Машины для предварительной очистки зерна

Зерноочистительно-сортировальные машины

Методические указания

К лабораторной работе

Специальности 110301 Механизация сельского хозяйства

050501 Профессиональное обучение

110201 Агрономия

110302 Электрификация и автоматизация сельского

хозяйства

140106 Энергообеспечение предприятий

Направление 110300 – Агроинженерия

110200 – Агрономия

Уфа 2010

УДК 378.147:631.362.3

ББК 7458:40.72

М 54

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «Сельскохозяйственные машины» (Протокол № 8 от 12 января 2010 г.)

Рекомендовано к опубликованию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства

(Протокол № 1 от 27 января 2010 г.)

Составители: профессор Мударисов С.Г., доцент Самигуллин А.С.,

инженер Бадретдинов И.Д.

Рецензент: заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики, доцент Масалимов И.Х.

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой сельскохозяйственных машин, д.т.н., Мударисов С.Г.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Изучение конструкции, усвоение рабочего процесса и выполнение основ­ных технологических регулировок семяочистительных машин СМ-4, а также ознакомление с устройством и технологическим процессом работы других новых современных зерноочистительно-сортировальных машин, в том числе зарубежного производства.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТЫ

Демонстрационные машины СМ-4, ЭМС-1А, семена различных культур, инструменты, плакаты по машинам МПО-50, ОЗС-50, РТС-500, БТЦ-700, ПСС-1, МОС-9Н

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Поступающий из-под комбайнов на послеуборочную обработку зерновой ворох представляет собой смесь полноценного, щуплого и поврежденного зерна (семян основной культуры), семян различных культурных растений и сорняков, а также органических (полова, частицы растений, соломы и колосьев) и минеральных (песок, комочки почвы и др.) примесей. Для использования та­кого зерна по назначению (продовольственный, семенной материал) необхо­димо освободиться от примесей, сорняков путем очистки на зерноочисти­тельно-сортировальных машинах.

Существуют следующие способы очистки и сортирования зерна:

- предварительная очистка;

- первичная очистка;

- вторичная очистка;

- окончательная очистка или калибрование семян.

Зерноочистительные машины, в свою очередь, делятся на машины об­щего и специального назначения. Машины общего назначения бывают четырех типов: безрешетные (воздушные), воздушно-решетные, триерные и воздушно-решетно-триерные.

В настоящее время промышленностью выпускаются следующие машины для очистки сортировки зерна:

1) Для предварительной очистки зерна:

- безрешетные МПО-50, МПО-50С, МПО-100;

- воздушно-решетные МПР-50, ОВС-25, МЗ-10С, Petkus-123.6/V153.6;

2) Для первичной очистки: ЗВС-20А, МЗП-50-1, (PV-БЦС-50), МЗС(-25(10,5)), ОЗС-50;

3) Для вторичной очистки (универсальные): МВУ-1500, СВУ-5А, МВО-10, Petkus V12.24/V152.4;

4) Триерные машины (блоки): БТЦ-700, Р1-ББТ-700-8, БТ-10, БТ-20, ТС-800;

5) Воздушно-решетно-триерные: СМ-4, МС-4,5, Petkus Gigant K-531А;

6) Пневмосепараторы: СП-5, ПС-10(15), ОПС-2Д4;

7) Пневматические сортировальные столы: ПСС-2,5, ПСС-1, СПС-5, МОС-9Н.

К машинам специального назначения относятся машины для очистки семян от трудноотделимых примесей:

- электромагнитные семяочистительные машины ЭМС-1А, Petkus К-590А, МСМ-0,8, СМЩ-0,4;

- горка для очистки свекловичных семян ОГС-0,5М и другие.

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МАШИН

Машины для предварительной очистки зерна

4.1.1 Машина предварительной очистки МПР-50. Данная машина (рисунок 1) предназначена для предварительной очистки зернового вороха после комбайновой уборки колосовых, зернобобовых и крупяных культур, кукурузы и подсолнечника. Выпускается ЗАО ГСКБ «Зерноочистка» (г. Воронеж).

В состав МПР-50 входят машина предварительной очистки МПО-50 и решетная приставка РП-50, которые могут использоваться и по отдельности.

Машина МПО-50 состоит из приемной камеры и воздушноочистительной части. В приемной камере находятся разравнивающий загрузочный шнек 10, сетчатый транспортер 9 с подбивальщиком 7. Дном приемной камеры является клапан 12, сила прижатия которого регулируется грузами. На ведущем и ведо­мом валах сетчатого транспортера установлена бесконечная сетчатая лента (у модели МПО-50С вместо сетчатого транспортера устанавливается скальпера­тор). Под транспортером находятся скатные доски 6, разделяющие материал на два потока.

Замкнутая воздушно-очистительная часть включает в себя всасывающий (пневмосепарирующий) 5 и нагнетательный 3 каналы, осадочную камеру 15 с установленным в её верхней части диаметральным вентилятором 13, а в нижней – шнеком выгрузки легких примесей 16. Для регулирования скорости воздушного потока служит установленная в нагнетательном канале 3 дроссельная заслонка 14.

Машина РП-50 предназначена для очистки зернового вороха от мелких примесей на решетах. На раме с помощью четырех канатных подвесок 20 под­вешен двухъярусный решетный стан 18, который в процессе работы совершает круговые колебания. Очистка решет производится с помощью шариков, уста­новленных под ними в специальных кассетах.

Технологический процесс машины МПР-50 происходит следующим обра­зом: зерновой ворох через загрузочный патрубок 11 поступает в приемную ка­меру, равномерно распределяется разравнивающим шнеком 10 по всей ширине машины и по каналу 12 сходит на сетчатый транспортер 9, верхняя ветвь кото­рого совершает колебательные движения с помощью подбивальщика 7. Круп­ные примеси прижимаются соломоприжимами 8 к транспортеру, идут сходом и выводятся из машины через патрубок 4. Остальные компоненты зернового во­роха проходят через отверстия сетки и через питающие окна выводятся в на­клонный пневмосепарирующий канал 5, где подвергаются воздействию восхо­дящего воздушного потока, создаваемого диаметральным вентилятором 13. Из зерновой смеси выделяются частицы легких примесей, которые выносятся в осадочную камеру 15, а очищенный воздух поступает в вентилятор и по нагне­тательному каналу 3 вновь подается в пневмосепарирующий канал 5. Очищен­ное зерно через выход 1 поступает на решетный стан машины РП-50. Верхний и нижний ярусы решетного стана работают параллельно и имеют одинаковое уст­ройство. На решетах В отделяются мелкие примеси, а на решетах Г – фуражное зерно. Чистое зерно идет сходом с решет Г. Каждая фракция поступает в свой приемник.

а	б

а) общий вид; б) схема рабочего процесса

1 – патрубок вывода очищенного зерна; 2,12,17 – клапан; 3 – нагнетательный канал; 4 – пат­рубок вывода крупных примесей; 5 – пневмосепарирующий канал; 6 – скатные доски; 7-подбиваль­щик; 8 – соломопружины; 9 – сетчатый транспортер; 10 – загрузочный шнек; 11 – загрузочный пат­рубок; 13 – диаметральный вентилятор; 14 – дроссельная заслонка; 15 – осадочная камера; 16 – шнек вывода легких примесей; 18 – решетный стан; 19 – рама приставки; 20 – канатные подвески; В,Г – решета.

Рисунок 1 – Схема рабочего процесса машины МПР-50

4.1.2 Передвижной очиститель вороха ОВС-25 предназначен для пред­варительной очистки зернового вороха на открытых площадках и складов зернотоков, включает в себя загрузочный транспортер, приемную камеру, воздушные каналы, решетные станы, отгрузочный транспортер. Машина в процессе работы может перемещаться со скоростью 0.1…0.3 м/мин и переезжать по току со скоростью 2.7…6.1 м/мин. Машина выпускается также и в стационарном варианте.

Технологический процесс машины происходит следующим образом (рисунок 2).

1 – загрузочный транспортер; 2 – приемная камера; 3 – шнек разравнивающий; 4 - воздуховод; 5,8 – регулировочные заслонки; 6 - вентилятор; 7 – осадочная камера; 9 – жалюзийный пылеуловитель; 10 - пневмотранспортер; 11 – шнек отходов; 12 – механизм самопередвижения; 13 - колесо; 14 – рама; 15 – решетные станы; 16,17 – пневмосепарирующие каналы; 18 – отгрузочный транспортер.

Рисунок 2 – Схема рабочего процесса воздушно-решетной машины ОВС-25

Зерно загрузочным скребковым транспортером 1 подается в приемную камеру 2. Шнеком 3 распределяется равномерно по ширине машины и в приемной камере 2 делится на две равные части. Ребристыми питающими валиками зерно ссыпается по регулируемым лоткам в каналы на параллельно работающие верхний и нижний решетные станы 15. В воздушных каналах 16,17 происходит очистка: воздушный поток, создаваемый вентилятором 6 уносит легкие примеси в осадочную камеру 7, где часть примесей осаждается, а наиболее легкие поступают в пневмотранспортер 10. Очищенное воздушным потоком зерно поступает на решето Б1 каждого решетного стана. Мелкие примеси и часть зерна, пройдя сквозь решето Б1, падают на решето В, крупные примеси и оставшееся зерно сходят на решето Б2. Решета В и Г, работающие последовательно, выделяют мелкие примеси, которые по нижней скатной доске ссыпаются в горловину шнека отходов 11. Крупные примеси сходят с решета Б2. Зерно, прошедшее сквозь решето Б2 по верхней скатной доске, ссыпается в приемник, в этот же приемник поступает и сход с решета Г. Из приемника, куда попали сход с решет Г и проход с решет Б2, зерно отгрузочным транспортером 18 подается в кузов автомашины или в бурт. Воздушный поток регулируют заслонкой в окне 5 так, чтобы он уносил пыль, кусочки соломы и колосьев, полову, легкие примеси. Регулировка правильная, если в отходах нет полноценного зерна. К машине приложен комплект решет с продолговатыми отверстиями шириной 1.5…5 мм, и с круглым диаметром 3.6…10 мм. Для предварительного подбора решет руководствуются данными специальной таблицы в инструкции, а методика оптимального выбора размера аналогична описанной применительно для семяочистительной машины СМ-4 (см. п. 4.2.1).

СЕМЯОЧИСТИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

4.2.1 Комбинированные ветро-решетно-триерные семяочистительные машины СМ-4 и МС-4,5предназначены для очистки и сортирования зерновых, зернобобовых, технических масличных культур и семян трав, используемых как для посева, так и для продовольственных целей. Машины очищают и сортируют исходный зерновой материал (ворох) засоренностью не более 10% и влажностью до 15%, получаемый, как правило, после предварительной очистки.

Машина СМ-4, описанная здесь подробно, состоит из загрузочного скребкового транспортера, решетного стана, воздушно-очистительной части, элеватора – двухпоточной нории, триерных цилиндров, механизма самопередвижения (рисунок 3). Машина МС-4,5 создана АООТ «Воронежсельмаш» на базе СМ-4 с модернизацией воздушно-очистительной части (оставлен только один вентилятор вместо двух у СМ-4), установлены вибролоток вместо шнека для последующего транспортирования очищенного на решетном стане зерна, а также разгрузочный транспортер вместо 1-ой ветви поточной нории у СМ-4. В основном общее устройство и технологический процесс аналогичны.

В решетном стане 20 (и у машины СМ-4 и у МС-4,5), подвешенном на вертикальных подвесках установлены 4 решета: в верхнем ярусе – Б1 и Б2, в нижнем – В и Г, габариты которых 790 х 990 мм. Решетный стан, установленный под углом 6⁰ к горизонту, совершает возвратно-поступательное движение с частотой 418 кол/мин и амплитудой 7.5 мм от электродвигателя с помощью двух шатунов через эксцентриковый приводной вал.

Решета очищаются щетками, установленными под ними. Щетки совершают возвратно-поступательное движение с частотой 29 кол/мин и амплитудой 256 мм.

Воздушная часть представляет собой сварную конструкцию из листовой стали и состоит из двух замкнутых аспирационных систем А – Б- аспирации. В общей стенке этих систем имеется окно для перетока части воздуха из нагнетательной ветви А-аспирации во всасывающую ветвь Б. В качестве генераторов воздушного потока каждая аспирация имеет диаметральный вентилятор 8 и 9 с диаметром ротора 300 мм и регулируемыми оборотами от 576 до 878 мин^-1.

1 – загрузочный транспортер; 2,19 - клапаны; 3,10 – регулировочные заслонки; 4,12 – первый и второй пневмосепарирующие каналы; 5 – приемное устройство; 6 – шнек вывода легких примесей; 7,11 – первая и вторая осадочные камеры; 8,9 – диаметральные вентиляторы; 13 - пылеуловитель; 14 – распределитель потока зерна; 15 – двухпоточная нория; 16,17 - триеры; 18 – шнек очищенного зерна; 20 – решетный стан; I…VI – приемники фракций

Рисунок 3 – Технологическая схема семяочистительной машины СМ-4

В А-аспирации встроено питающее устройство, состоящее из распределительного шнека 5, подвижной перегородки и клапана питателя. Клапан-питатель подпружинен, усилие поджатия регулируется с помощью рычага фиксатора. На оси клапана установлен отключающий упор, воздействующий на ролик конечного выключателя, связанного электрической связью с механизмом самопередвижения (изучить конструкцию на демонстрационной машине кафедры).

Для вывода легких примесей из отстойной камеры А-аспирации в ней расположен шнек 6, а из отстойной камеры Б-аспирации легкие примеси выводятся самотеком. Заслонки 3, 10 предназначены для регулировки скорости воздушного потока в аспирационных каналах.

В пространстве, образованном каналом Б-аспирации, расположен съемный матерчатый фильтр (пылеуловитель) 13, через который часть запыленного воздуха выводится в атмосферу. Пыль оседает в емкость под фильтром за счет периодического встряхивания и удаляется скребком при неработающей машине. На крышке воздухоочистительной части установлены: электродвигатель привода вентиляторов, нории и контрпривод с вариатором для изменения числа оборотов вентиляторов (Найти приведенные узлы в демонстрационной машине).

Машина имеет два триера 16, 17: верхний - кукольный для отделения коротких примесей и нижний - овсюжный для отделения длинных примесей. Оба триера имеют аналогичное устройство. Триерные цилиндры установлены на раме горизонтально, поэтому осевое перемещение материала в цилиндре при его вращении с 45 мин^-1 осуществляется с помощью плужков, закрепленных на стенке лотка.

Механизм самопередвижения служит для перемещения машины вдоль бурта зерна с рабочей (4.5 м/ч) и транспортной скоростью до 435 м/ч.

Технологический процесс работы машины происходит следующим образом (рисунок 3).

Исходная зерновая смесь скребковым транспортером 1 через загрузочный шнек 5 подается в воздушный канал первой аспирации 4, где восходящий поток воздуха от первого вентилятора 8 выносит в осадочную камеру 7 легкие примеси (включая солому, колосья, головки сорняков и т.д.).

Далее очищаемый материал поступает на разгрузочное решето Б1, сход с этого решета Б1 (фракция с крупными семенами) обрабатывается на решете Б2, где семенной материал просевается через его отверстия (проход), крупные примеси (сход) направляются в приемник III.

Проход через решето Б1 попадает на подсевное решето В, где мелкие примеси просеиваются и попадают в приемник I, туда же поступают легкие примеси из отстойной камеры 3. Семенной материал подвергается сепарации на сортировальном решете для выделения из него оставшихся мелких примесей и зерен (проход). Эта партия попадает в приемник II.

Очищенный решетом Г материал (сход) поступает в канал второй аспирации 12, обслуживаемый вторым вентилятором 9 (у машины МС-4,5 этот вентилятор отсутствует). Оставшиеся мелкие примеси и щуплое зерно воздушным потоком выносятся во вторую отстойную камеру 11 и направляются в приемник III, а семенной материал шнеком 18 (у МС-4,5 - вибролотком) подается первой ветвью нории 15 в кукольный триер 16. Далее очищенное от коротких примесей семена идут в овсюгоотборник 17.

Чистые полноценные семена второй ветвью нории 15 выводятся в приемник, автомобиль или мешок (на машине МС-4,5 вместо второй ветви нории установлен отгрузочный скрепковый транспортер). Примеси, выделенные овсюжным триером 17, поступают в овсюжный приемник V, а примеси от куколеотборника 16 — в приемник мелких зерен II.

Подготовка машины к работе и основные регулировки. При подборе решет нужно руководствоваться таблицей, установленной на машине или приведенной в руководстве по эксплуатации. Решето Б1 должно делить поступающий материал на две приблизительно одинаковые по весу части. «Проход» приблизительно равен «сходу». Решето Б2 должно пропускать все зерно основной культуры и удалять из него крупные примеси и должно быть заполнено зерном на 60-80% длины. Схода основной культуры с этого решета не допускается.

Выбор решета В затруднений не представляет, его подбирают по таблице. Это решето должно быть равномерно по всей поверхности заполнена слоем толщиной в одну зерновку. По этому решету на практике устанавливают производительность машины (подачу зерна).

Регулировку подачи материала загрузочным транспортером осуществляют, меняя положение подвижной заслонки (см. демонстрационную машину) рукояткой. После выбора подачи отключающий упор, закрепленный на оси клапана- питателя, устанавливается в такое положение, чтобы в случае увеличения подачи упор воздействовал на ролик конечного выключателя. При этом отключается механизм передвижения машины, подача уменьшается и тем самым автоматически поддерживается установленная подача обрабатываемого материала. При работе на малосыпучем материале для предотвращения сводообразования в питающем устройстве необходимо придать колебания подвижной перегородке с помощью колебателя, установив на боковину решетного стана.

При регулировке воздушного потока в канале первой аспирации (рисунок 3) его скорость устанавливают такой, чтобы из зернового материала отделялись пыль, часть соломы, полова, легкие примеси и т.д., а в канале второй аспирации- легкие щуплые семена основной культуры и посторонние легкие примеси.

Регулировка воздушного потока при обработке зерновых культур производится изменением числа оборотов диаметральных роторов вентиляторов 8, 9 через вариатор и регулировочными заслонками 3, 10 в аспирационных каналах.

Качество работы триерных цилиндров 16, 17 (рисунок 3) зависит от положения рабочей кромки желоба. При регулировке положения желоба необходимо иметь в виду следующее: при высокой установке кромки желоба в овсюжном цилиндре 17 семена получаются более чистыми, но при этом не все из них попадают в желоба, часть остается в цилиндре и сходит вместе с длинными примесями (потери). При низкой установке рабочей кромки желоба в очищенных семенах остается много длинных примесей (овсюг, овес при очистке пшеницы), но меньше семян попадает в отходы.

При высокой установке рабочей кромки желоба в кукольном цилиндре 16 короткие примеси попадают в желоба в меньшем количестве, так как часть их выпадает из ячеек раньше – ниже кромки желоба. При низкой установке желоба потери основной культуры с отходами прибавляются.

Проверка качества работы триерных цилиндров производится просмотром всех выходов с цилиндров. Оптимальная загрузка триеров определяется по выходу длинных примесей. Овсюжный триер 17 загружают до такого состояния, пока вместе с длинными не пойдет основное зерно. Затем загрузку уменьшают до тех нор, пока в отходах не будет чистого зерна. На продовольственном режиме материал не проходит триерную очистку и для сбора очищенного материала предусмотрены приемники IV и VI. Уточнение особенностей устройства МС-4,5 можно найти в литературе [1]

4.2.2 Универсальный зерносемеочиститель ОЗС-50в зависимости от места в технологическом процессе предназначен для первичной или вторичной очистки как исходного вороха, так и материала, уже прошедшего предварительную обработку. Очищает зерновой материал и семена от легких, крупных и мелких примесей скельпаратором, двухкратной обработкой воздушным потоком и четырьмя решетными станами, работающими параллельно. Качество очищенного зерна соответствует базисным (продовольственное) кондициям, а семенной материал - нормам чистоты по ГОСТ Р 52325-2005. Производительность машины при первичной очистке (продовольственное зерно) - до 20 т/ч, а при вторичной очистке (семена) - до 10 т/ч.

а	б

а) общий вид; б) схема рабочего процесса

1 – зернопровод; 2 – приемная камера; 3 – валик питающий; 4 – клапан; 5 – скальператор; 6 – аспирационный канал; 7 – решетные станы; 8 – пневмоканал; 9 – осадочная камера; 10 – шнек; 11 – рама.

Рисунок 4 – Очиститель зерна стационарный ОЗС-50

Общий вид и схема рабочего процесса приведены на рисунке 4, а основные рабочие органы и узлы расшифрованы под рисунком.

Технологический процесс происходит следующим образом (рисунок 4б). Зерновой материал поступает по зернопроводу 1 в приемную камеру 2, над рифленым питающим валиком 3, который равномерно распределяет материал по ширине камеры 2. Через подпружинный клапан 4 зерновой материал подается на вращающийся барабан - скальператор 5. Грубые примеси, не прошедшие сквозь сетчатый барабан - скальператор 5, выводятся из процесса (машины), а зерновой материал обрабатывается воздушным потоком в аспирационном канале 6 и поступает на делители потока, которые подают его равномерно на четыре решетных стана 7. Решетами выделяются подсев, фураж и крупные примеси (см. условные обозначения на рисунке 4б). Зерновой материал поступает во второй пневмоканал 8, где воздухом отделяются легкие примеси, которые выносятся в осадочную камеру 9 и выводятся шнеком 10, а запыленный воздух через вентилятор поступает в циклон. Все перечисленные рабочие органы и узлы, а также механизмы электропривода, два эксцентриковых вала, механизм очистки решет смонтированы на раме.

Регулировки воздушного потока производятся принципу, подробно описанному в разделе 4.2.1 (для СМ-4 и МС-4,5) - по составу легких примесей в осадочной камере. Порядок подбора всех трех решет на каждом решетном стане соответствуют их назначению.

Первое начальное решето В (подсевное) должно выделить все мелкие примеси, не пропуская основной материал; второе Г по порядку - выделяет проходом фураж, а третье решето Б2 задерживает («сход») все крупные примеси, пропуская («проход») весь зерновой материал.