Разработка вероятностной математической модели процесса сепарации семян сои в гравитационной колонке

Актуальность. Одной из важных проблем в агропромышленном комплексе сельского хозяйства по-прежнему остается послеуборочная обработка зерна и подготовка качественных семян. Зерноочистительные машины с решетным станом не обеспечивают должного качества очистки семян за один проход, так как во время работы отверстия решет забиваются, что приводит к снижению качества очистки. Семена сои легко травмируются при очистке на зерноочистительной машине с решетным станом в следствии чего семена раскалываются на семядоли или повреждается зародыш (эмбрион). Поэтому требуется разработка зерноочистительной машины свободной от вышеописанных недостатков. Таким устройством может быть гравитационная колонка в которой семена сои не травмируются, а забиваемость гребенок отсутствует.

Объект. Объектом исследования являются закономерности процесса взаимодействия семян сои и примеси с рабочими поверхностями гравитационной сепарирующей машины.

Материалы и методы. Исследования проводили в ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. Разработана математическая модель, в которой эмпирически учитывается влияние геометрических размеров гравитационной колонки.

Результаты и выводы. Разработали макетный образец гравитационной колонки, где были определены эмпирическим путём из условия самоочищаемости гребёнок коэффициент сепарации μ = 3,6 м^-1, а также вертикальных и горизонтальных коэффициентах функции изгибающего момента при вибрации прутков, равных а = -30 Па^-1м^-1, b = -31,9 Па^-1м^-1, a ̃ = -0,58 Па^-1м^-1, b ̃ = -1,47 Па^-1м^-1 достигается довольно высокая статистическая корреляция между разработанной математической моделью и экспериментальными значениями с коэффициентом детерминации равным 0,996 и 0,998 соответственно.

1. Шабалкина Н. А., Суровцева Е. С. Современные тенденции производства сои в мире и России. Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2022. № 12 (94). С. 195-201.

2. Измайлов А. Ю., Шогенов Ю. Х. Интенсивные машинные технологии и техника нового поколения для производства основных групп сельскохозяйственной продукции. Техника и оборудование для села. 2017. № 7. С. 2-6.

3. Лачуга Ю. Ф., Измайлов А. Ю., Лобачевский Я. П., Шогенов Ю. Х. Результаты научных исследований агроинженерных научных организаций по развитию цифровых систем в сельском хозяйстве (окончание). Техника и оборудование для села. 2022. № 4 (298). С. 2-6.

4. Леканов С. В., Стрикунов Н. И., Куницын Р. А. Совершенствование технологии очистки семян зерновых и технических культур. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 7 (201). С. 110-116.

5. Krzysiak Z., Samociuk W., Skic A., Bartnik G., Zarajczyk J., Szmigielski M., Dziki D., Wierzbicki S., Krzywonos L. Effect of sieve drum inclination angle on wheat grain cleaning in a novel rotary clear. Transactions of the ASABE (American Society of Agricultural and Biological Engineers). 2020. No 60 (5). P. 1751-1758.

6. Giyevskiy A. M., Orobinsky V. I., Tarasenko A. P., Chernyshov A. V., Kurilov D. O. Substantiation of basic scheme of grain cleaning machine for preparation of agricultural crops seeds. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. No 327 (4). 042035.

7. Малюков С. В., Князев А. В., Аксенов А. А., Бородин Н. А., Солнцев А. В. Обзор конструкций машин для обескрыливания, очистки и сортировки семян. Воронежский научно-технический Вестник. 2019. Т. 2. № 2 (28). С. 61-72.

8. Хамуев В. Г., Московский М. Н., Лепешкин К. В., Громов К. В. Тенденции развития технических средств очистки и сортирования семян сельскохозяйственных культур. Инженерный вестник Дона. 2018. № 4 (51). С. 110.

9. Мазитов Н. К., Шогенов Ю. Х., Ценч Ю. С. Сельскохозяйственная техника: решения и перспективы. Вестник ВИЭСХ. 2018. N 3 (32). С. 94-100.

10. Загоруйко М. Г., Старостин И. А., Коцарь Ю. А. Автоматизированная система управления технологическим процессом зерноочистительной машины. Аграрный научный журнал. 2020. № 6. С. 93-98.

11. Кабашов В. Ю., Туктаров М. Ф., Байназаров В. Г. Экспериментальное исследование зерноочистительной машины с решетным станом продольно-поперечного колебания. Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2019. № 2 (50). С. 115-120.

12. Хамуев В. Г., Герасименко С. А. Обоснование конструктивно-компоновочной схемы гравитационно-пневматического очистителя семян сои. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. № 3. С. 27-32.

13. Шацкий В. П., Оробинский В. И., Попов А. Е. Моделирование движения зернового потока в гравитационном сепараторе. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2015. № 4 (47). С. 72-79.

14. Спирина Н. Г., Попов А. Е., Шацкий В. П. О форме решет гравитационных сепараторов. Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. № 1-4. С. 125-128.