Главная » 2014»Август»17 » Скачать Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования бесплатно
23:00
Скачать Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования бесплатно
Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна
Диссертация
Автор: Бутенко, Александр Фёдорович
Название: Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна
Справка: Бутенко, Александр Фёдорович. Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна : диссертация кандидата технических наук : 05.20.01 Зерноград, 2005 186 c. : 61 05-5/2568
Объем: 186 стр.
Информация: Зерноград, 2005
Содержание:
1 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНА
11 Особенности и технические средства для предварительной обработки зерна
12 Применение зернометательных машин в послеуборочной обработке зерна
13 Анализ конструкций зернометателей
131 Ленточные зернометатели
132 Вентиляторные зернометатели
133 Лопастные зернометатели
134 Зернометательные рабочие органы Ханхасаева ГФ
14 Анализ некоторых теоретических исследований работы лопастных метателей
15 Влияние прочностных свойств зерновых материалов на механические повреждения при обработке зернометателем
16
Выводы и задачи исследований
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛОПАСТНОГО МЕТАТЕЛЬНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА С УСКОРЯЮЩЕЙ КРЫЛЬЧАТКОЙ
21 Основные понятия и допущения принятые в работе
22 Анализ ударного взаимодействия зерновки с лопаткой
23 О функциональной структуре метательного рабочего органа с ускоряющей крыльчаткой
24 Анализ движения зерновки по лопаткам ускоряющей крыльчатки
25 Анализ движения зерновки по лопаткам наружного диска
26
Выводы ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
31 Программа исследований
32 Оборудование и методика определения некоторых механических характеристик зерна пшеницы и ячменя
33 Методика определения параметров роторного зернометателя
331 Определение параметров ускоряюидей крыльчатки
332 Определение параметров наружного диска
34 Определение агротехнической оценки работы зернометателя
35 Методика определения качества работы роторного зернометателя
351 Исследование процесса распределения зернового вороха на площадке метания
352 Исследование процесса разделения зерна по длине метания РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
41 Определение механических характеристик зерна пшеницы и ячменя
411 Анализ диаграммы сжатия единичных зёрен
412 Определение коэффициента упругости
42 Определение параметров и режимов работы роторного зернометателя
421 Обоснование геометрических и кинематических параметров ускоряющей крыльчатки
422 Определение угла сектора рассева и скорости схода зерна с лопаток ускоряющей крыльчатки
423 Определение степени травмирования зерна ускоряющей крыльчаткой
424 Определение параметров наружного диска
425 Обоснование постановки наружной направляющей камеры
43 Агротехническая оценка работы роторного зернометателя
431 Определение макроповреждения зерна в зависимости от угла постановки лопаток и частоты вращения наружного диска
432 Определение посевных качеств зерна после обработки метателем
44 Определение качества работы роторного зернометателя
441 Результаты исследования распределения зерна на площадке
442 Результаты исследования процесса разделения зерна по длине метания
45 Классификация зернометательных машин
46
Выводы
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО РОТОРНОГО ЗЕРНОМЕТАТЕЛЯ С УСКОРЯЮЩЕЙ КРЫЛЬЧАТКОЙ
Введение:
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 допускаемых 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/. Пневмоинерционные 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 изза 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 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. 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 зернометателя. 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.
