CC BY
122
Модернизация решетных машин -
один из путей сохранения индустриальной
технологии послеуборочной обработки зерна
И.П. Лапшин, к.т.н, докторант,
Челябинский агроинженерный университет
Технические средства для послеуборочной обработки зерна в основном выработали свой ресурс и находятся в нерабочем состоянии. Зернопроизводители теряют значительное количество зерна при уборке и послеуборочной обработке, которое достигает 12%. Вложенные средства не покрывают проведенных затрат, т.к. повышенное содержание сорных примесей и влажность вынуждают хозяйства сдавать собранный урожай на элеваторы по низким ценам.
Таким образом, в сельскохозяйственном производстве сложилась проблемная ситуация. Для обеспечения населения хлебом, промышленности - сырьем, а животноводства - кормами требуется увеличение производства зерна. Из-за значительного износа комбайнов на тока хозяйств зерновая смесь поступает с содержанием сорных примесей до 24%. Существующие зерноочистительные агрегаты и комплексы не в состоянии перерабатывать большой объем засоренного зерна из-за простоев техники, выработавшей свой ресурс. В таких условиях сельхозпроизводители несут значительные убытки, не покрывая вложенных трудовых, материальных и финансовых затрат на возделывание и уборку зерновых, а также получение семян.
Решение данной ситуации возможно по нескольким направлениям:
- поставлять хозяйствам новую технику;
- сохранить работоспособность существующих агрегатов и комплексов за счет их реконструкции и модернизации зерноочистительной техники.
Первое направление связано с большими материальными затратами, и для оснащения хозяйств АПК новыми машинами потребуется длительный период времени. При этом темпы выхода из строя старой техники будут превышать темпы поставки новых машин. Кроме этого необходима новая концепция развития всей зерноочистительной техники, т.к. поставляемые в хозяйства зерноочистительные машины по конструктивным и технологическим параметрам не отвечают современным требованиям производства зерна и семян.
Второе направление на данный момент времени является более перспективным, т.к. при восстановлении работоспособности зерноочистительной техники многое оборудование можно использовать еще длительное время.
Основу зерноочистительных агрегатов составляют решетные машины с традиционными прямолинейными колебаниями. Такое движение сопровождается значительными динамическими нагрузками, вибрацией корпусов машин.
Использование во всех зерноочистительных машинах плоскопробивных решет снижает их производительность и качество очистки, что приводит к неоднократной обработке зернового вороха и, как следствие, большому уровню травмирования и дополнительным потерям зерна[1].
Наиболее эффективным способом повышения производительности зерноочистительных машин и качества очистки зернового вороха и калибровки семян является применение решет с различной геометрией продольных перемычек. Такие решетные полотна обладают повышенной ориентирующей способностью и имеют больший коэффициент «живого» сечения[2]. Решета с цилиндрическими перемычками травмируют в
1,5...2,0 раза меньше семян, чем стандартные штампованные [3]. Однако оптимальные режимы работы таких решет находятся далеко за пределами кинематических режимов работы существующих зерноочистительных машин[4]. Кроме этого существующий способ очистки от застрявших в отверстиях зерен не подходит для решет с цилиндрическими перемычками. При движении щеток возникают удары по поперечным перемычкам, это ухудшает четкость сепарации, создаются дополнительные динамические нагрузки, влияющие на работоспособность зерноочистительной машины.
Наилучшими условиями для работы решет с цилиндрическими перемычками будут круговые колебания в горизонтальной плоскости[4].
Проведенные исследования показали, что рациональным приводным механизмом решетных станов может служить дебалансный вибровозбудитель, который обеспечивает заданные круговые колебания решетам в горизонтальной плоскости (рис. 1). При этом центр жесткости подвесок (ЦЖ), расположенный на пересечении диагоналей квадрата в точке О, образованного подвесками, должен совпадать в горизонтальной плоскости с общим центром масс решетного стана (ЦМс) и осью вращения дебаланса (ЦМд). Выполнение этих трех условий обеспечивает равенство радиуса круговых колебаний всем точкам решетного стана[4].
Для очистки решет с цилиндрическими перемычками был выбран принудительный ударный
Обрабатываемая культура
Разделительное решето Б1
Стальной лист
Крупные
примеси
Стальной лист
Сортировальное решето I с цилиндрическими \ и.
Мелкие***' Чищенное примеси зерно
перемычками
Рис. 1 - Схема привода решетных станов при круговых колебаниях: 1 - решетный стан; 2 - обечайка; 3 - электродвигатель; 4 - дебаланс; 5 - подвески
способ. Необходимые условия для ударной очистки решет от застрявших зерен и такой механизм приведены в работе[4].
Наилучшие условия сепарации будут протекать, когда решета присоединены к решетной рамке. Если этого не делать, то полнота разделения начнет резко снижается с увеличением начальной нагрузки. Причина этого явления заключается в том, что под действием нагрузки решето прогибается в средней части и вместо равномерного распределения по поверхности решета зерно смещается к центру, увеличивая толщину слоя в центре и уменьшая его при удалении от центра.
При модернизации зерноочистительных машин в первый ряд решетного стана необходимо установить разделительное решето Б1 с прямоугольными отверстиями, которое при удельной нагрузке 2,0 кг/с • м будет обеспечивать производительность 7,128 т/ч при ширине решета 0,99 м (ОВС-25, ОВП-20, ЗАВ-10.30000), а при установке двух вороховых решет (ЗВС-20А) производительность будет равна 10,656 т/ч. Во второй ряд следует установить решето с цилиндрическими перемычками шириной отверстия 2,2 мм. Такое решето при начальной удельной нагрузке 2,0 кг/с • м будет обеспечивать полноту разделения зерновой смеси, равной 0,6. Схема расположения решет в одном решетном стане (ОВС-25, ОВП-20, ЗАВ-10.30000) приведена на рис. 2.
Рис. 2 - Технологическая схема модернизированной машины первичной очистки зерна
Предлагаемая нами модернизация машин первичной очистки заключается в замене нерациональных приводных механизмов решетных станов и очистителей решет. Бункер, решетные станы, рама, зерноотводы и другие элементы после несложного ремонта могут прослужить еще много лет.
Модернизация зерноочистительных машин с использованием механизма ударной очистки решет от застрявших зерен при круговых колебаниях решетного стана и использования решет с цилиндрическими перемычками позволяет:
1. Повысить производительность машин в
1,25...1,85 раза.
2. Снизить на 10.20% затраты мощности на поддержание круговых колебаний решетных станов и ударного способа очистки решет.
3. Снизить вибрацию рам зерноочистительных машин до допустимых значений.
4. Увеличить срок службы отечественных зерноочистительных машин и повысить их надежность.
5. Снизить эксплуатационные затраты на очистку зерна при модернизации машин первичной очистки на 1,46 руб./т.
6. Модернизация одной машины первичной очистки зерна обеспечивает годовой экономический эффект 61871 рубль, при годовой загрузке машины 500 часов.
Литература
Тарасенко А.П., Чуйко Г .В. Перспективы совершенствования механизации производства семян. Технологическое обеспечение производства продукции растениеводства // Научные труды ВИМ. Т. 141. Ч.2. - М.: ВИМ, 2002.
Кубышев В.А., Тулькибаев М.А., Климок А. И., Конченко Н.Ф. Пути повышения производительности и качества работы решет с продолговатыми отверстиями // В кн.: Сб. научн. тр. / Уральск. научн.-исслед. ин-т с.х-ва. - Челябинск, 1973. - Вып. 4. - С .158-171.
Тарасенко А.П. Снижение травмирования семян при послеуборочной обработке. (Аналитический обзор). - Воронеж: ГСКБ «Зерноочистка», 2001. - 152 с.
4. Лапшин И .П., Косилов Н.И. Расчет и проектирование зерно -очистительных машин. - Курган: ГИПП «Зауралье», 2002. -168 с.
3
