Лабораторная работа №8
Если в ворохе масса зерна основной убираемой культуры составляет меньше 85%, то такой зерновой продукт называют смесью.
Отношение массы примесей, содержащихся в зерновом ворохе (смеси), к массе взятой пробы называют засоренностью, которая выражается в %.
При послеуборочной обработке зерна различают след. виды обработки:
- очистка необходима для выделения из вороха всех примесей, а также щуплого, битого и поврежденного зерна основной культуры. Очистке подвергаются все убранное зерно.
- сортирование проводят с целью получения высококачественного семенного материала, для повышения качества продовольственного зерна.
Зерно сортируют по размерам, массе, аэродинамическим свойствам и др. признакам. Во многих зерноочистительных машинах очистка и сортировка зерна выполняется одновременно.
- калибрование – разделение очищенных семян на фракции по размерам. Размеры семян каждой фракции находятся в определенных пределах, которые могут обеспечить максимальную равномерность высева аппаратами сеялок данной фракции семян. Калиброванию подвергаются чаще всего семена технических культур: сахарной свеклы, кукурузы, хлопчатника и др. использование таких семян позволяет обеспечить равномерное их распределение в рядках со строгим соблюдением заданной нормы высева, что обеспечивает экономию посевного материала и повышение урожайности.
Очистка семян воздушным потоком широко применяется в зерноочистительных машинах. Этот способ разделения основан на различии аэродинамических свойств семян и примесей.
При относительном движении тела в воздушном потоке возникает сила сопротивления этому движению, которая зависит от формы, состояния поверхности, расположения в воздушной среде и массы тела.
Совокупность факторов, определяющих способность частиц перемещаться под действием воздушного потока, называют аэродинамическими свойствами.
На частицу, помещенную в вертикальный канал с восходящим потоком, действует сила тяжести G, а также сила сопротивления R, создаваемая воздушным потоком и зависящая от ее аэродинамических свойств. Сила R сопротивления стремиться увлечь частицу в направлении движения воздушного потока, а ее величина зависит от значения скорости относительно частицы.
Если G > R, то частица будет двигаться навстречу воздушному потоку, т.е. будет падать, а если G < R, то частица будет двигаться вместе с воздушным потоком. Так как сила сопротивления R зависит от скорости воздушного потока и возрастает с ее увеличением, то между этими двумя крайними случаями есть такой момент, когда силы G и R будут равны. В этом случае частица будет находиться во взвешенном состоянии, т.е. она будет неподвижна относительно стенок канала.
Скорость вертикально восходящего воздушного потока, при которой частица находится во взвешенном состоянии, называют скоростью витания или критической скоростью для данного вида частиц.
Таким образом, о различии аэродинамических свойств зерна основной культуры и примесей можно судить по значению их критических скоростей. Например, критическая скорость для зерна пшеницы находится в пределах 8,9...11,5 м/с, для соломистых частиц длиной менее 100 мм - 5...6 м/с, колоса без зерна - 3,5...5 м/с, щуплого зерна пшеницы- 5,5...7,6 м/с.
Чем больше разность критических скоростей, тем полнее разделение зерна и примесей.
Зерновую смесь в зерноочистительных машинах разделяют в воздушных каналах, которые бывают вертикальными и наклонными, цилиндрического и прямоугольного сечения. Применяют каналы нагнетательного действия, в котором зона обработки зерна воздушным потоком расположена на выходной части канала вентилятора; и всасывающего действия, когда рабочая зона расположена на входной части канала вентилятора.
Воздушным потоком из вороха выделяют легкие соломистые примеси (полову, измельченную солому, колоски), некоторые семена сорняков, щуплое зерно и др. Примеси. Увлекаемые воздушным потоком примеси поднимаются по каналу и попадают в осадочную камеру, в которой скорость воздуха резко уменьшается до 0,5-1 м/с за счет увеличенной в 2,5-3 раза площади поперечного сечения по сравнению с каналом, и примеси осаждаются на дно камеры и выводятся из нее специальными устройствами.
При разделении вороха наклонным воздушным потоком происходит изменение траекторий движения компонентов смеси: тяжелые зерна и примеси сохраняют практически неизмененными свои траектории и сходят в ближайший приемник зерна, а легкие примеси отклоняются от направления ввода и уносятся воздушным потоком в приемники, расположенные дальше от приемника зерна.
Вертикальные воздушные каналы дают лучшие результаты разделения вороха, поэтому они чаще всего применяются в конструкциях зерноочистительных машин.
Разделение семян по размерам. Семена растений в подавляющем большинстве имеют неправильную форму, которая определяется тремя размерами: длиной l, шириной b и толщиной q, т.е. наибольшим, средним и минимальным соответственно.
По толщине и ширине разделяют на решетах, на них же отделяют от зерна крупные и мелкие примеси. Решето представляет собой металлический лист с отверстиями одинакового размера и формы. Для разделения семян по толщине применяют решета с продолговатыми отверстиями или струнные, а для разделения по ширине – с круглыми.
Разделение семян по толщине. Сквозь продолговатое отверстие может пройти только такое зерно, толщина которого меньше ширины продолговатого отверстия. Ширина зерна всегда больше толщины. Разделение семян по толщине возможно только на решетах с продолговатыми отверстиями.
Разделение семян по ширине. Сквозь круглое отверстие продолговатые зерна проходят, встав длинной осью перпендикулярно к поверхности решета. При этом проходят те зерна, ширина которых меньше диаметра отверстий.
Массу частиц вороха, которая проходит сквозь решето, называют проходом, а которая перемещается по нему – сходом.
Разделение семян по длине. Для отделения коротких или длинных примесей (в сравнении с длиной семян основной культуры) от семян основной культуры применяют триеры. Наибольшее применение получили цилиндрические триеры, рабочим органом которых является вращающийся относительно продольной оси ячеистый цилиндр. На внутренней поверхности цилиндра штамповкой или фрезерованием образованы ячейки, диаметр которых больше или меньше длины семян.
Триерный цилиндр, у которого диаметр ячеек меньше длины зерна основной культуры, служит для отделения коротких примесей. Его называют кукольным. Цилиндры для выделения длинных примесей имеют ячейки диаметром больше длины зерна основной культуры. Такие цилиндры называют овсюжными.
В кукольном триере в ячейки западают короткие примеси, а в ячейки овсюжного – зерно основной культуры.
Внутри цилиндра, воль его оси, установлен лоток с возможностью поворота его относительно продольной оси. В полости лотка смонтирован шнек для вывода компонентов смеси, попадающих в лоток при работе триера.
Принцип разделения зерновой смеси по длине состоит в том, что короткие фракции западают в ячейки триерного цилиндра полностью, а длинные – частично. При повороте цилиндра на угол менее 900 длинные фракции выпадают из ячеек, а короткие выпадают после дальнейшего поворота цилиндра.
При работе кукольного цилиндра исходный материал, попадая во вращающийся цилиндр, с одного его конца перемещается к другому выходному концу слоем, проходящим по ячеистой поверхности. Короткие зерна и примеси длиной меньше диаметра ячеек захватываются ими и поднимаются вверх. Над лотком они под действием силы тяжести выпадают из ячеек в лоток и транспортируются шнеком из цилиндра. Эти компоненты называются проходом. Семена основной культуры и длинные примеси, частично попадая в ячейки, не удерживаются в них и выпадают, не доходя до кромки лотка. Они перемещаются по цилиндру к выходу. Эти компоненты называют сходом.
В овсюжном цилиндре проходом является зерно основной культуры, оно захватывается ячейками, выносится в лоток и транспортируется шнеком к выходу. Длинные примеси идут сходом по ячеистой поверхности цилиндра.
Для обеспечения четкого разделения зерновой смеси, лоток в триерных цилиндрах можно поворачивать и этим регулировать положение верхней кромки лотка относительно места выпадения продуктов прохода. На этот показатель оказывает влияние также частота вращения цилиндров. Частица выпадает из ячейки, если ее сила тяжести будет больше действующей на нее центробежной силы, т.е.:
m*g > m*w2*R.
Зависимость для определения частоты вращения цилиндра:
где n – частота вращения цилиндра, об/мин; w – угловая скорость, рад/с; R – радиус цилиндра, м; g – ускорение свободного падения, м/c2.
На практике частота вращения триерных цилиндров выбирается в пределах 35-50 об/мин.
Обычно завод-изготовитель комплектует машины двумя триерными цилиндрами с ячейками диаметром 5 и 8,5 мм. Комплекты триерных цилиндров выпускаются в виде дополнительного оборудования с ячейками диаметром 1,8; 2,8 и 3,5 мм для выделения коротких семян и примесей.
studfiles.net
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
Трубилин Е.И. Федоренко Н.Ф. Тлишев А.И.
МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕУБРОЧНОЙ
ОБРАБОТКИ ЗЕРНА И СЕМЯН
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВУЗОВ
2
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ | ||
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ | ||
КАФЕДРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН | ||
| Трубилин Е.И. | |
| Федоренко Н.Ф. | |
| Тлишев А.И. | |
МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕУБРОЧНОЙ | ||
ОБРАБОТКИ ЗЕРНА И СЕМЯН | ||
Рекомендовано Учебно-методическимобъединением вузов | ||
Российской Федерации по агроинженерному образованию в | ||
качестве учебного пособия для студентов высших учебных за- | ||
ведений по специальности «Механизация сельского хозяйства» | ||
Загрузка зернового вороха |
| |
А | Легкие примеси Б | Легкие |
|
| примеси |
А | Б | В |
|
| |
А |
| В |
Б |
| |
|
| |
А |
| В |
Б |
| |
|
| |
|
| В |
| Подсев | Фураж |
|
| |
|
| Крупные |
|
| примеси |
|
| Чистое зерно |
| Краснодар 2009 |
3
УДК 631.3
Пособие написано в соответствии с примерной программой дисциплины «Сельскохозяйственные машины». В работе приведены принципы и способы очистки и сортирования семян, типы зерноочистительных машин, агротехнические требования к зерноочистительным машинам, классификация, назначения, регулировки и подготовка к работе зерноочистительных и сортировальных машин.
Для студентов специальности 110301. 65 – Механизация сельского хозяйства
(очная и заочная форма обучения)
Учебное пособие рассмотрено и одобрено методической комиссией факультета механизации – протокол № 9 от « 16 » июня 2009 г.
Рецензент: доктор технических наук, профессор Чеботарёв М.И. (Кубанский государственный аграрный университет)
4
| СОДЕРЖАНИЕ |
|
| ВВЕДЕНИЕ | 4 |
1 | Очистка и сортирование зерна | 5 |
1.1 | Задачи очистки, сортирования и калибрования семян | 5 |
1.2 | Требования к качеству зерна и семян | 6 |
1.3 | Способы очистки и сортирования семян | 7 |
1.4 | Очистка семян воздушным потоком | 8 |
1.5 | Разделение семян по размерам на решётах | 11 |
1.6 | Разделение семян по длине на триерах | 13 |
1.7 | Разделение семян по форме и свойствам их поверхности | 15 |
1.8 | Очистка и сортировка семян по плотности | 18 |
1.9 | Электрические методы разделения зерна | 19 |
1.10 | Типы зерноочистительных машин | 20 |
1.11Общие агротехнические требования к зерноочистительным ма21 шинам
2 | Классификация и комплексы машин | 21 |
3 | Машины для очистки и сортирования | 22 |
3.1 | Безрешётные, воздушно-решётныеи комбинированные машины | 22 |
3.1.1 | Безрешётная зерноочистительная машина МПО-50 | 22 |
3.1.2 | Воздушно-решётнаязерноочистительная машинаОВС-25 | 24 |
3.1.3 | Сепаратор вороха универсальный СВУ-60 | 26 |
3.1.4 | Комбинированные зерноочистительно-сортировальныемашины |
|
| СМ-4иМС-4,5 | 29 |
3.2 | Специальные семяочистительные машины | 41 |
3.2.1 | Электромагнитная семяочистительная машина ЭМС-1А | 41 |
3.2.2 | Магнитная семяочистительная машина СМЩ-0,4 | 45 |
3.2.3 | Фрикционные сепараторы | 46 |
3.2.4 | Пневматическая зерноочистительная колонка ОПС-2 | 49 |
3.2.5 | Пневматический сортировальный стол ПСС-2,5 | 50 |
3.2.6 | Сепаратор семян по массе ССМ-2(КГАУ, кафедра сельскохозяйст- |
|
| венных машин) | 55 |
4 | Зерносушилки, агрегаты и комплексы для послеуборочной обра- |
|
| ботки зерна | 62 |
4.1 | Способы сушки и агротехнические требования | 62 |
4.2 | Барабанные зерносушилки | 64 |
4.3 | Шахтные зерносушилки | 66 |
4.4 | Конвейерная, ромбическая и карусельная зерносушилки | 71 |
4.5 | Оборудование для активного вентилирования зерна | 73 |
4.6 | Агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки зерна | 76 |
5Охрана труда при обслуживании зерноочистительных машин, 81 агрегатов и комплексов
Контрольные вопросы | 84 |
Список использованных источников | 88 |
Приложение А | 89 |
Приложение Б | 90 |
Приложение В | 94 |
5
Radices litterarum amarae sunt, fructus dulces
– (латынь)
Корни науки горьки, а плоды сладки
ВВЕДЕНИЕ
Производство зерна в сельском хозяйстве завершается послеуборочной обработкой.
В общем производственном процессе возделывания, уборки и послеуборочной обработки урожая зерновых и других культур, основные затраты приходятся на послеуборочную обработку, заключающуюся в очистке, сушке и доведении до требуемых кондиций по чистоте, влажности и другим показателям зерна и семян.
Одной из причин низкой урожайности зерновых в нашей стране является плохое качество семян. По данным Госсеминспекции, за последние 5 лет в России высевают не более 20 % высококлассных семян, а некондиционных - до 34,9%. За счет повышения качества семян можно снизить нормы высева и, как следствие, сократить семеноводческие посевы и получить дополнительно 17...19 млн т зерна, что сопоставимо с общим объемом высеваемых семян.
Главная причина снижения качества семян - их травмирование при уборке и послеуборочной обработке, а также образование больших «завалов» необработанного зерна из-занедостаточной производительности зерноочистительной и зерносушильной техники. Травмирование зерна приводит также к ухудшению его технологических свойств, потере стойкости к хранению.
Своевременное и качественное выполнение работ по послеуборочной обработке, снижение затрат и сокращение потерь при этом возможны на базе комплексной механизации всех работ в сочетании с поточными методами, т. е. при переводе обработки зерна и семян на индустриальную основу.
Для выполнения работ связанных с очисткой, сортированием, сушкой и хранением зерна используются машины, агрегаты, зерноочистительносушильные комплексы, семяочистительные приставки, отделения бункеров активного вентилирования, а также другое оборудование.
В процессе послеуборочной обработки вороха зерновой (семенной) материал должен быть доведен до требуемых кондиций (норм), которые устанавливаются соответствующими государственными стандартами.
Для эффективного использования дорогостоящей сложной техники для послеуборочной обработки зерна специалисты в этой области должны хорошо знать принципы работы и конструкцию машин и оборудования, уметь настраивать их на оптимальный режим работы, а также предупреждать, выявлять и устранять неисправности, своевременно и грамотно проводить техническое обслуживание при соблюдении правил охраны труда и окружающей среды.
6
1 Очистка и сортирование зерна
1.1 Задачи очистки, сортирования и калибрования семян
Зерновой ворох, поступающий от комбайнов и молотилок, состоит из зерна убираемой культуры и примесей. Примеси разделяют на зерновые и сорные. К зерновым примесям относятся битое, изъеденное зерно основной культуры (остатки менее половины зерна), зерно проросшее, щуплое, зерна других культурных растений (например, рожь в пшенице), к сорным – семена сорной растительности, органические примеси (полова, части стеблей), а также вредные примеси (куколь, головня, спорынья, горчак, вязель и др.) В зерне могут быть также металлические примеси, которые попадают в него при уборке и перевозке. Если зерен основной убираемой культуры в общей массе меньше 85%, то такой зерновой продукт считают «смесью». Количество примесей, содержащихся в зерновой смеси, выраженное в % к массе навески, называется засоренностью.
О ч и с т к а - это разделение (сепарация) зерновой смеси на отдельные фракции, различающиеся по каким-либофизико-механическимсвойствам (размеру, плотности и др.). Очистка может быть предварительная, первичная и вторичная.
Задачей очистки является выделение из вороха всех примесей, а также выделение щуплого, битого и поврежденного зерна основной культуры для повышения чистоты зернового сырья. Очистке подвергают все убранное зерно.
Предварительную очистку используют для свежеубранного зерна влажностью до 35%. При этом в очищенном зерне снижается содержание наиболее крупных и мелких примесей (с 15...20 до 3 %), удаляется часть избыточной влаги, увеличивается его сыпучесть, облегчаются последующие процессы (особенно сушка), повышается устойчивость зерна к самосогреванию при временном хранении в насыпи.
Первичной очистке подвергают свежеубранное зерно влажностью не более 22 % или предварительно обработанное и высушенное зерно влажностью не более 18%. При этом из зерна выделяются крупные, легкие и мелкие примеси, дробленое и щуплое зерно; содержание примесей в зерне снижается с 8...10 до 1...3 %. Исходный зерновой ворох разделяется на три фракции: очищенное зерно, фуражные отходы и примеси.
Вторичная очистка способствует выделению из зерна близких к нему по размерам примесей, трудноотделимых семян сорняков. В результате исходный зерновой ворох разделяется на семенную фракцию, зерно второго сорта, легкие, мелкие и крупные примеси.
Продовольственное и фуражное зерно подвергают в основном предварительной и первичной очистке, а семенное - еще и вторичной.
Сортирование зерна это процесс механического разделения очищенного от примесей зерна на фракции, различающиеся хлебопекарными (для продовольственного) или посевными (для семенного) качествами, проводящееся
7
с целью получения высококачественного продовольственного и семенного материалов.
Зерно сортируют по размерам (толщине, ширине и длине), весу, аэродинамическим свойствам и другим признакам. Продовольственное зерно в целях повышения его качества также подвергают сортированию. Во многих зерноочистительных машинах очистка и сортирование зерна выполняются одновременно.
Калиброванием называют разделение очищенных семян на фракции по их размерам. Размеры семян каждой фракции находятся в определенных пределах, обусловленных требованиями равномерности высева аппаратами сеялок. Калиброванием семена кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, хлопка и других культур подготавливают к высеву сеялками точного высева или к переработке зерна в муку и крупу. Использование калиброванных семян позволяет равномерно распределять их по гнездам или в рядах, что обеспечивает снижение затрат труда по уходу за посевами, экономию посевного материала и повышение урожайности.
1.2 Требования к качеству зерна и семян
Своевременно и хорошо очищенное зерно (семена) лучше хранятся. Хорошо очищенные и отсортированные семена снижают засорённость полей, повышают всхожесть семян и урожайность. Биологически полноценные, выровненные, свободные от примесей и болезней семена обеспечивают наиболее высокие энергию прорастания и лабораторную всхожесть, дружные и сильные всходы, высокую урожайность.
Основные показатели товарного качества зерна следующие: засорённость, влажность, масса 1000 семян, натура, запах, вкус, цвет, заражённость вредителями.
Из посевных качеств семян государственными стандартами нормированы: чистота, всхожесть, влажность, засорённость болезнями и вредителями.
В зависимости от назначения (для посева, продовольственных или фуражных целей) к зерну предъявляют различные требования. Так, для посева используют семена сортов, гибридных популяций, гибридов и родительских форм гибридов, внесенных в Государственный реестр селекционных достижений и допущенных к использованию.
Семена классифицируют на категории: оригинальные (ОС), элитные (ЭС), репродукционные для семенных (PC) и товарных (РСТ) целей.
Семена должны быть проверены на сортовые и посевные показатели качества (приложение Б, таблица 1-3)и удостоверены соответствующими документами. Семена, не отвечающие сортовым и посевным качествам для заявленных категорий, переводят в более низкую категорию. Такой перевод допускается только при невозможности повышения качества семян за счет дальнейшей обработки. Допускается с разрешения уполномоченных органов управления сельским хозяйством субъектов Российской Федерации исполь-
8
зовать для посева семена, выращенные в неблагоприятные по погодным условиям годы, со всхожестью менее установленных норм для ОС и ЭС на 3 %, для PC и РСТ - на 5 %.
Содержание семян овсюга в ОС и ЭС пшеницы, ржи, тритикале и проса не допускается, в ОС и ЭС овса допускается не более 3 ед/кг, а в PC проса - 4 ед/кг. В семенах гороха наличие живых жуков и личинок гороховой зерновки (брухуса) допускается не более 10 ед/кг.
Запрещается использовать для посева семена, в которых обнаружены: сорняки (семена, плоды), вредители и возбудители болезней, имеющие карантинное значение для Российской Федерации согласно утвержденному
перечню; живые вредители и их личинки, повреждающие семена соот-
ветствующей культуры, за исключением клещей, наличие которых допускается в РСТ не более 20 ед/кг;
семена ядовитых растений — гелиотропа волосистоплодного и триходесмы седой.
Запрещается использовать для посева семена рапса, в которых обнаружены семена ядовитых сорняков — чемерицы белой, болиголова пятнистого, белены черной, жерухи лекарственной, лютиков едкого, ползучего и ядовитого.
Содержание зерновок кукурузы, пораженных нигроспорозом, серой и красной гнилью, фузариозом и белью в сумме на 100 початков при амбарной апробации не должно превышать 300 ед. в ОС и ЭС и 500 ед. в PC и РСТ. В семенах кукурузы не допускается содержание семян и плодов других растений.
В категории ОС сортов и родительских форм гибридов подсолнечника не допускается примесь склероциев белой и серой гнили, а в категориях ЭС, PC и РСТ они не должны превышать 0,08 %.
Масса 1000 семян сортов подсолнечника в Северо-Западномрайоне (кроме Саратовской и Волгоградской областей) должна быть не менее 60 г, а в остальных районах - не менее 50 г. Влажность семян подсолнечника, заготавливаемых в страховые фонды, должна быть не более 7 %.
Для продовольственного зерна установлены базисные и ограничительные кондиции, отражающие его качество и гарантирующие сохранность и нормальные технологические свойства при дальнейшем использовании (приложение Б, таблица 4).
Как семенное, так и продовольственное зерно должно иметь нормальные запах и цвет. Требования к зерну, применяемому в комбикормовой промышленности, приведены в таблице 5, приложения Б. Специальных требований к фуражному зерну, используемому в хозяйствах на корм, нет.
1.3 Способы очистки и сортирования семян
Операции по очистке, сортированию и калиброванию проводят в сепарирующих машинах, снабжённых различными сепарирующими рабочими органами.
9
Принцип работы сепарирующих органов основан на различии физикомеханических свойств отдельных частиц зерновой смеси. К этим свойствам относятся: аэродинамические свойства, размеры, форма, плотность, состояние поверхности, упругость, цвет, электрофизические свойства и др. Способы очистки и сортирования семян определяются в зависимости от физикомеханических свойств составляющих исходного вороха.
На практике получили распространение следующие способы очистки и сортирования:
а) очистка семян воздушным потоком; б) разделение семян по размерам на решетках; в) разделение семян по длине на триерах;
г) разделение семян по форме и свойствам их поверхности; д) очистка и сортирование семян по плотности; е) электрические методы разделения зерна.
1.4 Очистка семян воздушным потоком
Этот способ разделения широко применяют в зерноочистительных машинах. Он основан на различии в массе и аэродинамических свойствах семян и примесей. Аэродинамические свойства семян и примесей характеризуются сопротивлением, которое оказывает их движению воздух. Сопротивление воздуха не одинаково для семян и многих примесей. Если как показано на рисунке 1.1 а в вертикально восходящий поток воздуха поместить несколько разных частиц, то на них будут действовать вес (сила тяжести)G, а также подъемная сила (при движении частицы вверх), или сила сопротивления воздушного потока (при движении частицы вниз).Подъемную силу, или силу сопротивленияR в Н (ньютонах) можно определить по формуле
где k – коэффициент сопротивления;ρ – плотность воздуха, кг/м3;
F – площадь Миделева сечения частицы (площадь проекции частицы на плоскость, перпендикулярную относительной скорости), м2;
с – действительная скорость частицы, м/с;и – скорость воздушного потока, м/с;с-и – относительная скорость частицы, м/с.
Если G1<R1, то частицыМ1 будет двигаться вместе с воздушным А тооком вверх, а еслиR2<G2, то частицаМ2 будет двигаться вниз. ЕслиR3=G3, то частица в потоке воздуха будет находиться во взвешенном состоянии. В этом случае скорость частицы относительно потока будет равна скорости потока, но обратно направлена. Скорость воздушного потока, при которой частица удерживается во взвешенном состоянии, называетсякритиче-
ской скоростью.
10
а – силы, действующие на частицы в вертикальном воздушном канале;б – вертикальный канал нагнетательного действия;в – вертикальный канал всасывающего действия;г – двойной вертикальный воздушный канал;д – наклонный воздушный поток в камере зерноочистительной машины; 1 – вентилятор, 2, 5 и 6 – воздушные каналы; 3 – осадочная камера; 4 – приемная Амера; 7 – питающий валик.
Рисунок 1.1 Типы воздушных каналов зерноочистительных машин
Критическую скорость различных частиц определяют из выражения
studfiles.net
Зерно используют на различные цели: из него формируется продовольственный, семенной и фуражный фонды, свежеубранное зерно подвергают специальной послеуборочной обработке – его очищают (удаляют примеси), сушат и при необходимости сортируют.
Послеуборочная обработка зерна решает две основные взаимосвязанные задачи.
Во-первых, в процессе послеуборочной обработки должна быть повышена стойкость зерна, чтобы можно было сохранить его без существенных потерь до нового урожая и на более продолжительный срок.
Во-вторых, свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до установленных кондиций по чистоте.
Таким образом, послеуборочная обработка зерна представляет собой комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга технологических операций.
В сельском хозяйстве широко применяют поточный метод послеуборочной обработки зерна. На линию подают свежеубранный зерновой ворох, а на выходе из неё получают очищенное зерно определённого целевого назначения с заданным уровнем качества.
Положительный эффект применения поточной технологии выражается в резком сокращении сроков обработки, исключения опасных для качества зерна периодов ожидания начала каждой операции. Кроме того, при поточной технологии затраты труда на обработку зерна и семян сокращаются в 8-10 раз, улучшается качество обработки и повышается производительность машин при их стационарном использовании.
Недостаток технологии заключается в том, что она не всегда учитывает колебания объёма работ по отдельным операциям, например при очистке и сушке зерна, что нарушает синхронность обработки, ведёт к разрыву потока, накоплению частично обработанного зерна на отдельных звеньях процесса.
Поточные технологические линии для послеуборочной обработки зерна подразделяются на зерноочистительные агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы и специальные линии для обработки зерна семенного назначения.
Все поточные технологические линии универсальны. На них можно обрабатывать зерно и семена зерновых, зернобобовых, крупяных и мелкосемянных культур [5].
Послеуборочную обработку зерна можно представить в виде технологической схемы:
Уборка
Предварительная очистка
Сушка
Первичная + вторичная очистка
На хранение
Для того чтобы определить максимально возможное суточное поступление зерна (П) той или иной культуры на ток необходимо воспользоваться формулой:
П = У*К*С*Кт,
где: У – урожайность убираемой культуры, т/га;
К – количество единиц уборочной техники, шт.;
С – средняя производительность уборочной техники, га;
Кт – коэффициент использования рабочего времени (0,5 – 0,95).
Основываясь на данных таблицы 4 можно сказать, наибольшее суточное поступление зерна наблюдается по озимой ржи 90,1 тонны в сутки. Наименьшее суточное поступление зерна при уборке гороха 8,8 тонн в сутки, причиной этому является её низкая урожайность 0,55 т/га.
Таблица 4 - Суточное поступление зерна в зависимости от урожайности
Культура, целевое использование | Уборочная площадь, га | Урожай-ность, т/га | Уборка | Уборных агрегатов | Средняя произво-дитель-ность агрегата, га/сут. | Суточ-ное поступ-ление зерна, т | Всего, вало-вой сбор, т | ||||||||||||
Дата | Продол-житель-ность дней | марка | Наличие, ед. | ||||||||||||||||
начала | окон-чания | ||||||||||||||||||
Озимая рожь | 320 | 1,76 | 28.07 | 3.08 | 7 | СК – 5 «Нива» | 4 | 16,0 | 90,1 | 563,2 | |||||||||
Яровая пшеница | 170 | 1,21 | 18.08 | 22.08 | 5 | 4 | 11,0 | 42,6 | 205,7 | ||||||||||
Ячмень | 350 | 1,65 | 10.08 | 17.08 | 8 | 4 | 15,0 | 79,2 | 577,5 | ||||||||||
Овес | 170 | 1,07 | 23.08 | 28.08 | 6 | 4 | 9,7 | 33,2 | 181,9 | ||||||||||
Горох | 83 | 0,55 | 4.08 | 9.08 | 6 | 4 | 5,0 | 8,8 | 45,7 |
График поступления зерна на пункте по послеуборочной обработке в приложении (Рисунок А.1). По данным графика можно сказать, что ежесуточное поступление зерна по культурам на зерноток неодинаково. Это связано с тем, что среднесуточная производительность комбайнов изо дня в день неодинакова, бункерная урожайность культур различна. Продолжительность дней уборки в среднем колеблется в 6 днях, самое большое количество дней уборки у ячменя – 8 дней. Уборка культур длится с 28 июля по 28 августа, такой большой промежуток времени уборки связан с тем, что в отделении имеются лишь старые комбайны СК – 5 «Нива», а новые комбайны «Вектор» используются в других отделениях.
3.2 Расчёт производительности зерноочистительных машин и сушилок
Всё поступающее на ток зерно необходимо подвергать очистке, зерно с повышенной влажностью сушке.
Эксплуатационную производительность машин при очистке зерна определяют по формуле:
GЭ = Gр×КЭ×К1×К2
где, КЭ – коэффициент эквивалентности, учитывающий особенности культуры;
К1 – коэффициент, учитывающий влажность зерна;
К2 – коэффициент, учитывающий засоренность вороха;
Gр – паспортная производительность машины, т/ч [11].
За условную единицу производительности (паспортная производительность) очистительных машин принята производительность при однократной первичной очистке продовольственной пшеницы с влажностью до 16 % и засоренностью отделяемыми примесями до 10 %.
При пересчете производительности машин при обработке других культур пользуются следующими коэффициентами эквивалентности Кэ: рожь, кукуруза, зернобобовые – 0,9; ячмень, рис – 0,7;овес, гречиха – 0,7; просо – 0,3 и др.
План сушки, выработку зерносушилок и производительность выражают в плановых единицах. Необходимость учета работы зерносушилок в условных единицах – плановых тоннах – обусловлена тем, что фактический объем работы по затратам времени, топлива и энергии для высушивания 1 т зерна в зависимости от исходной влажности может изменяться во много раз. Кроме того, зерно и семена разных культур требуют различного расхода топлива на удаление одного и того же количества воды. Нельзя обеспечить одинаковую выработку сушилки при обработке зерна продовольственного и семенного назначения, температурные режимы сушки которых различны.
За плановую единицу сушки принят объем работы по сушке, который необходимо затратить на высушивание 1 т зерна пшеницы продовольственного назначения при снижении влажности на 6 % - с 20 до 14 %. Выработка в размере 1 плановой единицы соответствует одному пропуску зерна через сушилку при выдерживании оптимального температурного режима обработки.
Масса просушенного зерна в плановых тоннах для всех типов сушилок рассчитывают по формуле: Мпл = Мф*Кв*Кк
где Мф – физическая масса сырого зерна, поступившего в сушилку, т;
Кв, Кк – коэффициенты пересчета массы зерна в плановые единицы соответственно в зависимости от влажности зерна до и после сушки культуры.
Озимая рожь
Продовольственное назначение
19 – 14 % Х = 100(19-14)/100-14 = 5,8 %
563,2 – 100 %
х – 5,8 % х = 36,7 т 563,2 – 36,7 = 526,5 т – после сушки
Мпл = 563,2*0,91*0,92 = 471,5 пл.т.
Т = 471,5/16 = 29,5 ч Qф = 563,2/29,5 = 19,1 т/ч
Семенное
1. 19 – 15 %
Х = 100(19-15)/100-15 = 4,7 %
563,2– 100 %
х – 4,7 % х = 26,5 т 563,2 – 26,5 = 536,7 т - после сушки
Мпл = 563,2*1,82*0,74 = 758,5 пл.т.
Т = 758,5/16 = 47,4 ч Qф = 563,2/47,4 = 11,9 т/ч
Яровая пшеница
Продовольственное
18 – 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7 %
205,7 – 100 %
х – 4,7 % х = 9,7 т 205,7 – 9,7 = 196,0 т – после сушки
Мпл = 205,7*1,25*0,8 = 205,7 пл.т.
Т = 205,7/ 16 = 12,9 ч
Qф = 205,7/12,9 = 16,0 т/ч
Семенное
18 - 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7 %
205,7 – 100 %
х - 4,7 % х = 9,7 т 205,7 – 9,7 = 196,0 т – после сушки
Мпл = 205,7*2*0,8 = 329,1 пл.т.
Т = 329,1/16 = 20,6 ч
Qф = 205,7/20,6 = 10,0 т/ч
Ячмень
Продовольственное
18 – 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7%
577,5 – 100 %
х - 4,7 % х = 27,2 т 577,5 – 27,2= 550,3 т – после сушки
Мпл = 577,5*1*0,8 = 462,0 пл.т.
Т = 462/16 = 28,9 ч
Qф = 577,5/28,9 = 20,0 т/ч
Семенное
18 – 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7 %
577,5 – 100 %
х - 4,7 % х = 27,2 т 577,5 – 27,2 = 550,3 т – после сушки
Мпл = 577,5*2*0,8 = 924,0 пл. т.
Т = 924/16 = 57,8 ч
Qф = 577,5/57,8 = 10,0 т/ч
Овёс
Продовольственное
18 – 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7 %
181,9 – 100 %
х - 4,7 % х = 8,6 т 181,9 – 8,6 = 173,3 т – после сушки
Мпл = 181,9*1*0,8 = 145,5 пл. т.
Т = 145,5/16 = 9,1 ч
Qф = 181,9/9,1 = 20,0 т/ч
Семенное
18 – 14 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,7 %
181,9 – 100 %
х - 4,7 % х = 8,6 т 181,9 – 8,6 = 173,3 т – после сушки
Мпл = 181,9*2*0,8 = 291,0 пл. т.
Т = 291/16 = 18,2 ч
Qф = 181,9/18,2 = 10,0 т/ч
Горох
Продовольственное
20 – 16 %
Х = 100(20-16)/100-16 = 4,8 %
45,7 – 100 %
х – 4,8 % х = 2,2 т 45,7 – 2,2 = 43,5 т – после сушки
Мпл = 45,7*2*0,73 = 66,7 пл. т.
Т = 66,7/16 = 4,2 ч
Qф = 45,7/4,2 = 10,9 т/ч
Семенное
20 – 16 %
Х = 100(18-14)/100-14 = 4,8 %
45,7 – 100 %
х - 4,8 % х = 2,2 т 45,7 – 2,2 = 43,5 т – после сушки
Мпл = 45,7*4*0,73 = 133,5 пл. т.
Т = 133,5/16 = 8,4 ч
Qф = 45,7/8,4 = 5,5 т/ч
Таблица 5 - Эксплуатационная производительность машин по очистке и сушке зерна
Культура, целевое использование | Влаж-ность, % | Сорная примесь, % | Характеристика машины | Сроки доведения зерна до норм базисных кондиций, дней | ||||||||
марка | Количество, шт. | производительность | ||||||||||
Плановая, т/ч | эксплуатационная | Рекомен-дуется | факт. | |||||||||
т/ч | За сутки, т | |||||||||||
Озимая рожь продовольственное | 19 14 | 6 3 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 2 | 25 16 2,5 | 22,5 19,1 2,25 | 432 366,7 43,2 | 1 1 1 | 6,5 | |||
Озимая рожь семенное | 19 15 | 6 3 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 2 | 12,5 16 1,25 | 11,3 11,9 1,1 | 217,0 228,5 21,1 | 1 1 1 | 13,4 | |||
Яровая пшеница продовольственное | 18 14 | 7 3,5 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 25 16 2,5 | 25 16,0 2,5 | 480,0 307,2 48,0 | 1 1 1 | 4,3 | |||
Яровая пшеница семенное | 18 14 | 7 3,5 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 12,5 16 1,25 | 12,5 10,0 1,25 | 240,0 192,0 24,0 | 1 1 1 | 8,6 | |||
Ячмень продовольственное | 18 14 | 8 4 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 2 | 25 16 2,5 | 17,5 20,0 1,75 | 336,0 384,0 33,6 | 1 1 1 | 8,6 | |||
Ячмень семенное | 18 14 | 8 4 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 2 | 12,5 16 1,25 | 8,75 10,0 0,87 | 168,0 192,0 16,7 | 1 1 1 | 17,3 | |||
Овес продовольственное | 18 14 | 8 4 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 25 16 2,5 | 17,5 20,0 1,75 | 336,0 384,0 33,6 | 1 1 1 | 5,4 | |||
Овес семенное | 18 14 | 8 4 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 12,5 16 1,25 | 8,75 10,0 0,87 | 168,0 192,0 16,7 | 1 1 1 | 10,9 | |||
Горох продовольственное | 20 16 | 5 2,5 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 25 16 2,5 | 22,5 10,9 2,25 | 432,0 209,3 43,2 | 1 1 1 | 1,1 | |||
Горох семенное | 20 16 | 5 2,5 | ОВС-25 СЗШ-16 Петкус | 1 1 1 | 12,5 16 1,25 | 11,3 5,5 1,1 | 217,0 105,6 21,1 | 1 1 1 | 2,2 |
Как видно из полученного результата, фактическая производительность зерноочистительных машин оказалась ниже паспортных (ОВС-25, производительность 25 т/ч, Петкус – 2,5т/ч), так как очистке подвергалось зерно конкретной влажности и засоренности, что в значительной мере сказывается на производительности машин.
График накопления и расхода зерна на пункте по послеуборочной обработке в приложении (Рисунок А.2). По графику можно сделать следующие выводы. Зерно убирается до 28 августа, а поступающее зерно доводится до норм базисных кондиций 33 дня (до 29 августа). Из этого следует, что накопление зерна идет быстрее, чем его расход. По озимой ржи и ячменю зерно обрабатывается двумя же Петкусами, потому что если брать только один, то он не будет справляться с поступающим зерном. А по гороху, яровой пшенице и овсу можно воспользоваться лишь одним агрегатом, так как валовой сбор этих культур низкий. Если воспользоваться двумя агрегатами, то расход зерна будет идти быстрее, чем его поступление.
studfiles.net