Аналіз перспективних напрямків підвищення ефективності плоскорешітних вібросепараторів, визначення техніко-економічної ефективності їх застосування. Обґрунтування параметрів робочих органів з урахуванням впливу питомих навантажень і стану зернового шару.
Аннотация к работе
Аналіз існуючих способів сепарації і технічних засобів, які їх реалізують, свідчить, що наявне обладнання за своїми технологічними характеристиками: продуктивністю, ефективністю, енергоматеріалоємністю та надійністю не відповідає сучасним вимогам виробництва зерна і його переробки в умовах господарств. Незважаючи на значну кількість теоретичних і експериментальних досліджень процесів сепарації зерна, присвячених проблемі інтенсифікації розділення зернових сумішей, можливості підвищення техніко-технологічної ефективності зерносепараторів, ще не вичерпано. Дисертаційна робота виконувалась у відповідності з програмами і планами науково-дослідних робіт ННЦ “ІМЕСГ”: за темою - “Розробити енерго-та ресурсоощадні технології та комплекси машин для вирощування, збирання, післязбиральної обробки та зберігання врожаю зернових і зернобобових культур, насінників трав, кукурудзи, соняшнику, сої”; проектами: 02.04.02.Ф - “Розробити науково-технічні основи підвищення ефективності післязбиральної обробки і зберігання зерна і насіння та обґрунтувати ресурсозберігаючі технологічні процеси і низьковитратні, багатофункціональні агрегати і комплекси машин для доробки зерна у господарствах” (№ ДР 0102U000230), та 40.02-056Ф - “Розробити ресурсоощадні зонально адаптовані технології та технічні засоби післязбиральної обробки та зберігання зерна” і завданням третього рівня (40.02-056/01.Ф) - “Розробити техніко-технологічні основи вдосконалення сепарації зерна і насіння за комплексом фізико-механічних властивостей”, (№ ДР 0106U011245). Розробити механіко-математичні моделі взаємодії частки з вібропневмозрідженим шаром зерна на решеті, які адекватно описують процеси переміщення зерна в шарі і на решеті при взаємодії з пасивними розпушувачами. Розроблено конструкційно-технологічну схему вібропневмосепаратора; проведені теоретичні дослідження процесу вібропневматичної сепарації зерна і насіння на решеті; розроблено механіко-математичні моделі руху частки у віброзрідженому середовищі; обґрунтовано конструкційні та кінематичні параметри вібропневмосепаратора; розроблена лабораторна установка вібропневмосепаратора і проведено експериментальні дослідження для виявлення закономірностей процесу роботи сепаратора в залежності від його параметрів; розроблено і випробувано дослідний зразок вібропневматичного сепаратора ВПС-5М для зерна і насіння, розроблено та передано конструкторську документацію на дослідний зразок вібропневмосепаратора заводу ЗАТ “Вібросепаратор”.У першому розділі ”Аналіз сучасного стану, технологій і технічних засобів сепарації зерна плоскорешітними машинами” наведено аналіз відомих досліджень процесів сепарації зерна з плоскими вібраційними решетами, виконано короткий огляд і порівняльний аналіз конструкцій робочих органів і технічних засобів для інтенсифікації процесів решітної сепарації зерна. Аналіз результатів досліджень та конструкцій робочих органів зерносепараторів дозволив зробити висновок про те, що підвищення ефективності сепарації, зменшення питомих енерго-і матеріаловитрат та підвищення питомої продуктивності можливе шляхом збільшення навантаження на решето при одночасному штучному розпушуванні зернового шару. У другому розділі ”Теоретичні передумови підвищення ефективності сепарації шляхом інтенсифікації процесу розпушування віброзрідженого шару зерна” наведено результати досліджень впливу кінематичних, технологічних і конструктивних параметрів на внутрішньошарові процеси, швидкість переміщення частки в шарі зерна та вздовж поверхні решета при наявності пасивних розпушувачів. 2), діють сили: тяжіння P у гравітаційному полі; сила опору середовища ; виштовхуюча сила Архімеда ; сила опору повітряного потоку ; сила інерції в переносному русі ; виштовхуюча сила , обумовлена взаємодією вібропневмозрідженого шару з поверхнею опору розпушувача, що перешкоджає переміщенню зернового шару. Проведений на імітаційній моделі аналіз руху частки дозволив встановити, що при русі частки, що має більшу густину, ніж «середні» частки, швидкість руху у вертикальному напрямку не перевищує 6 мм/с, тому, використовуючи гіпотезу про характер руху частки за законом Стокса, систему диференціальних рівнянь (2) можна спростити заміною сили опору на силу вязкого тертя.Встановлено, що віброрешітні сепаратори традиційної схеми розділення зерносумішей решетами практично досягли межі вдосконалення і подальше підвищення продуктивності реалізується збільшенням робочої площі решіт. Інтенсифікація розпушування шару зерна зануреними розпушувачами, які створюють різний опір переміщенню зерна при коливальних рухах решета з одночасною подачею повітря в шар, дозволяє підвищити ефективну просіюваність при збільшенні питомого навантаження на решето до 40-60 кг/(дм2·год). Теоретичними і експериментальними дослідженнями доведена доцільність зменшення ефективної вібровязкості шару зерна з одночасним зниженням швидкості переміщення зерна вздовж решета при застосуванні пасивних розпушувачів, що дає можливість інтенсифікувати кінематичний режим збільшенням часто