Схема транспортування зерна на підприємстві

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

1. АНАЛІЗ ТЕОРЕТИЧНИХ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТРАНСПОРТУВАННЯ СИПКИХ МАС

1.1 Аналіз теоретичних джерел транспортування зерна

1.2 Аналіз патентних досліджень за способами, процесами та обладнанням по транспортним системам галузі

1.3 Характеристика транспортує мої сировини, аналіз іі травмованості робочими органами, транспортуючих машин

2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТА ВИБІР РАЦІОНАЛЬНОГО СХЕМИ ТРАНСПОРТУВАННЯ ЗЕРНА НА ПІДПРИЄМСТВІ

2.1 Мета і задачі досліджень



ВСТУП

Зберігання зерна,сушіння та його очищення, дуже важлива операція для всієї агропромислової галузі. Після збиральна обробка зерна, має дуже великий вплив на галузь, адже без потрібних умов, очищення та сушіння, зерно не буде зберігатися. Зерно збирається лише декілька місяців за рік, а потребується воно, на протязі усього року.

Для зберігання зернових культур використовують зерносховища підлогового та силосного типів, що повинні забезпечити: а) надійне зберігання зерна від впливу метеоролого-кліматичних факторів; б) запобігання змішуванню зерна; в) відповідність зерносховищ виробничим санітарним нормам; г) захист від шкідників зерна; ґ) можливість освіжати або охолоджувати зерно; д) формування крупних товарних партій зерна; е) дистанційний контроль температури зерна в зерносховищах силосного типу; є) окреме зберігання зерна сажкового, фузаріозного, зараженого кліщами, з невластивим запахом, за числом падіння, із шкідливими домішками .

Що стосується обробки зерна перед закладанням на зберігання. Адже без відповідної обробки строк зберігання зерна, дуже зменшується. Так очищення від домішок, які мають іншу, відмінну від зернової маси вологість, густину та інші показники. А підвищена вологість у зерні, сприяє розмноженню патогенних мікроорганізмів, та шкідників, яйця, та личинки, яких, до речі, частково, або повністю, відокремлюються під час очищення, а також добра частина їх гине під час термічної обробки зерна, сушіння.

Якісне очищення важливий етап, хоча б тому, що відокремлювана домішка займає місце, і не вигідно було б її зберігати, адже використовувати її не можна. Та це ще на найважливіша причина. Якщо, зерно не очищати, то погано працює сушарка, адже неоднорідність зерна, в такому разі, впливає на процес сушіння, а металомагнітні та крупні домішки, взагалі можуть пошкодити сушарку

При закладанні зерна з підвищеною вологістю, його можуть спіткати і інші біди. Окрім шкідників, та мікроорганізмів, зерно може бути пошкоджене самозігріванням, та злежуванням. Це обумовлене тим, що після збирання, процеси в середині зерна, не припиняються. Воно продовжує дихати та виділяти вуглекислий газ, що спричинює підвищення температури. Ці процеси, звісно, зупинити не можна, але при підвищений вологості вони пришвидшуються, і термін зберігання зерна у якісному вигляді дуже зменшується.

Післязбиральна доробка пов'язана з переміщенням зерна технологічними лініями з використанням різних транспортних машин, а також з дією робочих органів зерноочисних машин. Окрім того, за зміни вологості зерна в результаті сушіння міцність зерна і його анатомічних частин знижується. Наслідком цих факторів є травмування зерна, що негативно впливає на його технологічні властивості і стійкість під час зберігання.

Вміст травмованих зерен в результаті обробки на потокових лініях становить 20-35%. Від цієї кількості близько 50% пошкоджуються під час навантажувально-розвантажувальних і транспортних операцій, на частку самопливних труб припадає близько 30% і близько 20% - на частку технологічного обладнання. Так, транспортувальні машини під час післязбиральної обробки рису пошкоджують до 82% зерен.[7]

Дослідженнями багатьох вчених встановлено[1], що основними джерелами ушкодження зерна при післязбиральної обробки є ковшові елеватори. Із загальної кількості пошкоджень зерна транспортуючими пристроями на частку ковшових елеваторів припадає 69,7% від загальних ушкоджень. Тому, при вдосконаленні старих або створення нових конструкцій елеваторів ковшового типу (норій), необхідно використовувати найбільш оптимальні умови і режими роботи, що сприяють зниженню механічних пошкоджень зерна одним з істотних елементів промислового насінництва є використання для післязбиральної обробки насіння спеціальних комплекс пунктів з обробки та зберігання насіння, поточних ліній, що включають найрізноманітніші машини і механізми. Цими машинами є приймальні пристрої (завальні ями, бункера, приймачі норій), транспортуючі органи (норії, скребкові і шнекові транспортери, самопливні пристрої, стрічкові транспортери), робочі машини (попереднього очищення, первинного очищення, вторинного очищення, трієрні блоки, пневмосортувальні столи та т.п.). У технологічних лініях нерідко міститься кілька зазначених вище елементів. Наприклад, кількість приймальних пристроїв досягає 5-8 і більше, норій - 2-5, шнекових транспортерів - 2 і більше і т.д.

У процесі використання тієї чи іншої технологічної схеми обробки насіння контактують з робочими органами машин і пошкоджуються, внаслідок чого погіршуються їх посівні якості. Іноді пошкодження насіння при післязбиральної обробки відбувається більшою мірою, ніж при обмолоті. Багаторазові силові дії на зерно різних машин і механізмів, удари, стиснення, тертя і т.д. не можуть не травмувати зерно. Якщо вже Уникнути травмування неможливо, то не можна миритися з його масштабами. За даними І.Г. Строни, травмування з урахуванням всіх мікро- і макротравм становить: насіння кукурудзи - 90-95%, жита - 85-90%, твердої пшениці - 80-85%, м'якої пшениці - 45-50%. В даний час виділити травмоване зерно з купи очищеного не представляється можливим.

У комплексних пунктах з післязбиральної обробки зерна серед усіх машин основним джерелом травмування зерна є ковшові елеватори (норії). Це викликає необхідність удосконалення конструкції норій і їх режимів роботи. Окрім норій також існують такі загрози травмуванню ,як гвинтові транспортери.

В сільському господарстві гвинтові конвеєри займають важливу роль і є незамінними при транспортуванні продуктів сільськогосподарського виробництва,велику частку яких становлять сипкі матеріали (зернові,насіннєві, гранульовані мінеральні добрива та ін.), які при переміщенні зазнають значних пошкоджень. Основною причиною травмування сипкого матеріалу при переміщенні є попадання його частинок в зазор між обертовим гвинтовим робочим органом і нерухомою внутрішньою поверхнею направляючої труби. Внаслідок цього відбувається повне або часткове пошкодження сипких матеріалів, а також можливе заклинювання робочого органу . Також багато втрат може виявлятися при використанні скребкового транспортеру. Основною причиною травмування на такому обладнанні, є попадання зерна між рухомим скребком та нерухомою стінкою конвеєра



1. АНАЛІЗ ТЕОРЕТИЧНИХ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТРАНСПОРТУВАННЯ СИПКИХ МАС

1.1 Аналіз теоретичних джерел транспортування зерна

При розгляді динаміки руху насіння зернових з поля після збирання і до отримання з них готової продукції, при переробці або до висіву посівного насіння спостерігається велика кількість впливів на зерно: біологічних, механічних, температурних та ін, які більшою чи меншою мірою впливають на якісні зміни зернової маси.

У момент збору врожаю в стадії стиглості ми отримуємо виповнене зерно з його максимальними біологічними властивостями яке в польових умовах піддається механічним впливам при скошуванні, обмолоті, транспортуванні, сепаруванні на соломотрясі, затарюванні в бункери, вивантаженю з бункерів шнековими транспортерами і завантаженні в транспортні засоби. У перерахованих операціях на зерно виявляється такий вплив, як удар, стиснення, стирання, заклинювання між пером шнека і корпусом, вільне падіння, при яких на зерні виникають пошкодження, тобто спостерігається зниження його якості. Подальші процеси руху зерна пов'язані з його транспортуванням на тік, первинної обробкою (очищенням), транспортуванням на елеватор, додатковим очищенням, сушінням і складуванням в силосні сховища. Зернова маса володіє такими фізичними властивостями, як сипучість, само сортування, ущільнення, самозігрівання та ін. Правильне використання цих властивостей в процесіРазмещено на http://www.allbest.ru/

обробки і зберігання зерна дає можливість мінімізувати втрати, поліпшити якість формованих партій зерна і зменшити загальні витрати на підприємстві

Існують декілька різновидів транспортного обладнання для переміщення зерна між цехами та в середині нього. Транспортери бувають ковшові, гвинтові, скребкові та стрічкові - це основні види та типи. Але існує багато різновидів цих транспортерів і цих видів.

Стрічкові конвеєра використовують для переміщення різноманітних насипних та штучних вантажів в горизонтальному та нахиленому (до

По конструкції та призначенню стрічкові конвеєри розділяють на конвеєри загального призначення та спеціального: для харчової, борошно млинової, круп'яної та комбікормової промисловості та поточного виробництва сільськогосподарської продукції, їх застосовують у кормоцехах ферм, зерносховищах, зернопереробних токах для переміщення зерна, борошна, коренеплодів, гною і т.д.

Стрічковий конвеєр складається із станіни 1, на якій встановлені приводний 3 та натяжний 4 барабани, та натяжний пристрій 7. Стрічки 2, яка огинає ці барабани та підтримується опорними роликами 6 або настил. Для підвищення тягових характеристик встановлюються відхиляючі барабани 5. Стрічка завантажується вантажем за допомогою завантаженого пристрою 8, а розвантажується через розвантажувальну вороньку 9 у кінці барабану або за допомогою розвантажувальних пристроїв: плужкових або барабанних розвантажувачів. Приводний барабан отримує обертання від приводу: редуктор 10, електродвигун 11, муфти 12.

Стрічкові транспортери, одні з най «безпечніших» для зернової маси. Оскільки зерно там під час переміщення не піддається впливу металічних чи інших агресивних робочих органів. Зернова маса вкладається на стрічку у природний формі та у невеликих кількостях. Однак недоліками цих транспортерів є неможливість транспортування вгору більш ніж як на кут природного схилу зернової маси.

Розглянемо трішки глибше теорію переміщення на стрічкових транспортерах. У точці О попадання матеріальної частки на транспортер розташовуємо в площині стрічки систему координат Оху, зорієнтовану таким чином, що її вісь Оу спрямована по прямій найбільшого нахилу (складає кут е з горизонтом). Потрапляючи на полотно транспортера з початковою швидкістю V0, рух частинки cкладатиметься з відносного (ковзання по полотну) і переносного (прямолінійного руху самого полотна) переміщення.

Гвинтовий конвеєр (або шнековий конвеєр, шнек) - транспортує пристрій для сипучих, дрібнокускових, пилоподібних, порошкоподібних матеріалів.

Даний вид конвеєра складається з приводу (редуктор і електродвигун), що обертає гвинт (робочий орган машини), приводного вала з укріпленими на ньому витками транспортує гвинта, жолоби з напівциліндричним днищем, завантажувального і розвантажувального пристрою. Через отвори в кришці жолоба подається насипний вантаж і ковзає уздовж жолоба при обертанні гвинта. Спільному обертанню вантажу з гвинтом перешкоджає сила тяжіння вантажу і тертя його про жолоб. Через отвори у днищі, забезпечені затворами здійснюється розвантаження жолоба. Гвинт шнека виконують одне, двох або трьохзаходним, з правим або лівим напрямком спіралі. Поверхня гвинта шнека буває лопатною, фасонної, стрічкової, суцільний (застосовують при переміщенні порошкового насипного, сухого дрібнозернистого вантажу, не схильну до злежування). При переміщенні злежуються вантажів застосовують гвинти шнека з лопатною, фасонної, стрічкової поверхнею.

Вал гвинта шнека складається з окремих секцій і може бути трубчастим (скріплюються між собою за допомогою вставляються по кінцях коротких сполучних валиків, мають меншу масу) або суцільним. Вал гвинта шнека лежить в кінцевих (зміцнюють в торцевих стінках жолоба) і проміжних (підвішуються зверху на укріплених на жолобі поперечних планках) підшипниках. Один з кінцевих підшипників роблять наполегливим і встановлюють з боку початку руху вантажу. Проміжні підшипники мають малі діаметр і довжину, а також надійне ущільнення щоб уникнути забруднення частинками вантажу.

Шнеки використовують на підприємствах з виробництва будівельних матеріалів, в комбікормової, борошномельної та хімічної промисловості для переміщення в горизонтальному, вертикальному і похилому напрямках сипких, дрібно кускових, пилоподібних, порошкоподібних матеріалів (як правило на відстань до 40 м по горизонталі і до 30 м - по вертикалі ). У машинобудівних цехах застосовується для транспортування зливний стружки від верстатів.

Недоцільно за допомогою шнеків переміщати липкі, високоабразивні, а також вантажі, що можуть щільно ущильнюватися. До позитивних властивостей шнеків відносяться нескладність технічного обслуговування, простота пристрою, невеликі габаритні розміри, герметичність, зручність проміжної розвантаження. Негативними якостями шнеків є значне стирання і подрібнення вантажу, висока питома витрата енергії, підвищений знос жолоби і гвинта

Гвинтові транспортери (шнеки) знайшли широке застосування в багатьох галузях промисловості та сільського господарства. Працюючи як складова частина складних машин або як самостійна машина, у вигляді навантажувачів-розвантажувачів, шнеки з успіхом переміщують різні вантажі і матеріали: вугілля та торф, пісок і цемент, борошно і зерно та ін. Гвинтові транспортери прості за конструкцією, компактні і надійні в роботі. Зручність проміжної розвантаження і герметизація, також простота монтажу та обслуговування роблять їх у багатьох випадках практики незамінними.

У сільському господарстві шнеки застосовуються в складних очисних машинах, зерносушарках, комбайнах і картоплесаджалки. Вони також використовуються в механізації тваринницьких ферм і особливо в кормоприготування. У зерновому виробництві гвинтові транспортери можуть бути корисні як зернонавантажувачі для роботи на токах і в зерноскладах. У цьому переконує деякий наш і зарубіжний досвід.

Робочий процес шнека з переміщення зерна, з погляду механіки представляється як подача енергії двигуном на вал гвинта з подальшою передачею її зерну через гвинтову поверхню. Працюючий шнек перетворює енергію, підводиться до валу вінта в кінетичну і потенційну енергію потоку зерна. Енергія, що повідомляється шнеку двигуном, витрачається на подолання опорів переміщенню зерна, а також на подолання тертя в підшипниках і опір повітрю обертанню гвинта. Підвищенням швидкості шнека ці опору збільшуються і отже збільшується витрата енергії. Тому, рівняння енергії шнека напишемо у вигляді:

J - момент інерції гвинта

Wa - кутова швидкість гвинта до навантаження

W - кутова швидкість гвинта при встановившимося русі

M - маса зерна в шнеці

Rnp - приведена лінійна величина, яка визначає величину супротиву

З приведеного рівняння, можна визначити, що під час роботи такого виду транспортерів на зернову масу впливають робочі органи шнеку і виводять зерно з стану спокою . Це супроводжується тертям деяких зернівок об нерухомий корпус апарату та його робочий орган. При деяких умовах між цими частинами транспортеру може утворюватись на короткий час щілина. Це спричинено пружністю металу, вібраціями двигуна та іншими факторами які фізично впливають на транспортер. До цього простору потраплятимуть деякі зернівки в результаті чого вони зруйнуються. Таким чином пр. транспортуванні збільшується мучка та кількість травмованих зерен.

Шнекові, чи гвинтові транспортери можуть бути як горизонтальними, так і вертикальними, тобто такими, що підіймають зернову масу, чи інший транспортований вантаж у гору.

Розглянемо рішення задачі про пропускну здатності вертикального гвинтового транспортера. Нехай мала матеріальна частка розташовується на гвинтової поверхні спіралі, встановленої в кожусі і обертається щодо осі з кутовою швидкістю щ (рис. 1.6). При русі частинка відкидається до периферії спіраллю і притискається до стінки кожуха і до витка спіралі [9]. Для уточнення теоретичних закономірностей переміщення сипких матеріалів розглянемо взаємодію частинки зі спіральним гвинтом і корпусом.

Нормальна реакція N1, діє на частинку з боку витка спіралі, становить кут , з перпендикуляром до гвинтової похилій лінії, а перпендикуляр, у свою чергу, кут б, з віссю z . Сила тертя спрямована в бік, зворотний руху, і розташовується на лінії вектору швидкості н0, тоді :

де f1 - коефіцієнт тертя частинки про спіральний гвинт.

Навіть не заглиблюючись у фізику такого явища як переміщення зернової маси гвинтовим вертикальним транспортером, можна зрозуміти наскільки агресивне середовище чикає зернівку при проходженні через цю транспортну машину. Робимо висновки, що шнековий транспортер доцільніше використовувати як вертикальний транспортуючий орган, але навіть у такому випадку, при більш високій чутливості переміщуваного матеріалу, його можна замінити на стрічковий транспортер, який у рази менше травмує зерновий матеріал.

Скребковий конвеєр - (англ. Flight conveyor) транспортує пристрій безперервної дії, в якому переміщення насипних вантажів здійснюється по нерухомому жолобу - рештаків за допомогою скребків, закріплених на одній або декількох тягових ланцюгах і занурених у шар насипного вантажу.

При транспортуванні зернової маси таким типом транспортерів зерно переміщується у невеликих насипах. Воно просто ковзає по нерухомій поверхні корпусу транспортера, а штовхає її безпосередньо рухомий скребок. В результаті цього переміщення у цієї «кучки» спереду утворюється так званий бурт - зона, в якій зерно «бурлить» та переміщується від зовнішнього шару до самого шкребка. Цей транспортер теж має відомі проблеми з пошкодженням зерна. Пошкодження відбувається в той момент, коли шкребок через різні причини підстрибує, і між ним та корпусом утворюється простір. Зерно, яке потрапило туди руйнується.

В даний час є досить багато пропозицій по конструктивного виконання ковшових елеваторів з метою забезпечення збереження транспортується. Однак домогтися істотного зниження травмування зерна цими пристроями поки не вдається. Це пояснюється тим, що широко використовуються в поточних лініях ковшові елеватори (норії) були розроблені для транспортування вони не зерна, а зовсім інших сипучих матеріалів, для яких проблеми травмування немає.

В результаті аналізу відомих конструкцій виявлено, що для зниження травмування зерна і особливо майбутнього посівного матеріалу ковшовими елеваторами необхідно змінити як конструкцію, так і режим роботи ковшових елеваторів. Не випадково поруч вчених були розроблені тихохідні конструкції цих транспортують робочих органів. Прикладом такого ковшового елеватора може бути конструкція тихохідної норії НТХ-20, в якій лінійна швидкість руху тягового ланцюга становить 0,45 м / с, обсяг ковшів - близько 18 л.

Значне зниження швидкості руху стрічки норії, безсумнівно, дозволить знизити як загальне травмування зерна, так і травмування зерна окремими її елементами.

Однак слід зауважити: тихохідні елеватори, що мають ковші великих обсягів, повинні мати більш потужну конструкцію остова норії, тягових органів, більшу потужність двигуна. При цьому значне зниження швидкості руху стрічки не завжди зможе забезпечити більшу продуктивність ковшового елеватора.

1.2 Аналіз патентних досліджень за способами, процесами та обладнанням по транспортним системам галузі

Було проаналізовано патентні дослідження у сфері транспортування зерна. Основним критерієм пошуку було знайти такі конструкції та механізми які б дозволяли транспортувати зерновий матеріал у вертикальному напрямку на великі відстані та при цьому мали мінімальний коефіцієнт травмування сировини. Було знайдено наступні патенти:

Винахід відноситься до підйомно-транспортного машинобудування, а саме до елеваторних транспортерів (норія), призначеним для транспортування у вертикальному напрямку зерна та інших сипких сільськогосподарських матеріалів

Відома норія, що містить закріплені на рамі верхню і нижню головки відповідно з ведучим і натяжною барабанами, охопленими нескінченною стрічкою зі змонтованими на ній ковшами без дна

Недолік такої конструкції полягає у виконанні стінок ковшів суцільними з жорсткою передньою кромкою, що зумовлює велику металоємність і пошкодження зерна при заборі його ковшами в процесі роботи.

Відома також норія, що містить верхній і нижній барабани, охоплені нескінченним елементом, на якому змонтовані вантажонесучі спіралі, забезпечені додатковими спіралями, один з кінців яких виконаний конічним і розміщений всередині нижче розташованої основний спіралями, а витки іншого кінця додаткової встановлені спіралі між витками вище розташованої основний спіралями .

Недоліком відомої конструкції є розтягнення (подовження) в процесі роботи нескінченного елемента і, внаслідок цього, збільшення спирали, оскільки додаткова спіраль може вислизати з витків вище розташованої основний спіралі.

Найбільш близьким технічним рішенням (прототип) є норія, що складається з верхньої і нижньої головки з ведучим і веденим барабанами, охопленими нескінченною стрічкою зі змонтованими на ній вантаж несучими елементами, виконаними у вигляді окремих спіралей, що мають форму усіченого конуса або піраміди .

Недоліком відомої конструкції є неповна вивантаження матеріалу з ємності нижньої головки норії, що веде до змішування сортів при зміні матеріалу, що транспортується. Завданням винаходу є забезпечення повної вивантаження транспортованого матеріалу з ємності нижньої головки норії.

Суть винаходу полягає в тому, що норія, що містить закріплені на рамі верхню і нижню головки відповідно з ведучим і натяжною барабанами, охопленими нескінченною стрічкою зі змонтованими на ній вантаж несучими елементами[8], виконаними у вигляді спіралі, що має форму піраміди, згідно винаходу, забезпечена ковшем, виконаним у вигляді спіралі у формі циліндра або прямокутної піраміди, з дном, закріпленим на нижніх його витках, при цьому ківш розміщений між цих частинок.

Порівняння заявляється пристрою з прототипом показує, що новим є наявність ковша, виконаного у вигляді спіралі у формі циліндра або прямокутної піраміди, з дном, закріпленим на нижніх його витках, при цьому ківш розміщений між вантаж несучими елементами з зазором між її витками, що не перевищує мінімального розміру транспортуючих частинок.

Таким чином, заявлений пристрій відповідає винаходу критерію «новизна»

Заявлене технічне рішення відповідає критерію «винахідницький рівень», так як досягнутий результат, що задовольняє відповідні потреби, а саме: забезпечення повної вивантаження транспортованого матеріалу з ємності нижньої головки норії.

Заявлене пристрій відповідає критерію «промислова застосовність», тому що може знайти застосування в сільському господарстві.

На Рис. 1.8 - зображена норія, вид збоку; на Рис. 1.9 - зображений ківш у вигляді циліндра в поєднанні з вантаж несущими елементами; на Рис. 1.10 - кріплення дна ковша до його спіралі.

Норія складається з верхньої головки 1 з встановленим на ній ведучим барабаном 2, розвантажувальним лотком 3 і відвідним барабаном 4. Через привідний барабан 2 пером, закріпленим на нижніх його витках, при цьому ківш 6 розміщений між вантажонесучими елементами 8, з зазором між її витками, що не перевищує мінімального розміру частинок, що транспортуються. Верхня головка 1 кріпиться до середніх секцій 9 норії, які в свою чергу закріплені на нижній головці 10, що має завантажувальну воронку 11. У голівці 10 змонтований натяжний барабан 12.

Суміжні кінці витків спіралей ковша 6 і грузонесущих елементів 8 притиснуті один до одного і закріплені на нескінченній стрічці 5 за допомогою скоб 13. транспортування сировина ковш зерно

Технологічний процес протікає наступним чином.Транспортований матеріал (наприклад, зерно), через завантажувальну воронку 11 заповнює ємність нижньої головки 10. При обертанні барабана 2 одна гілка стрічки 5 піднімається, інша опускається. Перебуваючи в нижній головці 10, вантаж несучі елементи 8 і ківш 6 заповнюються зерном і піднімаються. При зміні напрямку руху зерно з вантаж несучих елементів 8 і ковша 6 висипається на лоток 3. Відвідний барабан 4 відхиляє стрічку 5 до центру, забезпечуючи вивантаження зерна з вантаж несучих елементів 8 і ковша 6. За допомогою ковша 6 забезпечується повне вивантаження зерна з ємності нижньої головки норії.

Норія, містить закріплені на рамі верхню і нижню головки відповідно з ведучим і натяжною барабанами, охопленими нескінченною стрічкою зі змонтованими на ній грузонесущими елементами, виконаними у вигляді спіралі, що має форму піраміди, відрізняється тим, що вона забезпечена ковшем, виконаним у вигляді спіралі у формі циліндра або прямокутної піраміди, з дном, встановленим на нижніх його витках, при цьому ківш розміщений між грузонесущими елементами, з зазором між її витками, що не перевищує мінімального розміру частинок, що транспортуються.

Також було знайдено патент на ковшовий елеватор ковші якого закріплені на двох канатах. Ковшовий елеватор має дво канатний тяговий рис.1.11 орган, який містить замкнуті на верхньому приводному шківі і нижньому натяжній шківі два сталевих дротових каната (1, 2) з закріпленими на них ковшами (3). Кріплення кожного ковша до канатів забезпечується за рахунок огинання кожним канатом на повний кут обхвату приварених до бічних стінок (4) ковша дво струменевих шпилів (5). Кожен огинає шпиль канат додатково притиснутий до його опорної поверхні упором (6) з можливістю його зміщення допомогою гвинтової пари (7, 8), яка з допомогою кронштейна (9) закріплена на бічній стінці ковша. Підвищуються надійність і продуктивність елеватора. 4 іл.

Винахід відноситься до транспортних машин безперервної дії, а саме до ковшовим елеваторам з тяговим органом у вигляді двох сталевих дротяних канатів, і може бути використане для підйому сипучих вантажів на збільшену висоту і при збільшеній продуктивності.

Відомий прийнятий за прототип ковшовий елеватор з канатним тяговим органом, що містить замкнутий на верхньому приводному і нижньому натяжній шківах тяговий орган з сталевих дротяних канатів з закріпленими з певним кроком на них ковшами (Д. Ю. Тарасов. Транспортні машини безперервної дії. СПб, 2009 р., с. 95).

Однак у відомих ковшових елеваторів з канатним тяговим органом за рахунок необхідності закріплення ковшів на сталевому дротовому канаті утруднено взаємодія тягового каната з приводним шківом тертя за рахунок бічних виступів на канаті вузлів кріплення до нього ковшів, а також зменшення міцнісних властивостей тягових канатів, що обмежує місткість ковшів і продуктивність елеватора, а також допустиму його висоту і надійність експлуатації.

Завданням винаходу є підвищення надійності експлуатації ковшового елеватора з канатним тяговим органом. Вирішення поставленої задачі, досягається за рахунок того, що в ковшовім елеваторі з двоканатним тяговим органом, що містить замкнутий на верхньому приводному шківі тертя і нижньому натяжній шківі тяговий орган з двох сталевих дротяних канатів з закріпленими на них з певним кроком ковшами, кріплення кожного ковша до сталевих дротових канатів забезпечується за рахунок огинання кожним канатом на повний кут обхвату приварених до бічних стінок ковша двоструменевих шпилів, при цьому кожен огинає шпиль канат додатково притиснутий до опорної поверхні шпиля з допомогою упору з можливістю його зміщення у бік каната за допомогою гвинтової пари, яка з допомогою кронштейна закріплена на бічній стінці ковша.

Ковшовий елеватор з двухканатним тяговим органом містить замкнутий на верхньому приводному шківі тертя і нижньому натяжній шківі тяговий орган з двох сталевих дротяних канатів 1 і 2 з закріпленими на них з певним кроком ковшами 3. Кріплення кожного кбхвата приварених до бічних стінок 4 ковша 3 двоструменевих шпилів 5. При цьому кожен огинає шпиль 5 канат 1 і 2 додатково притиснутий до опорної поверхні шпиля 5 з допомогою упору 6 з можливістю його зміщення у бік каната 1 і 2 за допомогою гвинтової пари 7 і 8, яка з допомогою кронштейна 9 закріплена на бічній стінці 4 ковша 3. 10 - напрямок руху грузонесущей гілки ковшового елеватора.

Ковшовий елеватор діє наступним чином.

При русі грузонесущей гілки ковшового елеватора в напрямку 10, а холостої гілки в зворотному напрямку, ковші 3 фіксуються на тягових канатах 1 і 2 за рахунок сил тертя приварених до бічних стінок 4 ковшів 3 шпилів щодо огинаючих їх на 360 градусів сталевих дротяних канатів 1 і 2 двоканатних тягового органу. За рахунок використання двоструменевих шпилів 5 сталеві дротяні канати 1 і 2 вільно розміщуються в зоні їх набігання і сбегания зі шпилів 5 в місцях кріплення ковшів 3 до тягових канатів 1 і 2. Величина утримуючого кожен ківш 3 зусиль за рахунок тертя канатів 1 і 2 про шпиль 5 дорівнює P=2T (eрf-1), де T - натяг кожного каната 1 і 2, f - коефіцієнт тертя канатів 1 і 2 про опорну поверхню шпиля 5. При цьому величина зусилля Р додатково збільшена за допомогою притискного пристрою 6.

узоподъемность ковшів 3, а також продуктивність елеватора, істотною перевагою пропонованого технічного рішення перед відомими є відсутність виступів на канатах 1 і 2 в зонах кріплення до них ковшів 3, що спрощує процес огинання тяговими канатами 1 і 2 приводного шківа тертя і підвищує реалізоване їм тягове зусилля, а також підвищує надійність огинання канатами 1 і 2 натяжного шківа елеватора. Завдяки цьому підвищуються тягові можливості приводного шківа і істотно зменшується його знос, а також знос натяжного шківа і зношення тягових канатів 1 і 2 за рахунок відсутності порушень їх поперечного перерізу в зонах кріплення до них ковшів 3, особливо при їх збільшеної місткості, яка можлива для пропонованого технічного рішення.

Таким чином, відмітні ознаки винаходу забезпечують підвищення надійності експлуатації ковшового елеватора з канатним тяговим органом при збільшеній висоті підйому транспортованого вантажу і при значно збільшену продуктивність ковшового елеватора.

Ковшовий елеватор з двухканатним тяговим органом, що містить замкнутий на верхньому приводному шківі тертя і нижньому натяжній шківі тяговий орган з двох сталевих проволочник сталевих дротових канатів забезпечується за рахунок огинання кожним канатом на повний кут обхвату приварених до бічних стінок ковша двухручьевих шпилів, при цьому кожен огинає шпиль канат додатково притиснутий до опорної поверхні шпиля з допомогою упору з можливістю його зміщення у бік каната за допомогою гвинтової пари, яка з допомогою кронштейна закріплена на бічній стінці ковша.

За даними досліджень (В.М. Дринча 2006) приріст мікроушкоджень зерна (ячмінь, овес) за один прохід через норію НПЗ-50 зріс на 4% М.М. Тухватулін називає цифру від 2 до 5%. Ще гірші справи з культурами схильними до травмування (кукурудза, рис, горох, соняшник, соя). Так за даними І.Г. Строна кількість зовнішніх пошкоджень, завданих норією при транспортуванні кукурудзи, становить близько 10%.

Норії традиційного виконання не травмувати зерно не можуть. Високі швидкості руху ковша не дозволяють за 1/15 частку секунди заповнити його, і залишається тільки один варіант - черпати зерно з черевика норії зі швидкістю 3 м / с, а то й більшою.

Вихід у зменшенні швидкості руху ковша до 0,7 м / с, але при цьому необхідно вирішити питання з вивантаженням, тобто не допускати осипи зерна.

Фадєєвим, розроблені та виготовлені норії, які: не травмують зерно, що не обрушують соняшник, не викликають трещиноватість на зернах кукурудзи, рису, гороху та інших культур, схильних до травмування, і тим самим не зменшують потенціал насіння по врожайності і покращують збереження зерна при зберіганні. Коротше, все норії черпающе-кидають ми пропонуємо замінити на висипають. Авторство рішень захищено патентами України (№ 48250 Ковшова нория; № 36534 Нория Фадєєва) і Росії (№ 91060 Ковшова нория; № 79281 Нория Фадєєва).

Ці норії призначені як для розміщення поза приміщеннями (на прийомі зерна після розвантаження транспорту), так і для транспортних зв'язків між машинами, що встановлюються в приміщеннях.

Принципова відмінність їх у тому, що зовнішні норії ланцюгові, мають вертикальний і похилий ділянку, що дозволяє з малою швидкістю (в діапазоні від 0 до 0,7 м/с) переміщати ковші і висипати зерно з них у приймальний пристрій без будь-якого удару . Продуктивність зовнішніх норій (ланцюгових) 50 т/год (по пшениці).

Внутрішньоцехові норії виконані у вертикальному варіанті. У них щадне взаємодія норії і зерна досягається за рахунок тихохідність і поетапної вивантаження зерна з ковша спеціальної форми. Продуктивність внутріцехових норій (стрічкових) 10 т / год і 30 т / год (по пшениці).

1.3 Характеристика транспортує мої сировини, аналіз іі травмованості робочими органами, транспортуючих машин

Зерно - це хліб, м'ясо, молоко, яйця, масло, горілка а скоро і паливо.

2,5% від маси зерна становить зародок - структура, з якої розвивається рослина. Ендосперм - комплекс необхідних поживних речовин для розвитку і життєдіяльності рослини (до запитання). Оболонка (0,1 мм ~ 5% від маси зерна) - виконує функцію захисту зернівки. Алейроновий шар служить для передачі живлення від ендосперму до зародка.

Сто разів ми бачили цю картинку, але давайте звернемо увагу на те, як природа потрудилася створюючи таку життєздатну структуру: зародок - майбутній паросток; ендосперм - комора із запасами харчування; оболонка - захист від непрошених гостей (в тому числі і від людини, точніше його машин взаємодіючих з зерном). Цілісність оболонки обмежує доступ мікроорганізме до живильних речовин зерна, крім того, оболонка має гідрофобними властивостями - частково запобігає поглинання надлишкової вологи зерновкой, волога на ній скочується в крапельку і падає. Зрозуміло, що основна природна функція зерна відтворити себе в наступному сезоні, та ще в набагато більшій кількості і все в ньому влаштовано саме для цього. При правильному зберіганні це стан готовності до нового життя зберігається в зерні кілька років. Сама життєдіяльність зерна відіграє істотну роль в захисних функціях. При цьому зерно як економна господиня витрачає на власне життя дуже мало поживних речовин. Так «витрати» на підтримку життєдіяльності зерна мізерні - споживання сухих речовин за рік при правильному зберіганні складає 0,1-0,3% від маси зерна. Все інше збережено для нащадків. Вода в зерні знаходиться в чотирьох можливих варіантах: на поверхні захисної оболонки; в порах і капілярах зернівки; в міжклітинному просторі; хімічно зв'язана. В результаті теплової конвекції при сушінні спочатку випаровується вода з поверхні, потім помірі її надходження з капілярів на поверхню, а з міжклітинного простору вода через капіляри і пори може бути видалена лише частково і то при тривалому процесі сушіння. Хімічно зв'язана вода, взагалі, не видаляється.

Вода в зерні знаходиться в чотирьох можливих варіантах: на поверхні захисної оболонки; в порах і капілярах зернівки; в міжклітинному просторі; хімічно связанная.В результаті теплової конвекції при сушінні спочатку випаровується вода з поверхні, потім по мірі її надходження з капілярів на поверхню, а з міжклітинного простору вода через

капіляри і пори може бути видалена лише частково і то при тривалому процесі сушіння. Хімічно зв'язана вода, взагалі, не видаляється.

Провести зерно високої якості, очистити, висушити і зберегти без втрат до переробки - надзвичайно важко, тому для цього необхідно виконати наступні умови: - висівати тільки сортові не травмувати насіння високого потенціалу; - Не допустити поразки зерна в поле шкідниками і возбудителямі хвороб; - Вчасно прибрати в стислі терміни (від 5 до 7 днів) для чого потрібно мати парк комбайнів з навантаженням на кожен не більше 100 га (80 га -США, 67 - Німеччина, 400 (!) - Росія). Втрати при осипання зерна в полі при затяжній прибиранні доходить до 20% і більше. А, як відомо, насамперед, обсипаються легко обмолочують і добре виконані зерна; - Щойно зібраному зерно очистити від сміття і пилу відразу після надходження на струм, для чого потрібна лінія з очищення зерна по продуктивності в 1,5 рази вище продуктивності парку комбайнів; -після очищення висушити зерно в щадному по температурі режимі до вологості нижче критичної; - Охолодити зерно після завершення післязбиральної дозрівання і закласти на зберігання; - Підтримувати в храніліщетребуемие режими по температурі і вологості; - постійно контролювати стан зерна. При цьому обов'язково на всіх етапах звести до мінімуму - травмування зерна і пило освіту. На превеликий жаль, цього сьогодні немає, але рано чи пізно так буде, не наше, так наступне покоління належним чином буде поводитися з зерном, бо величина втрат зерна і витрати на підтримку прийнятного ка- чества зерна до його переробки або продажу кінцевому споживачеві набагато перевищують необхідні вкладення в інфраструктуру суворої технології з виробництва, післязбиральної обробки та зберігання зерна.

Травмування зерна - початок багатьох проблем. Стверджувати вищесказане дозволяють результати численних досліджень, виконані за останні 40-50 лет.Рассмотрім особливості травмування різних культур, але спочатку деякі загальні поняття. Незалежно від культури трав-

мирование розділяється на макротравми і мікротравми.

Макротравми:

- Відбиті частини зерна (зародка, ендосперму);

- Частково або повністю вилучена захисна оболонка;

- Зерно уражено гризущімінасекомимі.

Мікротравми:

- Механічне мікропошкодження різних частин зерна і захисної плівки (квіткової та плодової);

- Внутрішня трещиноватость;

- Пошкодження мікроорганізмами.

Методи визначення:

- Макротравми - візуально і 10-ти кратне збільшення оптикою.

- Мікротравми - метод фарб, рентгенографія і т.п. У зерновій масі мікротравм в десятки разів більше, ніж макро травм. Розглянемо особливості травмування різних культур.

Пшениця

При природному варіанті розвитку життєвого циклу, без втручання людини, зерно пшениці після фази повного дозрівання під власною вагою відділяється від материнської рослини і місце відділення перед цим покривається захисною плівкою. Ніякого травмування при цьому не відбувається.

Людина, у боротьбі за своє існування, втрутився в цей природний процес. Заради чого створив на сьогоднішній день складну, по суті, індустріальну технологію виробництва зерна. Зрозуміло, що природа не могла припускати таку долю свого дітища (мається на увазі зерно). Примусове звернення із зерном, починаючи з прибирання і на всій післязбиральної обробки, не може його не травмувати. Удари по зерну дроблять його, залишають тріщини, вм'ятини; тертя, як міжзернові, так і між зерном і твердою поверхнею руйнують захисну оболонку, особливо над зародком, де вона більш еластична. Смятие зерна деформує його, ущільнюючи окремі його частини. Що стосується пшениці, то багато авторів вказують на меншу стійкість до механічних впливів твердих сортів пшениці в порівнянні з м'якими. Зародок твердих сортів пшениці більш різко виділяється на поверхні зерна, у

м'яких - знаходиться в поглибленні. Тому зерно твердих сортів пшениці пошкоджується значно сильніше, ніж м'яких, а також мають великий відсоток насіння з пошкодженим зародком. Так, при порівняльному випробуванні насіння твердої пшениці руйнувались на 15% більше ніж насіння м'якої пшениці. При цьому у останньої не спостерігалося зерен з травмуванням зародка, а тверда мала таких зерен 8%, у тому числі половина з них з вибитим зародком.

Необхідно відзначити, що скоростиглі сорти значно легше травмуються, ніж середньостиглі сорти, що пояснюється різною товщиною покривних оболонок. На міцність зернівки оказ- кість вплив температура. При температурі нижче нуля зерно стає ламким. Вільна волога, завжди наявна в порах, капілярах і міжклітинних просторі зерна, перетворюється на лід, і, розширюючись, послаблює структуру зерна. За даними Урал НІІСХоза при переході від температури + 22 ° С до - 5 ° С опірність зерна дробленню знижується на 22 - 23%. Так сортирование пшениці при - 15 ° С в лютому збільшувало травмування зерна на 50% в порівнянні з обробкою в жовтні.



2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТА ВИБІР РАЦІОНАЛЬНОГО СХЕМИ ТРАНСПОРТУВАННЯ ЗЕРНА НА ПІДПРИЄМСТВІ

Проаналізувавши типи транспортерів ті їх властивості, схема транспортування зерна на підприємстві повинна відповідати таким вимогам, як енергоефективність, найменше травмування та швидкість переміщення.

Опираючись на отриманні вище знання, робимо такі висновки. Ковшовий елеватор треба використовувати як умога менше, адже це один з найд енергоємних та травмуючих ланок у транспортній системі підприємства. Тобто розташування транспортерів повинно бути зроблено таким чином, щоб їх кількість була мінімальною. Стрічковий транспортер має кращі властивості відносно необхідниї нам критеріїв. Отже їх кількість можна збільшити та де це можливо замінити їми більш агресивні скребкові та шнекові транспортери. А також вони можеть використовуватися для підіймання зернової маси вгору, але під кутом, який не перевищує кут природного схилу зернової маси. Також слід використовувати біль раціональні шляхи самопливів. Встановлення розумним чином самопливи, можуть невілювати необхідність інших транспортерів, які потребують біль коштовного обслуговування та електроенргіїї.

2.1 Мета і задачі досліджень

Ефективність роботи норії, при транспортуванні товарного зерна багато в чому залежить від обсягу пошкодженого зерна і ступеня його механічного пошкодження.

Пошкодження зерна норіями присвячені ряд робіт, в основному, за травмування насіннєвого матеріалу, до пошкодження якого особливо підвищені вимоги. Однак до теперішнього часу немає єдиної думки щодо оптимальних конструктивних параметрів елементів норій і кінематичних режимів їх роботи.

Наприклад, в літературних джерелах [1] [2] швидкість стрічки рекомендується приймати від 0,8 до 2,6 м / с. Такий розкид обумовлений різними критеріями травмування зерна і методами його визначення. Так внутрішні пошкодження (ендосперму, зародка, квіткового частини) визначалися складним рентгенографічним методом [3], при цьому вимоги до швидкості стрічки посилювалися.

Що стосується товарного зерна, то дані про допустимої ступеня його травмування та оптимальних режимах транспортування норіями відсутні. Природно повинні бути відсутніми тріщини і локальні зриви на оболонці, так як при цьому створюються сприятливі умови для проникнення всередину зерна цвілевих грибків і бактерій. Освіта вм'ятин, що призводять до пошкодження внутрішніх частин зерна, також краще не допускати або мінімізувати, оскільки при подальшій обробці може збільшиться ступінь руйнування, та і якість зерна погіршується.

Дослідженнями багатьох вчених встановлено, що основними джерелами ушкодження зерна при післязбиральної обробки є ковшові елеватори. Із загальної кількості пошкоджень зерна транспортуючими пристроями на частку ковшових елеваторів припадає 69,7% від загальних ушкоджень. Тому, при вдосконаленні старих або створення нових конструкцій елеваторів ковшового типу (норій), необхідно використовувати найбільш оптимальні умови і режими роботи, що сприяють зниженню механічних пошкоджень зерна .

При черпанні зерна з черевика ковші норії вступають в безпосередню взаємодію із зерновим матеріалом. Ця взаємодія виражається ударом ковшів про зернову масу і тертям, що виникає при проходженні ковшів крізь шар зерна.

При практичному обстеженні переробних підприємств було виявлена ниска проблем у функціонуванні норій і, зокрема, в роботі їх електроприводу і систем автоматики. Крім того, нерідкі випадки роботи норій з явною недовантаженням, пов'язаної або з неповнотою захоплення транспортується, або з транспортуванням легковісного матеріалу (тобто продукту, що має малу щільність). У цих випадках енергетичний показник приводного асинхронного двигуна буде істотно (іноді до 1,5-2 разів) нижче, ніж при нормальному режимі роботи, що істотно відбивається на економічних показниках роботи норій. Крім того, особливістю норій, що відрізняє їх від інших конвеєрних установок, є значні коливання навантаження і перевантаження при запуску навантажених ліній, що не є рідкісним при експлуатації норій.

Метою роботи є встановити енергетичні параметри механічного пошкодження зерна пшениці при ударі і відповідні безпечні кінематичні режими роботи норії, аналіз процесу травмування зерна в процесі транспортування, завантаження і перевантаження. В кінцевому результаті повинні бути методи для зменшення травмування зернової маси при переміщенні в умовах підприємства ТОВ «Павлоградзернопродукт» . Задачею є зменшення травмування окремою ланкою цієї системи - ковшового елеватора. Під час досліджень необхідно визначити оптимальні режимні параметри, та за можливості, запропонувати вдосконалення, чи покращення конструкції цієї апаратури.

Отже завершивши підготування для дослідницької частини можна зробити основні висновки. Транспортери можуть руйнувати зерно. Найбільше з них - це робить норія. Без норії обійтися неможливу в умовах сучасних елеваторів, тому необхідно шукати як їх покращити. Існують декілька патентів на нові типи норій, які мають меншу травмованість. Але вони конструктивно інші, та потребують зміни обладання та, відповідно великих фінансових затрат. Тому необхідно шукати можливості покращення ситуації на вже існуючих агрегатах.

Також в процесі роботи повинні зробити передумови для розробки нових конструкцій, чи покращення вже існуючих конструкцій транспортних агрегатів. Обґрунтування режимних параметрів, звісно, дасть свої результати, але вони будуть не ідеальними. Норії у тому вигляді якому вони знаходяться у наявності на ТОВ «Павлоградзернопродукт» не можуть через свої конструктивні особливості. Наша першочергова задача покращити до максимально можливого стану ситуацію з транспортуванням, а периферійні завдання включають в себе можливе розроблення конструктивних модернізацій.

Підприємство ТОВ «Павлоградзернопродукт» має таку технологічну схему, що обумовлює використання великої кількості вертикальних транспортерів. Силосні корпуси мають висоту по декуди до 60 м. Верхні та нижні галереї вкомплектовані стрічковими та скребковими транспортерам. Навіть сушарка ДСП-32 має у своїй схемі норію, що обумовлено її вертикальним положенням.

З одного боку такі конструкції обладнання дозволяють використовувати менші площі, а з іншого змушують використовувати такі агресивне обладнання.

Размещено на Allbest.ru

...