CC BY
13
УДК 631.331.92
ШЛИФОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С КОНИЧЕСКИМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
О. Н. Кухарев, И. Н. Семов
POLISHING DEVICE WITH CONE WORKING BODIES O. N. Kuharev, I. N. Semov
Аннотация. Раскрывается сущность процесса шлифования семян сахарной свеклы, предлагается конструкция шлифовального устройства с коническим рабочим органом.
Ключевые слова: семена, шлифование, сахарная свекла, качество.
Abstract. The essence of sanding sugar beet seeds, proposed design of the grinding device with a tapered working body.
Key words: seeds, grinding, sugar beet, quality.
Применение интенсивной технологии выращивания сахарной свеклы предусматривает повышение требований к качеству семян и необходимость поиска путей и средств его улучшения [1—3]. Большое значение в повышении качества посевного материала имеет предпосевная обработка семян.
В настоящее время широкое распространение получили дражированные семена как элемент предпосевной подготовки [4-7]. Технология подготовки дражированных семян на заводах включает следующие операции: очистку, шлифование, калибрование, сортировку, обработку защитно-стимулирующими веществами, инкрустацию и дражирование (рис. 1) [8, 9].
Рис. 1. Технологическая схема производства дражированных семян
Для получения качественных дражированных семян необходимо проводить их подготовку в соответствии с требованиями, в частности, большое внимание уделяется операции шлифования семян.
В процессе шлифования удаляются шероховатые рыхлые части околоплодника (до 30 % по массе), затем обработанные семена калибруют, выделяя допустимые посевные фракции. Благодаря шлифованию увеличивается объемная масса семян, они становятся ровными, что дает возможность соблюдать заданные режимы предпосевной обработки. Шлифованные семена при прорастании потребляют воды несколько меньше, поэтому всходы появляются на один-два дня раньше [10-13].
Однако машины, реализующие этот процесс, серийно в России не выпускаются, а опытные образцы не в полной мере удовлетворяют агротехническим требованиям, поэтому в ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» разработана конструкция шлифовального устройства с коническим рабочим органом, которое позволит повысить качество шлифования, а как следствие, и качество дражированных семян [13, 14].
Устройство для шлифования семян (рис. 2) включает в себя загрузочную воронку 1 и корпус, выполненный разъемным из двух частей: верхней части 2 и нижней части 3, полученных сечением горизонтальной плоскостью [15].
| - обрабатываемые семена
| - шлифованные семена
| - поток воздуха с продуктами шлифования
Рис. 2. Схема устройства для шлифования семян (обозначения по тексту)
Внутри верхней части корпуса 2 установлен рабочий орган 4 в виде закрепленного на приводном валу 5 усеченного конуса. Между внутренней конической поверхностью верхней части корпуса 2 и наружной поверхностью конического рабочего органа 4 образована камера шлифования с абразивным покрытием. Абразивное покрытие нанесено на поверхность рабочего органа 4. На внутренней конической поверхности верхней части корпуса 2 с образующей длиной L имеется три участка I, II и III в виде усеченных конусов, полученных сечением двумя горизонтальными плоскостями таким образом, что образующие верхнего, среднего и нижнего конусов и внутренней конической поверхности верхней части корпуса 2 находятся на одной линии. Верхний конус имеет образующую длиной 1/6 L, средний конус имеет образующую длиной 2/6 L, а нижний конус имеет образующую длиной 3/6 L. В основании конического рабочего органа 4 установлена проставка 6 в виде усеченного конуса, диаметр верхнего основания которого равен диаметру нижнего основания конического рабочего органа 4, а центральный угол у проставки 6 равен центральному углу ß внутренней конической поверхности верхней части корпуса 2.
Длина образующей проставки Н равна (1/6...1/2)L. В нижней части корпуса 3 с зазором относительно проставки 6 и соосно с ней установлен сетчатый цилиндр 7 с сужающимся в нижней части соплом 8. Диаметр верхней части сетчатого цилиндра 7 равен диаметру нижнего основания проставки 6, а диаметр ячеек составляет 1...3 мм. В нижней части приводного вала 5 жестко установлена крыльчатка вентилятора 9, создающая поток воздуха, проходящий через отверстия сетчатого цилиндра 7 в сопло 8.
Семена из загрузочной воронки 1 попадают в камеру шлифования. При соприкосновении семян с вращающимся рабочим органом 4 и неподвижной поверхностью верхней части корпуса 2 семена начинают вращаться и, перекатываясь по внутренней конической поверхности корпуса, перемещаются по спирали с увеличением радиуса кривизны сверху вниз, в результате чего снимается верхний слой околоплодника и семена приобретают форму, близкую к шару. Сначала семена попадают в зону верхнего конуса I с длиной образующей 1/6 L и выступами в форме пирамид высотой 0,75.1,00 мм. На этом участке откалываются наиболее крупные части околоплодника. Далее семена поступают в зону среднего конуса II с длиной образующей 2/6 L и выступами в форме пирамид с высотой 0,50.0,75 мм. На данном участке производится снятие более глубоких слоев околоплодника. После этого семена попадают в зону нижнего конуса III с длиной образующей 3/6 L и высотой выступов 0,25.0,50 мм. Здесь производится снятие последнего небольшого слоя и доводка семени до формы, близкой к шару. За счет того, что рабочий орган 4 имеет центральный угол а, а внутренняя поверхность верхней части корпуса 2 имеет центральный угол ß, происходит постепенное снятие верхней части околоплодника, а за счет того, что центральный угол у про-ставки 6 равен центральному углу ß внутренней конической поверхности верхней части корпуса 2, происходит окончательная доводка поверхности семени до требуемого размера фракции семян. Далее семена и продукты шлифования из камеры шлифования попадают в камеру, образованную нижней частью корпуса 3 и сетчатым цилиндром 7. Крыльчатка вентилятора 9,
установленная на приводном валу 5, вращается и создает воздушный поток, направленный из этой камеры через сетчатый цилиндр 7 в сопло 8. Семена, проходя через камеру, обдуваются воздушным потоком, и с них удаляются частицы пыли. Далее семена падают вниз. Продукты шлифования, имея меньшую массу и размеры, подхватываются воздушным потоком и выносятся через отверстия в сетчатом цилиндре 7 в сопло 8 [15].
Конструкция шлифовального устройства была изготовлена в условиях лаборатории Пензенской государственной сельскохозяйственной академии, и были проведены его испытания.
Полученный экспериментальный образец шлифовального устройства доказал свою работоспособность в лабораторных условиях. При заданных оптимальных частотах вращения дисков качество шлифования составило 99 %.
Список литературы
1. Кухарев, О. Н. Физико-механические свойства семян сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов // Сахарная свекла. - 2010. - № 10. - С. 16-18.
2. Физико-механические свойства современных сортов и гибридов сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, Г. Е. Гришин, И. Н. Семов, И. Н. Старостин // Вестник Казанского ГАУ. - 2013. - № 2 (28). - С. 77-80.
3. Патент РФ 2237397 МПК: 7А 01С 11/00 А, 7А 01С 11/02 В. Устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине / Н. П. Ларюшин, В. П. Оликов, О. Н. Кухарев. - № 2002131617/12 ; Заявл. 25.11.2002 ; Опубл. 10.10.2004, Бюл. № 28.
4. Кухарев, О. Н. Результаты исследований барабанного дражиратора / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Нива Поволжья. - 2010. - № 1. - С. 54-57.
5. Патент на полезную модель № 97238 ЯИ ШМПК А01С 1/00. Аппарат для дра-жирования семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков. - Заявка № 2009119789/13, 25.05.2009 ; Опубл. 10.09.2010, Бюл. № 25. - 3 с.
6. Кухарев, О. Н. Барабанный дражиратор семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. -№ 9. - С. 7-9.
7. Кухарев, О. Н. Дражиратор семян сахарной свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Сельский механизатор. - 2012. - № 1. - С. 11.
8. Кухарев, О. Н. Качество дражирования семян в барабанном дражираторе с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - № 1. - С. 10-12.
9. Механизация технологического процесса дражирования семян сахарной свеклы / Н. П Ларюшин, О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М Чирков. - Пенза, 2012. - 102 с.
10. Кухарев, О. Н. Эффективность применения барабанного дражиратора с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - № 9. - С. 34-35.
11. Кухарев, О. Н. Эффективность дражирования семян сахарной свеклы барабанным дражиратором / О. Н. Кухарев, Г. Е. Гришин // Нива Поволжья. - 2012. -№ 1 (22). - С. 73-77.
12. Кухарев, О. Н. Теоретическое обоснование барабанного дражиратора с вращающимся дном / О. Н. Кухарев, Г. Е. Гришин, И. Н. Семов // Нива Поволжья. -2013. - № 1 (26). - С. 51-55.
13. Патент РФ 2501202 ЯИ А01С 1/00. Дисковое шлифовальное устройство / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. И. Старостин. - Заявка 2012119235/13 ; Опубл. 20.12.2013, Бюл. № 35. - 7 с.
14. Кухарев, О. Н. Устройство для шлифования семян / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, И. Н. Старостин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2014. - № 2. - С. 8-10.
15. Патент РФ 2503163 МКИ3 А 01 С 1/00. Устройство для шлифования семян свеклы / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов, А. И. Старостин. - № 2012128419/13 ; Заявл. 05.07.2012 ; Опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1. - 10 с.
Кухарев Олег Николаевич доктор технических наук, профессор, кафедра организации и информатизации производства,
Пензенская государственная сельскохозяйственная академия E-mail: [email protected]
Семов Иван Николаевич
кандидат технических наук, доцент, кафедра организации и информатизации производства, Пензенская государственная сельскохозяйственная академия
E-mail: [email protected]
Kuharev Oleg Nikolaevich doctor of technical science, professor, sub-department of organization and informatization of production, Penza State Agricultural Academy
Semov Ivan Nikolaevich candidate of technical science, associate professor, sub-department of organization and informatization of production, Penza State Agricultural Academy
УДК 631.331.92 Кухарев, О. Н.
Шлифовальное устройство с коническим рабочим органом / О. Н. Кухарев, И. Н. Семов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. -2014. - № 3 (11). - С. 127-131.
