Бутенко Александр Федорович. Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна

Краткое описание

Бутенко Александр Федорович. Обоснование параметров и режимов технологического процесса работы роторного зернометателя по критерию снижение травмирования зерна : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Зерноград, 2005 186 с. РГБ ОД, 61:05-5/2568

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия
На правах рукописи
Бутенко Александр Фёдорович
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА РАБОТЫ РОТОРНОГО ЗЕРНОМЕТАТЕЛЯ
ПО КРИТЕРИЮ СНИЖЕНИЕ ТРАВМИРОВАНИЯ ЗЕРНА
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского
хозяйства (по техническим наукам)
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель — доктор технических наук,
профессор Шабанов Н.И.
Зерноград 2005

2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРЕДВА-РИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ЗЕРНА 10
1.1 Особенности и технические средства для предварительной обработки
зерна 10
1.2 Применение зернометательных машин в послеуборочной обработке
зерна 13
1.3 Анализ конструкций зернометателей 17
1.3.1 Ленточные зернометатели 17
1.3.2 Вентиляторные зернометатели 24
1.3.3 Лопастные зернометатели 28
1.3.4 Зернометательные рабочие органы Ханхасаева Г.Ф 31
1.4 Анализ некоторых теоретических исследований работы лопастных
метателей 35
1.5 Влияние прочностных свойств зерновых материалов на механические
повреждения при обработке зернометателем 41
1.6 Выводы и задачи исследований 46
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБО¬
ТЫ ЛОПАСТНОГО МЕТАТЕЛЬНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА С УСКО-РЯЮЩЕЙ КРЫЛЬЧАТКОЙ 49
2.1 Основные понятия и допущения принятые в работе 49
2.2 Анализ ударного взаимодействия зерновки с лопаткой 50
2.3 О функциональной структуре метательного рабочего органа с уско-ряющей крыльчаткой 63
2.4 Анализ движения зерновки по лопаткам ускоряющей крыль¬
чатки 67
2.5 Анализ движения зерновки по лопаткам наружного диска 79
2.6 Выводы 86

з
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА¬
НИЙ 88
3.1 Программа исследований 88
3.2 Оборудование и методика определения некоторых механических ха-рактеристик зерна пшеницы и ячменя 89
3.3. Методика определения параметров роторного зернометателя 94
3.3Л. Определение параметров ускоряющей крыльчатки 97
3.3.2. Определение параметров наружного диска 102
3.4. Определение агротехнической оценки работы зернометателя 103
3.5 Методика определения качества работы роторного зернометателя.. 106
3.5.1 Исследование процесса распределения зернового вороха на пло-щадке метания 106
3.5.2 Исследование процесса разделения зерна по длине метания.... 107
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ
АНАЛИЗ 108
4.1 Определение механических характеристик зерна пшеницы и яч¬
меня 108
4.1.1 Анализ диаграммы сжатия единичных зёрен 108
4.1.2 Определение коэффициента упругости 112
4.2 Определение параметров и режимов работы роторного зерноме¬
тателя 112
4.2.1 Обоснование геометрических и кинематических параметров ус-коряющей крыльчатки 112
4.2.2 Определение угла сектора рассева и скорости схода зерна с лопа¬ток ускоряющей крыльчатки 113
4.2.3 Определение степени травмирования зерна ускоряющей крыль-чаткой 116
4.2.4 Определение параметров наружного диска 121
4.2.5 Обоснование постановки наружной направляющей камеры ...123
4.3 Агротехническая оценка работы роторного зернометателя 126

4
4.3.1 Определение макроповреждения зерна в зависимости от угла по¬
становки лопаток и частоты вращения наружного диска 127
4.3.2 Определение посевных качеств зерна после обработки метате¬лем 129
4.4 Определение качества работы роторного зернометателя 134
4.4.1 Результаты исследования распределения зерна на площадке ...134
4.4.2 Результаты исследования процесса разделения зерна по длине
метания 137
4.5 Классификация зернометательных машин 142
4.6 Выводы 143
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТАННО¬ГО РОТОРНОГО ЗЕРНОМЕТАТЕЛЯ С УСКОРЯЮЩЕЙ КРЫЛЬ¬ЧАТКОЙ 145
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 158
ЛИТЕРАТУРА 160
ПРИЛОЖЕНИЯ 170

Список литературы

4.4 Выводы
1. В результате исследования свойств зерна были определены механи-ческие характеристики: величина абсолютной остаточной деформации зернов¬ки на каждом этапе нагружения и после разрушения, которая в целом не пре¬вышает 0,915 мм в зависимости от положения нагружения. Величина нагрузки (допускаемой) не вызывающей значительных изменений в структуре зерна мяг¬кой пшеницы (влажностью 11%) в положении «бочёк-бочёк» составляет 80 Н, в положении «спинка-бороздка» - 65 Н, в положении «стоя» - 50 Н. Для твёрдой пшеницы (влажностью 12%) в положении «бочёк-бочёк» величина допускае¬мой нагрузки составит 117 Н, в положении «спинка-бороздка» 127 Н (см. при¬ложение).
Было также установлено, что с увеличением влажности зерна, его прочность снижается. Для мягкой пшеницы сорта Дар Зернограда влажностью 11% разрушающее усилие составило 165,12 Н, а для зерна влажностью

144
16,3% - 146,21 Н. Полученные результаты механических характеристик зерна представляют определённый интерес при разработке рабочих органов и других машин послеуборочной обработки.
2. Экспериментально установлено, что постановка ускоряющей крыльчатки (с параметрами: диаметр - 300 мм., число лопаток - 8 шт., частотой
* вращения не более 350 об/мин., начальным углом наклона лопаток от 48° до 68° и производительностью не менее 6 т/ч) в конструкции роторного метателя зер¬на позволяет использовать экспериментальный рабочий орган для обработки семенного зерна, т.к. степень микроповреждения зерна для принятых парамет¬ров и режимов работы ускоряющей крыльчатки не превышает 2% (при исход¬ном 39,7%).
3. В результате проверки адекватности теоретических и эксперимен-тальных результатов определения относительной и абсолютной скоростей схо¬да зерновки с лопаток ускоряющей крыльчатки и наружного лопастного диска расхождение не превышает 3,6% для ускоряющей крыльчатки и 4,7% для на-
• ружного диска, что позволяет использовать теоретические зависимости для практических расчётов параметров роторного зернометателя.
4. Экспериментально подтверждены следующие параметры наружного диска: наружный диаметр 500мм, количество лопаток - 12 шт., частота враще¬ния - не более 600 об/мин, начальный угол наклона лопаток от 60° до 75° при которых степень макроповреждения зерна не превышает 0,25% (при исходном повреждении 5,04%), что в целом удовлетворяет агротехническим требованиям и при этом, не снижая посевных качеств обработанного зерна.
5. Применение экспериментального роторного зернометателя при об-работке зернового вороха влажностью 16,3% позволяет снизить его влажность от 1,55% до 2,32% (в зависимости от частоты вращения).