Введение

В теории исследования поведения частиц в процессе обработки на семяочистительных машинах и сортировальных устройствах [1; 8] большое значение имеет движение самого рабочего органа. Именно оно определяет особенности движения обрабатываемого материала [2].

Нами рассматривается возвратно-колебательное движение рабочего органа конусного классификатора [7], которое создает движение частиц семенного материала по траектории в виде знака бесконечности. Исходя из сложности движения, важно исследовать в отдельности кинематику непроходовых частиц [5], остающихся на полотне решета, и проходовых частиц, просеивающихся в отверстия решет. Ускорение частиц, одна из составляющих кинематических параметров [3; 6], достаточно интенсивно меняется по времени и направлению. Поэтому мы рассмотрим вопрос о средних линейных ускорениях.

Цель работы – разработка математической модели, позволяющей проанализировать зависимость средних линейных ускорений проходовых частиц от конструктивно-установочных параметров конусного классификатора и прогнозировать их изменение для дальнейшей оптимизации процесса.

Материал и методы исследований. Исследования основывались на методах дифференциальных уравнений, математического моделирования.

В полученных дифференциальных уравнениях (1-8) учитываются следующие величины: радиусы верхнего, среднего большего, среднего меньшего, нижнего решет, основания рабочего органа (Rвр, Rсбр, Rсмр, Rнр, Rосн); расстояние между решетами (Δs); расстояние от основания каркаса до крайней левой точки решет (s1, s2, s3, s4), точки понижения; расстояние от основания каркаса до крайней правой точки решет (h1, h2, h3, h4), точки повышения; положение крайней правой точки верхнего решета при отклонении влево с верхним положением горизонтального элемента каркаса (h4лв); толщина проходовой частицы (tп); угол конуса рабочего органа классификатора (δ) [4].

Среднее линейное ускорение проходовой частицы при обработке на конусном классификаторе при отклонении влево с горизонтальным элементом в верхнем положении для верхнего (1), среднего большего (2), среднего меньшего (3), нижнего решет (4) равно:

; (1)

; (2)

; (3)

; (4)

где ; ;

; ; .

Среднее линейное ускорение проходовой частицы при обработке на конусном классификаторе при отклонении вправо с горизонтальным элементом в верхнем положении для верхнего (5), среднего большего (6), среднего меньшего (7), нижнего решет (8) равно:

; (5)

; (6)

; (7)

; (8)

где ;.

Результаты и обсуждение. Согласно дифференциальным уравнениям (1-4), средние линейные ускорения проходовых частиц при движении влево имеют линейную и квадратичную зависимости от величины радиуса соответствующего решета, от расстояния между решетами, от положения точки понижения. Дифференциальные уравнения (5-8) показывают, что средние линейные ускорения проходовых частиц при движении вправо имеют удвоенную линейную и квадратичную зависимости от величины радиуса соответствующего решета, от расстояния между решетами, от положения точки повышения. Увеличение толщины частиц обрабатываемого материала будет снижать средние линейные ускорения. А величина угла отклонения решет, определяемая положением горизонтального элемента каркаса, существенно будет изменять средние линейные скорости только при увеличении времени обработки.

Выводы

1. Впервые разработана математическая модель средних линейных ускорений проходовых частиц, учитывающая движение обрабатываемого материала в виде положения крайних левых точек – точки понижения и положения крайних правых точек – точки повышения.
2. Полученные дифференциальные уравнения позволяют определить влияние конструктивно-установочных параметров классификатора на кинематику семян.
3. Согласно полученной математической модели оптимизировать процесс обработки семян на конусном классификаторе можно путем изменения его конструктивных особенностей.

Рецензенты:

Бартенев И.М., д.т.н., профессор кафедры «Механизация лесного хозяйства и проектирование машин» ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», г. Воронеж.

Попиков П.И., д.т.н., профессор, профессор кафедры «Механизация лесного хозяйства и проектирование машин» ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», г. Воронеж.