Направления совершенствования воздушно-решётных зерноочистительных машин для сортирования семян

3. Кокошин С.Н. Физические основы процесса разрушения почвы // Вестник государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2015. № 4 (31). С. 100-104.

4. Николаев Л.А., Союнов А.С. Применение вибрации в обработке почвы // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. 2017. № 1 (8). С. 36.

5. Пирогов С.П., Чуба А.Ю. Применение манометрических трубчатых пружин в сельскохозяйственных машинах // Агро-продовольственная политика России. 2017. № 9 (69). С. 82-88.

6. Кокошин С.Н. Культиваторные стойки с изменяемой жёсткостью // Сельский механизатор. 2012. № 5. С. 8.

7. Патент РФ № 116000 U1 на полезную модель, А01В 39/20, А01В 35/20. Рабочий орган культиватора / А. А. Маратка-нов, Н.И. Смолин, С.Н. Кокошин, Н.Н. Устинов. Заявл. 03.05.2011; опубл. 20.05.2012. Бюл. № 14.

8. Пирогов С.П. Манометрические трубчатые пружины. СПб.: Недра, 2009. 276 с.

9. Устинов Н.Н., Маратканов А.А. Экспериментальное определение характеристик активного рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 4 (126). С. 102-105.

10. Пирогов С.П., Черенцов Д.А. Теоретические основы проектирования вибростойких манометров // Измерительная техника. 2016. № 8. С. 38-41.

11. Константинов М.М. Почвообрабатывающие орудия с источником направленных колебаний / М.М. Константинов, С.Н. Дроздов, А.У. Туманов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 87-89.

Направления совершенствования воздушно-решётных зерноочистительных машин для сортирования семян

И.Е. Припоров, к.т.н., Н.М. Иванасов, соискатель, ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ

К качеству семян масличных культур, например, подсолнечника, предъявляются высокие требования (посев [1], внесение минеральных удобрений [2] и т.д. и послеуборочная их обработка [3]). Послеуборочная обработка является завершающей операцией, которая позволяет выделить травмированные неполноценные семена, а содержание их в ворохе семян приводит к развитию микроорганизмов, что влечёт за собой ухудшение качества семян [4].

Авторами были проведены эксперименты по определению качества семян основной культуры после уборки комбайна. В результате проведённых экспериментальных исследований было установлено следующее содержание компонентов: целые семена, органическая примесь (фрагменты корзинок и стеблей), битые и обрушенные семена [5].

Для выделения этих примесей из вороха семян подсолнечника применяются различные типы серийных зерноочистительных машин, одни из которых являются воздушно-решётные, например, типа МВУ-1500 [6]. В большинстве случаев используют отечественные воздушно-решётные зерноочистительные машины, так как их цена по сравнению с импортной машины меньше [7].

Отечественной промышленностью выпускаются зерноочистительные машины, которые имеют воздушную систему. Недостатком большинства зерноочистительных машин является низкая эффективность сортирования, которая в производственных условиях составляет не более 30%. Причиной этому является некачественный воздушный поток в зоне разделения вороха семян вследствие применения центробежных вентиляторов [8]; неравномерность распределения семенного материала по глубине и ширине вертикальных пневматических каналов с увеличением удельных нагрузок.

Все перечисленные недостатки влияют на качество получаемых семян основной культуры.

При этом повысить эффективность процесса разделения вороха семян подсолнечника возможно путём увеличения скорости их ввода в вертикальный пневматический канал воздушно-решётной зерноочистительной машины [5, 9], что является актуальной задачей.

Вышеизложенное определило цель исследования — повышение процесса разделения вороха семян подсолнечника в воздушно-решётных зерноочистительных машинах за счёт изменения конструкции подающего устройства нижнего решётного стана.

Достижению поставленной цели исследования служило решение следующих задач:

1. Проанализировать устройства для подачи вороха семян подсолнечника в вертикальный пневматический канал зерноочистительной машины и выявить их недостатки;

2. Наметить пути по устранению выявленных недостатков в устройствах для подачи вороха семян.

Материал и методы исследования. Устройство для подачи зерновой смеси в пневмосепарирую-щий канал зерноочистительной машины содержит вертикальный пневмосепарирующий канал с поперечным окном для ввода сепарируемого материала и клапан.

Недостатком устройства является столкновение и перекрытие траекторий компонентов зерновой смеси, в вертикальном воздушном потоке приводящее к неэффективному процессу их разделения.

Зерноочистительная машина типа МВУ-1500 (рис. 1) содержит верхний решётный стан, у которого в нижней его части прикреплён лоток, изготовленный из металла. Лоток осуществляет отвод семян на нижний стан, установленный под углом 6°. На нижнем решётном стане прикреплено подающее устройство под углом 6°, которое направляет семена в вертикальный воздушный

5 6 7 Подана Ту \ \

Рис. 1 - Серийная воздушно-решётная зерноочистительная машина типа МВУ-1500

поток. Машина имеет общую осадочную камеру, соединённую с вентилятором, пневматические каналы предварительной и окончательной аспирации, питающий валик, клапан, шнеки вывода тяжёлых и лёгких примесей, заслонку тонкой регулировки пневматического канала предварительной и окончательной аспирации, заслонка грубой регулировки подачи воздуха, вытяжной патрубок, течки [10].

В воздушно-решётной зерноочистительной машине типа МВУ-1500 при подаче материала в пневматический канал с помощью нижнего решётного стана приводит к хаотичному его вводу. В результате материал плохо продувается вертикальным воздушным потоком и процесс разделения неэффективен, а также выявлено недостаточная производительность [6].

Технологический процесс работы воздушно -решётной зерноочистительной машины типа МВУ-1500 приведён в ранее опубликованной работе [6].

Для повышения процесса разделения вороха семян подсолнечника в серийной воздушно-решётной зерноочистительной машине типа МВУ-1500 было предложено изменить конструкцию подающего устройства. Подающее устройство для отвода семян на нижний решётный стан расположено под углом 40—45° к горизонту внутри вертикального пневматического канала окончательной аспирации и изготовлено из материала с низким коэффициентом трения, например из фторопласта (рис. 2).

Технологический процесс работы модернизированной воздушно-решётной зерноочистительной машины типа МВУ-1500 (рис. 2) [6] при очистке семян подсолнечника работает следующим образом.

Семенной материал подаётся в приёмную камеру 1, где происходит равномерное распределение его по ширине щели между клапаном 2 и питающим валиком 3 и затем по наклонным скатам направляется на верхний решётный стан 5.

Ю и

\2

Рис. 2 - Модернизированная воздушно-решётная зерноочистительная машина типа МВУ-1500 по пат. 172915 [1]

После питающего валика 3 семенной материал продувается всасывающим наклонным воздушным потоком пневматического канала 4 предварительной аспирации, в котором отделяются лёгкие примеси (полова, части листьев, оболочки семян, пыль).

Данные примеси шнеком 10 выводятся из осадочной камеры машины. Воздух, в котором содержится пыль, через вытяжной патрубок 11 машины направляется для дальнейшей очистки.

Семена, пройдя очистку на верхнем решётном стане 5 от крупных и мелких примесей, направляются на нижний решётный стан 6 для дальнейшего сортирования. На нижнем решётном стане 6 семена делятся на две части, одна из которых направляется на верхний ярус решёт, а вторая — на нижний.

Крупные и мелкие примеси, поступающие с верхнего и нижнего решётного стана по течкам 12, выводятся из машины.

Очищенный материал с верхнего и нижнего ярусов решёт нижнего стана 6 подаётся на поверхность подающего устройства 7, которое расположено под углом 40° к горизонту и изготовлено из материала с низким коэффициентом трения, в частности из фторопласта. На поверхности подающего устройства 7 из фторопласта семена разгоняются и приобретают увеличенную скорость ввода и поступают в пневматический канал 8 окончательной аспирации. В вертикальном пневматическом канале 8 окончательной аспирации тяжёлые и чистые семена поступают к выходному отверстию, а лёгкие и щуплые семена восходящим потоком воздуха подаются в верхнюю часть канала, где в расширительной его части осаждаются и выводятся шнеками 9 и 10 соответственно.

Результаты исследования. Проведенные исследования позволили выявить недостаток изменённой воздушно-решётной зерноочистительной машины

по пат. 172915 [11], который заключается в низком качестве разделения вороха семян подсолнечника, вследствие поступления сплошного потока вороха в пневматический канал окончательной аспирации, приводящий к тому, что вертикальный воздушный поток не способен его продуть.

Техническим результатом воздушно-решётной зерноочистительной машины является повышение качества разделения вороха семян подсолнечника в вертикальном пневматическом канале окончательной аспирации.

Технологический процесс работы модернизированной воздушно-решётной зерноочистительной машины типа МВУ-1500 по пат. 2681493 [11] при сортировании семян подсолнечника аналогичен по пат. 172915, но отличается следующим образом.

Модернизированной воздушно-решётной зерноочистительной машине (рис. 3) очищенный материал с верхнего и нижнего ярусов решет нижнего стана 1 и 2 соответственно поступает на поверхность подающего устройства, выполненного в виде рассекателя 14 (рис. 4) с зубьями 15.

На внутренней поверхности рассекателя 14 с зубьями 15 материал в виде потока скользит, разгоняется и приобретает увеличенную скорость ввода. В то же время весь поток материала расслаивается на отдельные струи, делая тем самым легко доступным для продувания его вертикальным воздушным потоком. Далее разделённый на отдельные струи материал поступает в пневматический канал 4 окончательной аспирации, где тяжёлые и чистые семена подсолнечника поступают вниз

13

Рис. 3 - Воздушно-решётная зерноочистительная машина МВУ-1500

к выходному отверстию и выводятся из машины наружу. Лёгкие и щуплые семена восходящим потоком воздуха подаются в верхнюю его часть пневматического канала 4 окончательной аспирации, где в расширительной его части осаждаются и выводятся шнеками 7 и 8.

Вывод. Одним из направлений совершенствования воздушно-решётных зерноочистительных машин должно быть повышение процесса разделения вороха семян подсолнечника путём выбора не только рациональной скорости воздушного потока за счёт изменения конструкции воздушной системы, но и в большинстве случаев — подающего устройства решётной системы нижнего стана. Если подача материала в вертикальный воздушный поток осуществляется не сплошным потоком, а разделена на отдельные струи, то процесс разделения будет эффективнее, что повлияет на качество семян, повышение производительности машины и снижение энергоёмкости процесса.

Дальнейшие исследования предложенного подающего устройства по пат. 2681493 должны быть направлены на математическое моделирование процесса движения вороха семян подсолнечника на его поверхности.

Литература

1. Припоров Е.В. Анализ факторов, влияющих на ширину полос технологической колеи // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 5 (61). С. 57-59.

2. Пат/2177216. Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов / Ю.И. Якимов, В.П. Иванов, Е.В. Припоров, В.П. Заярский, Г.И. Волков, О.Б. Селивановский. Заявл. 14.03.2000.

3. Трубилин Е.И. Технические средства для послеуборочной обработки семян подсолнечника: учебное пособие / Е.И. Трубилин, И.Е. Припоров. Краснодар: КубГАУ, 2015. 237 с.

4. Оробинский В.И. Фракционирование зернового вороха и качество семян // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. № 10. С. 29-30.

5. Припоров И.Е. Механико-технологическое обоснование процесса разделения компонентов вороха семян подсолнечника на воздушно-решётных зерноочистительных машинах: монография. Краснодар: КубГАУ, 2016. 212 с.

6. Пат. 172915 на полезную модель Российская Федерация: МПК А0Ш 12/44. Машина вторичной очистки семян подсолнечника / И.Е. Припоров; Заявит. и патентообладатель ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина». № 2017106234; заявл. 22.02.2017; опубл. 31.07.2017. Бюл. № 22.

7. Припоров И.Е., Шепелев А.Б., Асеева А.В. Совершенствование процесса очистки семенного материала на воздушно-решётных зерноочистительных машинах // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 131. С. 29-44.

8. Бурков А.И. Совершенствование пневматических систем зерноочистительных и семяочистительных машин. Киров, 1997. С. 6-30.

9. Припоров И.Е., Хейшхо Р.Х. Определение скоростей ввода компонентов вороха семян подсолнечника в пневматический канал воздушно-решётных зерноочистительных машин // Электронный научный журнал. 2016. № 11-1(14). С. 93-99.

10. Шафоростов В.Д. Результаты использования семяочисти-тельной машины МВУ-1500 (МВР-4) на подготовке семян подсолнечника / В.Д. Шафоростов, А.А. Тюрин, А.В. Исаев [и др.] // Научно технический бюллетень Всероссийского НИИ масличных культур. 2005. Вып. 1 (132). С. 72-76.

11. Пат. 2681493 Российская Федерация: МПК В07В4/02. Воздушно-решётная зерноочистительная машина / И.Е. Припоров; заявит. и патентообладатель ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина». № 2018122899; заявл. 22.06.2018; опубл. 06.03.2019. Бюл. № 7.