Введение к работе
Актуальность работы. Основой зерноочистительных агрегатов и комплексов являются машины решетного типа, в которых процесс разделения осуществляется в поле действия сил тяжести. Это обстоятельство сдерживает повышение удельной производительности сепараторов и снижает качество очистки зерна.
Подобные недостатки устранены в центробежных сепараторах, у которых выделение частиц через решетную поверхность происходит под действием инерционных сил, намного превосходящих силы тяжести.
Однако существующие технологические и технические недостатки не позволяют найти широкое применение данным машинам.
Следовательно, разработка технических средств, интенсифицирующих процесс очистки зерна от мелких примесей, является актуальной научно-хозяйственной задачей.
Исследования выполнены в соответствии с темой федеральной программы по научному обеспечению АПК Российской Федерации: шифр 01.02 – «Разработать перспективную систему технологий и машин для производства продукции растениеводства и животноводства на период до 2015 г.»; государственной целевой научно-технической программой – «Техническое перевооружение сельского хозяйства Алтайского края на 2006-2010 годы» от 07.03.2006 г. №11-3С; планом НИР Алтайского государственного аграрного университета – "Разработка энерго-ресурсосберегающих технологий и технических средств для возделывания зерновых культур и послеуборочной обработки зерна".
Цель исследования - интенсификация процесса сепарации зерна на цилиндрическом подсевном решете, имеющем продолговатые отверстия, расположенные под углом к образующей, и внутренний барабан с комбинированными пластинами центробежно-решетного сепаратора.
Объект исследования - процесс сепарации зерновой смеси на подсевном решете в центробежно-решетном сепараторе.
Предмет исследования - закономерности процесса сепарации на подсевном решете с внутренним барабаном центробежно-решетного сепаратора.
Научная гипотеза заключается в том, что интенсифицировать процесс сепарации на подсевном решете с внутренним барабаном центробежно-решетного сепаратора возможно за счет увеличения давления на зерновой материал, ориентации частиц вдоль оси продолговатых отверстий, расположенных под углом, и оптимизации конструктивных параметров.
Методы исследования. Поставленные научные задачи решались на основе теоретических методов исследования, основных законов механики и дифференциального исчисления. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и хозяйственных условиях с применением методов математического моделирования, планирования эксперимента и регрессионного анализа.
Научная новизна исследования:
1. Разработана детерминированная математическая модель процесса движения зерновой смеси между комбинированными пластинами барабана и в активном слое центробежно-решетного сепаратора.
2. Получена вероятностная математическая модель сепарации на подсевном цилиндрическом решете с продолговатыми отверстиями, расположенными под углом к образующей решета и комбинированными пластинами внутреннего барабана центробежно-решетного сепаратора.
3. Установлены закономерности влияния комбинированных пластин внутреннего барабана и цилиндрического решета с продолговатыми отверстиями, наклоненными под углом к образующей, на количественные и качественные показатели процесса разделения зерновой смеси.
Новизна технических решений подтверждена патентом Российской Федерации № 2385775.
Практическая значимость работы: Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили определить рациональные конструктивные и кинематические параметры работы центробежно-решетного сепаратора.
Полученные зависимости могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями для создания центробежно-решетных сепараторов с подсевным решетным блоком.
Положения, выносимые на защиту:
-
Математические модели процесса движения зернового материала на цилиндрическом подсевном решете с внутренним барабаном и процесса сепарации на нем с учетом работы комбинированных пластин и продолговатых отверстий решета, расположенных под углом к образующей.
-
Экспериментальные закономерности процесса сепарации на подсевном решете, подтверждающие теоретические исследования.
-
Оптимальные конструктивно-кинематические параметры подсевного решета.
Реализация результатов исследования. Разработанный экспериментальный образец центробежно-решетного сепаратора с подсевным решетом прошел производственную проверку в ООО «Лео» Калманского района Алтайского края.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены и одобрены: на научно-практических конференциях Алтайского государственного аграрного университета (2006-2010), на V и VI международных научно-практических конференциях – "Аграрная наука сельскому хозяйству" (Барнаул 2010, 2011 г.), на научном семинаре ГНУ СибИМЭ Россельхозакадемии (Новосибирск 2011).
Публикации результатов исследований. По основным положениям диссертационной работы опубликовано шесть научных работ, в том числе патент на изобретение и две статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы, состоящего из 132 наименований (в том числе 17 на иностранном языке) и приложений. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц и 47 рисунков.
