Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИССЕРТАЦИЯ, СЕЛЬСКОЕ И РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Совершенствование процесса сепарации зерна на плоских решетах, совершающих поперечные колебания

irina_krut2020 3300 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 110 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 12.03.2020
Цель исследования: Совершенствование (интенсификация) процесса сепарации зерна на плоских решетах, совершающих поперечные колебания. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Предложить физическую модель процесса сепарирования и рассчитать кинематику движения зерна по решету, совершающего поперечные колебания. 2. Обосновать рациональные параметры и режимы работы плоского решета с прямоугольными отверстиями, совершающего поперечные колебания. 3. Дать предложение производству по практическому применению плоских решет с прямоугольными отверстиями, совершающих поперечные колебания и оценить экономическую эффективность результатов исследования. Объект исследования - процесс сепарации зерна на плоских решетах с продолговатыми отверстиями, совершающих поперечные колебания. Предмет исследования - закономерности процесса сепарации зерна на плоских решетах с продолговатыми отверстиями, совершающих поперечные колебания. Рабочая гипотеза – применение плоских решет с продолговатыми отверстиями, совершающих поперечные колебания, позволяет равномерно распределить зерновой материал на поверхности решета, что увеличивает вероятность попадания частицы в ячейку, в результате чего качество разделения зернового материала (очистки) возможно существенно улучшится. Методология и методы исследования В теоретических исследованиях применены положения классической механики, математического моделирования, численные методы математического анализа, вычислительные эксперименты. Экспериментальные исследования выполнены с применением методов планирования эксперимента, математической статистики обработки полученных результатов.Положения, выносимые на защиту: - закономерности количественных и качественных показателей сепарации зерна на плоских решетах с продолговатыми отверстиями, совершающих поперечные колебания. - рациональные конструктивные параметры плоских решет с прямоугольными отверстиями, расположенными под углом к продольной оси, совершающих поперечные колебания. Научная новизна: 1.Теоретическими и экспериментальными исследованиями обоснованы возможность и целесообразность использования поперечных колебаний для повышения эффективности работы зерноочистительных решет. Представлены физическая модель процесса сепарирования и расчет кинематики движения зерна по решету, совершающего поперечные колебания. Рассмотрена модель для определения сепарирования зерна и приведены вероятностные методы исследования процесса сепарирования зернового материала. Обоснованы конструктивно-режимные параметры работы плоского сортировального решета с продолговатыми отверстиями, совершающего поперечные колебания. Достоверность результатов проведенных исследований обеспечивалась применением современных методов сбора и обработки информации, современных программных средств. Достоверность подтверждена сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и производственных условиях, соответствием полученных результатов с результатами, представленными в независимых источниках. Реализация результатов исследования. Результаты исследования внедрены на элеваторе ООО «Хлебная база 35», г. Омска; используется в учебном процессе ФГБОУ ВО Омский государственный университет имени П.А. Столыпина. Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследований докладывались: ¬- на научно ¬ практических конференциях ФГБОУ ВО Омский ГАУ (2014, 2015, 2017, 2018,2019 г.г.); ¬ -на региональной научно ¬ практической конференции посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина – Омск 2013; ¬ -на региональной научно ¬ практической конференции «Научное и техническое обеспечение АПК, состояние и перспективы развития» апрель 2016,2018,2019г.г. ¬-на региональной научно-практической конференции, посвященной 65-летию ФТС в АПК (2016 г.). Публикации. По теме кандидатской диссертации опубликовано пять печатных работ, включая статью в журнале, входящем в международную базу цитирования Scopus, 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание кандидатской диссертации включает 110 страниц основного текста. Работа включает 27 рисунков, 5 таблиц и списка литературы из 84 источников.
Введение

Актуальность темы. Послеуборочная обработка зерна является заключительной стадией и наиболее ответственной и энергоемкой операцией при его производстве. В наcтоящее время в cельском хозяйстве одной из основных является проблема очистки зерна, убранного комбайнами, которые в cвою очередь, на протяжении последних лет, заметно добавили в мощности и производительности. Машины, агрегаты и комплекcы зерноочистки, находящиеся на вооружении хозяйств с 70-80-х годов, изношены, да и эффективность переработки зерна уступает объемам зернового вороха поступающим с полей, что зачастую не удовлетворяет потребности сельских товаропроизводителей. Однако, как отмечено А.В. Авдеевым, технический уровень выпускаемых машин заметно снизился по сравнению с достигнутым ранее [3]. Зарубежная зерноочиcтительная техника различных марок, достаточно хорошо зарекомендовала себя у сельских товаропроизводителей, но при этом не каждая организация может позволить себе их приобретение, так как цена на импортные машины и прочие расходы, связанные с их приобретением, в нынешних экономических условиях оказывается не в пользу покупки техники зарубежных фирм. В связи с увеличивающейся засоренностью полей, занятых зерновыми культурами, резко возросли нагрузки на зерноочистительные машины. Для доведения зерна до посевных кондиций ворох пропускают через зерноочистительную технику по нескольку раз. Это ведет к увеличению себестоимости конечного продукта и снижению производительности. Убранный с поля урожай должен подвергаться немедленной очистке, для выделения из вороха мелких семян сорных растений, легкой примеси в виде половы и мякины, а так же разделения очищенного материала на различные фракции. [2] На послеуборочную обработку и хранение зерна приходятся большие затраты, связанные с его производством. Наиболее проблемные ситуации наблюдаются в семеноводческой отрасли, обеспеченность хозяйств техникой вторичной очистки составляет около 12% от требуемой [4]. Для уменьшения этих проблем требуется совершенствовать технологии и технические средства, повышать их эффективность. Широкое использование перспективных современных зерноочистительных машин позволит снизить затраты на обработку зерна [9]. Одним из наиболее многочисленных сепарирующих элементов для вторичной очистки зерна, являются пробивные решеты. Из них наиболее применяемыми считаются полотна с прямоугольными отверстиями, которые разделяют семена по толщине. Эти решеты обладают гораздо более большими величинами удельной производительности, чем решеты с круглыми отверстиями. Представленная диссертационная работа посвящена исследованию процессу сепарации зерна на плоских решетах, совершающих поперечные колебания.
Содержание

Введение……………………………………………………………………….4 Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований…………………….…...9 1.1. Пути интенсификации технологического процесса сепарации зерна на зерноочистительных машинах……………………………………………...…9 1.1.1Классификация решет и отверстий решет зерноочистительных машин…………………………………………………………………………..9 1.2. Исследования параметров относительного движения зерна по решету………………………………………………………………………...18 1.3. Обзор исследований влияния конструкции решета на процесс сепарации………………………………………………...……………………22 1.4.Возможные варианты интенсификации процесса сепарации зерна…………………………………………………………………………..25 1.5. Выводы и задачи исследования…………………………………………27 Глава 2. Теоретические исследования процесса сепарации зерна на плоских решетах, совершающих поперечные колебания ................……….…….….28 2.1. Методы теоретического исследования процесса сепарации на решетах зерноочистительных машин………………………………………………….28 2.2. Теоретическое исследование процесса сепарирования зерна на решете, совершающем поперечные колебания………………………………………36 2.2.1 Физическая модель процеccа…………………………………………..36 2.3 Кинематика решета……………………………………………………….38 2.4 Кинематика движения сепарируемого зерна по решету………...…….41 2.5. Сепарирование зерна, движущегося по решету, cовершающему поперечные колебания………………..………………………………………44 2.6. Выводы по второй главе…………………………………………………56 Глава 3. Методика экспериментальных исследований………………..……57 3.1. Соcтав и подготовка исходной cмеси……………………………….…..57 3.2 Описание экcпериментальной уcтановки……………………...………..59 3.3 Методика определения качеcтвенных и количеcтвенных показателей работы решета………………………………...…………….…………………62 3.3.1 Методика определения полноты разделения………………………….62 3.3.2 Методика определения производительности решета……………..….64 3.4 Частные методики экспериментальных исcледований………….......…65 3.4.1.Методика нахождения коэффициентов «А» и «В»……………..……65 3.5 Методика обработки экcпериментальных данных….…………….……68 3.6 Методика проведения планируемого многофакторного экcперимента…………………………………………….……………………713.7 Выводы по третьей главе ……………..………….…………….………...78 Глава4. Результаты экспериментальных исследований……….…………...79 4.1. Результаты отсеивающего эксперимента……….………….…..……….79 4.2 Результаты классического эксперимента………………….……..….…..81 4.3. Результаты планируемого эксперимента………………….……...…….90 4.4 Выводы по главе ………………………………………….………..…….95
Список литературы

1. ГОСТ 214-83 Полотна решетные. Технические условия. – Введ. С 01.01.85 до 01.01.90. – М, 1984. – 17 с. 2. Авдеев А.В. Перспективы механизации послеуборочной обработки зерна // Тракторы и с.-х. машины. – 2002. - №5. - С. 18-22. 3. Авдеев Н.Е. Гравитационный сепаратор с конической просеивающей поверхностью / Н.Е. Авдеев, Ю.В. Чернухин // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 2000. - №7. - С. 30-31. 4. Анискин В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и подготовки семян / В.И. Анискин, В.П. Елизаров, А.Н. Зюлин // Техника в сел. хоз-ве. – 1999. - №6. – С 43-46. 5. Ахламов Ю.А. Фрикционный сепаратор для очистки семян бобовых трав // Техника в сел. хоз-ве. - 1996. - №1. - С.27-29. 6. Барилл А.Б. Влияние направленности колебаний плоского решета на полноту выделения мелкой фракции./ А.Б. Барилл, Н.И. Шабанов // Науч. тр. / Ленингр. с. х. ин-т. – 1976. - Т 309. - С. 50-52. 7. Берг Б.А. Движение материальной точки по колеблющейся наклонной плоскости с трением // Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин. – М; Л., 1935. – Т. 1 - С. 504-530. 8. Блехман И.И. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе – М., 1964. – 410 с. 9. Быков В.С. Обоснование конструктивных параметров плоскорешетных зерноочистительных машин // Техника в сел. хоз-ве. – 1996. - №9. - С. 31-32. 10. Быков В.С. Определение скорости виброперемещения сыпучего материала // Техника в сел. хоз-ве. – 2000. - №2. - С. 21-23. 11. Гладков Н.Г. Зерноочистительные машины. – М., 1961. – 368 с. 12. Гончаревич И.Ф. Вибрационная техника в пищевой промышленности / И.Ф. Гончаревич, Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник. – М., 1977. – 278 с. 13. Горячкин В.П. Собрание сочинений в семи томах. Т. 2. – М.; Л, 1937. – 258 с. 14. Головин А.Ю. Обоснование конструктивно-режимных параметров плоского подсевного решета, совершающего круговые движения. Дис…канд. техн. наук. Барнаул, 2018. –117 с. 15. Григорьев С.М. Сельскохозяйственные машины и орудия / С.М. Григорьев, А.Б. Лурье, С.В. Мельников М.; Л., 1957. – 384 с. 16. Долговых О.Г. Разделение семенных смесей по влажности отдельных зерен / О.Г. Долговых, А.М. Ниязов // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1996. - №5. - С. 14-15. 17. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М., 1973. –336 с. 18. Дринча В.М. Двухканальный пневмоинерционный ворохоочиститель / В.М. Дринча, С.С. Ямпилов // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1998. - №10-11. - С. 7-10. 19. Дринча В.М. Делители псевдоожиженного слоя для вибропневмосепараторов / В.М. Дринча, Л.М. Суконкин // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1997. - №5. – С. 26-28. 20. Дринча В.М. Исследование вибропневмосепараторов с плоскими цилиндрическими деками // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 2001. - №5. – С. 6-10. 21. Дринча В.М. Рациональные параметры деки пневматических сортировальных столов / В.М. Дринча, С.А. Павлов, С.В. Ратенков, В.С. Стягов // Тракторы и с.-х. машины. – 2002. - №2. – С. 25-28. 22. Дринча В.М. Физические основы расслоения семян в вибропсевдоожиженном слое / В.М. Дринча, В.С. Стягов // Тракторы и с.-х. машины. – 2001. – №7. – С. 20-22. 23. Добрынин В.А. Экономика сельского хозяйства./ В.А. Добрынин, А.В. Беляев и др.; .- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 2002.-476с 24. Евдокимов Ю.А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю.А. Евдокимов, В.И. Колесников, А.И. Тетерин. – М., 1980. – 228 с. 25. Евтягин В.Ф. Граничные режимы бигармонических колебаний плоского решета. / В.Ф. Евтягин, А.В. Черняков // Естественные науки и экология: Межвуз. сб. науч. тр. - Омск, 2000. - Вып. 5. - С. 17-20. 26. Евтягин В.Ф. Исследование параметров движения решетных станов с целью повышения эффективности работы. Дис…канд. техн. наук. Омск, 1982. – 175 с. 27. Евтягин В.Ф. Связь экспериментальных и теоретических показателей работы решета // Сб. науч. тр. / Ом. с.-х. ин-т. – Омск, 1992. – С. 45-48. 28. Емельянов П.А. Усовершенствованное решето вибрационной зерноочистительной машины // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1999. - №7. - С. 10-11. 29. Ессеев Е.А. О влиянии на процесс тонкой пневмосепарации детерминированных силовых факторов / Е.А. Ессеев, В.Л. Злочевский // Сиб. вестн. с.-х. науки. – 2001. - №1-2. – С. 98-100. 30. Жиганков Б.В. Кинематика ступенчатого сита для разделения частиц по длине // Тр. / ВНИИ зерна и продуктов его перераб. – М., 1977. - Вып. 86. - С. 34-42. 31. Завьялов А.П. О возможностях выделения коротких примесей на центробежно-решетных сепараторах / А.П. Завьялов, А.К. Туров // Очистка и сортирование семян сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. / Сиб. ин-т. механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Новосибирск, 1991. - С. 61-65. 32. Загайко М.Г. Эффективность работы решетного классификатора // Сб. науч. тр. / Моск. ин-т инженеров с.-х. пр-ва. – М., 1974. – Т. 11, вып 1, ч. 2. - С. 153-158. 33. Заика П.М. Вибрационная семяочистительная машина / П.М. Заика, Н.В. Бакум, С.С. Романец // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 1999. - №6. – С. 9-10. 34. Заика П.М. К методике определения коэффициентов статистической теории сепарирования / П.М. Заика, Д.И. Мазоренко, В.Я. Ильин, П.А. Миронов // Сб. науч. тр. / Моск. ин-т инженеров с.-х. пр-ва. – М., 1973. – Т. 10, вып 1, ч. 2. - С. 89-94. 35. Зильбернагель А.В., Сабиев У.К. Теоретическое исследование влияния траектории движения частицы на вероятность взаимодействия ее с кромками продолговатого отверстия решета / Вестн. Алтайского ГАУ. – Барнаул, 2011. –-№ 9(83) – с. 78-81. 36. Зильбернагель А.В. Математическая модель процесса взаимодействия частицы с кромкой наклонного прямоугольного отверстия решета / А.В. Зильбернагель, В.Ф. Евтягин // Совершенствование технологических процессов зональных сельхозмашин и оборудования. – Омск, 2004. – С. 113-117. 37. Зюзьков Б.И. Подготовка вороха для испытания зерноочистительных машин // Науч. тр. / Ом. с.-х. ин-т. – Омск, 1972. – Т. 94. – С. 20 – 24. 38. Зюлин А.Н. Теоретические проблемы развития технологий сепарирования зерна. – М., - 1992 – 207 с. 39. Иванов В.Г. Сепаратор для разделения семян по массе / В.Г. Иванов, А.И. Тлишев // Сахарная свекла. – 1997. - №2. – С. 16-17. 40. Иванов Н.М. Определение факторов, существенно влияющих на процесс сепарации струнными коническими решетами // Совершенствование технологий и технических средств послеуборочной обработки зерна: Сб. науч. тр. / Сиб. ин-т. механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Новосибирск, 1990. - С. 53-54. 41. Иванов Н.М. Сепарация зернового материала на струнном коническом решете // Очистка и сортирование семян сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. / Сиб. ин-т. механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Новосибирск, 1991. - С. 70-74. 42. Кармазин В.Д. Техника и применение вибрирующего слоя. - Киев, 1977. – 174 с. 43. Кацева Р.З. Распределение зернового материала по ширине сепарирующих органов // Тр. / Челяб. ин-т механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Челябинск, 1973. - Вып. 62. - С. 192-201. 44. Климок А.И. Взаимодействие проходовых частиц с продольными перемычками прямоугольных отверстий решета. // Очистка и сортирование семян сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. / Сиб. ин-т. механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Новосибирск, 1991. - С. 65- 45. Климок А.И. Разделение зернового материала на делительном решете / А.И. Климок, Н.И. Стрикунов // Совершенствование технологий и технических средств послеуборочной обработки зерна: Сб. науч. тр. / Сиб. ин-т. механизации и электрификации сел. хоз-ва. – Новосибирск, 1990. - С. 49-53. 46. Кожуховский И.Е. Научные основы и методы расчета и проектирования зерноочистительных машин. Автореф. дис. …докт. техн. наук. - М., 1970. - 37 с. 47. Козлов А.М. Особенности движения зерна на решетах с продолговатыми отверстиями и возможности повышения эффективности работы этих решет / Зап. // Ленингр. с.-х. ин-т. – Л., 1962. – Т. 88. - С. 104-109. 48. Корн Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. - М., 1974. - 831 с. 49. Косилов Н.И. Обоснование способа и устройства для регулирования воздушного потока в камере пневмоинерционных сеператоров / Н.И. Косилов, В.В. Пивень, А.В. Миронов // Техника в сел. хоз-ве. – 1995. - №1. - С.23-25. 50. Косилов Н.И. Технологические возможности модернизации и создания перспективных поточных линий для послеуборочной обработки зерна / Н.И. Косилов, В.В. Пивень // Вестн. Челяб. гос. аграр. ун-та.- 2000. – Т. 31. - С. 28-31. 51. Кузьмин М.В. Разработка математической модели сепарации как случайного процесса при структурно-логическом подходе // Сб. науч. тр./ Всесоюз. с.-х. ин-т заочн. обучения. - М., 1974. - Вып. 83. - С. 53-59. 52. Лапшин Н.П. Обоснование режимов сепарации зерна на пакете решет с круговыми колебаниями в горизонтальной плоскости: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - Челябинск, 2000. – 17 с. 53. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. – М; Л., 1955. – 764 с. 54. Листопад Г.Е. Вибросепарация зерновых смесей. - Волгоград, 1963. - 117 с. 55. Лурье А.Б. О модели процесса сепарирования зерновых смесей и других сыпучих материалов на плоских решетах / А.Б. Лурье, С.А. Яновский // Зап. / Ленингр. с.-х. ин-т. – Л., 1974. – Т. 231. - С. 5-14. 56. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. - М., 1980. – 168 с. 57. Минаев В.Н. Влияние параметров плоских профилированных решет на отделение мелких примесей / В.Н. Минаев, Х. Регге // Техника в сел. хоз-ве. – 1990. - №6 1990. С. 54-55. 58. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / Налимов В.В., Чернова Н.А.– М., 1965. – 340 с. 59. Мачихина Л.И. К созданию нового сепаратора для очистки риса-зерна на рисозаводах / Л.И. Мачихина, Г.Ф. Сафронов // Сб. науч. тр. / ВНИИ зерна и продуктов его перераб. – М., 1979. - Вып. 91. - С. 107-118. 60. Новик Ф.С.Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов/Ф.С.Новик,Я.Б.Арсов.-М.:София. –1980.-304 с 61. Непомнящий Е.А. Кинетика сепарирования зерновых смесей. – М., 1982. – 175 с. 62. Огрызков Е.П. Основы научных исследований с обработкой результатов на ЭВМ / Е.П. Огрызков, В.Е. Огрызков / Ом. гос. аграр. ун-т. - Омск, 1996. – 124 с. 63. Папин Б.Д. Взаимосвязь характеристик сепарирования при разных концентрациях зернового вороха // Техника в сел. хоз-ве. – 1993. - №1. - С. 10-12. 64. Пат. 2002129413 RU МПК7 В 07 В 1/46. Решетный стан /В.Ф. Евтягин, А.В. Зильбернагель (RU).– № 33039; Заяв. 4.11.02г; Опубл. 10.10.2003, Бюл. № 28. 65. Пат. № 117838 Российская Федерация, МПК A U1 РФ МКИ3 (2012.01). Решетный стан / Сабиев У.К., Головин А.Ю..; заяви¬тель и патентообладатель ФГОУ ВПО ОмГАУ. – № 2012104971; заявл. 13.02.2012. 66. Решетный стан: Информ. листок № 55-031-2012 / Ом.ЦНТИ; сост.: Сабиев У.К., Головин А.Ю. – Омск, 2012. – 4с. 67. Сабиев У.К., Скусанов И.В., Хасеинов М.Ж. К вопросу интенсификации процесса сепарации зерна Сб. науч. тр., посвящ.65-летию ФТС в АПК / ФГБОУ ВО Омский ГАУ – Омск, 2016. - С. 49-53. 68. Сабиев У.К., Чушкин И.В. Экспериментальное исследование работы плоского решета, совершающего поперечные колебания//Сб.науч.тр./ Агроинженерная наука- итоги и перспективы : Ч.1: Материалы междунар. Науч-практ. конференции (Новосибирск, 18-19 ноября 2004 г.) / Новосиб.гос.аграр.унив-т. Инж. ин-т.- Новосибирск, 2004 г.- с.111-114. 69. Сабиев У.К. Результаты экспериментальных исследований факторов, влияющих на работу плоского решета, совершающего поперечные колебания / У.К. Сабиев, А.Ю. Головин, И.В. Скусанов // Научное и техническое обеспечение АПК, состояние и перспективы развития: сборник материалов науч.-прак. конф. – Омск, 2017. – С. 112-117. 70. Experimental registrations of plain sieve operation, making transverse fluctuations / U.K. Sabiev, E.V. Demchuk, A.Yu. Golovin, I.V. Skysanov. В сборнике: IOPscience, the home of scientific content from IOP Publishing and our partners 2018. 71.Сабиев У.К. Экспериментальные показатели работы плоского решета, совершающего поперечные колебания/ У.К.Сабиев, Е.В.Демчук, А.Ю.Головин, И.В.Скусанов //Проблемы машиноведения: материалы II Междунар.науч-техн.конф.(Россия.Омск,27-28 февраля 2018) Минобрнауки России, ОмГТУ [ и др.]; [ науч.ред. П.Д.Балакин]-Омск: Изд-во ОмГТУ,2018. С.108-113 72.Сабиев У.К.Вероятностный подход к процессу разделения зерновых материалов/У.К.Сабиев,А.Ю.Головин,П.В.Чупин,А.С.Союнов,Р.Х.Абдыльманова// В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 8. Сер. "VIII International Scientific Practical Conference "Innovative Technologies in Engineering"" 2019+. С. 012020. 73.Сабиев У.К., Скусанов И.В.Сепарация зерна на плоском решете, совершающем поперечные колебания/Вестник ОмГАУ,№ 1(33),2019г. -с.141-147 74.Скусанов И.В. Пути интенсификации процесса сепарации зерна// Роль научно-исследовательской работы обучающихся в развитии АПК: сборник материалов Международной научно-практической конференции обучающихся, посвященной 90 - летию со дня рождения Е.П. Огрызкова [Электронный ресурс]/ И.В. Скусанов.– Электрон. дан. – Омск: Изд-во ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2019. – 1 электрон. опт. диск. (CD-R). с.274-277. 75. Соловьев В.М. Исследование режимов работы решет на очистке и сортировании семян овощных культур / В.М. Соловьев, Г.Н. Павлихин. // Докл. / Моск. ин-т. инженеров с.-х. пр-ва. – М., 1971. – Т. 8, вып. 1. - С. 121-129. 76.Терентьев Ю.В. Исследование технологии разделения по толщине: Автореф. дис…. канд. техн. наук. – Челябинск, 1968. – 17 с. 77. Терсков Г.Д. Расчет зерноуборочных машин. – М.; Свердловск, 1961. - 215 с. 78.Торопов В.Р. Исследование технологического процесса планетарного решетного сепаратора зерна с целью определения его параметров и режимов работы. Автореф. дис. …канд.техн.наук. – Омск, 1974 –23 с. 79.Халанский В.М. Математическое моделирование движения частиц зернового вороха в пневмоцентробежном сепараторе и обоснование его базовых параметров / В.М. Халанский, М.А. Иванов, В. Лыонг // Изв. Темирязев. с.-х. акад. – 1997. - №4. – С. 179-188. 80.Цециновский В.М. Обобщенное уравнение кинетики сепарирования // Сообщ. и реф. / ВНИИ зерна и продуктов его перераб. – М., 1962. - Вып. 2. - С. 3-5 81.Черняков А.В. Интенсификация технологического процесса сепарации зерна на решетах, совершающих бигармонические колебания: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - Новосибирск, 2002. – 16 с. 82.Шмигель В.В. Сортирование заряженных сплюснутых разновытянутых эллипсоидальных частиц в однородном электростатическом поле // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 2002. - №4. - С. 15-17. 83.Choszcz D. The determination of optimum parameters of various kinds of the sieve basket motion of winnowing machine on the cleaning process of mustard seeds / D. Choszcz, S. Konopka, K. Wierzbicki // Rocz. AR Poznaniu. Rol. – 1996. - № 49. – P. 13-22. 84. Wang Guo-Xin Luoyang gongxueyuan xuebao / Wang Guo-Xin, Shi Qing-Xiang, Ni Chang-An, Liu Shi-Duo, Ji Jiang-Tao // J. Luoyang Inst. Technol. - 2000. – V. 21. - №1. - P. 7-10.
Отрывок из работы

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1. Пути интенсификации технологического процесса сепарации зерна на зерноочистительных машинах Очистка зерна – это сложный процесс, для интенсификации которого необходимо решить техническое противоречие, добиться необходимой производительности при максимальной эффективности, и в тоже время минимизировать потери зерна в отходы. Современное представление послеуборочной обработки зерна рассматривает процесс сепарации одновременно с детерминированным подходом, в области движения зерновой смеси, и стохастическим подходом, в области просеивания проходовой фракции. [2] Детерминированный подход к процессу движения зерновой смеси рассмотрен в работах Горячкина В.П. [13], Гончаревич И.Ф. [12], Дринча В.М. [18,19], Зильбернагеля А.В. [35,36], Кожуховского И.Е. [46], Летошнева М.Н. [53] и других исследователей. Процессу сепарации зерновой смеси, как стохастическому процессу, посвящены работы Летошнева М.Н.[53], Непомнящего Е.А.[61]. 1.1.1 Классификация решет и отверстий решет зерноочистительных машин Основная классификация типов решет по назначению представлена на рисунке 1.1. Делительные решета предназначены для разделения зерновой смеси на две части (к примеру, для разделения смеси на два решетных стана или работающие как обогатители). Фракционные решета предназначены для разделения исходного материала на две фракции, отличающиеся, как правило, по размерам. Проходовые решета имеют наиболее крупные отверстия в размерном ряду решет, пропускающими через себя основную часть зерна. Они предназначены для выделения из зернового вороха крупных и соломистых примесей. Сходовые решета могут использоваться как сортировальные, или как подсевные для очистки зерна от мелких примесей. Рисунок 1.1 – Классификация решет по назначению Наиболее важным в процессе сепарации является просеивание зерна через отверстия. На рисунке 1.2 приведена классификация отверстий решет зерноочистительных машин. По геометрии отверстия можно разделить: круглые – для разделения зернового материала по ширине; прямоугольные – для разделения по толщине [6]; овальные – для увеличения эффективности сепарации по ширине [9], в сравнении с круглыми. Щелевые решета (струнные) используются в плоскорешетных [11,16], цилиндрических [22] и конических сепараторах [40,41]. В данном случае, щель получается увеличивающейся к большему основанию конуса. Треугольные, круглые лункообразные, квадратные используются для сепарации отдельных культур с специфическим строением семени – гречихи, свеклы, сои и т.д. Рисунок 1.2- Классификация отверстий решет зерноочистительных машин Чешуйчатые и рельефные решета используются в машинах для обработки семян кукурузы [33]. Решета с гексагональными отверстиями, плоской и рельефной формы - это новый вид сепарирующей поверхности, пришедшей на смену решет с круглыми отверстиями. Преимущества заключаются в следующем: увеличенная просевающая способность, благодаря дополнительным граням; большее живое сечение из-за уменьшения толщины перемычек; снижение забиваемости, так как площадь отдельно взятого отверстия больше по сравнению с круглым отверстием [27]. В плоскости решета отверстия круглой и гексагональной формы могут располагаться в виде треугольника, шестигранника и по квадрату. По профилю поверхности они подразделяются на плоские (обычные пробивные решета) [42], выпуклые и вогнутые [39], а также рельефной формы для интенсификации процесса очистки семян [48,78]. По размерам – отверстия постоянного размера, регулируемого (цилиндрическое спиральное решето Пинея с изменяющимся расстоянием между навивками) и переменными размерами отверстий [42], где изменение размера отверстий обеспечивается смещением подвижного решета относительно неподвижного, установленного вплотную к первому. Расположение отверстий на решете имеет не менее важное значение для процесса сепарирования. В плоских решетах, кроме размещения отверстий вдоль поверхности встречается расположение рядами со смещением и под углом к образующей решета [21]. Все решета характеризуются общим показателем – коэффициентом живого сечения, который находится как отношение площади отверстий ко всей площади решета, на котором они располагаются. Широкое распространение получили плоские пробивные решета, главным недостатком которых является малое живое сечение из-за наличия широких перемычек. Плетеные решета (тканевые сита) используются в основном в крупяной и мукомольной промышленности, где требуются мелкие отверстия и не нужна их очистка. Проволочные сварные решета имеют площадь живого сечения на 50 – 55% больше, чем пробивные решета с продолговатыми отверстиями [52,58,61]. Они широко применяются в конструкциях скельператоров, так как просты в изготовлении и имеют продолжительный срок службы. Отличие струнных решет от проволочно-сварных в отсутствии перемычек и способность струн образовывать длинную щель любой ширины с возможностью её постепенного увеличения [78,81]. Пространственные решета образуют длинные щели между ребрами различной формы. Профиль ребер может быть: треугольный [78], прямоугольный, овальный. Решёта могут образовываться пластинами имеющих в верхней части круглые выступы и т. д. Такой тип решет хорошо расслаивает материал и направляет его вдоль щели, где происходит просеивание частиц. В.И. Анискин и др. [4] отмечают, что одними из лучших разработок были признаны: - каскадный решетный сепаратор с крупными проходовыми отверстиями, разделяющий зерновую смесь по обобщенному признаку [4]; - компьютерный сортировщик, использующий принципы распознания образцов контролируемых частиц и обеспечивающий высокоточный отбор биологически наиболее ценного материала [62]; - высокоскоростной гравитационный сепаратор, обеспечивающий интенсивное разделение по размерным признакам в условиях самотечного движения обрабатываемого материала [79]. При анализе современных исследований в области зерноочистки выяснено, что они совершаются, как правило, по следующим направлениям: - поиск, обоснование и создание конструкции нового, простого, надежного и экономичного сепаратора; - поиск новых высокоэффективных методов очистки зерна от трудноотделимых примесей на основе не применявшихся ранее признаков разделения или разделяющих ворох по комплексу физико-механических свойств. [1] Продолжаются также исследования, направленные на улучшение технологии очистки зерна. Н.И. Косиловым и Н.В. Коваленко разработана технология очистки семян пшеницы от овсюга на базе линии ЗАВ-40, позволяющая получить кондиционные семена за один пропуск [50,51]. При этом, для обеспечения схода длинных частиц овсюга применены решета с ориентирующими поверхностями, совершающие возвратно-поступательное движение совместно с решетом. Такая модернизация позволит более качественно очищать зерновой материал. Все исследования, посвященные улучшению качественных и количественных показателей работы плоских качающихся решет можно обобщить в схеме-классификации (рис 1.3). Рисунок. 1.3 Пути улучшения технологического процесса очистки семян на плоских качающихся решетах Вопросы повышения эффективности сепарации зерна на плоских решетах в результате варьирования целого комплекса кинематических параметров для решет, совершающих гармонические колебания, рассматривали В.М. Соловьев[75], А.М. Козлов [47], В.Н. Минаев и Х. Регге [57] и другие. В.М. Соловьев и Г.Н. Павлихин установили, что полнота разделения в зависимости от частоты колебаний решетного стана при оптимальных подачах и углах наклона решета для семенного материала моркови и петрушки на решетах с продолговатыми и круглыми отверстиями может быть представлена эмпирической формулой [75]: , (1.1) где a и b – опытные коэффициенты; n – частота колебаний решетного стана; е – основание натурального логарифма. Авторы не учитывают влияния амплитуды колебаний на полноту разделения, либо учитывают в неявном виде, что не ясно из формулы (1.1), а также неизвестно, от каких параметров зависят коэффициенты a и b. Изучением влияния направленности колебаний решет на качество очистки занимались И.Е. Кожуховский [46], В. Ф. Евтягин [25,26,27], А.Б. Барилл и Н.И. Шабанов [6] и другие. И.Е. Кожуховский отмечает, что производительность решета зависит от угла направленности колебаний ?, причем у решет с продолговатыми отверстиями она с увеличением ? уменьшается, у решет с круглыми отверстиями – увеличивается [46]. А.Б. Барилл и Н.И. Шабанов сообщают, что для решета с отверстиями 2,2?25 мм при введении отрицательного угла направленности колебаний ?=-10, амплитуде и частоте колебаний соответственно равных r=14,9 мм и n=400…410 мин-1 производительность зерноочистительной машины может быть повышена на 15…18% [6]. Как видно из приведенного обзора, выводы авторов, изучающих одни и те же вопросы, зачастую бывают противоречивыми. Это, вероятнее всего, зависит от специфики исследований ученых, рабочих гипотез, методик исследования и других факторов. Они, как правило, отличаются исследованиями по различным геометрическим размерам (толщина, ширина), культурам (пшеница, мелкосемянные культуры и т. д.), установочным параметрам решета (углы наклона решета и направленности колебаний). Известны исследования зарубежных ученых. Проведены экспериментальные исследования по определению оптимальных сочетаний частотных характеристик вертикальной и горизонтальной вибраций сит из условия наилучшей очистки и минимального повреждения зерен при очистке семян горчицы. Минимальная величина повреждаемости семян получена при режиме вертикальной вибрации сита с частотой, равной 1450 Гц, а наибольший эффект очистки – при режиме горизонтальной вибрации с частотой колебаний 130 мин-1 [6]. В.М. Дринча предложил новую схему плоскорешетного сепаратора, в котором зерновки «прижимаются» к поверхности решета нисходящим воздушным потоком. По мнению автора, данное конструктивное решение позволит повысить эффективность очистки семян в 2…3 раза по сравнению с традиционным плоскорешетным сепаратором [18,19,20,21]. Однако автор не учитывает, что создание воздушного потока является одним из самых энергоемких в зерноочистительных машинах процессом. Это может повысить затраты на очистку зерна. Кроме того, герметизация решетного стана зерноочистительной машины – достаточно сложная операция. Один из путей интенсификации процесса сепарации зерна на плоских решетах – усложнение закона его колебаний по прямолинейной (условно) траектории. В этом направлении известны работы авторов В.Ф. Евтягина [25,27], Б.В. Жиганкова [30], А.В. Чернякова [80],Сабиева У.К. и Головина А.Ю [65,66 ] . В.Ф. Евтягин проводил теоретические исследования работы плоских решет, совершающих бигармонические колебания с приводом от эксцентрикового механизма [25,27]. Им создана математическая модель, описывающая процесс движения частицы с трением по решету, рассматриваемому в виде стального листа, совершающего колебания как по моно -, так и по бигармоническому закону. В.Ф. Евтягиным разработана методика, позволяющая рассчитывать производительность решета при известных параметрах относительного движения зерна по нему. С ее помощью автор рассчитал производительность решета для машин вторичной очистки, которая на оптимальном режиме бигармонических колебаний на 25,7% выше, чем на режиме моногармонических колебаний (эталонном). Этот эффект зафиксирован при угловой скорости вращения приводного вала эксцентрика первой гармоники ?=45,0 с-1, амплитуде первой гармоники r1=9,0 мм, отношении амплитуды второй гармоники к амплитуде первой Е=0,05, угле сдвига фаз, находящемся в диапазоне 0…100. Углы наклона решета к горизонту и направленности колебаний составляли соответственно ?=80 и ?=10. 1.2. Исследования параметров относительного движения зерна по решету Как любой процесс, движение зерна (зерновой смеси) по решету определяется следующими параметрами: перемещение, скорость, ускорение. Параметры относительного движения зерна по решету – физические величины, описывающие динамику перемещения отдельно взятой частицы по гладкой плоскости, совершающей колебания. Для случая движения множества зерновок или слоя зерна по решету их определение невозможно, так как силовые воздействия на отдельно взятую частицу со стороны других носят вероятностный характер. Каждая зерновка совершает сложное движение, характеризуемое величинами перемещений вниз и вверх, скоростей вниз и вверх, результирующей скорости движения по решету. На современном уровне научного познания, как и в ближайшем будущем, невозможно, да и незачем математически описывать процесс движения каждой частицы зернового вороха. Поэтому для создания математической модели движения зернового вороха по решету часто пользуются изучением движения отдельно взятой частицы по колеблющейся плоскости. При этом опускаются все вероятностные факторы, воздействующие на частицу, и принимаются к рассмотрению только детерминированные. Параметры относительного движения зерна по решету рассчитываются в теории о движении частицы по плоскости, совершающей колебания. Такие научные подходы для различных случаев вибрационного перемещения применительно к различным отраслям народного хозяйства создавались многими учеными и изложены в [18, 25,46,52,75] и в других трудах. Их авторы рассматривали частицу сыпучего материала в виде материальной точки, имеющей массу, при этом учитывалась сила трения о плоскость. В подобных подходах, как правило, принимаются следующие допущения: отсутствие размеров частицы и воздействия на характер ее движения со стороны других частиц сыпучего материала и вытекающее отсюда допущение о прямолинейной траектории ее движения от начала решета к его концу. Решетчатая поверхность рассматривается в виде плоского листа. Общим недостатком для этих математических моделей является отсутствие связи и зависимостей между параметрами относительного движения частицы по решету и вероятностью ее прохода в отверстие. Несмотря на него, подобные подходы отражают суть процессов, происходящих на решете. Так, А.Я. Соколов сообщает: « Исследование процессов сепарирования показали, что при выборе кинематических параметров сит для зерновых смесей можно ориентироваться на условия движения одной частицы» [75]. Теория движения материальной точки по плоскости, совершающей колебания, была создана Б.А. Бергом [7]. Она получила развитие применительно к горнообогатительным машинам в [8], машинам элеваторной промышленности [38,40,42] и сельскохозяйственным машинам в [34,77,82] и других.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Диссертация, Сельское и рыбное хозяйство, 49 страниц
1470 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg