Оптимизация конструктивных параметров подающего устройства воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ -1500
Автор: Шафоростов В.Д., Припоров И.Е.
Рубрика: Агротехника и механизация
Статья в выпуске: 1 (150), 2012 года.
Бесплатный доступ
Оптимальные скорости перемещений вороха семян подсолнечника по решётным станам, при которых они используются с наибольшей пользой, не всегда являются наилучшими для воздушной части. Одним из возможных вариантов увеличения скорости ввода компонентов в пневматический канал можно считать установку неподвижной скатной доски между пневматическим каналом и решётным станом. В результате проведенных исследований были определены оптимальные конструктивные параметры неподвижной скатной доски: коэффициент трения составил 0,07, длина скатной доски - 0,10 м и угол наклона скатной доски - 40 о. Установлено, что при этих параметрах скорость ввода составляет 0,33 м/с, что позволяет повысить эффективность работы пневматического канала на 16 %.
Подающее устройство, длина скатной доски, коэффициент трения, скорость ввода компонентов, планирование эксперимента
Короткий адрес: https://sciup.org/142151038
IDR: 142151038 | УДК: 631.362:23
Optimization of constructional parameters of feeding device of an air-sieve winnowing machine MVU-1500
Optimal speed of moving of sunflower seed are not always the best for the air part of winnowing machine. One of the possible ways of increasing the speed of the introduction of components in pneumatic passage can be considered the installation of the immovable grain board between the pneumatic passage and the sieve boot. As a result of researches the optimal constructional features of the immovable grain board were determined: friction factor made 0.07, the length of the grain board - 0.10 m and the inclination angle of the grain board - 40°. It was ascertained, that in case of these parameters the speed of the introduction makes 0.33 m/s, which helps to increase the effectivity of the pneumatic passage by 16 %.
Текст научной статьи Оптимизация конструктивных параметров подающего устройства воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ -1500
e-mail: www.shaforostov–
Введение. Исследования, проведенные В.С. Пальцевым, М.Н. Летошневым, А.Я. Малисом и А.Р. Демидовым по изучению влияния скорости ввода исходного материала в канал на качество разделения, показали, что она имеет большое значение для качества разделения [1].
Анализ, проведенный А.С. Матвеевым, показал, что процесс разделения компонентов вороха семян в воздушном потоке при малых скоростях ввода проходит на очень коротком пути в пневматическом канале и не зависит от величины коорди- наты h расположения решет в нем. При этом с учетом малых скоростей ввода процесс разделения компонентов в воздушном потоке не рационален [2].
Одним из возможных вариантов увеличения скорости ввода компонентов в пневматический канал можно считать установку неподвижной скатной доски между пневматическим каналом и решётным станом.
Целью исследований является оптимизация конструктивных параметров подающего устройства существующей воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ-1500. Задачей исследования является изучение влияния конструктивных параметров скатной доски на скорость ввода компонентов семян подсолнечника в пневматический канал.
Материалы и методы. На основе предварительных экспериментальных исследований, проведенных в 2010-2011 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИММК, были выбраны факторы, интервалы и уровни их варьирования для расчета скорости ввода компонентов в пневматический канал, представленные в таблице 1.
Таблица 1
Факторы, интервалы и уровни их варьирования для расчёта скорости ввода компонентов в пневматический канал
|
Фактор |
Кодированное обозначение |
Интервал варьирования |
Уровни факторов |
||
|
–1 |
0 |
+1 |
|||
|
Коэффициент трения компонентов на скатной доске |
х 1 |
0,03 |
0,04 |
0,07 |
0,1 |
|
Длина скатной доски, м |
х 2 |
0,03 |
0,07 |
0,10 |
0,13 |
|
Угол наклона скатной доски, град. |
х 3 |
10 |
30 |
40 |
50 |
Для оценки формы связи между выбранными факторами и скоростью ввода компонентов в пневматический канал был выполнен трёхфакторный эксперимент типа В 3 , результаты которого обрабатывались с помощью программы MathCAD 7.0. [3]. Для исследований использовались семена сорта Лакомка.
Результаты и обсуждение. После обработки результатов эксперимента было получено уравнение регрессии, описывающее скорость ввода компонентов семян подсолнечника в пневматический канал воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ-1500:
Y s =0,297 – 0,059 x 2 +0,023 x 3 – 0,085 x 12 –
0,023 x 22 +0,093 x 32 , (1)
где Y s – значение скорости ввода компонентов семян подсолнечника в пневматический канал, м/с.
Результаты проверки адекватности полученной математической модели (1) представлены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты проверки адекватности математической модели
|
Показатель |
Значение показателя |
|
Число степеней свободы, f 2 |
8 |
|
Дисперсия неадекватности, S2 неад |
0,00082 |
|
Расчётное значение критерия Фишера |
2,32 |
|
Табличное значение критерия Фишера |
4,82 |
При 5%-ном уровне значимости табличное значение критерия Фишера Ғтабл =4,82. Так как рассчитанное значение F-критерия не превышает табличного для выбранного уровня значимости, то математическая модель (1) адекватна.
Для нахождения максимума функции отклика приравниваем нулю её частные производные и решаем полученную систему уравнений [3].
Решение системы уравнений даёт следующие координаты точки максимума (кодированные значения): x 1 = –0,041; x 2 = –1,285; x 3 = –0,129.
Подставив полученные результаты в уравнение (1), определим максимальное значение скорости ввода компонентов семян подсолнечника в пневматический канал воздушно-решётной зерноочистительной машины МВУ-1500 Y s =0,33 м/с.
В результате обработки полнофакторного эксперимента по скорости ввода компонентов получено уравнение регрессии (2) в канонической форме для коэффициента трения компонентов и длины скатной доски:
Y– 0,33 =–0,085Х12–0,023Х22
или
X2
Y - 0,33 Y - 0,33
- 0,085 - 0,023
Поверхность отклика представляет собой эллипсоид (рис. 1), а её центр – экстремум (максимум), так как канонические коэффициенты имеют одинаковые знаки.
В результате обработки полнофакторного эксперимента по скорости ввода компонентов получено уравнение регрессии (1) в канонической форме для коэффициента трения компонентов и угла наклона скатной доски:
Y– 0,33 =–0,085Х 12 +0,093Х 32 (4)
или
X2 X2
Y - 0,33 Y - 0,33
- 0,085 0,093
Поверхность отклика представляет собой параболоид (рис. 2), а её центр – экстремум (максимум), так как канонические коэффициенты имеют разные знаки.
Y s , м/с
0.3
0.2
0.1
20 f
30 30
40 40
Н, м
f 30
0.08
0.07
0.06
0.05
f 0.0
0.1
0.07 0.08 0.09
0.11 0.12 0.13
Н, м
Рисунок 1 – Поверхность зависимости скорости ввода компонентов в пневматический канал зерноочистительной машины от коэффициента трения компонентов на скатной доске и от длины скатной доски
0.04
0.04
Y s , м/с
0.4
0.2
α, град .
0.1 f
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
30 33.33 36.67 40 43.33 46.67 50
α, град .
Рисунок 2 – Поверхность зависимости скорости ввода компонентов в пневматический канал зерноочистительной машины от коэффициента трения и угла наклона скатной доски
В результате обработки полнофакторного эксперимента по скорости ввода компонентов получено уравнение регрессии (1) в канонической форме для длины скатной доски и угла наклона скатной доски:
Y– 0,33 =–0,023Х 22 +0,093Х 32 (6) или
X2 X2
Y - 0,33 Y - 0,33
- 0,023 0,093
Поверхность отклика представляет собой параболоид (рис. 3), а её центр – экстремум (максимум), так как канонические коэффициенты имеют разные знаки.
0.07
0.12
0.11
0.1
0.09
0.08
43.33 46.67
33.33 36.67
Н, м 0.13
Выводы. В результате проведенных исследований были определены оптимальные конструктивные параметры неподвижной скатной доски: коэффициент трения составил 0,07, длина скатной доски – 0,10 м и угол наклона скатной доски – 40 о . Установлено, что при этих параметрах скорость ввода составляет 0,33 м/с, что позволяет повысить эффективность работы пневматического канала на 16 %.
