Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования 7
1.1. Современное состояние уборки льна-долгунца 7
1.2. Анализ рабочих органов для сбора и транспортировки растительных материалов 15
1.3. Обзор аналитических зависимостей перемещения растительных материалов в бункерах и пневмопроводах 28
1.4. Цельи задачи исследования 41
2. Теоретические исследования к обоснованию конструкции и основных параметров пневмотранспортирующего устройства 44
2.1. Теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера 44
2.2. Математическое моделирование процесса пневмотранспортирования мелкого вороха 55
2.2.1 Движение вороха в наклонном материалопроводе 55
2.2.2 Движение вороха в отводе материалопровода 61
2.3. Теоретическое обоснование конструктивных параметров переоборудованного тракторного прицепа 67
3. Программа и методики экспериментальных исследований пневмотранспортера мелкого вороха 76
3.1. Программа экспериментальных исследований 76
3.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки 84
3.3. Методика планирования эксперимента 89
4. Результаты экспериментальных исследований и анализ 99
4.1. Определение рациональных конструктивных параметров и режимов работы пневмотранспортера 99
4.2. Влияние параметров состояния льновороха на технологический процесс уборки льна-долгунца 112
5. Экономическая эффективность пневмотранспортера мелкого вороха в технологической схеме льнокомбайна с роторным сепаратором 117
Общие выводы 125
Список использованных литературных источников 127
Приложения 137
- Современное состояние уборки льна-долгунца
- Теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера
- Программа экспериментальных исследований
- Определение рациональных конструктивных параметров и режимов работы пневмотранспортера
Введение к работе
Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства в процессе становления рыночных реформ является поиск эффективных путей увеличения объемов и повышения качества льнопродукции за счет совершенствования технических средств, используемых при уборке. В связи с низким уровнем производства продукции в стране, развитие льняного подкомплекса в АПК стала очевидна и диктуется необходимостью удовлетворения текстильных предприятий конкурентоспособным отечественным сырьем. Стебли льна являются основным источником волокнистого сырья для производства экологически чистых тканей, одежды, технический изделий. Семена льна-долгунца находят широкое применение в пищевой, медицинской, лакокрасочной и парфюмерной промышленностях.
В Северо-Западном регионе России используется комбайновая технология уборки. Она предполагает теребление и очес льна комбайнами с расстилом стеблей в ленту и получением льновороха, который поступает на пункты первичной переработки. Первичная переработка грубого вороха включает в себя искусственную сушку, сепарацию и обмолот с получением семян льна. Существенным недостатком в процессе уборки льна комбайном является повышенное содержание путанины в ворохе. При уборке в фазе ранней желтой спелости льноворох содержит до 60% путанины влажность, которой достигает до 80%. Это приводит к повышенному расходу топлива на сушку, дополнительным загрязнением окружающей среды, снижению посевных качеств семян и затягиванию сроков уборки. На сушку вороха расходуется до 60% топлива от всего объема, затрачиваемого на уборочные операции.
Одним из направлений, позволяющим снизить содержание путанины в ворохе и улучшить посевные качества семян, является сепарация льновороха роторным разделителем в процессе уборки льна-долгунца льнокомбайном. Сепарация вороха на комбайне предусматривает сбор и раздельную транспорта ровку путанины и льновороха. В связи с этим разработка устройств, осуществляющих раздельную транспортировку путанины и мелкого льновороха в переоборудованный тракторный прицеп является актуальной задачей.
Анализ конструкций для сбора и перемещения сходных по физико-механическим свойствам материалов показал, что наиболее эффективным является всасывающе-нагнетательный пневмотранспортёр. Вопросы теории движения вороха в пневмоустановках рассматривались в основном применительно к несепарированному льновороху и с использованием установок нагнетательного типа, что неадекватно описывает процесс перемещения мелкого льновороха пневматическим способом.
В работе рассматривается и решается задача теоретического обоснования процесса сбора и обоснования конструктивных параметров сборного бункера; разработки математической модели транспортировки мелкого льновороха и теоретического обоснования места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе.
Предлагаемый способ уборки с разделением материала на две фракции органично вписывается в технологические схемы переработки льновороха. Он позволяет использовать компактное недорогое оборудование для дальнейшей очистки, переработки и сушки мелкого вороха в хозяйствах с любыми посевными площадями, в т.ч. в крестьянских и фермерских хозяйствах.
В связи с этим поставлена цель исследования — повышение эффективности уборки льна-долгунца путём разработки и оптимизации конструктивных и технологических параметров сборного бункера и пневмотранспортера смешанного типа для раздельного транспортирования компонентов сепарации.
На основе проведенных исследований на защиту выносятся:
• теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера;
• математическая модель пневмотранспортирования мелкого вороха;
• теоретическое обоснование места положения разделительной перегородки в тракторном прицепе;
• экспериментальные зависимости позволяющие оптимизировать конструктивные и технологические параметры сборного бункера и пневмотранспортёра;
• технико-экономические показатели использования пневмоустанов-ки в технологической схеме льноуборочного комбайна с роторным сепаратором.
Результаты математического моделирования дали возможность оценить степень точности полученных моделей, в том числе и по сравнению с ранее разработанными. Это позволило перейти к оптимизации конструктивных параметров пневмотранспортёра и реализации технических решений.
После выполнения технических решений, оптимизированная конструкция пневмоустановки проверялась на работоспособность при полевых испытаниях в СПК "Красное Знамя" Великолукского района Псковской области. Результаты агротехнической оценки показали преимущества предлагаемой технологической оценки по сравнению с существующей.
Использование технологической схемы льноуборочного комбайна с роторным сепаратором и пневмотранспортёром всасывающе-нагнетательного типа позволяет улучшить оценочные показатели льноуборочной машины.
Автор выражает благодарность за помощь в написании данной работы своему научному руководителю кандидату технических наук, доценту С.А. Катченкову, а также особую благодарность за помощь в проведении исследований заведующему кафедрой «Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины», доктору технических наук, профессору В.В. Морозову.
Современное состояние уборки льна-долгунца
В Российской Федерации льноводство является одной из важнейших отраслей растениеводства и даёт два равноценных вида продукции — семена и волокно.
Семена льна содержат 30 - 40% высококачественного масла и широко используются в пищевой, медицинской, парфюмерной и других отраслях промышленности.
Волокно служит основным источником для производства экологически чистых антисептических тканей, одежды, технических изделий. Потребность текстильной промышленности в льняном волокне постоянно растет вследствие того, что многие изделия из него полностью не могут быть заменены изделиями из химических волокон.
Льноводство позволяет решать и социальные вопросы региона. Создание только одного рабочего места (дополнительно) на выращивании льна тянет за собой цепочку из 16 рабочих мест по переработке продукции [46].
В структуре общей земельной площади, занятой сельскохозяйственными культурами наблюдается заметное сокращение посевных площадей под лён-долгунец при увеличении доли высоко засоренного льновороха в общей массе посевов. Это происходит: во-первых, в результате уменьшения проводимых хозяйствами мероприятий по борьбе с сорняками вследствие дороговизны химических препаратов и их отсутствия; во-вторых, при использовании некачественного и засоренного сорняками посевного материала. [25].
Одна из причин - отсутствие современного высокотехнологичного комплекса уборочных машин, применяемых при уборки льна-долгунца.
Затраты труда в расчёте на один гектар посевов льна составляют около 100 ч, из которых 80% приходится на уборку урожая [103]. На заготовку одного центнера льнотресты затрачивается до 4,5 чел.-ч. Это самые высокие затраты труда на единицу произведённой продукции в растениеводстве. Достаточно большие затраты материально-энергетических ресурсов на производство льна: в расчёте на один гектар этой культуры расход топлива составляет порядка 220 кг, электроэнергии - 216 кВт-ч, металла - 594 кг [63].
Чрезвычайно важная задача - самообеспечение льносеющих хозяйств качественным посевным материалом. Применение качественных семян льна позволяет экономить до 8-10% топлива, затрачиваемого на уборочные работы [44].
Ареал возделывания льна-долгунца в России территориально ограничен южно-таёжной и лесной природно-сельскохозяйственной зоной, включающей Нечернозёмную зону Европейской части и Сибирский регион льносеяния. Колебания погодных условий по годам в том или ином регионе часто превосходят многолетние средние показатели. Это служит основанием для ориентации на единую машинную технологию уборки льна-долгунца [44,104].
Известно три основных способа уборки льна-долгунца: сноповой, раздельный и комбайновый. Выбор способа уборки льна зависит от природно-климатических условий региона и наличия уборочной техники [85].
Сноповой способ уборки более полно учитывает биологические особенности льна. Уборку начинают когда стеблестой достиг фазы ранней желтой спелости, основная масса коробочек имеет желтоватый оттенок и семена окрашены в светло-коричневый цвет. В настоящее время механизированная технология, машины и рабочие органы для реализации этого способа в производственных условиях отсутствуют. Способ в основном применяется на экспериментальных семеноводческих станциях, занимающихся селекцией и районированием новых сортов льна [45,65].
Раздельная (двухфазная) технология уборки льна, состоящая в тереблении его на стадии ранней желтой спелости с расстилом на льнище и последующим (после подсыхания коробочек и дозревания семян) обмолотом и оборачиванием, позволяет уменьшить затраты на переработку льновороха. Начало теребления льна в фазе ранней желтой спелости позволяет сократить сроки вылежки тресты на 5 — 10 дней. Льняное поле в более ранние сроки освобождается для проведения дальнейших операций. Основными недостатками раздельной технологии является отсутствие в производстве комплекса машин для ее реализации и зависимость её от природно-климатических условий региона. В случае благоприятных погодных условий двухфазную технологию уборки можно реализовать только на 30% посевных площадей.
Вероятность сухой погоды в период уборки на большинстве территории Российской Федерации не превышает 50%, что ограничивает возможность ее применения в Северо-Западном регионе. Комплекс машин для раздельной технологии уборки льна в обязательном порядке включает льнотеребилку и подборщик-очёсыватель. Подборщик по особенностям эксплуатации, конструкции и цене сопоставим с льноуборочным комбайном. Увеличение количественно и по маркам парка льноуборочных машин способствует увеличению себестоимости льнопродукции и не позволяет внедрять двухфазный способ уборки льна-долгунца в хозяйствах с небольшими посевными площадями (крестьянские и фермерские хозяйства) [31,73].
Основной фактор в проведении уборочных работ - ограниченный резерв времени на выполнение технологических операций. Поэтому льноуборочные машины должны быть надёжны в эксплуатации и высокопроизводительными [104,105].
На сегодняшний день прогрессивная машинная технология — фактически единственный резерв повышения эффективности льноводства в России. Она максимально должна использовать новые технологические операции, обеспечивающие экономию материально-технических и энергетических ресурсов, сохранение экологии окружающей среды [44,74]. За 50 лет применения прицепных комбайнов ЛК-4А при уборке льна-долгунца не было внесено кардинальных изменений в конструкцию очесывающего аппарата. В процессе работы комбайна всегда использовался очесывающий аппарат гребневого типа, не полностью отвечающий агротехническим требованиям. Комбайновая технология уборки льна позволяет снизить затраты труда в 3 раза и сократить сроки уборки на 15 — 20 дней по сравнению со сноповым способом. За один проход комбайн выполняет три операции: теребление стеблей, очёс семенных коробочек и расстил очёсанной соломы на льнище [15].
При комбайновом способе уборки влажность льновороха колеблется от 35 до 60% и более. Состав льновороха зависит от условий созревания, степени полёглости стеблестоя льна, состояния рабочих органов льноуборочного агрегата и других факторов. Пределы изменения содержания основных компонентов и их влажности приведены в таблице 1.1 [45,70].
Теоретическое обоснование конструктивных параметров сборного бункера
После выделения из вороха путанины и крупных примесей роторным сепаратором, семенные коробочки, свободные семена и мелкие примеси через решетки просыпаются в сборный бункер пневмотранспортера мелкого льново-роха.
На параметры бункера и режимы его работы накладываются следующие ограничения:
1. Площадь загрузочного окна бункера должна быть больше или равна суммарной площади проекций решет роторного сепарато ра,т.е.: "эвглк e tJpau.an
2. Движение вороха в бункере под действием силы тяжести возможно, если коэффициенты трения компонентов мелкого льно-вороха меньше тангенса угла наклона стенок бункера, т.е.:
3. Пропускная способность бункера должна быть больше или равна подаче сепаратора:
При изучении вертикального движения мелкого вороха будем представ Й лять сборный бункер (в дальнейшем просто бункер) трубой переменного сече ния (конусом) с текущим эффективным диаметром, определяемым по формуле: S-2JIJ2, (2.1) где s(x) - текущая площадь горизонтального сечения бункера вдоль оси ОХ. Принимаем допущение, что в бункере мелкий льноворох (в дальнейшем ворох) находится в псевдоожиженном состоянии в виде аэросмеси (в даль нейшем смеси), состоящей из твёрдого компонента и воздуха.
Будем считать ось бункера направленной вертикально вниз и обозначим ОХ. Выделим двумя бесконечно близкими плоскостями, перпендикулярными оси ОХ бункера, элементарный слой смеси толщиной dx. На слой смеси действуют силы инерции и трения, которые уравновешиваются силами давления и тяжести (рис. 2.1).
Элементарная сила трения состоит из сил трения, действующих на твердые компоненты и воздух элементарного слоя при их движении по стенкам бункера и между собой.
Для определения зависимости текущей площади S(x) горизонтального сечения бункера от углов наклона стенок а„ а29 а3 рассмотрим рис. 2.1. Текущая длина элементарного слоя вороха определяется по формуле: а(х) х-(сДО, +c/gtt3), (2.19) Соответственно, текущая ширина элементарного слоя вороха находится по формуле: b{x) = x-ctga2t (2.20) Площадь элементарного слоя вороха равна s(x)=a(x)-b(x) и с учетом (2.19), (2.20) имеем: S(x) = хг ctga2 (ctgax + щщ\ (2.21) Принимая, что текущая координата х равна высоте слоя смеси А, т.е. х = h, можем записать: к = .= + "J h_, J. , (2.22) Учитывая, что бункер расположен под углом р к горизонту, выражения (2.21) и (2.22) принимают вид: h = hcosfi "1 і=w } (2-23) С учетом выражения (2.23) площадь элементарного слоя вороха запишем в виде: S = h2 -cosp-ctga% \ctg(ax+p) + ctgfa -/?)), (2.24) Обозначив через Е = cos2 у ctga2 - (ctg(ax + y)+ctg(ab - y% выражение (2.24) примет вид: УE-h\ Для упрощения выражения (2.17), обозначив первый интеграл ж fs{x)dx = Jt, получим: /, = JEh3(-dh) E ]h2dh = (3h20-3h0h + h2)9 (2.25) К- л Обозначив второй интеграл через J2 = Js-J 2(x)tk, будем иметь: т Л = УЛтв W = ijr"»ffi-- j, (2.26) Подставив выражения (2.25) и (2.26) в (2.17) получим: u=u0+q- (l-eXP0(S0-S))+P„S + {p + pJgh{3%-3W + h y Ій «Р. ЕГ 1\Х +Л. (2.27) После подстановки (2.24) при = cos2 /? ctga2 (ctg(ax + р)+c/gfo - /?)), в (2.27), имеем: (2.28) + i № cos2 р. cfcer, (cfcfo + р) 4- с#( 3 - р)У + + p-ctga2{ctg{a{ + p)+ctg{a3-p)fo х Л +Л. 1"« P«f -- (cos2 .ctga2{ctg{ax + /?)+ c/g(a3 -р))} 2 х 8Р« Принимая, что, пропуская способность бункера равна подаче сепаратора Яб Яс Ят можем записать: йашрА-е) Ли9 (2.29) где А -площадь выгрузного окна бункера. Следовательно, скорость вороха в окне бункере равна: # и РЛ- А (2.30) Для предотвращения явления завала выгрузного окна бункера ворохом (включающим, соломистые частицы длиной / = 40...50 мм) с учётом "Уцр [6]: принимаем dm = 2h$ и подставляя выражение (2.30), получим: (\-є)-лН2 где h - высота слоя вороха в бункере.
Так как левые части выражений (2.28) и (2.31) равны, то приравняем их правые части. Принимая значения углов наклона стенок бункера а, =45, а2=45, а3=45; угол наклона сборного бункера на льнокомбайне /?=30; по т розность слоя вороха є =0,7 и давление Р=55 Па в бункере при максимальной подачи вороха сепаратором, совместно решаем уравнения графическим способом. Точка пересечения А позволяет определить значение начальной высоты слоя вороха в бункере.
На изображены графические зависимости теоретической скорости движения слоя вороха в выгрузном окне бункера от высоты материала. Кривая и, =/(А) представляет собой зависимость теоретической скорости материала от высоты при движении слоя вороха под действием силы тяжести. Кривая м2 = f2(h) иллюстрирует графическую зависимость теоретической скорости вороха от высоты слоя материала в бункере с учетом работы активатора.
Программа экспериментальных исследований
Для определения рациональных конструктивных параметров и режимов работы пневмоустановки смешанного типа, проверки её работоспособности при различных показателях состояния вороха (высокая влажность и засорённость) проведены лабораторные и полевые исследования.
Программа проведения экспериментальных исследований включала решение следующих задач:
1.Определить коэффициенты трения семенных коробочек и льносемян при разных значениях влажности и содержания примесей для опорных плоскостей из различных материалов.
2.Исследовать влияние конструктивных параметров сборного бункера на вакуумметрическое давление.
3.Исследовать влияние конструктивных параметров пневмотранспортёра на динамическое, статическое и полное давления в материалопроводе.
4.Исследовать влияние показателей состояния льновороха (влажность и содержание примесей) на коэффициент эффективности активатора.
5.Изучить влияние конструктивных параметров пневмоустановки на её пропускную способность.
б.Определить влияние показателей состояния мелкого вороха на степень разрушения семенных коробочек и степень повреждаемости семян льна.
7.Изучить влияние конструктивных параметров и показателей состояния мелкого вороха на энергоёмкость пневмотранспортёра. Для выполнения поста&іенньїх задач на кафедре «Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины» Великолукской ГСХА изготовлен лабораторный образец пневмоустановки всасывающее-нагнетательного типа.
В результате обработки априорной информации были выделены факторы, оказывающие наибольшие влияния на качественные и количественные показатели исследуемого процесса. К ним относятся: Xt - длина материалопро-вода (L, м); Хг — угол наклона материалопровода (а, град); Х5 - частота вращения вала вентилятора (п, мин 1); Х4 — влажность мелкого льновороха (w, %); Х5 — содержание примесей (v, %); Х$ - длина бункера (Ьб, мм); Х7 — ширина бункера (Вб, мм); Х8 - высота бункера (Hg, мм); Х9 - площадь выгрузного окна бункера (S, см2); Хго — показатель формы бункера F6 (сочетает различные значения угла наклона стенки Х с углами ( и аз); Хп - коэффициент эффективности активатора (kM); Xi2 - число лопастей на колесе (z); Хп - подача льновороха (q, кг/с); Х(4 — влажность грубого вороха (W, %).
Влияние перечисленных факторов на процесс сбора и транспортировки мелкого льняного вороха оценивали следующими показателями: Y] — коэффициент трения компонентов льновороха (Дрі); Уг - вакуумметрическое давление в бункере (Рвак, Па); Y3, Y4, Y5 - динамическое, статическое и полное давление в материалопроводе (Рд,,Рст, Рп Па); Y$ — пропускная способность пневмотранспортера (qnH, кг/с); Y7 — степень разрушения семенных коробочек (NK, %); Yg -степень повреждения семян (Nc, %); Y9 - энергоемкость пневмотранспортёра (Э, кВт ч/т).
Для определения оптимальной формы сборного бункера органично вписывающейся в технологическую схему льнокомбайна с роторным сепаратором производили определение коэффициентов трения семенных коробочек и семян льна, как компонентов, составляющих основную массу вороха.
Определение коэффициентов трения семян льна и семенных коробочек выполняли по методу [3]. Сущность метода заключается в том, что на наклонной плоскости располагается кассета из фторопласта — 4 в виде кольца без дна. Коэффициент трения исследуемого компонента вычисляется по общему коэффициенту трения (материала и кассеты) и предварительно определенному коэффициенту трения пустой кассеты об эту же опорную плоскость.
Для семенных коробочек использовали кассету с диаметром dj=I50 мм и высотой hi=30 мм\ для семян — d2=50 мм и h2=l0 мм соответственно. В качестве опорной поверхности использовали следующие материалы: сталь листовая (неокрашенная); дерево; резина и винипласт. Угол наклона плоскости определяли транспортиром. Опыты выполняли в трехкратной повторности. Коэффициент трения компонента вороха определяли по формуле: Л» = т ( 8а - Л ) тм + (3.1) где тк - масса пустой кассеты, гр; /к — коэффициент трения пустой кассеты; тм- масса навески материала, mM = 10 гр; а - угол наклона опорной плоскости, град. Влажность льновороха определяли в соответствии с ОСТ 20915-75 [22]. Этот метод основан на определении изменения массы вороха после его высушивания при температуре t=J05 С до постоянной массы. Высушивание проводили в электрическом сушильном шкафу ШС-15. Бюксы после высушивания охлаждали и взвешивали на электронных весах ВРЛ-200.
При изучении распределения массы мелкого вороха в бункере и определении коэффициента эффективности активатора провели эксперименты при максимально возможных неблагоприятных значениях показателей состояния вороха (влажность мелкого вороха, w=30%; содержание примесей, v=20%\ подача вороха, qmax=0t4 кг/с). Опыты выполняли при использовании различных типов активаторов: пропеллерного, комбинированного (пропеллер + эластичный стержень, длиной 200 мм) и без активатора.
Определение рациональных конструктивных параметров и режимов работы пневмотранспортера
Исследования выполнены по методике многофакторного эксперимента. В качестве плана многофакгорного эксперимента с учетом рекомендаций по его выбору были приняты центральное композиционное ротатабельное униформ планирование и трехуровневый план второго порядка Бокса-Бенкина.
На основании результатов исследований по выбранному плану были рассчитаны дисперсии откликов. Проверка однородности дисперсий осуществлялась с помощью критерия Кохрена. Результаты расчетов дисперсии откликов и проверка их однородности показали, что дисперсии откликов однородны, а следовательно можно считать, что влияние ошибок и случайных помех по всем точкам матрицы плана одинаковое, а дисперсии параллельных опытов сравнимы между собой.
Расчет оценок коэффициентов уравнений регрессии осуществлялся с использованием специализированной статистической компьютерной программы SPSS-9.0 на ЭВМ. Адекватность оценок, полученных уравнений оценивались по критерию Фишера.
Для обоснования оценки влияния факторов по данным эксперимента были рассчитаны уравнения регрессии второго порядка, которые в раскодированной форме имеют вид: -для коэффициентов трения семенных коробочек 1) сталь листовая: / =0,309+1,814-10-2w+3,695- 102v+8,15-10_4wv-3,542- lO w2--1,317-10 V 100 2) дерево: /тр=0,43+2,915-10 2w+4,286-1O Vfl ,2-1 0ЛУУ-3 ,021 10"V+ +2.916-10V 3) резина: / =0,608+2,869-10,2w+1,021-10"2v+7,7 10"\ у-4,31И 0"V--8,642- 10V 4) винипласт: / =1,408-1,619-10 3,041-10-4+3,9-10 +3,216-10 + +8,663-20 V -для коэффициентов трения семян льна 1) сталь листовая: /Tp=l,861-3 43-10-2w-6,252-10-2v+6,55-10 4wv+4,855-10-4w2+ +1,922-10" V 2) дерево: / =-2,484-10 +5,573-10- +9,089-10 +8,35-10 -7,979-10-4 -5,71610V 3) резина: / =0,6195-10 +5,552-10 +7,759-10- +2,055-10- -1,087-10-3 . -1,46910-V 4) винипласт: / =2,361-5,691-10- -6,077-10 +1,455-10- +6,226-10 + +9,705-10V -для вакуумметрического давления в бункере Рвак=-6,888+1,666-10-2Ьб-0,18Вб+4,999-10-2Нб+5,11-10-2п--1,543-10-5 6+2,5-10 6-1,389-10 -2,222-102 -для динамического давления в материалопроводе: Рд=-134,105+31.373L-0,118 а +0,286п+0,115L а -6,734-10"2Ln+ +5,866-10 3 a n+0,686L2-4,539-10-3 а 2-2,931 -10" V 101 -для статического давления в материалопроводе: Pc8 8,9+7 72L-3,196-10"2a+l,27-10"2n-l,464-10 2Lfl4879-10"4Ln. -2,099L2+1,496-10 3 а 2-3,843 10V -для полного давления в материалопроводе: Pn=-144,548+38,861L-0,llla+0,298n+9,708-10 2L -6,794 10 2Ln+ +2,385-10 an-l,372L2-2,956-10"V-3,277-10 5n2 -для пропускной способности: qnH=-l,853-4,085-10-4S+l,253-10 2F -2,993k3a+8,461-10"2z+ +6,722- 105n-3,449- lO SFe+l ,291 10 3SkM-3,546-10_5Sz+ +2,203-10 -3,40710 +7,1-10 -5,556-10 --7,903 1 W%& $A 44-10 ап+7,434-10 -2,404-1 O S2--1,235-10 -1,667 -7,349-10 -1,361-102 -для энергоемкости: 3=l,337-0,188L+2,09310 3a-l,748-10"3n+l,429-10"3Lfl+7,54-10 5Ln--3,704-10_7an+7,228-10-2L2+7,407"10"6a2+6,749-10-7n2 Адекватность моделей, коэффициенты корреляции, значения критерия Фишера и t-критерия для каждого уравнения регрессии представлены в приложении. После получения адекватных математических моделей процесса транспортировки вороха, определялись координаты оптимума с помощью пакета анализа "Поиск решения" в Excel и изучались графические интерпретации.
Анализ частных коэффициентов корреляции в уравнениях регрессии в закодированном виде показал, что коэффициенты трения семенных коробочек и семян в равной степени зависят от влажности мелкого вороха () и содержания примесей (Xs). Наибольшее влияние на вакуумметрическое давление в бункере оказала его ширина (Х7). Динамическое, статическое и полное давление в материалопроводе наиболее зависят от частоты вращения вала вентилятора (Х3) и угла наклона материалопровода (Х2), а также от длины материало-провода (Х). Пропускная способность пневмотранспортера в наибольшей степени зависит от коэффициента эффективности активатора (Хц). Энергоемкость в наибольшей степени зависит от длины материалопровода (Х) и частоты вращения вала вентилятора (Х3).
Одним из главных факторов, оказывающих наибольшее влияние на критерии оптимизации технологического процесса транспортировки мелкого льновороха, является частота вращения вала вентилятора. Уменьшение частоты вращения приводит к снижению пропускной способности, а при частоте ниже 700 мин"1 -к забиванию пневмотранспортера. Увеличение же сверх 1150 мин"1 приводит к росту количества разрушенных коробочек льна и травмированных свободных семян.
Угол наклона материалопровода пневмоустановки с учетом размещения на льнокомбайне изменяется от 30 до 45 при уборке льна в зависимости от высоты растений, положения теребильного и очесывающего аппаратов.
Площадь выгрузного окна бункера при максимальной пропускной способности составляет 113 см2. Уменьшение площади меньше значения 50 см2 приводит к забиванию выгрузного окна, а увеличение более 113 см — к забиванию вентилятора. Рациональный диаметр выгрузного окна составляет ёоК=120мм.
Показатель формы бункера (учитывает сочетания угла наклона стенки а\ с углами аг и«з) может быть принят: orr=48...50, а2=45...47 и аз=45...46. С учетом вибрации рамы сепаратора и бункера, возникающей в процессе работы льноуборочного комбайна рациональные значения углов можно рекомендовать: аі=48, а2=45 и аг3=45.
Выявлено, что наиболее рациональным типом активатора можно считать - комбинированный (пропеллер + эластичный стержень). Отсутствие активатора на валу вентилятора приводит к забиванию выгрузного окна бункера, а активатор пропеллерного типа недостаточно увлекает ворох во входное окно вентилятора.
Число лопастей на рабочем колесе вентилятора, один из главных факторов, оказывающих существенное влияние на пропускную способность пневмотранспортера. Снижение числа лопастей до двух резко уменьшает пропускную способность пневмотранспортера, а увеличение до восьми ведет к росту количества разрушенных семенных коробочек и травмированных семян. Экспериментальными исследованиями не установлено снижения количества поврежденных семян при использовании гладких резиновых накладок на лопастях рабочего колеса.
