Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 11
1.1. Состояние механизации послеуборочной обработки и подготовки семян мелкосеменных культур 11
1.2. Обзор исследований процессов очистки семян и сепарации материалов на наклонных колеблющихся плоскостях и на плоскостях в комплексе с плоскими решетами 20
2. Теоретические основы процессов очистки и сортирования семян на наклонных колеблющихся плоскостях, работающих в комплексе с плоскими решетами и экранами-отражателями 35
2.1. Обоснование кинематических параметров колеблющейся плоскости для разделения семян и трудновыделимых засорителей 35
2.2. Обоснование установочных параметров экрана-отражателя...47
3. Программа и методика экспериментальных исследований 52
3.1. Программа исследований 52
3.2. Устройство лабораторной установки 53
3.3. Приспособления к лабораторной установке 56
3.4. Приборы, оборудование, инструменты 62
3.5. Методика изменения рабочих параметров и определения их значений 64
3.6. Материал исследований 70
3.7. Методика определения динамических коэффициентов трения 72
3.8. Методика определения величины подачи материала и его засоренности на показатели процесса разделения 74
3.9. Методика проведения экспериментальных исследований 75
3.10. Методика обработки опытных данных 84
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 86
4.1. Определение динамических коэффициентов трения 86
4.2. Определение оптимальной длины плоскости, места подачи и высоты выходного лотка бункера-питателя 87
4.3. Определение оптимальной подачи материала на плоскость и влияние засоренности па показатели качества разделения 89
4.4. Результаты исследований процесса очистки семян на одиночной колеблющейся плоскости 91
4.5. Результаты исследований процесса очистки семян льна и моркови на блоке последовательно установленных плоскостей 108
4.6. Результаты исследования влияния параметров экрана-отражателя на качество работы плоских решет 111
5. Испытания опытного образца машины для подготовки семян моркови и экономическая эффективность ее применения 119
5.1 Устройство, рабочий процесс опытного образца машины 119
5.2. Условия проведения испытаний 123
5.3. Результаты испытаний 125
5.4. Экономическая эффективность применения опытного образца машины для очистки семян моркови 126
Общие выводы и рекомендации производству 130
Список использованных источников 133
Приложения 142
- Состояние механизации послеуборочной обработки и подготовки семян мелкосеменных культур
- Обоснование кинематических параметров колеблющейся плоскости для разделения семян и трудновыделимых засорителей
- Методика изменения рабочих параметров и определения их значений
- Результаты исследований процесса очистки семян на одиночной колеблющейся плоскости
Введение к работе
Рост производства сельскохозяйственной продукции в настоящее время неразрывно связан с проблемой повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Дело в том, что увеличение посевных площадей при недостатке денежных средств невозможно ввиду отсутствия достаточного количества сельскохозяйственной техники.
Одним из путей повышения урожайности является применение посевного материала с высокими урожайными свойствами (всхожесть, сила роста, выживаемость, энергия прорастания, энергия кущения и т.д.). Кроме этого, варьирование урожайности одного и того же сорта обусловлено разнокачественностью семян и выросших из них растений.
Развитию семеноводства, как отрасли сельского хозяйства, уделялось большое внимание в нашей стране во второй половине двадцатого века. Полностью удовлетворить потребности страны в семенах, значительно повысить качество, снизить себестоимость и создать стабильные запасы посевного материала в нужных количествах возможно только при переводе семеноводства на промышленную основу, базирующуюся на специализации и концентрации.
Организация семеноводства на промышленной основе требует создания соответствующей материально-технической базы послеуборочной обработки и хранения семян, эффективного использования поточных семеобрабатывающих линий и машин заводского производства. Однако темпы внедрения поточных технологий послеуборочной обработки семян остаются довольно низкими. В восьмидесятые годы прошлого столетия в СССР по поточной технологии обрабатывалось около 20% семенного фонда, остальные семена очищались на разрозненном оборудовании при высоких затратах труда и средств [1,2]. В настоящее время положение не улучшилось.
Особенно остро эта проблема проявляется при подготовке посевного материала мелкосеменных культур (овощи, травы, лекарственные, цветочные, некоторые технические и др.).
Отечественная промышленность не выпускает специальных технологических линий для их очистки. Выпускавшиеся комплекты машин и оборудования линий для обработки семян трав КОС-0,5, КОС-0,5М и КОС-2, во-первых, оснащаются зерноочистительными машинами производства Германии, во-вторых, недостаточно эффективно работают при обработке даже семян трав. Поэтому в хозяйствах используется разрозненное оборудование отечественного производства и импортирующееся оборудование из Германии.
Федеральная целевая программа "Машиностроение для АПК России" [3] предусматривает разработку и внедрение в производство новых машин, а также модернизацию имеющейся сельскохозяйственной техники. Однако, как показывает анализ, реализация программы, охватывающая 1994-98 годы, привела к внедрению в производство лишь нескольких марок машин общего назначения для послеуборочной обработки зерна и подготовки семян.
Очистка семян мелкосеменных сельскохозяйственных культур имеет ряд особенностей, которые значительно затрудняют доведение этих материалов до посевных кондиций на серийных воздушно-решетно-триерных машинах и влекут за собой значительные потери семян основной культуры в отходы [4,5]. Например, при очистке семян многолетних трав теряется от 30 до 50% их валового сбора [6]. Особенно недопустимо это в настоящее время, когда производство семян всех мелкосеменных культур снизилось. Например, производство сортовых семян овощных культур в России снизилось со 125 тыс. т. до 9 тыс. т. в 2000году [7].
Из-за отсутствия достаточного количества качественного посевного материала мелкосеменных культур хозяйства вынуждены вести посев некондиционными семенами [8,9]. Это приводит к засорению посевов и, в
конечном итоге полей, так как большинство сорняков имеют огромный коэффициент размножения, затрудняет возможность полной механизации полевых работ, особенно в овощеводстве и льноводстве, требует значительных затрат ручного труда при уходе за посевами и уборке, усложняет послеуборочную обработку и сохранность урожая, особенно семян, снижает урожайность и качество продукции, увеличивает потери урожая [10,11].
С течением времени усложняется получение кондиционного семенного материала из-за приспособления семян сорных растений, постепенно изменяющих те признаки делимости, по которым ранее отличались от семян основной культуры, Так, засоренность семян льна семенами плевела привела к ежегодному увеличению посева некондиционных семян льна в России до 75% [8],
Резко снизились сортовые и посевные качества семян овощных культур, как отечественных, так и импортных [7].
Овощеводческие хозяйства, выращивающие товарную продукцию, терпят колоссальные убытки из-за низких сортовых качеств семян. В Московской и соседних областях в 1996 году вместо столовой свеклы Бордо 237 на больших площадях выросли гибриды столовой, кормовой и сахарной свеклы, в 1997 году столовая свекла оказалась непригодна к хранению. В СПК "Ждановский" Нижегородской области в 1999 году на 26 га посевов товарной моркови более 50% составляли гибриды с дикой морковью. Убыток хозяйства более 2 млн. руб. [7].
В России семенами овощных культур 1 класса было засеяно не более 15-20% площади, а некондиционными - 20% [7].
Большое количество разновидностей мелкосеменных смесей и несовершенство технологических процессов семеочистительных машин вызывает необходимость фракционирования обрабатываемого материала и насыщения технологических линий для послеуборочной обработки семян
специальными семеочистительными машинами для доочистки. Это приводит к увеличению себестоимости семенного материала, усложняет настройку семеочистительных линий, часто снижает их производительность и не всегда обеспечивает получение высококондиционной продукции.
Решение проблемы улучшения качества семян связано с созданием новых высокоэффективных средств их очистки и сортирования. К таким средствам следует отнести, наряду с некоторыми другими, вибрационные семеочистительные машины, применение которых открывает возможности совершенствования технологических процессов очистки и сортирования семян. Исследованиями установлено, что способ сепарации по комплексу физико-механических свойств (фрикционные, упругие, форма) на неперфорированных шероховатых колеблющихся поверхностях позволяет выделять из семенных смесей трудноотделимые семена сорных растений и примеси, которые во многих случаях не поддаются выделению на выпускаемых промышленностью зерноочистительных и специальных семеочистительных машинах.
Нами были проведены исследования рабочего процесса фрикционной плоскости, совершающей прямолинейные гармонические колебания под углом к горизонту, и блока последовательно установленных плоскостей при очистке семян льна от плевела и моркови от проса куриного. Также исследовалась возможность совместной работы в общем колеблющемся стане фрикционных плоскостей и плоских решет для обеспечения одновременно с очисткой семенного материала сортирования его по размерам.
Исследования по теме диссертационной работы проводили в соответствии с планом НИР Курской государственной сельскохозяйственной академии имени проф.И.И.Иванова (тема №11, «Технологическое и техническое совершенствование механизированных процессов АПК, эксплуатации и ремонта техники»; номер государственной регистрации 01.9.20.005402) и соответствует специальности 05.20.01 - «Технологии и
средства механизации сельского хозяйства».
Целью работы является повышение качества очистки семян мелкосеменных культур, засоренных трудновыделимыми примесями, путем совершенствования процесса разделения на колеблющихся фрикционных плоскостях, а также плоскостях, работающих совместно с плоскими решетами в общем колеблющемся стане.
Объект исследования - технологический процесс очистки и сортирования семян мелкосеменных культур фрикционными колеблющимися плоскостями и плоскими решетами по базовой и усовершенствованной схемам.
Предмет_ исследований - закономерности процесса очистки и сортирования семян фрикционными плоскостями, плоскими решетами и экранами-отражателями над ними в общем колеблющемся стане.
Научная новизна состоит в следующем:
Проведены теоретические исследования процессов очистки семян мелкосеменных культур от трудновыделимых засорителей на фрикционных колеблющихся плоскостях.
Проведены теоретические исследования установочных параметров экрана-отражателя над плоскими решетами, работающими в общем колеблющемся стане с фрикционными плоскостями.
3.Установлены закономерности влияния технологических свойств материала на процесс очистки и сортирования.
4. Определены кинематические параметры фрикционной плоскости при
очистке семян льна и моркови.
5. Определены установочные параметры экрана-отражателя над
решетами, работающими совместно с фрикционными плоскостями в общем
колеблющемся стане при сортировании семян льна и моркови.
6. Предложен способ и разработана конструкция рабочих органов для
очистки семян льна и моркови.
Научная гипотеза. Сделано предположение, что процесс очистки (сепарации) семян льна и моркови при совместной работе фрикционных плоскостей и плоских решет обеспечит полное выделение трудновыделимых сорняков и увеличит производительность машины.
Методика исследования. В работе используется оптимизационно-имитационный метод при определении кинематических параметров одиночной колеблющейся плоскости, блока последовательно установленных плоскостей и установочных параметров экрана-отражателя, а также анализ и синтез, пассивное и активное планирование экспериментов.
Достоверность основных положении, выводов и рекомендаций подтверждена сходимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными в лабораторных и производственных условиях и подтверждена актом о внедрении результатов исследований в производство.
На защиту выносится следующее:
1. Теоретические разработки по определению кинематических
параметров фрикционной плоскости, совершающей прямолинейные
гармонические колебания под определенным углом к горизонту, при очистке
семян мелкосеменных культур от трудно выдел имых засорителей,
отличающихся свойствами поверхности.
2. Теоретические разработки по определению установочных параметров
экрана-отражателя над плоскими решетами, работающими совместно с
фрикционными плоскостями в режимах с подбрасыванием, с целью
улучшения выделения проходовой фракции.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Внедрение результатов исследований позволяет улучшить качество семян льна и моркови, получить семена льна и моркови класса ОС и ЭС по содержанию в них трудновыделимых семян плевела и проса куриного соответственно. Совместная работа в общем колеблющемся стане
фрикционных плоскостей и плоских решет с экранами над ними позволяет удалить щуплые мелкие семена основной культуры, что положительно сказывается на посевных качествах семян.
Материалы исследований могут быть использованы в
сельскохозяйственных предприятиях, конструкторских бюро и на заводах
сельскохозяйственного машиностроения при проектировании
семеочистительных машин. Это подтверждено качеством работы изготовленной нами машины для очистки малых партий семян моркови в условиях ордена «Знак Почета» Льговской опытной селекционной станции.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской государственной сельскохозяйственной академии (1977 - 2005 гг), Челябинского ИМЭСХ (1978 г), Белорусского ИМСХ (Минск, 1979 г), Ленинградского СХИ (1980 г), Харьковского ИМЭСХ (1980 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, из них 3 во всероссийских журналах, в том числе 2 работы без соавторов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и рекомендаций производству, списка использованных источников из 101 наименования, в том числе 14 на иностранном языке и 12 приложений.
Основная часть диссертации содержит 141 страницу машинописного текста, в том числе 33 рисунка, 21 таблицу и, кроме того, включает 12 приложений на 16 страницах с 7 таблицами.
Состояние механизации послеуборочной обработки и подготовки семян мелкосеменных культур
Одним из важнейших условий, позволяющих решать задачу полного удовлетворения потребности населения страны в продукции растениеводства, является высокая урожайность сельскохозяйственных культур. В общем комплексе мероприятий, которые могут быть рекомендованы для ее повышения, огромная роль принадлежит улучшению качества подготовки семян. При этом, кроме положительного влияния па урожайность, посев высококачественными семенами обеспечивает уменьшение их расхода в связи с более низкими нормами высева и возможного для ряда культур исключения из технологического процесса возделывания такой операции, как формирования густоты насаждения.
Выращиванием семян овощных и технических культур в нашей стране занимаются специализированные хозяйства. Их задачей является получение высоких урожаев семян, а также сушка и первичная очистка, направленная на удаление крупных и легких незерновых примесей и ряда семян сорняков. При этом обычно используются воздушно-решетные машины, реже типовые пункты обработки семян [12].
Несмотря на первичную очистку в семеноводческих хозяйствах, ворох представляет собой сильно засоренную смесь семян основной культуры и сорных растений, а также соломистых и других примесей. Чистота его составляет 60...75% и менее [12]. Окончательная очистка, сортирование, обеззараживание, затаривание и хранение семян осуществляется на специализированных предприятиях, таких как межрайонные объединения "Сортсемовощ", семенные завода и т.п.
Разделение семенных смесей на фракции возможно, если семена основной культуры, сопутствующих сорняков и других примесей отличаются друг от друга по какому-либо признаку. В большинстве случаев такими признаками являются следующие физико-механические свойства: линейные размеры (длина, ширина, толщина) и аэродинамические свойства. Реже используются различия в состоянии (свойствах) поверхности и плотности и значительно реже - в форме, упругости, цвете и электрических свойствах.
Сложность доведения до посевных кондиций семян мелкосеменных культур, к которым относятся лен и морковь, предопределяется их физическими свойствами: небольшими размерами и массой, многообразием форм. При этом наибольшую трудность представляет выделение семян сорняков (засорителей), которые имеют несущественные различия основных признаков (размеры, аэродинамические свойства).
Такие семена сорных растений и примеси составляют группу трудновыделимых засорителей. Они сопутствуют большинству овощных и технических культур. Перечень трудновыделимых семян сорняков и засорителей, характерных для семян льна и моркови, представлен в таблице Их основные физико-механические свойства, определенные Гладковым Н.Г.[13,14], приведены в приложении 1. На основании анализа физико-механических свойств семян овощных культур и сопутствующих им семян сорных растений объединением "Сортсемовощ" совместно с МИИСП разработаны технологические схемы очистки и сортирования [12,15]. При этом Прямоточный способ (последовательная очистка) используется в поточных линиях. В результате получается одна фракция кондиционных семян. Комбинированный способ (фракционная очистка) применяется при очистке мелкосемяниых овощных культур (морковь, петрушка, лук и др.), засоренных трудновыделимыми примесями. При этом семенную смесь делят на фракции, каждую из которых обрабатывают раздельно. Учитывая высокое содержание примесей в ворохе, что особенно характерно для мелкосеменных культур (морковь, петрушка, укроп, лен и т.п.), основу любой схемы очистки составляют воздушно-решетные, реже воздушно- решетно-триерные машины. Для очистки семян мелкосеменных овощных и технических культур рекомендуются машины ВС-2, ВСОК,СУ-0,1, ОС-1,0, ОСМ-3, ОСМ-ЗУ, ОВЛ-1, ОСВ-10, ОС-4,5А, ВС-10, ЗВС 20, ЗАВ-10.30000, СВУ-5А, "Петкус-Вибрант"К-521/1, "Петкус Вута"К-527А, К-546А, К-522, К-528, "Петкус-Селектра"К-218/1, "Петкус-Супер"К-212, "Петкус-Супер"К-541 А01, ТУ-400, БТ-5, ЗАВ-10.90.000, К-219"Петкус", К-553 "Петкус" и другие [12, 15, 16, 17]. Применение вышеперечисленных машин в различных сочетаниях позволяет выделять полностью большинство семян сорных растений и частично семена трудновыделимых сорняков, однако их содержание все же превышает допустимые нормы и не позволяет получать семенной материал класса ОС и ЭС, а иногда и класса РСт. Так, при очистке семян моркови выделяется лишь до 80% семян проса куриного[15]. Применение пневматических сортировальных столов, предварительно переоборудованных, в некоторых случаях дает эффект [12,16], но обычно недостаточный. Большинство трудновыделимых засорителей, что особенно характерно для мелкосеменных культур, отличаются шероховатостью поверхности. Этот признак разделения используется в полотенных горках (рис 1.1), электромагнитных семеочистительных машинах и ряде других видов фрикционных сепараторов (рис. 1.2). В отечественной и зарубежной практике нашли широкое применение полотенные горки [13,18,19,20,21,22] различных конструкций (рис. 1.1).
Обоснование кинематических параметров колеблющейся плоскости для разделения семян и трудновыделимых засорителей
Приспособление включает в себя смонтированную на стане 2 (рис.3.1) рамку, на которую можно устанавливать сменные плоскости 3 длиной до 1,5 м и шириной 0,2 м. Выбранные размеры плоскости обеспечивают качественное проведение исследований. Дальнейшее увеличение ширины нецелесообразно и приведет лишь к увеличению колеблющейся массы, но не к улучшению качества очистки, так как процесс проходит в продольно-вертикальной плоскости за счет использования продольных гармонических колебаний. Выбранная длина плоскости достаточна для получения стабильных результатов при исследовании процессов очистки любых семян. Как показывают экспериментальные исследования (см. подраздел 4.2), длины плоскости =1м вполне достаточно для обеспечения направленного движения компонентов обрабатываемой смеси вверх и вниз.
Фрикционные плоскости изготовлялись путем наклеивания шероховатого материала на плотную основу. В качестве фрикционного материала нами использовались байка, листовая резина разных марок, абразивная бумага разных марок, «бархатная» бумага, полотно американской горки «Dodder-Mill». В качестве основы плоскости использовался листовой текстолит толщиной 3 мм. Этот материал прочен и устойчив, обеспечивает после склеивания ровную рабочую поверхность. Максимальная толщина изготовленной плоскости при использовании некоторых видов листовой резины достигала 6 мм.
Боковые части рамки выполнены из трубок с профрезерованными в них щелями и жестко соединены между собой шпильками. В щели вставляется сменная фрикционная плоскость и во избежание зазоров, в которые могут проскакивать мелкие семена, поджимается снизу упорными винтами. Чтобы исключить выпадение семян с плоскости влево и вправо, над трубками размещены боковинки высотой 0,15 м. Боковинки выполнены прозрачными из органического стекла, что позволяет свободно наблюдать за прохождением процесса.
Рамка соединяется с колеблющимся станом в двух точках. Для этого в колеблющемся стане 2 лабораторной установки на расстоянии 1,4 м друг от друга расположены два валика, одновременно обеспечивающие жесткость стана. С нижним валиком (на рис.3.1 расположен справа) рамка соединяется за счет двух втулок, предварительно надетых на валик и свободно скользящих по нему. Во втулках просверлены отверстия с резьбой, которые позволяют закрепить рамку болтами. Такая конструкция обеспечивает возможность поворота рамки относительно валика при изменении угла наклона плоскости.
Верхняя часть рамки (на рис.3.1 расположена слева) соединяется со станом за счет двух кронштейнов, жестко связанных с рамкой. Кронштейны выполнены в виде дуги окружности и имеют прорезь, которая позволяет перемещать их вверх и вниз относительно валика, изменяя таким образом угол наклона плоскости.
Рамка с одиночной плоскостью на лабораторной установке (рис.3.1) заменялась блоком последовательно установленных плоскостей, жестко закрепленном на колеблющемся стане. При этом использовались два варианта работы блока, схемы которых представлены на рис.3.2. Вариант 1. При очистке семенных смесей, имеющих более шероховатые засорители по сравнению с семенами основной культуры, повторным обработкам подвергается верхний сход с предыдущих плоскостей {рис.3.2,а). Блок состоит из двух боковин 3, выполненных прозрачными из органического стекла с целью обеспечения возможности наблюдения за прохождением процесса. Между боковинами 3 блока закрепляются пять фрикционных плоскостей 1 длиной 0,5 м. Эта длина обоснована экспериментальными исследованиями (см. подраздел 4.2). Фиксация плоскостей производится в двух точках за счет шпилек с гайками-барашками, прижимающими боковины блока к плоскостям снаружи. Для исключения деформации блока на шпильки внутри боковин надеты упорные трубки, обеспечивающие жесткость стана. Шпильки для крепления нижних частей плоскостей могут быть установлены только в одном положении. Шпильки для крепления верхних частей плоскостей имеют возможность перемещаться по дугообразным прорезям с целью изменения угла наклона плоскостей. Значения угла наклона первой плоскости блока выбирали близкими к оптимальным, полученным при исследовании работы одиночной плоскости, при которых вниз с плоскости сходят чистые семена .
Методика изменения рабочих параметров и определения их значений
Изменение амплитуды колебаний Г от 0 до 0,02 м осуществляется специальным устройством, воздействующим на подвижные эксцентрики кривошипно-кулисного механизма при работающей установке. Устройство представляет собой винтовой регулятор, при вращении которого посредством гаечного ключа на небольших оборотах приводного вала перемещается фланец, воздействующий на полый вал, связанный с подвижным эксцентриком. Вал имеет прорезь, выполненную по винтовой линии, в которую вставляется фиксатор. При повороте полого вала поворачивается и эксцентрик, что приводит к изменению амплитуды колебаний.
Замер значений амплитуды осуществляется при ее величине до 0,005 м посредством вибрографа ВР-1. Большие значения амплитуды фиксируются с помощью приспособления. Оно состоит из линейки, закрепленной на левой передней направляющей 4 (рис.3.1), и стрелки, закрепленной на ползуне 5. Колеблющаяся вместе с ползуном относительно направляющей и закрепленной на ней линейке стрелка показывает истинное значение амплитуды колебаний.
Угол наклона одиночной плоскости а от 0 до 0,45 рад изменяется путем перемещения левой части рамки вверх или вниз (рис.3.1) за счет дугообразной прорези в кронштейне (см. подраздел 3.3.1) и фиксации ее в нужном положении двумя гайками относительно боковин колеблющегося стана. Для определения величины угла наклона на прорези нанесены деления. Расстояние между делениями по дуге прорези 24,4 мм, что при расстоянии между опорными валиками 1,4 м составляет поворот плоскости на 1 градус. Начальное нулевое деление угла наклона отмечали в горизонтальном положении плоскости, которое устанавливали при помощи уровня. Угол наклона плоскостей в блоке изменяли независимо друг от друга перемещением шпилек крепления верхнего конца плоскостей по прорезям и фиксации их в нужных положениях (см. подраздел 3.3.2). Для определения угла наклона на прорезях нанесены деления. Расстояние между делениями по дуге прорези 7 мм, что при расстоянии между шпильками 0,4 м составляет поворот плоскости на і градус. Угол наклона решета изменяется перемещением левого конца рамки (рис.3.3) вверх и вниз за счет прорези в направляющих (см. подраздел 3.3.3). Определение численного значения угла наклона осуществляли аналогично одиночной плоскости по делениям, расстояние между которыми составляет 24,4 мм, что соответствует повороту решета на 1 градус с учетом расстояния между валиком-шарниром 9 и фиксатором 10. Высоту установки плоского алюминиевого экрана изменяли путем перемещения шпилек крепления экрана в прорезях боковин (см. подраздел 3.3.3). Замер расстояния от экрана до решета осуществляли штангенциркулем в четырех точках. В случае, когда экран устанавливали с постоянной высотой относительно решета, дополнительный контроль осуществляли с помощью уровня, так как исследования проводили при горизонтальном положении решета. Высоту установки пластин жалюзийного экрана в конце их изменяли за счет перемещения боковых алюминиевых полос, в отверстия которых вставлены оси 5 нижних краев пластин (рис.3.3), в прорезях боковин 2. Вращая регулировочный винт 8 и воздействуя таким образом через тягу 7 на подвижную ось пластин 6, можно изменить угол наклона пластин и, следовательно, высоту в начале их относительно поверхности решета. Для замера расстояния от пластин экрана до решета в конце их на боковинах наклеена шкала из миллиметровой бумаги. Для определения расстояния в начале пластин на тяге 7 нанесены риски, а на корпусе рамки 2 решета установлена стрелка-указатель. Перемещение тяги относительно стрелки на одно деление соответствует изменению высоты пластины в начале ее на 1 мм. Правильность значений высот, получаемых по шкалам, регулярно не реже 1 раза за 10 опытов проверяли посредством штангенциркуля. Исследованиям подвергнуты семена льна, засоренные плевелом, и моркови, засоренные просом куриным. Лен и морковь - важнейшие сельскохозяйственные культуры, которые имеют (табл. 1.1 и приложение 1) массу трудновыделимых засорителей. Наиболее злостными и распространенными из них являются плевел и просо куриное. Опыты по исследованию процессов очистки семян льна от плевела и моркови от проса куриного проводили как с искусственными смесями, так и с естественными ворохами семян. Исследования процесса очистки семян льна от плевела проводили на смеси, полученной из ВНИИЛа в 1977 году и содержащей в 1 кг ее до 1% индифферентного сора и от 3000 до 7000 семян плевела. Как показали предварительные опыты, содержание семян плевела в указанных пределах существенно не влияет на процесс их выделения из семян льна, а поэтому основная часть опытов была проведена со смесью, содержащей в 1 кг 5000 семян плевела. Кроме этого использовали и семена.
Результаты исследований процесса очистки семян на одиночной колеблющейся плоскости
Технологический процесс обработки семян на машине осуществляется следующим образом. Обрабатываемый ворох из бункера-питателя 8 под действием электромагнитного вибратора 7 поступает на верхнюю фрикционную плоскость 10. Наиболее полноценные семена моркови с минимальным количеством проса куриного под действием направленных колебаний перемещаются по этой плоскости вверх и падают на скатную доску 11. Сошедшие вниз с плоскости семена моркови и основная масса семян проса куриного направляются на нижнюю фрикционную плоскость, с которой сходом вверх перемещаются семена моркови с небольшим количеством семян проса куриного и также попадают на скатную доску 11. Нижний сход с нижней плоскости направляется в приемник отходов 5. Очищенные от проса куриного семена моркови по скатной доске поступают в начало решета 13 с круглыми отверстиями диаметром 1,2 мм. При желании изменить качество сортирования решето можно легко заменить. Мелкие щуплые семена моркови, просеиваясь сквозь отверстия решета, перемещаются по днищу короба колеблющегося стана 6 в приемник мелкой фракции 15. Более полноценные семена моркови, перемещаясь между решетом 13 и экраном 12, направляются в приемник 14.
Качество очистки и сортирования семян на машине можно изменять величиной подачи вороха из бункера-питателя поднятием или опусканием заслонки регулятора и установкой сортировального решета с отверстиями различного размера.
Для практической проверки результатов теоретических и экспериментальных исследований, изложенных в основной части работы, изготовлен опытный образец машины для очистки и сортирования семян моркови, устройство и рабочий процесс которой изложены в подразделе Опытный образец использовался для обработки малых партий семян моркови на ордена «Знак Почета» Льговской опытной селекционной станции, расположенной в 100 км от города Курска, что подтверждается актом внедрения (приложение 10).
Специфика опытной селекционной станции такова, что здесь не получают больших объемов семян. Приходится иметь дело с большим количеством навесок семян разных сортов и разного назначения, полученных с делянок площадью от 1...2 квадратных метра, на которых идет выведение новых сортов, до нескольких тысяч квадратных метров, на которых ведется возделывание с целью получения семенного материала. Урожайность семян моркови за последние годы колебалась от 5,0 ц/га до 8,1 ц/га, что составляло от 50 до 81 г/м2. В связи с этим массы получаемых навесок вороха семян изменялись в широком диапазоне от 50 г до нескольких центнеров.
Участки площадью до 500 кв.м убираются вручную. Чистота получаемого после обмолота материала в этом случае составляет 75...80%, и основную массу примесей составляют остатки стеблей и соцветий. Семена сорняков составляют небольшую долю, а в навесках массой менее 0,5 кг их нет, так как это является требованием к качеству уборки делянок площадью менее 10 кв.м. Засоренность вороха, полученного с участков площадью от 10 до 500 кв.м, семенами сорняков выше, в том числе количество семян проса куриного составляет в разные годы от 3000 до 5000 шт/кг. Навески вороха семян, полученные при ручной уборке, вначале обрабатываются на семеочистительной машине СМ - 0,15, затем дорабатываются вручную, а навески массой менее 500 г обрабатываются полностью вручную. Таким образом получается абсолютно чистый семенной материал. Как показывает опыт, необходимости в получении абсолютно чистого посевного материала нет, потому что даже при хорошей агротехнике в условиях опытной станции посевы засоряются всходами сорняков, оставшихся с прошлых лет, причем в таком количестве, что посев моркови семенами класса ЭС по содержанию проса куриного практически не ухудшает условия произрастания семенников. Участки площадью более 500 кв.м убираются механизировано, поэтому чистота получаемого вороха составляет 52...70%, что незначительно отличается от чистоты 30...75%, получаемой в хозяйствах, занимающихся промышленным производством семян моркови [12]. Получаемый ворох обрабатывался на семеочистительных машинах СМ - 0,15, К-523«Петкус-Вибрант»,К-218/1«Петкус-Селектра». Для удаления семян проса куриного материал подвергался ручной доочистке. В 2004 году для этих целей использовали изготовленный нами опытный образец машины. Обработанный семенной материал был собран с пяти участков общей площадью 5160 кв.м. Выход очищенных семян в конечном итоге составил 384,5 кг. После механизированной уборки ворох был очищен последовательно на семеочистительных машинах К-218/1«Петкус-Селектра» и СМ-0,15, после чего имел засоренность семенами проса куриного в количестве от 20 до 26 тыс.шт/кг.
