Совершенствование конструкции очистки решет зерноочистительных машин

    На  данном устройстве экспериментально определяли зазор h между решетом и отражательной поверхностью из условия устойчивого периодического движения шарика в модели ячейки очистителя, то есть величина зазора была принята за критерий оптимизации. Было определено, что в вибрационном решётном стане с существенной вертикальной составляющей амплитуды колебаний существуют определённые границы величины зазора между решетом и отражательной поверхностью, обеспечивающей устойчивое периодическое движение шарика.[33, 34]

    При колебаниях решета, близких к горизонтальным, шарику трудно сообщить вертикальный импульс, обеспечивающий достаточную  силу удара по решету. В результате экспериментов было установлено, что  этого можно добиться, если выполнить  отражательную поверхность в  виде решетки из круглых прутков, расположенных перпендикулярно к направлению движения решета.

 Анализ  результатов, полученных при проведении экспериментов, а также аналитических  зависимостей для определения влияния  кинематических параметров решётного  стана и параметров очистителя на силу воздействия на застрявшее в  отверстии зерно указывает на возможность применения шариковой очистки решёт, совершающих колебания близкие к горизонтальным.[26]

   Экспериментальные исследования проводили на установке, представляющей собой модель одной  ячейки очистителя, образованной подвижными боковыми 1 и нижней 7 платформами (рис. 18). 
 
 

                                               2        3        4       5       6    7       8

    Рис. 18. Схема устройства для определения  параметров шарикового очистителя машины, у которой решета совершают движения по траекториям,

близким к горизонтальным

   Сверху  пространство ячейки ограничено решетом  6. В устройстве предусмотрено изменение конструктивных параметров ячейки — длины и высоты посредством подвижных платформ 7 и 7 с направляющими ползунами 8 и винтов с гайками 9 и 2. Специальное крепление перегородок 3 и отражательной поверхности 4 позволяет исследовать различные формы рабочих поверхностей ячейки. На передней стенке, выполненной из органического стекла, нанесены вертикальная и горизонтальная шкалы.

   На  задней стенке сделаны дверцы для  смены испытуемых шариков 5 и элементов ячейки очистителя. Полученные результаты показали, что эффективная работа шариковых очистителей плоских решет возможна при колебаниях близких к горизонтальным, но только при соответствии кинематических параметров движения решетного стана конструктивным параметрам очистительного устройства: зазора между решетом и отражательной поверхностью материала, размеров и веса шариков, размера ячейки и числа шариков в ней.[26, 34]

   Шарики  могут располагаться не только в  ячейках разделительной сетки, но и  просто в канавках, разделенных поперек  перегородками.

   1.4 Задачи исследования

  Подводя итог, можно сделать заключение о  том, что задачами исследования является оптимизация соответствия кинематических параметров движения решётного стана  конструктивным параметрам очистительного устройства и изыскание путей  повышения эффективности работы шарикового очистителя.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать конструктивные параметры устройства для шариковой очистки решёт.
2. Обосновать оптимальные режимы работы шарикового очистителя решёт.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ 

2.1. Программа исследований

1. Выявить влияние размера отверстий решёт на качество их очистки.
2. Изучить влияние частоты вращения вала привода на качество очистки решёт.
3. Выявить влияние производительности решётного стана на качество очистки решёт.
4. Изучить влияние размеров разделительной клетки на качество очистки решёт.
5. Выявить влияние количества шариков в ячейке на качество очистки решёт.

2.2. Описание конструкции  и работы экспериментальной  установки

    Для исследования решётной поверхности  предлагается установка, оснащённая шариковым  очистителем решета и кривошипно-шатунным приводом модели решётного стана. При  проведении экспериментов количество их повторений определялось исходя из желаемой точности. Ошибка полученных значений с вероятностью 0,95 не превышала 5%.

    Решётный  стан, оснащённый решетом 3, шариковым  очистителем 4 и отражательной поверхностью в виде решётки 14, крепится на подвесках 5 и 6 к основной раме 1 экспериментальной  установки (рис. 19). Пространство под  решётным станом ограничено скатной  поверхностью 7 с зернопроводом 12 для  сбора просеявшихся через решето фракций.

    Подача  зерновой смеси на решётный стан осуществляется из бункера 2, закреплённого на раме 1. Бункер 2 оснащён заслонкой 13, используемой для изменения величины подачи зерновой смеси. 
 

    
 
 
 
 
 

    Рис. 19. Схема экспериментальной установки: 1 - рама; 2 - бункер; 3 - решето; 4 - очиститель решета; 5,6 - подвески; 7,11- скатные поверхности; 8 - шатун; 9 - вариатор; 10 - электродвигатель; 12 - зернопровод; 13 - заслонка; 14 – прутки отражательной решетки.

    Привод  решётного стана осуществляется от электродвигателя 10 с помощью  вариатора 9 и кривошипно-шатунного  механизма 8.

    При центробежном способе груз выбрасывается  из ковшей под действием главным  образом центробежной силы. При центробежном способе разгрузки скорость движения ленты V = 1.. .4 м/с.

    Используя справочные данные, для предлагаемой лабораторной установки выбираем скорость движения ленты V = 2 м/с.

    Исходная  зерновая смесь подаётся в бункер 2, откуда через заслонку 13 самотёком  поступает на решето 3 решётного  стана, совершающего колебания близкие  к горизонтальным.

    Шариковые очистители 4, совершая колебания в  подрешётном пространстве, ударяют  по решету снизу и совершают его  очистку.

    Зерновая  фракция, просеявшаяся через решето 3, по скатной поверхности 7 и зернопроводу 12. Зерновая фракция, идущая сходом с  решета З, по скатной поверхности 11.

    Ранее описанная экспериментальная установка  предлагается для исследования забиваемости решёт в зависимости от типа отражательной  поверхности, типа отверстий решета, частоты колебаний решётного  стана, амплитуды колебаний решетного стана, размеров ячейки и числа очистителей в ней.

    Для более равномерного распределения  шариков подрешётное пространство делится на ячейки. Обычно ячейки образуются установкой в подрешетное пространство продольных и поперечных планок. Однако при таком расположении ячеек  поверхность над продольными  планками не очищается шариками и  эффективность работы решета снижается. Этот недостаток можно частично устранить  смещением ячеек друг относительно друга в поперечном направлении. При этом сохраняется прямоугольная  форма и необходимая ориентация перегородок, но исключаются сплошные продольные забитые участки решета, что положительно сказывается на результатах процесса сепарации.

2.3. Методика проведения  исследований

    Исследования  проводили при закрепленной разделяющей  клетке. В качестве очистителей предлагается использовать шарики.

  Необходимое число очистителей в ячейке выбирают из условия оптимума процесса просеивания  зерновой смеси через отверстия  решет. Исследования проводились на решётах с продолговатыми отверстиями.

   Для проведения исследований на решётах  с продолговатыми отверстиями использовали методику, при которой влияние  одного из параметров на забиваемость решёт определяется после некоторого времени работы экспериментальной  установки путём подсчёта забившихся отверстий на решете и определения  коэффициента использования живого сечения решета Качество очистки  решёт оценивали коэффициентом  использования живого сечения решета (1)[19]: 

                                                    

                                                       (1)

где L - суммарная длина отверстий решета, мм; l- средняя длина зерновки, мм; n - число застрявших зерновок, шт.

    Зависимость коэффициента использования живого сечения решета от частоты вращения вала привода, количества очистителей, размеров разделительной клетки, размеров отверстий решета и от производительности устанавливалась путём определения указанного коэффициента на различных режимах работы экспериментальной установки. Частоту вращения вала привода измеряли с помощью тахометра часового типа и устанавливали её в пределах от 350 до 400 мин ^-1. Амплитуда колебаний решётного стана была постоянной и равной 15 мм.

    Определение зависимости коэффициента использования живого сечения решета от числа шариковых очистителей осуществлялось путём проведения опытов с различным числом очистителей в ячейке, а именно 3, 5, 7 шт.

    Определение зависимости коэффициента использования живого сечения решета от размеров разделительной клетки осуществлялась путём проведения опытов на различных размерах разделительных клеток, а именно 130, 160 и 190 мм.

    Зависимость коэффициента использования живого сечения решета мы определяли путём проведения опытов на решётах с разной шириной отверстий, а именно 2.4, 2.6 и 2.8 мм.

    Зависимость коэффициента использования живого сечения решета от производительности определяли путём изменения открытия заслонки, что изменяло количество подаваемого материала на решето. В опытах мы использовали производительности 20, 40, 60 т/ч.

2.4. Обработка результатов  исследований

  Обработка результатов исследований для различных  очистителей проводилась путём  определения средних значений коэффициента использования живого сечения решета на различных режимах работы экспериментальной установки и последующим сравнением этих средних.

  Так как дисперсии ошибок заранее  не известны, то сравнение средних  производилось при добавочном предположении, что дисперсии ошибок в сравниваемых сериях опытов одинаковы. Для решения вопроса о случайном или неслучайном расхождении средних значений подсчитывалось отношение (расчетное значение критерия Стьюдента): 

                                      

                                                       (2)

где

                                       

                                               (3)

    Величина  s², определяемая по данной формуле, служит оценкой неизвестной дисперсии σ².

    Так как средняя квадратическая ошибка а заранее была неизвестна, то вместо неё использовался эмпирический стандарт: