WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

УДК 631.362.633.1

ББК

Рецензенты: В.М. Дринча, д.т.н., зав.отделом механизации

Россельхозакадемии

Б.А. Сергеев, к.т.н., проф., заф. каф.

сельхоз-

машин БГСХА

С.С. ЯМПИЛОВ С.С.Ямпилов Технологическое и техническое обеспечение ресурсо-энергосберегающих процессов очистки и сортиро вания зерна и семян.-Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003.-262с.

ISBN ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСО-ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ Книга посвящена проблемам послеуборочной обработки зерна и семян.

И СОРТИРОВАНИЯ ЗЕРНА И СЕМЯН Проанализированы технологии очистки и сортирования зерна, конструкции зерноочистительных машин, предложены пути дальнейшего их совершенство вания. Приведены результаты исследований на решетных и воздушных сепара торах и основы их расчета, обеспечивающие интенсификацию процесса очист ки зерна и семян.

Книга предназначена студентам механико-технологических специально стей вузов, колледжей и техникумов, а также аспирантам и сотрудникам науч ных и конструкторских учреждений.

Ключевые слова: зерно, сепаратор, очистка, очистка зерна, послеубо рочная, агромаш, сельское хозяйство, пищевая промышленность, семе на.

ISBN ББК

@ Ямпилов С.С., 2003 г.

@ ВСГТУ, 2003 г.

Улан-Удэ Министерство образования Российской Федерации

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ВВЕДНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ И СОРТИРОВАНИЯ

ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ ЗЕРНА И ПОДГОТОВКЕ СЕ

МЯН………

1.1. Энергоемкость производства основных зерновых куль тур…

1.2 Условия производства зерна и качество имеющейся тех ЯМПИЛОВ Сэнгэ Самбуевич нической базы…………

1.3 Тенденции развития технологий и технических средств для сепарации зерновых материа лов

Цель и задачи исследований

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИ

ЧЕСКИХ СРЕДСТВ И БАЗА ДАННЫХ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРА

БОТКИ ЗЕРНА И ПОДГОТОВКИ СЕМЯН………

2.1. Вводные замеча

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ

ния……………….................…

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСО-ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ

2.2. Алгоритм поиска технических решений процессов после ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ уборочной обработки зерна………………

И СОРТИРОВАНИЯ ЗЕРНА И СЕМЯН 2.3. Структура базы данных и основные программные моду ли

З а к л ю ч е н и е

Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ

ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ И СОРТИРОВАНИЯ ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧ

НОЙ ОБРАБОТКЕ ЗЕРНА И ПОДГОТОВКЕ СЕМЯН…

3.1. Вводные замеча ния……........…………………

3.2. Методика расчета технологий сепарирования зерновых ма териалов по комплексу признаков………

3.3. Исследование закономерностей процесса сепарации при рециркуляции фракций зернового материа ла…………....... 3.4. Математическая модель процесса разделения зерновых смесей каскадным решетным сепарато Издательство ВСГТУ ром

Улан-Удэ 3.5. Моделирование аэродинамических свойств семян основных ВВЕДЕНИЕ зерновых культур………………….....……

З а к л ю ч е н и е

Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ И СОРТИРО- тов, но отказ от этих операций или недостаточно качественное выпол ВАНИЯ ЗЕРНА И СЕМЯН С ПРИМЕНЕНИЕМ УНИВЕРСАЛЬНОГО нение их приводит к большим потерям, цена которых может значитель КАСКАДНОГО СЕПАРАТОРА…

4.1. Вводные замечания……...........………………

4.2. Интенсификация процесса сепарации на универсальных нашей страны, прошедшие за последние десять лет, требуют коренных каскадных сепараторах

4.3. Влияние кинематических факторов решета на эффектив- Имеющаяся в сельском хозяйстве зерноочистительная техника ность сепарации зерновых материалов по комплексным призна- [36, 48, 49] морально устарела (не соответствует современным услови кам………………………

4.4. Система машинных технологий очистки и сортирования венно не достаточна (обеспеченность крупных хозяйств не превышает зерна и семян. Типоразмерный ряд универсальных зерно- 40 %, а фермерские хозяйства требуемой техники не имеют вовсе).

семяочистительных машин

4.5. Технико - экономическая эффективность результатов ис- адаптированной к многообразию условий современного сельскохозяй следований...………………………………………

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ты

ния

определения физико-механических свойств зернового материала и каче- эффективность применения комплексов известных технических средств Математические характеристики зерновых материалов, пред- чие органы и процессы, повышающие четкость разделения при мини ставляющие собой признаки делимости зерновых смесей, определены с мальной себестоимости операций;

применением теории распознавания образов и выражены обобщенными - предложена математическая модель интенсифицированного признаками компонентов исходной смеси. процесса сепарации зерновых материалов каскадным решетным сепара Разрабатываемые ресурсо-энергосберегающие технологии и тором с поярусным распределением обрабатываемого материала, по машины для очистки и сортирования зерна и семян исследовали с по- служившая основой разработки семейства новых универсальных зерно мощью специально разработанной интегрированной программной сис- семяочистительных машин, существенно сокращающих число опера темы на компьютере, а также на физических моделях, макетных и ций при послеуборочной обработке зерна и подготовке семян;





опытных образцах в производственных условиях. - предложена математическая модель процесса сепарации зер Результаты экспериментов обрабатывали методами математи- новых материалов с рециркуляцией фракции - полуфабриката, позво ческой статистики с использованием специальных программ для ЭВМ и ляющая управлять процессом очистки и сортирования в границах оп в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207 - 76 «Прямые измерения с тимального режима.

многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблю- Практическая ценность работы заключается в разработке:

- разработан метод исследования и оптимизации технологий и следования и оптимизации технологий и технических средств после технических средств послеуборочной обработки зерна и подготовки се- уборочной обработки зерна и подготовки семян;

мян на основе интегрированной системы математических моделей и - метода расчета универсальных зерно-семяочистительных ма компьютерных программ расчета основных показателей процессов и шин с каскадным решетным станом;

синтезирования технологий с использованием информационной базы - конструктивных схем и основных параметров каскадных уни данных о характеристике объекта обработки, рабочих органов машин и версальных сепараторов с плоскими, цилиндрическими и ленточными оборудования, условий производства и других определяющих факторов рабочими органами (а.с. №№ 965532, 1447423);

- установлена закономерность изменения четкости разделения семяочистительных машин.

семян на фракции в зависимости от удаленности их признака от его гра- Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций ничного значения, разделяющего фракции;

эта закономерность харак- подтверждается сходимостью результатов теоретических и эксперимен терна для сепарирующих машин любого принципа действия, а ее ис- тальных исследований, положительными результатами испытаний соз пользование позволяет расчетным путем прогнозировать с высокой данных машин и разработанных технологий. Адекватность результатов точностью эффективность применения этих технических средств на теоретических и экспериментальных исследований достигает 95 % очистке и сортировании семян в зависимости от их свойств;

уровня значимости.

- определены аналитические зависимости качественной и коли- Реализация результатов исследований.

чественной характеристики процессов очистки и сортирования семян с Интегрированная программная система компьютерного иссле рециркуляцией фракции – полуфабриката на машинах с непрерывным дования, оптимизации и проектирования технологий и технических - предложена методика расчета технологий сепарирования го поколения. Она принята за основу компьютерной системы автомати трудноразделимых зерновых материалов, позволяющая как оценивать зированного проектирования в ОАО «ГСКБ Зерноочистка» при разра ботке новых машин и оборудования послеуборочной обработки зерна и ва зерновых эквивалентна стоимости урожая с 0,4 га [63]. Среднегодо Технологии очистки зерна и семян основных зерновых культур, России и промышленно развитых стран (рис. 1.1) за десятилетний пе а также рапса, сорго и фасоли, реализуемые путем фракционирования риод восьмидесятых годов [127, 183, 302, 306] показывают, что в Рос на универсальной зерно-семяочистительной машине, обеспечивающие сии в отличие от других стран имело место увеличение темпов роста выделение качественного зерна и биологически наиболее ценного по- энергоемкости сельскохозяйственного производства.

севного материала, конструктивные схемы и основные параметры се мейства универсальных решетных сепараторов используются ОАО «ГСКБ Зерноочистка». Разработанные технологии, а также универсаль ные зерносемяочистительные машины используются в хозяйствах Вос Методики расчета решетных и воздушных сепараторов, а также 0, триеров применяются в учебном процессе Восточно-Сибирского госу- Зерноочистка».

Автор считает своим долгом подчеркнуть, что многие исследо вания проведены им при участии сотрудников кафедры «Машины и ап- -1, параты пищевых производств» и выражает искреннюю благодарность - им. Особую признательность автор выражает д.т.н., проф.

Н.А.Урханову, аспирантам Ю.Ж. Дондокову, А.В. Кириллову и лабора тории ВИМ «Очистка и сортирование зерна». Особую признательность автор выражает консультанту академику РАСХН, д.т.н. В.И. Анискину, -3, постоянная поддержка и советы которого способствовали решению Россия США Канада Германия Швеция Финляндия данной проблемы, а также д.т.н. А.Н. Зюлину и д.т.н. В.М. Дринче. Ав тор выражает благодарность председателю колхоза «Гигант» Рис. 1.1. Среднегодовые темпы роста энергоемкости сельскохо А.Т.Стопичеву, главному агроному колхоза «Гигант» В.Л.Яковлеву, ди- зяйственного производства России и промышленно развитых стран ректору госплемзавода «Боргойский» П.И.Зайцеву за поддержку в про ведении хозяйственных испытаний новых машин. Ресурсоэнергоэкономичность - не самоцель, но главное средст И СОРТИРОВАНИЯ ПРИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ным условием повышения конкурентоспособности зернопроизводства, 1.1. Энергоемкость производства основных ницы не превышает 23 ц/га, однако при этом достигаются высокая рен В настоящее время затраты энергии и ресурсов на единицу конкурентной способности в условиях рыночных отношений основыва большинства основных видов сельскохозяйственной продукции в нашей ется, в первую очередь, на уменьшении его энергоемкости и ресурсо – стране в два, три и более раз выше, чем в развитых странах мира [189, энергосохранности.

307]. При этом стоимость, например, перерасхода топлива на 1 га посе Технологию производства зерна можно представить состоящей из-за повышенного содержания в нем семян сорняков. Потери урожая из четырех этапов: обработка почвы и посев, уход за посевами, уборка зерновых культур в мире от сорняков, болезней и вредителей равны урожая, послеуборочная обработка (и подготовка семян) [5, 86, 88]. - 510 млн. т, сахарной свеклы - 65...75, картофеля - 125...135, овощей Определены средние значения совокупных энергозатрат по ука- 78...79 млн.т. Эти потери составляют 30...40 % общего урожая и оцени занным этапам работ, которые для РФ составляют соответственно, ваются в 75 млрд. долл.

МДж/га: 8000, 1980, 2700 и 810 (с учетом энергоемкости подготовки [12].

семян) (всего 13490 МДж/га). Энергозатраты живого труда в технологи- Следует отметить, что в соответствии со стандартом для 1 -го ях не превышают 30 МДж/га, т.е. около 0,2 % всех затрат. В других Ев- класса нормы содержания семян культурных растений не ниже допус ропейских странах (табл. 1.1), применяющих высокоэффективные тех- каемого количества семян сорных растений. Однако для всех семян нологии производства зерновых культур, удельные совокупные энерго- зерновых культур главный недостаток, снижающий их качество, - со затраты находятся в диапазоне 7200...54000 МДж/га в зависимости от держание в них семян других культурных растений. Такое положение условий, технического уровня и других факторов. явилось следствием неправильной агротехники выращивания культур Затраты энергии при производстве основных зерновых культур По данным ряда исследователей, недобор урожая в целом по тура (Slesser) ter) (Leach) (Constantini) Среди различных технологических операций производства зер на на подготовку почвы приходится 62...64 % общих затрат энергии, в то время как расходы энергии на послеуборочную обработку, включая и подготовку семян при благоприятных условиях составляют всего 5... %, а в зонах повышенного увлажнения 17...22 % (рис. 1.2).

Поэтому применение высокоэффективных технологий после уборочной обработки зерна, гарантирующих его сохранность и подго товку высококачественных семян, является наиболее экономичным и в то же время наименее энергоемким путем повышения конкурентной способности зернового хозяйства.

Крайне отрицательное влияние на энергоемкость производства зерновых культур оказывает снижение классности посевного материала Рис. 1.2. Прямые затраты энергии при производстве Технологии очистки и сортирования зерна и семян, а также технические средства для их реализации разработаны на основании на учных работ В.П. Горячкина, Н.Н. Ульриха, Н.М. Летошнева и др. уче ных [43, 108, 109, 110, 207, 208, 211].

Так за 40 лет работы ВИМа (с 1930 по 1970 гг.) трудозатраты на послеуборочную обработку зерна и семян были снижены более чем в 100 раз (с 22 до 0,2…0,05 челч/т).

Современные условия производства зерновых материалов ха рактеризуются тенденцией обработки всего валового сбора урожая не посредственно в хозяйствах. В этом случае технический прогресс в об ласти послеуборочной обработки зерна определяется рядом факторов, выбор которых только в комплексе обеспечит эффективное снижение энергозатрат на стадии послеуборочной обработки, а также во всем Номер протоко- Зер Влаж- Чис- Сорная примесь, % Зерно- Номер протоко- Зер Влаж- Чис- Сорная примесь, % Зерно 120, «Камас»

120, «Камас»

120 «Камас»

Статистические характеристики вороха семян пшеницы в широких пределах по дням поступления на послеуборочную обработ Интенсивность поступления 17,51 8,5 51,7 180,7 131,3 65, Содерж. зерн. примеси, % 3,81 1,34 35,12 3,75 1,52 29, том числе легкой фракции 4,85 1,28 31,3 3,75 1,31 39, Чистота зерна, % 86,34 2,13 2,23 89,12 3,33 4, исходного материала 578,13 13,93 3,92 576,32 19,85 2, легкой фракции 23,52 2,87 11,15 21,98 4,21 17, * М- среднее значение показателей;

- среднеквадратическое отклоне- семена сорных растений органическая примесь ние;

- коэффициент вариации.

Из таблицы 1.3 следует, что, несмотря на почти кондиционную влажность поступающего вороха, чистота его невысокая, что, видимо, объясняется недостаточным качеством регулирования процесса работы комбайнов. Подтверждением тому является тот факт, что коэффициент часовой вариации зерновой примеси составляет 35,12 %, что в 2…2,6 3, раза больше, чем сорной примеси. Наибольшие значения коэффициен- тов вариации имеет легкая фракция зерновой примеси – 88,91 % и сор ной примеси – 31,3 %. Это объясняется, в первую очередь, некачествен ной работой по очистке зерна. Следует отметить, что, если влажность вороха не зависит от качества работы уборочного комбайна, то его за- 1, соренность в значительной степени обусловлена конструктивными осо- бенностями комбайна, качеством регулировки его очистительного уст- 0, ройства и другими организационно производственными условиями.

Количество примесей в зерновом ворохе по дням поступления на послеуборочную обработку [34, 57, 75] существенно меняется Анализ рис. 1.3 позволяет установить, что имеет место значи тельное варьирование засоренности вороха по дням поступления, осо- Рис. 1.4. Изменение состава зерновой примеси по дням поступле бенно это замечено по содержанию семян сорных растений. Макси- ния на послеуборочную обработку мальное содержание засорителей достигало 4 %.

Средняя интенсивность поступления зернового вороха зависит от производительности и количества комбайнов, соломистости и со стояния хлебной массы, времени работы комбайнов в течение суток [24] и может быть определена из выражения:

где qk- средняя производительность комбайна, т/ч;

- отношение массы влажности в течение дня и за период в несколько дней определяется как зерна к массе соломы;

ck - коэффициент снижения производительности метеорологическими условиями, так и характером влажности зерна.

комбайна;

n - количество комбайнов;

ty - время работы комбайнов в су- Вторичная влажность, полученная за счет увлажнения зерна росой или Физический объем поступления зернового вороха, как показали влажности зерна, поступающего в бункер комбайна в течение рабочего исследования [160, 168, 174], отличается от расчетного, а на тока хо- дня, соответствует динамике влажности зерна на корню. За счет увлаж зяйств поступает одновременно зерновой ворох нескольких культур, нения сорной растительностью влажность зерна, поступающего в бун влажность которого составляет 14...45 %, а засоренность от 3 до 25 %. кер, на 0,5...1,0 % выше влажности зерна на корню.

Изучение изменения влажности зерна в период созревания и В Российской Федерации доля зерна, убираемого с влажностью уборки, производенное рядом исследователей [102, 115, 125], показало, до 16 %, не превышает 25...30 %, средневзвешенная влажность убирае что, во-первых, содержание влаги в созревшем зерне определяется в ос- мого зерна - 18...19 %, а в неблагоприятные годы - свыше 20 %. Прак новном метеорологическими условиями, во-вторых, в течение суток тически во всех случаях влажность примесей значительно выше, чем у влажность созревшего зерна может колебаться с амплитудой до 9...10 % основного зерна.

и, наконец, влажность зерна, полученного при комбайновой уборке, при В необработанном зерновом ворохе повышенной влажности и хранении без очистки может значительно возрастать. засоренности уже в первые часы хранения повышается интенсивность В процессе послеуборочной обработки влажность примесей дыхания, что ведет к повышению температуры, появлению плесневых превышает влажность зерна в 1,5 и более раз (рис. 1.5) [96]. Влажность грибов и бактерий, частичной или полной порче зерна. Так, на третьи зерна на корню в течение суток может изменяться в широких пределах, сутки хранения необработанного зернового вороха семенного назначе достигая минимума к 17...18 часам. Соответственно меняется и влаж- ния при исходной влажности 28,3 % его температура возросла с 27 до ность зерна, поступающего на пункты послеуборочной обработки. 430, энергия прорастания снизилась с 62 до 8 %, а всхожесть - с 82 до Рис. 1.5. Гистограмма распределения компонентов вороха по влажности предварительную очистку от сорных примесей, и особенно мелких, спо- Для предварительной очистки зернового вороха перед его за собствует значительному снижению его качества [106, 144]. грузкой в зернохранилища хозяйства вынуждены завозить зерновой ма Особые затруднения возникают в хозяйствах при очистке зерна териал на ток, очищать его там зерноочистительными агрегатами и повышенной влажности и засоренности, так как в соответствии с ГОСТ комплексами или передвижными ворохоочистителями и только после 5888-74 каждый процент влажности свыше 16 % приводит к снижению этого перевозить зерно в склад.

производительности сепараторов на 5 %, увеличение засоренности на 1 Предварительная очистка свежеубранного зернового вороха в Снижение качества зерна в зависимости от содержания в нем примесей сорняков и наружной влаги и сократить до минимума очаги самосогре Содержание примесей Продолжительность Полное снижение 2 % зеленых примесей, 2 % дробленных семян 3 % зеленых примесей, 4 % дробленных семян За счет интенсивной предварительной очистки комбайнового тивными, так как характеризуются низкой эффективностью выделения вороха можно снизить его влажность на 3 %. Например, в условиях мелких примесей, хотя на стадии предварительной очистки пневмосе Восточно-Сибирского региона применение зернометателей позволяет за параторы потенциально могут выделить значительную часть примесей одну операцию уменьшить влажность комбайнового вороха на 1 % (рис. 1.6).

[213].

Рис. 1.6. Кривые распределения компонентов вороха пшеницы по ско- Экономические районы Потребная Общая про- Обес В этой связи особое значение приобретает проблема интенси фикации процессов предварительной очистки зернового вороха за счет использования новых рабочих органов, в которых технологический процесс протекает под действием аэродинамических и инерционных полей, превосходящих силу тяжести зерен основной культуры. Заслу живают внимания технология и созданные на ее основе сепараторы, обеспечивающие высокопроизводительную предварительную очистку зерна и разделение его на фракции с использованием воздушного пото ка.

Обеспеченность техникой для послеуборочной обработки и хранения зерна и подготовки семян при предполагаемом валовом сборе зерна около 100 млн. тонн составляет: техника для сушки семян - 25%, машины для очистки продовольственного и фуражного зерна – 45 %, машины для очистки и сортирования семян – 35 % ;

хранилища – 40 % (табл. 1.5 и табл. 1.6) [146].

Обеспеченность машинами и оборудованием послеуборочной обработ тельность, тыс.т зволило бы повышать сбор зерна не менее, чем на 3-5 млн. тонн в рас- прием и предварительную очистку;

временное хранение и сушку;

окон чете на год. В подавляющем большинстве хозяйств вообще отсутствует чательную обработку с доведением до требований стандартов.

специальная семяочистительная техника. Хозяйства вынуждены гото- Применяемые в хозяйствах Российской Федерации и стран вить семена, используя для этого малопроизводительные передвижные СНГ технологии послеуборочной обработки зерна в настоящее время машины или зерноочистительные агрегаты ЗАВ и комплексы КЗС. Что- базируются в основном на использовании зерноочистительных агрега бы очистить семенной материал, зачастую его необходимо не менее тов (ЗАВ-20, ЗАВ-25, ЗАВ-50), зерноочистительно-сушильных ком двух-трех раз пропустить через очистительную линию агрегата (ком- плексов (КЗС) и передвижных зерноочистителей (ОВП - 20, ОВС 25).

плекса). При каждом пропуске происходит микроповреждение от 10 до Очистка семян на этих агрегатах связана с большими потерями, 30% семян. Общий недобор зерна по этой причине оценивается специа- травмированием и низким качеством семян. В процессе эксплуатации, листами не менее, чем 5 млн. тонн ежегодно [59, 142, 153, 164]. во многих случаях, эти машины регулируют так, что 15...20 % семян Недостаточные мощности и неудовлетворительное техническое поступает в фуражные отходы. Специальные машины для очистки се состояние значительной части зерноочистительных агрегатов и зерно- мян используют редко (не более 1 %), что существенно ограничивает очистительно-сушильных комплексов из-за физического износа обо- получение высококачественного посевного материала, так как целый рудования привели к тому, что качество получаемого товарного (про- ряд трудновыделимых примесей может быть выделен лишь на специ довольственного) зерна зачастую не отвечает требованиям стандартов (в альных семяочистительных машинах (пневмосортировальных и отра некоторых регионах такого зерна более 50%). Из-за несвоевременной и жательных столах, электромагнитных машинах и др.).

некачественной очистки поступающего с поля зерна оно имеет низкую Малая годовая загрузка (уборочный период всего до 200... сохраняемость. Вследствие этого при хранении зерна имеют место су- часов), высокая цена (цена агрегата ЗАВ-25 эквивалентна стоимости щественные потери и снижение качества хранимого зерна. 1300...1500 т зерна), большая энергоемкость (4...5 кВт/ч на тонну обра Имеющаяся техническая база послеуборочной обработки зерна ботанного зерна), а также дополнительные затраты, связанные с достав и подготовки семян устарела не только физически, но и морально, не кой исходного зернового материала, его загрузкой в агрегат и отправ соответствует современным условиям в связи с происшедшими извест- кой после обработки в хранилище, значительно повышают себестои ными изменениями как в стране в целом, так и в сельском хозяйстве в мость обработки зерна. Совершенствование машин и оборудования в частности. По существу, сегодня нет отработанных конструкций необ- рамках этой технологии не может привести к коренному снижению ка ходимых сельскому хозяйству современных семяочистительных ма- питальных, энергетических и трудовых затрат - для этого необходимо шин, пневматических сортировальных столов, триерных блоков, систем изменение самой технологии. Более выгодной является так называемая контроля и автоматизированного управления процессами послеубороч- двухэтапная технология послеуборочной обработки зерна, обеспечи ной обработки и хранения зерна и подготовки семян. вающая значительное снижение капитало-энергоемкости за счет увели Растущий дефицит всех видов ресурсов, значительно влияю- щие пневмосепарирующие или решетные рабочие органы, а в ряде слу щий на стоимость машин и их эксплуатационные возможности, предо- чаев и комбинированные воздушно - решетные сепараторы.

пределяет важность выявления основных тенденций развития сельско- Определенной тенденции в последовательности очистки вороха хозяйственных машин и поиска путей уменьшения энергоемкости про- сепарирующими рабочими органами этих машин не наблюдается: име цессов производства сельскохозяйственной продукции. ются зерно-семяочистительные машины, в которых в начале техноло Анализ технологий обработки зерна в основных зерносеющих гического процесса используются как пневмосепарирующие, так и ре зонах страны [150, 152, 165, 166, 171] позволяет выделить три основные шетные системы.

этапа послеуборочной обработки зерна, которые в зависимости от его С целью выявления современных тенденций производства ма назначения полностью или частично осуществляются в хозяйствах: шин для сепарации зерновых ворохов разработана их классификация (рис. 1.7), позволяющая обобщить основные направления разрабаты- Технологическая схема работы пневмосепараторов DA 67 и SP ваемых отечественных и иностранных машин. 68 следующая. Исходный материал (ворох) через питающий патрубок В зависимости от реализуемых технологий в хозяйствах приме- 2 поступает на распределительный конус 4, с которого равномерным няют как стационарные, так и передвижные машины предварительной потоком подается в зону сепарирования камеры 3, где подвергается

СЕПАРАТОРЫ ПРЕД

ВАРИТЕЛЬНОЙ

ОЧИСТКИ ЗЕРНА

СТАЦИОНАР- ПЕРЕДВИЖ- САМОПЕРЕ

НЫЕ НЫЕ ДВИЖНЫЕ

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПНЕВМО - РЕШЕТНЫЕ РЕШЕТНЫЕ

ИНЕРЦИОННЫЕ ТУРБИННЫЕ САМОТЕЧНЫЕ ПЛОСКИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

С НАКЛОННЫМИ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ С ВНУТРЕННЕЙ С ВНЕШНЕЙ РА

РАБОЧЕЙ БОЧЕЙ

КАНАЛАМИ КАНАЛАМИ

ПОВЕРХНОСТЬЮ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Рис. 1.7. Классификация машин предварительной французская фирма Denis, датская фирма Damas, итальянская фирма Из пневмосепараторов, использующихся, как правило, в ста- Отличительной особенностью турбинных сепараторов, выпус ционарных условиях, наибольшее распространение в отечественном кающихся фирмой Forsberg, является то, что распределительный конус сельском хозяйстве получили машины с вертикальными каналами пря- соединен по периметру разгрузочной кромки с цилиндрическим пат моугольного сечения и нагнетательным воздушным потоком. Например, рубком, образующим с внешним кожухом сепаратора воздушный канал сепараторы ОПС-2, СП-5 и аспирационная колонка АК-1. За рубежом кольцевого сечения.

[37, 58, 283, 285] широко применяются пневмосепараторы с различными типами рабочих органов: турбинные, с всасывающим и нагнетательны ми воздушными потоками (Carter-Day). Широкий ассортимент выпус кающихся пневмосепараторов объясняется, в первую очередь, высокой универсальностью этого рабочего органа.

Французская фирма Daquet выпускает турбинные пневмосепа раторы типа DA 67 производительностью 30 т/ч (рис. 1.8, слева) и SP (справа) производительностью 50 т/ч. Аналогичные по конструкции турбинные сепараторы выпускают фирмы Ocrim (Италия) и - Forsberg (США).

Канадская фирма Carter Day производит стационарные пневмо сепараторы с разомкнутым или замкнутым циклом воздушного потока (рис. 1.9). Исходный материал при помощи питающего валика 1 из бун кера 2 подается в аспирационный канал 3, соединенный с дроссельной заслонкой 4, вентилятором 5 и осадочной камерой 6 в нижней части ко торой размещены выгрузочные шнеки 7 (Б-средние зерна, В - мелкое зерно, Г - легкие примеси). Очищенное зерно выводится через патрубок А прямоугольного сечения. Необходимая скорость воздушного потока в зоне сепарирования устанавливается дроссельной заслонкой 4. В каче стве генератора воздушного потока используют диаметральный венти лятор, позволяющий получить равномерное поле скоростей воздушного потока по всей ширине пневмосепарирующего канала, что повышает качество очистки. Аналогичную конструктивную схему имеют сепара торы с замкнутым циклом воздушного потока, который исключает по падание пыли и выброс воздуха в помещение.

Аналогичные по принципу действия самотечные решетные се- можно выделить значительную часть легких, крупных и мелких приме параторы (рис. 1.10, б) выпускаются также канадской фирмой Parsons. сей, что имеет важное значение для обеспечения сохранности и сушки По конструкции и технологической схеме они отличаются от рассмот- зернового материала.

ренных выше наличием различных вариантов пропуска исходного мате- Наиболее широко известными являются скальператоры фирмы риала: через питающий патрубок 3 он может поступать полностью или Carter Day (рис. 1.11). Исходный материал из бункера 1 с помощью пи частично на плоские решета 1, что осуществляется с помощью задвиж- тающего валика 2 и регулировочного клапана поступает равномерно на ки 2 (А - очищенное зерно и мелкие примеси, Б- крупные примеси). наружную поверхность цилиндрического решета 3, причем угол накло Фирма выпускает два варианта решетных сепараторов: модели РС- на плоскости ввода материала выполнен регулируемым. При этом в зо 1,500, РС-5,500 с решетными полотнами прямоугольной формы и РС- не загрузки возникает относительное движение между ворохом и на 8,000, РС-11,000, РС-22,000 и РС-30,000 с решетными полотнами трапе- ружной рабочей поверхностью решета, обеспечивающее интенсивное циевидной формы. В плане кожухи этих сепараторов имеют соответст- просеивание основного зерна и мелких примесей. Дальнейшее просеи венно крестообразную и квадратную форму. Во всех моделях преду- вание зерна и мелких примесей из находящегося на рабочей поверхно смотрена параллельная работа решет. сти вороха происходит на последующей так называемой дуге просеива В ВИМе, в лаборатории очистки и сортирования зерна, разра- ния решета при его вращении до сбрасывания крупных примесей ботан параметрический ряд гравитационных, самотечных зерноочисти- (фракция Б). Выделенное на цилиндрическом решете 3 основное зерно телей, производительностью 5...50 т/ч, обеспечивающих за одну техно- поступает в пневмосепарирующий канал 4, скорость воздушного потока логическую операцию выделение из комбайнового материала легких, в котором регулируется при помощи дроссельной заслонки 5.

мелких и грубых примесей. Гравитационные зерноочистители состоят Из поступившего материала в пневмосепарирующий канал воздушным потоком выделяются и уносятся в осадочную камеру 6 лег- Рис. 1.11. Схема машины предварительной кие примеси, которые выводятся из нее с помощью выгрузочного шнека очистки фирмы Carter Day (Канада) 7, а основное зерно подается на скатную доску и по ней поступает в В последнее время ведущими фирмами по производству зерно приемник очищенного зерна (фракция А). очистительного оборудования все шире начинают внедряться универ Для очистки рабочей поверхности первого цилиндрического сальные машины.

решета в зоне схода крупных примесей установлена щетка (битер). Во Универсальные машины со скальператорами и воздушно внутренней полости цилиндрического решета закреплены специальные решетными системами, аналогичными по назначению, выпускают фир лопатки для интенсификации просеивания проходовых фракций через мы АВ Lind Maskiner, Carter (США), Heid (Австрия), Cimbria и Westrup внутреннюю рабочую поверхность решета, т.е. для предотвращения на- (Дания) и др. Фирма Hart (Канада) производит также комбинированную капливания материала внутри цилиндра. зерно-семяочистительную машину с дисковыми и цилиндрическими Ряд зарубежных фирм: Carter (США), Shule (Германия), AB триерами.

Linde Maskiner (Швеция), Heid (Австрия), Cimbria и Westrup (Дания), Комбинированные зерно-семяочистительные машины АК 100, Chepos (Чехия), завод «Маяк» (НРБ) и др. выпускает аналогичные по АК 150, АК 200 и АКН 200 производительностью соответственно 40, конструкции и технологическим схемам скальператоры с двумя цилин- 60, 100 и 150 т/ч выпускает фирма Happle (Германия). Особенность дрическими решетами и пневмосепарирующими системами. Второе ре- конструкции машины АКН 200 (рис. 1.12) - очистительная система с шето обычно имеет диаметр меньший, чем первое решето и является пневмосепарирующей камерой и замкнутым циклом работы воздушно корректурным, оно предназначено для выделения оставшегося после го потока. В машине реализована фракционная схема технологического очистки на первом решете в крупных примесях основного зерна, т. е. процесса очистки: воздушным потоком исходный материал разделяется уменьшения потерь. Следует отметить, что скальператоры просты, ком- на три фракции, каждая из которой далее очищается на соответствую пактны, надежны в эксплуатации, малозатратны, имеют высокую про- щих плоских качающихся решетах, установленных в общем решетном изводительность до 200 т/ч, однако не выделяют мелких примесей, что стане 1. Отверстия всех решет очищаются от забившихся зерен с помо зерно сходом поступает в отдельный приемник и выводится за пределы нижней части сепаратора установлен подпружиненный клапан 7 и вы машины или в общий приемник (фракция А). грузной патрубок 8 крупных примесей. Основной зерновой материал На второй секции верхнего колосового решета 2 просеивается проходит дополнительную воздушную очистку в наклонной камере 9.

основное зерно с средней индивидуальной массой и мелкие примеси, Запыленный воздух поступает в минициклон 13, откуда пыль и легкие крупные примеси сходом поступают на третью. Проходовая фракция примеси также подаются на шнек 10 и выводятся из машины. Миници второй секции, разделенная с помощью делителей на три равные части, клон может быть присоединен к центральной аспирационной системе.

поступает на три яруса подсевных решет, на которых просеиваются и При этом 90 % воздуха, используемого для очистки, является рецирку выводятся из машины мелкие примеси (фракция В), а основное зерно лирующим, вследствие чего нет необходимости выводить из машины сходом поступает в общий приемник и удаляется из машины (фракция более 10 % воздуха.

А).

На третьей секции верхнего колосового решета 2 просеивается щуплое зерно, мелкие примеси, а крупные - сходом поступают в прием- Рис. 1.13. Схема сепараторов предварительной очистки моделей Roto ник и выводятся из машины (фракция Б). Проходовая фракция третьей clean фирмы Cimbria (Дания).

секции поступает на корректурное решето, с которого сходит в прием ник и отводится из машины щуплое зерно, а просеянные мелкие приме си поступают в общий приемник и также выводятся из машины (фрак ция В).

Таким образом, машина АКН 200 благодаря фракционной схе ме очистки позволяет не только повысить эффективность выделения примесей, но и получить три фракции зерна или семян различного каче ства.

Датская фирма Cimbria выпускает около пятидесяти типов воз душно-решетных сепараторов. Машины для предварительной очистки зерновых материалов типа Rotoclean применяется для выделения гру бых и легких примесей из высоковлажного зерна и представляет собой прочную стальную конструкцию закрытого типа, пыленепроницаемую, с полной защитой всех движущихся частей (рис. 1.13).

Процесс очистки осуществляется с помощью трех игольчатых барабанов 6, установленных последовательно друг за другом. Исходный Постановка на производство зерноочистительных агрегатов ти- зерно, и следовательно, и к увеличению степени его травмирования.

па ЗАВ-10, ЗАВ-20, ЗАВ-25, ЗАВ-40 и ЗАВ-50 (табл. 1.7), а также се- Последнее приводит к ухудшению посевных и товарных качеств полу менных приставок СПЛ-5, СП-10 и СП-10А позволила существенно со- чаемой продукции, к снижению урожайности сельскохозяйственных кратить затраты труда на послеуборочную обработку зерна. Так для культур и качества продукции переработки зерна.

указанных выше агрегатов удельные затраты труда составляют от 0,1 до Если сравнить зерноочистительные агрегаты ЗАВ-20 и ЗАВ-40, 0,02 челч/т, уменьшаясь с повышением производительности [145]. Это то протяженность технологической линии их составляет 37,8 и 42,3 м, достигнуто за счет установки зерноочистительных машин в поточные установленная мощность - 29,8 и 51 кВт, травмирование зерна (все ви линии, обеспечивающие высокий уровень механизации. Компоновка ды травм приводят к повреждению зародыша) - 9,4...10,1 %, снижение поточных линий осуществлена таким образом, что для подачи зерна на лабораторной всхожести семян - 3,4...3,7 %.

обработку и передачи от машины к машине между ними установлены Удельные затраты энергии у агрегатов ЗАВ-10, ЗАВ-20 и ЗАВ транспортирующие органы (нории, шнеки, скребковые транспортеры, и 40 составляют соответственно 1,84;

1,49 и 1,27 кВтч/т. С установкой на т.д.). Каждый транспортирующий орган имеет электропривод и требует зерноочистительные агрегаты отделений предварительной очистки и определенных затрат мощности. В целом потребная мощность на при- временного хранения зерна (ЗАВ-25 и ЗАВ-50) они возрастают до 3,2 и вод транспортирующих органов и питающе-дозирующих устройств со- 2,7 кВтч/т соответственно. При использовании агрегатов ЗАВ-10 и ставляет 31...56 % от общих затрат энергии на работу указанных выше ЗАВ-20 с семенными приставками СПЛ-5 и СП-10А удельные затраты Технические характеристики агрегатов и комплексов для транспортирующих органов, при дальнейшем совершенствовании зер послеуборочной обработки зерновых материалов ноочистительных агрегатов необходимо уменьшить протяженность технологических линий, а также количество транспортирующих орга- Рис. 1.14. Структура валовых сборов зерна в мире нов. Это может быть достигнуто за счет совершенствования схемы ком поновки оборудования в технологической линии.

семяочистительной техники определяется в основном объемами миро ние двадцать лет валовые сборы зерна увеличились с 1333 до 1942 млн т, или на 45,7 %, а урожайность повысилась с 18,5 до 25 ц/га, или на 35,1%. Если производство хлеба в мире принять за 100 %, то пшеница занимала 28,5 %, рис-26,7%, кукуруза-24,4 %. Таким образом, 79,5 % место при этом принадлежит пшенице (рис. 1.14).

Основным производителем хлеба является Азия (рис. 1.15). По Америка оценкам ФАО, в этом регионе собирают урожай порядка 900 млн.т, или 30% 46,1 % к мировому. Второй по величине производитель хлеба в мире Северная Америка, где выращивается около 400 млн.т зерна, или 20,5 % к мировому производству. В странах СНГ в последнее десятилетие объ емы производства зерна составляют около 150 млн. т, или 6...7 % к ми ровому. Россия собирает 2-4 % к мировому производству.

Крупные фирмы производят, как правило, весь комплекс ма шин - от сепаратора для предварительной очистки до машины для пред посевной подготовки семенного материала, в т.ч. сушилки, хранилища и целую гамму вспомогательного транспортного оборудования.

семяочистительной техники проведены на основании создающихся компьютерных баз данных машин и технологий, комплексов физико- механических свойств зерна, признаков делимости и разделения зерно- анализа информации более чем за столетний период, а именно по пуб- ликациям журнальных статей, патентов, проспектов и собственных ис- следований.

Сравнительный анализ около 200 моделей конструкций зерно семяочистительных машин зарубежного и отечественного производст ва, а также свыше 4 тысяч патентов путем применения современных па кетов прикладных программ обработки результатов экспериментов по зволяет сделать следующие выводы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Номенклатура зерно-семяочистительных машин семян весь ма велика - это автономные пневмосепараторы, решетные сепараторы, триеры, скальператоры с горизонтальными и вертикальными цилиндра ми (с внешней и внутренней рабочей поверхностью), вибропневмосепа раторы (пневмостолы), машины специального назначения (диэлектри ческие, магнитные, фрикционные и др). Каждый тип машин представля ет собой типоразмерный ряд (по 10 и более моделей) различной произ водительности (от 50 кг до 250 т/ч). Наибольшее количество разработок посвящено решетным сепараторам - 42 %, пневмосепараторам - 31 %, триерам - 11 %, вибропневмосепараторам - 10 %, машинам спецназна чения - 6 % (рис. 1.16).

2. Утвердилась тенденция создания комбинированных зерно семяочистительных машин, в которые входят в виде автономных бло ков, устройства воздушно-решетной сепарации и триеров, скальператор и блок воздушно-решетной части. Эти машины осуществляют двукрат ную воздушную сепарацию зернового материала - на входе его в маши ну и на выходе из нее. В комбинированных машинах для повышения эффективности их работы используют фракционирование воздушным потоком и решетами.

Рис. 1.17. Зависимость удельной энергоемкости машин от типов рабо 4. Для ведущих зарубежных фирм, выпускающих зерносепари рующие машины, характерно широкое применение унифицированных общемашиностроительных деталей и узлов, производимых специализи рованными предприятиями, массовый выпуск изделий из которых обес печивает снижение их стоимости. По большинству объектов просмат ривается высокая культура проектирования. Конструкции малодеталь ны, экономичны, технологичны. Обращает на себя внимание высокая культура производства большинства фирм (точность сопряжения, каче ство штамповки, сварки, отделки и т.д.). Развитие зарубежной зерносе парирующей техники идет преимущественно по пути постоянной и все сторонней модернизации базовых моделей. Разработка принципиально новых конструкций сдерживается большим сроком окупаемости затрат при малом объеме выпуска.

5. Все шире находят применение отечественные оригинальные гравитационные сепараторы, в которых для разделения используют по тенциальную энергию поднятого обрабатываемого материала. Гравита ционные сепараторы существенно снижают энергоемкость процессов сепарации, являются универсальными и легко сочетаются с различным оборудованием.

и снижают ее, но могут давать некоторые компоновочные преимущест- вует базисным продовольственным кондициям, принятым в России.

Увеличивается число моделей универсальных машин с бессту- шин (50...100 т/ч), так как при этом извлекаются преимущественно лег пенчатой регулировкой скорости вращения вентилятора. Применяю- коотделимые примеси-крупные растительные остатки, мелкий сор и щаяся на отечественных машинах схема регулировки скорости воздуш- дефектное зерно. Такое положение снизило потребность в зерносемяо ного потока за счет подсоса постороннего воздуха с позиций оценки чистительных машинах и в результате за последние десятилетия многие 10. В большинстве зарубежных машин используются плоские пуска. Крупнейшие фирмы обычно выпускают 300-500 машин различ решета с эксцентриковым приводом. Увеличивается число моделей ма- ных марок в год, большую часть из которых экспортируют.

шин с развитыми и изменяемыми решетными схемами. Многие фирмы 13. Предполагаемый расчетный объем мирового парка зерно увеличивают производство машин с цилиндрическими решетами. Рас- семяочистительных машин превышает 100 млн. штук. При этом мини ширяется выпуск машин с регулируемым углом наклона и частотой ко- мум половина его имеет возраст 20 и более лет. Основным фактором, 11. Крупными зарубежными производителями, специализи- случаев использование примитивных средств очистки зерновых мате рующимися на выпуске разнообразных зерносепарирующих машин, риалов, является высокая стоимость машин. Стоимость воздушно выпускаются также лабораторные установки, являющиеся, большей ча- решетной машины производительностью 10 т/ч в большинстве случаев стью, уменьшенными и упрощенными аналогами рабочих машин. При превышает 20 000 $ США.

этом, особенно в высокоточном лабораторном оборудовании, широкое 14. Обеспеченность техникой для послеуборочной обработки, применение находит компьютерная техника. Использование лаборатор- хранения зерна и подготовки семян в Российской Федерации крайне ного оборудования существенно повышает эффективность эксплуата- низкая. При запланированном на 2002 год программой «Зерно и про ции зерносепарирующих предприятий. Оно должно обязательно ис- дукты его переработки» валовом сборе зерна в объеме 100 млн. тонн пользоваться при подготовке семян. обеспеченность техникой для сушки зерна составляет 25%, машинами Отечественной промышленностью разработан ряд небольших для очистки продовольственного и фуражного зерна - 45%, машинами машин, предназначенных для использования в основном в селекцион- для очистки и сортирования семян - 35%, хра-нилищами зерна - 40%.

ных хозяйствах, которые могут применяться и как лабораторные, но ти- 15. Машинный парк физически изношен. Более 80% зерноочис паж этих машин совершенно недостаточен. Селекционные машины не тительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов, со всегда подходят для выбора регулируемых параметров и оценки эффек- ставляющих основу парка, поставлены более 12-15 лет назад. Значи тивности работы зерносепарирующих предприятий. Лабораторные ма- тельная часть имеющихся в хозяйствах агрегатов и комплексов из-за шины могут быть проще, но должны отвечать некоторым специфиче- износа оборудования вообще не участвует в работе. В последние 8- 12. Для современных зарубежных зерносепарирующих машин практически не ведется.

характерна высокая долговечность, обеспечиваемая соответствующим 16. Имеющаяся техническая база послеуборочной обработки конструированием, качеством материалов и изготовления, уровнем об- зерна и подготовки семян морально устарела и не соответствует совре служивания и эксплуатации. Ориентировочно минимальная долговеч- менным условиям сельскохозяйственного производства. Она создава ность машин при сезонной загрузке оценивается 20-30 годами. лась для других условий, при которых владельцем большей части уро Примерно к 70 - м годам посевы ведущих зернопроизводящих жая было государство, и целью послеуборочной обработки являлась стран были в основном очищены от сорняков за счет интенсивного срочная подготовка к немедленной отправке зерна на государственные применения средств химизации. В настоящее время в Европе применя- заготовительные предприятия (элеваторы). Для этого создавались по ют в среднем - 5 кг/га гербицидов, в США и России - соответственно 2,5 точные линии - дорогостоящие зерноочистительные агрегаты и зерно и 0,125 кг/га. При этом качество основной массы зерна после комбайно- очистительно-сушильные комплексы, период занятости которых опре вой уборки в ведущих зернопроизводящих странах примерно соответст- делялся в основном периодом уборки, т.е. около одного месяца. В на стоящее время, когда производитель зерна стал владельцем урожая, - разработать интегрированную программную систему компь должна быть обеспечена возможность обработки, хранения и реализа- ютерного исследования и оптимизации технологий и технических ции в более длительном периоде, что позволит существенно снизить се- средств послеуборочной обработки зерна и подготовки семян;

бестоимость послеуборочной обработки. Другая важная особенность - разработать математические модели интенсифицированных современных условий - образование большого количества малых хо- процессов разделения зерновых смесей для нового семейства высоко зяйств (фермерских и коллективных), т.е. хозяйств со сравнительно не- эффективных универсальных зерно-семяочистительных машин;

большим объемом производства зерна. В таких хозяйствах существую- - обосновать ресурсо-энергосберегающие технологии очистки 17. Созданием и освоением производства новых, отвечающих воздушно-решетно-триерного типа;

современным требованиям, экономичных машин, которые нашли бы - разработать метод инженерного расчета универсальных зер повышенный спрос в хозяйствах разных форм собственности и органи- но-семяочистительных машин с каскадным решетным станом.

зации производства, заводы не занимаются. Попытки организовать вы пуск отдельных машин предпринимаются в некоторых областях России.

В этих условиях у производителя зерна отсутствуют рычаги воздейст вия на производителя техники с целью создания и организации произ водства перспективных машин и оборудования, отличающихся высоким качеством работы, надежностью и доступными ценами.

18. Представляется целесообразным разработка универсальных сепараторов, разделяющих зерновой материал по рациональному мно гофакторному признаку делимости. При этом на базе универсального сепаратора возможно совершенствование и внедрение фракционных Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЙ технологий очистки зерна и семян, обеспечивающих на очистке продо- И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И БАЗА ДАННЫХ вольственного и семенного зерна снижение затрат труда и средств не ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА менее, чем в 2...3 раза и повышение эффективности выделения трудно- И ПОДГОТОВКИ СЕМЯН Таким образом, учитывая приведенные результаты можно за- Проведенный в предыдущей главе энергетический расчет пока ключить, что создание конкурентоспособной зерносемяочистительной зывает, что от качества послеуборочной обработки в значительной сте техники на основании эффективных рабочих органов с ориентацией не пени зависит эффективность 80…95 % общей энергии, потребной для только на внутренний рынок, но и на растущее количество зарубежных производства зерна. Поэтому создание ресурсо - энергосберегающих потребителей сравнительно недорогих машин, на ближайшие десятиле- технологий послеуборочной обработки зерновых материалов осуществ Данная работа направлена на создание высокоадаптивных ре- обработки обусловлено необходимостью выполнения комплекса все сурсо-энергосберегающих технологий и технических средств очистки и ужесточающихся в настоящее время требований по обеспечению мак сортирования зерна и семян во всем многообразии зернопроизводящих симальной сохранности зернового материала и высокого качества по хозяйств, как крупных коллективных, так и малых фермерских. севного материала при минимальных затратах энергии и средств на об На основе проведенного анализа с учетом поставленной цели работку.

сформулированы следующие задачи исследования:

Одним из эффективных способов повышения технического решения на любом из этапов однозначно исключают возможность по уровня машин и технологий является совершенствование методов про- явления эффективного технического решения. Особо необходимо отме ектирования, когда возможно всестороннее рассмотрение требований к тить, что даже появление эвристических решений на каждом из этапов, конструкции и технологии и может быть учтено большое количество но не совместимых или недостаточно совместимых также исключает часто противоречивых требований. Так, к каждой зерносемяочисти- создание перспективных машинных технологий.

тельной машине выдвигаются требования минимальных потерь семян в В настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом прак отходы и минимального травмирования материала при максимальном тически отсутствуют алгоритмы создания технических решений, необ выделении примесей. Главное же при разработке машин -выбор таких ходимых для реализации последующих поколений машинных техноло их признаков, которые наилучшим образом реализуют агробиологиче- гий. Одна из главных причин такого положения заключается в том, что ские и технологические требования [6, 7]. каждое последующее рождающееся техническое решение в большинст Признаками создаваемых новых технических решений могут ве случаев основывается на других появляющихся в то же самое время служить характеристики качественных и количественных его свойств. решениях. То есть количество создаваемых технических решений пере Количественные характеристики представляют собой параметры машин ходит в бесконечность. В какой-то степени эта бесконечность прогно и технологий. Технические решения характеризуются определенным зируется при помощи различных моделей, эффективность которых, как множеством признаков, отражающим их свойства на всех этапах перио- правило, является недостаточной для проектировщиков и производите да эксплуатации. Основными подмножествами признаков являются по- лей.

казатели назначения, категории качества, показатели технологичности, Поиск и разработку технологий и технических средств для очи уровень унификации и стандартизации, показатели эстетичности, эрго- стки и сортирования зерновых материалов осуществляли путем поэтап номичности, экологичности, характеристики конкурентоспособности, ного или концептуального [ 46, 62] описания (распознавания) разраба условий эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, показа- тываемых технологий и машин для их реализации:

2.2. Алгоритм поиска технических решений процессов послеуборочной обработки зерна Процесс создания перспективных технологий и технических средств очистки и сортирования зерновых материалов, а также и других машинных технологий Rs, может быть представлен состоящим из двух этапов:

щих в основе технологий (общих), включающих несколько отдельных процессов, а также создание способов сепарации для реализации от дельных (составляющих основную технологию) технологических про цессов рабочих органов.

Второй этап R2 - проектирование и производство, т.е. воплоще ние разработанных технических решений в машинные линии.

пределяют уровень разрабатываемых машин и технологий. Причем эф- Структурное описание технологий и технических средств для фективные машинные технологии могут быть созданы только при един- очистки и сортирования зерна определяли через математические моде ственном условии, что решения каждого из этапов, а также их совокуп- ли, включающие элементы, составляющие сущность способа (последо ности будут оптимальными по разрабатываемым критериям. Неудачные вательность подачи материала на различные сепарирующие рабочие ор ганы) или устройства Е (питатель-дозатор, сепарирующий рабочий ор ган, приемники продуктов разделения), признаки Р, характеризующие устройства и способы сепарации на всех этапах жизненного цикла, раз личные варианты технологий сепарирования Q, которые могут быть реализованы создаваемыми сепараторами:

Параметрическое описание машин и технологий представляли через множество технологических и конструктивных параметров рi :

Процесс создания перспективных зерно-семяочистительных где (А0) - срез множества Р по подмножеству Р0.

машин, как переход от одного описания технического решения к друго Обоснование оптимального варианта технологий определяли путем отражения на множестве критериев среза произведения бинарных отношений: множества критериев и множества признаков, множества признаков и множества технических решений.

Х = { х, х,..., х } - множество разрабатываемых машин;

Отображение среза произведения бинарных отношений на Тогда функция разработки F может быть выражена как и принимающую значение на множестве V. Каждый элемент где, - бинарные отношения между элементами множеств характеристики полезности и др.

зать на те упорядоченные пары декартового произведения, которые на ходятся в отношении и соответственно 0. ниями и признаками создаваемых технологий и машин для очистки и Бинарные отношения (между множествами А и Р) при разра ботке означают отношение между целями и признаками, а бинарное от ношение (между Р и Х) - между признаками и техническими реше ниями. Поскольку каждой цели может соответствовать несколько при Строки матрицы соответствуют агротехнологичесиким крите- вает возможность их взаимодействия. Расширение множества техниче риям создаваемых технологий и машин, а столбцы - основным призна- ских решений, относящихся к технологии или машине в целом, осуще кам. В ячейках на пересечении строк и столбцов проставляют: +1 - при- ствляют по отдельным ее элементам с использованием информации из знак соответствует цели и для ее достижения показатели должны быть различных источников, включая авторские свидетельства и патенты.

увеличены;

-1 - признак отвечает цели и отрицательно влияет на ее дос- Расширение множества технических решений позволяет выявить на нем тижение, и для достижения максимальных значений целей показатели технические решения, обладающие патентной новизной. Однако само должны быть уменьшены;

0 - признак не отвечает цели. дерево несет информацию лишь о структуре технических решений и об На основании целевого описания и матрицы соответствий оп- их конструктивных признаках. Этого недостаточно для выбора вариан ределяем концептуальное описание. Оно включает выражение потреб- тов, отвечающих другим элементам множества признаков из концепту ности разработки, цели в ранжированной последовательности и призна- ального описания. Поэтому дерево нужно дополнить средствами фор Формула [155] сложного высказывания, определяющая потреб ность в разработке нового технического решения, имеет вид:

где Y1, Y2 - наличие технологий очистки и сортирования и технических средств для их реализации в нашей стране и за рубежом;

Y3 - можно от казаться от создаваемого решения;

Y4 - получение народнохозяйствен ного эффекта от применения нового объекта;

Y5 - можно приобрести создаваемые решения за рубежом.

Область определения функции (2.16) следующая: Y=(0,1), где - разрабатывать не нужно;

1 - разрабатывать надо.

После составления концептуального описания объекта техниче ского решения переходим к функциональному описанию, которое включает функциональные элементы, представляющие собой конечное множество деталей, узлов, комплектов, предназначенное для выполне ния определенной функции, а также признаки объекта технического решения. Функциональные элементы вступают во взаимосвязь, обеспе чивая единство технической системы. Графическое отображение функ циональных элементов в виде вершин и связей между ними в виде ребер составляют граф G=L{E,V}, где E - множество функциональных элемен тов (вершин);



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие материалы:

«А.В. ЖИГЖИТОВ МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОНСЕРВИРОВАНИЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ Улан-Удэ 2008 год Департамент научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства Российской Федерации ФГОУ ВПО “Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова” А.В. Жигжитов МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОНСЕРВИРОВАНИЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ Учебно-методическое издание Улан-Удэ Издательство ФГОУ ВПО “БГСХА им. В.Р. Филиппова” 2008 год УДК 631. Т Печатается по решению ...»

«Российская академия сельскохозяйственных наук Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина (МГАУ) ФГНУ Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК (ФГНУ РОСИНФОРМАГРОТЕХ) ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ...»

«УДК 631.172:631.353.2/.3 АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭНЕРГО- С.В. Крылов, И.М. Лабоцкий, ЗАТРАТ СОВРЕМЕННЫХ МА- Н.А. Горбацевич, И.Ю. Сержанин, ШИН ДЛЯ ЗАГОТОВКИ ПРЕС- П.В. Яровенко, А.Д. Макуть, СОВАННОГО СЕНА И.М. Ковалева (РУП НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, г. Минск, Республика Беларусь) Введение Рост цен на энергоносители привел к необходимости оценки энергозатрат, производимых сельскохозяйственными машинами при выполнении технологи ческих операций. Традиционно в отечественной ...»

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства Механизация и электрификация сельского хозяйства Межведомственный тематический сборник Основан в 1968 году Выпуск 43 В двух томах Том 2 Минск 2009 УДК 631.171:001.8(082) В сборнике опубликованы основные результаты исследований по разработке инновационных технологий и технических средств для их реализации при произ водстве ...»

«ISBN 5-86785-150-8 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина П.А.Силайчев Методика планирования обучения в учреждениях профессионального образования Учебное пособие (издание третье, переработанное и дополненное) Москва 2010 ББК 74.560 УДК 377. 35 (07) С – 36 Рецензенты: доктор педагогических наук, профессор кафедры ...»

«Санкт-Петербургский государственный университет С. С. МЕДВЕДЕВ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Учебное пособие версия для сайта биолого-почвенного факультета СПбГУ 2012 Сведения об издании на физическом носителе: УДК 577.3+581.1 ББК 28.57 М 32 Р е ц е н з е н т ы: канд. биол. наук , доцент В.Л.Журавлев (СПбГУ), канд. биол. наук И.Н.Ктиторова (Агрофизический НИИ РАСХН) Аннотация Медведев С.С. Электpофизиология pастений: учебное пособие. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1997. ISBN ...»

«УДК 338.43+378 М 64 Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства: материалы международной конференции, посвященной 95-летию ФГОУ ВПО “Воронеж- ский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки”. (23-24 ок- тября 2007 года) – Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2008. – 300 с. Организационный комитет конференции Востроилов А.В. - ректор ФГОУ ВПО ВГАУ, д.с.-х.н., профессор (пред- седатель); Герман Хайлер - президент Университета Вайенштефан, доктор, профессор (сопредседатель); Тарвердян ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГБОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ П.А.СТОЛЫПИНА МАТЕРИАЛЫ X МЕЖДУНАРОДНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 12 апреля 2012 Димитровград 2012 г. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ФГБОУ ВПО УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ...»

«XIX Международная научно-практическая конференция Жодино – Горки МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ Республиканское унитарное предприятие НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ ПО ЖИВОТНОВОДСТВУ Учреждение образования БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ В СВИНОВОДСТВЕ Материалы XIX Международной научно-практической ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ И АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В ПРОЦЕССЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ИНТЕГРАЦИИ Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию высшего сельскохозяйственного образования на Урале (Пермь, 13-15 ноября 2013 года) ...»

«Российский фонд фундаментальных исследований Томский государственный педагогический университет Томский государственный университет Томский политехнический университет Институт химии нефти СО РАН Национальный торфяной комитет РФ Томское отделение Докучаевского общества почвоведов БОЛОТА И БИОСФЕРА МАТЕРИАЛЫ ШЕСТОЙ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНОЙ ШКОЛЫ (10-14 сентября 2007 г.)) Томск 2007 УДК 551.0+556.56 ББК 26.222.7 + 28.081.8 Болота и биосфера: Сборник материалов шестой Всероссийской научной школы ...»

«В. В. Малков Племенная работа на пасеке •Москве(Россвльхоэиэдат №85 ББК 46.91-2 М19 УДК 638.145.3 Малков В. В. М19 Племенная работа на пасеке.— М.: Россельхоз- издат, 1985.— 176 с, ил. В интенсификации животноводства, и в частности ^пче- Даны приемы и методы отбора пчелиных семей, их оценка по основным параметрам. Рассмотрены вопросы селекции, разведения ловодства, важная роль принадлежит племенной работе. по линиям и племенного подбора. Этому вопросу уделяется большое внимание и в принятых ...»

«Page 1 of 117 Editura Ceres, Bucuresti, 1976 Малаю А. М 18 Интенсификация производства меда/Пер, с рум. Л. X. Левентуля; Под ред. и с предисл. Г. Д. Билаша.—М.: Колос, 1979.—176 с., ил. Книга содержит сведения о биологии пчел, способах их кормле- ния и размножения и наиболее эффективных методах повышения их медопродуктивности. Освещается опыт содержания пчел в Румынии, странах Западной Европы и США. Предназначена для пчеловодов колхозных и совхозных пасек. 40709—281 о35(01)-79 137~79- ...»

«МОСКВА ВО АПЮПРОМИЗДАТ 1991 ББК 46.91 Я 75 УДК 638.1 : 631.3 Р е д а к т о р Е. В. Мухортова Ярмош Г. С, Ярмош А. Г. Я 75 Малая механизация на любительских пасе- ках.— М.: Агропромиздат, 1991. — 174 с: ил. 15ВЫ 5—10—001608—6 Даны рисунки, схемы, чертежи, краткое описание, осо- бенности изготовления, используемый материал и инстру- менты для создания собственными силами средств малой механизации для любительских пасек. Для пчеловодов-любителей. 3705021000—026 Я——-—— 177—91 035(01)-91 15ВЫ ...»

«RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии Модуль №3 Экологическая маркировка и маркетинг экологической и региональной продукции сельских территорий Университет-разработчик Орловский Государственный Аграрный Университет 159357-TEMPUS-1-2009-1-DE-TEMPUS-JPHES Проект финансируется при поддержке Европейской Комиссии. Содержание данной публикации/материала является предметом ответственности автора и не отражает точку зрения Европейской Комиссии. УДК 631.95 ББК ...»

«Трофимов С.Я., Караванова Е.И. ЖИДКАЯ ФАЗА ПОЧВ Москва, 2009 3 УДК 631.416.8 ББК 40.3 Рецензенты: Доктор биологических наук профессор Соколова Т.А. Доктор биологических наук профессор Чуков С.Н. Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 020701 и направлению 020700 – Почвоведение Трофимов С.Я., Караванова Е.И. Жидкая фаза почв: учебное пособие по некоторым главам курса химии ...»

«КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК “КАЛУЖСКИЕ ЗАСЕКИ” УТВЕРЖДАЮ УДК ДИРЕКТОР ЗАПОВЕДНИКА Регистрационный С.В.ФЕДОСЕЕВ Инвентаризационный ““ _2007 г. Тема: Изучение естественного хода процессов, протекающих в природе, и выявление взаимосвязи между отдельными частями природного комплекса. Летопись природы Книга 13 2006 г. Табл. 29 Рис. 40 Фот. 10 Зам. директора по науке Карт. 9 ЧЕРВЯКОВА О.Г. С. “” Ульяново, 2007 г. Содержание: Территория заповедника 1. Пробные и ...»

«КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК КАЛУЖСКИЕ ЗАСЕКИ УТВЕРЖДАЮ УДК ДИРЕКТОР ЗАПОВЕДНИКА Регистрационный С.В.ФЕДОСЕЕВ Инвентаризационный _2005 г. Тема: Изучение естественного хода процессов, протекающих в природе, и выявление взаимосвязи между отдельными частями природного комплекса. Летопись природы Книга 12 2005 г. Табл. 29 Рис. 40 Фот. 10 Зам. директора по науке Карт. 9 ЧЕРВЯКОВА О.Г. С. Ульяново, 2006 г. Содержание: Территория заповедника 1. Пробные и учетные ...»

«КОМИТЕТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК “КАЛУЖСКИЕ ЗАСЕКИ” УТВЕРЖДАЮ УДК ДИРЕКТОР ЗАПОВЕДНИКА Регистрационный С.В.ФЕДОСЕЕВ Инвентаризационный ““ _2005 г. Тема: Изучение естественного хода процессов, протекающих в природе, и выявление взаимосвязи между отдельными частями природного комплекса. Летопись природы Книга 11 2004 г. Табл. 23 Рис. 8 Фот. 4- Зам. директора по науке Карт. 8 ЧЕРВЯКОВА О.Г. С. “” Ульяново, 2005 г. Содержание: 1. Территория заповедника 2. Пробные и ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.