Введение к работе
Актуальность темы. Важное место в укреплении и создании прочной кормовой базы животноводства занимают многолетние травы. Увеличение производства и повышение качества кормов основано на расширении площадей в полевых севооборотах под многолетними бобовыми и злаковыми травами и повышении их урожайности. В связи с этим особое внимание уделяется вопросу подготовки необходимого количества качественных семян.
Ввиду специфических особенностей физико-механических свойств вороха и семян бобовых трав технология послеуборочной обработки требует специальных машин и оборудования. В общем случае технология обработки семян на стационарном пункте включает три этапа: сушку вороха, вытирание семян на специальных терочных устройствах и очистку семян. Поэтому в технологии послеуборочной обработки семян бобовых трав обязательная операция - вытирание, которое осуществляется с помощью клеверотерок.
Применяемые сегодня клеверотерки характеризуются повышенным дроблением семян и высоким удельным расходом электроэнергии на рабочий процесс, и на данный момент в нашей стране нет их налаженного производства. Среди технических решений, предлагаемых зарубежными производителями, выбор также ограничен и цена не всегда приемлема для потребителя. Основная масса клеверотерок создана для хозяйств и семенных станций, имеющих большие объемы производства бобовых трав. Такие машины имеют высокую производительность, себестоимость изготовления, большие габаритные размеры и автономное их использование сопровождается, как правило, повышением затрат ручного труда. Для некрупных сельскохозяйственных кооперативов и фермерских хозяйств сегодня на рынке сельхозтехники нет компактных, недорогих и энергосберегающих клеверотерок, а существующие семяочистительные машины не имеют устройств, обеспечивающих вытирание семян клевера и других бобовых и злаковых трав. Поэтому разработка терочного устройства к семяо-чистительной машине, имеющего небольшую производительность, высокие показатели качества выполнения технологического процесса и низкие удельные энергозатраты является актуальной задачей.
Цель исследования. Целью диссертационной работы является снижение затрат на очистку семян бобовых трав путем обоснования основных параметров и режимов работы аксиально-роторного терочного устройства к семяочистительной машине.
Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны процесс рециркуляции пыжины через терочное устройство при его совместной работе с семяочистительной машиной, технологический процесс вытирания и рабочие органы терочного устройства.
Научная новизна. Выведены аналитические зависимости, описывающие процесс рециркуляции невытертой пыжины через терочное устройство при совместной работе с семяочистительной машиной, позволяющие определить количество циклов выхода машины на стабильный режим работы и необходимые показатели качества выполнения технологического процесса терочным устройством.
Теоретически определены условия ввода материала из семяочистительной машины в терочное устройство и обоснованы основные конструктивно-кинематические параметры его ротора; выведены дифференциальные уравнения движения частиц обрабатываемого материала по бичам и между ними, позволяющие определить их среднюю осевую скорость движения и максимальную производительность терочного устройства.
Получены математические модели функционирования терочного устройства при вытирании семян из пыжины клевера и люцерны и определены его оптимальные конструктивно-технологические параметры.
Техническая новизна заключается в том, что разработаны се-мяочистительная машина, снабженная терочным устройством с отгрузочным транспортером (патент РФ №2304873); терочное устройство, содержащее ротор с горизонтальной осью вращения и закрепленными на его боковой поверхности бичами с различным направлением рифов к их продольной оси, охватывающую ротор деку, имеющую сплошную и перфорированную поверхности, загрузочную и выгрузную горловины (патенты РФ №№ 2316170, 2335882).
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили создать устройство для вытирания семян трав к семяочистительной машине, обладающее высокими показателями качества выполнения технологического процесса и низким удельным расходом электроэнергии.
В процессе теоретических, экспериментальных исследований и испытаний определены оптимальные конструктивные параметры и режимы работы терочного устройства. Разработана конструкторская и техническая документация и передана в ПКБ НИИСХ Северо-Востока. Изготовлена опытная партия терочных устройств в количестве 10 штук.
Применение терочного устройства в комплексе с семяочисти-тельной машиной позволит сократить затраты труда за счет исключения промежуточных операций, связанных с транспортировкой пыжи-ны, затариванием ее в мешки и растариванием. Годовой экономический эффект от применения терочного устройства составляет 15,8 тыс. рублей и достигается за счет более низкой стоимости по сравнению с клеверотеркой К-310А, меньшего дробления семян при одинаковой степени вытирания и более низкого удельного расхода электроэнергии на рабочий процесс.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Вятской ГСХА (2006...2009 гг.) и ГУ НИИСХ Северо-Востока (2006.. .2009 гг.).
По материалам исследований опубликовано 8 научных статей и получено 3 патента РФ на изобретение.
На защиту выносятся следующие положения:
технологическая и конструктивная схемы терочного устройства аксиально-роторного типа;
аналитические зависимости процесса рециркуляции невытертой пыжины через терочное устройство при совместной работе с се-мяочистительной машиной;
аналитические зависимости процесса подачи и перемещения частиц материала в терочном устройстве;
- математические модели функционирования и оптимальные
конструктивно-технологические параметры терочного устройства к
семяочистительной машине;
- результаты испытаний терочного устройства и экономическая
оценка его применения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 157 страниц, 9 приложений, 45 рисунков и 15 таблиц. Список литературы включает 129 наименований.
