Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования... 10
1.1. Существующие конструктивно-технологические схемы и рабочие органы загрузчиков посевных агрегатов 10
1.2. Сравнительные режимно-конструктивные параметры шнековых и спирально-винтовых рабочих органов загрузчиков сеялок 19
1.3. Существующие аналитические исследования по определению производительности и энергозатрат спирально-винтовых транспортирующих технических средств 25
1.4. О повреждении зерна техническими средствами 31
1.4.1. Типы повреждений и методы их определения .32
1.4.2. Повреждение зерна машинами при очистке и сортировке 34
1.4.3. Повреждение зерна транспортирующими устройствами 35
1.5. Существующие методы расчета и теории истечения материалов из бункеров 39
1.6. Цель и задачи исследования 47
2. Теоретические исследования 50
2.1. Обоснование конструкции загрузчика сеялок на базе спирально- винтового транспортирующего рабочего органа 50
2.1.1. Компоновка приводных устройств 52
2.2. Теоретические предпосылки определения режимно-конструктивньгх параметров рабочего органа загрузчика сеялок 54
2.2.1. Производительность загрузчика 54
2.2.2. Осевое перемещение материала 62
2.2.3. Подъём частицы материала внутри кожуха 65
2.2.4. Движение зернового материала при выгрузке бункера с донными щелями 72
2.3. Расчёт рабочего органа на прочность 75
Выводы 81
3. Программа и методика экспериментальных исследований 82
3.1. Программа исследований 82
3.2. Методика и приборы для определения физико-механических свойств зерна 82
3.3. Приборы, установки для исследования влияния конструктивно-режимных параметров рабочего органа 86
3.4. Методика обработки результатов экспериментальных исследований 88
3.4.1. Выбор экспериментальной области факторного пространства 89
3.4.2. Выделение наиболее значимых факторов : 90
Вывод 93
4. Экспериментальнью и производственные исследования 94
4.1. Лабораторные исследования 94
4.1.1. Результаты исследований перегрузочного транспортера .97
4.1.2. Исследование экспериментально-производственного загрузочного транспортера 99
4.1.3. Результаты исследований среднеприводного загрузчика 102
4.1.4. Исследование погрузчика-протравливателя семян 105
4.1.5. Результаты исследования процесса движения зерна в открытых желобах 107
4.1.6. Анализ режимно-конструктивных параметров рабочих органов для обеспечения технологического процесса посева 114
Исследования на повреждаемость семян 115
4.2. Производственные исследования загрузчика сеялок 125
4.3. Выводы 132
5. Эффективность результатов исследований. Рекомендации производству 135
Вывод 138
Общие выводы 139
Список используемой литературы 141
Приложения 152
- Существующие конструктивно-технологические схемы и рабочие органы загрузчиков посевных агрегатов
- Обоснование конструкции загрузчика сеялок на базе спирально- винтового транспортирующего рабочего органа
- Методика и приборы для определения физико-механических свойств зерна
- Исследование экспериментально-производственного загрузочного транспортера
Введение к работе
Производство зерна является основной функцией сельскохозяйственной отрасли страны.
Конкурентоспособность товарного зерна зависит от себестоимости его производства и качества выращенной продукции. Этого можно достичь лишь комплексной механизацией всех технологических процессов и операций, в частности, процессов перевозки и загрузки посевных агрегатов семенами.
Существующие технические средства для данных целей являются достаточно дорогими, сложными по конструкции, метало - и энергоёмкими, что приводит к широкому использованию ручного труда при ухудшении качества технологического процесса и, как следствие, снижению урожайности, повышению себестоимости зерна, потерям семенного материала.
Выпускаемые промышленностью загрузчики сеялок недостаточно эффективны для фермерских хозяйств, для их эксплуатации требуются специальные средства, в большинстве случаев — автомобили различной грузоподъемности.
К осложнению конструкции ведут также различные способы агрегатирования посевных машин (шеренговое и эшелонированное).
Определенные требования к технологическому процессу посева протравленными семенами предъявляются в последнее время и в связи с условиями труда работающих, например, ряд хозяйств испытывают затруднения при протравливании семян в складских условиях и переходят к проведению данной операции в полевых условиях. В то же время технических средств для протравливания семян в полевых условиях, одновременно с процессом заправки сеялок, явно недостаточно.
Данная ситуация подчёркивает актуальность вопроса совершенствования технологии и средств механизации загрузки сеялок.
Анализ состояния вопроса показывает, что наиболее эффективными техническими средствами для загрузки сеялок, в том числе и протравленными семенами, с точки зрения ресурсосбережения, являются средства механизации на базе вращающихся в кожухах (желобах) спирально-винтовых рабочих органов.
Исследования с целью повышения эффективности загрузки зерновых сеялок обоснованием режимно-конструктивных параметров спирально-винтовых рабочих органов проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия» по теме № 0120.0600147 «Разработка средств механизации и энергоресурсосберегающих технологий производства и переработки продукции сельского хозяйства» (2005...2009 г. г.).
Цель работы. Снижение затрат труда, материалов, повреждаемости семян и энергии в процессе загрузки сеялок семенами, разработкой технических средств на базе спирально-винтовых рабочих органов.
Объект исследований. Технологический процесс загрузки сеялок семенами устройством с спирально-винтовым рабочим органом.
Методика исследований. Теоретические исследования базировались на основополагающих законах механики сыпучих сред, с использованием математического аппарата, описывающего процессы перемещения сыпучих материалов вращающимися в кожухах (желобах) пружинами.
Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общими методиками с использованием существующих и разработанных установок, теории планирования экспериментов, с обработкой результатов измерений методами математической статистики при помощи ЭВМ.
Научная новизна. Научную новизну составляют:
- аналитические зависимости для определения режимно-конструктивных параметров спирально-винтового рабочего органа: частоты вращения и диаметра спирального винта;
- аналитические зависимости для обоснования параметров устройства для выгрузки семян из контейнер-бункеров; - ресурсосберегающая технология и техническое средство для пере возки и загрузки сеялок семенами (патент РФ на полезную модель №71054).
Научные положения, выносимые на защиту:
- конструктивно-технологическая схема спирально-винтового рабочего органа загрузчика сеялок семенами на базе контейнер-бункера с дном треугольного поперечного сечения и рассекателем потока, снижающим давление зерновой массы на пружину;
- результаты теоретических исследований технологического процесса перемещения зерновой массы и полученные аналитические зависимости для определения осевой скорости материала от осевой скорости движения винтовой поверхности пружины, степени наполнения кожуха и желоба перемещаемым материалом, и, соответственно, производительности загрузчика;
- результаты лабораторных исследований по определению влияния режимно-конструктивных параметров рабочего органа на производительность, энергозатраты и повреждаемость семян;
- результаты производственных исследований и технико-экономическая оценка экспериментального загрузчика сеялок семенами.
Практическая ценность. Совокупность разработанной технологии и технического средства позволили решить задачу загрузки сеялочных агрегатов семенами, а внедрение результатов исследований в производство обеспечило: снижение энергозатрат в 4,5 раза и снижение материалоёмкости в 5 раз по сравнению с аналогами.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия (1995...2007 г. г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Региональные проблемы народного хозяйства» (2004 г.), Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» посвященной 65-летию ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» в 2008 году, Международной научно-практической конференции посвященной 100-летию профессора Красникова В. В. в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2008 году, расширенном заседании кафедр инженерного факультета Ульяновской ГСХА (2009 г.), расширенном заседании кафедр факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» (2009 г.).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в ГНУ «Ульяновский НИИСХ» и СГЖ «Курортный» Ульяновского района Ульяновской области, учебно-опытном хозяйстве ФГОУ ВПО «УГСХА» Чердаклинского района Ульяновской области.
Материалы исследований используются в учебном процессе агрономического и инженерного факультетов, технологическом институте (филиале УГСХА) и на факультете повышения квалификации ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА».
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в том числе 3 научные статьи - в перечне изданий, рекомендуемых ВАК РФ, получен патент РФ на полезную модель и патент на изобретение. Общий объём публикаций составляет 10 печатных листов, из них лично автору принадлежат 3 печатных листа. Диссертация состоит из пяти разделов, общих выводов, списка используемой литературы.
Работа изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу, 55 иллюстраций и 43 страницы приложений. Список используемой литературы включает 133 наименования, из них 10 на иностранных языках.
Существующие конструктивно-технологические схемы и рабочие органы загрузчиков посевных агрегатов
Производство зерна является основной функцией сельскохозяйственной отрасли страны. Конкурентоспособность товарного зерна зависит от себестоимости его производства и качества выращенной продукции. Этого можно достичь лишь комплексной механизацией всех технологических процессов и операций, в частности, процессов перевозки и загрузки посевных агрегатов семенами. Существующие технические средства для данных целей являются достаточно дорогими, сложными по конструкции, метало - и энергоёмкими, что приводит к широкому использованию ручного труда при ухудшении качества технологического процесса и, как следствие, снижению урожайности, повышению себестоимости зерна, потерям семенного материала. Выпускаемые промышленностью загрузчики сеялок недостаточно эффективны для фермерских хозяйств, для их эксплуатации требуются специальные средства, в большинстве случаев — автомобили различной грузоподъемности. К осложнению конструкции ведут также различные способы агрегатирования посевных машин (шеренговое и эшелонированное). Определенные требования к технологическому процессу посева протравленными семенами предъявляются в последнее время и в связи с условиями труда работающих, например, ряд хозяйств испытывают затруднения при протравливании семян в складских условиях и переходят к проведению данной операции в полевых условиях. В то же время технических средств для протравливания семян в полевых условиях, одновременно с процессом заправки сеялок, явно недостаточно. Данная ситуация подчёркивает актуальность вопроса совершенствования технологии и средств механизации загрузки сеялок. Анализ состояния вопроса показывает, что наиболее эффективными техническими средствами для загрузки сеялок, в том числе и протравленными семенами, с точки зрения ресурсосбережения, являются средства механизации на базе вращающихся в кожухах (желобах) спирально-винтовых рабочих органов. Исследования с целью повышения эффективности загрузки зерновых сеялок обоснованием режимно-конструктивных параметров спирально-винтовых рабочих органов проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия» по теме № 0120.0600147 «Разработка средств механизации и энергоресурсосберегающих технологий производства и переработки продукции сельского хозяйства» (2005...2009 г. г.). Цель работы. Снижение затрат труда, материалов, повреждаемости семян и энергии в процессе загрузки сеялок семенами, разработкой технических средств на базе спирально-винтовых рабочих органов. Объект исследований. Технологический процесс загрузки сеялок семенами устройством с спирально-винтовым рабочим органом. Методика исследований. Теоретические исследования базировались на основополагающих законах механики сыпучих сред, с использованием математического аппарата, описывающего процессы перемещения сыпучих материалов вращающимися в кожухах (желобах) пружинами. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общими методиками с использованием существующих и разработанных установок, теории планирования экспериментов, с обработкой результатов измерений методами математической статистики при помощи ЭВМ.
Научная новизна. Научную новизну составляют: - аналитические зависимости для определения режимно-конструктивных параметров спирально-винтового рабочего органа: частоты вращения и диаметра спирального винта; - аналитические зависимости для обоснования параметров устройства для выгрузки семян из контейнер-бункеров; - ресурсосберегающая технология и техническое средство для пере возки и загрузки сеялок семенами (патент РФ на полезную модель №71054). Научные положения, выносимые на защиту: - конструктивно-технологическая схема спирально-винтового рабочего органа загрузчика сеялок семенами на базе контейнер-бункера с дном треугольного поперечного сечения и рассекателем потока, снижающим давление зерновой массы на пружину; - результаты теоретических исследований технологического процесса перемещения зерновой массы и полученные аналитические зависимости для определения осевой скорости материала от осевой скорости движения винтовой поверхности пружины, степени наполнения кожуха и желоба перемещаемым материалом, и, соответственно, производительности загрузчика; - результаты лабораторных исследований по определению влияния режимно-конструктивных параметров рабочего органа на производительность, энергозатраты и повреждаемость семян; - результаты производственных исследований и технико-экономи ческая оценка экспериментального загрузчика сеялок семенами.
Практическая ценность. Совокупность разработанной технологии и технического средства позволили решить задачу загрузки сеялочных агрегатов семенами, а внедрение результатов исследований в производство обеспечило: снижение энергозатрат в 4,5 раза и снижение материалоёмкости в 5 раз по сравнению с аналогами.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия (1995...2007 г. г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Региональные проблемы народного хозяйства» (2004 г.), Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» посвященной 65-летию ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» в 2008 году, Международной научно-практической конференции посвященной 100-летию профессора Красникова В. В. в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2008 году, расширенном заседании кафедр инженерного факультета Ульяновской ГСХА (2009 г.), расширенном заседании кафедр факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» (2009 г.).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в ГНУ «Ульяновский НИИСХ» и СГЖ «Курортный» Ульяновского района Ульяновской области, учебно-опытном хозяйстве ФГОУ ВПО «УГСХА» Чердаклинского района Ульяновской области.
Материалы исследований используются в учебном процессе агрономического и инженерного факультетов, технологическом институте (филиале УГСХА) и на факультете повышения квалификации ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА».
Обоснование конструкции загрузчика сеялок на базе спирально- винтового транспортирующего рабочего органа
На основе анализа направлений совершенствования конструктивно-технологических схем загрузчиков сеялок и поисковых работ [13-15], [52, 72, 75], [83-84], [89-90], [100], [102-103], [124, 132, 133] была предложена конструкция технического средства для совершенствования технологического процесса на базе использования вращающихся в желобах и трубах пружин, позволяющего снизить материальные и трудовые затраты.
Загрузчик сеялок семенами (рисунок 2.1) состоит из транспортного устройства (кузова автомобиля, прицепа трактора) 2, рукавов (труб) с пружинами 5, приводного устройства 1, контейнер-бункера с отсеками 4. Выгрузные рукава 5 проходят выше поручней сеялки 8, так как высота поручней и высота пола транспортного средства примерно одинаковы. Выгрузные устройства, в количестве четырех штук, расположенные с шагом 1 м, обеспечивают равномерное распределение семян по ящику сеялки 7.
Нижние части сусеков контейнера-бункера имеют треугольную форму поперечного сечения. Вращающиеся рабочие пружины в пределах бункера сверху закрываются рассекателями потока 6, что позволяет материалу поступать на винтовые поверхности через щели. При этом рассекатель потока не позволяет пружине выпучиваться (всплывать от желоба) и снизить давление зерновой массы на рабочий орган (пружину), снижая тем самым энергозатраты на привод.
Для полного сохранения ширины кузова транспортного средства, куда ставится контейнер-бункер, и достижения возможности плавного изгиба кожуха с пружиной 5 в транспортном положении, торцевые стороны отсеков изготавливаются с наклоном в 45, что позволяет в данном пространстве монтировать приводные подшипниковые устройства, при закрытых бортах кузова 4. Рабочий процесс. Семена из контейнера-бункера 4 через щели рассекателя потока 6 захватываются винтовой поверхностью вращающейся пружины 5 и транспортируются в семенной ящик сеялки 7.
С учётом технологического процесса загрузки сеялочных агрегатов и других производственных процессов выбираем общую длину пружины L=5M, в том числе 2 м внутри сусека и 3 м за пределами транспортного средства (прицепа или кузова автомобиля). Общий вид рабочего органа приведён на рисунке 2.2 S = 70 Как видно из рисунка 2.2, пружину изготавливают из проволоки Ст. 65Г, длиной L = 5000 мм, толщиной проволоки 5 = 8 мм. Количество витков пружины / = L/S= 5000/70 = 71,5- 72 витка. При навивке пружины виток к витку с последующим растяжением длина нерастянутой пружины LH = v8 = 72-8 =576 580 мм. Общая длина проволоки для изготовления пружины составит 16 м и соответственно масса пружины - 6,4 кг. С учётом существующих исследований, ликвидации утечек материала, технологических особенностей рекомендуется вариант приводного устройства, приведенного на рисунке 2.3.
Устройство (рисунок 2.3) состоит из подшипникового устройства 2 с приводным шкивом 1 и приводным валом 7. На приводной вал установлен переходник-втулка 6, на переходнике-втулке закреплён рабочий орган -пружина 8 путём пропуска в отверстие на головке болта 5 витка пружины 8. Кожух (труба) 3 крепится к корпусу подшипникового устройства 2 любым из существующих способов. Подшипниковое устройство 2 и кожух (труба) монтируют на общей раме 11 посредством опор 10 и 15. На переходник-втулку 6 установлено упорно-отражательное кольцо 4, закреплённое штифтом 14. На головке болта, имеющей полукруглую форму 5, просверлено отверстие диаметром dl, большим, чем диаметр проволоки 5. Пружина 8 прижимается к поверхности переходника - втулки 6 гайкой 13 с шайбой 12. При этом глубина канавки hc =(dg-cosa)/2. Высота головки болта h = (DK-drf/2, где Дк - внутренний диаметр кожуха (трубы) 3 с загрузочным окном 9. Общая длина болта (/ d . При сборке пружину вставляют до упора витка к кольцу 4.
Устройство работает следующим образом. На переходник-втулку 6 монтируют упорно - отражательное кольцо 4, переходник-втулку 6 одевают на приводной вал 7. В отверстие, просверленное на переходнике-втулке 6 и приводном валу 4, вставляют болт 5, в отверстие-болта 5 вкручивают виток пружины 8 до упора в отражательное кольцо 4, и виток пружины 8 прижимают к переходнику-втулке гайкой 13.
Использование устройства со вставным болтом с отверстием в головке для закрепления приводимого во вращательное движение транспортирующей длинномерной пружины шагом винтовой линии примерно равной диаметру позволяет производить его соединение с приводным валом, обеспечивая при этом уплотнение приводного устройства с целью исключения потерь.
Методика и приборы для определения физико-механических свойств зерна
Данное явление объясняется тем, что при малых зазорах материал перемещается в осевом направлении, совершая больше вращательное движение, а в случае увеличенного зазора (14 мм) материал перемещается в осевом направлении в большей степени за счёт внутреннего трения зерен, так называемого «активного слоя», наподобие катушечных высевающих аппаратов зерновых сеялок.
Продолжительность загрузки зернотукового ящика с объёмом Узя, = 0,3325 м3 определили при частоте вращения пружины п = 360 мин-1: мин и при частоте вращения пружины n = 1040 мин-1: Продолжительность загрузки сеялки уменьшается с увеличением частоты вращения пружины, соответственно, производительности в прямопропорциональной зависимости (рисунок 4.21). С целью сравнения основных показателей разработанного технического средства для загрузки сеялок с аналогами и существующими приёмами в небольших хозяйствах АПК были проведены хронометражные наблюдения в полевых условиях ( СПК «Курортный»). Общий вид рабочего процесса приведен на рисунках 4.17. Агрегат состоял из трёх сеялок СПЗ-3,6 (без катков) и трактора МТЗ-100. Семена подвозили на автомашине ГАЗ-53. Для выгрузки зерна из кузова использовали вёдра по 7 кг и за пять минут было подано по лотку 0,6x2,0 м 60 вёдер (420 кг) двумя рабочими. Один рабочий поддерживал лоток над семенным ящиком. В процессе участвовали 3 человека: сеяльщик, грузчик и водитель. С одной заправкой сеялочный агрегат работал 35 минут. Производительность чистой работы составляет 420 кг 3 человека по 5 минут (всего 15 минут) или 1480 кг/ч. Выводы Проведённые экспериментально-производственные исследования технических средств на базе спирально-винтовых рабочих органов для обеспечения механизации основных операций технологического процесса загрузки семенного материала на складе (напольное хранение), протравливания семян (при необходимости), перевозки и загрузки сеялочных агрегатов подтвердили теоретические предпосылки обоснования режимно-конструк-тивных параметров рабочих органов и их работоспособность в полевых условиях. Исследованиями установлено следующее: 1. Загрузчик семян с приводом рабочего органа (пружины) в середине позволяет забирать семена с пола семяхранилища под углом ос= 45, обеспе чивая производительность 7 т/ч при частоте вращения пружины 750 мин-1. Масса погрузчика не превышает 110 кг. 2. Для обеспечения технологии загрузки сеялочных агрегатов оптимальными являются следующие основные параметры технических средств на базе спирально-винтовых рабочих органов: - для операции погрузки контейнера-бункера — транспортер с круглым кожухом, диаметром 88 мм, углом наклона рабочего органа к горизонту ос= 45, длиной 4,5 м, наружным диаметром пружины 72 мм, шагом 70 мм, частотой вращения 550... 1100 мин""1, производительностью от 11,4 до 18,6 м3/ч; - для операции выгрузки контейнера-бункера - пружина в жёлобе с углом наклона рабочего органа к горизонту ос= 0, длиной 2,0 м, наружным диаметром пружины 72 мм, шагом 70 мм, частотой вращения 680...760 мин"1, производительностьго 21,5 м3/ч; - для операции загрузки сеялок - транспортер с круглым кожухом, диаметром 95...100 мм, углом наклона рабочего органа к горизонту ос= 0...30, длиной 2,65...3,80 м, наружным диаметром пружины 72...88 мм, шагом 70...88 мм, частотой вращения 550..Л100 мин-1, производительностью от 9,06 до 14,5 м3/ч; - для операции протравливания семян - транспортер с круглым кожухом, диаметром 100 мм, утлом наклона рабочего органа к горизонту ос= 39, длиной 1,6 м, наружным диаметром пружины 95 мм, шагом 45 мм, частотой вращения 1060 мин "1, производительностью 3,70 м3/ч; - для операции выгрузки зерна из сусечного склада - пружина в жёлобе с углом наклона рабочего органа к горизонту «= 0, длиной 2,0 м, наружным диаметром пружины 90 мм, шагом 100 мм, частотой вращения 375...915 мин-1, производительностью от 8,00 до 18,50 м3/ч. 3. Производительность транспортирования растёт пропорционально частоте вращения пружины, при наружном диаметре пружины 72 мм, шаге 70 мм, плотности пшеницы 740 кг/м3, влажности 12 %, жёлоб треугольный деревянный, от 6,25 до 12,95 м3/ч при п = 375...915 мин"1. 4. Увеличение зазора А между наружным диаметром пружины и успокоителем от вспучивания пружины от 2 до 10 мм ведёт к снижению производительности на 11 % при п = 750 мин"1, и на 7 % при п = 915 мин-1. 5. Удельные энергозатраты, с учётом длины перемещения, при частоте вращения пружины п - 750 мин-1, составляют 33,1 Вт ч/м3 м с пружиной диаметром 72 мм, и 51,7 Вт ч/м3 м с пружиной диаметром 90 мм. При увеличении частоты вращения до п - 915 мин"1, с пружиной диаметром 90 мм, удельные энергозатраты снижаются до 37,9 Вт ч/м3 м. 6. Разгрузка контейнера-бункера через донные щели шириной 20 мм, расположенные с обеих сторон пружины, обеспечивает полное опорожнение ёмкости, снижает высоту бункера, а рассекатель потока над рабочим органом снижает давление зерна на пружину, уменьшая энергозатраты при заборе материала. 7. Увеличение длины загрузочного окна от 50 до 200 мм (ос= 30, диаметр кожуха 50 мм, п = 720 мин-1, пшеница р — 720 кг/м3) ведёт к увеличению коэффициента наполнения кожуха КР от 0,35 до 0,79, производительности от 2160 до 5400 кг/ч и снижению макроповреждений от 2,82 до 1,93%. При горизонтальном и слабонаклоненном положении рабочего органа (ос 30) и частоте вращения n = 720...890 мин-1, всхожесть семян увеличивается на 1... 1,25 %, а энергия прорастания на 10... 11 %.
Исследование экспериментально-производственного загрузочного транспортера
Из результатов расчётов видно, что внедрение загрузчика сеялок со спирально-винтовым устройством позволяет снизить энергоёмкость процесса загрузки сеялок в 4,5 раза, снизить материалоёмкость в 5 раз и получить годовой экономический эффект 90,3 тыс. руб. (в ценах 2008 г.). 1. На основе анализа существующих технических средств для загрузки сеялок семенами разработан загрузчик со спирально-винтовым рабочим органом, обеспечивающий снижение затрат труда, энергии, материалов и снижение повреждаемости семян при загрузки сеялок семенным материалом. 2. Согласно модели процесса перемещения материалов спирально-винтовым транспортирующим устройством и полученным на её основе аналитическим выражениям для определения производительности и энергозатрат определены режимные и конструктивные параметры загрузчика сеялок: частота вращения пружины - 750 мин-1; диаметр пружины - 72 мм; зазор между наружным диаметром пружины и внутренней поверхностью кожуха - 8 мм; угол наклона рабочего органа к горизонту - 15. 3. На основании полученных аналитических уравнений установлено, что при одинаковых режимных и конструктивных параметрах рабочего органа — пружины (диаметр, шаг, толщина проволоки) зерно перемещается с увеличенным коэффициентом наполнения по жёлобу, по сравнению со случаями перемещения по круглому кожуху, при этом в обоих случаях: - производительность транспортирования пшеницы по деревянному треугольному жёлобу, при оптимальных параметрах рабочего органа, растёт от 6,25 до 12,95 м3/ч пропорционально увеличению частоты вращения пружины от 375 до 915 мин"1; - увеличение зазора между наружным диаметром пружины и успокоителем от 2 до 10 мм ведёт к снижению производительности на 11 и на 7 % при частотах вращения пружины соответственно 750 и 915 мин 1. 4. Установлено, что удельные энергозатраты, с учётом длины переме щения, минимальны при использовании пружины диаметром 72 мм, частоте вращения пружины 750 мин-1 и составляют 33,1 Вт«ч/м3«м. Разгрузка контейнер-бункера через донные щели шириной 25 мм, расположенные с обеих сторон пружины, обеспечивает полное опорожнение ёмкости, снижает высоту контейнер-бункера, а рассекатель потока над рабочим органом снижает давление зерна на пружину, уменьшая энергозатраты при заборе материала. 5. Установлено, что увеличение длины загрузочного окна от 50 до 200 мм («= 30, диаметр кожуха 50 мм, п = 720 мин-1, пшеница р = 720 кг/м3) ведёт к увеличению коэффициента наполнения кожуха от 0,35 до 0,79, производительности от 2160 до 5400 кг/ч и снижению макроповреждений от 2,82 до 1,93%. 6. Применение спирально-винтового загрузчика в технологическом процессе загрузки сеялочных агрегатов семенами обеспечивает снижение энергозатрат по сравнению с аналогами в 4,5 раза, материалоёмкости до 5-ти раз. Годовой экономический эффект достигает 90,3. тыс. рублей, в расчёте на трёхсеялочный агрегат за один сезон работы.
Похожие диссертации на Разработка загрузчика зерновых сеялок с обоснованием его конструктивных параметров и режимов работы
