Изложена теория вибрационного перемещения обрабатываемых твердых и сыпучих тел по рабочим органам сельскохозяйственных машин с учетом их формы и размеров. Рассмотрено плоскостное и пространственное движение этих тел, а также приведено приложение теории для выбора параметров рабочих органов сельскохозяйственных машин.

Розкрито питання оптимізації параметрів очисника решіт з комбінованими робочими органами. Внаслідок числового моделювання визначено раціональні значення параметрів очисника, що підтверджено експериментально.

Подано теоретичні розрахунки продуктивності гвинтового конвеєра комбінованого очисного робочого органу залежно від його конструктивних та кінематичних параметрів роботи у процесі сепарації викопаного вороху коренеплодів. Визначено нижню та допустиму верхню межу кутової швидкості обертання шнека щодо пошкодження коренеплодів.

Проаналізовано нові способи та конструкції для підвищення рівня сепарації коренеплодів цукрових буряків, створені на базі пруткових полотен транспортерів. Подано методики експериментальних досліджень щодо визначення раціональних параметрів транспортно-сепарувальних пристроїв за їх відповідності агровимогам.

Рассмотрены вопросы механизации процессов отделения корнеклубнеплодов от прочных комков и камней. Проведено теоретическое и экспериментальное обоснование параметров блокированного псевдоожиженного слоя, определена его разделяющая способность. Проанализирована механика системы "блокированный псевдоожиженный слой - погруженное тело". Установлены параметры непрерывного технологического процесса разделения компонентов. На основе результатов экспериментальной проверки сепарирующего устройства и оценки эффективности его работы установлено, что применение сепаратора в производстве позволит в 2 - 3 раза снизить затраты тяжелого ручного труда при отделении клубней от комков и камней.

У роботі наведені теоретичні дослідження процесів забивання та зміни живого перерізу решіт, що очищуються очисником з комбінованими робочими органами, а також результати експериментальних досліджень. Розроблена модель процесу очищення, що дозволяє проводити перспективне проектування нових очисників у режимі обчислювального експерименту на ЕОМ. Внаслідок чисельного моделювання визначені раціональні значення параметрів очисника, які підтверджені експериментально. Здійснено виробниче впровадження розробленої конструкції очисника, дається оцінка економічної ефективності його застосування.

  Скачати повний текст

Для керування та розрахунку технологічних показників продуктивності та якості процесів вібровідцентрового сепарування зернових сумішей (ПС ЗС) запропоновано нову концепцію моделювання внутрішньошарових процесів у сумішах, що сепаруються з інтенсифікаторами різних типів, яка базується на статистичному моделюванні з використанням аналітичних досліджень фізичних моделей з урахуванням відкритості та незворотності процесів. Сформульовано та практично підтверджено аналогію основних фізичних процесів внутрішньошарової динаміки ЗС у сепараторах з інтенсифікаторами та нерівноважних, незворотних молекулярно-кінетичних процесів у межах дробового інтегро-диференціального аналізу, нелінійної динаміки, фрактальної двопотокової кінетики, неекстенсивної термодинаміки та дворідинної гідродинаміки. Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено моди коливань гратових полотен як динамічні інтесифікатори внутрішньошарових процесів у сумішах, що сепаруються. Запропоновано та реалізовано статистичний опис інтенсифікації даних процесів як неідеальних і нерівноважних з джерелами та витоками, із взаємозалежними потоками фракцій. Сформульовано неекстенсивний підхід у термодинаміці процесів сепарування із інтенсифікаторами та реалізовано узагальнення системою термодинамічних рівнянь етапів ЗС, які мають місце у сепараторах. Визначено залежність порядку дробового інтегро-диференціального оператора та параметра неекстенсивності від конструктивно-кінематичних параметрів сепаратора й інтенсифікаторів, а також гідродинамічних і фізико-механічних характеристик ЗС, що сепаруються.

Теоретично й експериментально досліджено процеси забивання та очищення отворів решіт зернообробних машин багатокомпонентними сумішами. Обгрунтовано новий критерій якості процесу очищення решіт - коефіцієнт ефективності "живого перетину" та встановлено його зв'язок з конструктивними та режимними параметрами очисників. Проведено оптимізацію законів руху робочих органів очисників. Визначено роздільні оцінки технологічного резерву робочих органів та їх приводів. Розроблено методи розрахунку очисників за технологічним критерієм якості. Результати роботи дозволяють проектувати очисники решіт у режимі обчислювального експерименту на ЕОМ. Запропоновано нові та модифіковані конструкції очисників решіт та зернообробних машин з покращеними технологічними показниками, які підтвердили високу ефективність на підприємствах з виробництва зерна.

Встановлено раціональні параметри технологічного процесу та системи сепарації вороху у комбайнах для збирання смородини. Наведено результати теоретичних досліджень попередньої сепарації вороху, його підготовки до основної пневмосепарації та визначення траєкторій руху фракцій у даному процесі. Вперше обгрунтовано необхідність та визначено можливість попередньої пневмосепарації вороху до моменту його попадання на транспортер-уловлювач, яка зменшує кількість невідновних втрат ягід під час зняття вороху з кущів. Проведено експериментальні порівняльні дослідження технологічного процесу та системи сепарації вороху серійного та модернізованого комбайнів. На підставі економічних розрахунків доведено доцільність удосконалення системи сепарації вороху у комбайнах для збирання смородини.

Наведено результати експериментального дослідження процесу очистки насіння олійних культур від насіння бур'яну підмаренника чіпкого. Проведено огляд існуючих засобів сепарації насіння, виявлено деякі механіко-технологічні властивості компонентів насіннєвих сумішей та текстильних матеріалів. На підставі проведених комплексних досліджень та теоретичного обгрунтування запропоновано механізований спосіб розділення двох фракцій сумішей. Розроблено математичну модель процесу роботи фрикційного сепаратора, де встановлено умови безвідривного переміщення насіння підмаренника чіпкого по робочій поверхні у зону його струшування, а також теоретичні основи роботи вібратора-струшувача. Розроблено нову конструкцію фрикційного сепаратора, для якого встановлено раціональні конструктивно-технологічні параметри роботи. Зазначено, що використання фрикційного сепаратора під час очистки насіннєвих сумішей ріпаку дозволяє одержати насіння першої репродукції без застосування магнітних порошків і втрат насіння основної культури та збільшити економію експлуатаційних витрат на 1 104,8 грн., а також одержати додаткові кошти за рахунок втрат насіння основної культури у процесі очистки на магнітних серійних машинах.

Проаналізовано існуючі конструкції картоплі та обгрунтовано конструктивну схему сепаратора картопляного вороху. Запропоновано розрахункові математичні моделі руху бульби картоплі за поверхнею сепаратора та процесу сепарації вороху. Визначено раціональні параметри та режими роботи досліджуваного робочого органу, а також агротехнічні показники роботи картоплезбиральної машини з установленим на неї сепаратором.

Вперше на базі математичного апарату теорії R-функцій В.Л.Рвачова та на основі класифікації насіння М.М. Ульріха - П.М. Заїки за співвідношенням його характерних лінійних розмірів запропоновано методику побудови математичних моделей зовнішньої форми насіння сільськогосподарських культур, яка дозволяє описувати форму насіння будь-якої конфігурації та одержувати не лише рівняння межі зернини, але й відповідні нерівності, які однозначно визначають її внутрішні точки. Побудовано математичні моделі зовнішньої форми: сочевицеподібного, подовженого, гречаного, плоского та близького до еліпсоїду обертання насіння. Створено модель зразка (проби) насіння з урахуванням особливостей технічних засобів. Запропоновано апаратурну підтримку прийняття рішень під час аналізу якості сепарації насіння та керування агрегатами сепарації насіння. Визначено параметри оптимального керування електрообладнанням насіннєочисної лінії. Обгрунтовано метод та пристрій керування електрообладнанням потокової насіннєочисної лінії на основі результатів аналізу зразка насіння. В основу методу керування покладено застосування пристроїв технічного зору із застосуванням методу розпізнавання образів шляхом порівняння їх з еталонами. Створено технічне, алгоритмічне та програмне забезпечення пристрою керування технологічним процесом. Здійснено технічну реалізацію нового методу визначення якості сепарації насіння в пристрої керування електрообладнанням, впроваджено його у виробництво.

Розглянуто питання покращання якості очистки коренеплодів шляхом розробки нової конструкції гвинтових циліндричних сепараторів з радіально зміщеними геометричними осями шнеків. Проаналізовано можливі варіанти режимів роботи очисників, розроблено математичну модель процесу очистки коренеплодів за умови їх імпульсного навантаження. Проведено польові дослідження, на підставі яких визначено ступінь відділення грунту від коренеплодів у разі їх імпульсного навантаження. Виведено рівняння регресії, яке дає можливість оцінити ступінь пошкодження коренеплодів залежно від швидкості ударного контакту та маси коренеплоду. На підставі експериментальних досліджень встановлено процент втрат, пошкодження та забруднення коренеплодів.

На базі розробленої детермінованої математичної моделі процесу з використанням прикладних програм для ПЕОМ описано кінематику руху частки у псевдорозрідженому шарі насіння. Установлено взаємозв'язок властивостей даного шару й окремої частки з конструктивними, кінематичними й аеродинамічними параметрами машини за наявності факторів: випадкової дії сили лобового тиску; наявності пульсації повітряного потоку; ексцесу й асиметрії епюр тисків, відповідно у поперечному та поздовжньому перетині пневматичного каналу; висот установлення подільників шару. Обгрунтовано межові режими роботи пневмоімпульсної машини та верхню межу її продуктивності за умови досягнення максимального технологічного ефекту сепарації. Виявлено експериментальні закономірності впливу основних геометричних і кінематичних параметрів запропонованої пневмоімпульсної установки на технологічні показники її роботи.

З використанням розробленої механіко-математичної моделі руху шару суміші за вертикальною циліндричною поверхнею досліджено динаміку шару суміші та окремої "важкої" частинки, яка занурюється в шар, та їх зв'язок з конструктивними та режимними параметрами процесу сепарування. За результатами дослідження розроблено та виготовлено експериментальний зразок сепаратора.

З метою підвищення ефективності процесу очищення повітряного потоку пилоосаджувальною камерою запропоновано регулювати проміжний відбір та відводити домішки за допомогою розробленого пиловловлюючого пристрою. Побудовано математичні моделі нелінійної динаміки процесу очищення з регульованим проміжним відбором та відведенням домішок. Визначено закономірності зміни складових швидкостей і траєкторій повітряного потоку та частинок домішок. Обгрунтовано конструктивні параметри пиловловлювального пристрою. Виявлено, що ефективність очищення повітряного потоку розробленою пилоосаджувальною камерою збільшується на 30 - 35 % та становить 90 - 91 %. Нову пилоосаджувальну камеру впроваджено у серійне виробництво вібровідцентрових сепараторів.

Розглянуто питання підвищення питомої продуктивності та якості процесу решітного сепарування зернових сумішей (ЗС) шляхом обгрунтування його параметрів і розробки нових конструкцій решіт. Виконано теоретичні дослідження руху потоку ЗС на розроблених плоских вібраційних і ціліндричних вібровідцентрових решетах. Створено математичні моделі процесів сепарування ЗС розробленими плоскими вібраційними та циліндричними вібровідцентровими решетами. Обгрунтовано конструктивні параметри розпушувачів за урахування кінематичних режимів роботи решіт, їх питомих завантажень, фізико-механічних властивостей ЗС. Виконано експериментальні дослідження закономірностей пористості, пошарового руху потоку суміші, внутрішньошарового руху частинок, вібров'язкості та визначено ефективність решітного сепарування. Розроблено, виготовлено, проведено порівняння, визначено техніко-економічну ефективність застосування, а також впроваджено в серійне виробництво розроблені решета.

Досліджено питання технологічного процесу сепарації насіння ріпаку та суріпиці. Розглянуто існуючі засоби сепарації, розроблено математичну модель й обчислювальні алгоритми плоскопаралельного вібраційного руху насіння як твердих тіл за площиною у вигляді поля виступів. Розроблено нову конструкцію вібраційної машини та обгрунтовано раціональні конструктивно-кінематичні параметри її роботи під час очищення та сортування насіння ріпаку та суріпиці. Використання для посіву насіння ріпаку та суріпиці, яке пройшло сепарацію на вібраційній машині, дозволяє зменшити норму висіву на 5 - 9 %, знизити витрати на їх виробництво та досягти збільшення врожаю на 9-11 %.

Розроблено математичну модель руху насіння у вигляді просторового тіла на робочій коливній поверхні. Наведено результати теоретичного дослідження даної моделі. Розглянуто методи обгрунтування оптимальних параметрів розділення насіннєвих сумішей на вібруючій поверхні. Застосування розроблених методів надає можливість забезпечити підвищення рівня критеріїв технологічного процесу та скоротити трудомісткість дослідницьких робіт щодо пошуку оптимальних параметрів машини.