0706_Galkin_TehMashAgregaty_Monogaf_2021-1

Таблица 4.5 Условия и показатели работы пунктов послеуборочной обработки семян в

ОПХ «Лобановское» Пермской области (1999 г.)

Экспериментальные данные показывают, что с увеличением содержания недозревших зерен увеличивается общая влажность комбайнового вороха (Рис.4.1). Содежание в ворохе недозревших зерен оказывает существенное влияние на всхожесть семян (Рис.4.2). Полученные уравнения позволяют оценить влияние относительного содержания недозревших зерен на влажность комбайнового вороха и прогнозировать всхожесть получаемых семян.

Рис.4.1 Влияние засоренности не-

дозревшими зернами основной культуры на влажность комбайнового вороха:

WВ = 0,5068Знз +24,776,

R2 = 0,6515 – пшеница;

WВ = 0,3583Знз +24,579,

R2 = 0,8508 – рожь;

WВ = 1,201Знз +21,016,

R2 = 0.9608 – ячмень;

WВ = 1,800Знз +14,163,

R2 = 0.734 – овес

Для оценки состава и характеристик семян основной культуры до и после сушки проведены исследования в производственных условиях [61] . В качестве исходного материала использовали ворох овса сорта "Кировский", поступающий на зерноток учхоза "Липовая гора" Пермской ГСХА и убранный за час до момента отбора образцов для анализа.

Средние значения влажности и засоренности вороха составили, соответственно, 18% и 7,5%. Относительное содержание недозрелых зерен не превышало 4%. Для определения числовых характеристик зерен произвели три выборки по 500 штук в каждой: недозревшие зерна с влажностью 26%; семена, имеющие влажность до сушки 14%; высушенные недозревшие зерна с влажностью 14%. С использованием прибора, изготовленного на кафедре сельскохозяйственных машин, произвели измерения длины, ширины, толщины семян с точностью до 0,01 мм. На основе полученной информации составили размерные ряды для каждой выборки и построили вариационные кривые (рис. 4.4).

121

а

б

1 – кривые плотности распределения зрелых зерен до сушки; 2 – кривые плотности распределения недозревших зерен после сушки; 3 – кривая плотности распределения недозревших семян до сушки

Рис. 4.4. Кривые плотности вероятности: а-распределения толщины недозревших ( = 30,5%) и зрелых зерен овса сорта «Улов» при средней

влажности комбайнового вороха 21,2% до и после сушки; б- скорости витания высушенных недозревших и зрелых семян

123

Проверка на однородность ряда дисперсий входных процессов p0(t) (табл. 4.8) показала, что выборочные величины не дают основание считать, что их расхождения значимы с доверительной вероятностью 0,95. Так как гипотеза об однородности дисперсий выходных процессов не подтвердилась, можно полагать, что выборки относятся к различным генеральным совокупностям. Это дает основание утверждать, что в данных условиях эксперимента фильтрующие свойства сепаратора, оцениваемые отношением дисперсий, с увеличением подачи сначала возрастают, а затем снижаются. Сущность явления состоит в том, что для определенных конструктивно-технологических параметров и режимов работы сепаратора существует оптимальная толщина слоя зерна на решете, при которой эффективность сепарации достигает максимального значения.

Зависимость содержания мелких частиц в очищенных семенах от подачи (табл. 4.8) аппроксимируется выражением:

Из полученной зависимости следует, что с увеличением дисперсий подачи среднее значение выходного процесса растет. Коэффициенты корреляции процессов относительного содержания мелких фракций на входе и выходе при различных подачах составляют - 0,12...0,34, дисперсионные отношения - 0,20...0,57. Это дает основание сделать вывод о существенной нелинейности связи процессов (степень нелинейности 0,16... 0,47).

По полученным ординатам рассматриваемых случайных процессов были определены числовые характеристики степени выделения мелкой фракции для подсевных решет (табл. 4.9).

Из данных табл. 4.9 следует, что при увеличении расходной характеристики входного зернового потока свыше 1,5 т/ч решетный блок не обеспечивает требуемой полноты выделения мелкой фракции ( доп.=0,8). Принимая с некоторым допущением, что (t) подчиняется по закону нормального распределения по методике [207] определена вероятность сохранения поля допуска на эту оценку. При этом оказалось, что значительное снижение данного показателя наблюдается при подаче 1,8 т/ч (Р=0,63) и выше.

125

4.2. Рациональные параметры цилиндрического решета на второй ступени предварительной очистки

Во втором разделе разработаны математические модели для расчета технологических и энергетических показателей процесса нормализации комбайнового вороха перед основной очисткой (модели первого уровня).

Кроме того, в этом же разделе получены аналитические зависимости между технологическими, конструктивными и кинематическими параметрами цилиндрического решета (модели 2-го уровня), показывающие, что относительное содержание мелких примесей в очищенных семенах и потери их с крупными примесями зависят от диаметра цилиндрического решета, количества рядов отверстий или от длины решета, толщины слоя зернового материала в начальной части решета, угла его наклона и скорости вращения, а также соотношения размеров семян и отверстий.

Однако для использования этих моделей необходимо иметь зависимости, связывающие оценки качества процессов разделения зерновых смесей с настроечными параметрами зерносепарирующих устройств.

Для решения этой задачи проведены экспериментальные исследования с использованием методики многофакторного эксперимента [82,83,216] на цилиндрическом решете, изготовленном на Пермской государственной сельскохозяйственной опытной станции.

Исходным материалом служила партия комбайнового вороха пшеницы сорта "Родина" со средним значением влажности 20%, натурой 0,659 кг/дм3 и средней засоренностью мелкими примесями, проходящими в отверстия продолговатой формы шириной 1,7 мм - 10,7%. Опыты проводили на подаче зернового вороха - 13,4 т/ч.

Вкачестве независимых переменных были выбраны: угловая частота вращения цилиндра и угол его наклона. Верхний и нижний уровни этих факторов выбраны на основе предварительных опытов.

Оценками процесса сепарации служили: степень выделения мелких примесей в проход двух секций решет, относительное количество семян, сходящих

срешета с крупными примесями.

Врезультате проведения эксперимента и обработки опытных данных получены уравнения:

где Е - степень выделения мелких примесей, дол. ед.; П - относительное количество крупных семян, идущих сходом с ре-

шета, %.

126

Уравнения положены в основу определения рациональных линейных скоростей цилиндрической поверхности при угле наклона оси решета к горизонту 2 градуса, обеспечивающие заданную степень выделения мелких сорных примесей при различных относительных количествах крупных семян основной культуры, направляемых на кормовые цели (Таблица 4.10).

Таблица 4.10

Рациональные режимы работы цилиндрического решета

ного диаметра цилиндрического решета, угла его наклона, засоренности комбайнового вороха мелкими сорными и крупными недозревшими зернами основной культуры подачи, частоту вращения решета, обеспечивающую необходимую эффективность выделения мелких сорных примесей и крупных семян основной культуры.

Опыты на зерновом ворохе ячменя со средними значениями влажности

линдрическом решете диаметром 1200 мм, изготовленном ООО «Техноград», при среднем значении подачи 14200 кг/ч на модернизированной поточной линии послеуборочной обработки зерна «Агрокомплекса «Кунгурский» Кунгурского района Пермского края [280].

Проведено 4 серии опытов при частотах вращения 18; 20; 22; 25 1/мин., которые изменяли частотным регулятором.

В качестве оценок эффективности работы решета приняты: степень отделения мелких примесей – Ем и потери зерна в отходы с крупными примесями - П.

С использованием решетного классификатора получены дифференциальная и интегральная функции распределения влажного зернового вороха ячменя по толщине семян, поступающих на предварительную очистку.

Степень выделения мелких примесей – Е вычисляли после обработки 9 навесок массой 200 г., очищенных семян на решете с продолговатыми отверстиями шириной 1,5 мм на решетном классификаторе (для каждой частоты вращения решета).

Потери зерна - П с крупными примесями определяли после разборки 9- ти навесок сходовых фракций решета, взятых за 30 секунд работы машины на каждой частоте вращения цилиндра.

127

По средним значениям степени выделения мелких примесей - Е и потерь семян в отходы получены графические зависимости (Рис.4.4).

Из опытов следует, что при работе цилиндрического решета на первой ступени предварительной очистки зернового вороха ячменя со средним значением влажности 22,3%, среднее значение частоты его вращения составляет 20 1/мин. На этом режиме работы степень выделения мелких примесей превышает 60%, а потери семян с крупными примесями не превышают допустимого зна-

чения- 0,05%.

При послеуборочной обработке зерна семенного назначения целесообразно на предварительной очистке отделять семена основной культуры с низкой лабораторной всхожестью.

С целью обоснования выбора размеров отверстий сортировальных решет для отделения фуражной фракции определена лабораторная всхожесть 5 фракций семян ячменя, полученных при разделении на решетном классификаторе, влажностью 22,3% после сушки и хранения в течение 5 месяцев.

При использовании цилиндрического решета на второй ступени предварительной очистки, с выделением фуражной фракции с заданной степенью ее отделения перед сушкой, с применением интегральной функции распределения семян по толщине, построена номограмма (Рис.4.6).

Рис.4.5. Влияние ча-

стоты вращения цилиндрического решета на степень

выделения мелких сорных примесей и потери семян в отходы

Она позволяет определить размер отверстий сортировальных решет, устанавливаемых в машину, в зависимости от количества зерна, направляемого на фуражные цели, с учетом степени отделения этой фракции.

При отсутствии решета, обеспечивающего отделение заданного количества фуражной фракции, возможно решение и обратной задачи. Для имеющегося решета с конкретными размерами отверстий, в зависимости от полноты разделения, определяют фактическое количество зерна, которое будет направлено на фуражные цели.

128

Рис. 4.6. Номограмма для определения размеров отверстий

сортировальных решет машины предварительной очистки для отделения фуражной фракции с заданной полнотой разделения

Из рисунка 4.6 следует, что при обработке семян ячменя в условиях исследований, при установке сортировальных решет с отверстиями 2,2 мм прямоугольной формы, при полноте разделения 0,7, количество фуражной фракции составит 4 … 5%, а при увеличении размера отверстий до 2,4 мм на кормовые цели выделится не более 7% зерна. При этом лабораторная всхожесть семенной фракции составит не менее 92%.

4.3.Экспериментальное определение параметров

ирежимов процессов сепарации зерновой смеси кондиционной влажности

ввиброожиженном и вибропневмоожиженном слоях

4.3.1.Рациональные параметры процесса расслоения

ирешетного разделения зерновой смеси на фракции с разными видами примесей

Опыты по определению рациональной частоты колебаний фракционного решета проводили на лабораторной установке технического университета (г. Дрезден, ГДР) 1. Конструкция ее позволяла изменять угол наклона плоского решета от 0° до 20°, угол направленности колебаний – 0°±15°, частоту колебаний – от 200 до 700 мин-1. В качестве семян основной культуры использовали пшеницу кондиционной влажности с объемным весом 780 кг/м3, а в качестве

1 Научный руководитель - 'профессор Н. Rеggе.

129