Раздел 2
Теоретическое исследование технологического процесса обмолота початков кукурузы
Целью теоретических исследований является математическое обоснование
технологического процесса обмолота и определение параметров рабочих органов
молотилки початков кукурузы.
2.1. Модель функционирования молотилки початков кукурузы
Анализ существующих способов, устройств и рабочих органов механизированных
молотилок початков кукурузы позволил разработать более полную их классификацию.
Анализ достоинств и недостатков молотилок показал, что наиболее перспективными
для дальнейших исследований являются аксиально-роторные молотилки. В настоящее
время разработано большое количество их конструктивно-технологических схем
(КТС).
Перед нами была поставлена задача - выбрать рациональную
конструктивно-технологическую схему молотилки, которая бы обеспечивала
минимальную энергоемкость процесса обмолота и требуемое качество зерна при
обмолоте початков кукурузы всех целевых назначений.
Выбрать рациональную конструктивно-технологическую схему молотилки можно
применив методы системного анализа, а именно построив структурный граф
аксиально-роторной системы обмолота початков кукурузы (рис. 2.1) [65 - 67].
На структурной схеме изображена трехуровневая система соподчинения элементов,
то есть система отношений подчинения и подчиненности вместе с отношениями
взаимодействия. Элементы системы третьего уровня С13, С23, С33, С43, С53, С63,
С73 подчинены элементам системы второго уровня С12, С22, С32, С42, а они в свою
очередь элементам первого уровня С11, С21, С31. система отношений подчинения и
подчиненности обозначена сплошными стрелками.
Элементы системы в процессе работы взаимодействуют между собой и от их
взаимодействия зависит качество выполнения технологического процесса. отношения
взаимодействия обозначены пунктирными стрелками.
Рис. 2.1. Структурный граф аксиально-роторной системы обмолота початков
кукурузы: - отношения подчинения и подчиненности;
отношение взаимодействия; С11 - загрузочный лоток;
С21 - камера обмолота; С31 - зерновой бункер; С12 - дека;
С22 - ротор; С32 - механизм привода; С42 - воздушная очистка;
С13 - дополнительные устройства деки; С23 - задвижка выгрузного окна;
С33 - механизм привода деки; С43 - дополнительные устройства ротора;
С53 - решето; С53 - вентилятор; С63 - система выгрузки обмолоченного зерна;
С73 - лоток для отвода обмолоченных стержней
Из структурного графа следует, что максимальное количество взаимодействий с
различными элементами конструкций молотилок принадлежит деке С12 и ее
дополнительным устройствам С13. Исходя из этого можно выдвинуть предположение,
что усовершенствование деки и ее дополнительных элементов повысит эффективность
выполнения технологического процесса обмолота початков кукурузы.
По своей физической сущности обмолот початков кукурузы - это нанесение ударов
по початкам и протаскивание их между рабочими поверхностями молотильного
устройства. Вследствие удара и сил трения, возникающих при протаскивании,
нарушаются связи зерна со стержнем початка [1, с. 382].
При обмолоте удар приводит не только к отделению зерна от стержня, но и
вызывает его различные повреждения. Количество повреждений зерна строго
ограничивается агротехническими требованиями, предъявляемыми к молотилкам
кукурузы. В свою очередь удар необходим для разрушения целостности початка
только в начальный момент обмолота. Далее зерно отделяется под действием сил
трения о рабочие поверхности молотильной камеры и друг о друга, поэтому очень
важно рационально использовать силы удара и трения, способствующие обмолоту.
На основании вышеизложенного можно выдвинуть следующую рабочую гипотезу -
повысить эффективность технологического процесса обмолота початков кукурузы
можно путем снижения энергоемкости и повышения качества обмолота за счет
усовершенствования конструкции деки способной рационально распределять силы
удара и трения в молотильной камере.
Изобретатели и исследователи неоднократно старались усовершенствовать деку
молотилки початков кукурузы. В настоящее время используются молотилки с
пассивной (жестко закрепленной) и активной (подпружиненной, вращающейся и
вибрационной) декой [3 - 5, 10, 20, 21].
Широкое распространение получили молотилки с комбинированной декой, состоящей
из двух секций, такие как МК-30 и реконструированная МКП-12. Первая секция
пассивная (жестко закрепленная), а вторая - активная (подпружиненная). Вторая
секция служит домолачивающим устройством, отделяющим зерно в
труднообмолачиваемой передней части початка, где его диаметр минимальный.
Исходя из вышеизложенного, в конструктивно-технологической схеме молотилки
початков кукурузы нами предлагается применить деку, состоящую из нескольких
секций, в каждой из которых рационально используются силы удара и трения,
способствующие обмолоту, что достигается подпружиниванием отдельных участков
деки (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Конструктивно-технологическая схема молотилки початков кукурузы:
початки кукурузы; стержни початков; зерно;
1 - рама; 2 - опорная стойка; 3 - колесо; 4 - шарнир; 5 - механизм фиксации
угла наклона молотильной камеры; 6 - загрузочный лоток; 7 - корпус деки; 8 -
шарнир;
9 - подпружиненный обмолачивающий элемент деки; 10 - пружина; 11 - плечо;
12 - механизм фиксации и натяжения пружины; 13 - шнековый ротор;
14 - приводной механизм; 15 - бункер для зерна; 16 - выгрузной лоток
Технологический процесс обмолота початков кукурузы происходит следующим
образом. Початки кукурузы подаются в загрузочный лоток 6, посредством
транспортера, откуда под действием силы тяжести попадают в молотильную камеру,
- Київ+380960830922