Эффективное приемо-подающее устройство для опушенных семян хлопчатника

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты разработки новой эффективной конструкции устройства для приема и передачи опушенных семян, определения параметров на основе теоретических исследований.

ABSTRACT

The article presents the results of the development of a new effective design of the device for receiving and transmitting pubescent seeds, determining the parameters based on theoretical studies.

Ключевые слова: Опушенный семян, винт, эффективность работы, трение, усилие сдвига, расстояние между шнеками, скорость вращения.

Keywords: Pubescent seed, screw, work efficiency, friction, shear force, distance between augers, rotation speed.

В настоящее время в большинстве цехов подготовки посевных семян хлопчатника семена, подвозимые автотранспортными средствами, направляются в производство с помощью винтовых транспортеров [3], куда опушенные семена подаются вручную с помощью лопат. В существующий конструкции бункер для опушенных семян хлопчатника [4], содержащий вертикальные стенки (оболочка и металлическая панель), наклонные боковины, переходящие в блок выгрузочных механизмов в низу.

Такой бункер успешно используется в качестве хранилища семян на выходе из производства хлопкозавода и погрузки семян на автотранспорт с относительно большой производительностью (около 20 т/ч) для отправки на маслозаводы.

К недостаткам этого бункера можно отнести большую неравномерность подачи семян, в особенности, при относительно небольшой производительности – в пределах 1-6 т/ч, требуемой в цехах подготовки посевных семян хлопчатника и невозможность обеспечения плавного регулирования производительности.

Причиной неравномерности подачи семян в данном бункере является то, что вывод семян из бункера осуществляется вращением барабанов с лопастями, при этом семена высыпаются порциями, величина которых зависит от расстояния между лопастями, высоты этих лопастей и высоты слоя семян над лопастями, т.е. заполненности бункера. Кроме того, в прототипе для загрузки семян, поступающих автотранспортом из производства или других хлопкозаводов, требуется наличие специальных устройств для их загрузки в бункер.

Для достижения равномерной дозированной подачи опушенных семян хлопчатника с приёмкой семян из автотранспортных средств без дополнительных механизмов, а также обеспечения плавной регулировки производительности подачи семян в производство разработан новое устройство [2].

Устройство (рис.1) содержит наклонные боковины 2 и 9, ограждения 1, желоб 3 и 7, блок выгрузочных механизмов 5, стенки 11 и 12, выгрузочный лоток 14.

Предлагаемый устройство имеет задвижку 6 с винтовым механизмом 13, колосниковые решетки 8, образующие поперечное решето, а его наклонные боковины 2 и 9 выполнены с разными длинами, L₁ и L₂ соответственно. При этом соотношение L₁:L₂ находится в пределах от 1:3 до 1:10. Это даёт смещение оси бункера от оси выгрузочных механизмов на расстояние «Z». Уменьшение указанного соотношения меньше, чем 1:3, ухудшает условия работы бункера из-за увеличения слоя семян над выгрузочным механизмом, что снижает равномерность выгрузки семян. Увеличение же этого соотношения больше, чем 1:10, не имеет смысла из-за того, что часть бункера со стороны длинной наклонной боковины практически невозможно заполнить семенами.

Блок выгрузочных механизмов 4 выполнены в виде цилиндров с винтовыми лопастями 10, а над ними и перпендикулярно к их осям установлены колосниковые решетки 8, образующие поперечное решето, на стенке 12 бункера со стороны выгрузочного лотка 14 установлена задвижка 6 с винтовым механизмом 13.

Устройство работает следующим образом. Опушенные семена из автотранспортных или других транспортных средств выгружаются в бункер. При этом масса семян будет смещена, как это показано на рис.1. Здесь на транспортирующий винт оказывают давление только семена, находящиеся над этим винтом до поперечной колосниковой решетки 8. При вращении винтов семена движутся в сторону выгрузочного лотка 14. Необходимая производительность выгрузки семян регулируется частотой вращения валов выгрузочного механизма 4, а более тонкая регулировка производительности осуществляется изменением зазора «s», между нижним концом задвижки 6 и лопастями выгрузочного механизма 4 с помощью винтового механизма 13. По мере вывода нижнего слоя семян из бункера верхние слои семян скользят по поверхности наклонной боковины 9 и через колосниковые решетки 8 поступают в область действия выгрузочных механизмов 4. Поперечные колосниковые решетки 8 не позволяет передвигаться верхним слоям семян в направлении выгрузочного лотка 14.

Устройство позволяет обеспечить равномерную дозированную подачи опушенных семян хлопчатника с их приёмкой из автотранспортных и других транспортных средств без дополнительных механизмов, что улучшает условия работы технологических машин цехов подготовки посевных семян, значительно снизить применение ручного труда, уменьшить потери семян в виде россыпи, уменьшить механическую поврежденность семян, что происходит при выгрузки семян на пол и их подачи в производство вручную при помощи лопат.

Рисунок 1. Конструктивная схема приемо-подающего устройство

Теоретически исследован анализ движения конвейерных винтов приемо-передающего устройства опушенных семян. Где рассмотрено движение группы опушенных семян при вращении винта, учитывая их движение вверх по наклонной плоскости.

На расчетной схеме (см.рис. 2) видно, что движение опушенных семян по наклонной плоскости перенаправлено вверх [1]. В этом случае на опушенное семя действуют следующие силы: сила тяжести , сила сдвига , сила реакции  и силы трения .

Рисунок 2. Расчетная схема движения опушенных семян вверх по поверхности винта

Следует отметить, как видно из схемы на рисунке 2 перемещение опушенных семян, осуществляется с помощью обоих винтовых конвейеров.

Эта схема подходит для обоих винтов. Выражение для определения общей силы сдвига, которая перемещает группу опушенных семян на двухшнековом конвейере, выглядит следующим образом:

                         (1)

Основываясь на полученном выражении (1), важно определить, зависит ли сила сдвига опушенных семян от параметров. При этом следует отметить, что тяговое усилие увеличивается пропорционально увеличению производительности, т.е. увеличению массы опушенных семян на винтовом конвейере.

На рисунке 3 представлены графики изменения силы смещения опушенных семян по мере увеличения их массы в конвейере.

С увеличением угла подъема винта перемещение опушенных семян затрудняется по мере увеличения сопротивления. В частности, при α=60⁰ видим, что когда масса опушенных семян на винтах увеличивается с 10 кг до 60 кг их общая сила сдвига увеличивается с 0,21*10² Н до 1,48*10² Н по линейному закону. Если угол наклона уменьшится до 30⁰, то наблюдаем, что  сила сдвига увеличивается с 0,08*10² до 0,72*10² Н.

Рисунок 3. Графики зависимости массы опушенных семян от изменения общей силы сдвига семян на винтовом конвейере

Это значит, для обеспечения производительности устройства приемки и передачи опушенных семян более 4 т/час α=(45-48)⁰ сила сдвига будет равна (1,2-1,35) * 10² Н.

Список литературы:

1. Джураев А. Динамика рабочих механизмов Хлопко перерабатывающих машин. Монография. Изд. «Фан». Ташкент, 2018 г. с.168.
2. “Приемо-подающий бункер для опушенных семян хлопчатника” патент на полезный модел, UZ FAP 00855, 2013 г.
3. Справочник по первичной обработки хлопка. Книга I. Ташкент-«Мехнат», 1994 г., с. 367.
4. Справочник по первичной обработки хлопка. Книга II. Ташкент-«Мехнат», 1994 г., с.76.