книги из ГПНТБ / Кожуховский И.Е. Зерноочистительные машины. Конструкции, расчет и проектирование

Глава VII

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ МАШИН

АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Конструкции новых машин создают с учетом агротехнических требований, которые представляет научно-исследовательская ор­ ганизация, разрабатывающая схему технологического процесса.

Агротехнические требования включают следующие разделы: 1) назначение машины; 2) место машины в системе машин для сель­ скохозяйственного производства; 3) зона применения; 4) условия работы; 5) качественные показатели технологического процесса; 6) технико-эксплуатационные требования; 7) экономические тре­ бования; 8) срок действия агротехнических требований.

В первом разделе указывают, для какого технологического процесса предназначается машина и взамен каких машин она про­ ектируется.

Во втором разделе указывают наименование и номер части в системе машин для сельскохозяйственного производства, а также номер позиции части, к которой относится проектируемая машина.

Втретьем разделе указывают, в каких зонах страны и в каком объеме (в единицах выработки) предполагается внедрение машины.

Вчетвертом разделе указывают, для какого технологического процесса предназначается машина, место ее в этом процессе и вы­ полняемая машиной операция, а также предшествующие операции

с очищаемым зерном, его состояние (засоренность и влажность)

иоперации процесса после проектируемой машины.

Впятом разделе обусловливают показатели качества работы проектируемой машины (чистота обработанного материала, сте­ пень его повреждаемости и потерь в отходах) и фракции, на которые машина должна разделять очищаемый материал.

Вшестом разделе приводят схему технологического процесса машины, типы машин (стационарная, передвижная), сепарирую­ щих органов, двигателей и передач; способы загрузки зерна в ма­ шину и приема очищенного зерна и отходов (транспортером, само­ теком и пр.); типы пылеотделителей; удельные показатели сепа­

рирующих органов — решет, сепарирующих каналов, триерных поверхностей; кинематические показатели рабочих органов; тех­ нические показатели машины: производительность, габаритные размеры, объем бункеров, потребную мощность, массу, количество обслуживающего персонала. Обусловливают также равномерность

181

подачи зерна в машину; удобство обслуживания машины: смазку, регулировку, смену рабочих органов (решет, триеров и др.), мон­ таж, ремонт и пр.; надежность очистки машины от сора и остатков семян; требования техники безопасности и санитарии труда; коэф­ фициенты надежности, технического обслуживания, использования рабочего времени смены; гарантийный срок службы машины.

Вседьмом разделе указывают степень снижения затрат труда

ипрямых издержек эксплуатации по сравнению с заменяемыми машинами; сумму этих затрат на годовой объем выработки; ли­

где QM— масса машины без покупных деталей и узлов в кг;

Я— нормативные затраты на производство 1 кг массы ма­ шины (без покупных деталей и узлов) при годовом выпуске 10 тыс. машин, в руб.;

К— коэффициент изменения себестоимости изготовления машины в зависимости от масштаба выпуска;

М— затраты на материалы, приходящиеся на 1 кг массы машины, в руб.;

а— стоимость покупных узлов и деталей в руб.;

УСЛОВИЯ РАБОТЫ МАШИН НА ПУНКТАХ, АГРЕГАТАХ И КОМПЛЕКСАХ

В зависимости от типа хозяйства, его размеров, почвенно­ климатических условий зерноочистительные и зерноочистительно­ сушильные пункты могут быть различными как по производитель­ ности, так и по набору оборудования.

Многообразие пунктов обусловливает и многообразие типо­ размеров их оборудования. Следует, однако, стремиться к макси­ мальной унификации машин. Так, машины для предварительной очистки зерна в различных пунктах должны быть однотипными и отличаться только производительностью (размерами). Машины для вторичной очистки и сортирования на пунктах для продоволь­ ственного зерна и на пунктах для семенного зерна могут иметь различные элементы.

Стремясь к максимальной унификации оборудования, следует учитывать различные условия его работы. Например, если ма­ шина проектируется для очистки сухого и влажного зерна, сле­ дует учитывать пониженные удельные нагрузки решет и других рабочих органов при работе с влажным зерном, особенности прием­ ных устройств и т. п.

182

Загрузка зерна в машину в зависимости от компоновки обору­ дования агрегата может осуществляться транспортером или само­ теком из расположенной выше машины или бункера. В машине должна быть предусмотрена приемная камера с питающим уст­ ройством, обеспечивающим равномерную по фронту загрузки по­ дачу материала на сепарирующий орган.

Прием очищенного зерна может осуществляться либо в бункер транспортера, либо самотеком непосредственно в последующую машину. Отходы также подаются в отдельно установленный бункер транспортером или самотеком.

Зерноочистительные машины пылят в местах загрузки, приема зерна и при прохождении его по решетам и триерам. Для уда­ ления пыли из помещений агрегатов устраивают центральную аспирационную сеть, состоящую из вентилятора, трубопроводов и пылеотделителей. У зерноочистительных машин и другого обору­ дования в местах образования пыли устанавливают пылесборники. При конструировании машин необходимо предусматривать воз­ можность установки таких пылесборников. Для этой же цели можно снабжать машины закрытыми кожухами, присоединяемыми к центральной аспирационной сети.

Системой машин для пунктов и заводов предусмотрены стацио­ нарные машины для. предварительной очистки зерна: воздушно­ решетные производительностью 5, 10 и 20 т/ч, воздушно-роли­ ковые производительностью 10 и 20 т/ч; стационарные машины для вторичной очистки и сортирования: воздушно-решетные произво­ дительностью 1,25; 2,5 и 5 т/ч, триеры производительностью Г,25; 2,5; 5; 10 и 15 т/ч.

Производительность зерноочистительной машины должна быть увязана с пропускной способностью поточной линии пункта или завода. На пунктах для послеуборочной обработки продоволь­ ственного зерна производительность машин для предварительной очистки должна быть равна пропускной способности поточной линии. Такую же производительность должны иметь и машины для вторичной очистки и сортирования зерна (с учетом разницы в его состоянии).

На пунктах для семенного зерна машины для предварительной очистки предусматриваются производительностью в 2 раза боль­ шей, чем машины для вторичной очистки. Это нужно потому, что предварительная очистка должна проходить в потоке с уборкой урожая. Вторичная же очистка зерна и другие операции могут выполняться как во время уборки, так и после уборки в течение более продолжительного времени.

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА

В машины предварительной очистки зерно поступает непосред­ ственно после уборки и обмолота, содержание примесей в нем за­ висит от состояния полей и настройки уборочных машин. Обычно

183

в зерне содержится большое количество мертвого сора: органиче­ ского — кусочков соломы, стеблей, колосьев, цветочных головок, и неорганического — комочков земли и пр.

Влажность исходного зерна зависит от погодных условий в убо­ рочный период и от способов уборки. В увлажненных районах она достигает 30%, а иногда и более.

Вмашины для вторичной очистки зерно поступает просушенным

ипочти полностью освобожденным от мертвого сора и большей части семян сорняков.

Машины для предварительной очистки должны выделять из зерна весь мертвый сор, а также не менее 60% семян сорных рас­ тений и зерновой примеси от содержания их в исходном материале.

Воздушно-решетные машины для вторичной очистки должны выделять из поступающего в них зерна все примеси, как сорные, так и зерновые, которые по своим физико-механическим свойствам, могут быть выделены воздушным потоком и решетами.

После вторичной очистки и сортирования продовольственное зерно должно удовлетворять требованиям базисных кондиций, если в нем нет таких примесей, как овсюг, гречишка, дикий го­ рошек и др., выделить которые воздушно-решетными машинами невозможно. При наличии таких примесей продовольственное зерно для доведения до базисных кондиций должно быть пропущено через триер.

Семенной материал после вторичной очистки на воздушно­ решетных машинах и триерах должен удовлетворять требованиям стандартов на семена, если в нем нет примесей, подлежащих выде­ лению на машинах для дополнительной очистки. При наличии этих примесей семенной материал дополнительно обрабатывается на пневматических сортировальных столах, электромагнитных ма­ шинах и др.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

На технологической схеме машины изображается последова­ тельный порядок расположения рабочих органов машины. Схема разрабатывается на основе изучения процесса обработки зерна: его очистки и сортирования.

Наиболее целесообразной является такая последовательность операций очистки и сортирования зерна: 1) очистка воздушным потоком; 2) очистка и сортирование решетами; 3) вторичная ойистка воздушным потоком; 4) очистка триерами. Иногда вторичную очистку воздушным потоком устраивают непосредственно после первой, располагая рядом два сепарирующих канала. Такое рас­ положение применяют главным образом в машинах для первичной очистки зерна. В машинах для вторичной очистки второй сепари­ рующий канал лучше располагать после решет.

Кукольный и овсюжный триеры в зависимости от конструк­ тивных решений располагают по-разному: сначала кукольный, а затем овсюжный, или наоборот^ сначала овсюжный, затем ку-

кольный. Лучшим является первое расположение, так как при этом облегчается работа овсюжного триера.

Машина может состоять из одного или нескольких сепарирую­ щих органов (в зависимости от назначения и места ее в технологи­ ческом процессе обработки зерна). Машины для предварительной очистки делают с воздушноочистительной системой и решетной частью. Решета располагают во схемам I, II или III (см. рис. 38). В машинах для вторичной очистки решетная часть имеет более

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

Очень важным технико-экономическим фактором, который нужно учитывать при проектировании машин, является техноло­ гичность конструкции. Под технологичностью понимается такое конструктивное оформление машины, узлов и деталей, при котором требуются минимальные затраты на освоение ее производства и которое позволяет вести работы прогрессивными методами, приме­ нять рациональные формы организации производства и в резуль­ тате повысить производительность труда и снизить себестоимость машины при соблюдении заданных конструктивно-эксплуата­ ционных требований.

Основными показателями технологичности конструкции яв­ ляются следующие; максимальное использование действующих в машиностроении стандартов и ведомственных нормалей; приме­ нение деталей и сборочных единиц, ранее освоенных в производи стве машин; унификация в проектируемой машине или серии машин сборочных единиц, деталей и отдельных конструктивных элементов: диаметров валов и отверстий, типоразмеров резьб, фасок, галте­ лей, конусов и др.; применение стандартных посадок, классов точности и чистоты поверхности, максимальное использование предельных калибров стандартного образца, использование дета­ лей простейшей конфигурации; расчленение машины на сборочные единицы и механизмы, собираемые отдельно; применение загото­ вок, не требующих дальнейшей обработки.

ПОРЯДОК КОНСТРУКТИВНОЙ РАЗРАБОТКИ МАШИНЫ

При создании конструкции машины выполняют следующие работы: 1) разрабатывают конструктивную схему машины (эскиз­ ный проект); 2) рассчитывают основные сборочные единицы и де­ тали машины: размеры и кинематические параметры сепарирую­ щих органов (решет, сепарирующих каналов, осадочных камер,

185

вентиляторов, триеров), рабочих органов (щеток, питающих ва­ ликов и др.), передач (шкивов, ремней, звездочек, цепей); 3) рас­ считывают на прочность детали, работающие под нагрузкой (валы, подшипники, передачи, подвески, шатуны); 4) изготовляют чер­ тежи изделий; 5) делают деталировку изделий; 6) составляют спе­ цификацию деталей и материалов.

Конструктивная схема включает в себя продольный и попереч­ ный разрезы машины, кинематическую схему и схему передач. Вычерчивают ее обычно в масштабе 1 : 5.

ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН

В качестве примера рассмотрим расчет основных параметров унифициро­

ванной серии однотипных воздушно-решетных зерноочистительных машин раз­ ной производительности для первичной очистки зерна на зерноочистительных

и зерноочистительно-сушильных пунктах. Машины эти (ОРВ-20, ОРВ-10 и ОРВ-5) были спроектированы ВИМом при разработке поточной технологии после­ уборочной обработки зерна. Они установлены на первом в нашей стране высоко­ производительном зерноочистительно-сушильном пункте, построенном в Сосновском совхозе Омской области.

На рис. 135 приведен общий вид (продольный и поперечный разрезы) ма­ шины ОРВ-20, а на рис. 136 дана схема ее технологического процесса.

Воздушноочистительная система машины ОРВ-20 состоит из двух верти­ кальных сепарирующих каналов 1, 2 (рис. 135), осадочной камеры 3 и венти­ лятора 5. В осадочной камере, внизу расположен шнек 4 для вывода наружу

выделяемых из зерна и осаждающихся в камере примесей. Количество отсасы­ ваемого вентилятором из каналов воздуха регулируют клапаном, расположен­ ным в выходном патрубке вентилятора. Клапан поворачивают при помощи винта.

Зерно в сепарирующий канал подается питающим валиком 15, располо­ женным в приемной камере. Под питающим вал и ко м устроено шарнирное дно, опирающееся на пружины. Подачу зерна регулируют изменением зазора между питающим валиком и дном, поворачивая валик шарнира винтовой па­ рой. Приемный ковш машины снабжен зерносливом 14, через который излишек

зерна ссыпается в загрузочный бункер.

Решетная часть состоит из двух решетных станов 11 и 12, работающих па­ раллельно. В каждый решетный стан в особых рамках-кассетах вставлен набор решет, состоящий из шести полотен. Из д в у х решетных полотен составлено ре­ шето для отделения крупных примесей (полотна вставлены в одну рамку) и из

четырех — решето для отделения мелких примесей (полотна вставлены в две

рамки). Для устранения заклинивания и облегчения установки рамок с реше­ тами верхние направляющие прикреплены к боковинам решетного стана шар­ нирно. После установки рамок направляющую зажимают болтом-

Решетные станы подвешены к раме на деревянных пружинящих подве­ сках 10 и приводятся в колебательное движение шатунами 7 от эксцентриков, расположенных на двух валах 8 и 9. Подвески расположены под углом 15°

к вертикали, благодаря чему, колебания решетных станов направлены под уг­

лом 15° к горизонтали. Уравновешивание инерционных сил решетных станов достигается направлением колебаний в разные стороны. Синхронность враще­

ния валов обеспечивается цепной передачей. Решета очищаются щетками, со­ вершающими возвратно-поступательные движения от кривошипов, которые рас­ положены на валу 6. Устройство щеток такое же, как и в машинах завода «Во-

ронежсельмаш» (см. описание машины ЗАВ-10.30000).

Зерно на оба решетных стана направляется распределителем 13,. представ­

ляющим собой колеблющуюся скатную доску с продольными перегородками.

В конце распределителя между перегородками сделаны отверстия, через которые

часть зерна поступает на верхний решетный стан. Остальное зерно сходит с рас­ пределителя и попадает на нижний решетный стан.

186

Рабочие органы приводятся в движение ремнями от двух электродвига­ телей, из которых один вращает вентилятор, а другой — все остальные ра­ бочие органы. Щетки и нижний решетный стан приводятся цепной пере­ дачей. Все передачи расположены с одной стороны машины и ограждены решеткой.

Машины ОРВ-Ю и ОРВ-5 имеют такую же конструкцию, как и машины

ОРВ-20, и отличаются только размерами и числом решетных полотен. Решетная часть машины ОРВ-Ю состоит из двух решетных станов, машины ОРВ-5 — из

одного.

Инерционные силы решетного стана машины ОРВ-5 уравновешиваются вращающимися грузами, расположенными на параллельных эксцентриковом

и дополнительном валах. Схема такого уравновешивания была рассмотрена раньше (см. рис. 28, в и г ) . -

Техническая характеристика машин ОРВ-Ю, ОРВ-20 и ОРВ-5 дана в табл. 34.

Из показателей технологичности конструкции в данной серии машин осу­

ществлены следующие: использованы стандартные и нормализованные изде­

лия—вентиляторы, шарикоподшипники, крепежные детали; применены сбороч­ ные единицы и детали машин, находящихся в серийном производстве (завода

«Воронежсельмаш»): щетки и их несущие устройства, решетные полотна, рамки-

кассеты решет, шнеки, корпуса шарикоподшипников, а также профили про­ ката, система допусков и посадок; в разработанной серии унифицированы ре­ шетные станы и воздушноочистительные системы машин ОРВ-Ю и ОРВ-5 и

ряд отдельных деталей.

Расчет ведем в следующем порядке.

1.Производительность машин ОРВ-20, ОРВ-Ю и ОРВ-5 согласно техниче­

ской характеристике принимаем соответственно 20, 10 и 5 т/ч; размеры решетных полотен: ширину 990 мм, длину 790 мм.

2.В машинах ОРВ-20 и ОРВ-Ю проектируем два параллельно работающих

решетных стана; в машине ОРВ-5 — один стан.

3. Загрузку решет полную Q в кг/ч и удельную цв в кг/(ч-дм) принимаем

188

5.Удельную производительность qp подсевных решет'находим по уравне­

нию (39), приняв полноту разделения в = 0,7.

6.Удельную производительность решет а для отделения крупных приме­

189