Молотильно-сепарирующее устройство для первичного семеноводства кукурузы

Минимизация макро- и микроповреждений зерна сортовой и гибридной кукурузы в процессе обмолота может быть достигнута путем применения аксиально-роторного молотильно-сепарирующего устройства (АРМСУ), в которое початки подаются в строго сориентированном пространственном положении. Причем важно, чтобы их структура была частично нарушена: ослаблена связь зерен со стержнем в нескольких местах по длине початка или отделены несколько зерен. Этого можно достичь путем использования сил трения при вихревом перемещении початков посредством воздушного потока в приспособлении для загрузки АРМСУ. Вихревое перемещение целесообразно

Рис. 1. Последовательность операций в технологическом процессе обмолота початков сортовой и гибридной кукурузы совместить с процессом ориентирования початков в пространстве перед их подачей на обмолот. В таком варианте возможно существенно повысить эффективность обмолота початков и минимизировать повреждения зерна.

Цель исследования – обосновать конструктивнотехнологические параметры АРМСУ для сортовой и гибридной кукурузы с приспособлением, обеспечивающим ориентирование початков в пространстве перед обмолотом и частичное нарушение их зерновой структуры посредством трения при вихревом перемещении воздушным потоком.

Материалы и методы. Использовали методы системного анализа, обеспечения принципа поточности в механизированных линиях, построения алгоритмов работы автоматизированных систем, конструирования сельскохозяйственных машин.

На внутреннем рынке России высокой конкурентоспособностью могут обладать семена кукурузы отечественной селекции, обладающие большим потенциалом урожайности, что возможно только при условии производства, уборки и послеуборочной обработки высокоэффективными машинами российского производства. В настоящее время в нашей стране есть все предпосылки для решения данной ответственной и важной задачи. Ее решение следует начинать с совершенствования технологии производства, уборки и послеуборочной обработки урожая. В технологической цепочке наиболее трудоемким и ответственным этапом является обмолот, поскольку здесь осуществляются наиболее экстремальные силовые воздействия, приводящие к повреждению целостности зерна и нарушению его биологической структуры.

Результаты и обсуждение. Для минимизации повреждений зерна сортовой и гибридной кукурузы предложили определенную последовательность операций технологического процесса обмолота ( рис. 1 ).

Початки загружаются в бункер-накопитель АРМСУ откуда самотеком через окно в верхней боковой части попадают в вихревой ориентирующий дозатор ( рис. 2 ). Он представляет собой циклон, где тангенциальная подача воздушного потока приводит к вихревому перемещению массы початков (Пат. № 171115).

Трение початков друг о друга частично нарушает их зерновую структуру. Кроме того, в ходе перемещения массы по бункеру происходит ориентирование початков параллельно оси ротора посредством окон-воронок в дне вихревой трубы. Заполнение дозатора регулируется с помощью микроволновых датчиков уровня. Далее початки по лотку параллельно оси ротора подаются в камеру первичного нарушения целостности зерновой структуры, где посред-

Рис. 2. Молотильно-сепарирующее устройство, обеспечивающее минимизацию макро- и микроповреждений зерна кукурузы при обмолоте: 1 – бункер-накопитель;

• 2    – вихревой ориентирующий дозатор; 3 – датчики уровня;

• 4    – камера первичного нарушения целостности зерновой структуры початков; 5 – камера обмолота; 6 – камера домолота; 7 – компрессор; 8 – решето; 9 – пульт управления;

10 – вентилятор

Рис. 3. Экспериментальная установка для определения угла естественного откоса початков кукурузы: а – формирование насыпного конуса; b – измерение высоты насыпного конуса; 1 – платформа; 2 – конусный бункер; 3 – подъемник;

4 – штангенрейсмас; 5 – штангенрейсмас с уровнем

ством подпружиненных секторов деки и навивки ротора начинается обмолот. Затем в камере обмолота при работе самонастраивающейся пневмоадаптивной деки зерно отделяется от стержней початков в щадящем режиме.

Режимы силового воздействия в следующей камере домолота корректируются автоматически. Пневмоадаптивная дека управляется контроллером посредством компрессора и системы клапанов, сбрасывающих давление. Оператор задает условия обмолота на панели пульта управления.

Для обеспечения принципа поточности пропускная способность окна-воронки в приспособлении для загрузки АРМСУ должна быть выше, чем у выгрузного окна бункера-накопителя. Это возможно только в условиях движения массы, при которых через окно-воронку проходит непрерывный поток початков, обеспеченный благодаря постоянному изменению способа укладки массы в вихревой трубе. Если способ укладки массы не будет постоянно изменяться и бункер напол- нился до верхнего датчика, то подается сигнал на дискретный выход частотного регулятора оборотов венти- лятора, и напор увеличивается относительно номинального значения. При этом укладка массы перестроится, окно-воронка возобновит работу, уровень загрузки снизится, а вентилятор автоматически вернется в номинальный режим работы. Если уровень в бункере будет ниже минимального, то сработает нижний датчик, и вентилятор отключится.

Конструктивные параметры вихревого ориентирующего дозатора определяются максимально возможными размерами початков ( табл. 1 ).

Базовым размером вихревого ориентирующего дозатора считается ширина прямоугольного окна-воронки Н, которую можно определить по выражению К.В. Алферова:

H=

1+m 2 m

· k · (B+80) · tg φ,

где m = A / B – отношение максимальной длины початка

• А , к его максимальному диаметру В ;

k – опытный коэффициент, k = 2,4-2,6;

φ – угол естественного откоса, град. ( табл. 2 ).

Таблица 1. Характеристика початков кукурузы

Сорт/гибрид	Тип зерна	Длина початка, см	Количество рядов зерен, шт.	Диаметр початка
				минимальный, мм	максимальный, мм	средний, мм
НС-4015	зубовидное	30-35	до 16	39	63	51,0
НС-101	кремнистое	до 25	12-14	31	56	43,5
Венилия	сахарное	18-20	16-18	30	52	41,0
Гостинец	лопающееся	20-22	18-20	30	50	40,0

Таблица 2. Результаты экспериментальных исследований угла естественного откоса початков кукурузы

Тип зерна в початке	Средняя высота насыпного конуса h , м	Диаметр основания насыпного конуса, м	Относительная погрешность опытов, %	Коэффициент внутреннего трения, f	Угол естественного откоса φ , град.
Зубовидное	0,172	0,870	3,93	0,604	31,1
Кремнистое	0,179	0,860	4,12	0,639	32,6

Реклама в журнале: +7 (499) 288-88-24

Угол естественного откоса φ равен:

φ = arctg f , (2)

где f – коэффициент внутреннего трения:

2 · h f= ( D – d ) , h – высота насыпного конуса, м;

D – диаметр основания насыпного конуса, м;

d – диаметр отверстия воронки, м.

Для определения угла естественного откоса початков кукурузы разработали методику и экспериментальную установку, состоящую из платформы, конусного бункера объемом 0,05 м³, у которого диаметр отверстия воронки составляет 0,3 м, подъемного механизма, а также штан-генрейсмаса с уровнем ( рис. 3 ).

Методика определения угла естественного откоса следующая. Бункер устанавливают на платформу, на которой нанесены 12 шкал, выходящих из общей точки отсчета, с шагом 30º. Шкалы позволяют установить бункер так, чтобы проекция его оси симметрии совпадала с точкой отсчета на платформе. Далее бункер заполняют початками, после чего механизм подъема поднимает его вверх. Початки высыпаются на платформу и образуют насыпной конус. Его высоту измеряют при помощи уровня, установленного на штангенрейсмасе, а диаметр основания определяют по шкалам на платформе. Далее по выражениям (2) и (3) рассчитывают угол естественного откоса ( табл. 2 ).

Длину окна-воронки можно определить из выражения, предложенного В.А. Олевским для расчетов отверстий при истечении кусковых материалов:

L = 6 B . (4)

Длину и ширину окна-воронки целесообразно определять для початков зубовидной кукурузы, поскольку они обладают максимальными размерами.

На основании выражений (1) и (4) с учетом полученных экспериментальных данных искомая длина окна-воронки составит 0,378 м, а ширина – 0,122 м. При таких параметрах истечение початков из вихревой трубы будет непрерывным. Исходя из размеров окна-воронки конструктивный диаметр вихревой трубы составит 1,65L, или 0,625 м ( рис. 4 ).

Выводы

Выход Воздуха

Тангенциальная подача Воздуха " Tangential airflow

Рис. 4. Схема вихревого ориентирующего дозатора: a – вид сбоку; b – вид сверху

Александр Геннадиевич Пастухов, доктор технических наук, профессор, Дмитрий Николаевич Бахарев, кандидат технических наук, доцент, Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина

Источник: Сельскохозяйственные машины и технологии f

ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ ТЕХНИКА РОСТСЕЛЬМАШ

ТЯЖЕЛОВЕСЫ

В БОРЬБЕ ЗА УРОЖАЙ

Дисковые бороны офсетные серия DV производительность до 6,0 г/м глубина обработки от 7 до 25 см

Бороны дисковые тандемные серия ОХ рабочая ширина захвата 8,8/9,7/10,8 м глубина обработки от 7 до 18 см

Культиваторы для сплошной обработки серия R рабочая ширина захвата до 18,3м глубина обработки от б до 15 см

Посевные комплексы серия SH/SC рабочая ширина захвата до 18,3 м глубина обработки до 18,3 м г/час

ООО «КиТ» - официальный дилер в Волгоградской области г. Волжский, Автодорога №б, стр, 6Б, горячая линия: 8-960-890-48-88

ПОСТСЕЛЬИДШ

Агротехника Профессионалов