Совершенствование конструкции очистки решет зерноочистительных машин

    При проведении описанных экспериментов  количество их повторений определяли исходя из желаемой точности. Ошибка полученных значений с вероятностью 0.95 не превышала 5%

    Технологический резерв, то есть отношение фактического коэффициента эффективности живого сечения к идеальному, можно рассматривать  как состоящий из двух частей, одна из которых приписывается несовершенству рабочих органов очистителя, а вторая - несовершенству их привода. Каждую из этих частей целесообразно рассмотреть отдельно.

    Исследования  показали, что оптимальным следует  считать привод, который обеспечивает появление рабочих органов очистителя в каждой точке решета через равные промежутки времени.

    Среди других можно выделить лишь два параметра, на которые непосредственно влияют рабочие органы очистителя. Это приведенная  ширина В_пр и среднее необходимое число циклов работы. Увеличение значения   В_пр ведет к нежелательному результату - увеличению числа закрытых отверстий решета. Поэтому рабочий орган будет тем совершеннее, чем меньшей будет его приведенная ширина. В идеальном случае   В_пр= О. Понятно также и то, что идеальный рабочий орган должен давать полную очистку отверстий решета за один цикл работы.[25, 31]

    Приведенная ширина рабочего органа зависит главным  образом от его размеров и формы.

    Величина  цикла очистки - это промежуток времени  между двумя последовательными  воздействиями очистительного элемента на данный участок решета. С помощью  этого показателя характеризуется  периодичность очистки решета.[20]

    Число циклов и фактический коэффициент  эффективности живого сечения должны были определены экспериментально.

    Исходя  из полученных данных, было выявлено, что  увеличение частоты колебаний рабочих  органов очистителей приводит к  снижению пропускной способности решет. Это явление объясняется наличием области, которая дополнительно  закрывается рабочими органами при  их движении, кроме области их непосредственного  контакта с решетом.[23, 25, 28]

    Технологическая эффективность очистителя составляет 69,2...91,5 %, что указывает на возможность  увеличить живое сечение решета почти на 10 % за счёт улучшения процесса очистки. При этом технологический  резерв рабочих органов очистителя приблизительно в четыре раза больше той же величины для привода, поэтому в первую очередь целесообразно провести соответствующую работу по совершенствованию рабочих органов очистителя.

    Также следует заметить, что щеточные механизмы  содержат много элементов, они металлоемки и трудоемки, генерируют шум, вызывают повышенную вибрацию машин. При использовании этих, механизмов не удается избежать внешних подсоров, так как в решетных станах предусматриваются окна для осуществления привода. Указанные механизмы существенно повышают трудоемкость технического обслуживания при эксплуатации зерноочистительных машин.

    1.3 Очистители из  эластичного материала

    В вибрационных машинах, а также в  некоторых мельничных сепараторах  применяют очистители решет со свободным  перемещением ударяющих тел. Рабочие  органы этих очистителей, как правило, изготовляют из эластичного материала, чаще всего из пищевой резины. Конструктивно  они могут быть выполнены в  виде прямоугольных брусков, квадратных пластин с округленными углами и  сферической опорной частью, различных  шайб, а также резиновых шариков  и комбинированных очистителей  со щёточной периферийной частью и с упругими элементами, предназначенными для протыкания отверстий решёт. Рабочие органы очистителей располагаются под решетом на специальной сетке или отражательном днище.[26, 29, 30, 39]

     Надежная  очистка обеспечивается определенным количеством ударяющих тел на единицу площади очищаемого решета. Для их равномерного распределения  подрешётное пространство разделяют  на ячейки. Совершая периодическое  колебательное движение между решетом  и поддоном, шарики или другие тела ударяют снизу по застрявшей в  отверстии решета частице и выталкивают  ее вверх. Кинетическая энергия ударяющего тела при ударе по застрявшей частице расходуется на преодоление сил сцепления с кромками отверстия.

     Среди очистителей со свободным перемещением ударяющих тел наиболее рациональными  являются шариковые. Рассмотрим некоторые  из таких механизмов.

      На  рисунке 13 изображено устройство для  просеивания сыпучего материала.[13]

    Решёта 1 и 2 приводятся в возвратно-поступательное движение. При этом происходит сепарация  зернового вороха. Очищающие шарики 5 совершают колебательные движения между решетами 1 и 2, а также стержнями 3 и 4 ударяют по зернам, застрявшим в  отверстиях верхнего решета 1 и очищают  его, проникая также в пространство над стержнями 3 и 4.

    Таким образом, происходит повышение эффективности  рассева за счёт улучшения очистки  решёт.

    На  рисунке 14 изображена рамка шарикового очистителя плоских решёт.[14]

    При работе зерноочистительной машины ее решётный стан совершает колебательное движение. Зерновая смесь, перемещаясь по решету, разделяется на две фракции. При этом часть семян забивается в отверстиях. Шарики, отскакивая от отражательной поверхности, наносят удары по решету и очищают его от застрявших частиц. При этом сильно заклинившие частицы извлекаются из отверстий только при непосредственном взаимодействии с шариками. 

      Рис. 14. Шариковый очиститель плоских  решёт: 1 - каркас рамки; 2 - ячейки; 3 - перегородки; 4 - узел сетки.

     Рамка с шестиугольными ячейками в виде сетки из упругого материала практически  не создает препятствий очистке  при движении шариков. Это обусловлено  тем, что упругие нити, из которых  выполнена рамка, имеют малую  толщину, могут деформироваться, а  углы шестиугольных ячеек имеют  максимально возможную величину 120°, что открывает лучший доступ шариков к участкам решета, расположенным  над узлами решетки.

    На  рисунке 15 изображено устройство для  очистки отверстий решёт.[15]

    При движении решета 9 вправо коленообразная перегородка 4 движется вместе с ним, а при замедлении и остановке  решетного стана в крайнем  правом положении она за счет сил  инерции продолжает двигаться вправо, поворачивая вокруг оси 7 перегородки  шарнира 3 в боковинах 2 поддона 1. При  этом перегородка 4 поворачивается до соприкосновения с шипом 8. При  достижении решетным станом крайнего левого положения перегородка 4 за счет сил инерции продолжает двигаться  влево до упорного шипа 8. Так, за счет сил инерции, возникающих при  возвратно-поступательном движении устройства, коленообразные перегородки 4 поворачиваются на своих осях 7. 

          Рис. 16. Шариковый  очиститель решёт: 1 - решётный стан; 2 - подвески; 3 - основное решето; 4 - дополнительное решето; 5 - рамка; 6 - диагональные перегородки; 7 - резиновые шарики; 8 -гибкая подвеска; 9 - проём; 10 - опорные элементы;

    На  рисунке 16 изображена конструктивная схема шарикового очистителя плоских  решет.[16]

    Шариковый очиститель решет устанавливается  в подрешётном пространстве колеблющегося  решётного стана 1 машины с подвесками 2 и основным решетом 3. Очиститель содержит дополнительное решето 4, расположенную  с зазором между основным 3 и  дополнительным 4 решетами рамку 5 с  диагональными перегородками 6, образующими  ячейки, в которых размещены резиновые  шарики 7. Перегородки 6 составляют со стороной решета 3 угол 40...50°. Рамка 5 снабжена гибкой подвеской 8 и сообщается с ней через проемы 9, выполненные в решетном стане 1. На торцевых сторонах рамки 5 закреплены опорные элементы 10 из эластичного материала.

    Зерновая  смесь, подаваемая на основное решето 3, под воздействием вибрации перемешается и разделяется на фракции. При этом часть отверстий решета 3 забивается застрявшими частицами смеси. Одновременно производится очистка отверстий шариками 7, которые совершают периодическое движение между основным 3 и вспомогательным 4 решётами за счёт их колебаний.

    Шарики 7 могут воздействовать одновременно не на все зоны решета 3, а только на те, которые по размерам и форме  равны внутренним размерам ячеек  рамки 5, уменьшенным на величину диаметра шариков. Однако ввиду того, что рамка 5 раскачивается на подвесках 8, вся  поверхность решета 3 оказывается  охваченной очистителем. При этом размах перемещений рамки должен быть не меньше ширины забитых полос решета. Технологически оптимальный период движения рамки 5 устанавливается длиной подвесок 8. Движение рамке 5 сообщается корпусом решётного стана 1 при взаимодействии с опорными элементами 10, закрепленными  на рамке. Поэтому специальный привод для рамки 5 не требуется. Тем самым  конструкция очистителя упрощается.

    Недостатком рассмотренных способов очистки  следует считать наличие перегородок  под решетом, что приводит к увеличению массы решетного стана и уменьшению полезной площади решета.

    Рассматриваемые очистители обладают рядом существенных достоинств: отсутствие приводного механизма; простота конструкции; уменьшение габаритов  решетного стана; высокая долговечность  и надежность; относительная дешевизна; простота в эксплуатации.[33]

    Следует заметить, что исследований по шариковым  очистителям проведено недостаточно.

    Известно, что шариковые очистители решет  работают более эффективно в решетных станах, совершающих круговые или  возвратно-поступательные колебания  в вертикальной плоскости при  достаточной вертикальной составляющей амплитуды колебаний, и менее эффективно в решетных станах с возвратно-поступательным движением в горизонтальной плоскости.[26, 31]

    Необходимым условием работы шариковых очистителей  является сообщение свободно перемещающимся шарикам вертикального импульса посредством ударных взаимодействий со стенками и днищем ячейки колеблющегося  решетного стана.

    При горизонтальных и близких к ним  колебаниях решета сообщение шарику вертикального импульса возможно только при выполнении отражательной поверхности  специальной геометрической формы.

    Работу  шариковых очистителей в решетных станах, совершающих прямолинейные  вертикальные колебания, изучал Г. 3. Файбушевич. При решении задачи он пренебрегал  влиянием силы тяжести шарика на его  движение. Это позволило получить симметричную виброударную систему, в  которой периодическое движение шарика можно разбить на два интервала  одинаковой продолжительности, различающихся  только направлением движения. Это упрощало задачу, однако приводило к некоторой потере полноты исследования. Без указанных допущений решением этой задачи занимались П.М. Заика и В.Ф. Ридный.[26, 33, 42]

    Полученные  ими аналитические зависимости  для определения работы шариковых  очистителей в решётных станах, совершающих  прямолинейные колебания, проверялись  на экспериментальной установке, моделирующей ячейку шарикового очистителя вибрационных решет, которые совершают близкие  к вертикальным колебания. Модель ячейки (рис.17) выполнена в виде прозрачной цилиндрической обечайки 2, закрепленной на корпусе 5 тремя винтами 9. На обечайке нанесена мерная шкала 3.

    К верхней части обечайки прикреплено  решето 7, а к нижней — подвижная  платформа 4 с винтом 5. Плавное перемещение платформы осуществлялось вращением винта 5 рукояткой б, а ее фиксация посредством маховичка 7.

    Устройство  прикрепляли или к столу вибрационной машины с винтовыми колебаниями  решетного стана вокруг вертикальной оси или к столу вибрационного  электрического стенда, обеспечивающего  широкий диапазон кинематических режимов  при вертикальных колебаниях но прямолинейным  траекториям.

          Рис. 17. Схема  устройства для исследования параметров шариковых очистителей машин, решета которых совершают близкие к  вертикальным

колебания