0706_Galkin_TehMashAgregaty_Monogaf_2021-1

3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ПОТОЧНЫЕ ЛИНИИ, ЗАДАЧИ, ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1.Экспериментальные установки и поточные линии

Лабораторные опыты проводили в Ленинградском сельскохозяйственном институте на кафедре сельскохозяйственных машин, Дрезденском техническом университете, Пермской государственной сельскохозяйственной академии, Пермском государственном аграрно-технологическом университете.

При проведении исследований использовали экспериментальные образцы машин (Рис.3.1;3.2;3.3;3.4;3.5;3.6).

Рис.3.1.Экспериментальный образец цилиндрического решета, изготовленного

ООО «Техноград», а-общий вид; б-проходовая фракция зерна колосового участка цилиндрического решета

лителя теплоносителя; 13 – заслонки

Рис. 3.2. Колонковая зерносушилка семян сотового типа: а-схема, б-общий вид

111

Рис.3.3. Экспериментальная установка

кафедры сельскохозяйственных машин Рис.3.4. Расходомер зернового потока

Ленинградского сельскохозяйственного института

Экспериментальная установка (Рис.3.3.) состоит из бункера, двухярусного решетного стана, очистительных щеток, двигателя постоянного тока, механизма изменения амплитуды колебаний стана.

Привод сепаратора осуществляется двигателем постоянного тока, что позволяло бесступенчато изменять частоту колебаний решетного стана. Электродвигатель питается от сети переменного тока через выпрямительный мост и регулятор напряжения РНО-250-10. Установка позволяет изменять амплитуду колебаний стана в пределах от 0 до 10 мм, угол наклона решет - 0...9 градусов; угол направленности колебаний – 0…45 градусов. Загрузочный бункер вмещает 80 кг зерновой смеси ячменя кондиционной влажности.

Для определения характера изменения засоренности (длинными и короткими примесями) фракций, выделяющихся по длине решета, был изготовлен восьмисекционный проборник.

В решетный стан при проведении опытов с пробоотборником устанавливалось два яруса решет, габаритные размеры и размеры отверстий, которых указаны в таблице 3.1.

При проведении опытов по определению величины вероятности прохода зерен ячменя и овса в отверстия решет использовалась решетная установка конструкции ВИМ.

Опыты с использованием теории многофакторного эксперимента проведены на лабораторной установке кафедры сельскохозяйственных машин Пермской ГСХА (Рис.3.5)[26,290].

Рис. 3.5 Лабораторная установка кафедры сельскохозяйственных машин: а – схема технологического процесса: 1 – бункер; 2 – дозирующая заслонка; 3 – пневмоканал; 4 – осадочная камера; 5 – уплотнительный клапан; 6 – вентилятор; 7 – регулировочная заслонка; 8 – вибролоток; 9 – решетный стан, 10, 12, 13, 14 – поддоны; 11 – расслоительная поверхность, 15 – механизм щеточной очистки решет; 16 – привод решетного стана; I…V – выходы; б – общий вид;

поток очищаемого материала; – расслоенный материал; п - –роходовая фракция; с – сходовая фракция; воздушный поток с пылью; – воздушный поток с легкими примесями; – крупные примеси; – щуплое зерно и зерновая примесь; – легкие примеси; – очищенное зерно

Рис. 3.6. Лабораторная

установка Дрезденского технического университета

113

Лабораторная установка (Рис.3.6) Дрезденского технического университета (г. Дрезден, ГДР) позволяла изменять угол наклона плоского решета от 0° до 20°, угол направленности колебаний – 0°±15°, частоту колебаний – от 200 до 700 мин-1Для проведения производственных исследоваий были реконструированы семеочистительные отделения поточных линий послеуборочной обработки семян учебно-опытного хозяйства "Пушкинское" Ленинградского СХИ, учхоза «Липовая гора» Пермской ГСХА, колхоза 40 лет Октября Березовского района, совхоза "Россия" Большесосновского района, ООО «Русь» Пермского района Пермского края.

3.2. Измерительно-регистрирующая аппаратура

При лабораторных исследованиях процесса разделения зерновой смеси на фракции использовали измерительно-регистрирующую аппаратуру (Рис.3.7,3.8), с помощью которой контролировали следующие параметры: подачу зернового материала; расходные характеристики получаемых фракций; частоту и амплитуда колебаний решетного стана; угол наклона решет.

Для регистрации расходов зерновых потоков использовали лотковые датчики первичными преобразователями которых служили сельсины марки БД-404А.

Запись расходов осуществлялась на ленте самописцев НЗ90 и Н384. Для измерения частоты вращения эксцентривового вала привода стана и

настройки амплитуды колебаний решет применялись, соответственно, цифровой тахометр ТЦ-1 с индукционным преобразователем и мост переменного тока Р 589 с электростатическим преобразователем. Угол наклона решет к горизонту контролировался угломером с ценой деления 15 минут.

Анализ отобранных проб проводили на плоскорешетном классификаторе ПРК-ЛСХИ с набором решет с продолговатыми отверстиями, триере (для выделения мелких сорных и коротких примесей и разбором проб (выделение зерен овса ).

При проведении производственных опытов измеряли:

-подачу зерновой смеси в машину первичной очистки ( лотковый расходометр);

-расходы зерновых потоков; -частота вращения эксцентрикового вала (регистрировали тахометром

часового типа - СК ТИП 75); Расходы зерновых потоков регистрировали самописцами Н384; Н390.

Для взвешивания фракций, при определнии засоренности, использовались весы ВЛТК-500 с ценой деления 0,01 г.

Обработку проб проводили на классификаторах. Для измерения продолжительности опытов использовался секундомер. Классификацию семян по длине проводили специальным прибором.

При определении влажности и объемного веса зернового материала использовали, соответственно, влагомер "Колос" и литровую пурка ПХ-1.

3.3. Задачи и программа экспериментальных исследований

Для использования математических моделей, полученных во втором разделе, необходимо иметь пределы изменения характеристик зернового вороха (влажность, засоренность, содержание недозревших зерен), поступающего на послеуборочную обработку. Для расчета оценок технологических процессов следует установить влияние конструктивно-технологических параметров сепарирующих рабочих органов на вероятность выделения компонентов зерновой смеси, относительное содержание каждой фракции, потери семян в отходы. Следует оптимизировать параметры и режимы усовершенствованных технических средств и провести опытную проверку работы усовершенствованных машин, реализующих технологию в производственных условиях.

Поэтому задачами экспериментальных исследований явились: -исследовать условия функционирования машин и поточных линий для

послеуборочной обработки семян; -установить закономерности между оценками процесса фракционирова-

ния зерновых смесей и его параметрами; -определить рациональные параметры усовершенствованных машин;

-провести опытную проверку усовершенствованных машин и поточных линий.

Программа лабораторных исследований включала:

-получение зависимостей между настроечными параметрами и режимами цилиндрического решета и оценками качества его работы;

115

- получение зависимостей между настроечными параметрами виброрешетного сепаратора и оценками качества его работы;

-определение оптимальных параметров процесса решетного разделения на фракции.

В программу производственных опытов входило:

-определение вероятностных характеристик состава и свойств зерновых потоков и их компонентов, поступающих на послеуборочную обработку;

-исследование усовершенствованной технологии сушки семян; -оценка работы опытных образцов машин, реализующих усовершенство-

ванную технологию подготовки семян, в том числе на технологическую надежность.

3.4. Общая методика проведения экспериментальных исследований

Вероятностный характер изменения условий работы машин для послеуборочной обработки семян обуславливает применение статистических методов исследования.

Особенность методики определния параметров и режимов работы сепарирующих машин определило то обстоятельство, что рациональные режимы процесса сепарации вообще и фракционирования в частности, могут быть найдены лишь для конкретных условий работы ( засоренность, подача ), которые являются случайными, в вероятностно-статистическом смысле, процессами. Очевидно, что параметры и режимы сепаратора можно оптимизировать в том случае, если процессы являются стационарными и обладают свойствами эргодичности. Только для таких процессов и заданной длины решет, настроечном значении подачи возможно определить рациональные режимы разделения зерновой смеси на фракции.

Всвязи с этим, при проведении активного эксперимента факторы, влияющие на качество фракционирования (согласно моделей, проведенных во втором разделе) были разделены на две группы.

Впервую группу вошли конструктивно-технологические факторы: подача, засоренность, размеры отверстий решет. Уровни варьирования факторов

выбирали на основе предварительных опытов, литературных источников и размерных характеристик компонентов зерновой смеси.

Во вторую группу вошли факторы, обуславливающие режим движения, а следовательно и процесс разделения зерновой смеси. К этим факторам отнесены: угол наклона, частота и амплитуда колебаний решетного стана.

Исследования в производственных условиях проводили с учетом требований ОСТ 70.10.1.74, ГОСТ 5888-74 с использованием методов статистической динамики.

116

4.ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ИОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СЕПАРАЦИИ ЗЕРНОВОГО ВОРОХА С РАЗДЕЛЕНИЕМ

НА ФРАКЦИИ, СУШКИ ЗЕРНА И СЕМЯН

ИОСНОВНОЙ ИХ ОЧИСТКИ

4.1. Условия функционирования поточных линий для подготовки семян

иих влияние на показатели качества

Сцелью выявления связей между условиями и показателями работы пунктов послеуборочной обработки семян были проанализированы статистические характеристики влажности, засоренности комбайнового вороха в опытно-производственном хозяйстве «Лобановское» и учхозе «Липовая гора» Пермского района Пермской области. Численные значения характеристик приведены в таблицах 4.1.- 4.6. Из таблиц следует, что среднее значение влажности семян в 1995 году изменялось от 25,7% (ячмень сорта "Вереск") до 46,5% (овес сорта "Кировский"), а засоренность - от 6,0%(ячмень сорта "Дина") до 17,5% (овес сорта "Кировский"), среднее содержание недозрелых зерен варьировало

впределах от 2,0% (ячмень сорта "Вереск")до 14,1% (ячмень сорта "Ролланд"). Среднее значение содержания недозрелых зерен в комбайновом ворохе в период с 1995 по 2000 год составило 20,2%, а максимальное превысило 30%

[72,102].

Для выявления регрессивной связи между характеристиками функционирования пунктов послеуборочной обработки семян и показателями их работы были построены графические зависимости (Рис. 4.1.-4.2).

На рисунке 4.1 показано влияние засоренности комбайнового вороха недозрелыми зернами на его общую влажность. Недозревшие (зеленые) зерна, имеющие более высокое содержание влаги, по сравнению со зрелыми семенами, значительно увеличивают общую влажность обмолоченной хлебной массы.

На рисунке 4.2 показано влияние относительного содержания недозревших зерен основной культуры на всхожесть полученных семян.

Из графиков следует, что семена, кондиционные по всхожести можно получить при среднем содержании недозревших зерен до 4%. При этом их выход находится в пределах 32...45%. Однако такие партии семян за исследуемый период составили лишь 50%. Вторая половина комбайнового вороха имела в своем составе в среднем 4,1...20% недозревших зерен, которые выделяются с низкой эффективностью при существующей технологии предварительной и основной очистки семян.

117

Таблица 4.1 Условия и показатели работы пунктов послеуборочной обработки семян в

ОПХ «Лобановское» Пермской области (1995 г.)

Таблица 4.2 Условия и показатели работы пунктов послеуборочной обработки семян в

ОПХ «Лобановское» Пермской области (1996 г.)

Таблица 4.3 Условия и показатели работы пунктов послеуборочной обработки семян в

ОПХ «Лобановское» Пермской области (1997 г.)

Таблица 4.4 Условия и показатели работы пунктов послеуборочной обработки семян в

ОПХ «Лобановское» Пермской области (1998 г.)