Основная часть. 
Результаты исследований процесса сепарации льновороха инерционными качающимися решетами

Процесс сепарации льновороха инерционными качающимися решетами изучался при влажности вороха от 10 до 25%. Исследовался ворох поступающий на нижний решетный стан и включающий 88−93% свободных семян, 5−12% семян сорных растений, 1−4% остатков стеблей и до 0,7% минеральных примесей.

Коэффициент жесткости пружин существенно влияет на удельную производительность решета и степень выделения примесей. Графики зависимости представлены на рис. 1а.

а).

б) Рис. 1. Графики зависимости удельной производительности решета и степени выделения примесей от коэффициента жесткости пружин (а) и частоты колебаний решетного стана (б)

С увеличением коэффициента жесткости пружин с 0 (решета без пружин) до 2 удельная производительность возрастает в 4,55,3 раза, а степень выделения примесей сначала увеличивается на 14,2−21,9%, достигая максимума при коэффициенте жесткости пружин 0,4−0,6, а затем снижается на 39,544,4%. Таким образом, рациональный коэффициент жесткости пружин находится в пределах от 0,8 до 1,6.

При увеличении частоты колебаний от 10 до 60 с^-1 (рис. 1б) первоначально происходит увеличение удельной производительности решета на 29,4−36,1% с достижением максимума при частоте колебаний 40 с^-1. При дальнейшем увеличении частоты колебаний удельная производительность снижается на 6,8−11,4%. Степень выделения примесей также сначала увеличивается на 38,9−46,0%, достигая максимума при частоте колебаний 40−50 с^-1, а затем начинает незначительно (на 3,8−4,1%) уменьшаться. Следовательно, рациональный диапазон частоты колебаний — 30−60 с^-1.

При увеличении амплитуды колебаний от 3 до 15 мм (рис. 2а) происходит увеличение производительности в 3,9−5,4 раз, степень выделения примесей первоначально увеличивается в 1,7−2,1 раза и достигает максимума при амплитуде колебаний 8−11 мм. При дальнейшем увеличении амплитуды колебаний степень выделения примесей снижается на 8,4−15,0%. Рациональный диапазон амплитуды колебаний находится в пределах 8−15 мм.

а).

б) Рис. 2. Графики зависимости удельной производительности решета и степени выделения примесей от амплитуды колебаний (а) и угла направленности колебаний (б)

При увеличении угла направленности колебаний от 0 до 45є (рис. 2б) производительность решет увеличивается на 50,066,7%, что связано с увеличением скорости движения материала по поверхности решета. Степень выделения примесей на решетах с круглыми отверстиями увеличивается на 50,869,7%. Это связано с тем, что на решетах с круглыми отверстиями наибольшая ориентирующая способность наблюдается при движении материала с отрывом от поверхности решета. Однако при увеличении угла направленности колебаний более 45є начинается снижение производительности из-за уменьшения дальности полета частиц вороха и степени выделения примесей из-за ухудшения внутрислоевого разделения материала. Рациональный диапазон угла направленности колебаний для решет с круглыми отверстиями находится в пределах 30−45є.

С увеличением угла наклона решета от 0 до 15є (рис. 3а) удельная производительность возрастает в 9,212,8 раза, что связано с увеличением скорости движения материала по решету, а степень выделения примесей снижается в 2,62,8 раза, что связано с уменьшением времени нахождения материала на поверхности решета. Рациональный диапазон угла наклона решет находится в пределах 9−12є.

Кинематический параметр решетного стана оказывает влияние на исследуемые параметры за счет изменения ускорения решета и соответственно частиц материала. Увеличение кинематического параметра решета от 1 до 4 (рис. 3б) приводит к увеличению производительности в 9,1−16,4 раза и снижению степени выделения примесей в 3,2−5,4 раза в результате увеличения скорости движения материала и уменьшения времени контакта частиц с поверхностью решета. Рациональный диапазон кинематического параметра решетного стана находится в пределах 2−3.

а).

б) Рис. 3. Графики зависимости удельной производительности решета и степени выделения примесей от угла наклона решета (а) и кинематического параметра решетного стана (б)

В результате проведения исследований выявлено, что наиболее значимыми факторами, влияющими на работу инерционных качающихся решет, являются коэффициент жесткости пружин, амплитуда колебаний решетного стана и кинематический параметр решетного стана. Зависимость удельной производительности решет и степени выделения примесей определяется уравнениями регрессии:

(1).

(2).

где A_p — коэффициент жесткости пружин; A — амплитуда колебаний решетного стана, мм; K — кинематический параметр решетного стана.

Изучение поверхности отклика проводилось методом двумерных сечений (рис. 4, 5, 6).

а) б) Рис. 4. Двумерное сечение поверхности отклика по удельной производительности решета (а) и степени выделения примесей (б) для факторов А_р и А

а) б) Рис. 5. Двумерное сечение поверхности отклика по удельной производительности решета (а) и степени выделения примесей (б) для факторов А_р и K

а) б) Рис. 6. Двумерное сечение поверхности отклика по удельной производительности решета (а) и степени выделения примесей (б) для факторов, А и K

Анализируя полученные графические зависимости, можно отметить, что компромисс между удельной производительностью решета и степенью выделения примесей находится в следующих пределах исследуемых факторов: коэффициент жесткости пружин — 1,2−1,6; амплитуда колебаний решетного стана — 8−12 мм; кинематический параметр решетного стана — 2,2−3,4.