CC BY
005.20.01 - ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА _(ТЕХНИЧЕСКИЕ НА УКИ)_
DOI 10.53980/24131997_2022_1_37
А.А. Абидуев1, канд. техн. наук, ст. преподаватель, e-mail: [email protected]
А.А. Абидуев2, д-р техн. наук, доц.
Д.Н. Раднаев2, д-р техн. наук, доц.
Ц.Б. Дугаров1, канд. техн. наук, доц.
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления 2Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова
г. Улан-Удэ
УДК 631.362.34.0
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЯЧЕИСТОГО СЕПАРАТОРА
Значительная часть семенного материала пшеницы в хозяйствах Забайкалья не отвечает требованиям стандарта по засоренности, в частности по содержанию семян татарской гречихи и овсюга. Семена татарской гречихи являются более короткими примесями семян пшеницы и основную часть их можно удалить из обрабатываемого материала в цилиндрическом ячеистом сепараторе (кукольном цилиндре). Эффективное выделение из семян указанной примеси достигается при пропуске обрабатываемого материала через цилиндрический ячеистый сепаратор с размером ячеек 5,6 мм. Для обоснования положения передней кромки желоба ячеистого сепаратора и нагрузки был проведен двух-факторный эксперимент. После обработки результатов эксперимента была получена статистическая модель технологического процесса очистки семян от более короткой примеси (татарской гречихи) в цилиндрическом ячеистом сепараторе. Параметры сепаратора обоснованы путем анализа двумерных сечений поверхностей отклика качественных показателей процесса.
Ключевые слова: цилиндрический ячеистый сепаратор, семена, очистка, передняя кромка желоба, нагрузка.
АА. Abiduev, Сand. Sc. Engineering, Senior Lecturer A.A. Abiduev, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Prof. D.N. Radnaev, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
Ts.B. Dugarov, Сand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
PARAMETER BASIS OF CYLINDRICAL CELLULAR SEPARATOR
Significant part of wheat seed material in farms of Transbaikalia does not meet the requirements of the infestation standard, in particular, for the content of seeds of Tatar buckwheat and wild oats. Tartary buckwheat seeds are ofshorter impurities ofwheat seeds and most of them can be removedfrom processed material in cylindrical cellular separator (puppet cylinder). Efficient isolation of impurity from seeds is achieved by passing the processed material through cylindrical cellular separator with a cell size of 5.6 mm. A two-factor experiment was carried out to substantiate the position of leading edge of the trough of cellular separator and load. The results of the experiment were interpreted and statistical model of the technological process of cleaning seeds from shorter impurity (Tatar buckwheat) in cylindrical cellular separator was obtained. The separator parameters are based on analyzing two-dimensional sections of response surfaces of quality indicators of the process.
Key words: cylindrical cellular separator, seeds, cleaning, leading edge of the chute, load.
Введение
Значительная часть семенного материала пшеницы в хозяйствах Забайкалья не отвечает требованиям ГОСТа по засоренности, в частности по содержанию семян сорняков (татарской гречихи и овсюга). Эффективная очистка семян пшеницы от последнего представлена в работе
37
[1]. Семена татарской гречихи имеют наибольшее отличие от семян пшеницы по длине и являются более короткими примесями зерна, и они могут быть выделены из обрабатываемого материала в ячеистых сепараторах (кукольных цилиндрах). Причиной низкого качества очистки семян от данной примеси в кукольных цилиндрах с размером ячеек 5,0 мм зерноочистительных машин является несоответствие размеров их ячеек длине разделяемых компонентов [2]. Более эффективная очистка семян от указанной примеси достигается при пропуске их через ячеистый сепаратор с размером ячеек 5,6 мм [3]. Качественные показатели процесса очистки семян пшеницы от татарской гречихи в ячеистом сепараторе зависят также от положения передней кромки его желоба и нагрузки. Исследованием необходимо обосновать указанные параметры сепаратора.
Материал и методы исследования
Для экспериментальных исследований согласно технологии очистки семенного зерна были выбраны семена, прошедшие воздушно-решетную очистку. Для обоснования рациональных параметров цилиндрического ячеистого сепаратора семена обрабатывались на экспериментальном ячеистом сепараторе с диаметром цилиндра 0,6 м и частотой вращения 45 об./мин как у производственных сепараторов. Исследования проводили при разных положениях желоба сепаратора и нагрузках.
Результаты исследований и их обсуждение
Качественные показатели процессов очистки зерна - полнота выделения примеси Е и потери зерна в отходы П при различных параметрах сепаратора представлены в таблице.
Таблица
Результаты экспериментальных исследований
Положение передней кромки желоба, ° Нагрузка на единицу площади рабочей поверхности, кг/м2-ч Полнота выделения примеси Потери семян в отходы, %
410 0,962 10,3
41 460 0,952 10,8
510 0,936 11,3
560 0,922 12,4
610 0,908 14,4
410 0,952 6,3
460 0,942 6,7
46 510 0,928 7,1
560 0,912 7,4
610 0,900 8,2
410 0,931 3,1
460 0,921 3,2
51 510 0,907 3,3
560 0,891 3,4
610 0,877 5,6
410 0,911 1,6
460 0,888 1,7
56 510 0,874 1,8
560 0,858 1,8
610 0,844 1,9
В результате обработки данных экспериментов была получена математическая модель процесса очистки зерна от данной примеси в ячеистом сепараторе:
Е = 0,7456+0,0148а-0,05771 х 10-У0,000185а2—2,4х 10-^ - 0,1141х 10-У; (1) П = 76,96 - 2,807а - 0,03481^ + 0,02951а2 - 0,001301а^ + 0,03285х10-У, (2) где а - угол наклона передней кромки желоба сепаратора, q - удельная нагрузка на ячеистую поверхность, кг/м2-ч.
При снижении положения передней кромки желоба ячеистого сепаратора путем его поворота против часовой стрелки и нагрузки полнота выделения данной примеси повышается
(рис. 1).
Рисунок 1 - Изменение полноты выделения трудноотделимой примеси из обрабатываемого материала в ячеистом сепараторе в зависимости от положения передней кромки
его желоба и удельной нагрузки
Однако со снижением положения передней кромки желоба сепаратора и повышением нагрузки на рабочую поверхность возрастают потери продукции в отходы (рис. 2).
Рисунок 2 - Изменение потерь продукции в отходы в ячеистом сепараторе в зависимости от положения его желоба и удельной нагрузки на ячеистую поверхность
При увеличении нагрузки возрастают потери семян в отходы и снижается полнота выделения из обрабатываемого материала данной примеси (см. рис. 1, 2). Рациональные параметры цилиндрического ячеистого сепаратора могут быть обоснованы путем совместного рассмотрения линий уровня поверхностей отклика качественных показателей процесса очистки зерна (рис. 3).
Угол наклона передней кромки желоба, град.
Рисунок 3 - Линии уровня поверхностей отклика качественных показателей процессов очистки зерна
Показатель качества очистки продукции от данной примеси в ячеистом сепараторе составляет 0,88-0,96 при положении передней кромки его желоба под углом 46-56 ° и удельной нагрузке на ячеистую поверхность 410-610 кг/ м2*ч, при этом 2,8-9,6 % ценного материала поступает в отходы. С уменьшением удельной нагрузки на ячеистую поверхность повышается полнота выделения примеси и снижаются потери семян в отходы. Высокий показатель качества очистки семян (0,92-0,96) обеспечивается при положении передней кромки желоба под углом 46-56 о и удельной нагрузке на ячеистую поверхность 410-460 кг/м2*ч, при этом 2,77,6 % семян поступает в отходы (см. рис. 3, заштрихованный участок). Меньшие потери продукции в отходы (2,8-4,6%) и достаточно высокий показатель качества очистки зерна (0,920,95) достигается при положении передней кромки желоба сепаратора под углом 51-56 о и удельной нагрузке 410-460 кг/м2*ч (см. рис. 3).
Положение желоба ячеистого сепаратора и нагрузка на его рабочую поверхность выбираются с учетом засоренности исходного зерна и категории семян с определенным требованием к чистоте семенного материала.
Выводы
В хозяйствах Забайкалья при очистке семенного зерна пшеницы от коротких примесей (татарской гречихи) в ячеистом сепараторе с размером ячеек 5,6 мм рекомендуется установить: удельную нагрузку на ячеистую поверхность равной 400-450 кг/м2*ч; переднюю кромку его желоба под углом 50-55 о к горизонтальному диаметру цилиндра.
Библиография
1. Абидуев А.А., Петунов С.В., Урханов Н.А. и др. Обоснование параметров ячеистого сепаратора для очистки семян пшеницы от длинных примесей // Вестник ВСГУТУ. - № 3 (82). - 2021. - С. 41-45.
2. Чижиков А.Г., Добычин Н.А. Послеуборочная обработка зерна в колхозах и совхзозах. - М.: Колос, 1971. - 156 с.
3. Абидуев А.А, Абидуев Ал.А. Выбор размера ячеек триерных цилиндров // Вестник ВСГУТУ. - 2013. - № 4 (43). - С. 53-57.
Bibliography
1. Abiduev A.A., Petunov S.V., Urkhanov N.A. et al. Parameter basis of cylindrical cellular separator for cleaning wheat seeds from long impurities // Bulletin of ESSTUM. - 2021. -N 3 (82). - P. 41-45.
2. Chizhikov A.G., Dobychin N.A. Post-harvest grain processing in collective farms and state farms. -M.: Kolos, 1971. - 156 p.
3. Abiduev A.A., Abiduev Al.A. The choice of cell size of trier cylinders // Bulletin of ESSTUM. -2013. - N 4 (43). - P. 53-57.
