автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технологические основы интенсификации процесса сепарации зерна воздушнорешетными зерноочистительными машинами и агрегатами

4Го за ■

Р00Т0ВС1ШЙ-ИА-Д011У ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАЫЕЭД ШКГШГЭТ' СЕШЬСКОХЮЯЙаГЕЕИЮГО МАШЮСТРОЕ1Ш

На правах .рукописи

ЕРМОЛЬЕЙ Юрий Иванович Ш 631.362.3:633.1.004 (04)

ТЕХШШ1ШЕСКИВ ОСШВЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА. СЕГШЭДИ ЗЕРНА ВОЗДгаютаЕТНШП ЗШШШСТИТЕЛЬШМ! ШШНШ И АГРЕГАТАМИ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

. Роетов-на-Дсну, 1990

> . . , /л

Роботе выполнена В Роставском-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институте сельскохозяйственного машиностроения Официальшэ оппоненты: доктор техжгчад.ки>с наук, профессор

ЖШ0В1Я Э.И. док.тор технических наук, страшиЯ научный сотрудник ГОНЧАРОВ Е.С.

доктор технических наук, CTPpnutl научный сотрудник MIDI ЛЕВ В.Н.

Ведущая организация: ГСКГБ ПО "Вороветсельмага" по комплексу машин для послеуборочной обработки зерна

Защита диссертации состоится пМ" дгхабрз 1990 г, в 10 часов на заседании специализированного совета Д,063.27.02 в Ростовскои-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институте сельскохозяйственного машиностроения: 344708, г,Ростов-на-Дону, ГСП-8, лл.Гагаринв, I, РИСХМ.

С дпссертацйвЯ можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 1990 г.

Учены» секретарь специализированного совоЛ"

So/MweM № В,

юядетйиг иялш

с<> ■* «.11.ММ

Отдел

дисс»рт«ций

ОМАЯ ХАРлЬТЕИЮТИКА РАБОТЦ

Актуальность проблемы. В качестве главного рычага интенсификации народного хозяйства необходимо каординалыюе ускорение научно-технического прогресса, широкое внедрение техники ноаш поколений, принципиально нош« технологий. Ставится.задача обеспечить разработку и выпуск высокопроизводительных сельскохозяйственных машин (СИЛ) для послеуборочной обработки зерновых купмгур, производство которых является важнейшей задачей Проиовоиьственной программ) страны.

На современном этапе господствует тенденция эволюционного развития зерноочистительной техники, что неизбежно приводит к незначительному изменению по времени основных удельных показателей технического уровня зерноочистительных машин, а это свидетельству ет, в основном, о высокой доли экстенсивного развития этих СХМ.

Создание новой техники идет преимущественно по пути созепиен ствования традиционьг.гх принципов и усложнения базовых конструкций, увеличением то металлоемкости и энергпнасыщенности, приближая тренды развития экономических показателей к периоду сатурации.

Увеличение производительности зерноочистительных машин в значительной степени лимитируется габаритами сапараторов. Это объясняется тем, что существующие методы проектирования технологических процессов и технических средств базируются на -традиционной последовательности выполнения технологических операций и использовании существующих базовых сепараторов.

Анализ мирового уровня развития технических показателей основных видов зерноочистительных машин показывает, что с ростом производительности их энергоемкость незначительно снижается при существенном росте энергонасыщенности.

В нашей стране, при примерной стабилизации в последнее девятилетие валового сбора зерновых 195-205 млн,тонн в гсд и количества обслуживающего персонала для зерноочистительных агрегатов и комплексов, усложнение конструкций зерноочистительных мшик, агрегатов и комплексов, рост их металлоемкости и энергонаамон-ности приводит к постоянной тенденции возрастания оптовой цен«, технопогического оборудования (с 1971 г, по 1988 г. боязе чем в 3- и раза).

3 настоящее время не достаточно четко с количественны?. позиции рпявпекн и научно обоенопавн осноанге направления н;-л^ч-г.чпки процессов сепаряиии зернового мчтер№т бзддоими сепч^то^ьл,

Ю£Ж»Ш! !! ПОТОЧНЫМИ ТехНОЛ^ПГ-ГеСКНгЛ! линиями, отсутствуют совре

«ггоды системного анализа и многомерного структурного и пзрпчйтркчаекого синтеза рациональной совокупности технологичес ■м-х опэрсций в отделениях поточных технологических линий на про-&ГТН1ТК стадиях разработки базовых сепараторов, машин и отделена очкетги агрегатов,

В мяроэой науке и практике проблема комплексной интенсификации процессов сепарации зерновых материалов с учетом Использования методов фракционирования при поточных технологии очистки п йн^енсифпкагда! процессов пневмесепарации и сепарации зерновых катеркаяой на решетных полотнах полностью не решена.

В связи с 5тим для разработки нового поколения зерноочистительных шешн и агрегатов с высокими тех;шко-экономическими показателями назрела необходимость в решении проблемы повышении качественных показателей процессов сечарации зерновых материалов на решетных модулях, в пнепмосепараторах, воздушиореиетних зерноочистительных шкинах и поточных технологических линиях путем создашя рациональнга базовых сепараторов, моделирования процессов функционирования частных технологические операций, их систем, структурной и параметрической оптимизации совокупности частных операций и параметров сепараторов и создание последовательных л фракционных схем поточной очистки зерна. Проблема решалась в соответствии с заданиями" целевых комплексных научно-техничес-ягас программ 0.Ц.032.02.03.01, 0.Ц.032.03.02.02, 03.02.К.01, заданием 07, комплексной научно-технической программы ГКГО и Госплана СССР 0.51.12,

Цель роботы. Выяэить основные направления, разработать тучные положения И осуществить практическую реализацию принципов интенсификации процесса очистки зернового материала базовыми сепараторами, зерноочистительными машинами и отделениями счистки зерноочистительных агрегатов, обеспечивающими высокоэффективную поточную очистку зерновых материалов с заданными агро-показателями.

Задачи исследований. Разработать методологию решения проблемы интенсификации процесса очистки зерновых материалов. Оцр-питъ основные направления повышения показателей функционирования зернээчнетительнкх машин,используемых при поточной технологии очис ки зерновых культур.Вылвить рациональную совокупность частных техш

логических операцнй'в МЙ0,*зерт, функционирующей совместно с зерноочистительным агрегатом. Математическое моделирозаниз технологических операций, выполняемых базовыми сепараторами и и/ модулями, разработать алгоритмы, математические и программное обеспечение дня формализованного параметрического синтеза базовых сепараторов и их модулей. Разработать функционально-иерархическую математическую модель процесса сепарации зернового материала в 1ЛП0, параметрический синтез отдельных функциональные мопулай и №0 зерна при проектировании. Используя методы системного анализа и методы струхтурно-парз-метрическопо синтеза выязить рациональные совокупности частных технологических операций, обеспечивающие' последовательные и фракционные схемы эффективных поточных технологий очистки зернош-к культур с заданными агрспокаэатзлями. Провести доводочные и приемочные стендовые и полигонные испытания зерноочистительных машин и агрегагоэ с выявленными рациональньтми структурами.

Объекты исследования. Технологические процессы сепарации зерновых материалов, базовые решетные, триерные, пневмогепаратпры, зорко-очистительные машины и поточные технологические линси с различно? совокупностью базовых сепараторов, Иллюстрация практического иеппяь зования разработанных алгоритмов структурно-параметрического синтеза зерноочистительных машин и отделений очистки агрегатов превз-дена на примерах машин ЗБС-20А, МЬи-ЮО, 03С-50,РС-Ю и згрегатов ЗАВ-20А, ЗАЗ-40, ЗАВ-25.

Научная новизна. Зыявневы и оценены основные направления интен сификации процесса сепарации зерновых материалов в зерноочистительных машинах и поточных технологических линиях. Поставлена 11 научно обоснована проблема проектной интенсификации процесса очистки .>ерна на базе интенсификации.«частных технологических операций, выполняемых базовыми сепараторами и выявленияих,-рационалсных совокупностей, определяющих оффективньтв схемы поточной очистки зерно.»« материалов. Выявлены основные закономерности и построены вероятностные и статистические математические модели процесса сепарации зернэвьгг материалов на базовых решетных полотнах с плоской и профилированной рабочей поверхностью с разяичной формой отверстий и различного целевого назначения, доказана эффективность ренет с. проф«лировакно5Г1;оверх-ностью. Построены аналитические выражения и выявлены основные закономерности перемещения центров инерции тол различных кошонгнтог в слое зернового материала на рабэчёй поверхности рэгют и ретпяс модулей при различных сисообех подачи т них зерчоБогз тгерьир, Выивпена нвопнорличог.ть переселения ломпонет-оя эер»:ог»ог~- ».л-гер^гл

по ¡решетам. Доказала возможность использования статистической теория сепарирования и основных закономерностей теории движения пото-га т?я пул моделировании стационарных процессов функционирования рещетнкх модулей с различными структурами и функциональными связями иавду частными операциями, выполняемыми неоднородными по длниэ и высоте в решетных модулях базовыми решетными сепараторами, разработаны методы их проектного параметрического синтеза и оценки технологических показателей функционирования. Разработаны обшие научные и методологические основы построения стратегии проектного синтеза на ЭВМ рациональной совокупности частных технологических операций отделений поточной очистки зерновых материалов с использованием методов функционально-иерархического моделирования операций и их различных совокупностей, как замкнутой системы. Используя методы имитационного моделирования на ЭВМ выявлены и оценены основные закономерности функционирования воздушнорешетных зерноочистительных машин и поточных технологических линий с различными функциональными связями и различного целевого назначения, выявлена их высокая устойчивость при изменении аргументов вектора входных воздействий.

Практическая ценность. Разработанное в диссертации алгоритмы параметрического синтеза отдельных базовых сепараторов (решетных и пневмоканалов^, их модулей, блоков и систем с различной последовательностью связей, формализующих решение на ЭЦВМ задач имитационного моделирования на них процессов сепарации, многовариантнкй анализ, юс параметрический и структурный синтез являются научной и методологической основой для проектирования новых и модернизации существующих базовых сепараторов, их модулей, зерноочистительных машин в отделений поточной очистки зерноочистительных агрегатов.

Разработаны новые рёшетньте и пневмосепараторы. Предложены новые универсальные функциональные схемы воздушнорешетннх зерноочистительных мапзш с трехрешетныыи решетными модулями и пневмокаиалом с актив шм вводои в него зернового материала для предварительной и первичной очистки зерна. Разработаны рациональные фракционные схемы первичной и. вторичной очистки зернового материала в поточных отделениях очисткь зерноочистительных агрегатов с использованием ваздуньорешетннх машин с классическими двухъярусными и автономнкми трехреиетними ярусами в решетных станах.

Основные результаты исследований внедрены в ГСКГЕ Г10 "Воронси-сельмаш" при разработке пневмоканала с активным вводом г(него лопастным битером зернового материала в машине предварительной очистке зерна МШ-100; рациональные трехрешетнне модули использованы в семя-очистительноЯ машине СМ-7,0 и мобильной машине предварительной

очистке зерна 0ВС-50 , рациональный фракционные схемы лчръи'шсй очистки зерна внедрены в новых иерноочиотигелькьк агрегатах ЗАЗ-Ь\ Г1С-25Б, КЗС-гаа, ЗАВ-50, Еторичной очистки парна - б еемяочмсти-тельной машине СМ-7,0.

Результаты параметрического синтезе отделений очистки зерноочистительных агрегатов с использование« трехрелетчгх мотива а последовательными и фракционными схемами очистки переданы з Г'СН^Ь ПЭ "Воронежсельмаш" и послужили основой для раэрэбшки нового <.о;гг,-ления воэдулшорешетных ¡-.дайн и зерноочиститель«« агрегате.

■ Годсно* акономячески* аффект от внедрения результатов ЧИГ составил 3,4 мин.рублей.

Результат работы используются з учебном процессе из уафелра "Сельскохозяйственные мсшмки для полезо/'.ства" РЛСХМз.

Основные положения, выносимую ив звмиту. Статистическое и подельнее прогнозирование основных направления интенсификация х.рг. пассов сепарации зерновкх материалов зерносчиститслыаки мм/д-ил:'. у. поточными техно логическими линиями оуделекии очг.стк;1 зернсо^;;с7г.~ телышх агрегатов. Математическое моделирование и многомерней а; .4-лиз основных закономерностей функционирования реаетнкх мог-|уяе:Ч различного назначения с неоднородными по длине и впеоте в ярусах рчз личными решетш;ми сепараторами с различном функциональными Сслзж'., применительно к различи!'« технологическим операциям в зерноочистительных машинах. Научное обоснование, анализ И'параметрический синтез новых сепараторов и их <|'у<К!1ионал!>кых связей примените льна к мшинам предварительной очистки (МШ) зерка, обеспечивавших ^ьс<5-кую технологическую и экономическую оф^ектнзность фуккцко1«ы"&?«-йп зррноочистотельньх агрегатов совместно с М1Ю. Научнее обое.чег.^ч?, математическое моделирование, многомерним анализ и структурно-параметрический синтез систем частных технологических операций и базовых сепараторов, обеспечивающих высокозффектиньте последовательные или фракционные схемы очистки зернового материала с различными технологическими свойствами в отделениях очистки зерно-о"иститальнщ агрегатов различного назначения.

Объем и структура работы. Диссертация содзршт ¿'00 гавдшо-лист« страниц текста, 313 рисунков, ПО таблиц, список актара-турн ( 342 нашекосаний>, 8 приложений. Работа состой-.' из ьег-дения, восьми раздело« и заключения. Приложений включают допои.?*-тельнкш матерная к разделам и догууенти, подтвер*да:сгаш доцредцз н использования¿юлученнне научных результатов.

Апробация. Основные положения работн докладывались на научно-трхн:;'---ес-ч!х конференциях РИСХМ (1970-1990" гт), Ленинградского сельскохозяйственного института (Пушкин, 1984'>> Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства (Челябинск,1969), сзмикаре-сопецании "Повшение эффективности функционирования решетных сепараторов"' (Москва, 198411, Всесоюзная научно-техническая конференция "Повышение агротехнических показателей, технического уров- ' ня и качестза сельскохозяйственных машин в условиях зоны орошаемого земледелия" (Ташкент, 19841, Всесоюзной научно-технической конференции "Конструирование и производство сельскохозяйственных машин" (Ростов к/Д, 1985'), Всесоюзная научно-техническая конференция "Пробкеш уеханьзягши сельскохозяйственного производства (Москва, 1285 г. 1, на заседании научно-методической секши отделения "Комплексная механизация и электрификация растениеводства" Всероссийского отделения ВАСХ1ШЛ (Москва, 1988 г.1, на международном симпозиуме "Проблемы строительства и эксплуатации сельскохозяйственных мааин" (11НР, РЬоск , 1988 г.1, нп международном симпозиуме 1 44,11СРРАМ 1 "Физические свойства сельскохозяйственных материалов к их Елияше ка технологические процессы" 1ГДР, ,1989 гЬ

■Материаш исследований обсуждались в ГСКГБ ПО "Воронексель-мак", отдельные раздет' в НПО ЕИСХОМ, ВНИПТИМЭСХ, ВИМ..

Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 7Я работ обеим объемом 35,14 печатных листов.

СОДЕВйШЕ РАБОТЫ

В первой главе "Состояние вопроса, постановка проблемы, цель и задачи исследований" дач общий обзор и анализ основных тенденций и результатов интенсификации процесса сепарации зерновых материалов на бзпоЕых сепараторах, ьх модулях, зерноочистительных машинах и к отделениях очистки зерноочистительных агрегатов.

Показано, что в икровой практике в основной господствует эволюционное развитие базовых сепараторов и зерноочистительных машин. Выявлена тенденция развития эффективности функционирования базовых решетное сепараторов, основанная на изыскании рациональных форм рабочей поверхности решетных полотен, приближающих вероятностный процесс ориентации и прохождения компонентов зернового материала через отверстия решэта к детерминированному. Анализ исследований реализующих эту тенденцию показал отсутствие корректных закономерностей, описьгаагацих исследуемые, процессн сепарации, отсутствие микромоделей, позволяющих проводить параметрический синтез решетных

полотен при заданных'^гуме»;тах векторов входных, улргйдаогр« воздействий и показателей назначения частных операций и их рлзгщчш-л с-стем, а также отсутствие методов оценки влияния роста эффективности частных технологических операций, выполняемым) решеткпми сепараторами различного назначения, на эффективность сепараади всей-системы: решетных модулей, зерноочистительных машин и поточнш: технологических линий. Выявлена тенденция г,о интенсификации сепарации зерновых материалов решетными моделями различного цолеьсго назначения. Анализ полученных результатов'показал их недостаточность, отсутствие обобщенных математических моделей, позволяющих проводить формализованный структурно-параметрический синтиз ршудо-нялышх решетных модулей различного назначения.

Выявлено, ото МПО, очгадал зерновой материал в отдел-эни/х приема зерноочистительных агрегатах, изксчлют его тегжглогичем-.ие характеристики, и, следовательно, влияют на показатели функционирования зерноочистительного агрегата. Ото предопределяет новые задачи по охотке зернового материала в МПО, обеспечивающие рациональные функциональные системы: МПО и отделение очистке агрегата. Необходимо получить количественную информации о.влиянии различи!«: часты« технологических оперений ШЮ на показатели функционирования всей выделенной систем!, что позволит решить аадячи го ььлг тению рациональной совокупности чнс';.1Шс опврапий § МПО ;трк таком подходе к задачам их функционирования.

Затруднения, связанные с эффективно:1 интенсификацией выполнения частных технологических,операций на различных сепараторах, а также потребность роста -эффективности сепарации зорнсвых материалов обеспечили поиск других путей интенсификации ьтих процессов, среди ,котйр!!х знанимо выделяется тенденция по изысканию новых функциональных связей между част-шад..1техно логическими операциями, выполняемыми различными сепараторами при поточной счистка зерновых материалов (фракционные способы очистки'1. Исследования по разработке фракционных способов очистки, проводам,;е в нашеЛ стране (В!ШЗ, ВШ, ВИСХОМ, ЧШЭСХ, РИОШ, ЛСХИ,Курганский СУП к др."),как правило показывают положительные результаты и бнзир^ютсч на логико-эвристическом подходе и результатах экспериментов и не позволяют формализовано оценивать рациональные совокупности частных технологических операций и рациональные параметры базовых сепараторов при изменении технологических свойств з^рнок-шо исчеркала и пелей арр очистки.

Для реализации цели и 'задач исследования, на первом этапе необходима, используя методы статистического и модельного прогнозирования, выявчть количественные тенденции развития показателей мирового технического уровня основвых эерноочистителпннх машн,общее направление их развития С?, ая глепа "Прогнозирование показателей технического уровня основных видов зерноочистительных машин" 1.

Проанализированы основные технические показатели.зерноочистительных маяшн, выпускаемые 4-1-мя фирмами из. 18 стран мира. Основой разбиения этих машин по видам и соответствующим им технических показателей, явилось их целевое назначение. Рассматриваемые зерноочистительные машины были представлены набором показателей технического уоовня ..

хб**[о,м,м,«(в,м>, у (а, Ъ

где 0,М и N - производительность, масса увшин и мощность установленных на них дьигателей; У(0, у М) + энергоемкость, зньргонасгаркность и мгтериалсел/кость машин, как функции времени;

- масса машин и мощность установленных на них двигателей, зависящие от роста производительности машин; ^ (в,Н), материалоемкость, энергоемкость и энергонасыщенность машин, как функции от их производительности.

На ЭБ!Д, по программе АСОСД построен« уравнения регрессии и выбраны кз них для описания конкретных трендов или функциональных зависимостей те, у которых минимальна остаточная дисперсия. Дополнительно полученные уравнения регрессии прочертись на возможность экстраполяции при росте независимых перемени:гх в заданных пределах: и обеспечения при этом логтесь их ограничений.

Принимая рекомендуемое соотношение глубины ретроспектабельнос-ти экстраполируемых показателем и дальности экстраполируемого интервала, вкбранн величины упреждения прогноза и проведена экстра-поллиия найденных тРедов и функциональных зависимостей, позволившая получить точечную прогностическую оценку развития основных показателей зерноочистительных машин (табл.1;2), Погрешность отражена доверительными интервалами прогноза, преобразовав точечный экстрапияяцлонн" 1 прогноз в интервальный. Анализ полученных прогнозируемых показателей указывает на весьма широкие доверительные интервалы, объяснимые в основном большим разбросом величин технических показателей по длине динамического ряда наблюдений. Выявлено, что с.ростом переменных экстраполяции верхний уровень интервала прогнозирования этих показателей не выходит за пределы неопределенности результатов в статистическом смысле.

Установлено, что, например для ШЮ, измеизние средних ееиичин показателей технического уропня по вымени статистически незначимо, а это свидетельству«-г, в основном, о высокой доли экстенсивного развития МПО. Относительно небольшой рост производительности МПО (см.табл.П можно объяснить большой группой йсадукнорешетных МПО, развитие которых возможно по пути пошгления качества выполнения процесса предварительно?. очистки зерновых культур со снике? нием их энергоемкости ( 0,162 нВгДт/ч1 п 19оо г. до 0,144 *Вт/(т/ч) в 2000 г.^ и энергонасыщенное™ (0,0053 кЗт/кг в 19вб г. до 0,0045 кВт/кг в 2000 г) и ростом материалоемкости (30,572 кг,'(т/ч) в 1936 г, до 32,010 к1>/(тЛИ ь 2С00 г.). Анализ показателей технического уровня МПО ст роста их преизводитзлг^ности выяви! тенденции нг) с.-шкение материалоемкости, энергоемкости машин и роста л;г энергонасыщенности. Зыявленн тенденции р.чеития иездуппюрекетных матки дяя первичной и семенной очист«и зерновых матери члов, триерных блоков и пиевносортировальнь'х столоа.

Для количествен.юй оценки шшяния роста тиы-юсти отдельных частных операций, используемых и зариоочнститвлы».* деоинах отделения очистки агрегатов, ч'ю позволит енявйть эффект ивн'-'е к кротчаРгаиь цуги достижения постав лендах цопей развития, ислользо ваш.' методы прогнозирования, оснопант-е на ьспояьэпмзмш мгч'ет-тических моделей (функинстльно-т.-рархические*, отгсьражич закономерности функционирования исследуемого объект юк з-тл-нутод стационарной системы.

¿3 главе 3 "Моделирование технологических операцаг«,ашолк*?-мых в отделении очистки зерноочистительного агрегата", используя статистическую теории сепарирования, методы системного шкш.за я теорию графов Построй!« функциональные математические подели, описывающие процесс сепарации зерновых материалом на базовых решетных сепараторах, их модулях с рауличньтки функциональным* связями, в отделении очистки современных зерноочистительных агрегатов рее смэтриваемом как замкнутую стационарную систему с задаваемыми связями меч.ду базовыми сепараторами.

При системном подходе к исследования операции, г.нпояняемнх решетгем модулями (решетными станами\ базируясь на имформаш-ш, используемой для статистического прогноза и логико-эвристического подхода различные структуры релотнюг модулей- представлены в ниде систем частных операций, декомпозиция, которых поавстма гыдедигь ряд схем, морфологическое описание которых отображено топологической моделью в форме коночного ориентированного мультиграфа

Таблица 1.

Прогнозируемые по времени показатели технического уровня машин предварительной

очистки зерна

Наименование ' сказателей, епиниш,; изменения

1936

Рубежи прогноза, годы 1990 1395

2000

Производительность, т/ч Мат вриа ло еда ость,к г/ (т/ч) Энергоемкость, кЧтЛ т/чЧ Энергокзсгтаеннсеть,кВ^/кг

61,467+10^,520 30,572+53,620 0, Хб?>0, Х06 0,00.5.5

63,900+148,020 31,020+77,450 О,156+0,ТР6 0,0050

6с, 76Ь+£-гЗ, 430 31,538+129,990

о, М';+о,2б1

0,0047

69,450+356,650 32,010^166,730 0,144+0,275 ' О,0045

Таблица 1

Прогнозируемые показатели технического уровня МПО от развитая кх производительности

наименование иоказчтелзй, единиц?' измерения__

Прогнозируемая лргнгзв дительность, т/ч

катериалозмзость, кг/-.т ч1 Знергозмкость.кВт/( т/и) Знергонасиценность,кЗт/'кг

35,046+ 54,793"

0,179+ 0,076-

24,979+ 54|79Г-

0,165+ 0,075"

22,444+ 54,790"

0,161+ 0.076Г

17,162+ 54,798"

С.159+-0^075"

15,041+- 13,410+ 12,110+ 54)793- 58,62 " 95)04"

0,157+0,076-

0,156+ 0,099"

0,156+0,160"

0,0052 0,0066 - 0,0080 0,0093 0,0106 0,0118 0,013

г-3

в

Топология мультиРрлфа описана матрицей А - II^¿с 'I смежности весов мультиграфа, определяющего 41-у К^М -ую функциональную схему решетных модулей (одноярусных, 2-х ярусных с развитой поверхностью подсевных и сортировальных, ревет- и др.).

Входное воздействие на рассматриваемые -ые системы определялись вектором Р .независимые аргумент которого случайные, в вероятностно-статистическом смысле, величиш

Активные средства выражались векторомТ

М^.^.^Л.-П-.^.^.в^С.К^СХ)} » (2) гдеЙ^Р^.^.П^ - углы наклона ¿-их релет к горизонту, направленность амплитуда и частота их колебаний; Т^ - -ип £-го решетного сепаратора; - длина и ширина ¿-го решета; ^ - рабочий размер ¿-го решета; С количество ргыет а модуле; - подача йернового материала, е^о платность, объемная плотность и содержание в нем ^ -ых компонентов; М^,- статистические характеристики размера признака разделение j -го компонента на регмте;-^^) -плотность распределения подачи зернового жатериала по юирике I -го решета; закономерность поступления зернового материала на решето,

Для этих условий функциональная математическая модель (Ц ~го решетного модуля ,

РсТ, Ас Г, хе&Сх, К) !3)

Ограничения: ,^паФиЛА'^^^Щ'^

Здесь - полнота выделения из зернового материала всех отдаляемых компонентов; С-^и- функционал, показывающий полноту выхода £ -го компонента в очищенное зерно бц^р в аавиеимоети от (X) .

Показатели функционирования -их систем определялись вектором В ,аргументы которого случайные в вероятностно-статистическом о мне я е величины , (

(б, Ш в!» т%ф, , ^, ^ }> ^

где а - экономический критерий эффе'ггивностн сепаряцин зернового материала; 6С и - содержание в очищенном зерне сорнух и зерновых примесей; - потери верна сходом или проходом на ¿-ом решете; , (¡>Ск-,$о - №одн фуратшхфракции, отходов неиспользуемое и очищенного зерна;. (ё)1 ^^Ц/с!? - полнота и интенсивность просевания ] -го компонента по длине' £ I -го .

- проход под с -е рапето на длине I \ -го компонента и всей зараювой фракции; Уц (.1), У[ (I) - ехоц ] -го компонента и всей $ракш с с -го ренета дпиной £ ; ¿¡¡(И- содержание ^ -го компонента в зерновом материале,просеявшейся или сошедшем с 1-го решета дсаной ( : Япс£ I 8д - чистота и содержание £ -го компоненте в зерновой фракции, очищенной I -км решетом; Уц -относительная скорость движения центра масс ] ~ых компонентов зернового материале но £ -»у решету.

При моделировании принять допущения: частные операции, выполняемые в решетных модулях - стационарные, исходны* зерновой материал рассматривался как ансамбль j -их компонентов .равномерно распределенных в зерновом материале с усредненными дискретными значениями его влажности М и плотности У .постоянными оценочными величинами иатожвданяя размерных показателей В- ,£ -ых компонентов зернового материала, плотностью -{д (8) подачи 5 зернового материала по ширине В сепараторов.

Для описания процессов сепарации зерновых материалов на отдельных решэтах (базовых сепараторах) использована статистическая теория сепарирования, разработанная проф.Непомнящим Б.А. Разработан алгоритм для оценки показателе* частных операций на каждом решете модуля, для реализации которого определены основные закономерности перемещения ^ ~кс компонентов и слоя зернового материала по поверхности решет, выпояняэтцих различнее частные операции. Для нахождения этих завяеямостей использованы основные положения теории потока тел, разработанные проф.Литвиновым А.И.

Для любого »я -го решета в модуле, при загрузке его

] -гш компонентом зернового материала только с его начала,средние скорости | движения по *|я> -му решету центров инерции тел I -х яошоизнтов I (гп цт

при отсутствии схода Ищу' $ -го компонента с решета (

=О— £тУ1г»4 (х)-' при * 1« 8 где 1^-длкка

репега с полной ¿-.грузкой зерновым материалом.

Для любого решета в модуле, при загрузке его ^(т-о/ ] -ым компонентом зернового материала с его начала и сверху через верхнее ревето длиной в ярусе с дифференциальным законом

00

поступления по длине I.гт нижнего решета(I <т = средние скорос-тп \zntj движения по нижне- решету центров инерции тел ^ -ых компонентов

При отсутствии схода -ых компонентов с верхнего Ifli^ro и нижнего 2 т -го решет: %mj = 0 и Ht„¡ - fy ™

I -1' I . I O ' ° J

Ци-Мт »«•

Здесь Mn<mj , - масса потока тел j -itx компонентов при ус-

тановившемся движении на поверхности ресет зе время А* ; Himj М -дифференциальный захонн нросезаемости J -го компонента по длине X верхнего it* и нижнего 2. to рр'пет.

При У j (ж) - , где^ - приведенный коэффициент се-

парации на L-ом реиете - /(1- £ji)] выражения (5) л

легко просчитываются при наличии функционала

faffa Л ,Uj¿ .MSjí.6q ,fa(e),w,>?¡,n¿J¿ Xi№¡), 1"

х арактеризующего полноту просевания j -гс_^;омпонента на базоэом сепараторе при зада;шнх аргументах векторов f и "К .

Рассматривая ■ б общем случае многоярусный решетный модуль с неоднородными по длине и высоте в трусах реаотамк построены енатц;тп-ческие модели вида (3), позволяющие проведать имитационное ю.цепк-рование на ЭВМ процессов их функционирования, 'многомерный анллкз, структурный и параметрический синтез выявленных структур релпетнцх модулей различного назначения.

При моделировании технологических операций выделено отделание очютки современного зерноочистительного агрзгата с известной структурой, состоящее"из воэдушнорететной мааинь' к триерного элок«, работающих в общем случае с М1Ю, морфологическое описание которого приведено на Рис. I.

Рассмотренная система определена набором 2¿ частгеос технологи ческих операций,выполняемых в Ml 10 ( Ну,2з - выделение ко зернового, материала груб;« и крупных примесей; H^Zj- выделение j -их компонентов в пневмосепараторах; -выделение по размерам меток сорных (и зерновых) примесей; в отделении первичной очистки f"2j --выделение i -ых компонентов в пневмосепараторах; выделение крупных сорных примесей; выделение мелких сорш'х 23 и.зертг.ъту примесей в решетном стане зерноочистительной маааднъ'; выделение з триерных цилиндрах длинных 2it ,2« и коротких,? комлоигйтгв; накопление сорных iís , зерновых примесей и очк».?янаго

Рас. I. Структурная схема отделения очистки агрегата совместно с МиО

Активные средства, обеспгы»!еэош,ие фу,./цианирование рассматриваемой замкнутой систеш, образуют вектор Ха управляющих факторов, аргументы которого случайные, в вероятностио-статистическом смысле,вели-

1т'1>Ь>к,В1 ,с, ч0)

здесь 6П,- и Ь„,

'ос " шиРина и глубина 1-го пиевчоканала сепаратора;^*

!> ~ средняя скорость Бездушного потока и плотность его распр<

деления по ширине I -ых пневмоканапов; ^ (^пО ~ способ Евода зерно-

Есго материала в I -ый пневмоканал; Т.

ТХI

и т.

той

рабочая площадь

кукольных и овсюжиых триерные цилиндров; - частота их вращения; 7><Х) - функциональная схема трнергпх блоков.

Вводное воздействие нь. рассматриваемую систему определится вектором Гц^. -

Р0 ={е. , И/, Г, Vj,MtJ><(Г-)} ^ (9,

йыходные характеристики систеын определяется вектором В

где Зцр - суммарные приведенные затраты на очистку единицы массы зернового материала; И, К и Суд - прямые, удельные капитальные затраты и приведенные затраты па очистку зерна; Пг - стоимость потерь, связанных с изменением иыхода оС1 зерна в отходы и второй сор* и массовой, доли 81«ода очищенного ь агрегате зерна (Х^.

Математическая модель процесса функционирования зерноочистительного агрегата, как замкнутой систем-! с различит« фуш-.грто-наяьными схема?/"! его отделения очистки, в обцем анде

зпАЬ'^МквЫ.До].(х),а4аСх)], (П)

3СН -»-гопх), Аа=Л, хеС(г.и)

Ограничения на агропоказатета^^^У^^-^ДО^о-Гй^г]I Здесь - Функционал, оноедедмсшай полному реа.тисо-

ции технологического процесса (*) г зависимости от и>Сх) фуг?.?--циональноЯ схемы в отделении очистки агрс№тл; Пт$[к^(V.);о.; г(у',) -функционал, определяющий стоимость потери, связанных с изменением выхода зерна в отход™ и второй'сор-т и мзссоьой дели

очищенного зерна ст С«>, Я<>£ Сх}, Ы$ (У.) 1 5,5 (X) ] -функционал изменения затраченной агрегатом копности ~л ¿гип-

совой цэнн оборудования б^СХ) в зависимости от ;

графовая модель функциональных схем отделения очистки агрегате.

Исгользуя построенные детерминированные функционально многомерные аналитические модели. олисываппрш процесс сьаара1!зш екпучпч материалов на отдельных базов! хретгтнп;: сепараторах и их моцул«;, построенные наш статистические уравнения регрессии вида ("п, описывающие процессы сепарации .о пнеимокэнапаг, в триерных хшликдрах, г:.? отдельных базовых решетных сепараторах различного назначение и,используя методы системного анализа и есчош блочно-иерархччеслогп подхода к исследуемому объекту, сформирована математчрюикяя коцепь процесса функционирования отделения очистки агрегата как адмкпутс* системы частнй технологически): олергщнЯ е^кзвесг^мед функцчзннль-ными связями и аргументам! ьегтороп'Р , А я » »рассма^рпааеык как случайные в вероятностно- статистическом сырело величины.'

Разработан алгоритм, банк исходной информации и программное обеспечение для реализация его на ЭВЦГЛ„ Сценка адекватности опясй-ния математической

моделью процесса сепарации зернового отделением очистки агрегата проведена на примере функционирования агрегата ЗА8-25. Проведенный анализ показал, что с доверительной вероятностью 0,9 можно принять гипотезу об адекватности описания построенной математической моделью основных показателей рассмотренного процесса.

Используя методу дисперсионного анапиза оценены пг,грешяостп матосткческих моделей, опиенвоп^их функционирование' час-гных тех^.ь логлческих опега^й и отделения очис-гки агрегата « нспгГльэоиаи;*-;?

различных видов частных моделей. Зьшвлено незначительное отклонение рассмотренных функций от оценочных величин их-математических ожиданий и возможность использования построенной функциональной математической модели для анализа и параметрического синтеза отделений счистки агрегатов.

D 4-oii главе "Прогнозирование показателей функционирования зерноочистительных агрегатов от эффективности выполнения частных технологических операций в их отделении очистки и в машинах предварительной очистки зерна", используя методы модельного прогнозирования, выявлена технологическая и экономическая эффективность влияния роста эффективности частных технологических операций, выпол-нпемыхх в воздушареиеткых и триерных зерноочистительных машинах,на всю операцию поточной технологии первичной очистки зерна в зерноочистительном агрегате. " качестве объектов анализа использованы агрегаты ЗАВ-20А и 3A3-23, функционирующие по серийной последовательным схемам (схема И и ¡Р?4. Учитывая, что при имитационном моделировании на ЭВМ процесса функционирования отделений очистки агрегатов изменение подач 2 в него зерковогс материала и его технологические свойств влияет на рациональные параметры аргументов вектора А , то для каждого их изменения проводилась параметраческап оптимизация отделения очистки агрегата (метод сканирования с ограничениями'1 и для этих параметров .оценивались его показатели функционирования.

Вывалено, что для условий проведенного имитационного моделирования,использование в воздушнорешетке.й зерноочютительной машине ЗВС--20А, агрегата ЗАВ-25, зерновых (решета Б1 и Б21 гофрированных решет, обеспечивающих большую r 1,4-1,6 раза, чем на плоекгх пробивных решетах (ГОСТ 2I4-83X,удельную просеваекость зерна (см.главу 5\ позволяет улучшить полноту выделения из зернового материала сорных прикесе?! на 6-25Й (в т.ч. соломистых примесей на 30-40^, при этом выявлен их большой резерв по производительности в схеке современных зерноочистительных машин, не существенно влияя на экономические показатели агрегата ЗАВ-25. Установлено, что наибольший эффект наблюдается при рость эффективности ьневмосеяарации зернового материала (оппрацлл iïôï в воздутнореагетнмх машинах: (рис,2"> и росте эффективности выделения на решетах В и Г (операции К^и И0) в них зерновых и мелких сорных примесей (рис.З^.

Установлено, что для условий первичной очистки зерна пшенипы агрегатами и использования в их отделении очистки триерных блоков, наибольший технологический и экономический эйфект от использования агрегатов выявлен при росте эффективности сепарации зернового мате-

i (85 1,5 {К 2 225 2? 115 3 К[

Рис, 2. Изменение сухарных лрияеден^'х затрат Злр на счистку з«рна ииеиа1,н агрегатом ЗЛ^-ПОА. от роста в ^ раз аЗДс-ктиеиоетч кнеи/эоо-/тареиии е мвадоах ЗЛВ-Ю.ЗЗЗСОч

I- и --- -1,031 яг/с; '¿-8* 6,1о< кг/«, 3- $ -- У,276 -0-10.5^

5Т 35" 33 31

А ,,

о 2 н

н

О/,

|___<и 1,5 ¿с;

Е!)

01)

3 л/», Г

РйГ/г

2,5

2 Г/

15

\ssst.

\ л

" 1 1,7.5- 1.5 1,15 ъ

Рис. 3. Изменение технологических показателей (¡0 пгрегопч ЗАЗ-'«:0 л суммарных приведенных затратЗпр (б^ на очистку зерна гппйнигш № роста в К¿ рзз показатели £3 (иулл.зерна! и прэпорционального.язйекеиия показателей 8у и и от подачи '2 яс-рпового материала' в агрегат.

\А/ = 14I - « =5,33 кг/с; 2- О - 6,72 кг^с; £.8 кг/с;

4 - <3 = 9,4? кг/с

риала'в оьсккгаос триерных иилинцра::, Выявлено, что основным источником сшнеыт величины удельных затрат на очистку зерна пшеницы при этом является умокьиение схода зерна с онсюнсных цилиндров в едракные отходы.

Прэпедонз оцечка эффоктиЕНосли раздельного и совместного воздействия частно технологических операций (1<*1-о,см, р^с Л' ь МаО на технологлческу» и экономическую эффективность функционирования всей I .ютеж: МЛС и агрегат. Решение этой эздачи позволило выявить ра- • ционзяьные функциональнее схемы к направление дальнейших исследований ло интенсификации процессов очистки зерня в МПО. Для определения количественных показателей функционирования псе/ системы (МПО с различными часгнкки операциями и их совокупностями к отделение очистка агрегата4 использована построенная наки математическая, функционально-иерархическая модель, ¿оздейстзче МПО на агрегат определилось только изменением технологически:: ср.ойств зернового материала (содержание в нам ^ых компонентов) после выполнения частной опогации в 111Ю

Н♦Ч^ЫЫЧ^Ч+Ъ Ч Щ О-

где Sj - содержание } -го компонента б исходном (перед МПО1 зерновом материале; - полнота "просевания" j -го компонента через £ -ый рабочий орган, вкполнящий .¿-ух? частную операцию е МПО ( I =1,2,..,5 см.рис.1), -! полнота выделения из эерчеаэго материала в МаО

"лзгаой" части $ -го компоненте,^ - вероятность выноса $ -да компонентов в пнев:госе!шряторО'.Ж? (определяется при известных плотностях распределения скоростей витания / -ых компонентов).

Учитывая, что изменение технологических свойстз и подач зернового материала в отделение очистки агрегате« (аргументы вектора ? 4 влияют на рациональные параметры аргументов вектора А угравляхицих факторов, как и^рапее при имитационном моделировании на ЗЦй!« и вариа и аргументов Г проводилась параметрическая оптшизьция отделения очистки агрегата (метод сканирования с ограничениям!4 и оиэ.чинались технологические и эконо.иическио ¡¡сказатели его функционирования. Объектом исследований ввделен агрегат ЗАЗ-2СА с известняки техникс-экономичеекпми характеристиками, отделение очистки которого при моде лировапии функционировало по последо-зательной схеме !,'I и фракционной схеме 1'45, работающий совместно с ¡¿Ш,способной выполнять чсстго

операции К1-5 (см.рис.II.

Установлено, иго наиболшяй испопьзовшмя агрегата при

п-рвичноГ' очистке зерня лтенншт г.аб лада ¿теп ири вупслнснум в МГ.О таких частных тпхнологичзг.тах операций, которые предопределяют э*Агк-типное сникзнке зерновме л окне с ей в зерновом материале, лосгупгтецеч в отделение очист;!и агрегата: выделении из исходного зернового материала по размерам части зерновых и сорту прныесей; выцс-лекие легких примесей в пнсвмосепараторчх ИЬО. Тян, напри», ер, при работ« отдаления очистки агрегата по схеме VI ( й - изменение полнот;.!

выделения по размерам з Ш) мелких сорш« и зерном« 1.р:ше.сьЛ от О до 60? сигает содержание сор'шх примесей и очищенном агрегатом зерне не 16-] 71, пернэьнх примссе;! на 53-5-П. При этом су«'••.зрит удельные затраты на очистку зорил снижаются на ¿5-371 1р;ю.4,а).

о) . б)

Рис. 4. Изменение суммарна уцадошг затрат Зпр на очистку зерна пг.г-ницч агрегатом ЗАЗ-СОА от роста полноты пндэления из исходного эзрно-нового материала з ыПО мелких сорных и пгрновкх £4 (по рэомера».^ к легких Еу прямссей: 1-<3 = 5,33 шу'с; 2-0 -5,00 ):"/(•; 3 ~ А -0,11кг/о.

Для этих т.е условий, посалени.е полноты рыцеления легких пржесчй 1ДцО с 0 до 60* сгаиает содержание в очищенном егрегато;» зерне ееркък гримееей на 9-10%, зерновых лримесеЧ на 44-4553. При этом суммарные удельные затраты на очистку зерна агрегатами ЗАВ 20Л енхгхаотся на 32-331 (рис.4,б). Достаточно существенное ьниянив не. показатели функционирования агрегата оказывает полно-га выделения в Ж.О пс раз-морам мелких сорных (рис,5) и ксупных сорных примесей.

При использовании в отделении очистки агрегата раиионочьной фракционной схемы '№5 (см.главу о) ,рост эффективности выделения в И'Ю мелких сорны>: и перновьк примесей по размерам оказывает сувеет-венно меньшее влияние на рост показателен агрегата. БчльаэЧ технологический и экономический эффект от использования в МПС частных оп«-

Рис. 5. Изменение величины 3„рна очистку зерна пшеницы агрегатом ЗА8-20А от роста полноты выделения по размерам в ШО мелких сорных примесей Е^^ , пода/5} чи 9 зернового материала и содержание в нем крупных и мелких сорных примесей:

1-Я =5,33 кг/с; 2- б 3 - 0 = 3,80 кг/с; а! ■ V/ = 13.:т,: б) -'кМ

с

13 ^ -°Х!>/

б) = 2/2, = 6/6, М 19,5"?

6,86 кг/с; 2/6, V/ =13,

- I2' т " 1 ... о* I 1 --) 1

-1_ ЛМ 1Ч-О- >ч|

0)

' 0 20 40 60 801,%

рзцкй ло выделению части верного и мелких сорных примесей предопределяет технологическую целесообразность наличия в МПО универсальных, легко перенастраиваемых рабочих органов для выделения по размерам только мелгах сорных примесей (для природно-климатических зон с по-гнгенькм увлажнением очищенного зерна'! и раздельно мелких сорных и части .зерног-нх примесеГ? (для "сухих" г,он*.

"рознагазирована эффе'-'типностъ функционирования агрегата ЗАЗ-20А совместно с различней типами ¡¿ПО, характеризующими 2-а оснопньк наираьлошп их развития: зоздушнорототное, напе.цшее иирокое применение з Гвроге, включающее опершая ¡Гч'О (су.рис.I) и скельператор-■ него тгпа, сирого используемых в С1ЯА л Канаде. Для анализа принята воздушчорешетпая машина по типу ЗЗС-20 с гофркревзнными решетами Б1 к Б2 и кагзша ¿530-50. Ло результата!.) страховых и полевых испытаний отдельных: модулей машин и вышеизложенной методике расчетов до-азана цечесооЗразноет!- использований в ШЮ рабочих органов для выполнения частник операми"! К-5 (риг.6).

В главе 5 "Параметрически? синтез решэтнь^с сепараторов с рациональной формой рабочей поверхности применительно к различным технологическим операциям" приведены .исследования по повышению эффективности »нпэлненил частных технологических операции на решетных .

Рис. 6. Изменение технологических показателей агрегата ЗАЗ-20А (технологическая схема ??1)от подачи 3 зернового материала в агрегат к типа НПО: I Щ10-50; 2- аоздуьио-решетная МПО

сепараторах различного назначения. Приняв известнее гипотезы о вероятностном подходе к решении задач сепарации зерновнх изтераалов ю решетах, проведены исследования по обосновании и разработке реггэткнч-сепараторов с рациональной формой рабочей поверхности реитет ргазяич-ного шзиачения,обеспечивающих рост вероятности ориентации ц прохождения компонентами зернового материала отверстий режет, приближая этот процесс к детерминированному. Принимая эту тенденция,нами проведены исследования по параметрическому синтезу рационалиелс фор.1! продольных ориентирующих перемычек решет (гофрированные рзкета) расположению, управляющих факторов процесса сепарагдеи. ГофркроЕсьлсо решето при сепарации представлено а виде двух расположенных друг изд другом "неоднородных по высоте "условных" решёт равной длины I , оцешшаемпх каждое от'личнш от другого,но поотолнЛш для отдельного реиета коэффициентам! сепарации ¡U^ и .

Аналитическая вероятностная модель, описывающая процесс сегп-рьции J - нх компонентов зернового материала с задаваемой илзтнсстьл распределения ,их основных геометрических параметров через гофрированное решето (piic.V) с различной кинематюгсй его переносного движения определится выражениями. Просевание i'nj j-va компонента

[fiij'rt-fiiiO- (I3!

Эффективность очистки Е^ зернового материала

^оо-т.га^/.Е^ ,т Еср -*• тях

Рис.0. Гофрированное решето = j /& il-ij , (155

с круглыми "на просвет"

отверстиями

где Цф - вероятность прохода / гго компонента через первое условное решето; А- участок относительного перемещения % -го-компонента за одно колебание решета.

, пм Р>Г-Р^~ргР\з>1шГ ™

По методике Заики П.М. '

где - составляющая средней скорости относительного перемещения (к решету! в слое толщиной зернового материала; м -частота колебаний решета.

Для условий равновероятного без ограничений расположения в над-решетном пространстве (рис.8) (Е > проходньк компонентов с оценочными величинами матожиданий их длины I и толщины/?.

Щ

»вероятность

Р^ непрохода ^ -го компонента через линейчатое решето с шагом линий 5 ,используя методику Л^тошнева И.Н. (см.рис.8?

Для условий ограниченного надрешетного пространства плоскостью ОТ (см.рис.8!, при вг

/ Гзьввхвш (Ш

• (19)

где ~ веР°я,ГИ0СТЬ прохода J -го компонента через второе "условное" решето; ЛУ^ - участок относительного переметения j -го компонента в желобке решета за одно его колебание.

Р1/<] = ?3/<4 ^/и^Н^й^/з^сЩ ' (20!

где - вероятность ^'-му компоненту за одно колебание решета, двигаясь в слое зернового материала достичь в лелобке поверхности решета; ^¡/з^ - вероятность му компоненту за одно колебание решета попасть центром масс, в отверстие рошета и пройти Еероятность } ~му компоненту,центр масс которого не попал в отверстие, перемещаясь по стенке гофров, попасть, за одно колебание решета в отверстие и пройти Ps/sj его.

Для условий равновероятных возможностей попадания центра масс £ -го компонента по ширине 5 желобка ^ у .

где Н^*)- уравнение линии, описывающей стенку желобка в плоскости-т (см.рис.8).

Для условий Срргс^

1а - * 5н+5в ^J = "¿^Т^Т" ; (Г'2'

(23>

V

-

о,

где и Хд — относительные сдвиги ] -го компонента с желобке решета за одно его колебание.

Опускаясь из слоя зернового материэла на решето или попадая на него, ^ -ыЛ компонент м^жет пройти круглое или эллиптическое отверстие решета, если при относительном' перемещении траектория его центра масс пройдет через отверстие,приведенный радиус которого уменьшен на половину ширины ^¡/2 </_го компанента, и половина его длины ^у^ попадет в отверстие без гас&щп

Рис. 8. Схема возможного положения отрезка АВ - ^ в момент касания концом В плоскости линейчатой решетки с шагом 5 линий

его кромок.

Рис. 9. Развернутая поверхность гофров решета эллиптическое отверстие пересечь его кромку

ч<9) Г ¡я*е<Ш!г,

!о л * V Й

где углы Т и V из рис. 10. 3

27Г К

Ограничивая задачу такими условиями (рис.Ю^

2<7Г Я

* / / I/(Р)Р</р4* ,

где Р ° п Р -радиус, соединя»)-г?ий центр эллипса с любой его точкой и' с точкой на ограниченной им плоскости; с*. - угловая координата]? - вероятность отрезку .

длиной ф/г опускаясь на

(25)

где (л - относительное чизое сечение реиет

26

Найдены конечные выражения величин вероятности ^ , позволяющие оценивать величины вероятности прохода ^ -го компонента через слой зернового шт ериала и гофрированное решето

при его колебания,обеспечивающих относительное перемещение j-ых компонентов по решету.

Учитывая, что величины признака разделения

- случайные, в вероятностно-статисти-

1-ис. К). Схема для определения ьеролтиости ческом СМЬ!СЛе ьовичиш с прохода отрезка А В =£: через круглое заданной плотностью М)

пдл акпиптическое отверстие . и*/«*) .матештк-

ческое ожидание вероятности Р; выполнени;-; камого рассматриваемого события

мрш]. 2 г Ьам] г 1пт, (27)

гдъ 1-1,2,— - число участков разбиения (по длине "у или шнринеСщ-) коллчины признака разделения на отрезки.

Используя методы статистической проверки гипотез о вероятности, установлено, что вероятность рассматриваемых событий,определяемая тооретяческийк выражениями, не противоречит эксперименту (число повгорноатс-й для оценки вероятности событий 385) и адекватно отра--,:ает реальные вероятности появления этих события с доверительной кероятность» 0,95.

Используя аналитическую ьероятностную модель процесса сепарации к специальные стендовые исследования установлено, что рациональная величина шага £ гофров зависит от длины ^ проходных компонентов н дли возможной вариации коэффициентов трения семян зерна о решето - 0,2-0,8. Используя методы однофакторного эксперимента,

статистические методы активного эксперимента, построено 204 уравнения регрессии гида ( Г 1,адекватно описывающие процесс сепарации зерновых материалов (пшеница,рис) ш различных гофрированных решетных полотнах, с крутяыш, эклиптическими (для ИКЛ продоиго-

еятнми отверстиями (рмсг. 11 ч<, вмполнлмяв« •нстнг"? технояогя'Юс-'ио операции ко тедяленп'о лэ зернового материаг.и ''рупчкх, мелких сорных и зерновых примесей. Иеготьзуя кетодн ьелииейнпрч лрс^рзу.г/ро-иания - методы сканирования с ограничениями, на 0ЬУ4 синтезнропачн рациональные геометрические параметры рабочих попсрхнсс'сй гофрированных решет различного назначения для широкой модифгкэгиг аргументов вектора сходных и упрарлпгшх чо.чдсйсттгЗ, оцине:м осноб'ш* показатели их функционирования при широкое диэпозоин педаа нерпового материала и то технологически* сроЯств. Рацисияяьше параметры решет и показатели рассмитрипаемнх процессов зчтао./лиревпкь или представлен:*' в яйце номограмм.

а)

I

Г

I

X

Н

I

Тд

1«

Д

¿У Г

•ъ

в

5)

Рис. II. Гофрированные подсевные решета с продолговатыми отверстиями: а - с плоско;! пичнзЯ частьп полотна; б- полученные штамповкой из листового материала

Сравнительные лабораторно-полевне испытания зерноочистительных .машин и агрегатов с использованием гофрировании« решет пропеденн на очистке зерна пшеницы и ячменя в мациня* ЗД-Ю.ООО (рис.12\ СМ-4,0, 03С-23, в эгрегате ЛАВ-20А, 2АЗ-40, на очистче зерна ряса в матине 330-20.

Диализ результатов показал повышенно производителсности МПО ЗД-М.ОСО при оснащения его решетного стана гофрироланнъ'чи решетами, на 37,03(3? (при уро?нг потерь зерна £ 0,С5? и заселенности очищенного зерна Ёс ^ I

лолшена на 6-54? (в т.ч. соломистых

примесей на 30-40?' полнота выделения из з:?рнлвого материала крупных сорнмх примесей, при первичной очистке зерна ржа папиной 330-20, оснащенной гофрирования.®* зерновыми и подсевнртми решетами, еь'явлск рост по сравпечет с эталоном, чистота очищенного зерна р:*са на 1,15-1.61е* и снижение содержания в очищенном ггзр:-"е зорно-примесей на 32,20-32,69". (ся.рис.12,б>. Под-мй охечоки^гс-'иЯ э|фе.чг от истяьзочанил в одноЯ малике- гефеиезваннга реает-040,'.'2 руб.

2

и

— ас

О _ о

й)

■¡гт~т~т~г ат/ч

Рис, 12. Зависимость показателей очистки зерна пшеницы МДО УД-10.000 (а; и зерна риса млщшои ЗЛС-20 (б> от подачи б йерносал* матеркапа и типа кспольоуеюх в малинах решет: 1-ллоские (ГОСТ £14 83*. 2 - гефоцрованнке

В б-ой главе "Параметрический синтез и анализ основных зако-мо«х-ркее*эР функционировании решетн:ч стаг.оь ззрноочистительных ^ага-н", используя.построенное ^боОщеаныо математические модели процесса фук;<циоиировсш.ч'"реп'6т№и стбнов {макромодели'1 и статистические к'.лкромоделн айда (71, опиеываю!цие чвстьые технологические операция гз отдельных решетах, разработаны алгоритмы,программы, инфор-»»гаснипе обеспечение для многомерного параметрического синтеза ¡¿з ЗЦБК основнш структур реазтных модулей (станов* применительно к зерноочистительным шпиням. Проведена оценка погрешностей математического ¡«одедарования, доказана адекватность описания моделями реального процессе сепарации^ Используя современные методы нелиней-него программирования (мггоды регулярного поиска> синтезированы ра-.Т'сналгнчо 'параметры и захабуллреваы' основные технологические чо-казетоли различные решетн-.* «одугей (одноярусных 2-х решетных зерновых. г,9дсее.ы.ых, одволрусгек трехреыетнш, 2-« яруснот 4-х рошет-" ярус«* а развитое повй'рхнэст&ж подезвккх и, сортировальных

решет ^, выполняющих различил техно логические операции (греива-рительна.ч, первичная, вторичная очистка^ при сепарации ззрча паечи-цы и риса. Базируясь г.з результатах модельного прогноза (глава Л), и выявленное структурах решетных модулей (глава с учетом ограничений на проектирование зерноочистительных ?.пшы (ииним?льнал высота центра масс и др.) используя методы имитационного моделирования на ЭЦЗ'1 с учетом различные плотностей распределения подачи зернового материала по ширине решет проанализированы технологические показатели универсальных одноярусных 3-х решетньх модулей различного назначения (предгшрителояея, первя«нэя н вторичная очистка зернового материала^ в сравнении с классическими 2-х ярусными решетными станами. Доказана технологическая объективность одноярусных 3 х регаетньэс модулей. Например, ч режиме предваритеттжо.1 очистки зерна'пшеницы одного' классического 2-х ярусного и 2-х одноярусных автономных 3-х рекетчых станов, при рзвньис основных технологических показателей процесса, производительность <~х 3-х решетных прусов на ЬО-оСГь выше эталона. Удельная (к единицы площади всех ■ решет в стане^ производительность одноярусного 3-х ре-летного станз вше эталона, так, приУ^ = 13,5?' прирост удельной производительности на 1,ЗК, при К = 16,3? - на и лги М =19,5% - на 27,993. Ъ режиме первичной очистки зернового материала гтот прирост производительности 3 х решетных ярусов вьте. так при w =13,5?,-прирост 521, при ^ = 16,5:' - 9(й, а при 19,- 92$. Повышение эффективности сепарации зерноы-тх материалов на 3-х решетных ярусах в основном определяется рациональным соотношением площадей подсевных и зерновых реглет, их рациональной компановкой, обеспечивающей тонкослойную сепарашп с. обеспечением процессов "сегрегации" в зернозом слоз.

Разработай.' методики, позволяющие на стадиях проектирования решенных станов зерноочистительных мгпжн проводить их многомерный анализ, параметрический синтез и имитштиэнпое моделирование на ЭЗМ для различных условий их функционирования.

3 7-ой главе "Разработка и синтез сепараторов применительно к машине предварительной о'-истки зерна", используя результата модельного прогноза Сгл.4"1 и анализ структур решетных модулей (гл.б^ выявлена рациональность использования з ЫПО серна эффективного лиеЕмосепаратора и решетного модуля для выделения по размерам мелких и крупных сорных гринсср^. Предварительные теоретические и экспериментальные исследования позволяй совместно с ГСЮТ ГО "Зо-роне^сельыам" разработать но.^кй лневмосспариГор с активным вредом

лопастным Слтвром зернимого ыитвркала ь ¡¡насмокаг^^с магнегатель-ио-аопнрацнончым воодусяич потоком. Для построения математических: юнрозмдеяйй, онисыишздих процесс сепарации, использованы изввстные методы планирования ьктиьного эксперимента. Разработан алгоритм доогои<гр№го параметрического синтеза и имитационного моделирова-лхи «а £ВМ тизьмкшшы с биггркм устройством для ввода зернового датернала. Проведен ьшгоыерныЯ ¡юрлметрический синтез пневмо-канапа при ищрском диапазона изменении аргументов ьектора входных Бездействий. Рациональные пашметри и соответствующе показатели процесса айгабулкроканк. йсг.олььуи методы имитационного моделиро-вздшд на И'.М прсанзшзирпЕ'.ано влияние нерзвномерностей подачи <1 и скорее^! поздун'лого потзна ис ширина пнеьмоканала на показателя его цио>:>!роваиия. Определено, что с увеличением кооОДициен-тз вариации ^ > Шь интенсивность сликаниа полноты выделения

-(« коипонемгоь лэ з«рисво.*о материала возрастам, при отоы су--для боди;цх подач С . Изменения 0 й ~ 20,45? нз окг.зигь.«!' судйогьзнього влияния на изменении показателей £ . Для првдзярптвлмюго анализе пропускной способности битерного ускорителя иагкш.ззваш илвастшз зекокоигрпоегк теории подобия и раз-1;5'рнлегеИ. Иай.г.ень1 крйгерин подобии, свяглюаящив пропускнуи способность <5:г?ор;юго ускорьтсня с его геометрическими и кинематически!.« шЫ1.е:ра>!,з. Разу выдай контрольных ¡юпушшй лн г имо сйп(■■ ратор<• с актнпыиь ьводои оев:>ового материала провидены на лабораторной стснде ГСКГБ ПО "Взроис^сальмйя", оталоиом служило устройство для 2-х поточного ввода самотеком зернового материала в пнеамоканал (р1<с,]ЗК Устаиоыкно, что, шлримор, для 0 - 9,26 кг/(м.с) полноте выдалй!щя из зернового материала легкой сорной фракции 74£, чистота очищ»инего ^орна Шь, у эталона соответственно ¿3% и 96$.

Найденные рациональные пг-^вметра пневмоканала с битерным устройством для ввода зернсч'ОБОго материала внедрены в №0-100 (ГСКГБ ПО "Зорэненсепьмшл") успешно прошедшей госиспытания на Северо-Кааказсксй Щ0 в 1967 г. при очистке пшеницы, ячмены.подсолнеч'.шка к рекомендованной к внедрен«».

При анализа структур НПО, выявлена целесообразность исшльэо-аздшг л иух 3-х рспстных нищупеЯ с первым подсевным к последующим £-мя зерновыми решетами с .хругпыми отверстиями. Рассматривая объект исследования - ШЮ зерна с позиций бяочно-иерархического подхода иь 2-х иерархмчесгих уровнях: подскстома, включающая лневмосепара-?ор с аатг.виш вводом лопастным битером зернового материала в плзлмоканал и лсдс»ст»вс, вкгаышцав 4-е автономных решетник коде-ля, доработана бдочмаа йункцкоиаяьно-иараричаскап катека*нческ«к

20 10 о

99,93 99,38 99,9!

— ■ 1 1 ...... 1

12ч

О

Ппо^вм. 80

96 9* 92 90

60 ад

га

о

-2 * N 43=Г

ч Ь-1

.2,

• N

сь

тг

н / \ ч

——.

* К

\

ТГ

Риз. 13. Изменен*«

полноты выделения из паркового материала пегкйх »зерно-

вых примесей,

полноты прохода зррня 62 в очищенную фрак-чип, чистоты О по

я потерь 8| зерна от подачи £> зернового материала и способа его ввода в гтнв^чо-каная:

1-дпухпаточныС ввод самотеком;

2-ввод битерннм ускорнталем

85

123 № ?0,5

модель,описываощая закономерности »функционирования Ь'ПО зерна, включающая алгоритмы раздельного параметрического синтеза и много-■мерного анализа обоих подсистем. Параметрический синтез НПО реализован на ЭВМ ЕС-1035 (рис.14). Результаты синтеза затабулированы.

Установлено примэрно равная полнота вццалсния из зернового материала легких сорных и соломистых примесей в пноьмоквнэлв и на решетном стане при изменения <? ¡1 V/ и значимо лучшее выделение на решетном стане крупных к мелких минеральные примесей. НаЗдэнккв рациональные параметры МПО использованы при разработке в ГСКГБ ПО "Воронежсеяьмаш" мобильной НПО 0ВС-50.

В 8-ой главе "Стргуктурно-парамеурический синтез отделений очистки зерноочистительных агрегатов" при систематизации известных и построении новых функциональных схем отделений очистки агрегатов учитывались результаты исследований рабочих органов и машин с известными, и перспективными рабочими органами, перспективность применения^ принципа фракционирования в схемах сепарирования ьарнови: материалов. Анализ априорной информации, проведенные поисковые кесле-

60 г Ofsl-

щ

Г-Н—7

\

ü íh íf

ñlaU%r~ñ

¡L i в ñ w,%

Рис. 14. Изменение полноты выделения коппонентов €¡¡1 и всех сорных примесей ¿¡с из зернового материала в ШО от л ода чи 3 и его влажности V/ (для 0 = = 12 кг/(ы.с) l-í■tm соломистых лри-ыесей; 2- £$кя крупных примесей; 3--фу ражных отходов; 4 семян сорняков; 5 полнота вцдэлеиия сорных приыесей 3-х решетными моделями; б ;

7 полнота выде-

ления сорных примесей в пнэвмосепаратор®

ь&кач цозвоиг'ш дпк анадиз выделать ряд функциональных схем отде-глцй nepr-s4üofi очистки srperaaa, состоящего из воадушнорешетной »лвмы с внкв» еикш (см«глава 3) кножбством структур решетшсг иоду-и 2-х тризрна* б коков с разкачишв схеш-а свдэеВ триерных ци-л^ндроэ, ^нкц;5сьа1руйсик soe¡.:'.jcíí¡o с ШО в виде систеш частных тех-гздопм&схж г.пврац-ай , вааояняеымс отельными сепараторами от-iznch-,т очиигвк, ыорфояоготесхое описание'которой отображено конъч-

ззккнут:~*м |^,'пьт:1рри|оа C¿£,ü) (рксДВ). Топология мультиграфа орйсаиа ютрадзЯ A(|y¿¡l eaezuocru bzüos »ультиграфа, определяете 61-У ф:/пхк:к;;д7'ьн:/а схецу отдеязгшй первичной очистки (52-е схсш с {•екодьзоглнкь-* wsa^ecí-üa структур 2-х лдоенчх решзтньк станок; 4 е wjjei с оонедоэд Eftpr.cñTavji «шогоярумаас ет£,й$з; 25-ть схем с wio-йгатьпм Структур ОД! 10ЯрусШХ 3-х „сPi) Ü "-.'Г».

Количественная взаимосвязь между вершинами реализуется т дуга*

несущи информацию (внутренние критерии система) о результата* Í-L -ой операции, херактеризуемой з общем случае "ектсрсм 8¿ выходных показателей."

>Qq>i>Qc>nl>Oil } f где - полнота выделения j-го компонента из эерносогс матеряоля

в ¿ -ом лневмоевкарагоре.

Большая размерность и большое количество нвзависиш.гх пугеЛ мультиграфа С С i-,U) , определенное матрицей

А К У: II опре.дегяло целесообразность декомпозиции всэЯ еноте1«; и олочно-иерархичееккЧ подход к структурному и параметрическому синтезу совокупностей частных операций 2 ¿ , опредоляэщгх рациональные функциональные схемы отделений очистки агрегата. Рассматривая функциональные схомк отделений очистки как замкнутая системы, построены математические модели в развернутом виде (см. (9—II) , описывавшие процессы функционирования вид елейных систем (независимые пути мультиграфа С- (£,U) (доказано, что с 95% вероятностью гипотезу об адекватности описания математической моделью основных показателей процесса можно принять). Учитывая, что при решении »оставлению задач синтеза часть аргументов вектора А„Сй ) имеют дискретный характер, задачи синтеза све дены к задачам дискретного программирования с использованием при оптимизации метода регулярного поиска. Реализация задач синтеза проведена на ЭВМ ЕС-1035, установлено, что для схем, обеспечивающих .выделение крупных примесей пэ лерка на решетном стане (2-х ярусные станы), рациональные схемы IF20 н Ж9 (рис. 16), устойчиво внполняо- ■ гглх техпроцесс при диапазонс 1-7% изменения содержания в зерновом материале крупных сорных примесей; для групп схем, обезпечкваащкх выделение крупных примесей в овешных триерных' цилиндрах -схема !М5 (см.рис.16 .

Установлено, устойчивое функционирование отделения очисток агрегата по схемам №28 и №29, при использовании схемы ¥45 эффек№ тивность очистки зерна высока до условий содержания в зерновом материале крупных примосей5^ 3,5$ из-за ограниченности их качественного выделения в современных овсякных триярных цилиндрах, что затрудняет выполнение агропоказателя é 1%.

Выявлены и затабулировани рациональные парзмзтры и показатели функционирования выделенных структур отдельниЯ очистки агрогатоэ при широком диапазоне, изменений вектора (91* входных воздействий

Рис. 15. Мультиграф С- (2,и) функциональных схем отделений очистки зерноочистительного агрегата работающего совместно с МО:

2,- -технологические операции,нашедшие применение в - операции отделения

очистки агрегата

3Í

fàhïric^ Д

Схемы 28,2S

vjr;! ™

- 41

Схема 46

Tí

Рис. 16. Ращгоналыше функциональные схеглн отделений первичной очистки агрегатов

для отделений оч;.с си агрегатов типа ЗАВ-20А, ЗАВ-40, ЗАВ-25.

Анализ ляборА-Рорлюг и уозяйственных испытаний современных зерноочистительных аг{«гятов в режиме первичной очистки зерновых культур (пшащща, ячмень) прк использовании различных схем очистки в Ростовской (¡блести, Воронежской области, в Казахской ССР, в Алтайской крив подтвердили результаты исследований, показали существенное улу"гае},ид по сравнению с. эталоном технологических и экономических показателей работы их агрегатов (ЗАЗ-2иА, ЗАВ-4и, ремонтный комплект к фрегату ЗА8-20) (рис, 17).

<н %

л

в ' _ А

2 1 -,<г < г V

* л л & • о о —-о

< 1> —о—

« «15

Рис. 17. Изменений содержания в очищенном зерне сорных ¿с 11 зеР~ новых примесей и суммарных приведенных затрат?„р на очистку зерна пшеницы агрегатом ЗАВ-40 от подачи 5 зернового материала функциональной с^емы его отделения . очистки: I- схема №1 (эталон); • 2,3 - фракционные схемы №41 и №26

ь

Рациональные фракционные схема очистки зерна внедрены ь эер~ ъоочш.чч^ельш« агрегатах ГАВ-25, КЗС-25!!;, КЗС-25Б, серийно вьлуо-даошх Щ> сель маю". Лабор&торно-хсэяЙственные государствен-

1Ц» кесмтишя (Протокол ЦН !Л;С) показали, что при исполь-

зомиа.и в отдслени/. о'П-стки агрегата ЗАВ-?Г> фракционной схема прк

использовании в отделении очистки агрор^тя .4AB-2Í¿ фрякнчон.'ой сх~мы при первичной очистке зерна пшениц "Омская-У", но . сравняют с эталоном увеличена полнота вьделения иэ зернопого материала семчн сорняков на 123,6%, щуплого зерна - на 44?, снгжена на В,Ъ'?% ¡»нер-гоемкость, обеспечен з целом годовой экономический эЭДект п регион? Нурекей МИС 2924,0 рублей.

Используя разработанные на;,-и алгоритмы, на tF.-IC35 проведен многомерный анализ и параметрический синтез отделений первичной и вторичной очистки агрегатов с использованием в з*. pi ю очистит «ль но fi маппше универсальных автономных 3-х решетных модулей (ярусов). Результаты синтеза зата(5улирова.«ы. Установлено, что па с»ет сбалансированных соотношений площадей зерновы* ип подсевных реиет и доотист-ки отдельное фракций в триерншг ггалинарих (схемы К>и, и У?4) повышается (по сравнения с эталоном, агрегат ЗЛЗ-25) производительность агрегата при первичной очистке зерна пгзплцы 3 1,5-2,5 разе), при этом качественные показатели процесса обеспешвапт ягротребеввнил. Например, при равной с эталоном подрчей 8,5 кг/(м.п) полнота выделения иэ зернового материала в агрегате с фракционной схемой f6C щуплого зерна пшеницы Sg^ = 89,345?, "истота очищенного ээрна. Опо = 95,74^, содержание в нем зерновых примесей ín¿ = 0,03%. Для этих условий в агрегате 3ÍВ-25 (эталон, схема Í?I)¿¡щ = 50,1'7%, 0Пд-= 96,76%, = 2,26%. Выявлено.устойчивое функционирование агрегата при использовании в нем фракционных схем ff-oü и .Г/4 при широкой диапазоне изменений аргументов вектора ^ (9).

Синтезированы рациональные фракционные схемы (}'52) отделений агрегата для вторичной (семенной) очистки зерня. Рациональные параметры и показатели функционирования отделений вторичной^ччетни зерна пшеницы при широком изменении аргументов вектора (9) затабулированы. Выявлена устойчивость выполнения агрегатом процесса вторичной очистки зерна: полнота выделения из зернового материала сорных примесей 98-99%, зерне в ж примесей 90-9К, дробленого "поперек" зерна - 58-59%.

Рациональные фракционные схемы вторичной очистки зерна использованы в ГСКГБ ПО "Вороне»еельмшл" при разработке еемлочиститедьннх машин типа СМ-7, РС-1и.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ К ШВОДУ

I- Используя статистические методы' прогнозирования на базе аиелиза технических показателей за рноо чистительных машин (1.И0, воз-душнорашгтниа машины первичной и вторичной очистки зерна, траершо блоки, инашостоли), ш пускаема 44-мя Фирмами из 18 стран мира, доитроанк тренды, описывающие развитие основных показателей этих машин от ьремони и производительности. Найдены прогнозируемые по Бременя точечные и интервальные оценки показателей технического уровня этих мавшк. Вшплони осноешо тенденции развития основных аараоочисгительких ¡■'тин.

2. Гезрисотан ой1ци£ штоцологическпй подход к интенсификации цогоч1шх тахьолапь очистки зернового материала, основанный та ин-твноифиьйцяи процессов 1азовцки сепараторами, машинами математического моделирования процессов функционирования частных технологически?. операций, их систем, синтезе рациональной совокупности частных егю^пЬ и треиы-ров сепараторов, ояраделяацем рациональные яоточ-ша тй/ниюгии очистки, обесц&чиваощцо выполнение зацашшх агрош-ка&атолей при иттизадик сух/мары« яривбдошшх затрат на очистку зерна.

3. На йазл сгг.тпопэтескоИ теории сапарирования, методов системного евшша и олочно-иораохичзского подхода к исследуемому объекту, ноское, ни много?,;ор:шо шешт счес кие. иоделк, адекватно овисиваодиа прсцьос сепарации сыпучих штериалов не отдельных базовых элемон-Фйх (здезюкзиал, разлрчнно рвш?иив сепаратора, триерные цвдинд-рц), ш модулях с различными фунюдоиалымш связями, ¡{ориирующи-г.ш отдаления счеоткй агрегатов как замкнутых еисте,,'. частых оле-раций с азвестшш эдгуыеитамд ве.ыгоров Р входных, А управляющих чоздок:тьий и В шходних характеристик систем. Разработан лроблешо-ориентиришишй алгоритм к программное обеспеченно для ре&гшзации его на ЭЦВМ, позволяющий решать задачи многомерного аиадииа, технолотечесгах и экономическая показателей функционирования игрегатов, параметрического синтеза их отделений очистки.

4. Иагюльзуй методы модельного прогнозирования на примерах агрегатов йАВ-20л к ЗАВ-^б виявлени количественные зависимости показателей ех />ункциовировашш от изменения эффективности частных операций, шполняеуш. в их отделениях очистки. Установлено, что нааосяьишй эффект роста показателей агрегата наблюдается при

роз те "еффективнссти ццевмосвиарацшт зернового материала и выделении -гю раимерам зерновых и г.елкюс ооршх примесей на решетах "В" и "Г" ^ерносчистктольннх иаажн, 1,'ри использовании триерных олокоь

наибольший эффаят выявлен прл росте э^ект »юности сепарации в ое-скжных цилиндрах; основным источником сй«ж.*жш1 суммарных удельных затрат на очистку зерна при эти.: лктлатся ут.юнышипй схода ээыш с цилиндров в фуражные отходы.

5. Выявлено' влияние различных частных операций, ислользуег*нх в МПО, функциопяруюшем совместно с отделением очистки атпегата как замкнутой системы в решмо очистки зерна продовольственного назначения, на технологические и экономические показателя процесса очистки. Установлено, что наибольший рфиокт от {унпшонировоняя агрегата выявлен при выполнения d МПО тают частилх операций, которые обеспечивают снижзниа содержания легких, зерновых, мелких сорных примесей в'зэрг.овом материале, поступающем в отдолвше очлотки агрегата. Высокая зЬТюгггиеность функционирования агрегатов при использовании в МПО операций по видел он,® части зерновых примесей из зернового материала предопределю г целесообразность наличия в I.TI0 универсальных, легко перенастраиваемых сепараторов для ш.целоюш

по-размерам только мелких сорных примесей (для зон с платностью зерна W > 16-18:1) и раздельно мелких сорных и зерновых примесей г (для зон с Wi U~IG%).

6. Построена аналитическая вероятностная модель процесса са-паращш зернового материала с задаваемой плотностью распределения размеров его основных компонентов на рзлгетах о гофрированной поверхностью, совершающих гармонические колебания. Теоретическим анализом оценены рациональные параметры ого поверхности.

Применяя методы многомерного параметрического синтеза с использованием построенных статистических уравнений регресспт.оштснсаюипх частные операции (204 уравненря), разработано семейство рзшеткых полотен (зерновые, подсевные, фракционные) с круглыми, эллиптическими и продолговатыми отВзрстяямя, ОЦ0Н91Ш и эатабулироваин юти представлены в виде помог pawn их рЕцисналыпш параметры я показатели -функционирования при очистке зерна пленная и риса.

7. Системным анализом с использование?.« методов нотационного моделирования на ЭЦВМ, стендовали и половыми сравнительными испытаниями отдельных решет, машин и агрегатов с использованием в них различных гофрированных решет установлено, что производительность 2-х решетного яруса зерновых гофрировании* решзт с эллигтлческими отвэрстияш (для ШО) га 90-96^ выше, а для рящет с круглыми отверстиями на 40-60$ выше, чем сравниваемых плоских реиаг. При сравнении подсевных гофрированных решзт с продолговатчмп и круглыми отверстиями на очистке зерна пи в ници и pica, при условии ра-

Еикстьа просевания сечен основного зерна, полнота про^е^ашш через них зерновых лримеоей шше, чем на плоских на 10-Щ2, при этом высока ьф},активность выделения примесей, размеры которых близки к рабочие размерам отверстии решет, Использование гофрировании* решех в ШО ЗД-Ю.ООО повысило ее производительность на 3%.

Ь, Построена топологическая модель, формирующая решетные модули различного назначения в виде замкнутого мульгиграфа. Построена обобщенная аналитическая модель, адекватно описывающая процессы функционирования реиетких модулей (41 модуль) различного назначения. Разработаны алгоритмы многомерного анализа и параметрического синтеза решетных модулой, позволяющие яроеюгирощику подходить формализованно к решению задач синтеза и оцеики показателей функ-цлошфЪания ришатшх. модулей.

9. Установлена технологическая эффективность использования одноярусных 3-х решотных модулей в зерноочистительных машинах. Сравнительными исследованиями выявлено, что использовать 2-х 3-х решетных однряруенше модулей ио о равнению с классическим 2-х ярусным решетным станом повышает на 50-£0$ производительность предварительной, на 50-90$ первичной и па 20-20$ производительность вторичной очистки зернового материала зао счет рациональной компановка рвшет, соотношения площадей подсевных и зерновых решет, toHrfOCJiofiiioil сепарации ц обеспечения процесса "сегрегации" в ззр-цовом слое.

10. Обоснована рациональная функциональная схема ШО зерна с пнедаосадаратором, содержащим пиа выю канал с активным вводом в него зернового материала Сигарным ускорителем а 4-х одноярусных 3-х решетных модулей. Построена блочно-иерархическая математическая модель процесса функционирования ШО с подсистемами (шшвмо-сенаратор, рашетные модули), чштезированы рациональные параметры и оцепени показателя функционирования отдельных блоков и всей ШЮ при широком диапазоне изменений аргументов вектора входных воздействий. Выявлено увеличение в 2-3 раза полноты выделения в пневшееларморе легких примесей по сравнению с эталоном, за счет подготовки зернового материала к пнавмосепарации (рассеивание лопатками бйтера). Определено снижение показателей шюшосе-царации при Ua > 20/2, а О A - 20% не оказывает существенно го штпия на эти показатели. Установлена примерно- равная полнота выделения чй зернового материала и&шас сорных и сологкизтнх пра-месаД в пиевмдояиалв и на решетных кодулах и значимо луч&ое неделание на решетных шдулях круигаж к кшшс нзввртюк праглосо;..

что подтверждает целесообразность ясцзльзоеэлел хюздушюрешагннх НПО. Отдельные рациональные блоки 1ДЮ ^слользовапн л ШЮ-ЮО, успешно прошедшей государственные ириэмочнчо испытания и рекомендованной в серийное производство, и в мобильной ОЗС-ГЗО, разрабатываемой ГСКТБ ПО "Вбронежсельмаш".

11. Функциональные схемы отделений очисток зерноочистительных агрегатов представлены как замкнутые системы частных технологических олораций, выполняемых последовательно или обеснсчивэхгошх фракционные схемы очистки ззрнового материале, морЪлогичоскио свойства которых описаны ориентированным конечный мультигра^ом, патрица независимых путей которого содержит 81 схему. Построены математичес-киа функционально иерархические модели функционирования отделений очистки агрогата. На ЭЦВМ реализован структурно-параметрический синтез рационалышх Ггункциопачымх схем и базовых сепараторов в отделениях очистки агрегатов.

12. Выявлено, что при использовании в ьоздуашорешзпшх машинах 2-х ярусных решетных станов, для групп схем, обеспечивавших выделение крупных сорных примасей из зернового материала на решетных станах - рациональны фракционные схемы У-ZB к Ш8, обеспечивающих ус-тойчлвле шполнание процесса при содержании крупных сорннх яримасой 1-7% для групп схем, обеспечивающих выделение крупных примесей в овсюжных триерных цилиндрах - йрахцпонкая схема К5,'эффективность очистки зерна высока при содержании в нем крупных сорных примесей «„<3.558 из-за ограниченности их выделения в овсюжных триерных mir линдрах. Установлено, что рациональное соотношение нлодадай кукольных триерных цилиндров к площади $ракционних рекет (решета "Г") составляет 2,8-5,8, увеличение.этого соотношения не приводит и росту эффективности сепарации зернового материала. На доочистпу в триерные цилиндры при использовании схемы №45 поступает 28-27^ зерновой фракции от подачи в агрегат, а при использовании схемы JS28 - 38-45$. При использовании фракционных схем очистки больие на 28-41$ выделяются из зернового материала зерновнз нршлеси,вь;ше, не сравнению с эталоном, полнота выделении сорных примесей, что обеспечивает рост производительности агрегатов в 1,2-2,9 раз, сатг&от энергоемкость, материалоемкость, снижает в 1,5-2 роза суммарные приведенные затраты на очнетпу зерна.

13. Определены и затабулированн рациональные параметры и основные показатели функционирования отделений очястпи агреготов. Выявлено, что рациональным признаком разделения зорноглго материал.! на фракционном рошоте "Г" является ого ига. на, при этом ряцчонатьпо'З

соотнсишниз Ъ диамегроы о с-1; upe тип и шириной С£'лян гарна

jaauchT от üxe:.H очистки, техаологичаских свойств ь подачи зернового Mavepaajia на очисть/ и для схаш JM5 = 1,8-1,9, обеспечивая э грузку триерного йдс-ка 500-540 кг/(м^.ч), а для схеш JÉ29 ?! а -1,8-6,0 , обеспечивая загрузку 560-680 кгДм^.ч).

14. Обюновапниа фракционные схемы очистки зерна продовольст-BtuHoi'o назначения-внедрены е современных агрегатах ЗАВ-25, КЗС-25Б, R/J-ЗйЫ, а смркшюо производство которых начато с 1966 г. Годовой ьаомомичеекцй оЪфикт от использования фракционных схем в одно!,-. отрешь о ЗДЁ-25 составы 1829,41 рубля. В I9Ü8 г. общий годоюй акоцоыачбский вирект от ах использования в народном хозяйства со-í.?eьлл 3,3В шн.рубли.

15, О^ссиоваш; и за^ябулироьаьи рациональные параметры и оценена показателя наеначвниз отделений первичной и вторичной очистки аграгьтов с использованием автошинах одноярусных 3-х решетных модулей, З.у.ткционкрухаци по последовательным (£57,58,59) и фракционным (й.0,С1,о2,74) схема»ч. Выявлено, что за счег сбалансированного осотношешл площадей згрковых, подсевных решет и.кукольных триер-нвх шишадроа яри лершчшЗ очистка полнота выделения из зернового материала мелких сорных лршесей (эталон агрегат ЗАЕ-25) воз-р&ола £,19-1,22 раза, эирношх примесей - в 1,7-1,9 раза,при ыом рост производительности агрегата в 2-3,5 раза.

J6. Ьыяшоно, тар вторичной очистки зерна рациональное соотвоые.ше мзвду раорчшш размерами круглых отворстий фракционных pv.;ü£T и ¡шринои семчн очищаемого зерна пшницы для подач 2-3,2 кгЛм.с) - Jl = I.B4, для подач 5-7 кг/U.c) )\ =2,80-4,99. Рост производительности отделения очистки агрегата, при использовании в нем урекционной схеш JÍ62, в 1,4-1,9 раз по сравнению с последо-.саюлыгой схемой три том Ев ¡r; jopo технологического оборудования.-

17. Теоретические основы и стендовые исследования по обоснованию oíделений очистки агрегатов с использованием автономных од-ноярузкиу 3-х решетных модулей с последовательной и фракционными схемами очистки поплутали основой для разработки в ГСКТБ ПО "Воро-неасельмаш" нового поколения воэдушнорешотных панаш и агрогатов Различного назначения (Cí.1-7, 0BG-5O, -ЗЛБ-25А, ЗАВ-50А, ЗАБ-Г00А).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах 1. а.И. Решето с гофрированной поверхностью для очиогка

.-шв.чпщ: о г. коуаких примгеей. /'/Тракторы и сельхса,;11;пи1Ш.-1572.-#9. -С.27-28»

2. A.c. 395123 СССР, ВО? 1/26. Качотзэооя рззото для очистки зерна /С.А.Алферов, Ю.И.Ермольев, П.П.Ко.'Зшев (СССР) //Откря-тия,изобретения. - 1973. - №35. - С.22.

3. А.с.414003 СССР, Б07 1/30. Решето для сортирования зерна /O.A. АлТ>эров, ЮЛПЕрмольев, П.П.Колншзп (СССР) //Открытая,изобрэто-нпя. -1974. -iß. - С.26.

4.-Ермольев Ю.И. Определенно рациональной форг.ы рабочей поверхности решета для предварительной очистки зерна //Известия СевероКавказского информационного центра Влсшвй тколн. Сер.течи.яау-ки. - 1974. -№3. - С.82-86.

5. A.c. 494200 СССР. Б07 4/08. Устройство для первичного разделения зернового вороха /С.А.Алферов, Ю.И.Ермольов, М.И.ЭЯгер.А.Г. Карапегьян (СССР) //Откати, изобретения.-1975.-.:45.-е. 20.

6. Ермольев Ю.И., Шеляклн В.Г.,Василенко С.И. Исследование работа зерноочистительной машшш ЗД-10000, оснащенной рвгсетшч о гофрированной поверхностью //Изыскание рациональных конструкций рабочих органов для оптимальных процессов современного сельскохозяйственного производства: Тр.РИСХМ. -Ростов н/Д, 1975.-0.70-131.

7. A.c. 512804 СССР В07 1/30. Решето для разделения зерновой смеси /С.А.Алферов, Ю.И.Ермольев, П.П.Колыиев, Е.Г.Шолякин (СССР) //Открытия,изобретения.-1976. -М7. -С.23.

8. A.c. 51Ш5 СССР. В07 4/08. Устройство для первичного разделения зернового вороха /С.А.Атферов, Е.С.Босой, Ю.И.Ермольев, А.Г. Карапегьян .М.И.Эйгер (СССР) //Открытия,изобретения.-1976.-}ЯЬ.-С.23.

9. Ермольев Ю.И. Вероятность попадания длишшх примесей зерновой смеси в желобки гофрированных решет /Д1звестля Северо-Кавказского научного центра иисией иколк. С я D.т ахи.науü.-1979. -М. -С. 17

10. Ермольев Ю.И. Статистическая проверка гипотез о вероятностях прохода эллипсоида произвольных разморов через лпнэйчатув решетку //Применение новых материалов в сельхозмашиностроении: Тр. РИММ. - Ростов н/Д, 1979. - C.II3-2IB.

11. A.c. 801794 СССР, АОГ F 12/44. Устройство для первичного разделения зернового вороха Ло.И.Ермольев, Е.А.Смахунов, В.Г.Новиков

и др. (СССР) //Открытия, изобретения. - 198Ь -№5. -С.8.

12. A.c. 793467 СССР, AOI F 12/44. Зерноочистительный агрегат для первичной очистки зерна /Ю.И.Ермольев, С.И.Василенко, В.Д.Олейников и др. (СССР) //Открытия,изобретения.-IS8I. -Й1.

13. Ермольев Ю.И. Опредэлетше основных параметров перемешения компонентов исходного зернового материала ш> решето и репатннх станчх

сельокг.лОзяйегвеннвх jpa //Известия СКШ ИВ, сер.техн.науки,

ia-л. -а. - с,ю-14.

I-i. Ерколос-а 10.'Л. Пр1г,:зя8наз гофрированных рсшог для первичной O'iKOTKH зорновах культур //Гректоры и сельскохозяйственные ыа-кигш. -ISuI. 35-27.

IG. Ерюльен Ю.й. .Шевккик Е.Г. Моделирование а анализ технологического процесса ы рештном стана маш:чи предварительной очкстки зарнз /ВСЖ,- Ростов к/Д,- '1932.-10 с. -Два. в ЦВДИГЗИ Трактор-сзльхсэшга 1982, № 262.

16. Ермольев J.LI. Оценка влияния эффективности работы основных рабочих органов машин предварительной очистки зерна на технологические показатели работы зерноочистительного агрегата //Механика де& рьшруошх T6j: ¡Мзквуа.cd.тр.РЙОХМ.-Ростов н/Д,1983.-О.II2-I24.

17, Brsolov а- Hsuplgesstzaasaigkciten der Arbeit von Profilsieben in aetruidoioinigurigsaeschinan // Agrartechnik.-198Э--И 10.-S.454-455

iß. Ермольев D.II. Применение гофрированных подсевных решет для очистка аирновнх культур //Тракторы и сельскохозяйственные >ма-шшш. -I3ö4. -т. -G.i7-ie.

19. Зр:.шьов ЮЛ1. Моделирование процесса сепарации сыпучих материалов ка решагных станах //йзвэстия Северо-Кавказского, научного' центра 231. G а р.т охн.науки.-I9G4.-К2.-С. 10-14.

2G. Ермольев Ю.П. Оценка влияния эффективности работы основных сепараторов Боэдуикоравесной зерноочистительной машины на ее технологические воказатеЯЕ.'//Иавестия Северо-Кавказского НЦ ВШ, Сер. тэхн,науки.-ISB5. -Щ.-С.55-68.

21. Ермольев Ю.Я., Асадулла Э. Моделирование процесса сепарации рисового зернового маге риала на двухъярусном решетном стане //Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства: Ыеквуз.cd.тр-,В1СЫ.-Ростов н/Д,1985.-С.21-31.

22. Ерисльвв Ю.И. Синтез функциональных схем технологических отделении сесносчиогиташых агрегатов //Проектирование рабочие органов, почвообрабатывающих, уборочных сельскохозяйственных маши п агрегатов для корлопроизводства: Меквуз.сб.гр. ,ЕИ0ХМ.-Рссгов н/Д. ISB6.-0.67-101.

Ермольев Ю.Л., Чамара 'Л., Дау Чувг Киан. Сравнительная оценка основных кЕко-икерностой процесса сепарации на плоских и гофра-.ровашшх яодсськь'х решетах //Комдлекснгя механизация и автока-адЕёцця сеяьскйхсЕяйствекного производства: ;Дежзуз.ой.тр.,РИий.'.-Гостов к/Л. ISCö.-С,123-126.

24. Ermolev 3. Zur Anwendung profilierter Unterziehe in dor Get-roi-dereiniguns // Agrartechnik.-1987. ЭзОТ.-Ч 4.-3-153-170.

25. Ермольев ЮЛ, Синтез функциональных схем отделзни?»первл^ноп очистки зерноочистительных агрегатов //Нрозктировяшт сельскохозяйственных машин и агрегатов для кормопроизводства с ялекеп-тамл САПР i Пежвуз. сб ■ т р., FIÍCXÍ.I .-Ростов н/'Д, 1987.-G. 46-55,

26.Ермод*>о.з HJ.tr., Чаыара U., Дау Чунг Клен. Моделирования технолог"-чшъо г,5»»цвсса работы яруса плоских пробивши з&ряовых peswr с прод«й<"?з¿тнми отверстиям /ГИСВ1.-Ростов н/'Д, 1787.-12 с.-Дэп. в ВШЫТЗЛ ГОСАГГОПГОМ СССР 1987, JK329 БС-67.

27. Ермольев Ю,И., Дау Чунг Киен. ПарамотричвокдЗ ептез t рехроатт-ного яруса машины лродааоцтелыюй очисл'ки зерна /КМШ.-Ростов н/'Д,1936.-10 с.~Деп. в ВШИТШ rCCATFOIiFO!.! СССР, ЮТ, .'472 ЕС-РР.

28. Ермольев Ю.И., Чамара , Дау Чунг Кнгн. Параметрически? синтез яруса из 2-х ре кет при заданной олотноста распределения подати зернового материала по ширине решетного стана //Разработка прогрессивных технологических процессов .машин, оборудования для кормопроизводства и животноводства: Пежвуз.сб.тр.,РИСХМ.-Х9ВС.-С,74

29. А.С.1405Б92 СССР. МЫ!2 07 В 4/02. Пнэвмзтпческий сепаратор для очистки зернового материала /Й.И.Ермольев, Н.С,Донцов, С.И.Василенко и др. (СССР) - J540672C4/29-03 //Открытия,Изобретения,-1988. -JS24.

30. Ермольев Ю.И., Дош;ов И.С. Результаты имитационного моделирования процесса сепарации зернового вороха в пяезмоканзле мешшш предварительной очистки зерна //Проектирование сельскохозяйственных машин с элементами САПР: Меявуз.сбр.тр. .PiWXM,-Ростов н/Д, 1989 .-С. 98-103.

31. Ермольев Ю.И. Прогнозирование показателей технического уровня основннх. вддов зерноочистительных машин /РЖХМ.-Ростов н/'Д, 1968.-62 с.-Деп. в ВН5ПГГЭК Госагропрои,1989,)"€СЗ ЕС-83.

32. v. Enaolev. Rational technologl of continuous flow fractional Cleaning of grains. FROCEEDKCS OF THE 4t(l INTERNATIONAL CONFERENCE PHYSICAL PROPERTIES OF AGRICULTURAL MATERIALS end their INFLUENCE ON TECHNOLOGICAL PROCESSES, Seotenb»V 4-9- 1934. VOL.1. - Hostok, 198933. Ермольев Ю.И. Проектирование рабочих органов сельскохозяйственных машин с элементами САПР: Учебное пособив. Под род.'.!.Л.Долгова: РПСХМ. - Ростов н/Д, I9Z7.- 116 с.