CC BY
36
Инженерия
УДК 631.362.3
приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин
И. В. ШЕВЦОВ,
кандидат технических наук, доцент, В. А. БЕЗНОСОВ,
аспирант, Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т. С. Мальцева
(641300, Курганская обл., Кетовский р-н, с. Лесниково; тел.: 89129755131; e-mail: [email protected])
Ключевые слова: послеуборочная обработка зерна, зерноочистительные машины, приводное устройство, решетный стан.
Основу зерноочистительных агрегатов составляют решетные машины, большинство из которых, в основном, выработали свой ресурс. Требуемое качество при обработке зерна получают путем неоднократного пропуска через технологическую линию. Тем самым увеличиваются потери зерна, его травмирование и затраты на послеуборочную обработку. Недостатком таких машин 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 приводное устройство состоит из приводного вала, верхнего и нижнего решетных станов, двуплечего рычага, подвески. Верхний и нижний решетные станы работают в разных кинематических режимах. Верхний стан со стороны загрузки закреплен к корпусам подшипников, установленных на эксцентриках приводного вала, и совершает круговые колебания в вертикальной плоскости с уменьшающейся амплитудой по длине решета. Со стороны разгрузки он шарнирно соединен с верхним звеном двуплечего рычага. В плоскости решета амплитуда колебаний не меняется. Нижний стан со стороны загрузки соединен с рамой посредством подвески. Со стороны разгрузочной части он соединен с нижним звеном двуплечего рычага. Конструкция привода позволяет производить подбор угла наклона верхнего решетного стана, перемещая ось двуплечего рычага в вертикальной плоскости относительно рамы с последующим закреплением. Амплитуда колебаний нижнего решетного стана регулируется изменением длины нижнего звена двуплечего рычага, а изменение длины подвески позволит изменять угол наклона и форму траектории движения нижнего стана. Это обеспечит возможность регулирования высоты слоя зерна и скорости перемещения его по решету. Предлагаемое техническое решение может быть использовано как при проектировании новых, так и при модернизации существующих зерноочистительных машин.
the sieve boots drive of grain cleaners
I. V. SHEVTSOV,
candidate of technical sciences, associate professor, V. A. BEZNOSOV,
graduate student, Kurgan state agricultural academy of T. S. Maltsev
(Lesnikovo, Ketovsky area, 641300, Kurgan reg.; tel: +7 912 975-51-31; e-mail: [email protected])
Keywords: post-harvesting grain treatment, grain-cleaners, drive, sieve boot.
Sieve machines constitute a basis of grain cleaning machines, most of which generally have outlived their usefulness. Required quality in the processing of grain is achieved by repeated passes through a technological line. Thereby grain loss isincreased, as well as its damage and costs of post-harvest processing. The disadvantage of these machines is that ear and sow sieves, performing different functions work in the same kinematic regime. This leads to a lower quality of grain cleaning. Improvement of a sieve device efficiency is possible by use of a drive that can provide the work of different purpose sieves in different kinematic modes. The proposed driving device comprises a drive shaft, upper and lower sieves, a bilateral lever and suspension. The upper and lower sieves work in different kinematic modes. The upper camp at the loading site is attached to the bearing frames mounted on the drive shaft eccentrics, and it makes circular oscillations in the vertical plane with decreasing amplitude along the length of the sieve. At the unloading end it is pivotally connected to the upper unit of a bilateral lever. At the sieve plane oscillation amplitude does not change. A lower mill at the loading site is coupled to the frame by a suspension. From the unloading part it is connected to a lower link of a bilateral lever. The drive design allows to select an inclination angle of the upper sieve, moving an axis of a bilateral lever in a vertical plane relative to the frame, followed by its fixation. The oscillation amplitude of a lower sieve is adjusted by changing the length of a lower link of a bilateral lever and the change of a suspension length allowsto change an angle and a shape of the movement path of a lower camp. This will provide an opportunity to adjust a height of the grain layer and speed of its transition in the sieve. The proposed technical solution can be used at the design of new and modernization of existing grain cleaners.
Положительная рецензия представлена Л. А. Новопашиным, кандидатом технических наук, профессором, заведующим кафедрой тракторов и автомобилей Уральского государственного аграрного университета.
Инженерия /Щ
Основной задачей, решаемой в ходе послеуборочной обработки зерна, является доведение зернового материала до таких свойств, которые будут отвечать требованиям в соответствии с назначением.
Опыт эксплуатации зерноочистительных агрегатов показывает, что в ряде случаев появляется необходимость повторно пропускать зерно через машины первичной очистки. Тем самым увеличиваются потери зерна, его травмирование и затраты на послеуборочную обработку.
Существующие зерноочистительные агрегаты и комплексы, выработавшие свой ресурс, не в состоянии перерабатывать большой объем засоренного зерна. В таких условиях сельхозтоваропроизводители несут значительные убытки, не покрывая вложенных трудовых, материальных и финансовых затрат на возделывание, уборку зерновых и получение качественных семян. Не все хозяйства могут приобрести дорогостоящие машины для послеуборочной обработки, поэтому становится актуальным сохранить работоспособность существующих зерноочистительных машин за счет их модернизации.
Анализ показал, что наиболее широко используются для первичной очистки решетные машины ЗВС-20А, 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 функции, работают в одном кинематическом режиме. Это приводит к снижению качества очистки зерна.
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. Такое условие расположения частиц над отверстием при движении зерновой массы по плоскости решета достаточно затруднительно и становится возможным в режимах с подбрасыванием.
Очень важно, чтобы на этой технологической операции все зерно основной культуры прошло через отверстия решет. 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.
С помощью подсевных решет с продолговатыми отверстиями из зерна удаляются мелкие примеси. Эффективность выделения мелких примесей не может быть высокой, так как процесс просеивания частиц, в данном случае, носит вероятностный характер. Эффективность процесса будет зависеть также от высоты слоя зерна и скорости его перемещения по решету [1].
Повысить эффективность работы зерноочистительных машин возможно применением приводного устройства, обеспечивающего работу разных по назначению решет в разных кинематических режимах.
В Курганской государственной сельскохозяйственной академии на кафедре «Тракторы и сельскохозяйственные машины» разработано приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин (рис. 1).
Приводное устройство состоит из верхнего решетного стана 2, который со стороны загрузки закреплен на эксцентриках приводного вала 1, а со стороны разгрузочной части — шарнирно с верхним звеном двуплечего рычага 4, ось которого шарнир-но соединена с рамой. Нижний решетный стан 5 со стороны разгрузочной части шарнирно соединен с нижним звеном двуплечего рычага, а со стороны загрузки — шарнирно с подвеской 6. При такой компоновке верхняя точка решетного стана в точке крепления с приводным валом совершает круговые движения в вертикальной плоскости. По мере удаления от точки крепления амплитуда колебаний точек стана по высоте уменьшается. Нижний решетный стан совершает возвратно-поступательные движения.
Конструкция привода позволяет производить подбор угла наклона верхнего решетного стана, перемещая шарнир 3 в вертикальной плоскости относительно рамы с последующим его закреплением. Амплитуда колебаний нижнего решетного стана регулиру-
Рисунок 1
Приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин
Рисунок 2
Кинематическая схема модернизированной машины
Инженерия
зерновой аорох мелкие принеси очищенное легкие принеси крутше ПрИМС£Н отработанный возлух
Рисунок 3
Технологическая схема модернизированной машины ется со стороны разгрузки изменением длины нижнего звена двуплечего рычага, а изменение длины подвески позволит изменять угол наклона и форму траектории движения нижнего стана [2]. Это обеспечит возможность регулирования высоты слоя зерна и скорости перемещения его по решету.
С целью повышения эффективности очистки зерна предлагается модернизировать зерноочистительные машины, например ЗВС-20А. Рама, бункер-питатель и аспирационная система сохраняются прежними, а существующие решетные станы с механизмом очистки решет демонтируются. Вместо них устанавливаются изготовленные облегченные решетные станы с инерционными очистителями, а также используется предлагаемое приводное устройство.
На рис. 2 представлена кинематическая схема модернизированной машины. С электродвигателя 2 крутящий момент передается на приводной эксцентриковый вал 3, а с него на шкив загрузочного шнека 4. Эксцентриковый вал закреплен на раме машины 1. Частотный преобразователь 6 обеспечивает
плавный пуск и возможность регулирования частоты колебаний, а также работу решетных станов в нерезонансном режиме. Верхний решетный стан 5 состоит из рамки для крепления решет, инерционного очистителя, скатной доски 7 для легких примесей и поддона 8 с делителем 9. Двухъярусный нижний решетный стан 10 состоит из двух рамок для крепления подсевных решет, инерционного механизма очистки и поддонов для вывода мелких примесей.
На рис. 3 представлена технологическая схема работы модернизированной машины.
Исходный материал подается в загрузочный шнек, который распределяет его по ширине решет. Воздушным потоком из зернового материала выделяются легкие примеси, которые осаждаются в осадочной камере, поступают на скатную доску и выводятся из машины. Далее зерно поступает на верхний решетный стан, где происходит выделение крупных примесей. Зерновки и мелкие примеси, прошедшие в отверстия решета поступают на поддон верхнего стана, транспортируются к делителю и попадают на два яруса подсевных решет нижнего стана. Мелкие примеси выделяются и выводятся на сторону. Сходом с подсевных решет получаем очищенное зерно.
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 зерна и увеличить срок службы машин. Предлагаемое техническое решение может быть использовано как при проектировании новых, так и при модернизации существующих зерноочистительных машин.
Литература
1. Гортинский В. В., Демский А. Б., Борискин М. А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. М. : Колос, 1980. 304 с.
2. Приводное устройство решетных станов зерноочистительных машин : патент 132674 РФ, 2013105866/13, заявл. 12.02.13, опубл. 27.09.13 // Бюл. № 27. 2 с.
References
1. Gortinsky V. V., Demsky A. B., Boriskin M. A. Separation processes for grain processing enterprises. M. : Kolos, 1980. 304 p.
2. The sieve boots drive of grain cleaners : patent 132674 Russian Federation, 2013105866/13, statement 12.02.13, publ. 27.09.13 // Bull. № 27. 2 p.
