Введение к работе
Актуальность темы. В разработанной концепции развития
свеклосахарного комплекса России на 2008 – 2020 годы и принятой отраслевой целевой программе «Развитие свеклосахарного подкомплекса России на 2013 – 2015 годы» подчркивается необходимость создания высокоэффективных технических средств для предпосевной подготовки семян сахарной свклы.
На сегодняшний день в Российской Федерации и во многих зарубежных странах технология предпосевной подготовки семян сахарной свклы поставлена, как известно, на промышленную основу и предусматривает обязательное выполнение комплекса технологических операций, в том числе операции шлифования рыхлого паренхимного слоя околоплодника при помощи различных по принципу действия шлифовальных машин и установок.
Однако, как показывает анализ, существующие и применяемые в производстве шлифовальные машины и установки дискового типа не в полной мере удовлетворяют предъявляемым требованиям, сложны по конструкции, имеют низкую производительность, энергомки и травмируют семенной материал.
В связи с этим, основной составляющей, при разработке шлифовальных машин, является высокая производительность при меньших затратах с сохранением или улучшением показателей шлифования семян.
Поэтому повышение качества выполнения операции шлифования семян
путем разработки конструкции и обоснования конструктивно-
технологических параметров дисковой шлифовальной установки, является
актуальной задачей, составляющей основу данного исследования и
выполнена в соответствии с концепцией «Развитие аграрной науки и
научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской
Федерации на период до 2025 года»
Степень разработанности. Анализ известных теоретических
исследований в области шлифовальных машин показал, что они не в полной мере позволяют определить рациональные конструктивно-технологические параметры установок с дисковыми рабочими органами, в то же время очень дороги, энерго и металломки и, что самое главное, семена из-за нагрева проходят обработку в многостадийном режиме вследствие чего, травмируются до 20 %.
Цель работы. Повышение качества шлифования семян сахарной свеклы путем обоснования параметров и разработки дисковой установки.
Задачи исследований:
1. На основе анализа современных достижений науки и техники
разработать конструктивно-технологическую схему дисковой установки для
шлифования семян сахарной свеклы.
2. Провести теоретическое обоснование и определить рациональные
значения основных конструктивно-технологических параметров дисковой
шлифовальной установки.
3. Исследовать процесс взаимодействия семян сахарной свеклы с
дисковым рабочим органом и оценить качество шлифования.
-
Провести лабораторные и производственные испытания дисковой шлифовальной установки, провести оптимизацию конструктивно – технологических параметров, определить экономическую и энергетическую эффективность ее использования.
-
На основании результатов проведенных исследований разработать конструктивно-технологические схемы модернизированных шлифовальных машин с различным исполнением приводов шлифовальных дисков.
Объект исследований. Технологический процесс и техническое средство шлифования семян сахарной свеклы.
Предмет исследований. Закономерности влияния конструктивно-технологических параметров дисковой установки на качество шлифования семян сахарной свеклы.
Методология и методика исследований. При выполнении
диссертационной работы использовались стандартные методики с
применение классических положений теоретической механики,
сопротивления материалов, теории механизмов и машин, математического
моделирования. Разработка математических моделей взаимодействия семян с
дисковым рабочим органом и последующие экспериментальные
исследования были выполнены на основе планирования многофакторных экспериментов и регрессивного анализа опытных данных с использованием программ Statistica и Matlab.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту.
1. Аналитические зависимости, описывающие взаимодействие семян
сахарной свеклы с дисковым рабочим органом.
2. Теоретические зависимости, определяющие конструктивные
параметры противовесов для уравновешивания рабочего диска
шлифовальной установки.
3. Экспериментальные зависимости и модели регрессии, позволяющие
определять рациональные значения технологических параметров дисковой
шлифовальной установку.
4. Конструкции шлифовальных установок с дисковыми рабочими
органами.
Новизна технических решений подтверждена 4 патентами РФ на полезные модели (№155837; №162270; №162272; №164779).
Теоретическая и практическая значимость работы.
1. Предложенные технические решения позволили существенно
повысить качество шлифования семян сахарной свеклы и снизить
энергетические затраты на технологический процесс.
2. Полученные теоретические и экспериментальные закономерности
имеют практическую значимость для конструкторских, технологических и
проектных отделов машиностроительных предприятий при создании новых
шлифовальных машин и установок.
3. Получены математические модели, позволяющие обосновать
рациональные параметры дисковой шлифовальной установки.
4
Публикации. По материалам исследования опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 в рецензируемых научных изданиях, 4 патента РФ на полезные модели.
Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях Казанского ГАУ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на 139 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 15 рисунков, список литературы состоит из 115 наименований, из них 2 на иностранном языке.