Введение к работе
Актуальность проблем.!. В качестве главного рычага интенсификации народного хозяйства необходимо координалыюе ускорение ньучно-технического прогресса, широкое внедрение техники ноаш поколений, принципиально нових технологий. Ставится.задача обеспечить разработку и выпуск высокопроизводительных сельскохозяйственных машин (СИЛ) для посяеуборочной обработки зерновых куньтур, производство которых является важнейшей задачей Проловоиьствениой программ) страны.
На современном этапе господствует тенденция эволюционного развития зерноочистительной техники, что неизбежно приводит к незначительному изменению по времени основных удельных показателей технического уровня зерноочистительных машин, а это спидотепьо7«у ет, в основном, о высокой доли экстенсивного развития отих СХМ.
Создание новой техники идет преимущественно по пути совепиеи ствования традиционное принципов и усложнения базовых конструкций, увеличением их металлоемкости и энергонасыщенности, приближая тренды развития экономических показателей к периоду сатурашш.
Увеличение производительности зерноочистительных машин в значительной степени лимитируется габаритами сапараторов. Это объясняется тем, что существующие методы проектирования технологических процессов и технических средств базируются на традиционной последовательности выполнения технологических операций и использовании существующих базових сепараторов.
Анализ мирового уровня развития технических показателей основных видов зерноочистительных машин показывает, что с ростом производительности их энергоемкость незначительно снижается при существенном росте энергонасьгаенности.
В нашей стране, при примерной стабилизации в последнее десятилетие валового сбора зерновых 195-205 млн,тонн в год и количества обслуживающего персонала для зерноочистительных агрегатов п комплексов, усложнение конструкций зерноочистительных маля:, агрегатов и комплексов, рост их металлоемкости и знергонасіаюн-ноети приводит к постоянной тенденции возрастания оптовой цени, технопогического оборудования (с 1971 г, по 1988 г. боязе чей в 3- и раза).
И настоящее время не достаточно четко с ног.ичесткеннь»?. позиции ічтвлєкн и научно обоснован!! основное направления н;;п:нс-\у.1.-г.ч'ши процессов сепарации зернового мчтєрмчо базов'/ми сгипрчторь.;.!^
І:
кассами !! поточными технологические линиями, отсутствуют совре м-?ш-ч:е «згоди системного анализа и многомерного структурного и гпргнйтркчеекого синтеза рациональной совокупности технологичес ::\х опэрсций в отделениях поточных технологических линий на про-&ГТН1ТК стадиях разработки базовых сепараторов, машин и отделе-«ий очистки агрегатов,
В мировой науке и практике проблема комплексной интенсификации процессов сепарации зерновых материалов с учетом использования методов фракционирования при поточных технологии очистки и интенсификации процессов пневмосепарации и сепарации зерновых катеркаяой на решетных полотнах полностью не решена.
В связи с &тш для разработки нового поколения зерноочистительных маиин и агрегатов с высокими тех;шко-экономическими показателями назрела необходимость в решении проблемы повышении качественных показателей процессов сечарации зерновых материалов на реьетюк модулях, в пневмосепараторах, воздупиорегаетних зерноочистительных машинах и поточных технологических линиях путем создания рациональных базовых сепараторов, моделирования процессов функционирования частных технологические операций, юг систем, структурной и параметрической оптимизации совокупности чэстнгес сперациГі и параметров сепараторов и создание последовательных л фракционных схем поточной очистки зерна. Проблема решалась в соответствии с заданиями" целевых комплексных научно-технических програй- 0.Ц.032.02.03.01, 0.Ц.032.03.02.02, 03.02.К.01, заданием 07, комплексной научно-технической программы ГШГ и Госплана СССР 0.51.12,
Цель роботы. Выяэлть основино направления, разработать тучные положения и осуществить практическую реализацию принципов интенсификации процесса очистки зернового материала базовыми сепараторами, зерноочистительными машинами и отделениями счистки зерноочистительных агрегатов, обеспечивающими внеокоэ^-фектгвную поточную очистку зерновых материалов с заданными агро-поЕОзателями.
Задачи исследований. Разработать методологию решения проблемі! интенсификации процксеа очистки зерновых материалов. Оцр-їіять основные направления повышения показателей функционирования зерноочистительных машин,используемых при поточной технологии очис ки зерновых культур.Вылвить рациональную совокупность частных техш
логических операцніГв МП0,*зериа, функционирующей совместно с зерноочистительным агрегатом. Математическое модєшіроаашіз техчопогичвс-ккх операций, выполняемых базовыми сепараторами и их модулями, разработать алгоритмы, математические и программное обеспечение дня формализованного параметрического синтеза базовых сепараторов и их модулей. Разработать функционально-иерархическую математическую модель процесса селерации зернового материала в МПО, параметрический синтез отдельных функциональные модулай и ВДЭ зерна при проектировании. Используя методы системного анализа и методы струхтурно-ппрз-метрическопо синтеза выязить рациональные совокупности частных технологических операций, обеспечивающие' последовательные и фракционные схемы эффективных поточных технологии очистки зерновых культур с заданными вгрспоказаяэлями. Провести доводочные и приемочные стендовые и полигонные испытания зерноочистительных машин и агрегатоя с выявленными рациональными структурами.
Объекты исследования. Технологические процессы сепарацій зерновых материалов, базовые решетные, триерные, пневмогепаратпрц, зорко-очистительные машины и поточные технологические линяй с различное совокупностью базовых сепараторов. Иллюстрация практического иссаль зования разработанных алгоритмов структурно-параметрического синтеза зерноочистительных машин и отделений очистки агрегатов проведена на примерах машин ЗБС-20А, MLu-IOO, 03С-50,РС-Ю и згрегатов ЗАВ-20А, ЗАЗ-40, ЗяВ-25.
Научная новизна. Выявлены и оценены основные направления интен сификации процесса сепарации зерновых материалов в зерноочистительных машинах и поточных технологических линиях. Поставлена її научно обоснована проблема проектной интенсификации процесса очистки .>ерна на базе интенсйфикации.*частных технологических операций, выполняемых базовыми сепараторами и выявленияих,-рационалсных совокупностей, определяющих оффективньте схемы поточной очистки зернойНХ МїїериаЯОВ. Выявлены основные закономерности и построены вероятностные и статистические математические модели процесса сепарации зерновьгг материалов на базовых решетных полотнах с плоской и профилированной рабочей поверхностью с различной формой отверстий и различного целевого назначения, доказана эффективность решет с. профилировакной"поверхностью. Построены аналитические выражения и выявлены основные закономерности перемещения центров инерции тол различных кошонгнтог в слое зернового материала на рабочей поверхности регізт и решгттс: модулей при различных сиссобьх подачі на них зерчокого иа?ериі;ір. Выявлена неопис.рппчоо.ть переселения ломпонет-оя ;эер.>:опог~. 1:<ъ<&г;:г<гл
г/л fGcmTSM. Доказа/із возможность использования статистической теория сепарирования и основных закономерностей теории движения потока теп игл моделировании стационарных процессов функционирования рещетнкх модулей с различными структурами и функциональными связями между частными операциями, выполняемыми неоднородными по длниэ и высоте в решетных модулях базовыми решетными сепараторами, разработаны методы их проектного параметрического синтеза и оценки технологических показателей функционирования. Разработаны обшие научные и методологические основы построения стратегии проектного синтеза на ЭВМ рациональной совокупности частных технологических операций отделений поточной очистки зерновых материалов с использованием методов функционально-иерархического моделирования операций и их различных совокупностей, как замкнутой системі'. Используя методы икитациошюго моделирования на ЭВМ выявлены и оценены основные закономерности функционирования воздушнорешетных зерноочистительных машин и поточных технологических линий с различными функциональными связями и различного целевого назначения, выявлена их высокая устойчивость при изменении аргументов вектора входных воздействий.
Практическая ценность. Разработанные в диссертации алгоритмы параметрического синтеза отдельных базовых сепараторов (решетных и пневмоканалов^, их модулей, блоков и систем с различной последовательностью связей, формализующих решение на ЭЦВМ задач имитационного моделирования на них процессов сепарации, многовариантнкй анализ, их параметрический и структурный синтез являются научной и методологической основой для проектирования новь'х и модернизации существующих базовых сепараторов, их модулей, зерноочистительных машин к отделений поточной очистки зерноочистительных агрегатов.
Разработаны новые решетные и пневмосепараторы. Предложены новые универсальные функциональные схемы воздушнорешетных зерноочистительных малин с грехрешетными решетными модулями и пневмоиаиалом с актив ним вводои в него зернового материала для предварительной и первичной очистки зерна. Разработаны рациональные фракционные схемы первичной и. вторичной очистки зернового материала в поточных от-делешгях очисти, зерноочистительных агрегатов с использованием воздушнорешетных машин с классическими двухъярусными и автономными трехреаетдаш ярусами'в решетных станах.
Основные результаты исследований внедрены в ГСКГБ ПО "Воронси-сельмаи" при разработка пневмоканала с активным вводом г{него лопастным {Унтером зернового материала в машине предварительной очистке зерна МШ-І0О; рациональные трехреветные модули использованы в семя-очистительноЯ машине СМ-7,0 и мобильной машине предварительной
очистке зерна OBC-50 , рациональные фракционные схемы лйрьи^оЯ очистки зерна внедрены в новых зерноочистительных агрегатах 3AJ-25, ГЗС-2515, КЗС-25ІЗ., ЗАВ-50, Еторичной очистки парна - б семяочмети-тельной машине СМ-7,0.
Результаты параметрического синтезе отделений очистки зерноочистительных агрегатов с использованием трехрелетчгх модуиеа а последовательными и фракционными схемами очистки переданы з ГС'ЛіЬ ПЭ "Воронексельмйш" и послужили основой дкя разрабоїки нойого ..оїіо-ления воздугеноревіетних иаігин и зерноочистительных агрегатно.
Годсиой акономячееки* аффект от внедрения результатов *Ж составил 3,4 мн.ч.рублей.
Результат работы используются з учебном процессе из .чафилра "Сельскохозяйственные мішмки дія гіолеао/'.ства" РИНХМз,
Осноннле положения, выносимую Н8 аавіиту. Статистическое и подельнее прогнозирование основных направлений интенсификация i.v:':;.";c-сов сепарации зерновкх материалов зерносчиститспьнлтш я мыта a \у. *а
ПОТОЧНЫМИ ТеХНОЛОРИЧеСКИМИ ЛИНИЯМИ ОУДеЛЄКИЇІ ОЧІ'.СТК'І зернсп^іїс'гг.-
тельных агрегатов. Математическое моделирование и многомерней аы-лиз основных зехономерноетеХ функционирования реаетнюс мог-іуяе:Ч различного назначения с неоднородными по длине и впеоте в ярусах рчз личными решетными сепараторами с различней функцисназьшы< cc'.i.w,, применительно к различным технологическим операциям в зерноочистительных машинах. Научное обоснование, анализ И'параметрический синтез новых сепараторов и их функциональных связей применительна к ьпашнам предварительной очистки (МШ) зерка, обеспечиваиеих -.л.ъъ-кую технологическую и экономнческуп а^ентнзность фуккцисьчи^вегйп зерноочистительных агрегатов совместно с НПО. Научное обосасс.^чо,, математическое моделирование, многомерний анализ и структурно-параметрический синтез систем частных технологических операций и базовых сепараторов, обеспечивающих высокозффектиньнс последовательные или фракционные схемы очистки зернового материала с различными тпхнологическими свойствами в отделениях очистки зерно-систитальцщ агрегатов различного назначения.
Объем и структура работы. Диссертация содертцт 00 гавдшо-пиенкх страниц текста, 313 рисунков, ПО таблиц, сігиео.: лг.т.-їрл-турн ( 342 наїмекопаниіО, 8 приложение. Работа состой'.1 из введения, восьми разделов и заключения. Приложении включают дополт.?1.-теяьнк:и матерная к разделам и догуменгн, подтвертдажів -н^а^.кцг н использования-іюлученнне научных результатов.
