Повышение производительности семяочистительного агрегата

В настоящее время на нашей планете наблюдается активный рост населения, в основном за счёт малоразвитых стран, а так же Индии и Китая. Наряду с этим увеличивается потребление продуктов питания на душу населения. В ряде регионов потребление зерновых превышает производство за счёт уменьшения резерва. При этом активно происходит снижение плодородия почвы, а ряд полей вовсе выводится из оборота. В России за последние годы не наблюдается роста урожайности. Одним из путей повышения урожайности является получение качественных семян.

В современном агропромышленном производстве зерновых одним из важнейших факторов, влияющих на урожайность, является качественная уборка, очистка и последующее хранение семян. На посевные качества семян влияют не только генетические качества, но и их чистота, микро-, мак-роповеждения и выравненность по размерам. Существующие зерноочистительные агрегаты позволяют получить семена за два-три цикла очистки, что связано с дополнительными затратами и перевалочными работами, которые в то же время травмируют семенной материал, ухудшая его качество. Повысить эффективность функционирования се-мяочистительного агрегата можно несколькими путями: создание новых воздушно-решётных се-мяочистительных машин с различной технологией перемещения зерновых фракций внутри машины (находит широкую реализацию и наиболее эффективно); создание новых функциональных схем (последовательных, фракционных) отделения очистки агрегата; повышение эффективности

функционирования решётных сепараторов, однако предприятия, изготавливающие решёта, не готовы сегодня производить их со специальной сепарирующей поверхностью; оптимизация структур решётных модулей воздушно-решётной машины нашла широкое применение в реальном производстве, однако решение этой задачи не завершено.

Интенсифицировать процесс очистки в воздушно-решётной семяочистительной машине можно путём усложнения перемещения зернового материала внутри самой машины. Для этого были проанализированы существующие се-мяочистительные машины и поставлена задача: определить, сколько последовательно расположенных решёт необходимо для полного выделения примесей из исходного зернового материала. Анализ результатов опытов, проведенных на лабораторном стенде в ДГТУ показал, что при подаче 10 т/ч*м для выделения сорных примесей нам необходимо одно решето с шириной прямоугольных отверстий 1,7 мм, а для выделения зерновых примесей – дополнительно последовательно расположенные 4 решета с шириной прямоугольных отверстий 2,2 мм.

Анализ показал, что существующие зерноочистительные машины такой компоновки решёт не имеют. Взяв за основу одноярусный трёхрешётный модуль (рис. 1а), эффективность которого по сравнению с классическим доказана в работах Ермольева Ю.И., Шелкова М.В. [1] – данный решётный модуль эффективней в 1,77 раза по сравнению с классическим, нами были разработаны варианты функциональных схем решётных модулей, имеющие последовательную компоновку решёт (рис. 1б-г). Используя известные математические модели [1], и вновь нами разработанные, отличающиеся от известных степенью взаимосвязи решётных модулей, с помощью кафедральных программ нами был смоделирован процесс функционирования этих решётных модулей. Анализ полученных результатов показал, что схемы с последовательной компоновкой более эффективны по сравнению со схемой, имеющей параллельную компоновку решётных модулей (машина ОЗС-50/25/10). Полученные данные мы проверили экспериментально на лабораторном стенде. Результаты подтвердили теоретические расчёты.

Рис. 1. Варианты функциональных схем решётных модулей

Используя реальные показатели функционирования эффективного отделения первичной очистки, и эффективность функционирования воздушно-решётной машины с последовательной компоновкой решётных модулей, нами была разработана структурная расчётная (рис. 2) и функциональная схема агрегата (рис. 3), имеющая в своём составе эффективное отделение первичной очистки, состоящей из машины МПО-100 и решётной машины, и отделение семенной очистки, состоящее из воздушно-решётной машины с последовательной компоновкой решётных модулей, триерных блоков и пневмосортировального стола. Используя известные ранее математические модели и вновь нами разработанные, был смоделирован процесс функционирования данного семяочисти-тельного агрегата, работающего по различным функциональным схемам. Результаты показали, что функционирование агрегата по схеме, в которых имелась воздушно-решётная машина с последовательной компоновкой решётных модулей (рис. 1в), показал расчётную производительность 9 т/ч. Агрегат, имеющий в своём составе воздушнорешётную машину с параллельной компоновкой решётных модулей (рис. 1а), показал расчётную производительность 7 т/ч.

Расчёт основных экономических показателей был выполнен на кафедральной программе «Экон_расчёт1». Анализ полученных результатов (рис. 4) показал, что прибыль за агросрок (400 часов) от очистки семян на серийном агрегате, работающем с серийной машиной ОЗС-50/25/10, составила 7566911 руб., а у разработанного агрегата – 7901921 руб. (рис. 3). При этом материалоёмкость (3907,6 кг/(кг/с) у нового технологического отделения очистки и 4998,34 кг/(кг/с) у серийного, трудоёмкость (0,4 чел*час/(кг/с) у нового отделения очистки и 0,51 чел*час/(кг/с) у серийного.