Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук.

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ I СОРТУВАННЯ НАСІННЯ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР НА ВІБРАЦІЙНІЙ НАСІННЄОЧИСНІЙ МАШИНІ

Спеціальність 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва

Козій Олександр Борисович

Харків - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному технічному університеті сільського господарства

Науковий керівник:	Заслужений діяч науки України, академік УААН, доктор технічних наук, професор Заїка П.М., Харківський державний технічний університет сільського господарства, проректор з наукової роботи.
Офіційні опоненти:	Заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор, Харківський державний технічний університет сільського господарства, професор кафедри механізації тваринницьких ферм Шабельник Б. П.; кандидат технічних наук, доцент, Харківський державний аграрний університет ім.В. В. Докучаєва, завідуючий кафедрою механізації і електрифікації сільськогосподарського виробництва Пащенко В.Ф.
Провідна організація:	Український науково-дослідний інститут сільськогосподарського машинобудування (м. Харків)

Захист відбудеться "___" _____________ 1998р. о "___" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К64.832.01 Харківського державного технічного університету сільського господарства за адресою: 310002, м. Харків_2, вул. Артема, 44.

Відгуки в двох екземплярах, завірені печаткою, просимо надсилати вченому секретареві спеціалізованої ради за адресою: 310002, м. Харків_2, вул. Артема, 44, ХДТУСГ.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету.

Автореферат розісланий "___" _____________ 1998р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор техн. наук, професор П.І. Савченко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми дослідження. Виробництво зерна займає важливе місце в народному господарстві, від його розвитку залежить задоволення потреб країни в такому цінному продукті харчування людей, як хліб. Успішне виконання цієї задачі невідривно пов'язане з підвищенням врожайності зернових культур.

Важливим агротехнічнім засобом, який забезпечує підвищення врожайності пшениці, ячменю, вівса і жита, є сівба високоякісним сортовим насінням. В зв'язку з цим, однією з основних задач насінницьких господарств і насіннєвих заводів по підготовці насіння зернових культур є доведення насіння пшениці, ячменю, вівса і жита до високих посівних кондицій.

Очищення та сортування насіннєвих матеріалів зернових культур здійснюється на зерноочисних машинах з повітряно-решітно-трієрними робочими органами, на яких не завжди забезпечується отримання насіннєвого матеріалу зернових культур з високими посівними якостями. Багатократні пропуски насіння через робочі органи цих машин призводять до значних витрат насіння основної культури у відхід, а також їх травмування.

В зв'язку з цим пошук і дослідження нових робочих органів та машин для очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита мають важливе народногосподарське значення.

Тема дисертаційної роботи являється складовою частиною комплексної теми наукових досліджень ХДТУСГ.

Мета роботи. Підвищення ефективності очищення та сортування насіння зернових культур шляхом обґрунтування параметрів технологічного процесу сепарації їх на вібраційній насіннєочисній машині.

Об'єкт дослідження. Експериментальні лабораторні установки та макетні зразки вібраційних насіннєочисних машин. Насіннєві суміші пшениці, ячменю, вівса і жита основних зон вирощування, які містять в собі насіння бур'янів і домішок, що важко відділяються на серійних засобах сепарації.

Загальна методика досліджень. Теоретичні дослідження руху компонентів насіннєвих матеріалів по робочому органу машини виконувалися з використанням методів динаміки твердого тіла. Рішення диференційних рівнянь вібраційного переміщення насіння, як твердих тіл, по коливальній шорсткій поверхні вібраційної насіннєочисної машини (ВНМ) виконані на ЕОМ. Експериментальні дослідження виконані з використанням загально прийнятих та окремих, розроблених автором методик. Раціональні, конструктивні та кінематичні параметри робочого органу машини, а також режими технологічного процесу обгрунтованi методами багатофакторного експерименту. Обробка результатів експериментальних досліджень здійснювалась з використанням методів математичної статистики.

Наукова новизна досліджень. Розроблена математична модель та розрахункові алгоритми плоскопаралельного вібраційного переміщення насіння, як твердих тіл, поперечні перерізи яких збігаються з площиною коливання. Форма перерізу тіла була апроксимована рядом Фур'є.

Отримані відомості про деякі нові фізико-механічні характеристики насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, що пройшли обробку на серійних насіннєочисних машинах, а також важковідокремлюваного насіння бур'янів і домішок. Обгрунтована характеристика розділення насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на неперфорованих шорстких коливальних поверхнях - граничний кут підйому.

Новизна розробок захищена двома авторськими свідоцтвами на винаходи. Визначені раціональні параметри технологічного процесу очищення та сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині, а також вивчено вплив сортування посівного матеріалу на урожайність.

Практична значимість роботи. Розроблена конструкція вібраційної насіннєочисної машини для очищення i сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита. Господарськими дослідженнями встановлено, що на розробленій вібраційній насіннєочисній машині за один пропуск можна довести насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, що не піддаються очищенню на існуючих засобах сепарації, до високих посівних кондицій. При цьому, за рахунок відбирання у відхід неповноцінного насіння (травмованого, битого, щуплого, недорозвинутого) якісні показники посівних фракцій підвищуються.

Впровадження результатів досліджень. Розроблені і виготовлені експериментальні зразки вібраційної насіннєочисної машини, впроваджені в господарствах Харківської області. Фактичний економічний ефект від впровадження розробок склав більше 636 тис. крб (у цінах 1992р.).

Апробація роботи. Основні результати дисертації доповідалися, обговорювалися і отримали позитивну оцінку на науково-методичних конференціях професорсько-викладацького складу Харківського державного технічного університету сільського господарства (ХДТУСГ, 1983-98р. р.), на Всесоюзній науково-практичній конференції "Механізація і автоматизація технологічних процесів в агропромисловому комплексі" (м. Новосибірськ, 1989р.), на Міжнародній науково-технічній конференції "Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві" (м. Глеваха, 6_8 жовтня 1998р.). По результатам дисертаційної роботи опубліковано п'ять наукових статей і отримано два авторських свідоцтва на винаходи.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, п'яти розділів, висновків і практичних пропозицій, списку використаної літератури і додатків. Її обсяг складає 337 сторінок, включаючи 147 сторінки машинописного тексту, 75 малюнків, 73 таблицi та додатків.

вібраційна насіннєочисна машина

Зміст роботи

У вступі обгрунтована актуальність теми, приведені винесені на захист положення.

В першому розділі приведений аналіз виконаних робіт по очищенню і сортуванню насіння зернових культур та існуючих для цих цілей технічних засобів. Відомості про фізико-механічні властивості насіння пшениці, ячменю, вівса і жита та насіння бур'янів, що засмічують ці зернові суміші приведені в роботах Строни І.Г., Заїки П.М., Ульриха М.М., Доброхотова В.М., Майсуряна Н.О., Іващенко Т.С., Русанова О.І. та інших авторів.

Встановлено, що традиційні методи і засоби очищення, сортування насіння зернових культур, які використовуються в теперішній час, не забезпечують в повній мірі необхідної кількості посівного матеріалу, потребують багатократних пропусків насіннєвих сумішів через робочі органи зерноочисних машин, що призводить до збільшення витрат на обробіток, втрат насіння основної культури у відхід та його травмування.

Дослідженнями Заїки П.М., Мазнєва Г. Є, Бакума В.В., Богомолова О.В., Жмая Л.Г., Гудима В.О. Казаченко О.В. та іншими авторами доведено, що важковідокремлювані насіннєві матеріали (овочевих, лікарських культур, цукрових буряків, тютюну та інших) найбільш ефективно розділяються за комплексом фізико-механічних властивостей (пружність, шорсткість, форма) на фрикційних неперфорованих коливальних поверхнях. При цьому, процес сепарації насіннєвих матеріалів на цих поверхнях обумовлений різницею в траєкторіях і швидкостях руху насіння, що відрізняється пружними, фрикційними властивостями та формою. Питання вібраційного переміщення часток, ідеалізованих у вигляді матеріальної точки, вивчалися багатьма авторами: Василенко П.М., Блехманом І.І., Джанелідзе Г.Ю., Нагаєвим Р.Ф., Крюковим В.І., Заїкою П.М., Мазневим Г.Е., Лавенделом Е.Е., Гортинським В.В. та іншими. Але, насіння сільськогосподарських культур та бур'янів, що їх засмічують відрізняються від матеріальних точок і через це, при вивченні їх вібраційного переміщення, яке лежить в основі вібросепарації, необхідно враховувати розміри та форму насіння. В роботах Заїки П.М., Іл'їна В.Я., Богомолова О.В., Манчинського Ю.О., Гудима В.О., Бакеєва С.Д., Чалого І.В., Красовицького Ю.І., Харука І.Д. та інших авторів розглянуто вібраційне переміщення твердих тіл, що моделюють насіння різних культур.

В роботі виконані дослідження характеристик вібраційного переміщення насіння зернових культур. При теоретичних дослідженнях розглядалася модель руху по коливальній шорсткій поверхні твердого тіла у вигляді еліпсоїда в площині, що збігається з площиною коливань. Форма поперечного перерізу поверхні тіла описувалася рядом Фур'є. Це надає можливість спростити запис диференційних рівнянь руху і врахувати зміну кривизни тіла під час його руху. Дослідження такої математичної моделі дозволяє виявити принципову можливість сортування насіння зернових культур при дії факторів, які впливають на технологічний процес. У відповідності з метою досліджень в роботі поставлені такі задачі:

вивчити фізико-механічні та технологічні властивості насіння пшениці, ячменю, вівса і жита та бур'янів, що їх засмічують: гречишки, вівсюга, в'юнка польового;

обгрунтувати ознаку розділення насіннєвих матеріалів пшениці, ячменю, вівса і жита на неперфорованих фрикційних коливальних поверхнях;

теоретично та експериментально вивчити процес сепарації насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на неперфорованих коливальних поверхнях, ототожнюючи рух насіння, як рух твердого тіла, поперечний переріз якого збігається з площиною коливань робочого органу машини. Переріз має вигляд еліпса, що апроксимований рядом Фур'є, для чого розробити математичну модель і розрахункові алгоритми плоскопаралельного вібраційного переміщення по нахиленій шорсткій коливальній поверхні;

дослідити вплив конструктивних і кінематичних параметрів вібраційної насіннєочисної машини на якість технологічного процесу очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита та провести оптимізацію цих параметрів;

обгрунтувати можливість очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині;

провести лабораторні та польові досліди по перевірці посівних якостей фракцій насіння, отриманих в результаті сепарації посівного матеріалу пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині;

розробити, виготовити і провести господарські випробування експериментальних зразків вібраційної насіннєочисної машини на очищенні і сортуванні насіннєвих матеріалів пшениці, ячменю, вівса і жита.

У другому розділі приведені експериментальні дані по визначенню фізико-механічних властивостей насіння культурних рослин: пшениці, ячменю, вівса і жита та насіння бур'янів: гречишки, в'юнка польового, вівсюга. По результатам досліджень складені варіаційні ряди і побудовані варіаційні криві.

Дослідження фізико-механічних характеристик, таких як коефіцієнти тертя, відновлення швидкості та миттєвого тертя при ударі, розмірних характеристик, швидкостей витання компонентів суміші проводили по загальноприйнятим методикам. Аналіз варіаційних рядів і кривих показав, що можливе розділення насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на фракції за комплексом фізико-механічних властивостей: коефіцієнтам тертя, відновлення швидкості та миттєвого тертя при ударі, форми.

Неможливе повне очищення насіння пшениці, ячменю, вівса і жита від насіння бур'янів: гречишки, в'юнка польового, вівсюга за аеродинамічними властивостями через те, що варіаційні криві розподілення значень цих ознак значно перекриваються.

Варіаційні криві розподілення значень граничних кутів підйому насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, а також насіння бур'янів мають незначне перекриття. Через це граничний кут підйому компонентів цих насіннєвих матеріалів на нахилених фрикційних, неперфорованих коливальних поверхнях слід прийняти за ознаку розділення.

Виявлено, що одночасно з очищенням можливе також і сортування насіння зернових культур на фракції по граничному куту підйому, так як неякісне насіння культурних рослин (травмоване, зморщене, недорозвинуте та інше) має більше значення граничних кутів підйому, ніж насіння з високими посівними якостями.

У третьому розділі викладені результати теоретичних досліджень. Розроблена математична модель та розрахункові алгоритми вібраційного переміщення еліпса, який являє собою поперечний переріз насінини, що збігається с площиною коливання робочого органу машини. Особливістю цієї моделі є те, що апроксимація еліпса виконана з використанням ряду Фур'є.

Еліпс (мал.1) може рухатися по коливальній поверхні в режимі чистого котіння та в режимі з наявністю ковзання.

У режимі чистого котіння насінина (тверде тіло) має одну ступінь свободи (кут повертання ). Рівняння її руху в цьому випадку таке:

де

Мал.1. Розрахункова схема моделі руху насінини по коливальній площині

- радіус-вектор точки контакту еліпса, описаного рядом Фур'є з двома членами суми ряду та його похідні по куту ;

- кут нахилу амплітуди коливань до площини робочого органу;

r - радіус інерції тіла;

- кругова частота коливань робочого органу.

При русі з наявністю ковзання насінина має два ступенi свободи, що відповідають повертанню її на кут та ковзанню в напрямку координати

Обчислення, які виконані з використанням розробленої математичної моделі свідчать про те, що рух у стані неперервного контакту насінини з робочою площиною має місце тільки у періодичному режимі (мал.2), який практично встановлюється за 1_2 оберти вала віброзбудника. Порушення цього режиму супроводжується втратою контакту насінини, пов'язаною зі збільшенням її кутової швидкості . Для характеристики спроможності до сортування насіння, яке пов'язане зі зміною коефіцієнта форми (співвідношення півосей еліпса b/а), аналізувалася зміна граничного кута підйому *, тобто такого кута, при якому змінюється напрямок руху насінини. Як видно з таблиці 1, де наведені результати для насіння пшениці, має місце зміна * при зміні коефіцієнта тертя навіть при незмінному значенні коефіцієнта форми (вид розрахунків - 2), що свідчить про необхідність вибору раціонального покриття поверхні робочого органу машини. Збільшення реакції на зміну коефіцієнта форми є найбільшим при зростанні коефіцієнта тертя (вид розрахунків - 5), але при цьому має місце втрата контакту тіла з робочою поверхнею.

Таким чином, результати теоретичного дослідження свідчать про можливість сортування насіння зернових культур, що досягається раціональним підбором повздовжнього кута нахилу робочого органу машини та матеріалу покриття його поверхні.

В четвертому розділі описані об'єкти досліджень, а також викладені програма і методика експериментальних досліджень.

Програмою експериментальних досліджень передбачалося: встановити можливість підвищення посівних якостей насіння пшениці, ячменю, вівса і жита по розмірним характеристикам, аеродинамічним властивостям, коефіцієнтам тертя; дослідити можливість очищення і сортування насіння зернових культур на коливальній, фрикційній, неперфорованій поверхні робочого органу вібраційної насіннєочисної машини; дати якісну оцінку ефективності очищення і очищення з одночасним сортуванням насіннєвих матеріалів пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині і визначити раціональні конструктивні і кінематичні параметри її роботи наочищенні і сортуванні цього насіння.

Мал.2. Зміна характеристик обертання насінини в періодичному режимі в кінці заданого інтервалу підрахунків. Характеристики кодовані. Граничним значенням код відповідають слідуючі дійсні значення: ТЕТА - (0,7-2,4) рад; ТЕТАТ - (-0,1-126,6) рад/с. Вихідні дані: =2⁰; =20⁰; А=1,0мм; =90,0рад/с; f=0,42; a=4,0мм; b=1,4мм

Таблиця 1. Характеристики руху насіння пшениці (а=4,0мм)

Вид розрахунків	b, мм	f	, град	, мм/с	, рад/с	, мм	, рад	Час втрати контакту з робочою площиною, с
1	1,4	0,42	2,0	3,58	-0,31	2,79	0,85	-
	1,4	0,42	3,0	-3,00	-3,8	-3,28	0,91	-
2	1,4	0,168	0,0	10,40	-0,11	9,57	1,34	-
	1,4	0,168	1,0	-2,78	-0,027	-3,52	1,33	-
	1,4	0,672	0,0	9,08	11,90	-	-	0,13
	1,4	0,672	0,0	9,08	11,90	-	-	0,13
3	0,56	0,42	4,0	1,44	-19,57	0,58	2,64
	0,56	0,42	5,0	-2,12	-16,18	-2,67	1,04	-
	2,24	0,42	3,0	3, 20	0,63	0,0	2,8	-
	2,24	0,42	4,0	-2,73	2,71	2,35	1,34	-
4	0,56	0,168	0,0	9,03	2,23	8,23	2,34	-
	0,56	0,168	1,0	-1,88	8,54	2,58	2,58	-
	2,24	0,168	2,0	2,64	5,96	2, 20	2,56	-
	2,24	0,168	3,0	-1,42	2,25	0,23	2,58
5	0,56	0,672	9,0	0,29	27,4	0,16	0,99	-
	0,56	0,672	10,0	-0,76	25,4	-0,63	0,93	-
	2,24	0,672	0,0	0,45	10,0	-	-	0,48
	2,24	0,672	0,0	0,45	10,0	-	-	0,48

Примітка:

- середні значення швидкостей зміни координат , за інтервал обчислень;

, - координати, які відповідають моменту закінчення обчислень 1,0с (за цей час вал віброзбудника здійснює більше 15 обертів).

При якісній оцінці ефективності очищення насіння визначені фактори, що впливають на технологічний процес. До них відносяться: амплітуда коливань А, частота коливань , кут спрямованості коливань , повздовжній кут нахилу робочого органу , поперечний кут нахилу робочого органу . За критерій ефективності очищення прийнято вихід очищеної фракції у відсотках, відповідаючий насінню першого класу. Для знаходження раціонального впливу усіх факторів реалізовувався центральний композиційний метод. В результаті обробки експериментальних даних на ЕОМ отримано рівняння регресії, що характеризує процес виділення з насіннєвого матеріалу пшениці насіння бур'янів: гречишки, в'юнка польового, вівсюга та інших домішок, у вигляді:

Q_n=96,309-1,986х₁+0,035х₂+1,112х₃-0,347х₄-1,684х₅-2,006х₁х₂+

+1,260х₁х₃-1,371х₁х₄-0,015х₁х₃-3,289х₂х₃-3,096х₂х₄+0,114х₂х₅-

0,176х₃х₄+0,094х₃х₅-3,873х₄х₅-5,375+1,740-4,326-

3932-1,567,

де х₁, х₂, х₃, х₄, х₅ - кодові позначення, відповідно параметрів - А, , , , (такі ж кодові позначення і параметри прийняті і для процесу очищення насіння ячменю, вівса і жита).

Після проведення оптимізації на ЕОМ, отримані раціональні параметри режиму роботи вібраційної насіннєочисної машини, що рекомендуються для очищення насіння пшениці: А=1,7мм; =179с^-1; =35⁰; =7,3⁰; =2,7⁰.

В результаті обробки експериментальних даних на ЕОМ отримані також рівняння регресії та раціональні параметри режиму роботи вібраційної насіннєочисної машини на очищенні насіння ячменю, вівса і жита.

Критерієм оптимальності сортування насіння пшениці по схожості використовувалось середнєквадратичне відхилення _{m. n} маси_.1000 штук насінин по фракціям. Отримано рівняння регресії в такому вигляді:

_{m. n.} =5,423+0,141х₁+0,012х₂+0,120х₃+0,211х₄+0,961х₅-0,126х₁х₂-

0,215х₁х₃+0,365х₁х₄-0,009х₁х₅-0,185х₂х₃-0,016х₂х₄+0,420х₂х₅-0,179х₃х₄-

0,260х₃х₅+0,118х₄х₅-0,277-0,453-0,498-0,136-0,029.

Після проведення математичної оптимізації рівняння регресії на ЕОМ отримано раціональний набір параметрів роботи вібраційної насіннєочисної машини для сортування насіння пшениці А=1,6мм; =163с^-1; =30⁰; =7,0⁰; =2,5⁰.

В результаті обробки експериментальних даних на ЕОМ отримані також рівняння регресії та раціональні параметри роботи вібраційної насіннєочисної машини також на сортуванні насіння ячменю, вівса і жита.

Дослiдженнями встановлено, що для отримання насіння зернових культур 1_2 класів подача насіннєвої сумішi на робочий орган машини повинна бути для: пшениці - 170кг/год; ячменю - 160кг/год; вівса - 170кг/год; жита - 180кг/год.

У п'ятому розділі приведені результати лабораторних, лабораторно-польових досліджень, господарських випробувань вібраційної насіннєочисної машини на доочищенні, сортуванні, доочищенні з одночасним відбором у відхід неповноцінного насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, що пройшло очищення на серійних повітряно-решітно-трієрних зерноочисних машинах.

Схема вібраційної насіннєочисної машини для очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита представлена на мал.3.

При роботі машини, насіннєва суміш, що обробляється, з бункера 10 через гнучкий перехідник 9 і живильний пристрій 8 потрапляє на робочі поверхні 7 і переміщується по ним в залежності від фізико-механічних властивостей компонентів суміші (фрикційних пружних та форми) по різним траекторіям. Округле, гладке і більш пружне насіння (частки) переміщуються по траєкторіям 15 в приймальники продуктів розділення I-II. Плоске, більш шорстке і менш пружне насіння (частки) транспортуються по траєкторіям 17 в приймальники IV-V. По траєкторіям 16 в приймальники III продуктів роздiлення потрапляє проміжна фракція.

1 - основна рама; 2 - проміжна рама; 3 - віброзбуджувачі; 4 - контрпривід; 5 - пружні муфти; 6,14 - механізми регулювань повздовжнього і поперечного кутів нахилу робочих поверхонь; 7 - робочі поверхні; 8 - живильний пристрій; 9 - гнучкий перехідник; 10 - бункер; 11 - вібростіл; 12 - приймачі продуктів розділення; 13 - пружини пружної підвіски; 15,16,17 - траєкторії руху насіння.

Мал.3. Схема вібраційної насіннєочисної машини

Лабораторними дослідженнями процесу сепарації насіннєвих сумішів пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині встановлено, що разом з насінням бур'янів та домішок є можливість виділити у відходи менш розвинуте, травмоване, зморщене насіння основної культури.

Сортування посівного матеріалу на вібраційній насіннєочисній машині з виділенням для сівби високоякісного вирівняного насіння пшениці, ячменю, вівса і жита забезпечує підвищення польової схожості, більш інтенсивний і рівномірний розвиток, високе виживання рослин і збільшення врожаю зерна та незернової частини. Це підтверджено результатами лабораторно_польових дослідів, що проводилися в інституті рослинництва ім.В.Я. Юр'єва УААН на протязі декількох років з насінням пшениці, ячменю, вівса і жита різних сортів.

Господарські випробування експериментальних зразків вібраційної насіннєочисної машини показали, що існує можливість за один пропуск на ній довести насіння пшениці, ячменю, вівса і жита до посiвних кондицій першого - другого класів, що дозволяє зменшити норму висіву насіння на гектар. Використання при сівбі насіння, що пройшло обробіток на вібраційній насіннєочисній машині, а також дотримання усіх агротехнічних засобів при вирощуванні зернових культур по інтенсивній технології дає можливість підвищити врожайність на 3_6ц/га та зменшити затрати на виробництво зерна. Машина проста у виробництві, має стійкий технологічний процес, а господарські випробування підтвердили високу ефективність її використання при сепарації насіннєвих матеріалів пшениці, ячменю, вівса і жита.

В додатках приведено розрахунок економічного ефекту, отриманого господарством "Вперед” Богодухівського району Харківської області від використання вібраційної насіннєочисной машини на доочищеннi насіння пшениці, ячменю і вівса. Фактичний економічний ефект від впровадження вібраційної насіннєочисної машини склав більше 636тис. карбованців (у цінах 1992 року). Економічний ефект від підвищення врожайності при сівбі насінням пшениці, ячменю і вівса, відсортованих на вібраційній насіннєочисній машині становить 5,68тис. крб/га (у цінах 1992р.).

Загальні висновки та практичні пропозиції

Існуючі способи і засоби очищення та сортування насіння зернових культур не забезпечують у повній мірі потреби сільського господарства у високоякісному насіннєвому матеріалі навіть при багатократних пропусках насіння через повітряно-решітно-трієрні робочі органи серійних зерноочисних машин.

Вивчення фізико-механічних властивостей насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, а також насіння бур'янів: коефіцієнтів встановлення і миттєвого тертя при ударі, форми, граничних кутів підйому та інше, показало можливість очищення і сортування цього насіння на неперфорованому фрикційному вібруючому робочому органі вібраційної насіннєочисної машини по комплексу фізико-механічних властивостей. Для очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита слід рекомендувати покриття робочого органу фанерою технічною або брезентом.

Обчисленнями, з використанням математичної моделі руху насіння, виявлено, що при наявності руху у режимі неперервного контакту, має місце періодичний режим з повторенням характеристик при кожному оберті валу віброзбудника. При втраті контакту з робочою поверхнею, режим руху не є періодичним. Втрата контакту тіла з робочою площиною можлива внаслідок збільшення кутової швидкості насінини (твердого тіла), чому сприяє збільшення коефіцієнта тертя насіння по поверхні робочого органу та вібраційної дії робочої площини. Характеристики руху для насіння усіх зернових культур реагують на зміну коефіцієнта тертя, тобто зміну матеріалу робочої поверхні, а також на зміну повздовжнього кута нахилу робочої площини. Тому, при зміні цих параметрів, можливе сортування насіння зернових культур.

На основі проведених теоретичних та існуючих практичних результатів вібраційного переміщення компонентів насіннєвих матеріалів встановлена принципова можливість виділення з насіння основної культури важковідокремлюваного насіння бур'янів і домішок.

Дослідженнями встановлено, що на вібраційній насіннєочисній машині за один пропуск є можливість доводити насіння пшениці, ячменю, вівса і жита до посівних кондицій першого (другого) класів при продуктивності машини 160_180кг/год. При цьому вихід кондиційного насіння становить 94%.

Встановлено, що якість процесу сепарації насіннєвих матеріалів на неперфорованій фрикційній коливальній поверхні суттєво залежить від конструктивно-кінематичних параметрів машини: амплітуди, частоти і кута спрямованості коливань, а також кутів нахилу робочого органу до горизонту в повздовжньому і поперечному напрямках. Отримані експериментальним шляхом раціональні значення параметрів режиму роботи вібраційної насіннєочисної машини знаходяться в діапазонах значень, встановлених на основі числових розрахунків. Слід рекомендувати слідуючий набір раціональних параметрів при очищеннi і сортуванні насіння відповідно:

пшениці: А=1,6_1,7мм; =163_179с^-1; =30_35⁰; =7_7,3⁰; =2,5_2,7⁰;

ячменю: А=1,8_1,9мм; =171_186с^-1; =34⁰; =7,6_8,3⁰; =3,0_3, 20;

вівса: А=1,5_1,6мм; =172с^-1; =32_35⁰; =7,4_7,7⁰; =2,2_2,9⁰;

жита: А=1,4_1,5мм; =155_181с^-1; =31_33⁰; =6,8_8,0⁰; =2,1_2,7⁰.

Процес очищення насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині супроводжується і їх сортуванням, яке в свою чергу складається у перерозподіленні насіння по фракціям в залежності від схожості, енергії проростання, маси 1000 насінин та інші. У відхід разом з насінням бур'яну та інших культурних рослин виділяється біологічно менш повноцінне, травмоване, зморщене, недорозвинуте насіння основної культури, а також сміття. Тим самим мається можливість підвищити посівні якості посівної фракції.

Сортування посівного матеріалу на вібраційній машині з виділенням для сівби високоякісного насіння забезпечує підвищення польової схожості, більш інтенсивного розвитку, краще виживання рослин та добавку врожаю на 3_6ц/га.

Господарські випробування експериментальних зразків вібраційної насіннєочисної машини підтвердили ефективність її використання при сепарації насіннєвих матеріалів пшениці, ячменю, вівса і жита.

Сівба відсортованим на машині насінням і дотримання усіх агротехнічних засобів при вирощуванні зернових культур за інтенсивними технологіями дає змогу зменшити норму висіву насіння та знизити витрати на виробництво зерна.

Економічний ефект від впровадження вібраційної насіннєочисної машини в господарстві "Вперед” Богодухівського району Харківської області на доочищеннi і сортуванні насіння пшениці, ячменю і вівса склав 636,52 тис. карбованців (у цінах 1992 року).

Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах

1. Сортирование семян ячменя на вибрационном сепараторе // Совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин: Сб. науч. тр. / МИИСП.М. 1983. - с.71_72.

2. Вибросепарация семян овса // Повышение эффективности сельскохозяйственных машин и орудий для растениеводства: Сб. науч. тр. / МИИСП.М. 1984. - с.107_109.

3. Вибросепарация семян овса по комплексу фрикционных и упругих свойств // Повышение эффективности и качества работы вибрационных семяочистительных машин: Сб. науч. тр. / МИИСП.М. 1985. - с.79_85.

4. Очистка и сортирование семян зерновых культур // Совершенствование технологических процессов и рабочих органов сельскохозяйственных машин: Сб. науч. тр. / МИИСП.М. 1986. - с.61_65.

5. Сортирование семян зерновых культур на фрикционном сепараторе // Послеуборочная обработка семян на вибрационных семяочистительных машинах: Сб. науч. тр. / МИИСП.М. 1987. - с.117_122.

6. Вибросепарация зерновых культур // Механизация технологических процессов в агропромышленом комплексе. Ч.4: Обработка, хранение и переработка продукции. Использование, техническое обслуживание и ремонт машин: Тез. докл. науч. - практич. конф., - Новосиюирск, 1989. - с.14_15.

7. Віброфрикційний сепаратор // Перспективи розвитку механізації, електрифікації, автоматизації та технічного сервісу сільськогосподарського виробництва: Тез. доп. наук. - техн. конф., - Глеваха, ІМЕСГ. УААН, 1996. - с.58 (співавтори: Заїка П.М., Бакум М.В., Михайлов А.Д. та інщі).

8. Вібраційна насіннеочисна машина // Удосконалення технологій та технічних засобів у сільському господарстві. Наук. - дослід. роботи факультету механізації с. г. ХДТУСГ, результати яких рекомендовані до впровадження в сільськогосподарське виробництво/ м. Харків, 1996. - с.38-40 (співавтори: Заїка П.М., Бакум М.В., Михайлов А.Д. та інщі).

9. Ефективність застосування вібраційної насіннеочисної машини на очищенні і сортуванні насіння зернових культур // Удосконалення технологій, технічних засобів та підготовки спеціалістів для сільськогосподарського виробництва. Матеріали наук. - метод. конференції факультету механізації сільського господарства ХДТУСГ / м. Харків, 196. - с.16-17.

10. Сортирование семян овса и ржи на вибрационной семяочистительной машине // Вопросы механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. / Харьков. 1996. - с.53_57.

11. Определение оптимальных параметров процесса очистки и сортирования семян зерновых культур на вибрационной семяочистительной машине // Вопросы механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. / Харьков. 1996. - с.57_60.

12. А. с. №1176978, СССР. Вибрационный сепаратор для трудноотделимых смесей // Б.И. - 1985. №33 (соавторы П.М. Заика, С.Д. Бакеев, П.М. Юдитский).

13. А. с. №1186286, СССР. Вибрационный сепаратор // Б.И. - 1985. №39 (соавторы П.М. Заика, С.Д. Бакеев, А.А. Шептур).

Анотація

Козій О.Б. Обгрунтування параметрів технологічного процесу очищення і сортування насіння зернових культур на вібраційній насіннєочисній машині. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.20.01. - механізація сільсьгосподарського виробництва. Харківський державний технічний університет сільського господарства. Харків 1998.

Захищається 11 опублікованих робіт і 2 авторських свідоцтва на винаходи, які включають теоретичні і експериментальні дослідження очищення і сортування насіння пшениці, ячменю, вівса і жита на вібраційній насіннєочисній машині.

Розроблена математична модель та розрахункові алгоритми плоскопаралельного вібраційного переміщення насіння, як твердого тіла.

Обгрунтовані раціональні конструктивно-кінематичні параметри роботи вібраційної насіннєочисної машини на очищені і сортуванні насіння пшениці, ячменю, вівса і жита. Розроблена конструкція вібраційної насіннєочисної машини для очищення і сортування насіння зернових культур. Використання при сівбі насіння пшениці, ячменю, вівса, жита, що пройшло сепарацію на вібраційній машині, дає можливість зменшити норму висіву насіння, знизити витрати на виробництво зерна і отримати прибавку врожаю зернових на 3-6ц/га.

Ключові слова: вібраційна насіннєочисна машина, насіння пшениці, ячменю, вівса і жита, технологічний процес, очищення і сортування, конструктивно-кінематичні параметри, оптимізація.

Аннотация

Козий А.Б. Обоснование параметров технологического процесса очистки и сортирования семян зерновых культур на вибрационной семяочистительной машине. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства. Харьковский государственный технический университет сельского хозяйства. Харьков, 1998.

Защищается 11 печатных работ и 2 авторских свидетельства на изобретения, которые содержат теоретические и экспериментальные исследования очистки и сортирования семян пшеницы, ячменя, овса и ржи на вибрационной семяочистительной машине.

Разработана математическая модель и вычислительные алгоритмы плоскопараллельного вибрационного перемещения семян как твердых тел.

Обоснованы рациональные конструктивно-кинематические параметры работы вибрационной семяочистительной машины на очистке и сортировании семян пшеницы, ячменя, овса и ржи. Разработана конструкция вибрационной семяочистительной машины для очистки и сортирования семян зерновых культур. Использование при посеве семян пшеницы, ячменя, овса и ржи, прошедших сепарацию на вибрационной машине, позволяет уменьшить норму высева семян, снизить затраты на производство зерна и получить прибавку урожая на 3-6ц/га.

Ключевые слова: вибрационная семяочистительная машина, семена пшеницы, ячменя, овса и ржи, технологический процесс, очистка и сортирование, конструктивно-кинематические параметры, оптимизация.

Summary

Koziy A.B. Motivation of parameters of technological process of cleaning and sorting corn culture seeds on vibratory seed cleaning machine. Thesis on claiming for a scientific degree of candidate of technical sciences on specialty 05.20.01 - mechanization of agricultural production. Kharkov State Technical University of Agriculture, Kharkov, 1998.

Defended 11 published works and 2 author's certificates on invention, which contain theoretical and experimental research of cleaning and sorting seeds of wheat, barley, oats, rye on vibratory seed cleaning machine.

Designed mathematical model and computing algorithms of plane-parallel vibratory motion of a solid matter.

Substantiated optimum constructive-kinematics parameters of vibratory seed cleaning machine, working on cleaning and sorting seeds of wheat, barley, oats, rye. Designed construction of vibratory seed cleaning machine for cleaning and sorting corn culture seeds. Using when sowing seeds of wheat, barley, oats, rye, separated on the vibratory machine gives reducing seed sowing rate, cut expenses on grain production and get a gain of harvest on 3-6 center/hectare.

Key words: vibratory seed cleaning machine, seeds of wheat, barley, oats, rye, technological process, cleaning and sorting, constructive-kinematics parameters, optimization.

Размещено на Allbest.ru

...