Исследование процесса разрушения структурных элементов зерна гречихи на предмет определения средней силы удара

В современных условиях развития науки и техники при разработке конструкций новых сельскохозяйственных машин необходимо полностью учитывать все факторы оказывающие влияние на эффективность их работы, а в конечном итоге на качество готовой продукции. Зачастую при создании сельскохозяйственной машины не в достаточной степени учитываются свойства сельскохозяйственных материалов, с которыми они будут работать.

При проектировании машин для послеуборочной обработки и переработки зерна, а в частности гречихи, необходимо учитывать её различные технологические и физико-механические свойства, что будет оказывать влияние и на конструктивные и технологические параметры сельскохозяйственной машины. Одним из важнейших свойств гречихи, оказывающим влияние на процесс её переработки является прочность оболочки и ядрицы, поэтому любое механическое воздействия на зерно гречихи и других культур снижает его прочность. При этом механические повреждения с нарушением или без нарушения целостности зерна сказываются на его технологических и семенных достоинствах [1,2].

Воздействуя на структурные элементы зерна гречихи рабочими органами шелушильных машин необходимо добиться разрушения оболочки и полное сохранение ядрицы, поэтому точное определение необходимой для этого средней силы удара является актуальной задачей.

Для нахождения величины разрушающей средней силы удара мы разработали методику её определения. Основными элементами лабораторной установки (рисунок 1) является экспериментальный стенд, микросхема, генератор, питающий элемент и осциллограф. В качестве генератора используется телефонная линия, которая подаёт ток частотой 450Гц.

Рисунок 1 – Схема лабораторной установки.

Рисунок 2 – Функциональн6ая схема лабораторной установки.

Определение средней силы удара происходит следующим образом: после сбора всех составляющих в схему (рисунок 2), генератор Г подает в систему управления СУ импульсы с определённой периодичностью Т. Система управления при этом пропускает эти импульсы на вход счетчика импульсов СИ-1 только в определённый интервал времени r, при котором стальной шарик А контактирует с твёрдой поверхностью В. В результате этого на счётчике импульсов мы получаем число импульсов n, которое необходимо для определения длительности удара. Таким образом, чтобы определить длительность удара τ, необходимо число импульсов, зарегистрированных счетчиком, умножить на период импульсов T, подаваемых генератором Г.

, (1)

Далее на основании теоремы об изменении импульса материальной точки находим среднюю силу удара:

(2)

где- v₁ и v₂- векторы скоростей шара до и после удара;

r- длительность удара.

После проведения необходимых экспериментов и соответствующих расчётов мы построили график зависимости разрушающей силы (отдельно для каждой структурной единицы) от влажности испытуемого сельскохозяйственного материала (гречихи).

Рисунок 3 - График зависимости средней силы удара от влажности материала.

Используя данный график, мы можем увидеть диапазон средней силы удара необходимой для гарантированного снятия цветковой оболочки, сохраняя при этом ядрицу.

Хасанова Р.Х.

«Казанский государственный аграрный университет»