ^

У*Раз(£ ~ ~а5ТсС/ > (12)

для транспортеров с вогнутыми роликами и желобчатой лентой

п О, йъ& & УтрР__ • • (13

ґі ~ а- >

о

где Ь - сирина конга., гапуского слоя, м; /ъ~ пнрпиа госпітального участка ленты, м; с£ - угол подъема ролька; {+ ральный угол между крайними точками контактируеного ело/.

Вероятность контакта зерна с злзиепта’.;и горизонтглы'г.'.'о и/.--нового транспортера рчпна .

її/іісіїаз , /І^зІЧїїО ~ ]р/ґм^/1

О - ' "Ш Ч~ ----------ТТіп оі-------- 1 J ?4Ла.Ь............/

1 воар ',(І4)

где і -есіг вшта.м; /2 -частота враження шнека,мин-^; / - коэффициент трения мате;:; і,. ; ; сС- угол подъема ш«ь*оі:с.Д линии по наружной кромка, -центральний угод,гра:;.

_ *

Для ковшовых элеваторов и самотечных устройств ЗНЛЧЄіШЗ определено в работах И.В.ПІатохина и Н.ІІ.Теплинского.

Анализ вира:кениП(10),Ш),(Ш,(ІЗ) и (1.4) показывает, ччг, зависит от конструктивних и режимных параметров транспортиру!' и-х органов, а также физико-механических характеристик транспортируемой массы. Теоретические исследования позволили виявить і] актори, влияюцне на травмирование зерна при послеуборочной обработке.

С позиций наименьшего травмирования зерна наиболее перспективной является вертикальная компоновка мадин в линии.

В третьем разделе изложены программа экспериментальных исследований, методика их проведения и обработки получениях результатов,описаны установки и прибори,которые .были использовани при проведении экспериментальных исследован;::!.

Программой окспериаенталышх исследований прецусматрпз :лее:-.: -изучить качество верна озимой пшеницы, псстуизздгго н.і :.ос уборочную обработку в условиях Деаг. :-льио-Ч:-рно^с-:пюЗ зоїи;

-определить изменение уровня и лосевних ка.’;:: :•

сенг.н при послеуборочной обработке; '

- исследовать влияние погодно-климатических условий на изменение физико-механических свойств зерна (влажности, трещиноватости, усилия разрушения зерна,его состава и стекловидности) и посевных качеств сеиян в процессе послеуборочного или ыежопера-ционниго хранения на току;

- исследовать влияние деформации зерна на его повреждение и посевные качества сеиян;

- выявить влияние исходного уровня травмирования зерна на его повреждение при послеуборочной обработке;

- выявить влияние длины элементов технологической линии и количества цорий на травмирование зерна при послеуборочной обработке;

- выявить уровень травмирования зерна рабочими и транспортирующими органами еемяочистительной машины СІЛ—4.

Исследования проводили по схеме однофакторного эксперимента нг зерне озимой пшеницы Северодонская. Для проведения опытов были использованы установка для определения усилия разрушения и деформации зерна и прибор для задания зерновке определенной деформации, изготовленные на кафедре сельхозмашин ВГАУ. Исследования по определению уровня травмирования и качества зерна проводили на серийных и экспериментальных семяочистительных машинах и зерноочистительных агрегатах в разных хозяйствах Воронежской области.

Для проведения исследовав,й определению травмирования зер-

на отдельными органами машины Сьі-4 и зерноочистительных агрегатов был изготовлен комплект специальных пробоотборников.

Отбор образцов,их анализ и обработку полученных результатов проводили по стандартным методикам на основании существующих ГОСТов с использованием современных приборов и оборудования.При анализе образцов определили дробление,микрограсмирование и лабо-

раторную всхожесть семян. ■ ыикротравмирование зерна определяли по обобщенному показателю, при этом все виды травм приводили к одному - поврезден зародьга. .

При исследовании слияния погодно-климатических условий и продолжительности хранения на изменение физико-механических свойств зерна определяли влажность, туединоватость, химический состав, стеклопидность,зараженность семян болезнями и их посевные качества.

В четвертом раздела изложены результаты экспериментальных исследований, дан их анализ.

Анализ исходного качества зерна пиечицы Северодокская, поступающего на послеуборочную обработку в условиях Центрально-Черно-зєі.їно’і зоны показал, что влажность .засоренность, дробление и мик-ротравмировзнив зерна, а также посевные качества семян изменяются в широких пределах.

' Если по горизонтальної! шкале взять разницу рассматриваемого значения показателя ^минимального его значения,то распределение этих величин характеризуется потоком Эрланга ІС -го порядка с интенсивностью {'Л .

Пределы изменения исследуемых показателей,а такяе значения к-к у/ приведены в табл. I.

Таблица I •

Показатели распределения качества зерна,поступающего /

на послеуборочную обработку

Показатели !Предел кзме-!нения, % !Среднее ! ! значение.! 1 гь ! к 1-у

Влажность 10,3-23,7 14,3 3 0,784

Засоренность 0,1-7,5 1,6 і 1,26

Дробление 0,‘15-23,3 8,94 2 0,33

^икротравкирование , I —3 , і. ■' 14,3 2 0,306

Лабораторная всхожесть семян 77,5-96,5 • 91,6 - -

Снижение лабораторной всхожести ‘ І ^ , 0 а,4_ - 4 0,Ь6

Обобщение результатов исследований показало, что в Центрально-Черноземной зоне получение высококачественных семян ограничивается високим уровнем их микротравмирования. '

При обработке зерна на зерноочистительных машинах или агрегатах уменьшится засоренность и содержание дробленого зерна, но возрастает его микротравмирование,в результате чего лабораторная всхожесть семян снижается (табл. 2).

Таблица 2

Изменение качества зерна при обработке на зерноочистительных

агрегатах и тайнах

‘..’■итны и •агрегаты 1 Засоренность 5 Содешаиие дроб-!ясного зерна,% і Мккротрав-ииоование !Снижение Ілабора-

для послеуборочной обработки !до сб~ 1 после !до еб-ІтоогккІ.обрабо'іЧ рабог-! ‘ ІЗМ ! КІІ {после обработки в результате обработки, % ! торной Івсхожес-!ти семян ! %

ЗЛВ-20 і ,6а •0,80 6,40 3,4с3 9,4 . 3,4

ЗііЗ-40 1,63. 0., ВО • . 6,37 2,82 10,1 3,7

оліі—50 1,74 0,47 4,93 2,34 11,5 4,0

С..І-4 _ — 2,60 2,02 8,9 3,4

ьСч_/-2,5 - - 1,23 1,29 ■ 1,6 - ,

ПС-10 (без протравли-ІЧ’ЯИЯ) .. _ 1,21 1,73 . . 2,5 2,0

В хозяйствах с недостаточным количеством зерноочистительных агрегатов или с малой кх производительностью семена между первичной очисткой и окончательной доработкой подвергаются многократ -ной перегрузке, что-также'приводит к снижению их качества.Так, в натих исследованиях при неоднократном пропуске семян через зернопульт их всхокесть снизилась на 1($, датсе при однократной погрузке зернопогрузчиком ЗПС-100 дроСлени-з зерна достигает 1,4-1,6%. Поэтому для улучшения очистки семян и повышения их качества необходимо иметь семяочистительные линии,позволяющие производить обработку семян за од;р. пропуск. .

В связи с этим на:.,!1 исследовано изменение качества зерна при обработке на семяочистительных линиях с горизонтальной и комбинированной (часть машин располагалась по вертикали, а часто -горизонтали) компоновкой машин. .

Изменение дробления /I , микротравмирования Тпр и лаборатории всхожести Вл семян по зонам в агрегатах с горизонтальной и комбинированной компоновкой машин приведено на рис. I.

Изменение качества зерна по зонам в семяочистительних

1-завальная яма: 2 -вход зерна в мааину ЗАВ-10.30000; 3-внход из ЗАВ—10.30000; 4-аход в норию 1ШЗ-20,(загрузки триеппого отделения) ,\ о-еход в ЙПЗ-20 (загрузки ма-шиш.1 631); 6-вход зерна в машину "Леткус" К-Ь31,;' 7-,виход из К—531; В-вход в 1ШЗ-20; У-бункео чистого зерна. ' ‘

" Рис. I.

I- завальная яма; 2-, бксэд зерна из маыинн ’ЛЮ-50 ;3-шгход *:з малины К-Ь2У; 4-вход в ^11) *3-20 (загрузки сулил:: и ;5-вьа‘о,;

зерна из сушилка *(вход в нор:и ЬПЗ-ЙО азг-^/зк:' К-Ь4/); о-внход из ма-лнш* л-г>1?; 7-аход в тоиерныл блок л-к-И^} О-вход в пневмйстсл СНС-Ь; 9-бункер чистого зерна.

сопоставление результатов исследовании нсказпеает.что при . разработав перспективных технологических л»..£..й г.рздг.счгок;:о следует отдать агрегатам с комбинированной компоновке:: еЗорудовс -•

ния, так как в этом случае даже при большем количестве машин в линии и большей ее протяженности, но при меньшем количестве норий, приходящихся на одну исполнительную машину,травмируется на 5,1% зерна меньше, а его лабораторная всхожесть увеличивается на 1,1%. '■ •

При нарушении поточности процесса послеуборочной обработки в течение некоторого времени зерно хранится на току на открытых площадках, где оно подвергается воздействию метеорологических ус ловий, влияющих на изменение физико-механических свойств зерна. Так, в наших исследованиях при хранении зерна на открытой площад ке в течение 44 дней зерно шесть раз увлажнялось и после каждого увлажнения оно подсыхало до равновесной влажности.

Обработка результатов исследований показала, что изменение влажности зерна при увлажнении или сушке может быть описано уравнением: •

о 01

• = (Ь/нсх + о 0. ) 6 г (15)

где - исходная влажность зерна,%\ 0.- количество выпав-

ших осадков за сутки (перед началом опыта),мм; 2^_ среднесуточная температура воздуха,град; ^ - продолжительность сушки зерна, сутки; а , £ ,с - эмпирические коэффициенты.

Численные значения коэффициентов для озимой пшеницы Северодон ская получены равными ^ =0,00113; 1^=3,299; С =0,4037.

В результате анализа экспериментальных данных по определению влияния влажности зерна и ее суточного изменения Л , а также исходной трещиноватости Ъ,, на ее суточное приращение в процессе хранения на открытой площадке выявлена следующая зависимость : • -

дТр = 3$73- 0,718М-0,42М-ОМдТРы ^ цб)

і о

Полученная зависимое :ь раскрывает физическую сущность процесса трещинообразования в зерне. Так,например,при сильном увлажнении зерна его трещиноватость может измениться незначительно,что объясняется набуханием зерновки и переходом стекловидной структуры эндосперма в'мучнистую. '

При хранении в помещении влажность зерна остается постоянной, тогда как трещиноватость его по мере хранения все же возрастает, хотя и в меньшей степени,чем на открытой площадке.

Трещиноватость зерна снижает сопротивляемость его разрулению. Так,усилие разрушения зерновок после хранения зерна ка открытой площадке уменьшилось с 69,6 до 73,4 И,при хранении зерна в помещении оно изменялось в пределах 96,3-100,1 Н.В результате хранения зерна на открытой площадке изменился химический состав зерна, уменьшилось содержание в зерне азота,(фосфора и калия на 0,02-0,0^2, клейковины-на 1$..Резко снизилась стекловидность зерна,которая составила на открытой площадке 16,1%, в то время как у контрольной партии она была С3,7%.

Неоднократные процессы сушки и увлажнения, которым подвэрга -лось зерно при хранении на открытой площадке, повлекли за собой увеличение внутренней и внешней его трещиноватости, которая возросла за 44 дня на 36,3$; что привело к повреждению оболочек зародыша и эндосперма и открыло доступ микроорганизмов к внутренним тканям,в результате чего увеличилось поражение зерна грибными заболеваниями в 2-7 раз. Именно поэтому семена,хрангщиеся па открытой площадке, имели по сравнению с контролем ниже на 5,2^ энергию прорастания и лабораторную всхожесть и на 9,",'5 н;г::е голевую всхожесть. , '

При протекании технологического процесса послов борпчноЛ сіір.і-ботки зерно неоднократно подвергается сжатиям в иг.сках.нориг/. и других элементах,чтс г,е,гк-т к его деформации, еслрсьс-'.д-..*

травмированием как поверхностных, так и внутренних тканей зерновки. Проведенные нами исследования показали, что с увеличением деформации зерновок с 0,1 до 0,4 им при влажности \Щ их дробление возросло с 0,3 до 12,5^ (рис. 2). Для зерновок, оставшихся •

внешне неповрежденными уме при деформации 0,1 мм лабарат^м-^# всхожесть семян снизилась на 6,1$ а при деформации 0,4 мм - на 26,6%. Обработка экспериментальных данных показала, что деформация зерновок £г возрастает с увеличением усилия нагружения £ и влажности зерна И и может быть описана уравнением:

п -&1&1 ■ £3=аРе . (17).

Для озимой пшеницы Северодонская

а. -0,000676 и ^=0,1103.

Р уменьшается с увеличением влажности у. предшествующей трещиноватости зерна у^, и дл?

рассматриваемой культури численное значение его полет быть опре-

делено по формуле:

• Р'= Щ£- 0,88Ук~0,09Тр . (1а)

Проведенные исследования показали, ч^о для получения высококачественных семян необходимо,чтобы деформация зерновок при убО] ко и послеуборочной обработке была минимальной,для этого необходимо послеуборочную обработку зерна проводить при влажности не более или ке сушить семена до предварительной очистки,если это позволяет сушильное оборудование.

Влияние деформации зерна на его дробление и лабораторную всхожесть семян.

О 0,1 0,2 цз 8^т , ;

Рис. 2.

Усилие разрушения зерновки

Как видно из уравнения (7) при обработке зерна на одном зерноочистительном агрегате при одних и тех яе конструктивных и режимных параметрах ( <£,(. = С. О Пі ь ) содержание неповреж-

денного зерна после I —й обработки в порядке приближения можно определить по формуле: .

і/ V л ,

Х;-=Хі~ГЄ щ (19)

При неизменном режиме работы произведение является постоянным и можно принять, что у!1 Ц- -§ , тогда травмирование

зерна при выполнении данной операции будет зависеть ст исходной■

его величины:

д Ъ*Тъ-Т№н=(<-ТъЛ1-е 7.

(20)

, пол;

Численное значения эмпирических коэффициентов о , полученные ири обработке экспериментальных данных, приведены в таблице 5.

, Таблица 5

Значения кояг^ициента ' .

Машина, агрегат

г, О

ІКсзіітіпциєнт £

Пневматический сфртирэвальнкЛ стол ПСС-2,5

Протравливатель семян ПС-10 '

Погрузчик ЗПС-100

Семяочистительная машина С;,*-4

Зерноочистительный агрегат ЗАЗ-20

Зерноочистительный агрегат ЗАВ-40 " ’

Зедаоочистнтельнк'Д агрегат,включающий стабилизатор ЗЛВ-50.02.000; НПЗ-ЬО; МНО-оО; ленточякй транспортер; К-527; нории; бункер чистого зерна

ЗешоочистительннП агрегат,включапдий ЗАВ-50.02.ООО; НПЗ-еО; 1.Ш0-&0; _ШіЗ-оО; ле.чтсччый транспортер; А-Ъ27; норию НПЗ-50; ленточный транспортер; временное зернохрзнил’.-до__________________________________

0,025

0,040

0,049

0,147

0,157

0,169

0,194

0,230

Травмирование зерна при послеуборочной обработке возрастает и с увеличением протяженности технологической линии. При рассмотрении данного вопроса вероятность контакта зерен и их скорость соу-

дарения с рабочими и транспортирующими элементами машин и агрегатов мы не учитывали. Тогда при определенных допущениях формулу

(7) для определения содержания неповрежденных зерновок после 1~\\ операции можно записать в в:<де:

Ус ~Хс-г€ ~А] (21)

где ^‘ - эмлирическ!!]! коэффициент,характеризующий интенсив-

ность уменьшения содержания нлповрекденного зерна от входа к выхода. . ,

Обработка результатов'исследований показала, что

Ас =(25?&, +1005 + №& + ШО£р +

+ 9Ш€г + 18№п); 10 (22)

где <3?^ , с£>ок » оСа » р » - протяженность транспор-

тирования зерна щнеками,скребковыми транспортерами,самотечными устройствами,по ренетам и в триерах; /2 - количество норий.

Анализ фор:,гули (22) показывает,что интенсивность травмирования зерна на погонном метре шнековых и скребковых транспортеров б 1,9 и 7,3 раза больше, чем при использовании самотечных устройств, которым и следует отдать предпочтение при разработке технологических линий для его послеуборочной обработки.

Известно, что одной из наиболее распространенных машин для г.торичной очистки е^чян является СМ-4,однако опыт ее использования показывает, что уровень травмирования зерна ею пока доста -точно высок. '

С целью разработки рекомендаций по снижению травмирования зерна малиной М-4 нами были проведены исследования по определению уровня травмирования зерна ее рабочими и транспортирующими элементами,которые представлены на рис. 3.

Изменимте качаема -орна по зонам в машине СЛ-4 при производительности 3,93 т/ч:

•I- исходный ворох; зерно.поело: 2-приемного шнека; 3-звездочкн элеватот; 4-элеватора; Ь-распоедедительного шнека; б-решеуного стана* 7-шнека к нотам; Ы-первой зетви нэоии; 9-кукольного тонера; ТО-подъешика; ІІ-онскгаїого і онера; 12- второй ветви нор:1:!.

772 - количество дробленого зерна с учетом выхода его в отходи.

Рис. 3. '

.Анализ данных показывает, что іри прохождении зерна от входа

к выходу мааины его шксротравмирс заниц возрастает на 17,7$, а да-

__ / бораторнак всхожесть снижается нз 2,5%. Повреждение зерна различными элементами машины зависит и п1 ее производительности. Наименьшее дробление зерна и его раззуаепие в мучную пыль отмечено при производительности мат.нны 3,9 і т/ч, при этом дробление зерна составляет I,6-2,4^, а разрушение в мучну?: пиль - 0,5-0,ь£. Високий уровень повреждения зерна май шоЛ объясняется наличием большого количества транспортирующих фганов и слишком большой пр-т-яенностьп транспаггированш зосна в линии обработки (около 20 «). Поэтому при текущей модернизагии ат:нн с нее необход/:і.;о спить подъемник зерна в триере и замени1 ь дно:; для подачи чистого зе;нл к нории на колеблщ.ійсг лоток и в* орой сото.-; нории на л«игич».< к транспортер. -

£ нгтлц радело покапана реализация результатов ызследошший и их эгономичаская оф^эктмшость. Результаты исследований и сытека-щие- из них рекомендации били использованы при строительстве зерноочистительного агрегата с комбинированной компоновкой машин в учхозе "Березовское" Воронежской области,а та:с-:е ГСІГГБ ПО "Воро-нежсельмаш" при разработке сгмяочпстительноіі машини ІХ-4,5. Ее испытания показали, что травмирование зерна уменьшилось на 7,ЬЙ, а дробление - на 0,25%.

Расчеты показали, что применение комбинированной компоновки машин в зерноочистительном агрегате позволило получить годовую экономии за счет увеличения урожайности піаеници руб.

Суммарный экономический эффект от увеличения урожайности семян и уменьшения их дробления при обработке маииной ьіС-4,Ь составляет 3929 руб. •

■. . ОБіцІЕ выводи

1. Разработана математическая модель, позволяющая определить уровень травмирования зерна семкочистительнымп машинами и линиями на стадии их проектирования, из которой следует, что он снижается с уменьшением вероятности контакта и скорости соударения зерновок с рабочими элементами, протяженности транспортирования,количества циклов нагружения и зависит от содержания неповрежденного зерна в исходном ворохе. Получены зависимости для определения вероятности контакта зерна с элементами транспортирующих органов.

2. Послеуборочную обработку необходимо проводить сразу после уборки зерна, исключая его хранение на открытых токах. Так, при хранении озимой пшеницы Северодонская до обработки на открытой площадке и в помещении в течение 44 дней в первом случае за счет периодического увлажнения и сущки под воздействием изменяющихся метеоусловий'возросли трещиноватость зерна на 353£, поражение его грибами увеличилось в 2 раза (некоторыми видами в 7 раз),умень-

шились усилие разрушения эерковси на 10,2 К и стекловвдность - па 52,6-0. Лабораторная всхот.ссть семян снизилась по сравнении с контрольной партией на 5,2а, а полевая - на 9,&3.

3. Обработку бледного зерна следует организовать таким образом, чтобы до сушки механические воздействия па него были минимальными пли сулить его до предварительной очистки, если ото позволяет имеющееся сушильное оборудование. При повнх'єнной влажности зерна дате небольшие механические воздействия ведут к его деформации и сниг.е-нип посевных качеств семян. Так, при влажности зерна 19,2 с увеличением деформации зерновок с 0,1 до 0,4 мм дробление их возросло

с 0,3 до 12,Ьй, а для оставшихся внешне неповрежденными лабораторная всхожесть снизилась соответственно на 6 я 26,6^.

4. При проектировании технологических линий для послеуборочной ■ обработки зерна в основу должен быть положен принцип минимально ВОЗМОЖНЫХ' ВСЗдеЙСТБИЙ на зерно, при этом следует избегать применения шнековых и скребковых транспортеров, интенсивность травмирсва-. ния зерна которыми на легашом метре в 1,9 и 7,3 раза больше, чем при использовании самотечных устройств. Количество норий долхно быть минимальный

5. В перспективных технологических линиях следует применять

вертикальную или комбинированную компоновку машин, так как п этом случае, по сравнению с горизонтальной компоновкой малин в линии, даже при большем их количестве и на 16,1 м больше ее длине на одну исполнительную малину приходится на 27,4 м меньпе протяяеннос-ти транспортирования материала.Поэтому на семяочистнтельной линии с комбинированной компоновкой маилш травмируется па 5,1Й зерна меньше. , ' ,

6. После обработки зерна на машине СМ-4 его травмирование возросло па 17,7*,при этом лабораторная всхожесть снизилась на 2,5%, что объясняется наличием интенсивно воздействующих ка семена эле-

ментор, часть из которых монет быть заменена или исключена при модернизации машины. ■

7. Замена поперечного шнека для подачи зерна п нория на колеблющийся лоток,исключение подъемного колеса в овсганом триере и замена второго потока нории на ленточный транспортер позволяет снизить травмирование зерна модернизированной машиной МС-4,5 (по сравнении с Сй-4) на 7,8%, дробление на 0,25?».

В. Применение комбинированной компоновки машин в зерноочистительном агрегате позволило получить экономлю за счет увеличения урожайности пшеницы в размере -К 15 руб. Годовой экономический эффект, полученный от эксплуатации модернизированной машины МС-4,5,

составляет 739 руб. Суммарный экономический эффект, полученный

' '.к

за счет увеличения урожайности полученных после обработки семян и уменьшения их дроблеииг,составляет на одну машину 392.9 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следуацих работах:. . '

1. Тарасенко А.П.,Гульстен М.Э. (Мерчалова М.Э.).Травмированиз семян скребковым транспортером//Сб.тр./ВСХИ. -Воронеж,1985. -

С.61-65.

2. Тарасенко Л.П., Гульстен М.З. Снижение травмирования зерна

при послеуборочной сбработке/Дехника в сельском хозяйство.-10.35. - !■’ 9. - С. 14-15. .

о. Гульстен М.Э.Качество зерна,поступавшего на ток,и его изменение в процессе послеуборочной обработки//Сб.тр./ВСХИ.-Ооро- . нож, 1966, -С.46-52.

4. Тарасенко А.П,.Гульстен М.0.После уборки зерна//Сельские

пори.-1966. - № 6. - С.56. •

5. Тарасенко А.П..Гульстен М.Э.За один цикл//Сельскив зори,-13^7. - !(> 9. - С. 16

6. Тарасенко Л.П., Солнцев Б.И., Мерчалоьа М.І). ,Кцс';{<ик:.><

Олат переоборудования зерноочистительных агрегатов для об г/потки сеыян сельскохозяйственных культур В учхозе "Верезовское" ЬорОІК;.:. -ской области // Выставка достижений агропрош.пленного комплекса/ ЬСХИ. - Воронеж, І939. - 14 с. .

7. Тарасенко А.П., Мерчалова М.Э. Влияние деформации зерна і;и посевные качества семян // Международный агропромышленный курш;л.-1369. - № 5. - С. 100-102.

В. Тарасенко А.П., Мерчалова М.Э., Шатохии И.В., Гехт:.;ан II. 11. Семяочистительная машина і!С-4,5 // Передової! производствен»:, і; опыт и научно-технические досїіі'ХЄішя, рокомеїадуемие для внедрении/ Пніїорм.сб. - 1939. - В. 9. - С.5-й.

9. Тарасенко А.П., Солнцев В.М., Мерчалова У.Э. Влияние кспао-новки семлочистательних агрегатов на показатели качества і':-: работы // Сб.'тр./ ВСХИ. - Воронеж, ІШ9,- - С.10І-ІІІ.

10. Мерчалова М.Э. Влияние температуры воздуха и количес^ы осадков на изменение ^изико-иехшичесшіх своіістп зерні // Сс. тр./ВСХИ. - Воронеж, 1990. - С.еЗ-94.