Рациональная подсистема операций и технических средств для интенсификации процесса сепарации мелкозернового вороха в зерноуборочном комбайне

УДК 631.354:631.362.36

РАЦИОНАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА ОПЕРАЦИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ МЕЛКОЗЕРНОВОГО ВОРОХА В ЗЕРНОУБОРОЧНОМ КОМБАЙНЕ

Ю.И. ЕРМОЛЬЕВ, Д.К. МУРАТОВ

Представлены результаты экспериментальных исследований по формированию рациональной подсистемы операций и технических средств для повышения эффективности функционирования воздушно-решетной очистки зернокомбайна.

Ключевые слова: воздушно-решетная очистка зерноуборочного комбайна, система операций, двухсекционный вентилятор, верхнее решето.

Введение. Одним из направлений интенсификации процессов сепарации мелкозернового вороха (МЗВ) в воздушно-решетной очистке (ВРО) можно считать создание рациональной подсистемы операций по сепарации МЗВ на верхнем решете с различными операциями по его длине, определяемыми различными параметрами его рабочей поверхности и формирование для разных участков решета воздушных потоков в камере ВРО, обеспечивающих обдув решет с минимизацией коэффициента вариации скоростей воздушного потока по их ширине и различными скоростями по их длине. Важным условием интенсификации следует считать рост эффективности сепарации МЗВ на передней части верхнего решета ВРО.

Постановка задачи. Задачей исследовательского проекта является создание равномерных по ширине решетных сепараторов воздушных потоков для раздельного обдува с рациональной для интенсивной сепарации мелкозернового вороха скоростью воздушных потоков разных участков длины поверхности решет и разработка конструкции верхнего решета с активной сепарирующей поверхностью его начального участка.

Методы исследования. Моделирование процессов, стендовые исследования, полевые испытания ВРО зерноуборочного комбайна.

Структура воздушных потоков и величины распределения их скоростей над решетами в основном зависит от конструкции вентилятора и его воздуховода. Исходя из данного положения и обоснованного в работах [1, 2], разработан оригинальный двухсекционный центробежный вентилятор ВРО зерноуборочного комбайна, на основе которого проведены стендовые исследования совместно с фирмой ООО «Новатор Плюс».

Двухсекционный вентилятор (рис.1, 2) ВРО включает два отдельных кожуха 1. Каждый из крайних кожухов имеет наружные панели 2 и внутренние 3. Наружные и внутренние панели этих кожухов снабжены всасывающими окнами. В кожухах на едином валу 4 размещены несущие звездочки 5, секции лопастных роторов 6, при этом лопастные роторы расположены не радиально, а наклонены под углом 5° в сторону обратную направлению их относительного движения. Кожуха в центральной части отделены друг от друга глухой перегородкой 7. Отдельные кожуха снабжены сходящимися в направлении камеры очистки воздуховодами 8, в каждом из которых установлены по два дефлектора 9.

Анализ рабочих воздушных потоков над верхним решетом ВРО показал [2], что величины коэффициента вариации скоростей воздушных потоков по поперечным участкам ширины решета меньше и более устойчивы при использовании двухсекционного вентилятора, чем прототипа. Например [2], для участков 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 м и числа оборотов крылача вентилятора п=800 об/мин при использовании двухсекционного вентилятора коэффициенты вариации составили 13,07; 11,19; 17,94; 11,86; а при использовании вентилятора прототипа соответственно 35,56; 78,01; 58,16; 42,23 (рис.3). Среднее снижение величины коэффициента вариации по всем участкам двухсекционного вентилятора составило 74%.

Рис.1. Двухсекционный вентилятор

Рис.2. Общий вид двухсекционного вентилятора

Рис.3. Изменение коэффициентов вариации скоростей воздушного потока по ширине и длине верхнего решета ВРО зерноуборочного комбайна при использовании различных вентиляторов; ^=800 об/мин

Установлено, что использование двухсекционного вентилятора обеспечивает улучшенную структуру воздушных потоков над верхним решетом воздушно-решетной очистки зернокомбайна «Дон-1500Б». Полевые испытания подтвердили положительный эффект и показали более оптимальное распределение воздушного потока, что должно обеспечить лучшие качественные показатели процесса сепарации мелкозернового вороха при функционировании воздушно-решетной очистки зернокомбайна (рис.4).

Рис.4. Модернизированная воздушно-решетная очистка зерноуборочного комбайна:

1 - стрясная доска; 2 - двухсекционный вентилятор; 3 - зерновой шнек; 4 - нижний решетный стан;

5 - пальцевая решетка; 6 - удлинитель верхнего решета; 7 - верхний решетный стан; 8 - колосовой шнек

Рис.5. Секция верхнего решета воздушно-решетной очистки с большим живым сечением в начальном участке

Теоретически обоснованное и разработанное верхнее решето (рис.5) в передней части имело оригинальные жалюзи с индивидуальным открытием, что обеспечивало необходимое направление воздушного потока, вынос легких фракций из вороха и тем самым, обогащение мелкозернового вороха, поступающего на начало верхнего решета. Задняя часть решета была набрана из серийных жалюзи и имела свою регулировку открытия. Нижнее решето очистки использовалось серийное, а привод решетного стана не изменялся.

Эксперимен- Серийная Эксперимен- Серийная

тальная тальная

Рис.6. Потери и чистота бункерного зерна за экспериментальной и серийной воздушно-решетной очисткой зерноуборочного комбайна «Дон-1500Б» при подаче 7,2 кг/с

Лабораторно-полевые испытания зернокомбайна «Дон-1500Б» проводились при уборке ячменя на учебно-опытном полигоне ДГТУ. Урожайность составляла 23-28 ц/га, отношение зерна к соломе (З:С) изменялось от 1:1,4 до 1:1,5, влажность зерна колебалась в пределах 14-16%, соломы - 10-13,5%.

Лабораторно-полевые испытания проводились по общепринятым методикам [1, 2]. Сравнительные испытания показали снижение потерь зерна за модернизированной воздушнорешетной очисткой на 25-35%, повышение чистоты зерна в бункере на 3% (рис.6). За время испытаний забивания решет очисток не наблюдалось.

Выводы. 1. Анализ рабочих воздушных потоков над верхним решетом воздушно-решетной очистки показал, что величины коэффициента вариации скоростей воздушных потоков по поперечным участкам по ширине решета меньше и более устойчивы при использовании оригинального двухсекционного вентилятора, чем эталонного.

2. Лабораторно-полевые испытания подтвердили рост эффективности функционирования ВРО ЗУК при новом подмножестве операций на верхнем решете, с раздельным продуванием участков решет по их длине и повышенной скоростью обдува передней части верхнего решета с активной поглощающей поверхностью.

Библиографический список

1. Ермольев Ю.И. Экспериментальная оценка показателей функционирования воздушнорешетной очистки зерноуборочного комбайна / Ю.И. Ермольев, Д.К. Муратов. - Ростов н/Д, 2008. - Деп. в ВИНИТИ 05.02.2008, №74-В2008. - 22 с.

2. Муратов Д.К. Лабораторно-полевые испытания воздушно-решетной очистки с активной поглощающей поверхностью верхнего решета / Д.К. Муратов, Г.Г. Бахия. Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. в рамках 13-й междунар. Агропром. выставки «Интерагромаш-2010», 4-5 марта / ДГТУ. - Ростов н/Д, 2010. - 3 с.

3. Муратов Д.К. Оценка эффективности функционирования воздушно-решетной очистки зернокомбайна с пневмоинерционным обогатителем мелкого зернового вороха / Д.К. Муратов, Г.Г. Бахия. - Ростов н/Д, 2009. - Деп. в ВИНИТИ 23.04.2009, №248-В2009. - 21 с.

Материал поступил в редакцию 12.07.2011.

References

1. Ermol'ev Yu.I. E'ksperimental'naya ocenka pokazatelej funkcionirovaniya vozdushno-reshyotnoj ochistki zernouborochnogo kombajna / Yu.I. Ermol'ev, D.K. Muratov. - Rostov n/D, 2008. -Dep. v VINITI 05.02.2008, #74-V2008. - 22 s. - In Russian.

2. Muratov D.K. Laboratorno-polevy'e ispy'taniya vozdushno-reshyonoj ochistki s aktivnoj pogloshhayushhej poverxnost'yu verxnego resheta / D.K. Muratov, G.G. Baxiya. Mat-ly' mezhdunar. nauch.-prakt. konf. v ramkax 13-j mezhdunar. Agroprom. vy'stavki «Interagromash-2010», 4-5 marta / DGTU. - Rostov n/D, 2010. - 3 s. - In Russian.

3. Muratov D.K. Ocenka e'ffektivnosti funkcionirovaniya vozdushno-reshyotnoj ochistki zernokombajna s pnevmoinercionny'm obogatitelem melkogo zernovogo voroxa / D.K. Muratov, G.G. Baxiya. - Rostov n/D, 2009. - Dep. v VINITI 23.04.2009, #248-V2009. - 21 s. - In Russian.

RATIONAL SUBSYSTEM OF OPERATIONS AND FACILITIES FOR ENHANCEMENT OF FINE GRAIN SEPARATION IN COMBINE HARVESTER

Y.I. ERMOLYEV, D.K. MURATOV

The field research on building a rational subsystem of the operations and facilities for the efficiency upgrading of the combine harvester air-screen separator is resulted.

Keywords: air-screen separator of combine harvester, operation code, two-section fan, top screen.