Введение к работе
Актуальность темы. Производство высококачественного зерна остается ключевой проблемой развития сельского хозяйства. Качество и количество получаемой сельскохозяйственной продукции напрямую зависят от технической оснащенности и эффективности работы применяемых технологических машин.
Большинство применяемых в хозяйствах РФ зерноочистительных агрегатов и комплексов для послеуборочной обработки семян зерновых культур выработало свой ресурс (80 % машинного парка приобретено 20...25 лет назад). Из-за низкой эффективности работы этих машин зерновой материал проходит неоднократную обработку, что приводит к увеличению материальных и трудовых затрат, повышению травмируемости семян. Одной из причин этих недостатков является низкая ориентирующая способность зернового материала на решетных станах зерноочистительных машин. Решетные станы работают как транспортер и не способствуют благоприятному расположению зерновых частиц относительно ячеек решета.
Попытки повысить качество очистки зерна сводятся к созданию машин, в которых осуществляются сложные колебания решетного стана с применением разного рода преобразователей вида движения, значительно ухудшающих энергетические, массогабаритные и эксплуатационные характеристики электропривода.
Существенное улучшение технико-экономических показателей зерноочистительных машин может быть достигнуто применением в них приводов на базе плоского линейного асинхронного двигателя, отличающегося простотой, легкостью монтажа, надежностью и низкой стоимостью.
В соответствии с Концепцией развития сельскохозяйственной техники России до 2015 года, создание универсальных и унифицированных машин нового поколения, обеспечивающих высокую производительность при минимальных затратах средств и высокой надежности машин, является основным направлением сельхозмашиностроения. Тематика работы отвечает «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ до 2020 года» и соответствует разделу Федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ: шифр 01.02 «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 года».
Цель исследования. Повышение эффективности работы зерноочистительной машины путем применения в электроприводе решетного стана плоского линейного асинхронного двигателя (ЛАД).
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
-
Исследовать технологические характеристики зерноочистительных машин и согласовать установку в электроприводе решетного стана плоского ЛАД.
-
Разработать математическую модель электропривода решетного стана зерноочистительной машины на базе плоского ЛАД и провести её исследование.
-
Разработать методику исследования электропривода решетного стана зерноочистительной машины; создать экспериментальный образец и проверить адекватность разработанной математической модели.
-
Сформулировать рекомендации по установке в электроприводе решетного стана зерноочистительной машины плоского ЛАД.
Объект исследования. Колебательные процессы решетного стана зерноочистительной машины с линейным электроприводом (ЛЭП).
Предмет исследования. Зависимости изменения параметров колебаний решетного стана от конструктивных элементов и режима работы линейного электропривода с учетом параметров зернового материала.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
-
Оригинальная конструкция электропривода решетного стана зерноочистительной машины на базе плоского ЛАД с повышенными энергетическими характеристиками за счет исключения промежуточных преобразователей вращательного движения в поступательное.
-
Математическая модель, позволяющая исследовать колебательные процессы решетного стана в зависимости от конструктивных элементов и режима работы ЛЭП с учетом параметров зернового материала.
-
Зависимости, отражающие влияние конструктивных элементов и режима работы ЛЭП с учетом параметров зернового материала на характеристику колебательного движения решетного стана и зернового материала.
Новизна технического решения защищена патентом РФ № 2446669.
Практическая ценность работы и её реализация:
-
Экспериментальная установка для исследования ЛЭП решетного стана зерноочистительной машины, которая может использоваться для многостороннего физического исследования.
-
Результаты исследований позволяют дать рекомендации при инженерных расчетах ЛЭП решетного стана и могут быть использованы при проектировании различных технологических линий на предприятиях АПК.
-
Внедрение модернизированного семяочистителя универсального МВР-2 (СУ-ОД) в ООО «Илиш-Агро» Илишевского района Республики Башкортостан позволило получить годовой экономический эффект в размере 24 200 руб. в ценах 2012 г.
-
Материалы теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ» на лабораторных занятиях по дисциплинам С Д. 05 «Электропривод» и ДС.01.04 «Эксплуатация электрооборудования в агропромышленном комплексе».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 7 научно-практических конференциях, в том числе на XLIX, L, LII Международных конференциях «Достижения науки - агропромышленному производству» (Челябинск, Челябинская ГАА, 2010-й, 2011-й, 2013 гг.); Всероссийской научно-практической конференции в рамках XX Юбилейной специализированной выставки «АгроКомплекс-2010» (Уфа, Башкирский ГАУ, 2010 г.); Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ» (Уфа, Башкирский ГАУ, 2010 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение развития АПК в современных условиях» (Ижевск, Ижевская ГСХА, 2011 г.); Всероссийской научно-практической конференции в рамках XXIII специализированной выставки «АгроКомплекс-2013» (Уфа, Башкирский ГАУ, 2013 г.).
Публикации. По результатам исследований получено 2 патента РФ, опубликовано 8 статей, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литера-
туры, включающего в себя 109 наименований, и 6 приложений. Основное содержание работы изложено на 144 страницах текста, содержит 65 рисунков, 14 таблиц.
