автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:СОРТИРОВАНИЕ СЕМЯН СОИ ПО УПРУГИМ СВОЙСТВАМ



ВСЛСОШНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ИМЕНИ В.И.ЛЕНИНА

Сибирское отделение

Сибирский назршо-иссле доват алъсхий институт механизации в электрификация сельского хозяйства (СнйМЭ)

На правах рукописи ШУКККЙ СЕРГЕЙ АСКЕРОШЧ '

УДК 631.362.3:631.53.01:635.655

СОРТИРОВАНИЕ ОТ1ЯН СОИ ПО УПРУГИМ СВОЙСТВАМ

Специальность 05.20:01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации ка соискание ученой степени кандидата технических наук .

Работа выполнена в Дальневосточном Ордене Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сельского хозяйства и Всероссийском научно-исследовательском институте сои ■

Научный руководитель - кандидат технически* наук, старший

научный сотрудник Ю.В. ТЕРШГЬЕВ

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

старений научный- сотрудник Г.Т. ПАВЛОВСКИЙ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник В.К. 1ШШИУК

Ведущее пр&дцриятие - Головное спеша лаэироааиное

конструкт орское бюро по машинам для Дальнего Востока (г. Биробиджан)

Защита состоится " О^уууАиД 1964 г.

в "_" часов на заседают специализированного совета

К 020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте меха-низа пии и электрификации сельского хозяйства.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу; 633123, Краснообск Новосибирской области, СжШЗ СО ВАСХНИЛ, специализированный совет К 020.03.01.

С диссертацией можно ознакомиться в ояблиотеке СибЙМЗ,

Автореферат разослан чи.р^а^О-, 1964-г.

Ученый секретарь специализированного совета А, Т. КЛЕЙН

4 -&ен

ВСЭСОШНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СМЮКОХОЗЯЙСТВЕНШХ НАУК ИМЕНИ В.И. ЛЕНИНА

Скбирскоа отдаление

Сибирский научно-исследовательский институт мезсанжэацки г электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ)

На правах рукописи ШШШЗ СЕРГЕЙ АСКЕРОВИЧ '

УДК 631.362.3:631.53.01:635.655

- СОРТИРОВАНИЕ СШШ СОИ ПО УПРУГИМ СВОЙСТВАМ

Специальность 05.20;01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук .

Работа выполнена в Дальневосточном Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сельского хозяйства и Всероссийском научно-исследовательском институте сои

Научный руководитель - кандидат технических наук, старший

научный сотрудник Ю.В. ТЕРЕНТШВ

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный- сотрудник Г.Т. ПАВЛОВСКИЙ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник В.К. МАКСИОТК

Ведущее предприятие - Головное специализированное

конструкторское бюро по машинам для Дальнего Востока (г. Биробиджан)

Защита состоится " £■(& " 1984 г.

в " " часов на заседании специализированного совета К 020.03.01 в Сибирском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 633128, Краснообск Новосибирской области, СибИКЭ СО ВАСХНИЛ, специализированный совет К 020.03.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибШЭ.

Автореферат разослан " * 1984. г.

Ученый секретарь специализированного совета

А.*.

КЛЕЙН

. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА' РАБОТЫ

Актуальность тёш. На ХХУГ съезда КПСС было подчеркнуто, что'основной задачей в одиннадцатой пятилетке является рост - продуктивности сельского хозяйства и увеличение'урожайности сельскохозяйственных культур. Предусматривается расширенна посевов сои нй Дальнем Востоке и в республиках страны.^Это позволит довести производство зернобобовых культур.до 12...13 Млн. тонн, что является одним из факторов,^ опре делящих успешное выполнение Продовольственной программ», принятой макетам (1982 г.) Пленумом Ш КПСС.

Для выполнения этой задачи, указывается в основных направо . лениях развития агропромышленного комплекса, необходимо внедрить индустриальную технологию возделывания сои и повысить качество семян. Высококачественные семена, обладающие высокой полевой всхокестью, составляют основу высоких урожаев. Главной причиной снижения полевых качеств семян сои являются механические повреж-г девия семян, мороэобойные семена, пораженные вредителями и болез-1-няш, недоразвившиеся. Эти семена по своим размерам и аэродинамическим свойствам шло отличаются"от полноценных семян сои, -вследствие чего выделение их из семенного материала на существу- ' кщих зерноочистительных шшинах затруднено. Наличие этих примесей ведет к потере урожая до 20?, что составляет по,Дальнему Востоку 150 тис.' тонн зерна сои. . В связи о этим, из искание рабочего органа, позволяющего'выделить указанные выше примеси, пред- , ставляет определенный интерес в плаве подготовки высококачественных семян. ' " - . ' ''

По данным А.И. Пьянкова, Е.В. Александрова, полноценные семена сои отличаются от семян с микроповреждениямн,'недоразвив-шихся, корозоОойных, пораженных вредителями и болезнями упруги- -ми свойствами." Следовательно, возможно их разделение по атому признаку. .

Проблемой сортирования семян различных сельскохозяйственных культур по упругим свойствам занимались многие исследователи, ^ 7 однако некоторые аспекты этой,проблемы еще недостаточно изучены, что и послужило основанием для выбора темы диссертационной работы. '■'•■-■ Цедь_исследовакиЙ. Целью данной работы является изыскание

путей интенсификации и повышения качества процесса сортирования-, семян сои по упругим свойствами

• 1 иауч-,Л:' ••

LiilSJ

Объект исследований: процесс сортирования семян сои по упругим свойствам и техническое-устройство для реализации этого процесса.

Методика исследований. В процессе исследований применялись аналитический, экспериментальный и расчетно-конструктивный методы с присущими им приемами.

Теоретичское исследование процесса сортирования семян сои по упругим свойствам проведено на основе анализа взаимодействия семян сои с отражательной поверхностью, из условия изменения количества движения материальной системы. В экспериментальных исследованиях использовались методы физического моделирования, применялись фотографирование и стробоскопическая съемка. Обработка экспериментальных данных, осуществлялась известными Методами ш-, тематической статистики. V -

■ . ручная „новизна „работы состоит в том, что изучены упругие свойства семян сои и доказана возможность сортирования по упругости с целью выделения из семенного материала семян с микропо- -■ вреждёняями/ шрбэобойных, пораженных вредителями и болезнями, недоразвившихся.

Проведено теоретическое исследование процесса сортирования семян сои по упругим свойствам на основе анализа взаимодействия сортируемых чаетшГс-'отражательной поверхностью с учетом действия силы трения при ударе.

Предложены формулы да« определения конечных параметров удара при;известных его начальных условиях-и физико-механических свойствах.соударяющихся тел, которые отличаются от существующих тем, что они более.полно учитывают факторы, влияющие на динамику удара. Обоснована рациональная схема устройства для сортирования по упругим свойствам и определены его оптимальные параметры. Теоретически обоснован материал отражательной поверхности.

Практическая ценность "работы заключается в том, что результаты проведенных исследований,дают-возможность более обоснованно подходить к разработке новых рабочих органов:для сортирования по упругости; целенаправленно выбирать конструктивные и,технологические параметры. Предлагаемое устройство за счет введения направляющей поверхности и правильного выбора штериала отражательной ^ поверхности более чем в 6 раз интенсифицирует процесс, а полнота выделения трудноотделимых примесей увеличилась в 1,5 раза. Результаты научно-производственной проверки доказывают практичес-

кую полезность и экономике скуй 8®ективаость применения сортирования семян сои по у крутим свойствам при подготовке семян coir, виского качества.

Реалияагрг^ ря^^и, Результаты исследований могут быть использованы :

- научно-исследовательскими учреждениями» в которых ведутся работы по изучению процессов ¿заимодействля сельскохозяйственных продуктов с деталями и работами органами сельскохозяйственных машин;.. ■., 1 '.

- учебными институтами при изучении закономерностей процесса удара;; ■ .■'■.. 4 1 ■

— конструкторскими организациями, занимающимися разработкой устройств, принцип которых основан на ударном взаимодействии обрабатываемого материала с рабочими органами дешин.

Атробация. Основные положения диссертации доложена и одобрены на научной конференции молодых ученых ДалвНШСХ (г.Хабаровск) в 1977 г,, на краевой конференции молодых ученых и спе^ циалиотов по общественным наукам (г. Хабаровск) в 1973 году, на зональном совещании научно-исследовательских учреждений Дальнего Востока (г. Хабаровск) в 1979,году, на зональном совещании научно-исследовательских учреждений Дальнего Востока -(г. Благовещенск) в I960 г., на.конференции молодых ученых . . ВНИИС (г. Благовещенск) в. I9SI году, на зональном'научно-методическом совещании (г.' Хабаровск) в 1981 году.

Публикации., По результатам исследований опубликовано три работы общим объемом 0,68 п.л.

Вне доение л Устройство для сортирования сешя сои по упру- ■ пш свойствам использовалось-в 1979...I9S2 гг. при обработке"семян сои в колхоза "Приамурье" Амурской области. Научно-техническим советом Амурского облисполкома- принято решение об изготовлений на предприятиях сельхозтехники'устройства для сортирования семян сои по упругим свойствам для семеноводческих хозяйств Амурской области. ' .

Объем диссертации. Работа изложена на 136 страницах нописного текста, включает 49 рисунков, состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы (140 наименований) и приложения. ■ ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан анализ послеуборочной обработки семян сои» выявлена возможность сортирования семян сой по упругим свойствам с целью выделения из вороха трудноотделимых примесей -основной культуры, проанализировано состояние вопроса о теории сортирования по упругости, определены цели и задачи исследования. • . . •

Анализ послеуборочной обработки семян сои полазал, что в семенах, очищения и.отсортированных на существующих зерноочистительных -пунктах содержится значительное количество (до,40$) семян сои с микроповреждекиями, морозобойных, пораженных вредителями и болезнями, недоразвившихся. Эти семена по размерам и .аэродинамическим свойствам незначительно отличаются от полноценных семян сои, что затрудняет их выделение по этим признакам. Наличие этих примесей в семенах снижает их посевные качества, В отдельные годы лабораторная всхожесть семян сои не превышает 56%. Наибольшая доля снижения посевных качеств.приходится на семена с микроповреждениями, так как содержание их в очищенном и отсорти— рованном материале 90 все годы остается высоким и не зависит от условий формирования урожая. По данным Р.Ф.: Волошиной, снижение всхожести только ш !% приводит в целом по Амурской области к дополнительному расходу 450 т семян сои на сумму II700 руб.

По данным А.И. Коноплева, С.П. Присяжной, каждый процент травмированных семян снижает урожай сои на 10 кг/га, а общие потери от травмированных семян составляют 20^.,

А.И. Пъянков, изучая физико-механические свойства семян, отмечал, что семена с микроповреждениями можно отделить от полноценных семян по их упругим свойствам, которые характеризуются коэффициентом восстановления нормальной скорости при ударе..

Исследованиями Н.Ф. Кошенко с соавт. установлено, что наиболее отличительным признаком .полноценных семян сов, мороз обой-, них, пораженных вредителями и чЗолезкями, является их форма, ха- , растеризующаяся коэффициентом сферичности.-Е.В.. Александров, изучая коэффициенты восстановления тел различной формы, определил; что он зависит не только от материала соударяемых тел, но и от их формы.

Результаты исследований С. Д. Птицына, П.И. Рябова, С.Ф.. Боброва и других указывают на то, что при сорбировании по' упругости:

отбираются наиболее полноценные по механическому составу, биологическим признакам и зрелости семена.

Исследования упругих свойств семян.сои сорта Амурская 310 и Янтарная показали, что коэффициент - восстановления полноценных сеьотг сои отличается от коэффициента восстановления указанных выше трудноотделимых семян, что указывает на возможность их.разделения по этому признаку. ''

Анализ работ по теоретическому исследованию процесса сортирования по упругим свойствам показал, что.вопрос этот' вплотную соприкасается с теорией удара тела о неподвижное препятствие. Однако некоторые аспекты этой теории еще недостаточно изучены, что на позволяет достаточно правильно и полно проанализировать процесс сортирования:по упругим свойствам, определить оптимальную схему, параметры и режимы работы устройства, выполняющего этот процесс.

Впервые задачу определения конечных параметров удара при известных его начальных условиях и физико-механических свойствах - соударяющихся тел поставил И. Ньютон и для решения ее пред- • ложил формулу п

где ЧК - коэффициент восстановления нормальной составлявшей скорости при ударе; .

у м - нормальные составляющие скорости до удара в после 0,1 него в непосредственной близости от точки контакта.

При втом И. Ньютон отмечает, что эта формула не учитывает трения между телами в момент.удара.

Г. Кориолис определяет конечные параметры'с учетом трения.

Ъ.

Рп

Здесь

^ - коэффициент трения;

- Рх ,рп - тангенциальный и нормой .импульса при ударе.

, Эта формула справедлива при угле удара ' больше какого-то критического, значения. При X меньше критического удар окаичи-

вается восстановлением тангенциального импульса и задача определения конечных параметров удара при известных его начальных условиях и физико-механических свойствах решена недостаточно полно, . * '

. Поскольку целью настоящей "работы является''изыскание путей . интенсификации и 'повышения качества процесса сортирования семян сои по уцругим свойствам, вами были поставлены следующие' задачи:

1. Изучить упругие свойства семяя сои.

2. Исследовать процесс удара.сортируемых частиц об отражательную поверхность с учетом трения между соударяющимися телами.

3. Обосновать рациональную схему процесса сортирования се-•мян сои по упругим свойствам, определить.оптимальные.параметры

устройства, осуществляющего его.

4. Провести лабораторные исследования с целью уточнения оптимальных параметров и определения режимовработы.

. 5. Провести производственную проверку процесса сортирования семян сои по упругим свойствам,.дать его технико-экономическую . оценку и выкать рекомендащш производству.. - .'=.-■

Во-второй главе»рассмотрен процесс удара сортируемых частиц об отражательную поверхность, определены факторы, влияющие на его динамику, дано.,эмпирическое и аналитическое его описание. Обоснована схема и определена оптимальные параметры устройства. -

При падении сортируемой частицы на отражательную поверхность (рис. I) последняя имеет поступательную скорость Л/0»

. ' углевую скорость и)в , угол меж. ду вектором скорости* И нор-' • : малью к отражательной поверхности ,. при известных. коэффици—' ентах восстановления (К) и трения ( | ) необходимо определить • ' скорость отражения < угловую \ скорость й угол отражения $ \ В начальный момент времени О \ удар'происходит со скольжением между соударяющимися^ телами. До . . достижении времени ^ происходит

Рис. I. Расчетная схема сцепление, в этот момент угловая • определения :конечных парамет- СКОрОСТЬ. истицы равна

ров удара '•-.■. За промежуток времени .аЛ«

ца была деформирована силой.трения. Р аЛМ , далее идет восстанов-

V; ■ ■ \

XV ■ V,

V? У

V?

///7?/ р.. N .

ч

части-

■ __. ___I ■___■

ленив деформации, и частица получает дополнительную угловую скорость & и) . Тогда отношение есть суть восстановления тангенциального импульса.' При увеличении угла <к> вреш, сколь- . жения. , увеличивается и при некотором значении Ь равно времени удара, восстановление тангенциального импульса отсутствует' и удар оканчивается скольжением соударявдяхся тел. Наименьший угол , при котором удар оканчивается скольжением, называется критическим утлом скольжения (Xк ). Л.Г. Стоименов определил значение критического угла для случая, когда угловая скорость-ударяемой частица равная нулю;

, > ' ' (3)

. В общем случае, когда. и>0 ^ касательная скорость.

слагается из тангенциальной составляющей и окружной скорости

тела, т.е. _ ^

= V* * уа0г = V, 3«.п + и^з. (4)

Учитывая, что , получим выражение: :

;. ; ■<» ■

упрощая, имеем: .

<б)

Обозначим

• •гъ?» _ э , ,„ ■

получаем окончательную' формулу для определения критического угла, при котором начинается удар, оканчивающийся скольжением: ■ , ■

' Для определения конечных иараметров} удара при Л < рассмотрим систему уравнений изменения количества движения мате-риальйЬй системы с учетом восстановления тангенциального имщгльса

Рга т- ; / , о)

О[1иа0-ло>ыо1\о,)кг], (10)

где т - масса ударяемой .частицы; - радиус частиц;

3 - момент инерции частицы; . '

щ- угловая скорость частицы в момент времени, ; Решение системы уравнений (9) и ( 10) позволяет определить конечные-параметры удара. '■'■'. ■ * . ..'

A^.VÍif + fArf^-fа}/ ; ' ' (ID VÍ-V (12)

: , ^^(l-fA-l^-fK^ . (14) *

. .Обработка экспериментальных данных зависимости коэффициента восстановления'тангенциального импульса от угла улара и результатов теоретического исследования удара." позволила получить эмпирическую формулу определения реличины восстановления'тайгенда--аль^ого импульса'в зависимости от угла удара при известных коэффициентах восстановления нормальной скорости и коэффициента трения соударявдихся тел:

Кх - К • Sin (í k-X) (15) '.

а формулы определения'конечных параметров удара имеют вид: ' üV^v^l-fa-f^swVK-^^fiiK-iin^tA.K-Mj-SLni,, (к)

V>Vo[|-f A-fK-SLnX-tJ-.fAK-S^t^K-.^liini,, (iV) '

• (16) '

Используя для -определения дальности полета частицы, бро-. ■ пшенной под углом J,¡. к горизонту,с начальной скорость» V4i'L мулу, предложенную И.Т. Ковриковым и Г.В. Скворцовым

О . Vft. Su3>l , Si-УЛ frl ; (20) 0 w 29. ъ ■ ; .д

дальность,' скорость и угол полета тела после, :. удара об 'отражательную поверхность, и подставляя ,в нее значение "Ví/lh'W . найденное из выражений (1?).и (19), определим .. ■ угол , при котором разность дальности полета полноценных ■ -седая сои п семян с шкроповрежденкями ■ будет наибольшей. Такой " угол является оптимальным и при К = 0,60 и ^ = 0,19 для целых' ' семян сои и К = 0,32 и | = 0,19 для семян с микроповреждекиями составляет 23°.■ , ■'.-'■ . 1 ■ ' "

. ' : 10 1 '

Семена сои морозобойные, пораженные вредителями, и болезнями,- недоразвившиеся отличаются от полноценных семян формой. Они имеют более продолговатую форщу, которую можно приближенно * г считать элипсоидом. При падении этих семян на отражательную по- ' вёрхность они могут быть по различному сориентированы своей про- -дольной осью к отражательной поверхности {рис. 2), от .чего зависит характер их отражения'послеудара..

' Б зависимости.от вели' чины угла удар можно разделит*, на удар,происходящий со скольжением при

и удар, происходящий с восстановлением тангенциального импульса при

<В случае, ког- -та удар оканчивается восстановлением тангенциалъно-го импульса, конечные параметры удара определяются аналогично как при косом ■■ , ударе шаровидных семян сои -при ]»< А,к, а траектории полноценных семян и семян, имеющих вытянутую форму, «017т совпадать, .При ударе.частиц, имеющих форму'елилсоида, оканчивающимся скольжением, точка контакта перемещается по образующей элипсоида,' время ■ -удара увеличивается,' а ударный импульс уменьшается, уменьшается и дальность полета таких частиц..Следовательно, для более качест- . венного разделения полноценных семяи сои и семян, отличных по форме, необходимо, чтобы продолговатые семена сои были- сориентированы -таким образом, что обеспечивало бы условие > ? . "* л

Условием такой ориентации частиц может служить направляю^ . ■ щая поверхность, расположенная между питающим валиком и отражатель-; "ной поверхностью, имеющая вогнутую форму (рис. 3).

'Из"условия графоаналитическим методом определен

1 оптимальный угол отражательной поверхности "при сортировании полно-.ценных семян сои и семян морозобойных, пораженных вредителями и болезнями, недоразвившихся. При выделении в.семенную фракцию семян, имеющих'наименьший коэффициент сферичнобти 0,73 и ко^и^фицп-; ент'трения 0,19, утолХравен 25°.«, ~ . - ' ,

'.', ' ■ ■ . ' п ■■ . '■ ■ -Л'

.'Рис. 2. Схема удара - продолговатых семян об* отражательную поверхность '

(

JS—2

1

Рис. 3, Схема сортирования семян сои по упругим свойствам: I/- бункер,. '2 — пптапщгЁ валик, 3 —' направляющая . 'поверхность, 4 - отражательная поверх- . ность, 5 - делитель фракций, 6 - приемник первой фракции, 7 - приемник второй фракции. . . , ■ .

■» » - исходная фракция; ... ■ - полноценные семена;--— — трудно отдали

мые семена.

6>

i

Теоретический анализ процесса сортирования до упругим / - свойствам показал, что Эффективность сортирования будет тем выше чем больше разница коэффициентов восстановления разделяемых

ЧаСТИЦ. . >■ . ' , ' ;.;■■

Исследованиями В.О. Глотова, В.В. Наэаренко , HaaghtoHS, H0dqk.LnS.0H E г установлено,'что коэффициент восстановле-' ния нормальной скорости зависит, не только от упругих'свойств сортируемых частиц, но и в равной мере от упругих свойств материала -отражательной поверхности. Из"теории упругого удара известна.фор- ■ мула определения коэффициента восстановления для двух различных -

материалов:"' * г ■> -

v _ К.» сг * Ка.г сл

где Kj g - коэффициент восстановления первого материала по второму Kjj, Ej - коэффициент восстановления и. модуль упругости первого-материала; ■

Kgg, Eg - коэффициент восстановления' и модуль упругости второго материала.

1 ; Для обеспечения наибольшей разницы упругих свойств разделяемых компонентов необходимым является условие

; - max. - ! (21)'

Здесь Kj з - коэффициент восстановления полноценных семян;по отражательной поверхности; _ '. ■ K2j3 - коэффициент восстановления семян с шкроловрежденняот по .отражательной поверхности. ■■ ;;

V V Кча - ^ * ~

; К(л-Кал« 1 + V: - (22) 1

. Е} " .

где К^ - коэффициент восстановления полноценных семян сои;

- коэффициент восстановления семян сои с микроповреждениями; ^ . -модуль упругости семян сои; ' '

Ьт р

- модуль упругости отражательной поверхности.

Анализ зависимости (22) показывает, что для более эффективного сортирования целых и травмированных семян сои необходимо,. ■ чтобы модуль упругости -отражательной поверхности был на 1-2 порядка выше модуля упругости сортируемых частиц. Коэффициент трения материала отражательной поверхности определялся из условия выделения семян сои, имеющих форму элипсоида. Анализ удара таких частиц об отражательную поверхность показал, что чем меньше коэффициент ■' трения, тем больше вероятность удара продолговатых частиц оканчи-' взгадегося скольжением, аэто является условием более полного раз- : деления. ■ '■:'■; ' . ■■'■',■

■■.''. В третьей главе дано описание методических приемов проведения экспериментальных исследований. '-'■-."■'■ ... Для исследования закономерностей удара были разработаны и ^изготовлены: приборы для определения угла отражения частицы после

удара об отражательную поверхность', прибор для определения скорос-- тей частицы до и после'удара, прибор ддя определения угловой скеК рости после удара и определения величины-тангенциального импульса. Разработаны некоторые вопросы" методик определения-конечных параметров удара. ■"'/'. ^

I , Достоверность аналитического описания процесса удара проверялась методам сопоставимости данных, полученных расчетным и экспериментальным путями. " 1

Определение конструктивных и технологических режимов работы экспериментального устройства проводилось с помощью универсаль-" ной установки, обеспечивающей,возможность регулирования и контро-. ля профиля направляющей поверхности,' угла наклона и штериала отражательной поверхности, положение делителя относительно точки ' удара и удельную подачу сортируемой смеси. ■'. ;■' ■

В качестве критерия оценки эффективности'сортирования при сравнительной оценке бъиг принят коэффициент полноты выделения то В.А, Кубышеву. При оценке совершенства устройства использован ме- ; тод М.Н. Летошнева. Отбор проб и измерения проводились по . ГОСТу 12036-66, " '

■■!■■'■ 13 * 4

Закладка полевых опытов и математическая обработка 1прово-дошсь по методике Б.А.. Доспехова, ■

В четвертой главе приведены.результаты экспериментальных исследований закономерностей удара•сортируемых частиц об отражательную поверхность и лабораторных исследований процесса сортирования семян сои по упругим свойствам. ,■*■..■■

. Результаты экспериментальных исследований по влиянию угла наклона-отражательной поверхности на динамику удара подтвердили теоретический вывод о том; что при угле удара X , менып© кри-■ тического, удар оканчивается восстановлением тангенциального импульса,' а уравнение (16) достаточно точно описывает.потерю тан-' генциальной составляющей скорости в зависимости от утла удара А> 1фи известных коэффициентах восстановления и коэффициенте ,трения соударяются ¥ел (рис. 4). ■ - х ■ ,'■

<316 . 0.5

аз од 0,1

10 20 30 40 50 60 70 80 4<

'Рис, 4.. Теоретические кривые и.экспериментальные, данные . • ' зависимости потери тангенциальной составляющей ■ скорости от.угла удара: , 1"

-. . - пластмассовый шар; . .

- — » • семена сои. ' •

Проведенные, экспериментальные исследования по влиянию материала отражательной.поверхности на коэффициенты восстановления разделяемых компонентов показали, что при увеличении модуля упругости материала отражательной поверхности от 6; * 10 Н/иг до

2 • Ю^Н/м2, разность коэффициентов' восстановления целыми травмированных семян сои увеличилась от" 0,07 до 0,35. (рис. 5),

"04 ¿0.3 : 0,2 0,1

СТАЛЬ

РУК А

ЭПОАИЭТИЛЕН

по4 10° ю-' : кг2 \

Е

Рис. 5. Теоретическая кривая и экспериментальные данные , зависимости разности коэффициентов восстановления ' целыми .травмированных семян сои от модуля упругости отражательной поверхности

Влияние коэффициента трения на коэффициенты восстансвления-разделяемых.компонентов выразилось в.том,,что.при увеличении чистоты отражательной поверхности коэффициент восстановления полноценных, более круглых семян сои во изменяется, в то время как коэффициента восстановления продолговатых семян сои уменьшаются от 0,41 до 0,32 при уменьшении коэффициента трения от 0,24 до 0,1?.'

Лабораторные исследования процесса сортирования семян сои по упругим свойствам'проводились о целью определения оптимальной -схемы, угла наклона.отражательной поверхности, удельной производительности, влияния влажности семян на качество сортирования и * кяя сравнительной'оценки качества сортирования различными рабочими органами с целью выделения семян с мтфоповреждениями, мороз о-бойннх, недоразвившихся, пораженных вредителями и болезнями.

, Применение стабилизирующей поверхности,.имеющей вогнутую ' ■ форму в своей нижней части, позволило увеличить удельную производительность процесса в 5...6 раз по сравнению с известными схемами сортирования по упругости. Полнота выделения семян, имеющих продолговатую ,форк^. увеличились в 1,5 раза, выход целых семян во вторую фракцию уменьшился в 2,5 раза. Оптимальный угол наклона отражательной поверхности определялся как для.одиночно сбрасываемых'семян, так и для непрерывного потока,и,составил 25°.'

Увеличение удельной производительности от 0,5 т/ч!м до 2 т/ч,м ведет к незначительному снижению качества сортирования. Полнота выделения уменьшилась^ 67,4 до 64,1$, коэффициент эффективности снизился с 0,88 до 0,85, а" выход полноценных семян во втору» фракцию увеличился с 9,0 до 12,4$. При увеличении удельной производительности'до 2,5 т/ч.м полнота выделения уменьшилась до 55,3^, выход полноценных семян во вторую фракцию увеличился до 23,8/^а коэффициент эффективности сепарации снизился до 0,72. Рекомендуемая удельная производительность составляет 1,5...2 т/ч.м.

- Анализ результатов опыта по влиянию влажности' на качество сортирования.показал, что повышение влажности семян с 10 до 20% ведет к уменьшению коэффициента восстановления от- 0,65 до 0,58 и, как'следствие этого, к уменьшению дальности полета сортируемых частиц. Для сохранения полноты выделения необходимо с'увеличением влажности делитель приближать к точке удара. При увеличении влажности от 10 до 20? удаление делителя уменьшается от 280 до 240 мм, при этом выход полноценных семян сои во вторую фракцию увеличивается о 10,2 до 12,2%t а коэффициент эффективности сепарации уменьшился с 0,86 до 0,84,

На,рис. 6.-приведена номограмма для определения режима сортирования в зависимости от содержания выделяемых компонентов в исходной фракции, желаемой чистоты отсортированных семян и влажности. ■ . . ■ \ ■■■■'■■■''-. .

Сравнительная оценка рабочих органов для.сортирования семян сои с целью выделения трудноотделишх примесей производилась по аэродинамическим свойствам.на пневмоколонке ПСС-5,0, по форме -на сортировке 0СЦ-0,р5 и по упругим свойствам - на предложенном устройстве. Семена прошли предварительную очистку на зерноочистительном комплексе КЭС-20. Анализ результатов сравнительной чоценки показал, что'наиболее полное выделение (62,3%) семян с микропо-вревденияш происходит на экспериментальной установке, где в качестве признака сепарации используются упругие свойства морозобой-вых и дробленых, выделяется соответственно 55,2 и 62,Выделение' дробленых семян происходит наиболее интенсивно на пневмоколон-. ке ПСС-5,00 (63,3$), морозобойных на ССЦ-0,05 (58,6$). Наибольшее содержание полноценных семян'сои в отсортированном материале отмечено при сортировании по упругим свойствам '(79,3$ против 65,8 и 67 на. ПСС-5,00 и ССЦ-0,05 соответственно)..

V- • i6 \ " ■;.

Рис. 6. Номограмма для определения режима сортирования

' 17

1 1

" ' '!' " ■ ! ■ . ' (■ ■ ■

В цятой глава приведены результаты производственной проверки результатов исследований,, проведенных в колхозе "Дриацурье" Амурской области. Опытный образец устройства для сортирования семян сои по упругим свойствам был включен в качестве семяочистительной приставки в поточную линию послеуборочной обработки, разработанную во Всероссийском научно-исследовательском институте сои. Производительность устройства составляла 14...20 т/ч и соответствовала производительности поточной линии. Результаты производственного опыта показали, .что в семенах, прошедших сортировку по упругости, содержание полноценных семян было на 7,3$ выше. По результатам полевого опыта полевая всхожесть семян оказалась, на а урожайность на 7...14& выше, чем у семян, не сорти-

рованных по упругости.

Проведенный расчет экономической эффективности показал, что использование устройства для сортирования семян сои по упру- . гим свойствам в качестве семяочистительной приставки в поточной линии послеуборочной обработки позволило получить семена более высокого качества, и при годовой загрузке 3 тыс. тонн получен'экономический эффект 3,88 тыс.руб. " .

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Упругие свойства семян сои могут служить надежным признаком отделения полноценных семян от семян с микроповреждвиияш, мороэобойных, пораженных вредителями и болезнями, недоразвившихся

2. На характер отражения сортируемых компонентов влияет не только коэффициент восстановления норшльной составляющей скорости,, но и коэффициент трения межюг соударяющимися телами. Для определения конечных параметров удара рекомендуется использовать формулы (16, 17, 18, 19).

3. С целью повышения качества сортирования необходимо, чтобы материал отражательной поверхности имел модуль упругости на 1-2 порядка выше модуля упругости сортируемых частиц. Коэффициент трения сои по отражательной поверхности должен быть • менее 0,19.

Применение направляющей поверхности, расположенной между питающим валиком и отражательной поверхностью, позволило увеличить производительность в 6 раз, а полноту.выделения продолговатых семян в 1,5 раза.

4. Оптимальными параметрами устройства для сортирования семян сон по упругим свойствам являются: удельная производительность,' 2000 кг/ч.м, высота подачи семян 1000...1200 мм, радиус кривизны направляющей поверхности 4500 мм, угод установки отражательной поверхности 25? при модуле упругости материала отражательной поверхности Б = 2 * 10 и коэффициента трения 0,19, Удаление делителя по горизонтали■от точки контакта семян с отражательной поверхностью 240,,.280 мм при'изменении влажности от

10 до 20%. Коэффициент эффективности сортирования составляет .. цри атом'0,84...0,86.

5. Годовой экономический эффект от применения устройства ' дои сортирования семян сои по упругим свойствам в качестве семя-очистительной приставки в линии послеуборочной обработки зерна ■ составил 3,88 тыс. рублей на одну приставку^

Основные положения диссертации опубликованы в следующих' работах:

1. Теоретическое обоснование материала отражательной поверхности при сортировании семян сои по упругим свойствам. Сб. трудов СО ВАСХШЛ Технология возделывания и уборки сельскохозяйственных культур на Дальнем Востоке, Новосибирск, 1980. с.7...9

С соавтор Ю.В. Терентьев)

2. Теоретические предпосылки для,сортирования семян сои по упругим свойствам. Сб.. трудов СО ВАСХНИЛ Технология возделывания ц уборки сельскохозяйственных культур на Дальнем Востоке. . Новосибирск, 1980, с. 10...14 (соавтор Ю.В. Терентьев)

3. Устройство для сортирования семян сои по упругим свойствам. Хабаровский ЦНТИ. Информационный листок. Хабаровск, 1982.

I

)

Подписано к печати 22.03. 1984 г.,МН 04177. , Формат 60x84 1Д6 Объем I п. л. Тираж 100 экз. Заказ 154. '

Редакпионяо-полиграфиче ское объединение СО ВАСХНИЛ, ротапринт 633128, Новосибирская область