Оценка путей роста эффективности сепарации зернового материала в семяочистительном агрегате

Повысить эффективность функционирования семяочистительного агрегата возможно несколькими путями: изменяя функциональные схемы (последовательные, фракционные) отделения очистки агрегата; повышая эффективность функционирования различных сепараторов (при этом изготавливающие решёта предприятия не готовы на сегодняшний день производить модели со специальной сепарирующей поверхностью); оптимизируя структуры решётных модулей воздушнорешётных машин; при вводе в схему агрегата эффективного отделения первичной очистки; создавая новые воздушно-решётные семяочистительные машины с различной технологией перемещения зерновых фракций внутри машины. Предварительный анализ и априорная информация позволили заключить, что наиболее эффективным путём роста эффективности является создание решётных модулей с различными технологиями перемещения фракций внутри машины [1-9].

Решая задачу интенсификации процесса очистки в воздушно-решётной семяочиститель-ной машине путём усложнения перемещения зернового материала внутри самой машины, были проанализированы существующие семяочистительные машины с различной компоновкой решётных модулей. Результаты математического моделирования и стендовых испытаний показали эффективность функционирования воздушно-решётной семяочистительной машины с последовательно-параллельным расположением решёт [10].

Работа выполнена по теме № 2.2.13 в рамках выполнения госзадания Минобрнауки России в части НИР.

Ц<апее необходимо проанализировать влияние нового решётного модуля на всю систему очистки семян в зерноочистительном агрегате. Используя структурно-параметрический синтез, авторами были разработаны различные схемы зерноочистительных агрегатов (рис. 1). Используя ранее известные и вновь разработанные математические модели (рис. 2), адекватность которых была доказана ранее, а также результаты стендовых и полевых испытаний, был смоделирован процесс функционирования семяочистительных агрегатов, работающих по различным схемам с различными свойствами исходного зернового материала (табл. 1). Результаты моделирования процесса функционирования семяочистительного агрегата представлены на рис. 3.

Схема № 1                                   Схема № 2

Схема № 3                                   Схема № 4

л - легкие принеси — к - крупные принеси н - мелкий сор - з- зерно после лреЯррительной очистки ■ с - зерновые принеси — Q- семенной мотериоя

Схема № 5

Рис. 1. Варианты функциональных схем семяочистительных агрегатов

Рис. 2. Структурная расчётная схема функционирования семяочистительных агрегатов

Подача, Q, кг/с

1 ♦ Схема №1 —о—Схема №2 —6—Схема №3 —о—схема №4 1 • Схема №5

а)                                                                       б)

Рис. 3. Чистота зернового материала при работе семяочистительных агрегатов по различным схемам при чистоте исходного зернового вороха 89,3 % (а) и чистоте исходного зернового вороха 87,2 % (б)

Таблица 1

Состав исходного зернового вороха

Компонент зернового вороха	Содержание компонента, %
	состав 1	состав 2
Зерно	89,3	87,4
Зерновые примеси	4,3	6,4
Дроблёная солома	1	1
Колоски	2	2
Семена сорняков	0,2	0,2
Полова	0,1	0,1
Мелкий сор	0,8	0,8
Крупные минеральные примеси	0,2	0,2
Корзинки осота	0,5	0,5
Дикая редька	0,5	0,5
Органические примеси	1,1	1,1

Были проанализированы результаты моделирования с двумя разными составами зернового вороха. Анализ результатов моделирования позволил выявить максимальную производительность агрегатов, при которой соблюдаются агротребования на очистку семенного материала (чистота зернового материала 99 %). Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты моделирования функционирования семяочистительных агрегатов различной конфигурации

Номер схемы	Максимальная производительность семяочистительного агрегата, при соблюдении агротребований, кг/с
	Состав исходного вороха 1	Состав исходного вороха 2
1	4,74	4,12
2	3,77	3,17
3	2,76	□rrvTTrvFvTD^iJMQ    Duinorn-iai/^TT'a Cll 1 ^JCUUBClMrlzi МС ВЫ1 IUJ IMzlKJ 1 DI
4	5	4,39
5	4,19	3,63

Экономический анализ работы семяочистительных агрегатов, функционирующих по различным схемам, проводился с использованием кафедральной программы «Экон_расчёт1».

Анализ производился для различных цен исходного и семенного материала. Результаты анализа показали, что прибыль за агросрок (400 часов) от очистки семян, при цене зерна из бункера комбайна — 4500 руб./т и цене семян 22 000 руб./т, чистоте исходного зернового материала 89,3, на серийном агрегате составила — 365,59 млн руб. (схема № 3), на предлагаемом — 669,29 млн руб. (схема № 4). При цене зерна из бункера комбайна — 8000 руб./т и цене семян 18000 руб./т, чистоте исходного зернового материала 89,3, прибыль на серийном агрегате составила — 213,12 млн руб. (схема № 3), на предлагаемом — 391,66 млн руб. (схема № 4). При работе агрегата с зерновым материалом, имеющим в своём составе трудноотделимые зерновые примеси (щуплое и дроблёное зерно) и чистоте исходного зерна 87,2 %, семяочистительный агрегат, работающий по схеме № 3, не позволяет получить качественный семенной материал.

Рис. 4. Прибыль от очистки зерна в агрегате за период агросрока 400 (часов) при стоимости исходного зернового материала 4500 руб./т, стоимости семян 22000 руб./т, чистоте исходного зернового вороха 89,3 (а); 8000 руб./т, стоимости семян 18500 руб./т, чистоте исходного зернового вороха 89,3 (б); 4500 руб./т, стоимости семян 22000 руб./т, чистоте исходного зернового вороха 87,2 (в)

Заключение. Полученные новые закономерности результатов моделирования функционирования семяочистительных агрегатов при различном составе исходного зернового вороха, имеющих различные схемы компоновки машинами, а также экономический анализ их функционирования, при широкой вариации стоимости исходного и конечного продукта, позволили выявить наиболее эффективную систему машин для получения семенного материала (схема № 4 рис. 2). Она должна иметь в своём составе машину предварительной очистки зерна, решётный фракционер, воздушно-решётную машину, триерные блоки и пневмостол.