CC BY
13
УДК 631.362.323
И. В. Шевцов, В. А. Безносов
ПРИМЕНЕНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДНОГО УСТРОЙСТВА РЕШЕТНЫХ СТАНОВ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН
ФГБОУ ВПО «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т. С. МАЛЬЦЕВА»
I. V. Shevtsov, V. A. Beznosov USE OF COMBINED DRIVE OF GRAIN CLEANER'S SIEVES SET FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T. S. MALTSEV»
Аннотация. Рассмотрены недостатки решетных машин зерноочистительных агрегатов, одним из которых является то, что колосовые и подсевные решета, выполняя разные функции, работают в одном кинематическом режиме. Это приводит к снижению качества очистки зерна. Повысить эффективность работы решетных устройств возможно применением приводного устройства, обеспечивающего работу разных по назначению решет в разных кинематических режимах. Предлагаемое техническое решение может быть использовано как при проектировании новых, так и при модернизации существующих зерноочистительных машин.
Ключевые слова: послеуборочная обработка зерна, зерноочистительные машины, приводное устройство, решетный стан.
Summary. Shortcomings of grain cleaners' sieves sets are considered. One of them is that ear sieves and sowing sieves work in one kinematic mode when performing different functions. It leads to decrease in quality of grain purification. It is possibly to raise overall performance of sieves sets with the help of combined drive which provide functioning of different sieves in dif-ferent kinematic modes. The proposed technical solution can be used both at design new, and at modernization existing grain cleaners.
Keywords: post-harvesting grain, grain-cleaner, drive, sieve.
Игорь Викторович Шевцов
Igor Viktorovich Shevtsov кандидат технических наук
Владимир Анатольевич Безносов
Vladimir Anatolyevich Beznosov аспирант
Введение. Одной из первоочередных задач агропромышленного комплекса является обеспечение устойчивого роста производства зерна. Главные направления увеличения производства - это повышение урожайности и снижение потерь зерна на стадиях его производства [5]. В Курганской области урожайность зерна за последние семь лет составила в среднем 14,3 ц/га (рисунок 1) [4]. Одной из причин такой низкой урожай-
ности зерновых является посев семян низкого качества. По данным Россельхозцентра на 15 мая 2013 года в хозяйствах Курганской области доля оригинальных и элитных семян составляла всего 6 %, а доля некондиционных по засоренности - 15 % (рисунок 2). Такое кризисное состояние с качеством семян специалисты объясняют недостаточным и низким технологическим и техническим уровнем механизации производства семян.
Рисунок 1 - Урожайность зерна в Курганской области
сельского хозяйства
Основной задачей, решаемой в ходе послеубо- чать требованиям в соответствии с назначением (се-рочной обработки зерна, является доведение зерно- мена, продовольственное зерно, зерно для техниче-вого материала до таких свойств, которые будут отве- ских целей).
и о го 5! и Й ю о
60
50
40
30
и
3
ю о т
« 20
4
о «
10
ШЛ Оригинальные и элитные семена Ш Репродукционные для семенных целей И Репродукционные для производства товарной продукции Ш Семена некондиционные по засоренности ■ Семена некондиционные по всхожести
Рисунок 2 - Качество семян зерновых культур в хозяйствах Курганской области (по данным ФГБУ «Россельхозцентр» по Курганской области за 2013 г.)
Использование устаревших зерноочистительных установок по традиционным технологиям, в которых поточные линии имеют износ 90 %, приводит к дополнительным затратам. Так, хозяйства вынуждены неоднократно пропускать зерновой материал через эти поточные линии, чтобы достичь семенных целей [2]. Многократные пропуски семян через рабочие органы из-за низкой эффективности их работы и высокой исходной засоренности приводят к повышенному травмированию и низкому качеству семян.
Частично решить проблему изношенности машин можно за счет оснащения хозяйств современными поточными линиями, частично - за счет модернизации существующих комплексов и агрегатов. Из-за отсутствия достаточного финансирования на данном этапе наиболее приемлемо второе направление [1].
Анализ показал, что наиболее широко используются для первичной очистки решетные машины ЗВС-20А, Петкус К-547, Петкус К-531, МЗС-25, на которые приходится основная нагрузка при очистке зерна. Недостатком таких машин является то, что колосовые и подсевные решета, выполняя разные по назначению функции, устанавливаются в один решетный стан и сепарация на них происходит при одинаковом кинематическом режиме. Это приводит к снижению
качества очистки зерна. Кроме того, в этих машинах очистка решет выполняется щетками, а еще хуже скребками. При этом зерно, находящееся в отверстии решета, будучи прижатым к торцу отверстия щеткой или скребком, не может не травмироваться.
Обычно технологический процесс работы решетных станов происходит следующим образом. Из зерновой массы с помощью решет с круглыми отверстиями отделяются крупные примеси. Через отверстия проходят только частицы, ширина которых меньше диаметра отверстия, причем, когда их длинная ось перпендикулярна плоскости решета. Выполнение такого условия расположения частиц над отверстием при движении зерновой массы по плоскости решета достаточно затруднительно и становится возможным в режимах с подбрасыванием слоя зерна.
Очень важно, чтобы на этой технологической операции все зерно основной культуры прошло через отверстия решет, а не ушло сходом. Единичные зерна при отсутствии слоя, ударяясь о перемычки, галопируют и попадают в отход. Чтобы исключить потери зерен основной культуры, устанавливают решета с отверстиями, диаметр которых больше, чем это необходимо, что приводит к проходу в отверстия крупных семян сорных растений.
0
После этого, с помощью подсевных решет с продолговатыми отверстиями из зерна удаляются мелкие примеси. Для этого обязательно выполнение следующих условий:
- прохождение проходовых фракций сквозь слой зерновой смеси до сепарирующей поверхности;
- взаимодействие частиц с перемычками и ориентация их относительно отверстий решета;
- прохождение частиц проходовых фракций в отверстия решет.
Длина зерен пшеницы, ржи, овса и т. д., значительно больше ширины и толщины. Поэтому про-ходовые фракции таких зерен при попадании на сепарирующую поверхность должны сориентироваться длинной осью вдоль отверстий решет и выпасть в них. Следовательно, вероятность ориентации частиц относительно отверстия решета и попадание в отверстия будет состоять из вероятности
попадания частиц длинной осью вдоль продолговатого отверстия решета и вероятности разворота частиц на перемычках и ориентации при движении по решету.
Эффективность процесса будет зависеть от высоты слоя зерна, скорости его перемещения по решету, формы перемычек решета и кинематических параметров решетного стана.
Повысить эффективность работы зерноочистительных машин возможно применением приводного устройства, обеспечивающего работу разных по назначению решет в разных кинематических режимах, сохраняя, тем не менее, один приводной вал.
В Курганской государственной сельскохозяйственной академии на кафедре «Тракторы и сельскохозяйственные машины» разработано комбинированное приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин (рисунок 3).
Рисунок 3 - Кинематическая схема комбинированного приводного устройства решетных станов
зерноочистительных машин
Приводное устройство состоит из верхнего решетного стана 2, который со стороны загрузки прикреплен к приводному эксцентриковому валу 1, а со стороны разгрузочной части - шарнирно к верхнему звену двуплечего рычага 4, ось которого шарнирно соединена с рамой. Нижний решетный стан 5 со стороны разгрузочной части шарнирно соединен с нижним звеном двуплечего рычага 4, а со стороны загрузки - шар-нирно с подвеской 6. При такой компоновке верхняя точка решетного стана в точке крепления к приводному валу совершает круговые движения в вертикальной плоскости. По мере удаления от точки крепления амплитуда колебаний точек стана по высоте уменьшается. Нижний решетный стан совершает плоскопараллельное движение, при котором колебания разных точек решета различны по причине различия длины подвески и нижнего звена двуплечего рычага.
Конструкция привода позволяет производить подбор угла наклона верхнего решетного стана, пере-
мещая шарнир 3 в вертикальной плоскости относительно рамы с последующим его закреплением. Амплитуда колебаний нижнего решетного стана регулируется со стороны разгрузки изменением длины нижнего звена двуплечего рычага, а изменение длины подвески позволяет изменять угол наклона и форму траектории движения нижнего стана [3]. Это обеспечивает возможность регулирования высоты слоя зерна и изменения скорости перемещения его по решету.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано как при проектировании новых, так и при модернизации существующих зерноочистительных машин.
С целью повышения эффективности очистки семян и увеличения производительности предлагается модернизировать зерноочистительную машину Пет-кус К-531. Увеличить производительность линии, в ко -торой находится эта машина, до 5-6 т/ч, возможно, модернизировав ее решетную часть и не использовать су-
сельского хозяйства
ществующие триерные цилиндры, имеющие производительность до 3,5 т/ч (на семенах пшеницы). Вместо них предлагается включить в линию, хорошо зарекомендовавший себя, триерный блок БТМ-8-800А.
При модернизации рама, бункер-питатель и аспирационная система сохраняются прежними, а существующий решетный стан со щеточным меха-
низмом очистки решет демонтируются. Предлагается изготовить и установить одноярусные равные по массе решетные станы с инерционными очистителями, и применить приводное устройство, описанное выше.
На рисунке 4 представлена технологическая схема модернизированной машины.
Рисунок 4 - Технологическая схема модернизированной машины
Технологический процесс модернизированной зерноочистительной машины реализуется следующим образом. Поток зернового материала подается в бункер-питатель 5 и далее - на неперфорированный участок верхнего решетного стана 10, на котором распределяется по ширине решета и по высоте. При попадании исходного материала на решетную поверхность из него воздушным потоком первого канала аспирации выделяются легкие примеси, которые осаждаются в осадочной камере 7 и выводятся из машины. На решете верхнего стана происходит отделение крупных примесей. Зерновки и мелкие примеси, прошедшие в отверстия решета, поступают на поддон 3 верхнего стана и попадают на начало подсевных решет нижнего стана 12. Мелкие примеси выделяются и попадают в приемник 13. Сходом с подсевных решет получаем очищенное зерно, которое в этот момент проходит обработку потоком воздуха второго канала аспирации.
С целью определения рациональных конструктивных и кинематических параметров приводного устройства изготовлена лабораторная установка. Результаты предварительных экспериментальных исследований позволяют сделать вывод о том, что модернизация зерноочистительных машин с использованием предлагаемого приводного устройства решетных станов позволит повысить эффективность очистки семян и продлить срок службы машин.
Список литературы
1 Косилов Н. И., Косилов Д. Н., Волынкин В. В. Рекомендации по совершенствованию технологии и технических средств для послеуборочной обработки зерна в хозяйствах. - Челябинск: ЧГАУ, 2005. - 63 с.
2 Модернизация технологических линий переработки зерна с учетом хозяйственных условий / С. Г. Мударисов, З. С. Рахимов, И. Д. Бадретдинов [и др.] // Научное обеспечение устойчивого функционирования и развития АПК. Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием в рамках XIX Международной специализированной выставки «Агро-Комплекс-2009» (3-5 марта 2009 г.). Часть I. - Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2009. - С. 122-126.
3 Пат. № 132674 Ш А 01 Б 12/44. Приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин / И. В. Шевцов, В. А. Безносов, С. С. Ни-завитин. № 2013105866; заявл. 12.02.13., опубл. 27.09.13., Бюл. № 27.
4 Статистический ежегодник по Курганской области. Стат. сб. / Курганстат. - Курган, 2013. -279 с.
5 Тарасенко А. П. Современные машины для послеуборочной обработки зерна и семян. - М.: КолосС, 2008. - 232 с.
