Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Бутенко Александр Федорович. Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Зерноград, 2005 186 с. РГБ ОД, 61:05-5/2568

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРЕДВА
РИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНА 10

1.1 Особенности и технические средства для предварительной обработки

зерна 10

  1. Применение зернометательных машин в послеуборочной обработке зерна 13

  2. Анализ конструкций зернометателей 17

  1. Ленточные зернометатели 17

  2. Вентиляторные зернометатели 24

  3. Лопастные зернометатели 28

  4. Зернометательные рабочие органы Ханхасаева Г.Ф 31

1.4 Анализ некоторых теоретических исследований работы лопастных
метателей 35

  1. Влияние прочностных свойств зерновых материалов на механические повреждения при обработке зернометателем 41

  2. Выводы и задачи исследований 46

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБО
ТЫ ЛОПАСТНОГО МЕТАТЕЛЬНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА С УСКО
РЯЮЩЕЙ КРЫЛЬЧАТКОЙ 49

  1. Основные понятия и допущения принятые в работе 49

  2. Анализ ударного взаимодействия зерновки с лопаткой 50

  3. О функциональной структуре метательного рабочего органа с ускоряющей крыльчаткой 63

  4. Анализ движения зерновки по лопаткам ускоряющей крыль-

чатки 67

  1. Анализ движения зерновки по лопаткам наружного диска 79

  2. Выводы 86

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА
НИЙ 88

  1. Программа исследований 88

  2. Оборудование и методика определения некоторых механических ха-

рактеристик зерна пшеницы и ячменя 89

3.3. Методика определения параметров роторного зернометателя 94

  1. Определение параметров ускоряющей крыльчатки 97

  2. Определение параметров наружного диска 102

3.4. Определение агротехнической оценки работы зернометателя 103

3.5 Методика определения качества работы роторного зернометателя.ЛОб

  1. Исследование процесса распределения зернового вороха на площадке метания 106

  2. Исследование процесса разделения зерна по длине метания.... 107

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ
АНАЛИЗ 108

4.1 Определение механических характеристик зерна пшеницы и яч-

меня 108

  1. Анализ диаграммы сжатия единичных зёрен 108

  2. Определение коэффициента упругости 112

4.2 Определение параметров и режимов работы роторного зерноме-

тателя 112

  1. Обоснование геометрических и кинематических параметров ускоряющей крыльчатки 112

  2. Определение угла сектора рассева и скорости схода зерна с лопа-

ток ускоряющей крыльчатки 113

  1. Определение степени травмирования зерна ускоряющей крыльчаткой 116

  2. Определение параметров наружного диска 121

4.2.5 Обоснование постановки наружной направляющей камеры ...123
4.3 Агротехническая оценка работы роторного зернометателя 126

4.3.1 Определение макроповреждения зерна в зависимости от угла по-

становки лопаток и частоты вращения наружного диска 127

4.3.2 Определение посевных качеств зерна после обработки метате-

лем 129

4.4 Определение качества работы роторного зернометателя 134

  1. Результаты исследования распределения зерна на площадке ...134

  2. Результаты исследования процесса разделения зерна по длине метания 137

  1. Классификация зернометательных машин 142

  2. Выводы 143

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННО
ГО РОТОРНОГО ЗЕРНОМЕТАТЕЛЯ С УСКОРЯЮЩЕЙ КРЫЛЬ
ЧАТКОЙ 145

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 158

ЛИТЕРАТУРА 160

ПРИЛОЖЕНИЯ 170

Введение к работе:

Основной отраслью сельского хозяйства является производство зерновых культур, от которого в целом зависит и развитие остальных отраслей. Производство зерновых культур включает в себя ряд последовательных операций, в состав которых входят: уборка, послеуборочная обработка и переработка. Нарушение технологии одной из выполняемых операций приводит к необратимым последствиям.

Увеличение производства зерна в последние годы вызывает определённую сложность в его производстве. Особое внимание в производстве зерновых уделяется послеуборочной обработке зерна. Зерновой ворох, поступающий на послеуборочную обработку, представляет собой смесь зерна основной культуры, семян других растений (сорных), минеральных (комочки земли) и органических (полова, частицы растений) примесей. Задачей послеуборочной обработки является доведение качества зерна до требуемых кондиций, установленных государственным стандартом.

Большое значение в послеуборочной обработке уделяется предварительной очистке зернового вороха. Качество и степень предварительной очистки оказывают большое влияние на качество выполнения остальных операций послеуборочной обработки (первичная и вторичная очистка). Традиционная технология очистки зерна предусматривает последовательный пропуск зернового вороха через целый комплекс зерноочистительных машин, на каждом из которых выделяются примеси различного состава. В результате этого зерно основной культуры подвергается многократному воздействию рабочих органов, что приводит к повышению дробления и травмирования зерна и в итоге сказывается на его товарных, продовольственных и семенных качествах, как готового продукта.

Кроме этого сложные погодные условия и увеличение урожайности зерновых вызывают колебания качественных и количественных характеристик зернового вороха, в частности влажности и засорённости. Увеличение допус-

каемых норм влажности и засорённости приводит к снижению производительности зерноочистительных машин на 2% на каждый процент увеличения засорённости и на 5% на каждый процент увеличения влажности /11/.

Неравномерность поступления зерновой массы с полей приводит к скоплению зерна в буртах на открытых площадках зернотоков. Вследствие несвоевременной предварительной очистки, т.е. хранения в течении 1-2 суток свежеубранного зернового вороха на площадке зернотока приводит к снижению энергии прорастания до 1,8%, а всхожести семян до 8% /11, 46, 47, 48/. Во избежание последствий такого рода в сельскохозяйственном производстве предусмотрены машины, предназначенные для перелопачивания свежеубранного зернового вороха - это метатели. Несмотря на разнообразие конструкций метательных рабочих органов, наибольшее распространение для обработки зерна получили ленточные метатели. Так метательный рабочий орган применяется в конструкции машин ЗМ и ЗПС. Также метательный рабочий орган является неотъемлемой частью пневмоинерционных сепараторов, которые были разработаны в 80-е годы под руководством Н.И. Косилова /47, 93/. Пневмоинерцион-ные сепараторы предназначены для очистки грубого зернового вороха и разделения его на фракции.

Исследованиями /48, 49, 51, 52, 56, 64, 66, 92, 94/ установлено, что применение зернометателей в процессе предварительной очистки зернового вороха позволяет снизить его влажность на 3%, , избавиться от вредителей и разделить зёрна на сорта. Однако применение ленточных зернометателей ограничено, вследствие повреждения зерна между бесконечной лентой и прижимным барабаном /48, 76, 98/. Кроме этого использование машин марки ЗПС (при перелопачивании) не даёт существенных результатов (частичного подсушивания и предварительной очистки) при обработке увлажнённого зернового вороха из-за незначительной скорости метания.

Совершенствованием конструкций метательных машин с целью снижения травмирования зерна занимались многие ученые /48, 49, 51, 52, 56, 64, 66, 92, 94/. Определённых результатов в последние годы были достигнуты

7 Г.Ф. Ханхасаевым /1, 3, 4, 5, 6, 7, 94/. Он предложил вместо сплошного прижимного барабана использовать лопастной, и подачу зерна осуществлять во внутреннюю полость барабана. Таким образом, впервые были созданы порционные метатели. В результате анализа рабочего процесса усовершенствованного метателя были выявлены два источника повреждения зерна. В первом случае повреждение происходит при встрече зерна с лопатками прижимного барабана за счёт неоднократного удара. Во втором случае зерно повреждается между лентой и кромками торцевых дисков и кромками лопаток прижимного барабана.

Несмотря на достоинства порционного метания зернового вороха его можно сделать более эффективным, за счёт снижения плотности порций зерна при метании, т.е. перейти к получению на выходе из аппарата не струи, а веера.

Анализ конструкций зернометателей показал, что они требуют дальнейшего совершенствования с целью снижения травмирования зерна и повышения эффективности работы.

Исходя из этого, целью исследований является снижение травмирования зерна роторным зернометателем, за счёт совершенствования его параметров и технологического процесса работы.

Объект исследований: процесс взаимодействия зерна с лопатками разрабатываемого лопастного метательного рабочего органа с ускоряющей крыльчаткой.

Предмет исследований: закономерности процесса взаимодействия зерна с лопатками лопастного метательного рабочего органа с ускоряющей крыльчаткой, технологические и кинематические параметры роторного зернометателя.

Научная гипотеза: снижение степени травмирования зерна роторным зернометателем можно достичь снижением скорости встречи зерновки о лопатку ротора, за счёт уменьшения угла (менее 90) между векторами начальной скорости зерна и окружной скорости ротора и увеличения начальной поступательной скорости зерновки.

Научная новизна. Снижение травмирования зерна при обработке роторным зернометателем достигается уменьшением скорости в момент удара,

8 за счёт использования лопаток ускоряющей крыльчатки, подача зерна на которые осуществляется на меньшем радиусе. Установлены закономерности процесса ударного взаимодействия зерновки с лопаткой метательного диска. Выявлены факторы, влияющие на величину мгновенной силы в момент удара, т.е. на степень травмирования зерна при ударе. Техническая новизна подтверждена двумя патентами на изобретение №2215681 и № 2225269. /81, 82/. Практическая значимость:

результаты определения механических характеристик, таких как модуль Юнга, допускаемая нагрузка (не вызывающая изменений структуры зерновки) и разрушающая нагрузка для зёрен районированных сортов пшеницы и ячменя;

разработан рабочий орган роторного метателя зерна с ускоряющей крыльчаткой, сводящий степень повреждения зерна к минимуму.

На защиту выносятся следующие основные положения:

  1. Закономерности процесса ударного взаимодействия зерновки о лопатку метательного диска, связывающие величину мгновенной силы в момент удара с механическими характеристиками зерновки и геометрическими и кинематическими параметрами лопатки ротора.

  2. Кинематические, геометрические и технологические параметры роторного метателя зерна с ускоряющей крыльчаткой.

  3. Методика и результаты определения механических характеристик, таких как модуль Юнга, допускаемая нагрузка (не вызывающая изменений структуры зерновки) и разрушающая нагрузка для зёрен районированных сортов пшеницы и ячменя.

Реализация результатов исследований. Разработанная экспериментальная установка роторного зернометателя с ускоряющей крыльчаткой успешно прошла испытания и внедрена в учебно-опытном фермерском хозяйстве АЧГАА и в фермерском хозяйстве «ООО Багира» Егорлыкского района.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях и семинарах АЧГАА и ВНИПТИМЭСХ.

Содержание работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения.

В главе 1 проведён анализ конструкций зернометателей и опыт их применения в послеуборочной обработке зерна. Рассмотрена общая классификация метательных рабочих органов зерна и указаны недостатки существующих конструкций.

Рассмотрены некоторые теоретические вопросы работы лопастных метателей и проанализированы результаты исследований прочностных свойств зерна.

В главе 2 проведены теоретические исследования процесса ударного взаимодействия зерновки о лопатку с учётом механических характеристик. Произведён анализ математического описания работы лопастного метателя с целью определения параметров ускоряющей крыльчатки и наружного диска.

В главе 3 установлены задачи экспериментальных исследований. Приведена методика экспериментальных исследований определения механических характеристик зерна, определения параметров и качества работы экспериментального рабочего органа.

В главе 4 экспериментально обоснованы параметры роторного зерно-метателя. Произведена агротехническая оценка работы экспериментального метателя зерна в полевых условиях.

В главе 5 определена технико-экономическая эффективность применения роторного метателя зерна с ускоряющей крыльчаткой.

Публикация результатов исследований. Результаты проведённых исследований отражены в 10 печатных работах.

Работа выполнена на кафедре сопротивления материалов и деталей машин Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград, Ростовской обл.) в соответствии с планом НИР академии.

Подобные работы
Бутенко Александр Фёдорович
Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна
Шарипов Азат Гибатович
Повышение эффективности процесса разделения соевой суспензии путем обоснования параметров и режимов работы фильтрующей центрифуги
Анисимов Виталий Александрович
Повышение эффективности рабочего процесса приготовления костного фарша в звероводстве путем обоснования основных параметров и режимов работы пастоприготовителя конусного типа
Абрамов Александр Александрович
Обоснование параметров и режимов работы измельчителя зерна скалывающего типа
Павлушин Андрей Александрович
Разработка установки для тепловой обработки зерна с обоснованием конструктивных параметров и режимов работы
Одегов Владислав Анатольевич
Обоснование параметров и режимов работы плющилки влажного зерна
Глушков Андрей Леонидович
Обоснование параметров и режимов работы пневмосистемы машины предварительной очистки зерна, работающей по фракционной технологии
Пикалов Александр Валерьевич
Обоснование параметров и режимов работы нагнетательной пневмотранспортной установки для выгрузки зерна из хранилища при его напольном хранении
Алексеенко Виталий Алексеевич
Обоснование параметров и режимов технологического процесса обезвоживания сброженного помета
Кузнецов Николай Николаевич
Повышение эффективности заготовки прессованного в рулоны сена путем оптимизации параметров процесса сушки и режимов работы оборудования

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net