Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса послеуборочной обработки зерна и семян и задачи исследовании 10
1.1 Обзор технологий и технических средств для послеуборочной обработки зерна и семян 10
1.2 Анализ влияния геометрии перемычек решетных полотен на ориентацию частиц относительно отверстия 24
1.3 Анализ работ по оценке процесса сепарирования зерна и семян на решетах 32
Выводы по главе 42
2 Теоретические исследования процесса сепарации зерна на решетах без его вибротранспортирования 44
2.1 Расчетная схемам математическая модель движения частицы 44
2.2 Исследование процесса разворота частицы на перемычках круглого сечения 54
2.3 Результаты исследования влияния кинематических, технологических и конструктивных параметров на вероятность ориентации частиц относительно отверстия решета 56
2.4 Обоснование технологической схемы решетного конвейера 60
Выводы по главе. 63
3 Методика экспериментальных исследований 64
3.1 Программа экспериментальных исследований 64
3.2 Приборы и оборудование для экспериментального исследования 67
3.3 Методика определения влияния нагрузки и кинематических параметров , на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями 76
3.4 Методика определения влияния нагрузки и кинематических параметров на просеваемость зерна на конвейере, оснащенном решетами с круглыми отверстиями 78
3.5 Методика определения влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту выделения длинных примесей на конвейере, оснащенном решетами с круглыми отверстиями 79
3.6 Методика проведения сравнительных испытаний решетного конвейера и решетных устройств с плоскопараллельными колебаниями 81
3.7 Методика производственных испытаний 84
4 Результаты экспериментальных исследований процесса сепарирования зернового материала решетным конвейером 87
4.1 Результаты исследование влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями 87
4.2 Результаты исследования влияния нагрузки и кинематических параметров на просеваемость зерна на конвейере, оснащенном решетами с круглыми отверстиями 94
4.3 Результаты исследование влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту выделения длинных примесей на конвейере, оснащенном решетами с круглыми отверстиями 97
4.4 Результаты сравнительных испытаний решетного конвейера и решетных устройств с плоскопараллельными колебаниями 101
4.5 Результаты производственных испытаний зерноочистительной поточной линии 104
Выводы по главе 106
5 Рекомендации производству и технико-экономические показатели результатов исследования 108
5.1 Рекомендации производству по модернизации зерноочистительных машин 108
5.2 Расчет экономической эффективности результатов исследования 113
5.3 Сравнительный энергетический анализ серийной и
экспериментальной технологической линии 116
Выводы по главе 120
Общие выводы по работе 121
Список использованной литературы 122
Приложения 134
- Анализ влияния геометрии перемычек решетных полотен на ориентацию частиц относительно отверстия
- Исследование процесса разворота частицы на перемычках круглого сечения
- Методика определения влияния нагрузки и кинематических параметров , на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями
- Результаты исследование влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Для удовлетворения потребности в
продуктах питания, в том числе и продукции животноводства, необходимо производить не менее одной тонны зерна на каждого человека. Увеличение производства зерна при сохранении посевных площадей возможно за счет повсеместного повышения урожайности. При этом необходимо добиваться снижения затрат на производство зерна и повышать эффективность его производства и переработки.
Одним из этапов в производстве зерна является его послеуборочная обработка. В общей структуре себестоимости, при возделывании зерновых культур, на послеуборочную обработку и хранение приходится до 40 % материальных затрат, что в первую очередь определяется низкой производительностью и качеством очистки зерна машинами зерноочистительных линий [56,64,106].
В России для сепарации зернового вороха используются зерноочисти-тельные машины, подразделенные по технологическому назначению на машины предварительной, первичной, вторичной очистки, триерные сепараторы и машины окончательной очистки. В процессе послеуборочной обработки семян зерновых культур на зерноочистительных агрегатах и комплексах наибольшая нагрузка по выделению сорной и зерновой примесей приходится на решетные зерноочистительные машины. Из-за низкой эффективности работы решетных машин требуемое качество семян по чистоте получают путем многократного пропуска материала через зерноочистительные агрегаты. Это приводит к увеличению объема обрабатываемой продукции, затрат на обработку при получении одного и того же количества готового продукта, повышенным материальным и трудовым затратам на обработку и повышенному травмированию семян [40, 80]. При послеуборочной обработке и хранении зерна теряется до 15% выращенного урожая.
В массовом производстве для очистки зерна от примесей находят применение машины, главными рабочими органами которых является сетчатый
транспортер (МПО - 50, МПО - 100), скальператор (МПО - 50С, МПУ-70, ОЗС-50), а так же зерноочистительные сепараторы решетного типа (МПУ -70,ОЗС-50,ЗВС-20А,МЗП-50,К-527идр.)[11, 13,48,95, 120].
Конструкции данных сепараторов постоянно совершенствуются, но в новых машинах увеличение производительности достигается в основном не за счет интенсификации процесса сепарации, применения новых рабочих органов и технологических режимов, а за счет увеличения площади рабочей поверхности решет. Поэтому существенного повышения качества при очистке зерна от сорных примесей и сортировании семян, а так же заметного снижения затрат на послеуборочную обработку не наблюдается.
Повышение эффективности послеуборочной обработки зерна следует искать за счет дальнейшего изучения закономерностей процесса сепарации и создания на этой основе новых рабочих органов, видов и режимов их движения, которые в совокупности обеспечат повышение пропускной способности зерноочистительных машин
Создание новых рабочих органов и совершенствование технологии очистки зерна и семян являются актуальными научными задачами, решение которых должно обеспечить:
максимально возможное разделение зерновой смеси на фракции при больших нагрузках;
стабильность технологического процесса в широком диапазоне изменения свойств исходного материала (засоренности, влажности и т.д.).
В связи с этим возникла необходимость изучения процесса разделения зерновой смеси на фракции и выдвинуто предположение о том, что ограничением на пути дальнейшего повышения эффективности процесса сепарации является сам принцип выделении проходовых частиц, основанный на виброперемещении обрабатываемого материала рабочей поверхностью.
Настоящая работа посвящена исследованию процесса разделения зерновой смеси на фракции и обоснованию основных конструктивно-кинематических и технологических параметров решетного конвейера, что
позволит повысить эффективность использования решетных сепарирующих устройств в подсевном и вороховом режимах.
Актуальность выбранного направления подтверждается соответствием данной темы разделу Федеральной программы по научному обеспечению АПК России: «Разработать научные основы развития системы технологического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирования эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики».
Работа выполнялась по плану НИР Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева.
Цель работы. Повышение эффективности процесса сепарации зерна путем применения решетного конвейера с поперечными колебаниями рабочей поверхности.
Задачи исследования:
Обосновать рациональный способ сепарации зернового материала решетным устройством.
Обосновать расчетную схему и разработать математическую модель, позволяющую исследовать ориентирующую способность решет, совершающих возвратно-поступательные колебания в горизонтальной плоскости.
Установить влияние кинематических параметров решетного конвейера и диаметра продольных перемычек решета на разворот частиц относительно отверстий.
Обосновать технологическую схему процесса сепарации решетным конвейером с поперечными колебаниями рабочей поверхности.
Разработать рекомендации по использованию решетного конвейера в качестве сепарирующего рабочего органа машин для послеуборочной обработки зерна.
Объект исследования. Процесс сепарации зернового материала решетным конвейером с поперечными колебаниями рабочей поверхности в горизонтальной плоскости.
Предмет исследования. Закономерности влияния основных конструктивно-кинематических параметров решетного конвейера на показатели процесс сепарации зернового материала.
Гипотеза. Принцип сепарации, основанный на выделении проходовых частиц из перемещающегося по сепарирующей поверхности зернового слоя, является ограничением повышения эффективности работы решетных устройств. На основании этого выдвинуто предположение, что повышение эффективности процесса сепарации возможно за счет применения решетного конвейера с поперечными колебаниями сепарирующей поверхности в горизонтальной плоскости.
Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:
установлены закономерности ориентации частиц эллипсоидной формы относительно отверстий решета, совершающего возвратно-поступательные колебания в горизонтальной плоскости;
определено влияние размера проходовых частиц и диаметра перемычек решета на ориентацию частиц относительно отверстий;
раскрыта взаимосвязь показателей работы решетного конвейера от начальной нагрузки, скорости движения, амплитуды и частоты колебаний ра-' бочей поверхности;
- обоснованы рациональные конструктивные и кинематические пара
метры решетного конвейера.
Практическая ценность. Разработана методика расчета, позволяющая на стадии проектирования определять влияние различных факторов на пропускную способность решетного конвейера, совершающего поперечные колебания в горизонтальной плоскости. Создан новый рабочий орган для разделения зерновой смеси на фракции, защищенный патентами Российской Федерации, обоснованы его основные параметры. Результаты исследований могут быть использованы при создании новых и реконструкции существующих решетных машин.
Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях Курганской государственной сельскохозяйственной академии (1990...2006 г.), Челябинского государственного агроинженерного университета (1999...2006 г.), научно-технических советах агропромышленного комитета РФ (1990 г.) и Межрегионального комитета по сельхозмашиностроению Ассоциации экономического взаимодействия областей и республик Уральского региона (2000 г., 2005 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 патентов на изобретение, которые отражают основное содержание диссертации и новизну технических решений.
Анализ влияния геометрии перемычек решетных полотен на ориентацию частиц относительно отверстия
Рассматривая процесс сепарации с точки зрения теории вероятности, В.А. Кубышев, Е.С. Коренченко, М.А. Тулькибаев детализируют процесс. При этом вероятность прохождения мелких частиц в отверстие они представляют, с некоторым приближением, как вероятность сложного события: р=ргр2-р3-р4, (1.1) где Р - вероятность попадания мелкой частицы в нижний слой разделяемой смеси; Р2 - вероятность попадания центра тяжести частицы над отверстием; Р3 - вероятность ориентации частицы длинной осью вдоль отверстия (для решет с прямоугольными отверстиями) или перпендикулярно отверстию. (для решет с круглыми отверстиями); Р4 - вероятность просеивания мелкой частицы за время пребывания частицы над отверстием.
Размер частиц, по которому происходит разделение, должен быть меньше или близок к размеру рабочего отверстия и время пребывания частицы над отверстием, должно быть достаточным для выделения ее под решето.
Лишь при выполнении всех вышеперечисленных условий, проходовая частица может быть выделена из зерновой массы с помощью решета. Поэтому, учитывая равнозначность перечисленных условий, процесс сепарации зернового материала на плоском решете следует рассматривать, в общем случае, как трехфазный, состоящий из трех последовательных этапов. Каждый этап, при этом, характеризуется выполнением вышеназванных условий.
В связи с этим, процесс сепарации на решетах был представлен как заключающий в себе три основных этапа: 1 Движение проходовой частицы из верхних слоев в нижний, находящийся непосредственно на поверхности решета. 2 Движение частицы по сепарирующей поверхности с момента касания решета до встречи с отверстием. 3 Ориентация частицы относительно отверстия и выделение ее под решето.
В этом случае протекание рабочего процесса сепарирования во времени было выражено уравнением: T = t,+t2+t3t (1.2) где Т - продолжительность всего процесса сепарирования с момента поступления проходовых частиц вместе с общей массой разделяемого материала на предварительно освободившуюся поверхность решета до момента отрыва их от нижней поверхности решета;
ti - период самосортирования частиц в слое, т. е. продолжительность пребывания проходовых частиц в пределах слоя с момента поступления его на свободную поверхность до контакта их с сепарирующей поверхностью решета;
t2- период поиска проходовыми частицами соответствующего отверстия при движении их по решету (продолжительность движения проходовой частицы с момента контакта ее с сепарирующей поверхностью решета до встречи с отверстием);
t3 — период выделения частицы через отверстие под решето (продолжительность просеивания частиц с момента начала ориентации относительно отверстия решета до момента отрыва их от нижней поверхности решета).
Таким образом, сепарация зернового материала на крупную и мелкую фракции на плоском решете может быть выполнена при определенных условиях, одно из которых - ориентация зерен в процессе движения их по реше ту. Под ориентацией в данном случае понимается процесс, в течение которого частицы проходовой фракции из хаотического состояния под воздействием внешних сил приводятся в определенное положение - длинной осью вдоль отверстия
Время заключительного этапа сепарирования - ориентации проходовых частиц относительно отверстий решета и процесса прохождения частиц зависит не только от кинематических параметров решетных устройств, но и от состояния сепарирующей поверхности.
Одной из причин низкой эффективности работы плоских решет является их недостаточная ориентирующая способность. Они работают как транспортер и не способствуют благоприятному расположению частиц зерновой смеси относительно отверстий решета. Другая причина низких производительности и качества работы плоских решет состоит в низком коэффициенте площади "живого" сечения решета, равного отношению суммарной площади всех отверстий к площади всей сепарирующей поверхности. Значение этого коэффициента для плоскопробивных решет колеблется в пределах от 0,2 до 0,57 [14,15,29,45,46,48,49,66,62].
Одним из возможных направлений ускорения процесса просеивания на плоских решетах и создание благоприятных условий для прохождения зерен в отверстия является изменение конструктивных параметров решет. Наиболее распространенным способом является увеличение габаритных размеров -длины и ширины решета, что повышает производительность зерноочистительной машины, но сопровождается увеличением габаритов и металлоемкости машины и затрудняется очистка решет от застрявших зерен [53, 67, 66, 68,70,72,76,82].
Интенсифицировать процесс сепарации на плоских решетах можно за счет повышения скорости движения зерна по решету. В современных зерноочистительных машинах скорость перемещения зерна по решетным полотнам составляет 0,10...0,25 м/с и ограничена размерами отверстий и продоль ными перемычками. Г.Д. Терсковым [112] было предложено для увеличения скорости движения зерновок по решетам и устранения их удара о поперечные перемычки ликвидировать последние. Но это условие трудно выполнимое, т.к. изменяется жесткость решета и как следствие, меняется рабочий размер отверстий.
На ориентацию частиц относительно отверстий существенное влияние оказывает геометрия продольных перемычек решета. Для увеличения вероятности ориентации частиц относительно отверстий необходимо, чтобы положение частиц на перемычках было неустойчивым. Для этого следует применять перемычки специальной формы [105].
На рисунке 1.2 показаны зависимости времени ориентации частиц от различных форм продольных перемычек: круглого, прямоугольного, треугольного и расстояния между точками контакта частицы с перемычками [24].
На перемычках треугольной формы, когда одна из вершин треугольника направлена вверх, частицы занимают неустойчивое положение, разворачиваясь и ориентируясь относительно отверстия. Но из-за сложности изготовления и наличия острых кромок, повышающих травмирование и заклинивание семян, такие решета не получили широкого распространения.
Исследование процесса разворота частицы на перемычках круглого сечения
Процесс сепарации на плоских решетах является сложным событием, благоприятное протекание которого зависит от многих факторов. Для того, чтобы глубже проникнуть в суть процесса, необходимо тщательное изучение факторов, оказывающих на него влияние.
Значительное место в процессе разделения зерновой смеси на фракции на решетах занимает ориентация проходовых частиц относительно отверстий. Частица должна развернуться длиной осью вдоль отверстия, для того чтобы пройти сквозь решето. Это относится главным образом к решетам с отверстиями продолговатой формы, предназначенным для разделения зерновой смеси по толщине ее компонентов.
Одним из способов уменьшения времени ориентации частиц относительно отверстий является изменение формы перемычек решета. Наилучшие условия для ориентации частиц относительно отверстий обеспечивают перемычки выпуклой формы. Время ориентации частиц относительно отверстий образованных круглыми перемычками почти в 2 раза меньше чем на плоскопробивном решете, перемычки которого имеют в сечении прямоугольную форму.
Методологические основы процесса сепарации сыпучих материалов базируются на теории выделения проходовых частиц из перемещающегося по наклонной сепарирующей поверхности зернового слоя [3, 14, 47, 53, 54, 62, 71, 117, 118]. Пути интенсификации процесса сепарации и создания условий для увеличения вероятности ориентации частицы относительно отверстий рассмотрены в работах А.И. Климка, Н.Ф. Конченко, Н.И. Косилова, И.ПЛапшина, Г.Д. Терского.
Ограничением на пути дальнейшего повышения эффективности работы решетных устройств является принцип сепарации, основанный на выделении проходовых частиц из перемещающегося по сепарирующей поверхности зернового слоя. В дополнение предыдущим исследованиям в настоящей работе рассматривается процесс сепарации, исключающий вибротранспортирование обрабатываемого материала рабочей поверхностью. При сепарации в таких условиях решету необходимо занимать горизонтальное положение и совершать возвратно-поступательные колебания, при чем направление колебаний и направление отверстий должны совпадать.
Попадая на сепарирующую поверхность, частицы зерновой смеси могут по-разному располагаться относительно отверстий. Одни частицы устанавливаются длинной осью поперек отверстия, другие под углом к отверстию, третьи — вдоль. Последние частицы самосориентированы и, в зависимости от размеров частиц и отверстия, могут выпадать под решето. Другим же частицам, которые расположились поперек отверстия или под углом к нему, необходимо создать условия, чтобы они развернулись на перемычках и сориентировались относительно отверстия. Но качественные показатели будут высокими лишь тогда, когда сориентируются частицы, занимающие самое невыгодное положение, когда частица расположена поперек отверстия, геометрический центр частицы равноудален от перемычек.
Для анализа вероятности разворота частиц относительно отверстия, образованного перемычками круглого сечения, и определения технологических и кинематических параметров работы решета примем дополнительные допущения. Частицы зерновой смеси располагаются на решете в один слой, отрыв частиц от поверхности решета и перекатывание не происходит, частицы представляют собой трехосный эллипсоид вращения, у которого толщина и ширина равны ширине прямоугольного отверстия, проекцией частицы на плоскость является эллипс с большей полуосью "я" и меньшей "6", ширина отверстия - #, частица касается перемычек отверстия в точках А и А .
На частицу действуют сила тяжести - mg9 силы нормального давления левой - Мл и правой - Nn перемычек отверстия, силы трения левой - Fn и правой -Fn перемычек и переносная сила инерции поступательно движущегося решета - Fj. Решето установлено горизонтально и совершает колебания с амплитудой А и частотой со (рис. 2.1).
Начало неподвижных координат расположим в исходном положении центра масс частицы, направив ось х вдоль оси отверстия решета, а ось у — перпендикулярно решетной поверхности.
Для вычисления угла разворота Ро необходимо определить расстояние от центра масс частицы до точек контакта ее с левой и правой перемычками, а также углы давления.
Рассмотрим контакт частицы с продольными перемычками круглого сечения d (рис. 2.2). Примем условие, что ось z расположена горизонтально, остальные оси координат расположены так же, как и было принято ранее в этой главе - в точке О. Выберем случай, когда частица расположена поперек отверстия, а ее центр масс не совпадает с продольной осью отверстия на ве личину Д. Предположим, что частица представляет собой эллипсоид вращения, проекцией которого на плоскость будет эллипс с большей полуосью "а" и меньшей "6", ширина отверстия "Я". Уравнение эллипсоида в точке О 2 2 2 _ У_ х а2 + b2 + 2 - (2.23) Проекцией эллипсоида на плоскость будет эллипс (плоскость х = 0). Эллипс опирается на цилиндрические перемычки (рис. 2.2), центры которых имеют координаты zoi и у0І9 причем
Методика определения влияния нагрузки и кинематических параметров , на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями
Изучение влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту разделения зерна на конвейере, работающем в подсевном режиме, проводилось на лабораторной установке, описанной в п.п. 3.2. , которая была оснащена решетами проволочно-сварной конструкции с продолговатыми отверстиями шириной 2,2 мм.
Основными факторами, определяющими эффективность сепарирования на решетном конвейере, являются начальная нагрузка, частота колебаний решетной поверхности, амплитуда колебаний и скорость движения сепарирующей поверхности транспортера.
Для исследования влияния этих факторов на процесс разделения зерновой смеси решетным конвейером в подсевном режиме была приготовлена 10 % зерновая смесь, состоящая из полноценных семян пшеницы и зерен прхо-довой фракции толщиной меньше 2,2 мм.
Экспериментальные исследования проводились по следующей методике. В бункер установки засыпалась зерновая смесь, устанавливалась амплитуда Aj = 6 мм, частота колебаний пі = 450 мин 1 и скорость движения конвейера Vi = 0,25 м/с, согласно плану экспериментальных работ. По шкале тарировки заслонки бункера питателя устанавливалась определенная начальная нагрузка. Экспериментальная установка запускалась в работу. После того как устанавливался устойчивый рабочий режим, проводился отбор сходо-вой и проходовой фракций, для этого перекидными заслонками фракции направлялись в контрольные емкости сбора фракций. Время отбора проб tnp. 20 секунд замерялось секундомером С-1-2а.
Экспериментальные исследования начинали с нагрузок соответствующих загрузке решета в один элементарный слой. Затем нагрузку увеличивали отq = 0,69 до q = 2,3 кг/см с интервалом, обеспечивающим получение 5...8 точек для построения исследуемой зависимости. Затем менялся один из кинематических параметров согласно плану эксперимента, и опыты продолжались в той же последовательности. Исследования приводили в диапазоне изменения амплитуды колебания А = 6 ... 10 мм, частоты n = 450 ...700 мин"1, скорости конвейера V = 0,25 ... 0,4 м/с.
Количественная оценка процесса разделения зерновой смеси на фракции велась определением выхода сходовой и проходовой фракции в единицу времени. Определялись веса сходовой Gi и проходовой G2 фракций, по которым рассчитывались выходы фракций за время отбора проб. Q, =3600Gi/tnp, (3.7) Q2 = 3600G2/tnp, (3.8) Фактическое значение начальной нагрузки определялось суммированием выходов сходовой и проходовой фракций: Q=Qi + Q2, (3.9) Качество процесса сепарации оценивалось полнотой выделения прохо довых частиц. e = G2/G0, (3.10) где G2- масса проходовых частиц, прошедших через решето за время опыта, кг.; Go- масса проходовых частиц, которые должны были пойти через решето за время опыта, кг. Технический анализ образцов сходовой и проходовой фракций проводился согласно ГОСТ 12036-66, ГОСТ 12042-66. Выделение навесок из отобранных образцов по ГОСТ 12037-81.
По такой методике проводили исследования при варьировании амплитуды колебаний А мм, частоты колебаний п мин"1 и скорости движения сепарирующей поверхности конвейера V м / сек.
Контроль кинематического режима решетного конвейера проводился путем замеров частоты вращения ведущего вала конвейера и эксцентрикового вала с помощью тахометра часового типа ТЧ 10-Р, а амплитуды колебаний рабочей поверхности решетного конвейера с помощью индикатора часового типа ИЧ ГОСТ 577-68 с магнитной стойкой. Результаты опытов сведены в приложение Г и представлены графически на рисунках 4.1,4.2,4.3,4.4.
Результаты исследование влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту разделения зерна на конвейере, оснащенном решетами с продолговатыми отверстиями
Методика исследования влияния нагрузки и кинематических параметров на полноту разделения зерна на конвейере, работающем в подсевном режиме, представлена в п.п. 3.3.
Исследовалось изменение полноты выделения мелкой примеси в зависимости от нагрузки при различных значениях кинематических показателях. Затем кривые перестраивали в зависимости полноты разделения от амплитуды, частоты колебаний и скорости движения решетной поверхности для конкретных величин начальной нагрузки. Результаты экспериментальных исследований представлены на рисунках 4.1,4.2,4.3,4.4.
На рисунке 4.1 представлены зависимости полноты разделения от амплитуды колебаний решетной поверхности. Характер кривых для всех представленных начальных нагрузок, в рассматриваемом диапазоне изменения амплитуды колебания решетной поверхности, практически одинаков. Максимальная полнота разделения зерновой смеси достигается при амплитуде A = 8...9 мм и изменяется в зависимости от начальной нагрузки в исследуемом диапазоне от 0,65 до 0,96. При меньших значениях амплитуды колебаний рабочей поверхности наблюдается снижение полноты разделения до 0,53 при начальной нагрузке q = 2,32 кг/см и до 0,93 при q = 0,69 кг/с-м при А = 6 мм. Это объясняется снижением величины перемещения частиц зерновой смеси относительно отверстий решета, что ухудшает условия для ориентации проходовых частиц относительно отверстий. Увеличение амплитуды колебаний больше 9мм сопровождается незначительным снижением эффективности сепарирования при низких удельных нагрузках, так как это приво дит к хаотичному движению частиц над отверстиями решета, так как высота слоя обрабатываемого материала не соответствует кинематическому режиму.
На рисунке 4.2 приведены зависимости изменения полноты выделения от частоты колебаний решетной поверхности, при указанных на рисунке значениях установочных параметров. С возрастанием частоты колебаний решетной поверхности от п = 450 мин"1 до n = 600 мин"1 полнота разделения вначале возрастает и при n = 600 ... 650 мин 1 достигает максимальных значений. Дальнейшее увеличение частоты колебаний приводит к незначительному снижению эффективности сепарирования.
Из приведенных данных установлено, что полнота разделения зерновой смеси решетным конвейером зависит от варьирования амплитуды и числа колебаний рабочей поверхности. При уменьшении значений амплитуды или частоты колебаний от оптимальных величин скорость и величина перемещения частиц по поверхности решета снижаются, что приводит к ухудшению условий ориентации частиц относительно отверстий решетной поверхности. Увеличение амплитуды или частоты от оптимального значения приводит к хаотичному движению частиц, их галопированию над рабочей поверхностью, что так же приводит к снижению эффективности процесса сепарации.
На рисунке 4.3 представлена зависимость полноты разделения от нагрузки и скорости движения рабочей поверхности при амплитуде колебаний рабочей поверхности конвейера А = 8 мм, частоте колебаний n = 600 мин"1. При всех указанных на рисунке начальных нагрузках зависимости носят экстремальный характер.
С возрастанием скорости движения рабочей поверхности решетного конвейера полнота разделения вначале растет. При скорости V = 0,3 м/с, V = 0,325 м/с, V = 0,375 м/с полнота разделения достигает максимальных значений 0,94, 0,87 и 0,79, при начальных нагрузках q = 0,93 кг/с-м; q = 1,39 кг/с-м и q= 1,85 кг/с-м, соответственно. Дальнейшее повышение скорости движения конвейера сопровождается уменьшением полноты разделения зерновой смеси.
Таким образом, каждой начальной нагрузке соответствует определенная оптимальная скорость движения конвейера, и чем больше нагрузка на решетную поверхность, тем больше должна быть скорость конвейера. При повышении скорости движения конвейера полнота разделения растет до определенного значения. На малых нагрузках повышение полноты разделения прекращается с уменьшением количества зерна на сепарирующей поверхности до одного элементарного слоя. При больших нагрузках положительный эффект от снижения толщины слоя прекращает сказываться из за значительного уменьшения времени сепарирования.
На рисунке 4.4 представлена зависимость полноты разделения от нагрузки, высоты слоя зернового материала на рабочей поверхности и времени сепарации при амплитуде колебаний рабочей поверхности конвейера А = 8 мм, частоте колебаний n = 600 мин .При всех указанных на рисунке начальных нагрузках зависимости носят экстремальный характер.
