Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы повышения эффективности послеуборочной обработки зерна 9
1.1 Основные направления совершенствования механизации после-уборочной обработки зерна 9
1.2 Физико-механические свойства семян, лежащие в основе фракционирования 16
1.3 Устройства для сепарации зерновых смесей по комплексу физико-механических свойств 22
1.4 Анализ научных достижений и результатов деятельности известных ученых 29
1.5 Выводы и задачи исследования 36
Глава 2 Теоретические положения по оценке движения частицы по наклонной и сферической, наклонной и горизонтальной поверхностям с последующим свободным полетом 39
2.1 Движение частицы по наклонной поверхности 39
2.2 Движение частицы по сферической поверхности 44
2.3 Движение частицы по горизонтальной поверхности после разгона по наклонной плоскости 49
2.4 Параметры движения частицы в полете 51
2.5 Исследование влияния коэффициента трения частицы, угла наклона и длины скатной поверхности, формы трамплина на траекторию движения частицы после схода с кромки поверхности 55
2.6 Выводы по главе 65
Глава 3 Методика экспериментальных исследований 67
3.1 Программа экспериментальных исследований 67
3.2 Общая методика планирования экспериментальных исследований и обработки опытных данных 68
3.3 Приборы и оборудование экспериментального исследования 69
3.4 Методика определения коэффициента трения, компонентов зернового вороха, движущегося по наклонной плоскости 72
3.5 Методика исследования влияния угла наклона плоскости на изменение скорости движения частицы по поверхности, и формы кромки на дальность отлета 73
3.6 Методика исследования влияния углов наклона плоскости, начальной нагрузки, высоты и расстояния делительной планки относительно кромки наклонной поверхности на полноту разделения зерновой смеси 76
3.7 Методика исследования траектории перемещения частицы после схода с кромки криволинейного трамплина 78
3.8 Методика исследования влияния исходной засоренности материала па количественный и качественный выход фракций 79
3.9 Методика исследования влияния начальной нагрузки и положения делительной планки на эффективность разделения одно- и двух- компонентной смеси на наклонной поверхности с криволинейным трамплином 79
3.10 Методика испытания модернизированной системы подачи зерновой смеси на решетные поверхности зерноочистительных машин 81
3.11 Методика сравнительных испытаний зерноочистительной машины при работе с фракционированным и исходным зерновым ворохом 85
3.12 Методика хозяйственных испытаний наклонной поверхности с трамплином для предварительного фракционирования зернового вороха 87
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований процесса фракционирования зернового вороха с использованием наклонной поверхности 90
4.1 Исследование влияния угла наклона плоскости на изменение скорости движения частицы по поверхности, и формы кромки надальность отлета 90
4.2 Исследование влияния угла наклона плоскости, начальной нагрузки, высоты и расстояния делительной планки относительно кромки наклонной поверхности на качественные и количественные показатели процесса фракционирования 93
4.3 Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований возможности фракционирования зернового вороха с использованием наклонной поверхности 104
4.4 Исследование влияния засоренности исходного вороха на процесс фракционирования 108
4.5 Исследование влияния начальной нагрузки и положения делительной планки на эффективность разделения одно- и двухкомпонентной смеси на наклонной поверхности с криволинейным трамплином 110
4.6 Результаты испытания модернизированной зерноочистительной машины 1
4.7 Результаты сравнительных испытаний зерноочистительной машины при работе с фракционированным и исходным зерновым ворохом 118
4.8 Результаты хозяйственных испытаний наклонной поверхности с трамплином для предварительного фракционирования зернового вороха 121
4.9 Технико-экономические показатели результатов исследования 125
4.9.1 Расчет экономической эффективности использования наклонной поверхности для предварительного фракционирования зернового вороха 125
4.9.2 Сравнительный энергетический анализ серийной и экспериментальной технологической линии 128
4.10 Выводы по главе 131
Общие выводы по работе 134
Список использованной литературы 136
Приложения 148
- Основные направления совершенствования механизации после-уборочной обработки зерна
- Исследование влияния коэффициента трения частицы, угла наклона и длины скатной поверхности, формы трамплина на траекторию движения частицы после схода с кромки поверхности
- Методика исследования влияния угла наклона плоскости на изменение скорости движения частицы по поверхности, и формы кромки на дальность отлета
- Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований возможности фракционирования зернового вороха с использованием наклонной поверхности
Введение к работе
Увеличение производства зерна в нашей стране является одной из основных задач, стоящих перед сельским хозяйством /82/. Основной путь решения этой задачи - повышение урожайности при стабильном сохранении посевных площадей. Важнейшим фактором роста урожайности сельскохозяйственных культур является качество семян, которое определяется их полевой всхожестью /22, 85, 91/. Основными причинами снижения полевой всхожести являются: посев семенами низких кондиций по чистоте, посев травмированными и биологически разнокачественными семенами при одинаковых условиях роста и развития.
Высокое качество семян обеспечивается своевременным и качественным выполнением всех технологических операций, связанных с возделыванием, уборкой и послеуборочной обработкой зерна, что требует комплексного развития материально-технической базы зернового производства, существенную и капиталоемкую часть которой составляют объекты послеуборочной обработки и хранения семян. В общей структуре затрат на производство семян затраты на их послеуборочную обработку и хранение достигают 40 %, что в первую очередь определяется низкой производительностью и качеством очистки зерна машинами зерноочистительных линий /49, 56, 87/. В хозяйствах требуемое качество обработки семенного материала достигается путем многократного пропуска его через зерноочистительные агрегаты, что приводит к увеличению объема обрабатываемой продукции, затрат на обработку при получении одного и того же количества готового продукта, повышенным потерям и травмированию семян /29, 62/. При послеуборочной обработке и хранении зерна теряется до 15 % выращенного урожая.
Создание высокопроизводительных зерноочистительных линий на базе известных принципов построения технологических схем и традиционных рабочих органов не позволяет снизить уровень травмированности семян и затрат на единицу продукции /47, 62, 92, 103/.
Получение полноценных по всхожести семян за счет снижения их травмирования требует выделения в технологических линиях наиболее качественных фракций по комплексу признаков на начальных этапах очистки.
Одним из путей решения проблемы высококачественного семенного материала, выровненного по биологической ценности при одновременном снижении материальных и трудовых затрат на его производство, является разработка и внедрение технологии предварительного фракционирования зерновой смеси, заключающейся в получении разнокачественных фракций перед подачей на плоскую сепарирующую поверхность, на которую зерновой материал поступает для дальнейшей очистки /1, 29, 47, 62, 106/.
Внедрение предварительного фракционирования, разработка и создание на этой основе устройств, повышающих качество семян при минимальных затратах, является актуальной задачей в научном и практическом плане.
Цель работы. Повышение эффективности сепарации зернового вороха с применением наклонных поверхностей для предварительного фракционирования зерна.
Задачи исследования:
Составить расчетную схему процесса фракционирования зерна на наклонной поверхности с трамплином и определить влияние на данный процесс комплекса физико-механических свойств компонентов зернового вороха.
Определить рациональные параметры устройства для предварительного фракционирования, влияющие на эффективность процесса.
3. Провести хозяйственные испытания фрикционной наклонной поверхности для предварительного фракционирования.
Объект исследования. Технологический процесс фракционирования зернового вороха на наклонной поверхности с трамплином.
Предмет исследования. Закономерности процесса фракционирования зернового вороха на наклонной поверхности с трамплином.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту.
Обоснован способ и установлены зависимости, характеризующие процесс перемещения компонентов зерновой смеси по наклонной плоскости и после схода с нее. Определены основные параметры процесса предварительного фракционирования зернового вороха на наклонной поверхности с различной формой кромки (трамплина) обеспечивающие получение разнокачественных фракций на этапе предварительной очистки.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Изготовлен экспериментальный образец гравитационного сепаратора. На основании проведенных исследований разработана чертежная документация этого сепаратора. Проведены хозяйственные испытания технологической линии с использованием гравитационной поверхности для предварительного фракционирования, что позволяет снизить энергозатраты на процесс сепарации, а также повысить производительность и качество очистки в 1,5...2,0 раза. Результаты исследований могут быть использованы при создании новых зерноочистительных машин, реконструкции существующих агрегатов и комплексов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях КГСХА (г. Курган, 1998 - 2003 г.г.), ЧГАУ (г. Челябинск, 1999 - 2004 г.г.), на международной научно - практической конференции регионов Урала и Западной Сибири (Д.о. Лесники, 2000 г.), на фестивалях-конкурсах научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов (г. Курган, 1999 - 2001 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции (г. Курган, 2000 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, которые отражают основное содержание диссертации.
Основные направления совершенствования механизации после-уборочной обработки зерна
Для послеуборочной обработки зерна отечественная промышленность выпускает восемь типоразмеров зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов производительностью 20..,40 т/ч с последующим увеличением ее до 50..Л 00 т/ч (приложение 1). В то же время в агрегатах последнего поколения произошло значительное увеличение суммарной мощности установленных электродвигателей. Если в ЗАВ-10 эта мощность равна 18 кВт, то в агрегате ЗАВ-25 - 81 кВт /60, 88/. Соответственно выросли энергозатраты на очистку одной тонны зерна. В агрегате ЗАВ-10 этот показатель составляет 1,8 кВт/т, а в агрегате ЗАВ-25 — 3,24 кВт/т. Увеличение мощности на обработку зерна произошло за счет увеличения количества транспортеров и других вспомогательных механизмов, однако заметного повышения качества очистки зерна не наблюдается, так как в данном агрегате установлены прежние зерноочистительные машины предварительной, первичной очистки и триерные блоки.
По мнению ряда исследователей /13, 62, 66, 96, 100/, технологический процесс очистки и сортирования семян должен удовлетворять следующим требованиям: - соответствие характера обработки исходному качеству зерна; - прямоточность и непрерывность технологического процесса обработки семян по заданной схеме; комплектование поточных линий простыми сепараторами с индивидуальным приводом, согласованных по производительности и реакциям на изменяющиеся условия работы; - подготовленность сепараторов в поточной линии к автоматизации управления процессом сепарации, надежность в работе и простота обслуживания; - минимальное повреждение семян основными и вспомогательными машинами. Несоответствие комплекса перечисленных требований к схемам технологического процесса очистки и сортирования семян в потоке, неудовлетворенная, в связи с неплатежеспособностью, потребность хозяйств в зерноочистительных линиях, низкая по организационным, техническим и технологическим причинам производительность /48, 57/ приводят к тому, что качество семенного и продовольственного зерна не удовлетворяет требованиям ГОСТа, а потери превышают допустимый уровень. Данные о качестве высеянных семян зерновых и зернобобовых культур в хозяйствах Курганской области за 2001-2003 гг. приведены в таблице 1.1, Особые затруднения возникают в хозяйствах при обработке зерна повышенной влажности и засоренности, так как в соответствии с ГОСТ 5888-74 повышение влажности более чем на 16% приводит к снижению производительности на 5%, а увеличение засоренности свыше 10% - на 2%. Очистка зерна по традиционной поточной технологии осуществляется поочередным выделением различных примесей (легкой, мелкой, крупной, короткой и длинной) из общей массы обрабатываемого зернового материала сепарирующими органами соответствующего назначения (пневмосепаратор, подсевное и колосовое решета, кукольный и овсюжный триеры). Нерациональность такой технологии заключается в следующем: - для выделения каждого компонента примеси требуется заново калибровать (измерять, «просматривать») всю огромную массу зерновок основного материала, отделяя компонент примеси, составляющий малую, порядка 1...3%, часть материала; - в состав исходного зернового материала входят зерно и примеси различной трудности разделения. Большая часть зерна значительно отличается по основным физико-механическим свойствам, используемым для разделения, от всех видов примеси. Однако в данной технологии эта особенность, облегчающая процесс разделения, не используется, и все зерно обрабатывается как трудноотделимое. В результате основная масса зерна подвергается «тонкой», малопроизводительной и дорогой очистке наряду с небольшим количеством трудноразделимых фракций зерна и примеси; - через все рабочие органы, осуществляющие выделение соот ветствующих компонентов примеси, пропускается практически одинаковая масса зерна, и поэтому все они должны иметь одну и ту же производительность. Для повышения производительности очистительной линии необходимо соответствующее увеличение пропускной способности всех сепарирующих органов; - последовательное выделение примесей из исходного семенного потока приводит к большому травмированию семян. По экспериментальным данным /54, 85, 92, 93/ в процессе очистки и сортирования семян в поточных линиях в зависимости от условий обработки травмирование семян достигает 60-70%. Травмирующая способность зерноочистительного, сушильного и транспортирующего оборудования, по данным различных авторов, представлена в приложении 2. Высокая степень травмирования при послеуборочной обработке приводит к снижению урожайности в размере 10 — 15 % /12, 18, 21, 45,53-54,70,92, 109-110/. На основании вышеизложенного следует, что разработка высокопроизводительных зерноочистительных линий на базе известных принципов построения технологии очистки и существующих рабочих органов приводит к увеличению стоимости линий практически в прямопропорциональнои зависимости от их производительности и не позволяет существенно снизить стоимость очистки зерна.
Многочисленными исследованиями /26, 37, 46, 88/ установлено, что обеспечить сохранность убранного урожая и повысить эффективность использования существующих и перспективных зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов можно за счет предварительной нормализации зернового вороха по влажности и засоренности с использованием высокопроизводительных сушилок и сепараторов.
Исследование влияния коэффициента трения частицы, угла наклона и длины скатной поверхности, формы трамплина на траекторию движения частицы после схода с кромки поверхности
Выражение (2.13) позволяет определить скорость движения компонентов зерновой смеси в зависимости от положения частицы на наклонной поверхности X, угла ее наклона й и от коэффициента трения материала по фрикционной поверхности f№. Методика определения коэффициентов трения частиц, по стали подробно изложена в пункте 3.4, результаты представлены в таблице приложения 5.
Произведенные с помощью данного выражения теоретические расчеты значений v при различных значениях положения частицы на наклонной поверхности и угла ее наклона представлены в таблице приложения 6. Рассмотрим зависимость изменения скорости частицы основной культуры зернового вороха от данных параметров (рис. 2.5). Фиксированным значением, входящим в выражение (2.13), являлся лишь коэффициент трения /ла, который для семян пшеницы составляет 0,36, приложение 5.
На основе анализа результатов теоретических расчетов скорости движения частиц было выявлено следующее. Минимальный угол наклона плоскости, при котором выполняется условие P Ot, для частиц с коэффициентом трения 0,36 составляет 20 . Исходя из чего и согласно выражения (2.15), скорость частиц резко возрастает от нуля на начальном этапе движения по плоскости и далее продолжает повышаться с увеличением длины скатной поверхности. При увеличении угла наклона плоскости скорость движения также возрастает. Однако увеличение угла наклона поверхности свыше t =40 не эффективно, поскольку прирост скорости при увеличении угла наклона с 40 до 45 составляет 0,09 м/с (рис. 2.5, зависимость 5 и 6), тогда как тот же параметр 1 при увеличении а с 20 до 25 составляет 0,35 м/с; 0,18 м/с, 0,13 м/с и 0,11 м/с при увеличении а с 25 до 30 , с 30 до 35 и с 35 до 40 соответственно. Рассмотрим влияние увеличения длины наклонной поверхности на характер изменения скорости частицы по мере перемещения ее по плоскости. Для чего проанализируем скорость частицы в конце равных по длине участков поверхности от начала скатной плоскости. Так при о=40 скорость частицы на отрезке от начала движения до отметки в 0,6 м изменяется от нуля до 2,08 м/с (рис. 2.5, зависимость 5), на участке от 0,6 до 1,2 м прирост скорости составляет 0,86 м/с, далее от 1,2 до 1,8 м и 1,8 до 2,4 м данная величина составила соответственно 0,66 и 0,56 м/с. На основании чего можно сделать вывод о том, что увеличение длины наклонной поверхности более 1,8 м не эффективно, поскольку не окажет влияния на характер разгона частицы, так как прирост скорости постепенно стабилизируется и лишь приведет к изменению конечного значения скорости v. Таким образом, наиболее эффективными параметрами скатной поверхности можно считать длину плоскости S в диапазоне изменения 1,2 - 1,8 м и угол наклона OF=35 .. .40, t После разгона по наклонной поверхности частица поступает на сферический или горизонтальный трамплин, где подготавливается к свободному полету. Исследуем влияние вида и формы трамплина на изменение скорости частицы до момента ее схода с поверхности. В начале рассмотрим движение частицы по криволинейной поверхности. В соответствии с исследованиями, проведенными в параграфе 2.2, движение частицы по сферической поверхности рассматривается в отдельности на дуге АВ и дуге ВС. Первоначально частица поступает на дугу АВ, поскольку переход наклонной поверхности в сферическую происходит в точке А. На данном участке на изменение скорости движения оказывает влияние лишь радиус кривизны поверхности R (рис. 2.3), поскольку центральный угол а на участке АВ являлся величиной неизменной и был равен непосредственно углу наклона скатной поверхности. Рассмотрим влияние радиуса кривизны на изменение скорости частицы в точке В vB, Для чего зададимся диапазоном; изменения радиуса R=0,01...0,l м; угол наклона поверхности варьируется так же, как и в предыдущих исследованиях в пределах о=20...45 . Результаты расчетов представлены в приложении 7. Характер изменения зависимостей, представленных на рисунке 2.6, свидетельствует о том, что с увеличением радиуса кривизны поверхности скорость движения частиц уменьшается, вследствие увеличения длины дуги АВ и при некотором значении R становится равной нулю (зависимость 1). Значение радиуса кривизны поверхности, при котором частица остановится, зависит от величины начальной скорости, т.е. скорости в точке А. Естественно, что чем больше значение иА, тем при большем радиусе ее скорость будет равна нулю. Так если при 0=20 максимальный радиус кривизны поверхности составляет 0,04 м, то при х=40 эта величина равна R=l,9 м. Таким образом, можно сделать заключение о негативном влиянии увеличения радиуса кривизны на изменение скорости частицы в точке В.
Рассмотрим характер изменения скорости движения на участке дуги ВС. На данном участке движение частицы происходит по тем же законам, что и на участке АВ выражения (2.29) и (2.36). Следовательно, с увеличением радиуса кривизны поверхности будет происходить уменьшение скорости. Однако доминирующим фактором, влияющим на дальнейший полет частицы, на дуге ВС будет не столько радиус R, сколько угол фг, отсчитываемый от точки В (рис. 2,4) как начальной на данном участке. Поскольку от значения данного угла зависит не только величина скорости, с которой частица переходит в свободный полет, но и ее направление к горизонту, исследуем влияние угла ф2 на характер изменения скорости движения частицы в точке С при фиксированных значениях радиуса кривизны поверхности 0,01; 0,05; и 0,1 м. Результаты теоретических расчетов представлены в таблице приложения 8, и графически на рисунке 2,7.
Методика исследования влияния угла наклона плоскости на изменение скорости движения частицы по поверхности, и формы кромки на дальность отлета
В существующих зерноочистительных машинах ЗАВ-10.30.000, ЗВС-20, ОВС-25, ОВП-20 и других привод решетных станов осуществляется от электродвигателя при помощи эксцентриково-шатунного механизма, кроме того, от электродвигателя получают движение механизм очистки решет и питательные валики загрузочного бункера. Данный вид привода решетных станов имеет ряд существенных недостатков по сравнению с дебалансным возбудителем колебаний, работа которого на данный момент хорошо изучена в Курганской ГСХА /55/. Поэтому рассмотрение механизма привода не ставилось в задачу данного исследования.
При проектировании новых зерноочистительных машин необходимо учитывать низкую эффективность работы разделительного решета Бь особенно с отверстиями круглой формы. В существующей технологии разделительное Б] и зерновое Бг решета осуществляют выделение крупных примесей. При круговых колебаниях с этой задачей без потерь справляется решето Б2 3,6х 25 мм при удельной нагрузке q=l,7 кг/с-м (производительность Q=6,0 т/ч при ширине решета Ь=0,99 м и длине 1=0,79 м) /55/.
Поэтому дополнительно были проведены исследования возможности использования статической поверхности в качестве элемента системы питания зерноочистительных машин. Предполагаемый механизм вписывается в существующие конструкции наиболее распространенных машин ЗАВ-10.30.000, ЗВС-20, ОВП-20 и других. Модернизация заключалась в разработке системы подачи зерновой смеси на решета, состоящей из статической гравитационной плоскости и делителя.
Производственные испытания осуществлялись на модернизированной зерноочистительной машине, которая была восстановлена в лаборатории Курганской государственной сельскохозяйственной академии. Модернизация была проведена на базе машины первичной очистки ЗАВ-10.30.000 и касалась только механизма подачи зерна на решетный стан, для чего с машины был демонтирован бункер-питатель и на его место установлена рама с наклонной поверхностью и криволинейным трамплином. Поскольку блок сепарации в машине состоит из двух параллельно работающих, одинаковых решетных станов, то нами для проведения исследований использовался только нижний решетный стан, в котором было установлено зерновое решето Бг с размером отверстий Б2 СП 3,0x25 мм. Ширина отверстий решета выбрана на основе рекомендаций Б2 3,0...4,0 мм /74/. Над решетом установили делитель, имеющий возможность перемещения по горизонтальным направляющим, при этом зерновой ворох, разделяющийся в процессе обогащения на две фракции, ближнюю и дальнюю, поступал соответственно на начальную и среднюю части зернового решета.
Схема модернизированной машины представлена на рис. 3.4, а общий вид установки на рис. 4.14.На основании данных предшествующих исследований и данных рекомендаций /5, 15/ были приняты следующие параметры: угол наклона гравитационной плоскости о?=40о, координаты положения делителя относительно кромки трамплина наклонной плоскости по горизонтали Х=80 мм, по вертикали Y=10 мм; угол наклона решета /3=9. Оптимальный кинематический режим движения решетного стана оз R/cos/3= 10,97 м/с , при котором круговая частота колебаний решетного стана w=41,86 рад/с и радиус круговых колебаний R=6 мм /55/.
Переменной величиной во время опытов являлась удельная начальная нагрузка q, которая изменялась в пределах от нуля до 2,8 кг/с-м. Регулировка нагрузки осуществлялась за счет открытия заслонки бункера, что увеличивало размер выходной щели.
Испытания проводились по следующей методике. В бункер машины засыпалась зерновая смесь, состоящая из частиц пшеницы 95% и частиц примеси 5%, с толщиной, превышающей ширину отверстий решетной поверхности. Устанавливалась заданная величина начальной нагрузки, включался электродвигатель привода решетного стана. Одновременно с открытием заслонки бункера включался секундомер. Зерновой материал начинал поступать на наклонную плоскость, равномерно распределяясь по поверхности, после прохождения делителя ближняя фракция, содержащая более мелкие и легкие частицы, поступала на начальную часть зернового решета, а фракция, содержащая более крупные и тяжелые, — на среднюю часть решетной поверхности. При этом обеспечивалась равномерная загрузка решета Бг как по ширине, так и по длине.
По истечении 9...10 секунд одновременно закрывалась заслонка и отключался секундомер. Под действием колебаний зерновая смесь перемещалась по решету, мелкие частицы опускались в отверстия решет и собирались в приемнике б (рис. 3.4), а сход с решета - в приемнике 7. Зерно, собранное в приемнике 6, взвешивалось, и определялась удельная просеваемость зерновой смеси на решете Бг по выражению:
Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований возможности фракционирования зернового вороха с использованием наклонной поверхности
Сравнивая результаты представленных исследований, можно отметить одинаковый характер изменения траекторий перемещения частиц после схода с кромки трамплина. По результатам расчетов критерия % Пирсона был сделан вывод о том, что экспериментальные данные не противоречат результатам теоретических исследований.
В результате проведенных в пункте 2.5 теоретических исследований процесса фракционирования зерновой смеси с использованием наклонной поверхности было установлено, что полного отделения основной культуры от примеси добиться не представляется возможным, поскольку в зерновую смесь входят примеси имеющие меньшие силы сопротивления, обусловленные комплексом физико-механических свойств. Следовательно, данные частицы имеют большую, чем у пшеницы, траекторию полета после схода с кромки наклонной поверхности и будут попадать в дальнюю фракцию.
Кроме того, при определении скорости и траектории движения частиц при движении по плоскости и после схода с нее использовался показатель, определяющий степень влияния сил сопротивления, - коэффициент трения движения. Для каждого компонента зернового вороха данный показатель имеет некоторые интервалы варьирования, что в действительности приводит к получению веера рассева частиц одного компонента (рис. 4.10, диапазон 1 и 2), границы которого определяются интервалом изменения коэффициента трения. На основании чего были определены рациональные диапазоны расположения делительной перегородки относительно кромки наклонной плоскости, составляющие Y —0,0...0,02 м и X —0,06...0,2 м.
В результате проведенных экспериментальных исследований, результаты которых представлены в пункте 4.2, были определены границы диапазона расположения делительной планки относительно кромки поверхности, при которых значения полноты разделения были наибольшими при оптимальном соотношении массы фуражной фракции и общей массы исходного зернового вороха, на основании чего рациональными границами были приняты значения положения планки Y=0,0..,0,01м и Х=0,07...0,09 м.
Таким образом, можно сделать заключение о соответствии теоретических предпосылок и экспериментальных результатов процесса фракционирования зернового вороха на фрикционной поверхности с наклонной кромкой. Полного соответствия теоретических и экспериментальных исследований достичь не представляется возможным, поскольку семя любого растения - живой организм, поведение которого сложно предсказать, также невозможно исключить фактор случайного взаимодействия частиц в процессе движения по наклонной поверхности либо в течение полета после их схода с кромки плоскости. Данная проблема в настоящее время пока не решена.
Исследования проводились в соответствии с методикой, описанной в пункте 3.8, на лабораторной установке, представленной на рис. 3.1. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице приложения 17.
В соответствии с результатами исследований, представленными в пункте 4.3, были определены наиболее оптимальные параметры положения делительной перегородки. В соответствии с чем при изучении влияния засоренности исходного вороха на процесс фракционирования положение делительной планки определялось параметрами Х=80 мм и Y=10 мм. По результатам экспериментальных исследований были построены графические зависимости, представленные на рисунке 4.11.
Кривая 1 характеризует изменение полноты разделения Е зерновой смеси в зависимости от нагрузки. При увеличении подачи зернового вороха на наклонную плоскость наблюдается снижение эффективности разделения, при \ этом максимальное значение составило 0,55. Данная величина оказалась меньше по сравнению с полнотой разделения при засоренности вороха, равной „ 7%, что свидетельствует о негативном влиянии повышенной засоренности исходной смеси на протекание процесса фракционирования зернового вороха. По причине повышенного содержания мелкой легкой и особенно крупной легкой примеси, приводящей к нарушению процесса разгона частиц по поверхности, в результате которого, при контакте, происходит передача энергии частицами основной культуры, движущимися с большей скоростью, частицам примеси, следствием чего является большее значение массы ближней фракции по отношению к общей массе (зависимость 2) по сравнению с зерновой смесью меньшей засоренности. Влияние повышенной засоренности зернового вороха на качественные и количественные показатели процесса фракционирования
