ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАТЕЛЬНЫХ МАШИН В ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКЕ ЗЕРНА

В сельскохозяйственном производстве существуют машины, выполняющие ряд таких операций как погрузка, разгрузка, транспортирование с одного места на другое зернового материала, а также перелопачивание зернового вороха — это зернометатели. Рабочие органы метательных машин используются также в пневмоинерционных сепараторах для разделения семян на фракции по абсолютному весу.

Существенным недостатком многих зернометателей, является травмирование зернистых материалов рабочими органами. Поэтому зернометатели используют, как правило, для обработки фуражного зерна, потому что при обработке семенного материала в значительной степени травмирует его, что существенно снижает посевные качества семян.

Преимущество зернометательных машин по сравнению с другими зерноочистительными машинами состоит в том, что влажное и засоренное зерно, поступающее с полей на тока, одновременно очищается от грубых примесей и частично высушивается. По данным отчётов машинно-испытательных станций известно, что зернопульт уменьшает засоренность зерна на 5—6 % и одновременно снижает влажность от 0,5 до 2 %. По данным исследований В.В. Красникова, при перевалке зерна метателем можно снизить влажность на 3—5 %, температуру нагретого зерна от 35⁰С до 20⁰С, избавиться от вредителей и разделить зерна на сорта.

Вопросами совершенствования рабочих органов зернометательных машин занимались такие ученые как Г.Д. Терсков, В.А. Кубышев, А.А. Кукибный, Н.И. Косилов, И.Ф. Пикуза, Г.Ф. Ханхасаев, С.Н. Шуханов и др. В процессе краткого проведенного патентного поиска и анализа существующих зернометателей и экспериментальных установок назрела необходимость совершенствования параметров рабочих органов зернометателей снижающих травмирование семян.

В частности, рассмотрены экспериментальные установки д. т. н. Г.Ф. Ханхасаева, который предлагает новый способ подачи зерна на рабочий орган метателя.

Этот способ подачи зернистого материала заключается в том, что зерно подается во внутреннюю полость прижимного барабана. В этом случае изменена конструкция прижимного барабана, который состоит из 2-х и более дисков, между которыми установлены планки различной формы поперечного сечения и под разным углом наклона (рисунок 1).

Рисунок 1. Порционный метатель. 1 — ведущий барабан; 2 — ведомый барабан; 3 — прижимной лопастной баран; 4 — бесконечная лента; 5 — бункер

Подачу зерна во внутреннюю полость прижимного барабана можно осуществлять двумя способами. Первый способ заключается в том, что материал из бункера по желобу поступает самотеком (рисунок 1); второй — зерно подается шнековым питателем (рисунок 2).

Рисунок 2. Метатель сыпучих материалов.1 — привод; 2 — ведущий барабан; 3 — ведомый барабан; 4 — прижимной лопастной баран; 5 — бесконечная лента; 6 — рама установки; 7 — бункер; 8 — шнековый питатель

Рисунок 3. Экспериментальный зернометатель

По результатам исследований известно, что выше указанные метатели значительно снижают травмирование семян, при скоростях метания зерна не более 14—15 м/с. При повышении скорости метания зерна, происходит существенное травмирование семян во внутренней полости лопастного барабана, непосредственно в зоне контакта лопаток барабана и зернистого материала, из-за большой разности скоростей движения материала и лопаток барабана. Чтобы снизить травмирование такого рода, предлагаем, вместо шнекового питателя постоянного диаметра установить трёхзаходный шнековый питатель (1) с возрастающим прямо пропорционально диаметром от заборной части питателя (2) к внутри барабанному пространству и заканчивающийся лопатками (9) постоянного диаметра по всей ширине лопастного барабана (13) (рисунок 3). Для регулирования частоты вращения в приводах ведущего барабана и шнекового питателя установлены вариаторы.

Данный метатель с некоторыми конструктивными изменениями имеет несколько преимуществ. Во-первых, снижает степень травмирования семян за счет уменьшения разности относительной скорости движения частиц и скорости движения лопастного барабана (13), т. е. под действием центробежной силы, возникающей за счёт вращательного движения лопаток (9) питателя зерно получает разгон и в момент попадания его в отверстия лопастного барабана (13) подхватывается наклонными лопатками (7) и укладывается на поверхности бесконечной ленты (12). Во-вторых, под действием осевой силы, возникающей при вращении трёхзаходного шнекового питателя (1) зерно равномерно распределяется на поверхности крыльчаток (9), которыми заканчиваются витки питателя, что играет существенную роль при формировании струи выбрасываемого материала. Выбрасывание зернистого материала метателем представляет собой струю в виде отдельных порций, летящих со скоростью равной скорости движения бесконечной ленты, и под углом почти близким к углу наклона её. Порционное метание, в отличие от метания в виде сплошной струи, позволяет повысить эффективность разделения зернового вороха, качество подсушки и охлаждения. При метании в виде отдельных порций между ними в полете образуются разрывы, которые исключают появление сопутствующего воздушного потока, характерного для сплошной струи.

На основе экспериментальных исследований, проведенных ранее, известно, что ленточный зернопульт можно рекомендовать в качестве высокопроизводительной машины для сортирования семян. В результате проведенных работ было установлено, что ленточный зернопульт почти полностью очищает семенную фракцию от примесей и распределяет все семена культурных и сорных растений по удельному весу. Ближе к зернопульту падает фракция с максимальным содержанием различных примесей и семян сорных растений, в средней части ложится очищенное зерно, наиболее крупное и выравненное зерно находится на максимальном удалении от метателя.

В лабораторных условиях были проведены исследования, по разделению семян пшеницы на фракции, и определялась масса 1000 зёрен каждой фракции. Показатель массы 1000 семян характеризует их тяжеловесность, т. е. связан с крупностью и плотностью структуры зерна и, следовательно, определяет запас содержащихся в семенах питательных веществ.

Разделение произвели на 4 фракции. Использовали сорт мягкой пшеницы (элита «Дар Зернограда»), при этом зерно использовали неочищенное из под, комбайна.

В лабораторных условиях были определены посевные качества семян, разделенных на фракции, т. е. определялись энергия прорастания и всхожесть в соответствии с ГОСТ 12038-84 двумя способами: в чашках Петри и в рулонах. Результаты опыта приведены в таблице № 1.

Таблица № 1.

Результаты определения посевных качеств семян

Таким образом, на основании приведенных данных опыта и проводимых ранее исследований можно сделать вывод, что чем выше абсолютный вес высеваемых семян, тем выше посевные качества семян, а значит и урожай в целом. Здоровые, крупные и однородные семена обеспечивают дружное и раннее созревание растений, которые впоследствии менее подвержены к полеганию и реже поражаются болезнями.

Таким образом, зернометание является более дешёвым способом для предварительной очистки, подсушки и охлаждения зернового вороха. Также, этот способ может применяться для отбора семян по удельному весу для посева и создаёт условия повышенной производительности остальных зерноочистительных машин.

Список литературы:
1.    Бутенко А.Ф. К совершенствованию конструкций рабочих органов ленточных метателей зерна / А.Ф. Бутенко, А.В. Асатурян, С.М. Чепцов // Современные тенденции в образовании и науке: сб. науч. тр. по материалам Международной науч.-практ. конф. в 14 частях. Часть 14. Тамбов, 2014. С. 20—25.
2.    Бутенко А.Ф. Метатель зерна на основе рабочего органа роторного типа // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 12. С. 13—15.
3.    Подъёмно-транспортные машины / В.В. Красников, В.Ф. Дудин, В.Ф. Акимов и др. -4-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1987. — 269 с.
4.    Ханхасаев Г.Ф. Интенсификация обработки зернового вороха зернометательными на открытых площадках зернотоков хозяйств Сибири / Г.Ф. Ханхасаев. — Улан-Удэ: Бурятское книжное издательство, 1995. — 207 с.