Обґрунтування параметрів багатоярусного ударного сепаратора для сепарації насіння ріпаку: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

Експериментальні дослідження проводились на кафедрі «Обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв» Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка на сумішах насіння ріпаку засміченістю 9,8…20,1 % та відходах насіння ріпаку після очищення суміші на пневмо-решітних сепараторах. В дисертації вирішено наукове завдання направлене на підвищення ефективності технологічного процесу сепарації насіння ріпаку від важковідокремлених домішок та використання його на корм тваринам і птиці та посів. В роботі наведено аналіз фізико-механічних властивостей насіння ріпаку та важковідокремлюваних домішок. Встановлено, що найбільші відмінності властивостей основної культури та важковідокремлюваних домішок спостерігаються в їх пружності, а також залежності між коефіцієнтом відновлення швидкості під час удару та основними параметрами робочого органу. Розроблено аналітично-експериментальний метод визначення ефективного модуля пружності насінинок кулястої форми, який ґрунтується на розв’язку контактної задачі теорії пружності. Обґрунтовані раціональні параметри розробленого багатоярусного ударного сепаратора для сепарації насіння ріпаку. Розроблено конструкцію гравітаційного багатоярусного ударного сепаратора, в якому шляхом збільшення кількості ударних випробувань частинок суміші з робочими поверхнями сепаратора за рахунок більш спрямованої зміни траєкторій руху частинок ефективність процесу сепарації значно збільшується.

Experimental research was conducted on mixtures of rape seeds with a contamination of 9.8...20.1% and waste of rape seeds after cleaning the mixture on pneumatic sieve separators in the Department of "Equipment and Engineering of Processing and Food Production" Petro Vasylenko Kharkiv National Technical University of Agriculture. The dissertation solves the scientific task aimed at improving the quality of the technological process of separation of rapeseed from difficult-to-separate impurities and its use for animal and poultry feed and sowing. The paper presents an analysis of the physical and mechanical properties of rapeseed and difficult-to-separate impurities. It is established that the greatest differences in the properties of the main culture and difficult-to-separate impurities are observed in their elasticity, as well as the relationship between the coefficient of recovery during impact and the main parameters of the working body separating. An analytical-experimental method for determining the effective modulus of elasticity of spherical grains based on the solution of the contact problem of the theory of elasticity has been developed. It is established that in theoretical calculations at low velocities of impact of grains on impact separating surfaces, which occur on gravitational impact separators for such bodies, which include rapeseed, taking into account the force of gravity during impact can be neglected. The parameters of the developed multilevel impact separator for separation of rapeseed are substantiated. The design of a gravitational multilevel impact separator has been developed, in which the quality of the separation process is significantly increased by increasing the number of impact tests of particles of the mixture with the working surfaces of the separator due to a more directed change of particle trajectories. The design parameters of the gravity multi-level impact separator for cleaning rapeseed from difficult-to-separate weeds and sclerotia of white rot are substantiated and determined according to the differences in elastic properties: number of tiers – 4; the length of the inclined surfaces is 1.5 m. The rational parameters of the separation process were found: an elongated angle of inclination of 15°, transverse – 45°, distance between tiers – 0,3 m allowed to obtain the yield of purified rapeseed fraction up to 67…68 % with initial contamination 15,2 %. Special high-performance devices have been developed and manufactured to determine the coefficients of friction, limiting angles of elevation, trajectories of movement on the vibrating surface and the elastic properties of seeds and weeds. The use of research results is possible in the design of impact separators for cleaning rapeseed and other crops in research and development organizations. Based on the materials of the dissertation, prototypes of a multi-level impact separator are used, which is used for purification of rapeseed fodder seed material from difficult-to-separate impurities in post-harvest processing lines and in preparation of fodder mixtures. The results of scientific research have been introduced into production in SFG "Kalyna" of Vovchansky district of Kharkiv region, SFG "Oka" of Dvorichansky district of Kharkiv region, FG "Istok" of Vovchansky district of Kharkiv region, PTF "IVO" of Dvorichansky district of Kharkiv region, SFG "Victor" of Vovchansky district of Kharkiv region area, which is confirmed by the acts of implementation