Дон маҳсулотларини саралаш ва фракцияларга ажратиш технологик машиналарини яратиш

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН

ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013.Т.08.01

РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ АСОСИДА БИР МАРТАЛИК ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

БАРАКАЕВ НУСРАТИЛЛА РАЖАБОВИЧ

ДОН МАҲСУЛОТЛАРИНИ САРАЛАШ ВА ФРАКЦИЯЛАРГА

АЖРАТИШ ТЕХНОЛОГИК МАШИНАЛАРИНИ ЯРАТИШ

02.00.16 – Кимё технологияси ва озиқ-овқат ишлаб

чиқариш жараёнлари ва аппаратлари

(техника фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент шаҳри – 2016 йил

УДК:

631.362.3

Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата докторской диссертации

Content of the abstract of doctoral dissertation

Баракаев Нусратилла Ражабович

Дон маҳсулотларини саралаш ва фракцияларга ажратиш технологик

машиналарини яратиш……………….............................................

5

Баракаев Нусратилла Ражабович

Создание технологических машин для сепарирования и

фракционирования

зерновых культур ...................................................

31

Barakaev Nusratilla Rajabovich

Creation of technological machines for separation and fractionation of

grain

crops………………………………………………........................

57

Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ

List of published works................................................................................. 80

2

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН

ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 16.07.2013.Т.08.01

РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ АСОСИДА БИР МАРТАЛИК ИЛМИЙ

КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ

БАРАКАЕВ НУСРАТИЛЛА РАЖАБОВИЧ

ДОН МАҲСУЛОТЛАРИНИ САРАЛАШ ВА ФРАКЦИЯЛАРГА

АЖРАТИШ ТЕХНОЛОГИК МАШИНАЛАРИНИ ЯРАТИШ

02.00.16 – Кимё технологияси ва озиқ-овқат ишлаб

чиқариш жараёнлари ва аппаратлари

(техника фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент шаҳри – 2016 йил

3

Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар

Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида 30

.09.2014/В2014.5.Т286

рақам

билан рўйхатга олинган.

Докторлик диссертацияси

Тошкент кимё-технология институтида

бажарилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) илмий кенгаш веб саҳифаси
(www.titli.uz) ва «ZIYONET» таълим-информацион тармоғида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.

Илмий маслаҳатчи

:

Бахадиров Ғайрат Атаханович

техника фанлари

доктори

Расмий оппонентлар

:

Негматов Сойибжон Содиқович

техника фанлари

доктори, профессор,

ЎзР ФА академиги

Гулямов Шухрат Манапович

техника фанлари доктори, профессор

Артиков Асқар Артикович

техника фанлари доктори, профессор

Етакчи ташкилот

:

Бухоро муҳандислик-технология институти

Диссертация ҳимояси Тошкент кимё-технология институти ҳузуридаги 16.07.2013.Т.08.01

рақамли илмий кенгаш асосида тузилган бир марталик илмий кенгашнинг «___» ________ 2016 й.
соат ___ даги мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100011, Тошкент ш., Шайхонтохур тумани,

А.Навоий кўчаси 32-уй. Тел.: (99871) 244-79-21; факс: (99871) 244-79-17; e-mail:tkti_info@edu.uz.)

Докторлик диссертацияси билан Тошкент кимё-технология институтининг Ахборот-ресурс

марказида танишиш мумкин (____- рақам билан рўйхатга олинган). Манзил: 100011, Тошкент ш.,
Шайхонтохур тумани, А.Навоий кўчаси 32-уй. Тел.: (99871) 244-79-20

Диссертация автореферати 2016 йил «___ » ________да тарқатилди.
(2016 йил «___» ___________даги ____- рақамли реестр баённомаси)

С.М. Туробжонов

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш раиси, т.ф.д., профессор

А.С.Ибодуллаев

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш илмий котиби, т.ф.д., профессор

Қ.О.Додаев

фан доктори илмий даражасини берувчи

илмий кенгаш ҳузуридаги илмий семинар раиси,

т.ф.д., профессор

4

КИРИШ (докторлик диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти.

Бугунги кунда

дунё

миқёсида

қишлоқ

хўжалиги

маҳсулотларини

қайта

ишлашда

қўлланиладиган машина ва жиҳозларнинг иш унумдорлигини ошириш,
энергия сарфини камайтириш, ишлаб чиқариладиган маҳсулотларнинг
сифатини янада яхшилаш ва хавфсизлигини таъминлашга қаратилган.

Республикамизда дон маҳсулотларига бўлган эҳтиёжни таъминлаш

мақсадида 1991 йилга нисбатан бугунги кунда 10 мартадан ортиқ (2015 йилда
8 млн. тоннадан ортиқ) ғалла, 5 мартадан ортиқ дуккакли экинлар (ловия,
мош, кўк нўхат, маҳаллий нўхат, соя....) етиштирилиб дон мустақиллигига
эришилди.

Етиштирилаётган дон маҳсулотларининг кимёвий, физик ва механик

хусусиятлари ҳамда намлигини эътиборга олган ҳолда турли органик,
минерал ва йирик аралашмалардан тозалаш, массасига кўра фракцияларга
ажратиш учун зарур бўлган юқори унумли, металл ва энергия тежамкор,
ихчам, бир неча технологик жараёнларни бажарувчи янги туркумдаги
машиналарни яратиш соҳанинг муҳим вазифаларидан биридир.

Машинанинг

технологик

иш

режимини

асослаш

жараёнида:

камераларда

дон

ҳаракати

тенгламаларини

тузиш

ва

ҳисоблаш

методикаларини ишлаб чиқиш, асосий ишчи органларнинг кинематик ва
конструктив параметрларини аниқлаш; донни аэродинамик сепарациялаш
камерасида перфорацияланган қия токчалар ва пастки силкитувчи токча
бўйлаб енгил ва йирик аралашмалардан тозалаш учун ҳаракат тенгламасини

яратиш; унинг конструктив параметрларини аниқлаш; дон аралашмасининг
токчалар юзаси бўйлаб ўз оқими билан бир қатлам бўлиб ҳаракатланишида
ёпишиб қолган органик ва минерал аралашмалар, шунингдек, дон қобиғининг
ажралишини таъминлаш; токчанинг ўйиқлар диаметри ва аспирация
каналининг ўлчамларини, ҳаво оқимининг тезлигини инобатга олган ҳолда
донни дастлаб енгил, сўнгра йирик аралашмалардан тозалаб алоҳида
идишларга

ажратиш;

донни

фракциялаш

камерасидаги

таъминловчи

валикнинг бир маромда юкланиши ҳамда дон бир хил учиш тезлигига эга
бўлган

ҳолда

массасига

кўра

фракцияларга

ажратиш

технологик

жараёнларини аниқлашнинг янги йўналишини очиб беради. Шу сабабли ҳам
маҳаллий дон навларининг физик-механик хоссаларини ҳудудлар кесимида
ўрганиб, турли аралашмалардан тозалаш, массасига кўра фракцияларга
ажратиш учун зарур бўлган «Комбинацион сепаратор» машинасининг илмий
асосларини яратиш, ишлаб чиқариш, синовдан ўтказиш ва жорий этиш муҳим
аҳамият касб этади.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2009 йил 12 мартдаги

ПҚ-1072 сонли «Ишлаб чиқаришни модернизация қилиш, техникавий ва
технологик қайта жиҳозлаш бўйича энг муҳим лойиҳаларни амалга ошириш
чора-тадбирлари дастури тўғрисида»ги ва 2011 йил 31 октябрдаги ПҚ–1633
сонли «Республика озиқ-овқат саноатини бошқаришни ташкил этишни янада
такомиллаштириш ва ривожлантириш чора-тадбирлари тўғрисида»ги

5

қарорлари ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий
ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация
тадқиқот муайян даражада хизмат қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши

нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги.

Мазкур тадқиқот республика

фан ва технологиялар ривожланишининг VII. «Кимё технология ва нанотех
нология» устувор йўналишига мувофиқ бажарилган.

Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи.

Дон маҳсулотларини турли аралашмалардан тозалаш ва фракцияларга
ажратиш технологиялари ва машиналарини яратишга йўналтирилган илмий
изланишлар

жаҳоннинг

етакчи

илмий марказлари ва олий таълим

муассасалари, жумладан, University of Illinois (АҚШ), University of Greenwich
(Буюк Британия), Italian Culinary Institute (Италия), Institute of Agricultural
engineering (Германия), Institute of Chemical technology (Франция), Canadian
Institute of food science and technology (Канада), Swedish Institute of Food and
biotechnology (Швеция), Россия дон ва уни қайта ишлаш маҳсулотлари
илмий-тадқиқот институти, Россия қишлоқ хўжалигини механизациялаш
илмий-тадқиқот институти, Олтой, Дон ва Кубань давлат аграр университет
лари, Челябинск давлат агромуҳандислик академияси, Кемерово озиқ-овқат
маҳсулотлари технологияси институти, Москва давлат озиқ-овқат ишлаб
чиқариш университетларида (Россия) олиб борилмоқда.

Донни бошқа аралашмалардан тозалаш ва фракцияларга ажратиш

машиналари ва технологияларини яратишга оид жаҳонда олиб борилган

тадқиқотлар натижасида қатор илмий натижалар олинган, жумладан, қуйидаги
илмий натижалар олинган: донни босқичма-босқич турли ўлчамли элаклардан
ўтказиш йўли билан тозаловчи машиналар яратилган (Institute of Agricultural
engineering, Германия, Swedish Institute of Food and biotechnology,
Швеция); илгариланма-қайтма ва айланма ҳаракатга эга бўлган тебранма
сепараторлар ишлаб чиқаришда қўлланилган (University of Illinois, АҚШ,
University of Greenwich, Буюк Британия); пневмосепараторлар яратилган
(Italian Culinary Institute, Италия); гравитацион, марказдан қочма ва инерцион
сепараторлар яратилган (Institute of Chemical technology, Франция, Canadian
Institute of food science and technology, Канада, Swedish Institute of Food and
biotechnology, Швеция); донни ҳаво оқими-элак сепараторида мураккаб
ҳаракатланиши натижасида геометрик ўлчамига кўра тозалаш технологик
жараёнда қўлланилган (Қишлоқ хўжалигини механизациялаш илмий тадқиқот
институти, Олтой, Дон ва Кубан давлат аграр университетлари, Кемерово
озиқ-овқат маҳсулотлари технологияси институти, Москва давлат озиқ-овқат
ишлаб чиқариш университетларида, Россия).

Дунёда дон маҳсулотларини саралаш ва фракцияларга ажратиш техно логияси

ва машиналарини яратиш бўйича қатор, жумладан, қуйидаги устувор

йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: комбинацион технологик

жараёнлар учун янги туркумдаги иш унумдорлиги юқори, энергия сарфи кам,

металл тежамкор бўлган саралаш ва фракцияларга ажратиш машиналарини

яратиш; технологик жараённи тўлиқ механизациялаш ва автоматлаштириш;

6

самарадорлиги юқори бўлган ускуналар ва илғор технологияларни қўллаш
билан юқори навлардаги ун ишлаб чиқаришни кўпайтириш, ун-ёрма ва
омухта-ем саноатини такомиллаштириш; дон маҳсулотларининг кимёвий,
физик-механик хоссаларини ҳисобга олган ҳолда технологик жараёнларда
қўлланиладиган ускуналарнинг кўрсаткичлари ва иш режимларини аниқлаш.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси

. Дон маҳсулотларини

саралаш, фракцияларга ажратиш технологияси ва жиҳозларини яратиш
бўйича Н.Е.Авдеев, В.И.Анискин, А.С.Архипов, А.Ф.Бутенко, Н.Ф.Василь ев,
Н.Г.Гладков, В.В.Гортинский, В.П.Горячкин, А.Г.Громов, П.М.Заика,
А.Н.Зюлин, А.В.Зильбернагель, А.И.Климок, И.Е.Кожуховский, Н.Ф.Кончен
ко, И.И.Косилов, В.А.Кубышев, А.А.Кукиб, П.Н.Лапшин, И.П.Лапшин,
М.Н.Летошнев, А.А.Лопан, В.Н.Макаров, Е.А.Непомнящих, Г.Т.Павловский,
И.Ф.Пикуза, Ю.В.Терентьев, Г.Д.Терсков, В.И.Телегин, М.А.Тулькибаев,
Н.Н.Ульрих, В.М.Цециновский, Г.Ф. Ханхасаев, А.В.Фоминых, Н.Н.Ульрих,
В.М.Дринча, Х.Роберт, Ш.Д.Родни, П.К.Росс, О.Уилфрид, Я.Хемери,
Н.Р.Юсупбеков, Ҳ.Ҳ.Усманходжаев, Р.Г.Махкамов, З.С.Салимов, С.С.Негма
тов, А.А.Артиқов, А.А.Ризаев, Ғ.А.Бахадиров, Ҳ.Нурмухамедов, Ш.М.Гуля
мов, П.М.Турсунходжаев, Ж.П.Мухитдинов, Қ.О.Додаев, Ж.Қурбонов ва
бошқалар илмий изланишлар олиб боришган.

Дон маҳсулотларини саралаш, фракцияларга ажратиш машиналари ва

технологияларини яратиш бўйича тадқиқотлар натижасида иш унуми ва
қуввати турлича бўлган 100 мингдан ортиқ машина ва ускуналар яратилди.

Жараённинг механизациялаштирилганлиги меҳнат унумдорлигини 8-10
баробарга ошириб, ишлов беришга сарфланадиган харажатларни 1,5-2 мартага
камайтириш ҳамда сифати юқори бўлган ун ва уруғлик олиш имконини берди.
А.В.Фоминых, Н.Ф.Васильев, А.В.Зильбернагель, Н.Н.Уль

рих ва бошқаларнинг тадқиқотлари натижаларига кўра, дон маҳсулотларини

тозалаш машиналари ичида энергия сарфи кам бўлган элакли машиналар энг
кўп қўлланилади. Элакли машиналарда вибрацион узатмаларни қўллаш
тебранишлар амплитудасини бир неча баробар (5-10) камайтириш ҳамда
тезланиши ва частотасини бир неча баробар (5-10) ошириш имкониятини
берди. Г.Д.Терсков, В.В.Аненберг, А.А.Рюгер, И.Ф.Пикуза, В.Н.Макаров,
В.И.Телегин,

И.А.Кубышев,

И.В.Морин,

Н.И.Тельманов, А.К.Никитин,

Н.С.Фролов,

Г.Ф.Ханхасаев, Н.В.Бакум, А.Ф.Бутенко В.Н.Макаров ва

бошқаларнинг тадқиқотларида лентали дон тозаловчи машиналарда маълум
бурчак остида лента ҳаракати тезлиги 14 м/с гача бўлганда, отилган доннинг
ҳаракат траекторияси параболадан иборат эканлиги тўғрисидаги гипотеза
илгари сурилган ва тасдиқланган. Бунда дон ўзининг аэродинамик
кўрсаткичлари, ўлчамлари ва солиштирма оғирлигига боғлиқ ҳолда турли
масофаларга бориб тушиши қайд этилган ва лентали дон тозаловчи
машиналар ёрдамида дон маҳсулотларининг тозаланиш даражасини 4-20% га
ошириш мумкинлиги тасдиқланган ҳамда уруғлик дон олишга тавсия этилган.
Н.И.Косилов

ва

А.А.Кукибин

ва

бошқа

тадқиқотчиларнинг

илмий

изланишлари натижасида ишлаб чиқилган пневмо-инерцион машина дон

7

маҳсулотларини дастлабки тозалаш жараёнида фойдаланишга тавсия этилган.

Дон маҳсулотларини тегишли кўрсаткичлари бўйича саралаш мураккаб

жараён бўлиб қуйидаги босқичларни ўз ичига олади: дон маҳсулотининг
титровчи токча бўйлаб нисбий ҳаракати; ўз-ўзидан сараланиш - титровчи
токчадан кейинги пастки токчага ўтиши; марказдан қочма куч таъсирида дон
маҳсулотининг

маълум

масофаларда

ўрнатилган

идишларга тушиши.

Технологик жараёнларда юқоридаги босқичларнинг ўзаро боғлиқлигини
ҳисобга олган ҳолда дон маҳсулотларини сепарациялаш ҳамда массасига кўра
фракцияларга ажратиш жараёни ва машиналарни янада такомиллаштириш
долзарб, илмий-аҳамиятга эга.

Диссертация мавзусининг диссертация бажарилган олий таълим

муассасасининг илмий-тадқиқот ишларига боғлиқлиги.

Диссертация

тадқиқоти Тошкент кимё-технология институти илмий тадқиқот режасининг
ИТД-5-065. «Кимё ва озиқ-овқат маҳсулотлари учун ресурс сақловчи, эколо
гик хавфсиз технологиялар ишлаб чиқариш» (2005-2012 йй.) ва Гулистон
давлат университети А3-46. «Донни тозалаш ва саралаш қурилмаларининг
самарадорлигини ҳисоблаш ҳамда уларни лойиҳалаш услубларини такомил
лаштириш» (2015-2017 йй.) ҳамда ИОТ-2014-2-31. «Донни аралашмалардан
тозалаш ва массасига кўра фракцияларга ажратиш технологияларини ишлаб
чиқаришга жорий этиш» (2013-2014 йй.) лойиҳалари доирасида бажарилган.

Тадқиқотнинг мақсади

дон маҳсулотларини сепарациялаш ва масса сига

кўра фракцияларга ажратиш машинасини яратиш ва унинг технологик,
кинематик ҳамда конструктив параметрларини асослашдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари:

сепарациялаш

ва фракцияларга ажратиш машиналарининг янги

туркумини

яратиш

учун

маҳаллий

дон навларининг физик-механик

хусусиятларини ҳудудлар кесимида ўрганиш;

донни тозалаш ва массасига кўра фракцияларга ажратиш технологик

жараёнини ўрганиш ва таҳлил қилиш;

доннинг перфорацияланган токчалар юзасида ҳаракатланиш тенглама

сини тузиш;

донни енгил аралашмалардан тозалаш учун ҳаво оқимининг тезлигини

аниқлаш ва вентилятор танлаш;

донни йирик аралашмалардан тозаловчи пастки, тебранма ҳаракатли

токча юзасидаги ҳаракатланиш тенгламасини тузиш;

фракцияларга ажратиш камерасидаги таьминловчи валик юзасида

доннинг ҳаракатланиш тенгламасини тузиш;

дон маҳсулотларини бошқа аралашмалардан тозалаш ва массасига кўра

фракцияларга ажратиш комбинацион сепараторини яратиш ҳамда унинг
кинематик ва технологик параметрларини аниқлаш;

дон маҳсулотларини бошқа аралашмалардан тозалаш ва массасига кўра

фракцияларга ажратувчи янги комбинацион сепараторни ишлаб чиқариш
синовидан ўтказиш, амалиётга жорий этиш ва иқтисодий самарадорлигини
аниқлаш.

8

Тадқиқотнинг объекти

дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фрак

цияларга ажратиш технологик машинаси.

Тадқиқотнинг предмети

дон маҳсулотларини саралаш ҳамда фрак

цияларга ажратиш технологик машинаси жараёнлари қонуниятлари ва унинг
ўзаро боғлиқ кинематик ва технологик кўрсаткичлари.

Тадқиқотнинг усуллари

. Диссертация ишини бажаришда физик кимёвий,

физик-механик, кинематик, динамик ва экспериментларни режалаштириш

ҳамда математик статистика усулларидан фойдаланилди.

Тадқиқотнинг

илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

маҳаллий дон навларининг физик-механик хусусиятлари ҳудудлар

кесимида аниқланган;

дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш жараён

лари параметрларининг ўзаро боғлиқлик хусусиятлари аниқланган;
фракцияларга ажратиш камерасидаги таьминловчи валик юзасида дон
ҳаракатининг дон кўндаланг кесим юзасига ҳавонинг қаршилигини инобатга
олган ҳолда ҳаракатланиш тенгламаси яратилган;

комбинацияланган сепараторнинг кинематик ва технологик параметр

лари маҳаллий дон маҳсулотларининг физик-механик хусусиятларини ино
батга олган ҳолда аниқланган;

дон маҳсулотларини бошқа аралашмалардан тозалаш ва массасига кўра

фракцияларга ажратишда иш унумдорлиги 7,5 т/с, габарит ўлчамлари

l=4500

мм, h=2000 мм, b=500 мм

бўлган технологик машина-комбинацияланган

сепаратор яратилган.

Тадқиқотнинг амалий натижаси:

перфорацияланган токчалар юзасида ҳаво оқимини инобатга олган ҳол

да дон ҳаракатининг математик модели ва ҳисоблаш алгоритими ишлаб
чиқилди;

сепарациялаш камерасида донни йирик аралашмалардан тозаловчи

пастки тебранма ҳаракатли полка юзасида ҳаво оқимини кўзда тутган ҳолда
дон ҳаракатининг математик модели ва ҳисоблаш алгоритми ишлаб чиқилди;

сепарациялаш камерасида донни енгил аралашмалардан тозалаш учун

ҳаво оқимининг тезлиги аниқланди ва вентилятор танланди; ишлаб чиқариш
майдонини тўрт маротаба кам эгалловчи комбинация ланган сепараторнинг
конструкторлик ва техник ҳужжатлари ишлаб чиқилди.

Тадқиқот натижаларнинг ишончлилиги

аниқ математик моделлар ва

ҳисоблаш алгоритмлари мавжудлиги, комбинациялашган сепаратор пара
метрларининг назарий ва синов натижалари бир-бирига мослиги билан
асосланади.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти дон маҳсулотларини сепарациялаш ва
фракцияларга ажратиш жараёнларининг янги технологияси ва машинаси
яратилганлиги ва дон маҳсулотининг қия токчаларда ҳамда таъминловчи
валик билан ўзаро боғлиқликда ҳаракатланишини ҳисоблаш усуллари ишлаб
чиқилганлиги билан белгиланади.

9

Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти: донни сепарациялаш ва

фракцияларга ажратиш машинасининг янги конструкцияси ишлаб чиқилди,
унда донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш камералари бирлашти
рилган бўлиб, у машинанинг иш унумдорлиги ва дон маҳсулотини турли
аралашмалардан тозалаш сифатини ошириш, шунингдек, донни массаси
бўйича фракцияларга ажратиш, унинг шикастланишини истисно қилиш,
материал талаблик ва электр қуввати истеъмолини камайтириш, бундан
ташқари, нисбатан кичик ишлаб чиқариш майдонини эгаллаш имконини
беради.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши.

Дон маҳсулотларини

сепарациялаш

ва

фракцияларга

ажратиш

комбинацион

сепаратори

«Ўздонмаҳсулот»

акционерлик

компанияси

донни

қайта

ишлаш

корхоналарида ишлаб чиқаришга жорий қилинган («Ўздонмаҳсулот» АКнинг
2016 йил 22 мартдаги 11-2-8/4299-сон маълумотномаси). Илмий натижанинг
жорий

қилиниши

ишлаб

чиқаришнинг

технологик

линиясини

ихчамлаштириш, энергия сарфини камайтириш, тегирмонларнинг ҳар бир
фракция бўйича технологик иш режимини танлаш, маҳаллий буғдой
навларидан сифатли ун ва ун маҳсулотларини олиш имконини беради.

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Тадқиқот натижалари 30 га

яқин, жумладан, «Озиқ-овқат хавфсизлиги» (Тошкент, 2005, 2006, 2010);
«Современные проблемы механики» (Ташкент, 2009); «Маҳаллий хом ашё ва

маҳсулотларни қайта ишлаш технологияси» (Тошкент, 2009); «Кон
металлургия соҳасининг замонавий техника ва технологиялари ҳамда уларни
ривожлантириш йўллари» (Навоий, 2010); «Прикладные задачи математики и
механики» (Севастополь, 2010); Кимёвий технология бўйича Марказий Осиё
ҳудудий анжумани (Москва, 2012); «Машиностроение и техносфера XXI
века» (Донецк, 2014, 2015); «Қишлоқ хўжалигида тадқиқот натижалари
нинг қўлланиши» (Гулистон, 2013); Ш.М.Айталиев таваллудининг 80
йиллигига бағишланган II Халқаро илмий-амалий анжуман (Алмати, 2015);
«Инновации в технологиях и образовании» (Белово, 2015); «Наука, техника и
инновационные технологии в эпоху могущества и счастья» (Ashgabad, 2015);
«Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (Севастополь, 2015); «Инно
вационные технологии и экономика в машиностроении» (Томск, 2015);
«Innovative manufacturing engineering international conference» (Romania, 2015);
«Техника ва технологиянинг долзарб муаммолари, уларнинг энерготежамкор
ва инновацион ечимлари» (Фарғона, 2016) мавзуларидаги

халқаро ва

республика илмий-техникавий анжуманларда маъруза

кўринишида баён

этилди ҳамда апробациядан ўтказилди.

Диссертация иши Тошкент кимё-технология институтининг «Озиқ овқат

маҳсулотлари технологияси» факультети кафедралараро семинарида, Тошкент
кимё-технология институти ҳузуридаги 16.07.2013.Т.08.01 рақамли фан
доктори илмий даражасини берувчи илмий кенгаш қошидаги 02.00.16 – «Кимё
технологияси ва озиқ-овқат ишлаб чиқариш жараёнлари ва аппарат лари»
ихтисослиги бўйича бир марталик илмий cеминар йиғилишида муҳокама
қилинди (2016).

10

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 44 та илмий иш чоп этилган, шулардан, Ўзбекистон Респуб
ликаси Олий аттестация комиссияси докторлик диссертациялари асосий
илмий натижаларини чоп этиш тавсия этган илмий нашрларда 17 та,
жумладан, 11 та республика ва 6 та хорижий журналларда мақола нашр
этилган.

Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми

. Диссертация таркиби кириш,

бешта боб, умумий хулосалар, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва илова
лардан иборат. Диссертациянинг ҳажми 200 бетни ташкил этади.

11

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва предметлари
тавсифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва
амалий натижалари баён қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиётга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар
келтирилган.

Диссертациянинг

«Дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фракция

ларга ажратиш технологик машиналарининг замонавий ҳолати ва
ривожланиш тенденциялари»

деб номланган биринчи бобида мавжуд

технологик машиналарнинг ҳолати ва ривожланиш тенденциялари, шунинг
дек, улардан донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратишда фойдаланиш
шартлари таҳлил қилинган.

Донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш технологик машина

ларининг хусусиятлари ўрганилган.

Дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фракцияларга ажратишда

машиналарнинг технологик кўрсаткичларига таъсир кўрсатадиган асосий
омиллар белгиланган. Элаш усуллари ва уларнинг тавсифлари (характерис
тикалари) тадқиқ қилинган. Технологик машиналар ишчи органларининг
доннинг мустаҳкамлик хоссаларига ва механик шикастланишларига таъсири
аниқланган.

Илмий манбаларнинг танқидий таҳлили, технологик жараён ва

машиналарнинг замонавий ҳолатини ўрганиш асосида бугунги кунда донни
тозалаш машиналарини яратишда тобора истиқболли йўналиш дон маҳсу
лотларини сепарациялаш ва фракцияларга ажратишнинг универсал, содда ва
кўп функцияли жиҳозларини излаш экани аниқланган.

Диссертациянинг

«Дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фракция

ларга ажратиш технологик машиналарининг параметрлари ва
режимларини назарий тадқиқ қилиш»

деб номланган иккинчи бобида дон

маҳсулотларини сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш технологик маши
наси ҳамда жараёнини такомиллаштиришга оид тадқиқотлар натижалари
келтирилган. Доннинг физик-кимёвий, аэродинамик ва механик хоссаларини
ҳисобга олган ҳолда маҳаллий навларни турли аралашмалардан тўлиқ
тозалаш ва массасига кўра фракцияларга ажратиш мақсадида донни
сепарациялаш ва фракцияларга ажратишнинг икки босқичли комбинация
ланган машинаси таклиф қилинди.

Биринчи босқичда аэродинамик сепарация камерасида дастлабки

тозалаш амалга оширилади, бунда массаси дон массасидан енгил бўлган
аралашмалар чиқариб ташланади. Таклиф қилинаётган донни сепарациялаш
ва фракцияларга ажратиш машинасининг қабул камераси 1, (1-расм) ён
деворлар 2 ва 3; аспирация ҳаво торткичи (канали) 4 билан ўрнатилган
перфорацияланган қия силкитувчи токчалар 5, 6; юкловчи қурилма 7,

12

дастлабки аспирация канали 8 ва таъминловчи валик 9 дан иборат.

Перфорацияланган қия силкитувчи

токчалар 5 дон ўлчамларидан кичик бўлган

перфорация тирқишларига эга, пастки қия

перфорацияланган силкитувчи токча 6 дон

ўлчамларидан катта перфорация

тирқишларига эга бўлиб, қабул камераси 1

дан чиқиш дарчаси 10 орқали бўртиб

турадиган тарзда ўрнатилган. Қабул

камерасининг 1 пастки юклаш токчаси 11

уринма йўналишидаги чизиқ бўйлаб

таъминловчи валикка 9 томон

йўналтирилган. Дон сепаратори-нинг

таъминловчи қурилмаси йирик оғир

аралашмаларни тўплаш учун идиш 12 билан

таъминланган.

1-расм. Дон сепарациясини
таъминловчи қурилма

Дон қия токча 5 бўйлаб ҳаракат

ланишининг математик модели
тузилган. Донни турли
аралашмалардан тозалаш учун

токча 5 бўйлаб ҳаракатланиши назарий жиҳатдан тадқиқ қилинган. Дон

заррасининг ҳаракатсиз қия перфорацияланган токча 5 бўйлаб абсолют
кўчиши шарти (2-расм), шунингдек, унинг ҳаракатланувчи перфорацияланган
токча бўйлаб нисбий кўчиши шартлари ўрганилган.

Y

1

S

1

F

вт

F

тр

Токча горизонтга нисбатан α
бурчак остида ўрнатилганида дон

N

заррасига қуйидаги кучлар таъсир
ўтказади: G - дон заррасининг
оғирлик
кучи, N - токча юзасининг нормал

α
Р

s

Р

y

O

1

m

1

Р

реакцияси, F

тр

– ишқаланиш
кучи ва F

вт

–

ҳаво
оқимининг

тортиш кучи.
Зарранинг
ҳаракатланиш
и учун токча
қиялигининг
бурчаги α
ишқаланиш
бурчаги γ дан

катта, яъни α
> γ бўлиши
лозим. Юқори
токчанинг
узунлик
бирлигига
келадиган

2-расм. Қия токчада жой
лашган дон заррасига

таъсир

тортиш кучини

(

I

)

F

вт

орқали, доннинг

қилувчи кучлар схемаси

аралашма билан биргаликдаги

массасини

m

1

орқали ифодалаймиз.

Дон аралашмасидан ажратилган элементар бирлик оғирлик маркази

ҳаракати тенгламаси қуйидаги кўринишга эга бўлади:

( )

m

1

s

1

s

1

m

1

s

1

g fF fm s g

I



=

−

в т

+

, (1)

( ) ( ) sin

α

1

(

1

) cos

α

бунда:

f

- ишқаланиш коэффициенти.

m

1

массали дон аралашмаси ҳаракатланиш чоғида

(

I

)

F

вт

куч ҳисобига

13

камая боради ва биринчи яқинлашишда бу масса қуйидаги функция билан
аниқланади.

1

m s m t

+

( ) ( )

a t b

= =

, (2)

1 1 1

1 1

Бунда

a

1

ва

b

1

доимий коэффициентлар эксперимент асосида топилади.

Масалан, вақтнинг бошланғич моментида (t=0) масса

10

m

l

(0)

=

m

, унинг

биринчи токчадан тушиш чоғида

к

1

t

=

t

бўлганда эса у

l К

m

к

m t

1 1

( )

=

ни ташкил қилади.

1

m

Бу ҳолда

a

1

ва

1

b

қийматлари

10

1

=

m

b

=

,

к

+

тенгламалардан

а t b

1

1 1 1

1

1

к

а

−

m m

1

к кк

10 1

аниқланади. Бундан
келиб чиқадики,

b

=

,

=

.

1

m

10

m m t

10

1 1

Айрим ўзгартиришлардан кейин ўзгарувчан массанинг

( )

1

m t

ҳаракат ланиш

қонуниятига эга бўламиз. У қуйидаги кўринишга эга бўлади:

( )

I

L t

⎩⎨⎧

+

⎭⎬⎫

fF a

gSin

α

fgCos

α

1

в т

⎢

⎣⎡

1

−⎥

⎦⎤

s t

К

( ) ( )

1 1

= +

− −

+

2

t t t

( )

1

t

к
к

1

1

1

2 3

t t b

a

b

, (3)

2 1

3 1

2 ( )

I

L

=

gSin

α

+

fgCos

α

t

−

+ +

.

1 1

)

( ) (

к к

t

к

fF

в т

с t

t

чунки,

1 1

2

1

6 2

1

к

Кейинги токчалардаги ҳаракатланиш қонуни аналогик тарзда бўлади.

Доннинг токчада бўлиш вақти қиялик бурчагига тескари пропорционал ва
узунликка тўғри пропорционаллиги аниқланди. 3-расмда дон аралашма сининг
токчада бўлиш вақти бошланғич узунлик L=50 мм бўлганда қиялик
бурчагининг қуйидаги

          

β =

0 , 5 ,10 ,15 , 20 , 23 , 25 , 30 , 35 , 40 , 45

қийматлари

да ўзгариши графиги келтирилган. Графикдан кўринадики, токчанинг қиялик

бурчаги ортиши билан дон

аралашмаси зарраларининг

тушиш тезлиги ортади, доннинг

токчада бўлиш вақти эса

қисқаради.

Демак, токчанинг қиялик

бурчаги юқори бўлганида дон

аралашмасининг тушиш тезлиги

унинг массасига пропорционал

бўлади, бунда дон аралашмаси

токча юзаси бўйлаб думалайди

3-расм. Дон аралашмаси токчада
бўлиш вақтининг токча қиялик
бурчагига боғлиқлиги графики

ёки сирпанади. Бу ҳаракатда

донга ёпишиб қолган чанг ва
қобиқлар ажралади.

Пастки токчанинг 6

горизонтал текисликдаги айланма-илгариланма ҳаракатининг критик

14

тезланиши тадқиқ қилинди. Пастки токчада 6 донни йирик аралашмалардан
тозалашнинг технологик самарадорлиги аниқланди.

Пневматик сепарациялаш назариясига асосан, ҳаво оқимининг ўртача

тезлиги ортиши билан доннинг енгил аралашмалардан тозаланиш даража
сининг ортиши аниқланди.

Иккинчи босқичда фракцияларга ажратиш камерасида дон ўлчамига

тенг бўлган бошқа аралашмалардан тозаланади ва массасига боғлиқ ҳолда
фракцияларга ажратилади (4-расм).

Фракцияларга ажратиш камераси 1 камера эни бўйлаб тақсимлагичга 2 эга

бўлиб, узунлиги бўйича кўчириладиган тўсиқлар 3 ва бўлмалар 4, 5, 6, 7 ва 8

билан бўлинган, қолаверса, тақсимлагич 1 юзасида чўткалар 10 жойлаш

тирилган таъминловчи валик 9 шаклида бажарилган, унинг остида қиялик

бурчагини бошқариш имконини берадиган йўналтирувчи лоток 11 ўрнатил ган,

тўсиқлар 3 эса эгик учи билан бажарилган, бунда ҳар бир бўлинма 4, 5, 6, 7 ва

8 иккига бўлинган, фракцияланган дон йиғиш идиши 12 устига қия бур чак

остида элаклар 13 ҳамда лотоклар 14 ўрнатилган. Бошқа аралашмаларни

йиғиш идиши 15 эса лоток 14 билан ўзаро таъсир даражасида жойлаштирил

ган. Фракцияларга ажратиш камераси 1 тўсиқчали кириш 17 ва чиқиш 18

аспирация каналларига эга. Қия элаклар 13 ўлчамлари ҳар бир бўлинмалар 4,

5, 6, 7 ва 8 да тушадиган дон ўлчамларидан кичик.

19

Зерновая

2

Дон

смесь

аралашмаси

1
10
9

11

17

3 3 21 20

16

21

13

4 5 6 7 8

18 18 18 18

12

13

15

14

12 15

4-расм. Донни фракцияларга ажратиш камераси

Янги икки босқичли донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш

машинасининг асосий механизмларидан бири таъминловчи валик 1 ва
йўналтирувчи лоток 11 саналади. Улар, ўз навбатида, машинанинг иш
унумдорлиги ва сифатини, яъни донни тозалаш ва массасига кўра
фракцияларга ажратишнинг кейинги технологик жараёнини белгилаб беради.
Таъминловчи валикдан учиб чиқаётиб, дон аралашмаси бир хил бошланғич

15

тезликка

v

0

эга бўлади, унинг вектори

Оху

текисликда ётади ва маълум

бурчак

β

остида

Ox

ўққа йўналтиради (5-расм).

Йўналтирувчи лоток 11

қияланиш бурчагини

 

β =

0

÷

45

доирасида бошқариш имконини берадиган

қилиб ўрнатилган. Йўналтирувчи лотокнинг 11 қиялик бурчагини бошқарув чи
махсус механизми 16 уни талаб қилинган катталикка ўрнатиш имконини
беради (4-расм).

Учиш чоғида зарралар ҳаракатига оғирлик кучи

m

i

g

, бунда

m

i

-

зарранинг

i

массаси,

g

- эркин тушиш тезлиги; шунингдек, тезликнинг

биринчи даражасига пропорционал ҳаво қаршилиги

kx



таъсир қилади.

i

−

зарранинг

OY

ўққа проекцияланган ҳаракати тенгламаси қуйидагича

кўринишга эга:

m

i



y



=

−

mg

−

κ



y



−

F

sin

β

. (4)

Маълум ўзгартиришлардан кейин,

y



=

0

бўлганда

y

=

h

, ўрин тутади,

яъни

m

i

(

i

=

1,

n

)

массали зарра кўтариладиган максимал баландликни

аниқлаймиз:

⎜⎜⎜

⎜

⎝

⎛

+

β

sin

m g

i

⎟⎟⎟

⎟

⎠⎞

2

V

β

m

sin ln

0

m g

i i

m gk

0

. (5)

h

=

−

k

v

k

2

i

k

Ихтиёрий

m

i

(

i

=

1...,

n

)

зарранинг Ох ўққа проекцияланган ҳаракати

тенгламаси қуйидаги кўринишда бўлади:

k



=

−



. (6)

m x kx

i



=

−



, ёки

x

OX

y

x

i

m

ν

o

k

x

k

x

F

α

γ

F



ky
F

y

β

h
s

ky

m

i

g

kx

m

i

g

L
S

*

x

5-расм. Комбинацияланган сепараторнинг динамик юкланганлиги

схемаси

Ўзгартиришлардан кейин координаталар бошидан

m

i

массали зарра

максимал h баландликка кўтариладиган нуқтагача бўлган

s

масофани

аниқлаймиз (5-расмга қаранг):

16

s

=

2

k

2

0

V Sin

⋅

2

β

m g

+

R

β

i

⋅

( )

V Sin

m

i

0

⋅

+

k

, (7)

бунда, R- барабан радиуси.

m

i

массали зарра максимал баландликка

h

етганидан кейин унинг

пасайиши

бошланади

ва

ky



вектори

юқорига

OY

ўққа

параллел

йўналтирилган бўлади. Функционал боғлиқликларни соддалаштириш учун
вақт ҳисобини яна с

t

=

0

дан бошлаймиз. Зарра ҳаракатининг

OY

ўққа

проекцияланган дифференциал тенгламасини қуйидагича ёзамиз (5-расмга
қаранг):

⋅⋅



. (8)

m у m g ky F

sin

γ

i

=

−

i

+

−

Бундан,

k

m g

2

t

m g

m

i i

i

y t

=

h

+ +

−

( ) (1 )

k

t

k

2

e

. (9)

Бунда

y

=

0

m

i

массали зарранинг

OX

ўқ бўйлаб ҳисобланадиган

t

=

t

қийматни топиш мумкин.

максимал баландлигига мос келса

*

m

i

массали зарранинг

OX

ўққа проекцияли ҳаракати қонуни қуйидаги

тенгламада аниқланади:

m x kx

i



=

−



. (10)

k

2

x t

−

0

t

cos

( )

V m

β

m

=

−

i

i

(1 )

2

k V

β

m g

i

−

e

( sin )

+

0

k

.

Бундан,

=

*

t t

ни қўйиб (9) асосида

m

i

массали зарранинг ОХ ўқ

бўйлаб учиш узунлигини топамиз:

k

2

=

t

0

−

*

V m g

sin

β

.

m

i

i

e

S

*

−

2

k V

β

m g

i

(1 )

( sin )

0

+

k

Учишнинг умумий узунлиги аввал ОХ бўйича олинган натижаларни

ҳисобга олганда қуйидагини ташкил қилади:

k

L S S

t

= + =

−

Κ

⎤

m V
V m g

⎡

+

−

m

i

i

+

*

⎢

0

i

sin 2 (1 )sin

β β

e Rz

⎥

0

. (11)

k V
m g

i

⎢ ⎣

2

k

⎥

⎦

( sin )

0

β

+

k

Бу формула (11) комбинацияланган сепараторнинг рационал геометрик

параметрларини белгилаш учун хизмат қилади.

Ҳаво қаршилиги тезлик квадратига пропорционал, яъни

i

- зарра

2

ҳаракатининг

R

=

kv

тенгламаси қуйидаги

кўринишда бўлганда

17

 

, (12)

m y m g k y FSin

γ

i

=

−

i

−

i

−

2

бунда

F



- максимал баландликка h кўтарилишгача бўлган участкада

γ

бурчак остида горизонтга нисбатан қарама-қарши оқимнинг қаршилик кучи.
Бунда ҳар бир зарра (ёки тахминан бир хил m

i

массали зарралардан иборат

бўлган алоҳида фракциялар) учун k

i

га тенг пропорционаллик коэффициенти

k қабул қилинган (5-расм).

Формулада (12) айрим ўзгартиришлардан сўнг қуйидаги боғлиқликни

топами
з:

V

2 2

k

V t g

k g

⎟

⎟

⎠⎞

2

⎥⎥⎥⎥⎥

⎥

⎦⎤

0

sin

β

i

i

⎢⎢⎢⎢⎢

⎢

⎣

⎡

⎟

⎟

⎠⎞ ⎜

⎜

⎝

⎛

+ β

k

1 sin

t

m
y

i

i

m gG

1

m g

i

0

m

i

= +

ln(1

k

i

i

) ln

+

t g

k g

k V

i

2 2

sin

β

t g

k g

(13)

2
1

2 0

i

+ +

t

⎜

⎜

⎝

⎛

+

2

i

m

i

m g

i

1

m

i

t

.

(13) дан

m

i

массали зарра кўтарилиши мумкин бўлган максимал

баландлик h ҳисобланади. Бу ҳолда

y



=

0

бўлганида

m

i

⎜

⎜

⎝⎛

2 2

k V
Sin

β

⎟

⎟

⎠⎞

h

i

0

= +

m g

ln 1

2

(14)

k

i

i

га эга бўламиз.

Энди

m

i

массали зарранинг 0

Χ

ўққа проекцияли ҳаракати тенгламасини

тузамиз:

k



=

−



, или

2

m x k x

i i

i

2



=

−



. (15)

x

x

m

i

y



=

0

бўлганида

=

*

t t

да айрим ўзгартиришлардан кейин

m

i

массали

зарранинг

0

Χ

ўқ атрофида унинг

y

=

h

баландликка максимал кўтарили шигача

учиш узунлигини белгилаш учун қуйидаги ифодага эга бўламиз

m

β

k t V Cos

S

*

i
i

= +

0

k

ln(1 )

(16)

i

m

i

.

Координаталар бошини

Χ =

S

нуқтага ва вақт ҳисоби бошланишини

m

i

массали зарранинг пасайиш соҳасига кўчирамиз. Бу ҳолда

0

Y

ўққа

проекцияда қаршилик вектори қарама-қарши йўналишга ўзгаради (5-расм).
F=0 да дифференциал тенглама (12) қуйидаги тарзда ёзилади:



= +



, (17)

2

m y m g k y

i i i

t

=

0,

у

=

h

шартдан фойдаланиб, қуйидагига эга бўламиз:

k

g

i

⋅

t

2

+

m

i

i

m g m

i

e

1

y h

. (18)

= +

−

k

i

t

k

i

ln

2

t

вақтни топиш мумкин, унда

m

i

массали зарра Бу

формуладан

Κ

18

t

=

t

да

0

Χ

ўқ бўйича

m

i

пасайишининг охирида

h

=

0

бўлганида

y

=

0

.

к

массали зарранинг учиш узунлиги аниқланади.

k

i

ii

S

s

m

k

i

β

−

m

*

V e t

ln( cos 1)

=

0

⋅

Κ

+

k

i

m

i

. (19)

Демак зарранинг

0

Χ

ўқ бўйлаб умумий учиши узунлиги қуйидагича

аниқланади:

L

=

S

+

S

*

. (20) Диссертациянинг

«Экспериментал тадқиқот методикаси

ва сепарация камерасининг ишчи органлари конструктив

параметрларини аниқлаш»

деб номланган учинчи бобида икки босқичли

комбинацияланган донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш

машинасининг ишчи органлари параметрларини экспериментал тадқиқ қилиш

бўйича вазифалар доираси белгиланган. Маҳаллий дон навларининг механик

хоссаларини аниқлашга оид экспериментал тадқиқотлар методикаси

келтирилган. Тадқиқотлар йўл қўйиладиган (дон структурасида микро (кичик)

ёриқлар пайдо бўладиган) кучланишлар, мустаҳкамлик чегарасини аниқлаш

учун Zwick универсал машинасида бирлик донларда сиқиш деформацияга

статик юклама таъсирида синовлар турли даражадаги намликда амалга

оширилди. Ўтказилган бирлик донларни сиқиш деформациясига оид

тажриба-синовлар

натижалари бўйича сиқиш деформациялари диаграммаси чизилди. Маҳаллий
дон навларининг физик-механик хоссаларини инобатга олган ҳолда унинг бир
маромда ҳаракатланиш тезлигини яратиш мақсадида қия токчанинг
конструктив параметрлари экспериментал йўл билан (эни 500 мм ва узунлиги
400 мм); токчалар қиялик бурчаги (



α

=

23

) аниқланди.

Янги икки босқичли комбинацияланган донни сепарациялаш ва

фракцияларга ажратиш машинасининг ён деворларига шахмат тартибида
бешта қия токча ўрнатилган. Дон аралашмаси уларнинг деворларига урилган
ҳолда ўз оқими билан ҳаракатланади. Урилиш пайтида дондан ёпишиб қолган
органик ва минерал аралашмалар ажралиб чиқади. Чанг ва дон массасидан
енгил бўлган аралашмалар ҳаво оқими ёрдамида лаборатория
шароитида аниқланган

υ

≤

7

м

/

с

тезликда сўриб олинади ҳамда

аспирация

канали орқали сифатли чиқарилиши таъминланади. Сепарация камерасининг
аспирация канали учун ҳаво сарфи Q

в

аниқланди: аспирация каналининг эни

в

=

50

мм

, узунлиги

L

=

500

мм

ва ҳаво

оқими тезлиги

=

сарфли вентилятор

танланди (6-расм).

Q м ч

в

630 /

3

υ

=

7

м

/

с

бўлганда

Пастки силкитувчи токча эни юқори қия токчалар энига тенг бўлиши

лозим. Пастки токча узунлиги эса йирик аралашмалар чиқишини таъминлаш
учун юқори қия токча узунлигидан каттароқ қилиб тайёрланган. Донни
сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш икки босқичли
комбинацияланган машинасида пастки
силкитувчи токча

α

бурчак остида

ўрнатилган.

α

бурчак ишқаланиш бурчагидан

кичикроқ, дон эса, одатда,

0,8...1,0 мм қалинликдаги рухланган пўлатдан ясаладиган токча тебраниши

19

натижасида ҳаракатланади. Ундаги ўйиқлар донни йирик аралашмалардан

тозалаш учун думалоқ шаклга эга бўлиб, унинг диаметри дон диаметридан
катта, яъни

d

c

=

7

мм

дан кичик бўлмаслиги шарт. Бунда думалоқ шаклли

ўйиққа эга бўлган пастки токчанинг силкитувчи оптимал тезланиши

9-12 м/с

2

,

тебраниш амплитудаси

r 5-6 мм

га тенглиги аниқланди.

Таъминловчи валик диаметри тажриба-синов йўли билан

d

б

=

350

мм

,

таъминловчи валикнинг эни эса сепарация камерасининг энига тенг ҳолда

в

=

500

мм

белгиланди. Йўналтирувчи лотокнинг таъминловчи валик остида

жойлашганини ҳисобга олган ҳолда йўналтирувчи лоток эни таъминловчи
валик энига тенг бўлиши шарт, шунинг учун йўналтирувчи лотокнинг эни ҳам

в

=

500

мм

тавсия этилади.

6-расм. Комбинацион сепараторнинг саноат қурилмаси

Таъминловчи валикнинг айланиш частотаси (250-450 айл/мин) ва

йўналтирувчи лоток қиялик бурчагининг (0 дан 45

о

гача) ортиши билан дон

аралашмасининг кўтарилиш баландлиги ва учиш масофаси ортиб боради,
шунингдек,

донни

массасига

кўра

фракцияларга

ажратиш

сифати

яхшиланади.

Йирик донлар (уруғлик дон ва бошқа эҳтимолий аралашмалар) катта

масофани учиб ўтиб, фракцияларга ажратиш камерасининг энг узоқ
жойлашган бўлмасига тушади. Кичик массага эга бўлган уруғлик донга
нисбатан

майда

донлар

(озиқ-овқат

донлари

ва

бошқа

эҳтимолий

аралашмалар) массасига мувофиқ кичикроқ масофани босиб ўтади ва маълум
бўлмага тушади.

Дон

аралашмасини

таъминловчи

валикнинг

ҳар хил айланиш

частотасида (

250, 300, 350, 400 ва 450 айл/мин

) турли аралашмалардан тўлиқ

тозалаш жараёни ва донни фракцияларга ажратишни йўналтирувчи лотокнинг
турлича қиялик бурчагида соатига

7,5 тонна

иш унумдорлиги

20

шароитида аниқлаш бўйича тажриба-синов ишлари амалга оширилди. Донни
сепарациялаш ва массасига кўра фракцияларга ажратиш янги машинанинг

рационал-конструктив ва технологик параметрлари назарий жиҳатдан
аниқланди ва тажриба-синовда тасдиқланди.

Диссертациянинг

«Фракцияларга ажратиш камераси ишчи орган

ларининг конструктив параметрларини аниқлаш бўйича тажриба-синов
натижалари»

деб номланган тўртинчи бобида маҳаллий дон навларини

тозалаш ва фракцияларга ажратиш жараёнининг структуравий-механик
характеристикалари ва параметрларини аниқлаш бўйича олиб борилган
тадқиқот натижалари баён қилинган.

Маҳаллий

дон

навларининг

структуравий-механик

хоссаларини

ўрганиш назарий ва амалий аҳамият касб этиб, маҳаллий дон навларининг
структуравий-механик хоссаларини ва деформацияланиш механизмларини
билиш мавжуд бўлган донни тозалаш ва фракцияларга ажратиш
жиҳозларини такомиллаштириш ва янгиларини яратиш имконини беради.
Олиб борилган тадқиқотлар «ZWICK-1445» синов машинасида статик ва
динамик

сиқиш

деформациясида

айрим

маҳаллий дон навларининг

емирилиши учун зарур кучланишларни аниқлашга имкон берди. 11% фоиз
намликдаги донни «ёнбош-ёнбош» ҳолатида сиқиш диаграммалари таҳлил
қилинди.

Кучланишлар диаграммасининг биринчи «0-А» қисми қиялик бурчаги

катта бўлмаган тўғри чизиқ кўринишида бўлиб, деформация кучнинг
ортишига тўғри пропорционал тарзда кечади. Юклашнинг бу босқичида дон
ўзининг эластиклик хоссаларини сақлаб қолади (7-расм).

Диаграмманинг «А-В» участкаси шартли қўнимсизлик, яъни доимий

юкламада деформациянинг ортишига тўғри келади. Бунда дон юзасида сиқиш
кучини юза бўйлаб тақсимлаш рўй беради, бу пўстлоқ қаватлари ўртасида
структурада бўшлиқлар тўлдирилишига олиб келади. Куч қийматини нолга
тенглаштиргандан кейинги вазиятда доннинг ҳолатини визуал баҳолаш қийин.

Доннинг шишасимонлиги

асосан бузилмаган, фақат 15-20

марта катталаштирилганда дон

юзасида ҳаракатчан шток билан

алоқа жойларида тахминан

0,3х0,2мм ўлчамли кичик эзилиш

кузатилади.

Кучни янада катталашти

ришга тўғри келадиган қиялик

бурчаги катта бўлган «В-С»

участкада дон биринчи участка

дагига қараганда пластик

деформация ҳосил бўлади.

7-расм. Донни сиқиш диаграммаси

Мазкур участкада юклама бекор

қилинганда «С» нуқтага яқинроқ

21

да дон структурасида кўндаланг ички ёриқлар пайдо бўлишини визуал
аниқлаш мумкин. Қолдиқли деформация катталиги 0,2 мм ни ташкил қилади.

Диаграмманинг

навбатдаги

«С-Д»

участкаси аниқ ифодаланган

қўнимсизликка тўғри келади. Кучни бекор қилгандан кейинги қолдиқ
деформация катталиги 0,3 дан 0,59 мм гачани ташкил қилди.

«Д-Е» участкада умуман доннинг емирилиши билан кечадиган пластик

деформациянинг ҳосил бўлиши юқори даражани ташкил этади. 11 %
намликдаги доннинг маҳаллий нави структурасида жиддий ўзгаришларга
олиб келмайдиган йўл қўйиладиган кучнинг катталиги «ёнбош ёнбош»
ҳолатида 128,5 Н, «тик» ҳолатда - 75,2 Н ни ташкил қилади. 1-жадвалда
маҳаллий дон навларининг намлиги уларнинг мустаҳкам лик
характристикаларига таъсири бўйича тадқиқот натижалари акс эттирилган.

Намлик ортганда емирувчи куч камайиши, деформация миқдорининг

ортиши, бироқ емирилишнинг ўзи янада катта юкланишларда рўй бериши
аниқланди.

Экспериментал тадқиқотлар жараёнида доннинг микрошикастланиши

таъминловчи валикнинг чўткалари ва токчалар юзасига эркин тушиши ва
бошқа бир неча омилларга боғлаб ўрганилди. Доннинг юза билан ўзаро
таъсирини назарий тадқиқ қилиш натижасида доннинг микрошикаст
ланишига унинг учиш тезлиги таъсир кўрсатиши аниқланди.

1-жадвал

Маҳаллий дон навларининг турли намликда мустахкамлик чегарасидаги

кучи ва абсолют деформацияси

Т.
р.

Доннинг номи

%

Н

а

м

л

и

к

чегар

асида

ги

ку

ч

Н.

муст

ахка

млик

деф

орм

ация

мм.

Аб

сол

ют

%

Н

а

м

л

и

к

чегар

асида

ги

ку

ч

Н

.

муст

ахка

мли

к

я

мм.

Аб

сол

ют

дефо

рмац

и

%

На

мл

ик

чегара

сидаги

ку

ч

Н.

муста

хкамл

ик

я

мм.

Аб

сол

ют

дефо

рмац

и

1

Чиллаки

(Андижон вил.)

9

142,7

0,1...

0,22

12

117,5

0,2

…0,

37

16

97,8

0.3

…0,

59

2

Бобур
(Сирдарё
вил.)

8

153,2

11

128,5

15

107,8

3

Нота
(Тошкент вил)

8

136,4

11

113,4

15

95,2

Назарий ва экспериментал тадқиқотлар натижасида аниқланишича,

перфорацияланган қия токча юзаси бўйлаб дон аралашмасининг ўз оқими

билан ҳаракатланиши учун токчанинг қиялик бурчаги



23

дан кичик,

перфорациялар диаметри эса

3,5 мм

дан катта бўлмаслиги лозим.

Таъминловчи валикдан учиб чиқиш пайтида дон аралашмаси бир хил

бошланғич тезликка

v

0

эга бўлади, унинг вектори

Оху

текисликда ётади ва

Ox

ўққа маълум бурчак

β

остида йўналтирилган

бўлади.

Таъминловчи валикдан массасига мувофиқ маълум траектория бўйлаб

22

учиб чиқадиган дон аралашмаси фракцияларга ажратиш камерасининг бутун
узунлиги бўйлаб тақсимланади. Фракцияларга ажратиш камерасининг
узунлиги ва баландлиги таъминловчи валикнинг иш режими ҳамда
йўналтирувчи лотокнинг қиялик бурчагига боғлиқ бўлади. Таъминловчи валик
айланишининг рационал частотаси

n

б

=

450

об

/

мин

ва йўналтирувчи

лотокнинг қиялик бурчаги



α

=

45

бўлганда, назарий тадқиқотлар асосида

исботландики, донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасининг
фракцияларга ажратиш камераси узунлиги

L=5000 мм

, эни

B=500 мм

,

баландлиги

h=1500 мм

ни ташкил этади. Шунингдек, конструктив тарзда

исботландики, донни тўлиқ тозалаш ва массасига кўра фракцияларга ажратиш
ҳамда маълум бўлмаларга тўплаш учун бўлмалар орасидаги масофа

100 мм,

токчалар узунлиги эса

200 мм

, токчалар эни фракцияларга ажратиш

камераси энига тенг бўлиши лозим. Ҳар бир бўлма токчаларининг қияланиш
бурчагини



α

=

0

−

24чегарада (регуляциялаш) бошқариш мумкин бўлган

қайта ишланаётган дон аралашмасига боғлиқ ҳолда рационал қийматларни
топиш уни бошқа аралашмалардан тўлиқ тозалаш ҳамда массасига кўра
фракцияларга ажратиш имкониятини яратади.

Экспериментал тадқиқотлар натижалари бўйича қабул қилинган

геометрик параметрлар учун маҳаллий дон навининг дон массаси ва учиш
тезлигига, шунингдек, йўналтирувчи лотокнинг қиялик бурчагига боғлиқ
бўлган учиш узунлиги ва кўтарилиш баландлиги графиклари қурилди (8, 9-
расм).

1,2

0

β =

45

h,м

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0,26 0,028 0,03 0,032 0,034 0,036 0,038 0,039 0,04

v=3,93м/c v=4,73м/c v=5,49м/c
v=6,28м/c

m,гр

8-расм. Доннинг маҳаллий нави кўтарилиш баландлигининг массага
боғлиқлиги диаграмммалари

Аниқландики, йўналтирувчи лотокнинг қиялик бурчаги



α =

45

,

таъминловчи валикнинг айланиш частотаси

250 айл/мин

, доннинг учиш

узунлиги

1,8 м

гача, кўтарилиш баландлиги эса

0,4 м

гача; айланиш частотаси

450 айл/мин

, доннинг учиш узунлиги

4 м

гача, кўтарилиш баландлиги эса

1 м

ни ташкил қилади. Шунингдек, графикдан кўринадики,

23

дон аралашмаси зарраларининг кўтарилиш баландлиги унинг массасига
пропорционал тарзда ортади.

Демак, энг катта массага эга бўлган зарралар энг катта баландликка

кўтарилади ва максимал масофани учиб ўтади. Тажриба-синов натижалари
назарий маълумотлардаги қийматлардан 5% дан ортиққа фарқ қилмади.

Комбинацион сепараторнинг дастлабки ва лаборатория шароитида

синов жараёнида аппаратнинг саноат шароитида ишлашини текшириш
зарурати юзага келди. Саноат тадқиқотларининг асосий мақсади аппаратнинг
соҳага оид стандартнинг технологик талабларини қаноатлантирадиган иш
режимини аниқлашдан иборат бўлди.

Комбинацион сепаратор ишини технологик баҳолашнинг асосий мезони

қайта ишлаш жараёнида доннинг тўлиқ тозаланиши ва массасига кўра
фракцияланиши саналади. Тадқиқотлар жараёнида, шунингдек, саноат
шароитида донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасида қайта
ишлашда доннинг турли аралашмалардан тўлиқ тозаланиши ва массасига
кўра фракцияларга ажратишга таъсир қиладиган назарий қонуниятларнинг
ишончлилигини текшириш зарур.

Донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасида қайта

ишлагандан кейин уруғлик дон сифати, яъни дон турли аралашмалардан
тўлиқ тозаланганлиги ва массасига кўра фракцияларга ажралганлиги
аниқланди. Юқори массали донлар уруғлик сифатларига эга эканлиги
исботланди.

9-расм. Доннинг маҳаллий нави учиш узунлигининг массага

боғлиқлиги диаграммаси

Экспериментал комбинацион сепаратор ва туркум ЗМ-60 машиналарида қайта

ишланган доннинг униб чиқувчанлигини ўрганиш натижасида экспериментал

аппаратнинг таъминловчи валиги 450 айл/мин

α

=

45

дан катта бўлмаган частотаси ва йўналтирувчи лоток қиялик бурчаги



бўлганда доннинг униб чиқувчанлиги ЗМ-60 машинасида қайта ишланган

24

донникидан 6-7 мартагача юқори экани аниқланди. Дон массасини баҳолаш
мезони сифатида 1000 та дон массасидан фойдаланилди.

Донни сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасининг турли

режимларида

экспериментал

тадқиқотлар

натижалари

2-жадвалда

келтирилган.

Олинган натижалар дон массасининг фракцияларга ажратиш камераси

узунлиги бўйича ўзгариш характери ҳақида фикр юритиш мумкин. Афтидан,
таъминловчи валикнинг айланиш частотаси ортиши билан энг катта массали
дон фракцияларининг бевосита биринчи участкада ажралиши рўй беради. Яна
таъкидлаш керакки, биринчи участкада ажратилган дон фракциялари
таркибида бошқа аралашмалар мавжуд эмас.

Донни тозалаш ва фракцияларга ажратишда агротехник сифатини

баҳолашнинг асосий мезонларидан бири шикастланиш даражаси саналади.
Тадқиқотлар лаборатория шароитларида олиб борилганлиги сабабли олинган
ҳар бир фракция учун микрошикастланиш даражаси маълум методика бўйича
аниқланди.

2-жадвал



α =

45

бўлганда камера узунлиги бўйича 1000 та дон массаси ўзгаришининг

таъминловчи валик айланиш частотасига боғлиқлиги

Т

.

Таъминло

вч и

Фракцияларга ажратиш камераси бўлмалари сони ва узунлиги (метр)

р

.

валикнинг

айланиш

частотас

и,

айл/мин.

9

8

7

6

5

4

3

2

1

7

2,1-2,5 2,5-2,9 2,9-3,3 3,3-3,7

3,7-4

4-4,5

1

450

20,7

23,8

27,3

29,4

32,1

34,8

36,7

39,2

41,4

2

400

22,5

26

29,1

31,6

34,8

37,2

38,7

40,3

3

300

25,2

29,5

32,2

34,3

36,9

38,4

39,8

4

250

27,4

30,8

33,3

36,2

37,7

39,4

Таҳлил натижалари кўрсатдики, фракцияларга ажратиш камераси

узунлиги

бўйлаб

донни

массасига

кўра

фракцияларга

ажратишда

макрошикастланиш рўй бермади. Таъминловчи валик юзасида чўткаларнинг
мавжудлиги дон аралашмаси текис қамраб олинишини таъминлайди. Дон
аралашмаси таъминловчи валикнинг айланма ҳаракатидан тегишли тезлик
олиб, маълум траекторияда 1 метргача баландликда, 4 метргача масофани
учиб ўтиб, массасига мувофиқ тарзда камеранинг бутун узунлиги бўйлаб
фракцияларга ажралади.

Сепарациялаш

ва

фракцияларга

ажратиш

машиналари

техник

характеристикаларида дон аралашмаси токча юзаси билан ўзаро урилганда
ҳар бир дон заррасига таъсир қиладиган максимал куч унинг ҳаракат
тезлигига ва массага тўғри пропорционал бўлиб,

F

=

15

Н

дир. Маҳаллий

навларрда доннинг емирилиши учун

80 Н

дан юқори юкламалар бериш

кузатилди. Нам дон аралашмасини қайта ишлаш чоғида доннинг юза
қатламидаги намлигини 3% гача камайтириш имкониятини беради.

Назарий ва экспериментал тадқиқотлар натижаларини ҳисобга олган

25

ҳолда дон маҳсулотларини сепарациялаш ва массасига кўра фракцияларга
ажратиш машинасининг технологик схемаси асосида (10-расм) саноат
намунаси яратилди ва ишлаб чиқаришга жорий қилинди.

Диссертациянинг

«Ишлаб чиқилган янги дон маҳсулотларини

сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасининг техник
иқтисодий асосланиши»

деб номланган бешинчи бобида таклиф қилинаёт

ган машинанинг техник-иқтисодий кўрсаткичлари ишлаб чиқарилаётган
амалдаги қурилмалар билан қиёслаган ҳолда, шунингдек, корхонада соф
дисконтланган фойда кўринишидаги йиллик самараси келтирилган.

Ҳозирда қўлланаётган ва таклиф қилинаётган машиналарнинг

иқтисодий самарадорлигини ҳисоблаш натижалари ва қиёсий маълумотлари
4-жадвалда акс эттирилган.

4-жадвал

Дон маҳсулотларини сепарациялаш ва фракцияларга ажратиш машинасидан

фойдаланишнинг иқтисодий самарадорлиги йиғма кўрсаткичлари

Т.р

.

Кўрсаткичлар

Ўлчов

бирлиги

Вариантлар

Сепарат
ор БИС

ва

бошқ.

Эксперимент.

1

2

3

4

5

1.

Битта машинанинг баланс қиймати (А1
БИС-12; РЗБКТ-100; А1БЗК-18, У1БМП ва
аспирация канали)

сўм.

136 000000

17000000

2.

Машиналар сони

сўм.

4

2

3.

Ҳамма машиналарнинг баланс қиймати

сўм.

554000000

17000000

4.

Битта машинанинг бир соатлик

унумдорлиги

т/с

12

15

5.

Йиллик ишлаб чиқариш

т

65000

81000

6.

Фойдаланиш, жумладан, электр
энергиясига харажатлар

сўм./т
сўм./т

2213

242,2

523,45

51,7

7.

Фойдаланиш харажатларининг тежалиши

сўм./т

-

1689

8.

Фойдаланиш харажатларининг камайиш
даражаси

%

-

76,3

9.

Солиштирма материал хажмдорлик

кг./т

0,041

0,019

10.

Материал ҳажмдорликнинг пасайиш
даражаси

%

-

53,1

11.

Янги машинани жорий қилишдан қўшимча

фойда

сўм.

-

460320000

Тежаладиган йиллик харажатлар

сўм.

-

136809000-

13.

Қўшимча капитал харажатларнинг
қопланиш муддати

йил

-

1,3

14

Эгаллайдиган ишлаб чиқариш майдони

кв.метр

81

18

15

1 м

2

ишлаб чиқариш майдони

учун эксплуатация харажатлари

сўм

8100000

1800000

Иқтисодий самарадорлик билан бир қаторда дон аралашмасига ишлов

беришнинг

юқори

сифатига

эришилади.

Уруғлик

доннинг

сифати

яхшиланиши ва шикастланишининг олди олиниши ҳисобига унинг униб

26

чиқиш даражаси ортади.

10-расм. Комбинацияланган сепараторнинг технологик схемаси.

ХУЛОСАЛАР

1. Республика минтақалари бўйлаб маҳаллий дон навларининг физик

механик хоссаларини ўрганиш янгидан яратилаётган донни сепарациялаш ва
фракцияларга ажратиш машиналарининг конструктив ва технологик
параметрларини илмий асослаш ҳамда дон шикастланишининг олдини олиш
имконини берди.

2. Дон маҳсулотларини сепарациялаш ва массасига кўра фракцияларга

ажратиш машинаси камераларидаги ҳаракатининг математик модель ва
ҳисоблаш методикалари ишлаб чиқилди, улар асосий ишчи органларнинг
кинематик ва геометрик параметрларини аниқлаш имконини беради.

3. Донни перфорацияланган қия токчалар ва пастки силкитувчи токча

бўйлаб енгил ва йирик аралашмалардан тозалаш учун ҳаракат тенгламаси
тузилди ва унинг асосида перфорацияланган қия токчалар ва пастки
силкитувчи токчанинг конструктив параметрларини аниқлашга имкон берди.

4.

7,5 т/с

унумдорлик шароитида перфорацияланган қия токчалар ва

пастки силкитувчи токчанинг рационал параметрлари аниқланди: қия токчалар
эни

- 500 мм

; қия токча узунлиги -

400 мм

; токчанинг қиялик бурча ги



α

=

23; пастки қия токчанинг узунлиги

- 430 мм

. Бу катталиклар дон ара

лашмасининг токчалар юзаси бўйлаб ўз оқими билан бир қатлам бўлиб
ҳаракатланишини, ёпишиб қолган органик ва минерал аралашмалар ҳамда дон
қобиғининг ажралишини таъминлайди.

5. Математик моделлаштириш ва экспериментал тадқиқот методлари

ёрдамида перфорацияланган қия токчанинг перфорация ўлчамлари аниқ-

27

ланди: юқори токчаларнинг ўйиқ диаметри –

4 мм

, пастки силкитувчи токча

учун –

7 мм

, аспирация каналининг ҳаво торткичлари эни –

50 мм

, баландли

ги -

1500 мм

, ҳаво оқимининг тезлиги -

7 м/с

. Улар енгил аралашмаларнинг

перфорация ва аспирация каналлари орқали сўрилиши, йирик аралашмаларни
алоҳида идишга ажратилиши ва донни таъминловчи валик камерасига бир
маромда юкланишини таъминлайди.

6. Таъминловчи валикнинг конструктив параметрлари ишлаб чиқилган

математик моделлар асосида технологик талаблар ва машинанинг иш
унумдорлигига боғлиқ ҳолда аниқланди, унинг диаметри –

350 мм

, эни –

500

мм

ва айланиш частотаси

450 айл/мин

бўлиб, донни текис қамраб олиш ва бир

хил бошланғич тезликда (

с

υ =

6,28

м

) бир маромдаги учишини таъминлайди.

7. Дон учишининг умумий баландлиги

h

ва узунлиги

L

ни аниқлашда

таъминловчи валикдан учиб чиқиш
бошланғич тезлиги

υ

, йўналтирувчи

лоток киялик бурчаги

α

, ҳаво қаршилиги коэффициенти

k

,

дон массаси

m

,

шунингдек, маҳаллик дон навларини тавсифларига боғлиқ ҳолда аниқлаш
имконини берадиган дифференциал тенгламалар тузилди.

8. Аниқландики, йўналтирувчи лоток қиялик бурчаги



α

=

45

бўлганда

дон массаси

m

га боғлиқ ҳолда унинг учиши баландлиги

h

0,2 дан 1 м

гача,

доннинг учиш узунлиги

L

эса

1,5м дан 4 м

гача оралиқда ҳаракатланади. Бу

параметрлар донни массасига кўра бир неча фракцияга ажратиш, унинг
намлигини 2 % дан 3 % гача камайтириш, шунингдек, турли аралашмалардан
тўлиқ тозалаш имконини беради.

9. Республика минтақалари бўйлаб маҳаллий дон навларининг физик

механик хоссаларини ўрганиш янгидан яратилаётган донни сепарациялаш ва
фракцияларга ажратиш машиналарининг конструктив ва технологик
параметрларини илмий асослаш ҳамда дон шикастланишининг олдини олиш
имконини беради.

10. Олинган тадқиқот натижалари асосида донни сепарациялаш ва

фракцияларга ажратиш машинасининг илмий асосланган параметрларга эга
бўлган янги конструкцияси ишлаб чиқилди, тайёрланди ва ишлаб чиқаришга
жорий қилинди. Натижада корхонанинг технологик линияси ихчамлаш
тирилди, энергия сарфи камайтирилди. Бу эса тегирмонларнинг ҳар бир
фракция бўйича технологик иш режимини танлашга ҳамда маҳаллий буғдой
навларидан сифатли ун ва ун маҳсулотларини олишга асос бўлади.

28

РАЗОВЫЙ НАУЧНЫЙ СОВЕТ НА ОСНОВЕ НАУЧНОГО СОВЕТА

ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК 16.07.2013.Т.08.01 ПРИ ТАШКЕНТСКОМ

ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

БАРАКАЕВ НУСРАТИЛЛА РАЖАБОВИЧ

СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ДЛЯ СЕПАРИРОВАНИЯ

И ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

02.00.16 – «Процессы и аппараты химических технологий

и пищевых производств»

(технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

город Ташкент - 2016 год

29

Тема докторской диссертации зарегистрирована за № 30.09.2014/В2014.5.Т286 в

Высшей аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан.

Докторская диссертация выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте.

Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский) размещен на
веб-странице по адресу www.tkti.uz и информационно-образовательном портале ZIYONET по
адресу

www.ziyonet.uz

Научный
консультант:

Официальные оппоненты:
Бахадиров Гайрат Атаханович

доктор технических наук

Негматов Сойибжон Содиқович

доктор технических наук, профессор,
академик АН РУз

Гулямов Шухрат Манапович

доктор технических наук, профессор

Артиков Асқар Артикович

доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: Бухарский инженерно-технологический институт

Защита диссертации состоится «___» ___________2016 года в «_____» часов на заседании

разового научного совета на основе научного совета по присуждению ученой степени доктора
наук 16.07.2013.Т.08.01 при Ташкентском химико-технологическом институте по адресу: 100011, г.
Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои, 32. Тел.: (99871) 244-79-21; факс: (99871) 244-
79-17; e-mail:

tkti_info@mail.ru.

Докторская диссертация зарегистрирована в Информационно-ресурсном центре Ташкент

ского химико-технологического института за №____, с которой можно ознакомиться в ИРЦ
(100011, г. Ташкент, Шайхонтахурский район, ул. А.Навои, 32. Тел.:(99871)244-79-20).

Автореферат диссертации разослан «___» ________ 2016 года.

(протокол рассылки №_______от _________2016 г.).

С.М.Туробжонов

Председатель научного совета по присуждению учёной

степени доктора наук д.т.н., профессор

А.С.Ибодуллаев

Ученый секретарь научного совета по присуждению

учёной степени доктора наук д.т.н., профессор

К.О.Додаев

Председатель научного семинара при научном совете по

присуждению учёной степени доктора наук д.т.н.,

профессор

30

ВВЕДЕНИЕ (аннотация докторской диссертации)

Актуальность и востребованность темы диссертации.

В настоящее

время в мировых масштабах обретает большое значение обеспечение
повышения производительности машин и оборудования, используемого для
переработки сельхозяйственной продукции, снижения энергопотребления,
улучшения качества и обеспечения безопасности производимой продукции. С
момента обретения республикой независимости в целях обеспечения
потребности населения в зерне сегодня по сравнению с 1991 годом выращи
вается в 10 раз больше зерна (в 2015 году более 8 млн. тонн), в 5 раз больше
бобовых (фасоль, маш, зеленый горошек, местный горох, соя и др.). Создание
металло и энергосберегающих, компактных, выполняющих несколько
технологических процессов машин новой серии, необходимых для очистки от
различных органических, минеральных и крупных примесей, а также
фракционировании выращенных зерновых культур по массе с учетом их
особенностей является одним их важных проблем отрасли. Разработка
математической модели и методик расчета движения зерна в камере машины
для cепарирования и фракционирования по массе позволяет определить
кинематические и конструктивные параметры основных рабочих органов.
Составление уравнение движения зерна по наклонным перфорированным
полкам и нижней наклонной встряхивающей полке для очистки от легких и
крупных примесей и определение на этот основе конструктивных параметров
наклонных перфорированных и нижней встряхивающей полок является
основой формализации движения зерновой смеси по поверхности полок
самотеком одним слоем при одновременном обеспечении очистки от
прилипнувших органических и минеральных примесей и оболочки зерна.
Математическое моделирование открывает новые направления для
определения диаметра отверстий верхних и нижних встряхивающих полок,
геометрических параметров аспирационного канала, скорости воздушного
потока и всасывания легких примесей из состава зерновой смеси с
поверхности перфорированных полок через аспирационные каналы,
технологических процессов выделения в отдельную емкость крупных
примесей и равномерной загрузки зерна в питающий валик камеры. Именно
поэтому большое значение имеет создание, испытание и внедрение машины

«Комбинированный сепаратор» для очистки от различных примесей,
разделения на фракции по массе на основе изучения физико механических
свойств местных сортов зерна в разрезе регионов. Данное диссертационное
исследование в определенной степени служит выполнению задач,
предусмотренных в постановлениях Президента Республики Узбекистан №
ПП-1072 “О программе мер по реализации важнейших проектов по
модернизации, техническому и технологическому перевоору-жению
производства на 2009-2014 годы” от 12 марта 2009 года и № ПП-1633 “О
мерах по дальнейшему совершенствованию организации управления и
развитию пищевой промышленности Республики в 2012-2015

31

годах” от 31 октября 2011 года, а также других нормативно-правовых
документах, принятых в данной сфере.

Соответствие исследования основным приоритетным

направлениям развития науки и технологий республики.

Данное

исследование выполнено в соответствии с приоритетным направлением
развития науки и технологий республики VII. «Химическая технология и
нанотехнология».

Обзор международных научных исследований по теме диссертации.

Научные исследования, направленные на разработку и совершенсвование
технологии

и

машин

для

очистки

от

различных

примесей

и

фракционирования зерна, осуществляются в ведущих научных центрах и
высших образовательных учреждениях мира, в том числе, University of Illinois
(США), University of Greenwich (Великобритания), Italian Culinary Institute
(Италия), Institute of Agricultural engineering (Германия), Institute of Chemical
technology (Франция), Canadian Institute of food science and

technology

(Канада), Swedish Institute of Food and biotechnology (Швеция), Всероссийский
научно-исследовательский институт зерна и продуктов его

переработки,

Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского
хозяйства, Алтайский, Донской, Кубанский и Омский

государственные

аграрные

университеты,

Челябинская государственная агроинженерная

академия,

Кемеровский

институт

технологий

пищевых

продуктов,

Московский государственный университет пищевых производств (Россия).

В результате проведенных в мире исследований в области технологий и

машин для очистки от примесей и фракционирования получены ряд
сушественных научных результатов, в том числе: созданы машины для
очистки зерна путем поэтапного просеивания зерна через сита различных
размеров (Institute of Agricultural engineering, Германия, Swedish Institute of
Food and biotechnology, Швеция, Всероссийский научно-исследовательский
институт зерна и продуктов его переработки, Алтайский, Донской, Кубанский
и Омский государственные аграрные университеты, Челябинская
государственная

агроинженерная

академия,

Россия);

применены

в

производстве

колебающиеся

сепараторы

с

вазвратно-поступательным

движением

(University

of

Illinois,

США,

University

of

Greenwich,

Великобритания); созданы пневмосепараторы (Italian Culinary Institute,
Италия,

Institute

of

Agricultural engineering, Германия); разработаны

гравитационные, центробежные и инерционные сепараторы (Institute of
Chemical technology, Франция, Canadian Institute of food science and technology,
Канада,

Swedish

Institute

of

Food

and

biotechnology,

Швеция);

в

технологическом процессе применена очистка зерна с помощью воздушного
потока путем двухразового пропуска сначала и после через сито-системные
сепараторы (Canadian Institute of food science and technology, Канада,
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского
хозяйства, Алтайский, Донской, Кубанский и Омский государственные
аграрные университеты, Кемеровский институт технологий пищевых

32

продуктов, Московский государственный университет пищевых производств
Россия).

В мире осуществляется ряд исследований по созданию технологии и

машин для сепарирования и фракционирования зерна, по ряду приоритетных
направлений проводятся исследования, в том числе создание новой серии
высоко-производительных,

энерго и металлосберегающих машин для

серарирования и фракционирования для комбинированных технологических
процессов; полная механихация и автоматизация технологияеского процесса;
увеличение

производства

муки

высших

сортов

с

применением

высокопроизводительных приборов и передовых технологий, развитие
мучно-крупяной

и

комбикор-мовой

промышленности;

рекомендация

показателей и режимов работы приборов, применяемых в технологическом
процессе с учетом химических, физико-механических свойств зерновых
культур.

Степень изученности проблемы.

Научные исследования по созданию технологии и оборудования

сепарации

и

фракционирования

зерновых

культур

осуществлялись

Н.Е.Авдеевым, В.И.Анискиным, А.С.Архиповым, А.Ф.Бутенко, Н.Ф.Василь
евым, Н.Г.Гладковым, В.В.Гортинским, В.П.Горячкиным, А.Г.Громовым,
П.М.Заикой,

А.Н.Зюлиным,

А.В.Зильбернагельем,

А.И.Климоком,

И.Е.Кожуховским,

Н.Ф.Конченко,

И.И.Косиловым,

В.А.Кубышевым,

А.А.Кукибом,

П.Н.Лапшиным,

И.П.Лапшиным,

М.Н.Летошневым,

А.А.Лопаном,

В.Н.Макаровым,

Е.А.Непомнящих,

Г.Т.Павловским,

И.Ф.Пикузой,

Ю.В.Терентьевым,

Г.Д.Терсковым,

В.И.Телегиным,

М.А.Тулькибаевым, Н.Н.Ульрихом, В.М.Цециновским, Г.Ф. Ханхасаевым,
А.В.Фоминых, Н.Н.Ульрихом, В.М.Дринчой, Х.Робертом, Ш.Д.Родни, П.К.
Россом, О.Уилфридом, Я.Хемери, Н.Р.Юсупбековым, Х.Х.Усманходжаевым,
Р.Г.Махкамовым,

З.С.Салимовым,

С.С.Негматовым,

А.А.Артиковым,

А.А.Ризаевым,

Г.А.Бахадировым,

Х.Нурмухамедовым,

Ш.М.Гулямовым,

П.М.Турсунходжаевым, Ж.П.Мухитдиновым, К.О.Додаевым, Ж.Курбоновым
и др.

В результета исследований в области создания машин и технологии для

сепарирования и фракционирования зерновқх культур создано более 100

тысяч машин и оборудования с различной производительностью и
мощностью. Механизация процесса позволила повысить в 8-10 раз
производительность труда, сократить в 1,5-2 раза расходы на переработку,
поручить муку и семена высшего качества. Результаты исследований
А.В.Фоминых,

Н.Ф.Васильева, А.В.Зильбернагеля, Н.Н.Ульриха и др.

Свидетельствуют о том, что среди машин для очистки зерна наиболее активно
используются

ситочные

машины

с

меньшим

расходом

энергии.

Использование в ситочных машинах вибрационных передач позволило в
несколько (5-10) раз уменьшить амплитуду, а также несколько раз увеличить
ускорение

и

частоту

колебаний.

В

исследованиях

В.Н.Макарова,

В.И.Телегина, И.Ф.Пикуза, Г.Ф.Ханхасаева, А.Ф.Бутенко и др. выдвинута и
подтверждена гипотеза о том, что при скорости движения ленты под

33

определенным углом до 14 м/с в ленточных машинах очистки зерна
траектория летящего зерна состоит из параболы. Отмечено, что при этом
зерно в зависимости от своих аэродинамических показателей размеров и
сравнительной массы улетает на различные расстояния. Также подтверждена
возможность увеличения с помощью денточных машин уровня очистки зерна
на 4-20%. Разработанная в результате научных поисков Н.И.Косилова,
А.А.Кукибина и др. исследователей пневмо-инерционная машина
рекомендована для использования в процессе первичной очистки зерновых
культур.

Сепарация зерновых культур по необходимым признакам является

сложным процессом, который зависит от следующих этапов: относительное
перемещение зерновой смеси по поверхности встряхивающей полки;
самосортирование-прохождение зерна по поверхности встряхивающей полки
к поверхности нижней полки; отбрасывание зерна при помощи центробежных
сил на определенные секции поверхности решета.

Усовершенствование

машин и технологические процессы для сепарирования и фракционирования
относительно по массам зерновых культур, учитывая

взаимосвязь выше

изложенных этапов, имеет научно-практическую ценность

и весьма

актуально.

Связь темы диссертации с научно-исследовательскими работами

высшего учебного учреждения, где выполняется диссертация.

Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно
исследовательских работ прикладных и инновационных проектов
Ташкентского химико-технологического института ИТД-5-065. «Разработка
ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий для производства
химических и пищевых продуктов» (2005-2012 гг.) и Гулистанского
Государственного университета А3-46 «Расчет эффектив-ности приборов
очистки и фракционирования зерна и совершенствование их проектирования»
(2015-2017 гг.), а также ИОТ-2014-2-31 «Внедрение в производство
технологий очистки от примесей и фракционирования зерна по массе»
(2013-2014 гг.)

Целью исследования

является создание технологической машины для

сепарирования и фракционирования зерновых культур по массам и
обоснование её технологических, кинематических и конструктивных
параметров.

В соответствии с поставленной целью решались следующие

задачи:

изучение в разрезе территорий физико-механических свойств местных сортов
зерна для создания новой серии машин для сепарирования и
фракционирования;

изучение и анализ технологического процесса сепарирования и

фракционирования зерна по массе;

составление уравнения движения зерна по поверхности перфорирован

ных полок;

определение скорости воздушного потока и выбор вентилятора для

очистки зерна от легких примесей;

34

составление уравнения движения зерна по поверхности нижней

встряхивающей полки для очистки от крупных примесей;

составление уравнения движения зерна по поверхности питающего

валика камеры фракционирования;

создание комбинированного сепаратора для очистки от других

примесей и фракционирования зерна по массе, определение его кинемати
ческих и технологических параметров;

проведение промышленного испытания, внедрение в практику и

определение экономической эффективности комбинированного сепаратора
для очистки от других примесей и фракционирования зерна по массе.

Объектом исследования

является технологическая машина

сепарирования и фракционирования зерновых культур.

Предмет исследования:

закономерности процессов, протекающих в

технологической машине для сепарирования и фракционирования зерновых

культур, их взаимосвязанные кинематические и технологические показатели.

Методы

исследований.

В диссертационной работе применены

физико-химические, физико-механические, кинематические, динамические и
методы

планирования

экспериментов,

также

методы

математической

статистики.

Научная новизна исследования

заключается следующем

:

в разрезе

территорий определены физико-механические свойства местных сортов
зерна;

определены взаимосвязанные особенности параметров процессов

сепарирования и фракционирования зерновых культур;

создано уравнение движения зерна по поверхности питающего валика

фракционной камеры с учетом сопротивления воздуха на поврех-ность зерна
по продольному разрезу;

определены кинематические и технологические параметры комбини

рованного сепаратора с учетом физико-механических особенностей мест ных
сортов зерна;

создана технологическая машина-комбинированный сепаратор для

очистки от различних примесей и фракционирования зерновых культур по
массе с производительностью 7,5 т/ч, с габаритными размерами: -

l=4500 мм,

h=2000 мм, b=500 мм

.

Практические результаты исследования

:

разработана математическая модель и составлено уравнение движения

зерна по поверхности перфорированных полок с учетом воздушного потока;
разработана математическая модель и составлено уравнение движения зерна
по поверхности нижней встряхивающей полки для очистки от крупных
примесей в сепарационной камере с учетом воздушного потока; определена
скорость воздушного потока и выбран вентилятор для очистки зерна от легких
примесей в сепарационной камере; разработана конструкторская и
техническая документация комбинированного сепаратора, занимающего в
четыре раза меньше произ водственной площади.

35

Достоверность полученных результатов

обосновывается наличием

адекватных математических моделей и алгоритмов расчета, соответствием
теоретических параметров и результатов испытания комбинированного
сепаратора.

Теоретическая

и

практическая

значимость

результатов

исследования.

Научная значимость результатов исследования определяется

созданием новой технологии и машины сепарирования и фракционирования
зерновых культур, разработкой методов расчета движения зерна по
наклонным полкам с питающим валиком.

Практическая значимость результатов исследования заключается в том,

что была разработана новая конструкция машини для сепарирования и
фрракционирования зерна, в которой объеденены камеры сепарирования и
фракционирования зерна, что позволяет повысить производительность
аппарата и качество очистки зерна от различных примесей, также
обеспечивает

фракционирование

зерна

по

массе,

исключении

его

повреждений, уменьшение материалоемкости и потреблении электроэнергии;
кроме того машина занимает меньше производственной площади.

Внедрение результатов исследования.

Комбинированный сепаратор

очистки и фракционирования зерна прошел производственное испытание и
внедрен на предприятиях по переработке зерна Акционерной компании
«Уздонмахсулот» (справка от 22 марта 2016 г.№ 11-2-8/4299 АК «Уздонмах
сулот»). В результате создается компактная технологическая линия пред
приятия, уменьшается энергопотребление, достигается: выбор технологичес
ких режимов мельниц для каждой фракции; обеспечивается производство
качественной муки и мучных изделий из местных сортов зерна.

Апробация работы.

Результаты исследования изложены в виде

докладов и апробированы на около 30 международных и республиканских
научно-технических конференциях, в частности: «Озиқ-овқат хавфсизлиги»
(Тошкент, 2005, 2006, 2010); «Современные проблемы механики» (Тошкент,
2009); «Маҳаллий хом ашё ва маҳсулотларни қайта ишлаш технологияси»
(Тошкент, 2009); «Кон-металлургия соҳасининг замонавий техника ва

технологиялари ҳамда уларни ривожлантириш йўллари» (Навоий, 2010);
«Прикладные задачи математики и механики» (Севастополь, 2010); “Кимёвий
технология бўйича Марказий Осиё ҳудудий анжумани” (Москва,

2012);

«Машиностроение и техносфера XXI века» (Донецк, 2014, 2015); «Қишлоқ
хўжалигида тадқиқот натижаларининг қўлланиши» (Гулистон,

2013); II

Международная научно-практическая конференция, посвященная 80-летию со
дня рождения Ш.М.Айталиева (Алматы, 2015); «Инновации в технологиях и
образовании» (Белово, 2015); «Наука, техника и инновационные технологии в
эпоху могущества и счастья» (Ашгабад, 2015); «Автоматизация: проблемы,
идеи, решения» (Севастополь, 2015);

«Инновационные технологии и

экономика в машиностроении» (Томск, 2015);

«Innovative manufacturing

engineering

international

conference» (Romania,

2015); «Техника ва

технологиянинг

долзарб

муаммолари,

уларнинг

энерготежамкор ва

инновацион ечимлари» (Фарғона, 2016).

36

Диссертационная работа обсуждена на объединенном семинаре кафедр

факультета «Технология пишевых продуктов» Ташкентского химико
технологического института (2015). Научном семинаре при ученом совете
ТКТИ 16.07.2013.Т.08.01 (2016).

Опубликованность результатов исследования.

По теме диссертации

опубликованы всего 44 научных работ. Из них 17 научных статей, в том числе
11 в республиканскихи 6 в зарубежных журналах рекомендованных Высшей
аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации основных
научных результатов докторских диссертаций.

Структура и объем диссертации.

Структура диссертации состоит из

введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы,
приложений. Объем диссертации составляет 200 страниц.

37

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во

введении

обосновывается актуальность и востребованность

проведенного исследования, цель и задачи исследования, характеризуются
объект и предмет, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, внедрение в практику
результатов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.

В первой главе диссертации

«Современное состояние и тенденции

развития

технологических

машин

для

сепарирования

и

фракционирования зерновых культур»

проанализированы состояние и

тенденции развития существующих технологических машин и условий их

эксплуатации при сепарировании и фракционировании зерна.

Изучены особенности технологических машин на сепарирования и

фракционировании зерна.

Определены

основные факторы, влияющие на технологические

показатели машин при сепарировании и фракционировании зерновых культур.
Исследованы способы просеивания и их характеристики. Определено влияние
рабочих органов технологических машин на

прочностные свойства и

механические повреждения зерновых культур.

На основе критического анализа литературных источников, изучения

современного состояния технологического процесса и машин определено, что
наиболее перспективным направлением при создании зерноочистительных
машин в настоящее время является поиск

универсального, простого,

многофункционального

оборудования

для

сепарирования

и

фракционирования зерновых культур.

Во

второй

главе

диссертации

«Теоретические

исследования

параметров и режимов технологических машин для сепарирования и
фракционирования

зерновых

культур»

приведены

результаты

исследований по совершенствованию технологической машины и процесса
сепарирования и фракционирования зерна. С целью полной очистки местных
сортов зерна от примесей и разделения их на фракции по массе, с учетом
физико-химических, аэродинамических и механических свойств зерна, нами
предлагается новая двухэтапная комбинированная машина для сепарации и
фракционирования зерна.

На

первом

этапе

осуществляется

первоначальная

очистка

в

аэродинамической

камере

сепарации,

где

удаляются

примеси

не

превышающие массу зерна. Камера сепарации 1 предлагаемой машины
сепарации и фракционирования зерна (рис. 1) содержит боковые стенки 2 и 3,
установленные с воздуховодами аспирации 4 наклонные перфорированные
встряхивающие полки 5, 6, загрузочное устройство 7, канал 8 для
предварительной аспирации и питающий валик 9.

38

Рис.1.

Питающее устройст во сепаратора
зерна

Наклонные перфорированные встря
хивающие полки 5, имеют отверстия
перфо раций меньше чем размеры
зерна, нижняя наклонная

встряхивающая полка 6 имеет
отверстия перфораций большие,
нежели размеры зерна, и установлена
выступающей из приемной камеры 1
через выходное окно 10. Нижняя
загрузочная полка 11 приемной
камеры 1 направлена по касательной к
питающему валику 9. Питающее
устройство сепаратора зерна
снабжено емкостью 12 для сбора
крупных тяжелых примесей.
Составлена математическая модель
движения зерна по наклонной полке 5.
Выполнены теоретические
исследования движения зерна по
полке 5 для очистки
зерна от различных примесей.
Рассмотрено условие абсолютного
перемещения зерновой частицы по
наклонной неподвижной
перфорированной полке 5 (рис. 2), а
также проанализировани

условия относительного перемещения её по подвижной перфорированной

Y

1

S

1

F

вт

F

тр

полке. При установке полки под
углом α к
горизонту на зерновую частицу
действуют

N

следующие силы:

G

-сила тяжести

зерновой
частицы,

N

-нормальная реакция

поверхности полки, F

тр

- силы

трения и F

вт

-

сила втягивания. Для движения
частицы

α
Р

s

Р

y

O

1

m

1

Р

необходимый
угол наклона
полки α
должен быть

больше чем
угол трения γ,
то-есть α>γ.
Обозначим
силу
втягивания,
приходящуюс
я на единицу

длины
верхней
полки, через

(

I

)

F

вт

, массу

зерна вместе с
примесью на

Рис. 2. Схема сил, дейст вующих на
частицу, нахо дящуюся на
наклонной полке

этом участке-через

m

1

.

Уравнение движения центра масс
выделенного единичного элемента из
зерновой смеси в направлении полки
имеет вид

m

1

(

s

1

)



s



1

=

m

1

(

s

1

)

gSin

α

−

fF fm s gCos

α

( )

+

(1)

I

в т

( )

1 1

где

f

-коэффициент трения.

При движении зерновой смеси массой

m

1

за счет силы

(

I

)

F

вт

будет

убывать; в первом приближении можно предположить, что эта масса

39

определяется функцией

1

m s m t

+

( ) ( )

a t b

= =

, (2)

1 1 1

1 1

где постоянные коэффициенты

1

a

и

b

1

находятся из эксперимента. Например, в

начальный момент времени (

t=0

) масса

10

m

l

(0)

=

m

, а при

t

=

t

она составит

l К

m

к

m t

1 1

сходе её с первой полки при

к

1

( )

=

.

1

m

Тогда значения

a

1

и

1

b

определяются из уравнений

10

b

=

,

1

а

−

1

=

m

1

b

=

,

m m

1

к кк

10 1

=

.

+

. Откуда следует, что

10

1

а t b

1

к

m

1 1 1

к

m m t

10 1 1

После некоторых преобразований получим закон движения переменной

массы

( )

1

m t

в виде

( )

I

L t

⎩⎨⎧

+

⎭⎬⎫

fF a
gSin

α

fgCos

α

1

в т

⎢

⎣⎡

1

−⎥

⎦⎤

s t

К

( ) ( )

1 1

= +

− −

+

2

t t t

( )

1

, (3)

t

где

к
к

1
1

2 3

t t b

1

a

2 1

b

3 1
2 ( )

I

L

=

gSin

α

+

fgCos

α

t

−

+ +

.

1 1

) ( ) (

к к к в т

t fF с t

t

1

1

1 1

2

6 2

к

Закон движения последующих полок определяются аналогично.

Установлено, что время нахождения зерна на полке прямо пропорционально
длине и обратно пропорционально углу наклона. На рис. 3 приведен график
изменения времени нахождения зерновой смеси на полке в зависимости от
угла наклона полки при начальной длине L=50 мм и угле наклона

       

  

β =

0 , 5 , 10 , 15 , 20 , 23 , 25 , 30 , 35 , 40 , 45

.

Из графика видно,

что с увеличением угла

наклона полки скорость

падения частиц зерновой

смеси растет, а время

нахождения зерна на

полке уменьшается.

Соответственно, при

Рис. 3. График зависимости времени
нахождения зерновой смеси на полке
от угла наклона полки

больших углах наклона

полки, частицы зерновой смеси,
имеющие наи большие массы, набира

ют наибольшую скорость падения, тогда зерновая смесь катится или скользит
по поверхности полки. При таком движении зерно очищается от
прилепившейся пыли и от оболочки.

Также исследовано критическое ускорение нижней полки 6 с круговым

поступательным движением в горизонтальной плоскости. Определена
технологическая эффективность очистки зерна от крупных примесей нижней

40

полкой 6.

На основании теории пневмосепарирования установлено, что с

увеличением средней скорости воздушного потока возрастает степень
очистки зерна от легких примесей.

На втором этапе в камере фракционирования зерна очищаются от

других примесей и разделяются на фракции в зависимости от массы (рис. 4).
Камера фракционирования 1 содержит распределитель 2 по ширине камеры, и
разделена по длине перемещаемыми перегородками 3 и отсеками 4, 5, 6, 7 и 8,
причем распределитель 1 выполнен в виде питающего валика 9, с
расположенными на поверхности щетками 10, под которыми с возможностью
регулирования угла наклона установлен направляющий лоток 11, а
перегородки 3 выполнены с изогнутым верхом, при этом каждый отсек
4, 5, 6, 7 и 8, разделен на два, и в одном из отсеков 12, установлены наклонные
сита 13, и лотки 14, а другой 15, расположены с возможностью
взаимодействия с лотком 14. Камера фракционирования 1 имеет входные 17,
18 и выходной 19 каналы аспирации с заслонками. Размеры отверстий
наклонных сит 13, перегороженных отсеков 4, 5, 6, 7 и 8, меньше, чем
размеры зерен, попадающих в эти отсеки.

19

Зерновая

2

смесь

1
10
9
11

17

3 3 21 20

16

21

13

4 5 6 7 8

18 18 18 18

12

13

15

14

12 15

Рис. 4. Камера фракционирования зерна

Одним из основных механизмов новой двухэтапной комбинированной

машины для сепарации и фракционирования зерна являются питающий валик

1 и направляющей лоток 11, которые в свою очередь предопределяют
дальнейший технологический процесс работы машины, то-есть очистки и
фракционирования зерна по массе. При вылете из питающего валика

зерновая смесь будет иметь одинаковую начальную скорость

v

0

, вектор

которой лежит на плоскости

Оху

и

направлен под некоторым углом

β

к оси

Ox

(рис. 5). Направляющий лоток 11 установлен с возможностью регули

41

рования угла наклона в пределах:

 

β =

0

÷

45

. Специальный механизм

регулирования угла наклона 16 направляющего лотка 11 позволяет его
установить на требуемую величину (рис. 4).

При полете на движение частиц действуют сила тяжести

m

i

g

, где

m

i

-

масса

i

- частицы,

g

- ускорение свободного падения и

kx



- сопротивление

воздуха, пропорциональное первой степени скорости.

Уравнение движения

i

−

ой частицы в проекции на ось

OY

имеет вид

m

i



y



=

−

mg

−

κ



y



−

F

sin

β

. (4)

После некоторых преобразований при

y



=

0

имеет место

y

=

h

, т.е.,

определим максимальную высоту, на которую поднимется частица массой

m

i

(

i

=

1,

n

)

,

⎜⎜⎜

⎜

⎝

⎛

+

m g

⎟⎟⎟

⎟

⎠⎞

2

V

sin

β

i

m
h

sin ln

0

m g

i i

m gk

=

−

v

β

2

0

. (5)

k

k

i

k

Уравнение движения произвольной частицы массой

m

i

(ί =1…, n) в

проекции на ось

Ох

имеет вид

k



=

−



. (6)

x

x

i

m

После преобразований определим расстояние от начала координат до

точки, когда частица массой

m

i

поднимется на максимальную высоту

h

(рис. 5)

β

20

R

V Sin

s

=

2

k

⋅

2

m g

+

,

β

i

⋅

( )

V Sin

0

m

(7)

i

где R- радиус барабана.

⋅

+

k

После того, как частица массой

m

i

достигла максимальной высоты

h

,

начнется её снижение, и вектор

ky



будет направлен вверх параллельно оси

OY

. Для упрощения функциональных зависимостей начнем отсчет времени

опять с

t

=

0

. Дифференциальное уравнение движения частицы в проекции на

осы

OY

запишем в виде (рис. 5)

⋅⋅



. (8)

m у m g ky F

sin

γ

i

=

−

i

+

−

Откуда

k

m g

2

t

m g

m

i i

i

y t

=

h

+ +

−

, (9)

( ) (1 )

t

e

2

k

k

где можно определить значение

,

*

t

=

t

когда

y

=

0,

соответствующей макси

мальной длине полета частицы массой

m

i

, отсчитываемая вдоль оси

OX

.

42

OX
y

ν

o

k

x

k

x

F

α

γ

F



ky
F

y

β

h
s

ky

m

i

g

kx

m

i

g

L
S

*

x

Рис. 5. Схема динамической нагруженности комбинированного
сепаратора

Закон движения частицы массой

m

i

в проекции на ось

OX

определяется из

уравнения

m x kx

i



=

−



. (10)

Откуда

k

2

x t

−

0

t

cos

( )

V m

β

m

=

−

i

i

(1 )

2

k V

m g

i

−

e

.

( sin )

0

При

подстанов
ке

=

*

β

+

k

t t

на основании (9) определяем длину полета

частицы массой

m

i

вдоль оси

ОХ

,

k

2

=

t

0

−

*

V m g

sin

β

,

m

i

i

e

S

*

−

2

k V

β

m g

i

(1 )

( sin )

0

+

k

Общая длина полета с учетом ранее полученных результатов вдоль оси

ОХ

составит

k

L S S

t

= + =

−

Κ

⎥

⎥

⎦⎤

m V
V m g

⎢

⎢

⎣

⎡

+

−

m

i

i

+

0

i

sin 2 (1 )sin

β β

*

k V

0

. (11)

m g

i

2

k

e Rz

( sin )

0

β

+

k

Формула (11) служит для выбора рациональных геометрических

параметров комбинированного сепаратора.

Когда сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости т.е.

,

2

R

=

kv

уравнение движения

i

-ой частицы имеет вид

 

, (12)

m y m g k y FSin

γ

i

=

−

i

−

i

−

2

43

где

F



- сила сопротивления встречного потока, наклоненная к горизонту под

углом

γ

на участке до подъема на

максимальную высоту h.

Здесь для каждой частицы (или
отдельных фракций, состоящих из

частиц примерно одинаковой массы m

i

) принят коэффициент

пропорциональности

k

равным

k

i

(рис. 5).

После некоторых преобразований формулы (12) находим зависимость

⎡

V

2 2

k

V t g

k g

⎟

⎟

⎠⎞

2

⎤

⎢

k

0

sin

β

i

i

⎥

⎜

⎜

⎝

⎛

+ β

1 sin

t

y
m

i

⎢

i

m gG

1

m g

i

0

m

i

⎥

= +

ln(1

) ln

k

i

⎢ ⎢

i

+

t g

k g

k V

i

2 2

sin

β

t g

k g

⎟

⎟

⎠⎞

⎥ ⎥

(13)

2

1

2 0

i

+ +

t

⎜

⎜

⎝

⎛

+

2

i

⎢⎢ ⎣

m

i

m g

i

1

m

i

t

⎥⎥

⎦

.

Из (13) определяется максимальная высота

h

, на которую может

подняться частица массой

m

i

. В этом случае при

y



=

0

имеем

m

i

⎜

⎜

⎝⎛

2 2

k V
Sin

β

⎟

⎟

⎠⎞

h

i

0

= +

m g

ln 1

2

. (14)

k

i

i

Теперь составим уравнение движения частицы массой

m

i

в проекции на

ось 0

Χ

k

2

i



=

−



. (15)

x

i

m
x

t t

,когда

y



=

0

, получим

Используя некоторые преобразования при

=

*

выражение для определения длины полета частицы массы

m

i

вдоль оси 0

Χ

до

максимального подъема ее на высоту

y

=

h

m

β

k t V Cos

S

*

= +

ln(1 ).

0

i

k

i

m

(16)

i
i

Перенесем начало координат в точку

Χ =

S

и начало отсчета времени в

область снижения частицы массой

m

i

. В этом случае вектор сопротивления в

проекции на ось

0

Y

сменится на противоположное направление (рис. 5).

Дифференциальное уравнение (12) при

F

=

0

запишется следующим образом:



= +



, (17)

2

m y m g k y

i i i

Используя условие

t

=

0,

у

=

h

получим

k g

i

⋅

t

2

+

m

i

i

m g m

i

e

1

y h

. (18)

= +

−

k

t

i

k

ln

i

2

Из этой формулы можно найти время

Κ

t

, при котором

y

=

0

в конце

снижения частицы массой

m

i

при

h

=

0

. При

t

=

t

Κ

по оси

0

Χ

определяется

длина полета частицы массой

m

i

,

44

k

i

ii

S

s

m

k

i

β

−

m

*

V e t

ln( cos 1).

=

0

⋅

Κ

+

k

i

m

i

(19)

Общая длина полета этой частицы вдоль оси

0

Χ

составит

L

=

S

+

S

*

. (20) В третьей главе диссертации

«Методика

экспериментальных исследований и определение конструктивных
параметров рабочих органов камеры сепарации»

определяется круг задач

экспериментальных исследований параметров рабочих органов двухэтапной
комбинированной машины для сепарации и фракционирования зерна.
Приведена методики эксперименталь-ных исследований определения
механических характеристик местных сортов зерна. Исследования
проводились на универсальной машине Zwick на единичных зернах, под
действием статической нагрузки на сжатие, для определения допускаемых
усилий (при которых в структуре зерновки начинают появляться
микротрещины), пределов прочности. Испытание проводили на зернах с
различной влажностью. По результатам проведенных экспериментов на
сжатие единичных зерен построены диаграммы деформации сжатия.

С учетом физико-механических характеристик местных сортов зерна

для

создания

равномерной

скорости

его

течения

экспериментально

определены конструктивные параметры наклонной полки (ширина 500 мм и
длина 400 мм); угол наклона полок (



α =

23

).

На боковые стенки новой двухэтапной комбинированной машины для

сепарации и фракционирования зерна в шахматном порядке закреплены пять

наклонных полок. Зерновая смесь движется самотеком в шахматном порядке

от полки к следующей полке, ударяясь об их стенки. При ударении от зерна

отделяются прилипшие примеси. Запыленный воздух и примеси, не

превышающие массу зерна,
всасываются воздухом при скорости

υ

≤

7

м

/

с

,

которая была определена в лабораторных условиях. При этом обеспечивается
качественное удаление запыленного воздуха и примесей, не превышающих
массу зерна через аспирационный канал. Для аспирационного канала камеры
сепарации определен расход воздуха

Q

в

и выбран вентилятор с расходом

Q м ч

в

630 /

3

=

при ширине

В=0,05м

, длине

L=0,5м

аспирационного канала и

скорости воздушного
потока

υ

=

7

м

/

с

(рис.6).

Ширина нижней встряхивающей полки должна быть равной ширине

верхних наклонных полок. Длина нижней полки выполнена большей нежели
длина верхней наклонной полки-для обеспечения выхода крупных примесей.

В новой двухэтапной комбинированной машине для сепарации и

фракционирования зерна нижняя встряхивающая наклонная полка
установлена под углом

α

. Угол

α

меньше угла трения, а

зерно

перемещается вследствие колебания полки, которую изготавливают, как

правило, из оцинкованной листовой стали толщиной 0,8...1,0 мм. Отверстия в
ней имеют круглую форму. Чтобы очистить зерно от крупных примесей,

45

диаметр отверстий сита должен быть больше от диаметра зерна, то-есть 7 мм.
Установлено, что оптимальное ускорение нижней встряхивающей полки с
круглыми отверстиями рекомендуется принимать 9-12 м/с

2

. Значение r,

определяющее амплитуду колебания полки, равно 5-6 мм.

Диаметр питающего валика определен экспериментальным путем, он

равен d

б

=350 мм, ширина питающего валика равна ширине камеры сепарации

L=500 мм. Учитывая расположение направляющего лотка под питающим
валиком, ширина направляющего лотка будет равна ширине питающего
валика.

Рис.

6. Промышленная установка комбинированного сепаратора

С увеличением частоты вращения питающего валика (от 250 до 450

об/мин) и угла наклона направляющего лотка (пределах от

0

до

45

о

)

высота

подъема и расстояние пролета зерновой смеси увеличиваются, а также
улучшается качество фракционирования зерна по массе.

Крупные зерна, (т.е. семенные зерна или другие возможные примеси),

пролетев большое расстояние, попадают в самый дальний отсек камеры
фракционирования.

Мелкие

зерна,

имеющие

меньшую

массу

(продовольственные зерна или другие возможные примеси), чем семенные,
пролетают в соответствии с их массой меньшее расстояние и входят в
определенный отсек.

Проведены экспериментальные исследования процесса полной очистки

зерновой смеси от различных примесей и по определению фракционирования
зерна при различной частоте вращения питающего валика (250, 300, 350, 400
и 450 об/мин) и угла наклона направляющего лотка (15

0

, 30

0

и 45

0

) при

производительности 7,5 т/ч.

Теоретически определены и экспериментально подтверждены

46

рациональные конструктивные и технологические параметры новой машины
для сепарации и фракционирования зерна.

В четвертой главе диссертации

«Результаты экспериментальных

исследований по определению конструктивных параметров рабочих
органов камеры фракционирования»

приведены результаты эксперимен

тальных исследований по определению структурно-механических харак
теристик и параметров процесса очистки и фракционирования местных
сортов зерна.

Исследование структурно-механических свойств местных сортов зерна имеет

теоретическое и практическое значение. Знание структурно механические

свойства местных сортов зерна и механизм их деформирования позволяет

совершенствовать существующие и создать новое оборудование для их

очистки и фракционирования. Проведенные исследования позволили

определить усилия, необходимые для разрушения отдельных зерен местных

сортов при статическом и динамическом сжатиях на испытательной машине

«ZWICK-1445». Построены и проанализированы диаграммы сжатия зерна с

влажностью 11% в положении «бочёк-бочек».

Первый участок диаграммы усилий (отрезок «0-А») представляет собой

прямую линию с малым углом наклона, деформация происходит прямо
пропорционально увеличению нагрузки. На данном этапе нагружения
зерновка сохраняет свои упругие свойства (рис. 7).

Участок «А-В» диаг

раммы соответствует ус

ловной текучести, т. е.

увеличению деформации при

постоянной нагрузке. При

этом на поверхности зернов

ки происходит распределе

ние сжимающей силы по

площади, что вызывает

заполнение пус-тот в струк

туре между слоями оболо

чек. Визуально оценить

состояние зерновки в этот

момент после снятия

Рис. 7. Диаграмма сжатия зерна

нагрузки затрудительна.

Стекловидность зерна в

целом не нарушена, лишь при 15-20-ти кратном увеличении на поверхности
зерна в месте контакта с подвижным штоком имеется незначительная вмятина
размером примерно 0,3х0,2мм.

На

участке «В-С», соответствующем дальнейшему увеличению

нагрузки, в виде прямой линии, с большим углом наклона, чем на первом
участке зерновка, образуется пластическая деформации. При снятии нагрузки
на данном участке ближе к точке «С» в структуре зерновки визуально на
просвет можно наблюдать появление внутренних трещин поперёк зерновки.

47

Величина остаточной деформации составляет 0,2 мм.

Следующий участок «С-Д» диаграммы усилий соответствует ярко

выраженной текучести. Величина остаточной деформации после снятия
нагрузки составила от 0,3 до 0,59 мм.

На участке «Д-Е» в значительной степени преобладает образование

пластической деформации, сопровождающееся разрушением оболочек и в
целом зерна.

Величина допускаемой нагрузки, не вызывающей значительных

изменений в структуре местного сорта зерна с влажностью 11%, в положении
«бочёк-бочёк» составляет 128,5 Н, в положении «стоя» - 75,2 Н.

В табл.1 приведены результаты исследований по определению

влажности местных сортов зерна на их прочностные характеристики.
Установлено, при увеличении влажности уменьшаются разрушающие усилия,
а величина деформации возрастает, но само разрушение происходит при более
высоких нагрузках.

Таблица 1.

Разрушающее усилие и абсолютная деформация различных зёрен местного

сорта при различной
влажности

..

№

Наименование

зерна

В

л

а

ж

н

о

с

Раз

руш

аю

щее

усил

ие,

Н.

дефо

рмац

ии

мм.

Абс

олю

тны

Вл

аж

но

сть

, %

Раз

руш

аю

щее

усил

ие,

Н.

дефо

рмац

ии,

мм

Абс

олю

тны

В

л

а

ж

н

о

с

Раз

руш

аю

щее

усил

ие,

Н.

деф

орм

аци

и,

мм

Аб

сол

т

ь,

%

е

е

т

ь,

%

ют

ны

е

1

Чиллаки

(Андижанская обл.)

9

142,7

0,1...0,

22

12

117,5

0,2…0

, 37

16

97,8

0.3

…0,

59

2

Бобур
(Сырдарьинская
обл.)

8

153,2

11

128,5

15

107,8

3

Нота
(Ташкентская обл.)

8

136,4

11

113,4

15

95,2

В процессе экспериментальных исследований изучали образование

микроповреждений зерна щетками питающего валика и за счет свободного
падения на поверхности полок в зависимости от нескольких факторов. В
результате

теоретических

исследований

взаимодействия

зерновки

с

поверхностью выявлено, что на микроповреждение зерна влияние оказывает
скорость его полета.

В результате теоретических и экспериментальных исследований

установлено, что для движения зерновой смеси по поверхности наклонной
перфорированной полки самотеком, угол наклона перфорированной полки
должен быть не менее



23

, а диаметр перфораций не более 3,5 мм.

При вылете из питающего валика зерновая смесь будет иметь

одинаковую начальную скорость

v

0

, вектор которой лежит на плоскости

Оху

и направлен под

некоторым углом

β

к оси

Ox

.

Зерновая смесь, вылетая из питающего валика по определенной

48

траектории, соответствующей массе, разделяется по всей длине камеры
фракционирования. Длина и высота камеры фракционирования зависят от
режима работы питающего валика и угла наклона направляющего лотка. При
рациональной частоте вращения питающего валика, (

n

б

=

450

об

/

мин

), и угла

наклона направляющего лотка (



α

=

45

), на основании теоретических

исследований доказано, что у машины для сепарации и фракционирования
длина камеры фракционирования должна быть L=5000 мм, ширина B=500 мм,
высота

h=1200 мм

. Также конструктивно доказано, что для полной очистки и

разделения зерен на фракции и их сбора в определенные отсеки расстояние
между отсеками должно быть 100 мм, а длина полок 200 мм, ширина полок
равна ширине камеры фракционирования. Угол наклона полок каждого отсека

с возможностью регулирования в пределах β=0…24

о

позволяет выбрать

рациональные значения в зависимости от обрабатываемой зерновой смеси.
Таким образом, обеспечивается разделение исходной смеси на фракции по
массам.

По

результатам

экспериментальных

данных

для

принятых

геометрических параметров построены графические зависимости длины
полета и высоты подъема местного сорта зерна в зависимости от массы и
скорости полета зерна, а также угла наклона направляющего лотка (рис. 8, рис
9).

1,2

0

β

=

45

h,м

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

0,26 0,028 0,03 0,032 0,034 0,036 0,038 0,039 0,04

v=3,93м/c v=4,73м/c v=5,49м/c
v=6,28м/c

m,гр

Рис. 8. Диаграммы зависимости высоты подъема местного сорта зерна
от массы

Определено, что при угле наклона направляющего лотка



α =

45

,

частоте вращения питающего валика 250 об/мин, длина полета зерна составит
до 1,8 м, а высота подъема до 0,4 м, при частоте вращения 450об/мин длина
полета зерна составит до 4 м, а высота подъема до 1,0 м. Также из графика
видно, что высота подъема частиц зерновой смеси

49

увеличивается пропорционально увеличению массы частиц зерновой смеси.
Соответственно частицы, имеющие наибольшую массу, поднимаются на
наибольшую высоту и пролетают на максимальное расстояние.

Результаты экспериментальных данных не отличаются от

теоретических значений более чем на 5%.

В

процессе

предварительных

и

лабораторных

исследований

комбинированного сепаратора возникла необходимость проверки работы
аппарата в промышленных условиях. Основной целью промышленных

исследований

является

определение

режимов

работы

аппарата

удовлетворяющих технологическим требованиям отраслевого стандарта.
Основным критерием технологической оценки работы комбинированного
сепаратора является полная очистка и фракционирование зерна по массам в
процессе обработки. В ходе исследований необходимо также убедиться в
достоверности теоретических закономерностей, влияющих на полную
очистку от различных примесей и фракционирование по массе зерна при
обработке на машине для сепарации и фракционирования в производственных
условьях.

Рис. 9. Диаграмма зависимости длины полета местного сорта зерна от
массы

Определяли качество семенных зерен после обработки на машине

сепарации и фракционирования, то-есть полной очистки от различных
примесей и фракционирования зерна по массе. Зерна большой массы имеют
высокие семенные качества.

В

результате

определения

всхожести

зерна,

обработанного

экспериментальным комбинированным сепаратором и серийным ЗМ-60, стало
известно, что (при частоте вращения питающего валика экспериментального
аппарата не более 450 об/мин, при угле наклона направляющего лотка



α

=

45

) всхожесть зерна выше на 6-7 %, чем зерна,

50

обработанного на ЗМ-60. В качестве критерия оценки массы зерна
использовали показатель массы 1000 семян.

Результаты экспериментальных исследований при различных режимах

работы машины для сепарации и фракционирования зерна приведены в
табл.2.

По полученным результатам можно судить о характере изменения

массы семян по длине камеры фракционирования. Видно, что с увеличением

частоты вращения питающего валика происходит выделение фракций зерна с
наибольшей массой непосредственно на первом участке. Следует также
отметить, что выделенные фракции зерна на первом участке не содержат
примесей и сорняков.

Одним из основных критериев агротехнической оценки качества

фракций зерна при разделении или очистке является степень повреждения.
Поскольку исследования проводились в лабораторных условиях, для каждой
из полученных фракций определяли степень микроповреждения по известной
методике.

Анализ

результатов

показал,

что

макроповреждения

фракционированного

зерна

по

длине

камеры

фракционирования не

происходит. Наличие на поверхности питающего валика щеток обеспечивает
плавный захват зерновой смеси. Зерновая смесь, набирая соответствующую
скорость, от вращательного движения питающего валика пролетает по
определенной траектории на расстояние до 4 метров и высоты 1 метра, далее
соответственно их массе разделяются по всей длине камеры на фракции.

Таблица 2

Зависимость изменения массы 1000 семян по длине камеры фракционирования от

частоты вращения питающего валика при



α =

45

№

Частота

вращения

питающе

го

валика,

об/мин.

Участки и длина камеры фракционирования, в метрах

9

8

7

6

5

4

3

2

1

7

2,1-2,5

2,9-3,3 3,3-3,7

3,7-4

4-4,5

1

450

20,7

23,8

27,3

29,4

32,1

34,8

36,7

39,2

41,4

2

400

22,5

26

29,1

31,6

34,8

37,2

38,7

40,3

3

300

25,2

29,5

32,2

34,3

36,9

38,4

39,8

4

250

27,4

30,8

33,3

36,2

37,7

39,4

Максимальная сила, действующая на каждое зерно при соударении с

поверхностью полки, в принятых технических характеристиках машины для
сепарации и фракционирования, прямо пропорциональна его скорости
движения, массе и равняется

F

=

15

Н

.

Повреждение местных сортов зерна

имеет место при нагрузках более 80 Н.

Существенным преимуществом использования машины для сепарации

и фракционирования является также то, что при обработке влажной зерновой

51

смеси снижается влага зерна, содержащаяся в поверхностном слое оболочек,
снижается до 3%.

Учитывая результаты теоретических и экспериментальных исследований,

создан промышленный образец машины для сепарации и фракционирования

зерна по массе (рис.10), внедрений в производстве.

В пятой главе диссертации

«Технико-экономическое обоснование

разработанной новой машины для сепарации и фракционирования
зерна»

приведены технико-экономические показатели предлагаемой машины

по сравнению с серийной установкой, а также указан получаемый на
предприятии годовой эффект в виде чистого дисконтированного дохода.

Результаты расчета экономической эффективности и сравнительные

данные применяемых и предлагаемой машин приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Сводные показатели экономической эффективности использования машины для

сепарации и фракционирования зерна

№

п/п

Показатели

Ед.

измерени

я

Варианты

Сепарат

ор Бис и

др.

Эксперимент

.

1

2

3

4

5

1.

Балансовая стоимость одной машины
(А1 Бие-12; РЗБКТ-100; А1БЗК-18,
У1БМП и аспирационный канал)

сум.

136 000000

17000000

2.

Количество машин

сум.

4

1

3.

Балансовая стоимость всех машин

сум.

554000000

17000000

4.

Часовая производительность одной

машины

т/ч

12

15

5.

Годовая выработка

т

65000

81000

6.

Эксплуатационные затраты, в т.ч

на электроэнергию

сум./т
сум./т

2213

242,2

523,45

51,7

7.

Экономия эксплуатационных затрат

сум./т

-

1689

8.

Степень снижения

эксплуатационных затрат

%

-

76,3

9.

Удельная материалоемкость

кг./т

0,041

0,019

Степень снижения материалоемкости

%

-

53,1

11.

Дополнительный доход от внедрения

новой мащины

сум.

-

460320000

Годовая экономия затрат

сум.

-

136809000-

13.

Срок окупаемости
дополнительных

лет

-

1,3

капиталовложений

14

Занимаемая производственная площадь

кв.метр

81

18

15

Эксплуатационные затраты на содержание
1 м

2

производственной площади

сум

8100000

1800000

Наряду с экономическим эффектом достигается высокое качество

обработки зерновой смеси. За счет улучшения качества и исключения
травмирования семенного зерна повышается его схожесть.

52

Рис. 10 технологическая схема комбинированного сепаратора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана новая конструкция машины для сепарирования и

фракционирования зерновых культур, в которой совмещены камеры
сепарирования

и

фракционирования

зерна,

что позволяет повысить

производительность машины и качество очистки зерновой смеси от
различных примесей и обеспечивает фракционирование зерна по массе,
исключая его травмирование, уменьшая материалоемкость и потребление
электроэнергии, а также, даёт возможность занимать относительно малую
производственную площадь.

2. Разработаны математические модели и методики расчета движения

зерновой смеси в камерах машины для сепарации и фракционирования зерна
по массе что позволяет определить величины кинематических и

геометрических параметров основных рабочих органов машины.

3.

На основании составленных уравнений движения зерна по

поверхностям наклонных перфорированных полок и нижней встряхивающей
полки для очистки зерна от легких и крупных примесей. Определены
конструктивные параметры наклонных перфорированных полок и нижней
встряхивающей полки

4. Установлены рациональные параметры наклонных перфорированных и

нижней встряхивающей полки при производительности 7,5 т/ч: ширина
наклонных полок – 500 мм; длина наклонной полки – 400 мм; угол наклона
полки



α =

23

; длина нижней наклонной полки – 430 мм, что обеспечивает

возможность движения зерновой смеси по поверхностям полок самотеком с
одним слоем, при этом обеспечивается отделение прилепившихся

53

органических и минеральных примесей, а также оболочек зерна. 5. На основе
математического моделирования и экспериментальных исследований
установлены размеры перфораций для наклонной перфорированной полки – 4
мм, для нижней встряхивающей полки 7 мм, ширина воздуховодов
аспирационного канала 20 мм, высота 1500 мм, скорость воздушного потока 7
м/с. Всё это обеспечивает всасывание легких примесей через перфораций и
аспирационные каналы, отделение крупных примесей в отдельную емкость и
равномерную загрузку зерна в камеру питающего валика.

6.

На

основе

разработанных

математического

моделирования

определены конструктивные параметры питающего валика в зависимости от
технологических требований и производительности машины: диаметр - 350
мм, ширина - 500 мм и частота вращения 450 об/мин.; рациональное
сочетание этих параметров обеспечивает плавный захват зерна и равномерно
одинаковые начальные скорости его полета (

с

υ

=

6,28

м

).

7. Составлены дифференциальные уравнения, позволяющие определять

общую высоту

h

и длину

L

полета зерна, в зависимости от начальной

скорости вылета зерна из питающего
валика

υ

, угла наклона направляющего

лотка

α

, коэффициента сопротивления

воздуха

k

, массы зерна

m

, а также от

характеристик местных сортов зерна. Установлено, что при угле наклона
направляющего лотка



α

=

45

в зависимости от массы зерна

m

, высота его

полета

h

колеблется от 0,2 до 1 м, а длина полета зерна

L

колеблется от 1,5 до 4

м. Эти параметры позволяют разделять зерна на несколько фракций по массе,
снизить его влажность от 2% до 3,7%, а также дают возможность полностью
очистить зерна от различных примесей.

8. Изучены физико-механические свойства местных сортов зерна по

регионам страны, что позволяет научно обосновать параметры вновь
создаваемых машин для сепарирования и фракционирования зерна

исключающих травмирование местных сортов зерна.

9. На основе полученных результатов исследований разработана,

изготовлена и внедрена в производство новая конструкция машины для
сепарирования

и

фракционирования

зерновых

культур

с

научно

обоснованными

параметрами.

Внедрение

разработка

диссертаций

в

производство позволило повысить производительность машины, качество
очистки и фракционирования зерна с экономическим эффектом 136000000
сум/год на одну машину.

54

SCIENTIFIC COUNCIL ON SCIENTIFIC DEGREE AWARD A

DOCTOR OF SCIENCES 16.07.2013.T.08.01 AT TASHKENT

INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY

TASHKENT CHEMICAL-TECHNOLOGICAL INSTITUTE

BARAKAEV NUSRATILLA RAJABOVICH

CREATION OF TECHNOLOGICAL MACHINES FOR SEPARATION

AND FRACTIONATION OF GRAIN CROPS

02.00.16 – “Processes and apparatus of chemical technologies

and food productions”

(technical sciences)

ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION

Tashkent sity – 2016

55

The theme of doctoral dissertation was registered by 30.09.2014/В2014.5.Т286 in

Higher attestation commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of
Uzbekistan.

The doctoral dissertation was completed at Tashkent chemical-technological Institute. The

abstract of dissertation are in three languages (Uzbek, Russian, English), posted on the web page
at

www.tkti.uz

and in informational- educational portal of ZIYONET at

www.ziyonet.uz

Scientific Consultant

:

Official
Opponents

:

Bahadirov Gayrat Ataxanovich

Doctor

of technological Sciences

Negmatov Soibjon Sodiqovich

Doctor of technological Sciences,
professor

Gulyamov Shuhrat

Manapovich

Doctor of chemical Sciences,

professor

Ortiqov Asqar Ortiqovich

Doctor of technological Sciences,
professor

Leading Company

:

Bukhara engineering technological institute

Dissertation defense will be held on "___" ________2016 at. "___" o’clock at the

meeting of scientific Council on 16.07.2013.T.08.01 at Tashkent chemical-technological Institute
by address: 100011, Tashkent city, Shayhontahur district, A. Navoi street, 32. Tel: (99871)
244-79-21; Fax: (99871) 244-79-17; e-mail:

tkti_info@mail.ru

.

The Doctoral dissertation was registered at the Information resource center of Tashkent

chemical-technological Institute №. ___, which can be found in IRC (100011, Tashkent,
Shayhontahur district, A. Navoi street, 32. Tel:(99871)244-79-21).

Abstract of dissertation was sent out on "___" ________ 2016.

(Distribution protocal No._______from _________2016).

S. M. Turobjonov

Chairman of scientific council on awarding scientific

degree a doctor of sciences d. t. s, professor

A. S. Ibodullayev

Scientific Secretary of scientific council on awarding

scientific degree a doctor of sciences d. t. s, professor

K. O. Dodayev

Chairman of scientific seminar at scientific council on

awarding scientific degree a doctor of sciences d. t. s.

professor

56

INTRODUCTION (annotation of doctoral dissertation)

At present time in world scales a great importance is paid to the providing

the increase of capacity of machines and equipments, which are being used for
processing the agricultural production, lowering of power consumption, the safety
of manufactured products.

Since achieving the Independence of the Republic with the purpose of

providing the necessity of population in grain today in comparison with 1991 are
grown 10 times more grain ( in 2015 more 8 mln. tons), 5 times more bean (string
bean, mash, green peas, local peas, soya …). Due to that storage, primary
processing, take off and processing separation on fractions, manufacture, increase
of stores, export of food production and reinforcement foreign currency reserves of
the country are actual.

Being used in processing of grain equipment, their work routine and

technologies do not fully suit to chemical, physical and mechanical properties,
humidity of being grown grain in our republic. Especially for that reason a great
importance has the study of physical-mechanical properties of local sorts of grain in
cutting regions, manufacture, testing and implementation of metal and power
saving, compact, completing several technological processes of machines of new
series, which are necessary for purification from different organic, mineral and
large impurities and fractionation of grain on mass taking into account its
essentials.

Working out on mathematical model and the calculation method of grain

movement on machine cell for separation and fractionation on mass allow
determining the kinematical and constructive parameters of main working organs.

The formation of equation on grain movement by inclined, perforated

shelves and lower inclined, shaken shelves for purification from light and large

impurities and determination on its base constructive parameters inclined,
perforated and lower shaken shelves are the basic of grain movement mixture on
the surface of shelves gravity flow by one layer, at that purification from cleaving
organic and mineral impurities and grain shells are provided. Mathematical
modeling creates new directions for determination of modeling diameters of higher
and lower shaken shelves, geometrical parameters of aspirational channels, the
speed of air flow and absorption of light impurities from the staff of grain mixture
from the surface of perforated shelves through aspirational channels, technological
processes of separation to individual cubic content of large impurities and equable
fetching of grain in feeding the roll of cell.

The given dissertation research in certain degree serves the completing tasks,

defined in degrees of the President of the Republic of Uzbekistan №PD 1072 «On

program measures of important projects realization on modernization, technical and

technological upgrading of production for 2009-2014 years» from March 12, 2009y
and №PD-1633 «On measures of further improvement of management organization

and development of food production of the Republic for

57

2012-2015 years» from October 31, 2011 and also other normative-legal acts
concerning the given activity.

Compliance of the research to the main priority directions of the science

and technology are development of the Republic.

The given research was

completed, accordingly to the priority directions of science and technologies
development VII. «Chemical and nanotechnology».

Review of international scientific research on the dissertation theme.

Scientific researches directed to the technologies of machine purification from
various impurities and fractionation of grain were carried out in many scientific
centers and higher educational institutions, including, University of Illinois (USA),
University of Greenwich (UK), Italian Culinary Institute (Italy), Institute of
Agricultural engineering (Germany), Institute of Chemical technology (France),
Canadian Institute of food science and technology (Canada), Swedish Institute of
Food and biotechnology (Sweden). All-Russia scientific-research institute of grain
and its reprocessing products, all-Russia scientific-research institute on
mechanization of agriculture, Altaic, Don, Cuban and Omsk state agrarian
universities, Chelyabinsk state agrarian-engineering academy, Kemerovo Institute
of food products, Moscow state university of food products (Russia).

As the result carried out in the world of investigations, in the field of

technologies and machines for purification from impurities and fractionation have
been achieved the raw of scientific results, partially, machines have been created for
cleaning grain by the way of step-by-step grain screening through sieve of various
sizes Institute of Agricultural engineering (Germany), Swedish Institute of Food
and biotechnology (Sweden), All-Russia scientific-research institute of grain and its
reprocessing products, Altaic, Don, Cuban and Omsk state agrarian universities,
Chelyabinsk state agrarian-engineering academy, (Russia), were used

in the

production wavering separators with entering-back motion (University of Illinois

(USA), University of Greenwich (UK), were created pneumo-separators (Italian
Culinary Institute (Italy), Institute of Agricultural engineering (Germany), were
worked out gravitational, centrifugal and inertioal separators (Institute of Chemical
technology (France), Canadian Institute of food science and technology (Canada),
Swedish Institute of Food and biotechnology (Sweden), in the technological
process were used grain cleaning with the help of air flow by the way of twice
passing before and after through sieve-system separators )Canadian Institute of
food science and technology (Canada), All-Russia scientific-research institute of
mechanization of agriculture, Altaic, Don, Cuban and Omsk state

agrarian

universities, Kemerovo Institute of food products, Moscow state university of food
production (Russia).

In the world are being implemented the raw of investigations on creation the

technologies and machines for separation and fractionation of grain, at the same
time ,on the next priority directions: the creation of new series of highly
manufactured, energy and metal saving machines for separation and fractionation
for combined technological processes; full mechanization and automation of
technological process; the increase of high sorts of flour production with the usage
of highly manufactured devices and advanced technologies, the development of

58

floury-cereal and mixed feed industry; recommendation of indicators and routines
of work devices, applied in technological processes, taking into account, chemical,
physical-mechanical properties of grain culture.

Scientific study of the issue.

Scientific investigations on creation

technologies and equipments for separation and fractionation of grain crops were
made by: N. E.Avdeev, V. I. Aniskin, A. S. Arkhipov, A.F.Butenko, N.F.Vasilyev,
N. G.Gladkov, V. V. Gortinsky, V. P. Goryachkin, A. G. Gromov, P. M., Zaika, A.
N. Zulin, A.V.Zilbernagelm, A. I. Klimuk, E. I. Kozhukhovsky, N. F.Konchenko, I.
Kosilov, V. A. Kubyshev, A.A.Kukiv,P. N. Lapshin, I. P. Lapshin, M. N. Letoshnev,
A. A.Loan, V.N.Makarov, E. A. Nepomnyashikh, G. T. Pavlovsky,I.F.Pikuza, Y. V.
Terent'ev, G.D. Terskov, V.T.Telegen,M. A. Tulkibas,

N. N. Ulrich,

V.M.Setsinovsky, G. F. Khankhasaev, A.V. Fominykh,W. M. Trincha, H. Robert, D.
W.

Rodney,

P.

K.

Ross,

O.Wilfrid,

Ya.

Hemery

N.R.Yusupbekov,

H.H.Usmanhodjayev, R.G.Mahkamov, Z.S.Salimov, S.S.Negmatov, A.A.Artikov ,
A.A.Rizayev,

G.A.Bahadirov,

H.Nurmuhamedov,

Sh.

M.Gulyamov,

P.M.Tursunhodjayev, J.P.Muhitdinov, K.O.Dodayev,

J.Kurbonov and other

researches.

As the result of researches in the field of creation machines and technologies

for separation and fractionation of grain crops were created more than 100 thousand
machines and equipments with different manufacture and capacity. The
mechanization process allows to increase to 8-10 times labour manufacture, to
reduce to 1,5 – 2 times cost for working out, intrusting flour and seeds of high
quality.

The

results

of

investigations

by

A.V.Fomine,

N.F.Vasilyev,

A.V.Zilbernagel, N.N.Yulrikh and others prove that among machines of grain
purification are more actively used sievy machines with less consumption energy.

The usage in sievy machines of vibrating transmission allowed several (5- 10)

times reducing amplitude and several (5-10) times increasing the speeding up and
frequency vibration. In researches by V.N.Makarov, V.I.Telegin, I.F.Pikuza,
G.F.Khankhasayev, A.F.Butenko and others were proposed and confirmed the
hypothesis about that at motion speed of strip under the certain angle till 14 m/s in
strip machines for grain purification trajectory of flying grain consists from
parabole. It was mentioned that ,in that case, grain in the dependence from own
aerodinamical indicator sizes and comparative mass, fly to different distances and
the possibility of increasing with the help of strip machines of grain purification
level to 4-20% was confirmed.

Working out the results of scientific searchings by N.I.Kosilov, A.A.Kukubin

and other researchers pneumo-inertial machine was recommended for the usage in
the process of primary grain-purification crops.

Separations of grain crops necessity signs a difficult process, which depends

on next stages: relatively rotation of grain mixture on the surface of shaken shelves;
self-sorting passing of grain on the surface of shaken shelves to the surface of lower
shelves; kicking-up grain with the help of centrifugal forces on certain sections of
separator surface. Implementing machines and technological

processes for

separation and fractionation relatively on grain crops mass, taking into account, the
interaction of above mentioned stages, it has a scientific-practical

59

importance and it is almost actual.

Relation of dissertation theme with research work at higher educational

institution, where the dissertation is being done.

The dissertation work was done

in the frames of project plan on scientific-research works at Tashkent chemical
technological Institute ITD-5-065 «Development of resource-storage, ecologically
safe technologies for the production of chemical products and food stuffs» (2005-
2012), and Gulistan State University AZ-46 «Calculation the efficiency of cleaning
devices and fractionation of grain and improvement from projecting» (2015-2017),
and also IOT-2014-2-31 «Implementation to the production of purification
technology and fractionation of grain on mass» (2013-2014).

The aim of the research is

based on scientific evidence of kinematical and

constructive parameters of machines for separation and fractionation of grain crops,
working out the constructive and technical documentations on the creation of
machines.

In accordance with the set aim the following

tasks

were solved: to investigate

in cutting territories of physical-mechanical properties of local sorts of grain for the
creation of new series for separation and fractionation machines;

to investigate and analysis of technological process for separation and

fractionation of grain on mass;

to complete the equations of motion of the grains on the surfaces of

perforated shelves;

to define the speed of airflow and choose ventilator for grain cleaning from

light impurities;

to complete the equations of grain motion on the surface of lower shaken

shelves for cleaning grain from large impurities;

to complete the equations of motion of grain on the surface of supplying

roller in the cell fractionation;

to create the combined separator for purification from other impurities and

fractionation of grain on mass, to define its kinematic and technological parameters:

to conduct the industrial testing, implementation to the practice and to define

the economical efficiency of combined separator for purification from impurities
and fractionation of grain on mass.

The objects of the research

is the technological machine of production

machines for separation and fractionation of grain crops.

The Subject of the research

: regularities of processes technological

machines for separation and fractionation of grain crops, their interaction of
kinematical and technological indicators.

Research methods.

In dissertation work physical-chemical, physical

mechanical, kinematical, dynamic and methods of experiments planning, methods
of mathematical statistics were also applied.

Scientific novelty of the research

includes the followings

:

In cutting territories physical-mechanical properties of local sorts of grain

were studied;

60

the interacted essentials parameters of processes for separation and

fractionation of grain crops were defined;

the mathematical model and completed equation of grain motion on the

surface of perforated shelves taking into account airflow was developed; the speed
of airflow and was chosen ventilator for purification of grain from light impurities
in separational cell was defined;

the mathematical model and completed equation of grain motion on the

surface of lower shaken shelves for purification from large impurities in
separational cell taking into account airflow was developed;

the mathematical model and completed equation of grain motion on the

surface of feeding roll of fractional cell taking into account the ressisstance of air to
the surface of grain on lateral cutting was developed;

kinematical and technological parameters of combined separator taking into

account physical-mechanical essentials of local sorts of grain were defined; the
combined separator for purification from other impurities and fractionation of grain
crops on mass with manufacture 7,5 t/h, properly sizes: -l=4500mm, h=2000mm,
b=500mm was created.

Practical results of the research

include the followings:

the technological machine–combined separator for separation and

fractionation of grain crops was created;

the constructured and technical documentation of combined separator,

occupying four times less production squares was developed.

Reliability of obtained results

was proved by the presence of exact

mathematical models and algorithms of calculation, relatively theoretical parameters
and experiment results of combined separator.

Theoretical and practical importance of the research results.

The

theoretical importance of research results was defined by the creation of new
technology and machine for separation and fractionation of grain crops, by working
out the calculation of grain motion on inclined shelves with feeding roll.

Practical importance of research results includes that, it was worked out a

new consrtruction for separation and fractionation of grain, which allows increasing
the manufacture of machine and quality of grain purification from different
impurities, and fractionation of grain on mass also, excepting its damage, reducing
cubic content of material and usage of electro energy, besides that the machine
occupies less manufacture place.

Implementation of the research results

. Combined separator of cleaning

and fractionation of grains production was tested and implemented in the
enterprises for grain processing Joint Stock Company «Uzdonmahsulot» (certificate
on March 22, 2016 g.№ 08.02.11 / 4299 Joint Stock Company «Uzdonmahsulot»).
The result is a compact technology enterprise line; the power consumption is
reduced and reached: the choice of technological modes mills for each fraction;
ensures production of high quality flour and flour products from local varieties of
grain.

Approbation of the work.

The results of the research were discussed in the

form of reports and were approbated in more than 30 international and republican

61

scientific-technical conferences, partially, «Food safety» (Tashkent, 2005, 2006,

2010); «Modern problems of Mechanics» (Tashkent, 2009); «Technology of
processing of local raw materials and products» (Tashkent, 2009);326 scientific
conferences,

including

17

international:

International

scientific-technical

conference international scientific-technical conference Republican scientific
technical conference international scientific-technical conference «Modern
equipment and technologies of the mining and metallurgical industry and ways of
their development» (Navoi, 2010); XVIII international scientific-technical
conference «Applied problems of mathematics and mechanics» (Moscow, 2010);
Materials of the Central Asian regional international conference on chemical
technology (Moscow, 2012); XVII international scientific and technical conference
«machine building and techno-sphere of the XXI century» (dons.NTU 2014);
Republican scientific-practical conference «development of Applications in
agriculture» (Gulistan, 2013); II International scientific-practical conference
dedicated to the 80th anniversary Aytaliev sh. M. (Almata, 2015); VIII international
scientific conference «Innovation in technologies and education» (Belovo, 2015);
International scientific conference «Science, technique and innovation technologies
in the epoch of power and happiness» (Ylym, 2015);

International

scientific-technical conference «automation: problems, ideas, solutions» (Moscow,
2015); the VI International scientific-practical conference «Innovative technologies
and Economics in engineering» (Tomsk, 2015);

XVIII international scientific-technical conference «machine building and

techno-sphere of the XXI century» (Sevastopol, 2015); International scientific
conference «Actual problems of development of engineering and technology»,
(Bishkek, 2015). Thesis discussed at the interdepartmental seminar of the faculty

«Food technology» of the Tashkent Institute of chemical technology (2015) and the
Academic Council 16.07.2013.T.08.01 at the Tashkent chemical technological
institute (2016).

Publication of the research results.

44 scientific works, including 17

scientific articles have been published in different international and national
journals on the topic of the dissertation.

The structure and scope of the dissertation.

The dissertation consists of

introduction, five chapters, conclusion, list of references, attachments and contains
200 pages of text, includes 45 figures, 15 tables.

62

MAIN CONTENT OF THE DISSERTATION

In the introduction

it was substantiated the importance and relevance of the

topic of the dissertation, formulated the goals and objectives, as well as the object
and subject of research,that the research was under the priority directions science
and technology development of the Republic of Uzbekistan, scientific novelty and
practical results of the research substantiates the reliability of the obtained results
were described, the theoretical and practical significance of the obtained results, the
following list of implementations in the production of research results, information
on published works and the structure of the dissertation were revealed.

In the first chapter «

Current status and tendencies of development of

technological machines for the separation and fractionation of grain crops»

of

the dissertation the status and trends of development of existing production
machines and their operating conditions in the separation and fractionation of grain
has been analyzed.

Peculiarities of technological machines for the separation and fractionation

of grain have been investigated.

The major factors influencing the technological parameters of machines for

the separation and fractionation of crops have been determined. Methods of
screening and their characteristics have been investigated. The influence of the
working bodies of technological machines on the strength properties and
mechanical damage to grain crops has been determined. On the basis of a critical
analysis of the literature, one studying the modern condition of technological
process and the machinery is that the most promising direction for creating
grain-cleaning machines at present is the search for universal, simple, feature-rich

equipment separation and fractionation of crops. In the second Chapter of the
dissertation

«Theoretical study of parameters and modes of technological

machines for the separation and fractionation of grain crops»

the results of

studies on the improvement of technological machines and the process of
separation and fractionation of grain are shown. With the aim of complete
purification of local varieties of grain from impurities and separating them into
fractions by weight, taking into account physical,chemical, mechanical and
aerodynamic properties of grain, we propose a new two-stage combined machine
for grain separation and fractionation. The first stage is the initial clearing in an
air-separating chamber, where the impurities are removed does not exceed the
weight of grain.

The separating chamber 1 of this separation and fractionation of the grain

(Fig. 1) comprises side walls 2 and 3 installed with air ducts of aspiration 4 inclined
perforated shelves, shaker 5, 6, the boot device 7, channel 8 for pre aspiration and
feed roller 9.

Inclined ,perforated, shaken shelves 5, have openings of the perforations is

smaller than the grain size, the lower inclined shaken shelf has 6 holes of the
perforations are larger than the grain size and installed extending from the inlet
chamber 1, through the exit window 10. Lower boot shelf 11 of the reception
chamber 1 is directed tangentially to the feed roller 9. Feeding device of grain

63

Fig. 1.

Feeding device of grain separator

separator was provided with a vessel 12
for the collecting of heavy impurities.

Mathematical model of motion of a grain
on an inclined shelf 5 has been
composed. Theoretical research of the
movement of grain on the shelf 5 for
cleaning grain from various impurities
has been performed.
The condition was considered an
absolute movement of the grain particles
on the sloping perforated fixed shelf 5
(Fig. 2), as well as the conditions of
relative movement of its movable
perforated shelf.
When you install a shelf under the angle
α to the horizon on the grain particle has
the following forces:

G

- gravity of the

grain particles,

N

- is the normal reaction

of the surface shelves,

F

тр

- friction and

F

вт

- the power of retracting.

For the motion of the particle it is
necessary the angle of inclination α of the

shelf must be greater than the friction angle γ that is, α > γ. We denote the retraction

force coming to unit length of the top shelf, through the mass of grain along with a

touch in this area

Y

1

S

1

F

вт

F

тр

through

m

1

.

The equation of motion of the

N

center of mass highlighted a single
element of the grain mixture in the
direction of the flange is

m

1

(

s

1

)



s



1

=

m

1

(

s

1

)

gSin

α

−

α
Р

s

Р

y

O

1

m

1

( )

I

fF fm s
gCos

α

−

+

(1)

в т

( )

1 1

where:

f

-

coefficient of
friction. While

moving the
grain mixture

with the

mass

m

1

due to

the force

(

I

)

Р

Fig. 2. The scheme of forces acting
on a particle located on a sloping

F

вт

will decrease and in the first

approximation we can assume that this

mass is determined by the function:

1

m s m t

+

( ) ( )

a t b

= =

, (2)

shelf

1 1 1

1 1

where the constant coefficients

a

1

and

b

1

are found from the experiment.

For example, in the initial time (t=0) the mass

10

m

l

(0)

=

m

, if gathering it

64

t

=

t

it will be

( ) .

from the first shelf if

к

1

l К

1

m

1

к

m t

=

1

m

Then the values

a

1

and

1

b

are determined from equations

10

b

=

,

1

а

−

1

=

m

1

b

=

,

m m

1

к кк

10 1

=

.

+

. Whence it follows that

10

а t b

1

1 1 1

к

к

1

m

m m t

10 1 1

After some transformations will get the law of motion of variable mass

( )

1

m t

in the form

⎭⎬⎫

L t

( )

I

⎩⎨⎧

+

fF a
gSin

α

fgCos

α

1

в т

⎢

⎣⎡

1

−⎥

⎦⎤

s t

К

( ) ( )

1 1

= +

− −

+

2

t t t

( )

1

where,

1

t

к
к

1

1

2 3

t t b

a

b

. (3)

2 1

3 1

2 ( )

I

L

=

gSin

α

+

fgCos

α

t

−

+ +

.

1 1

) ( ) (

к к к в т

t fF с t

t

1

1

1 1

2

6 2

к

The law of motion of subsequent shelves is defined similarly.
It was established that the residence time of the grain on the shelf is directly

proportional to length and inversely proportional to the angle of inclination. In Fig.
3 shows a curve of changes in time spent on the shelf of the grain mixture
depending on the angle of the shelf, with initial length L=50 mm and the angle of
inclination

          

β =

0 , 5 , 10 , 15 , 20 , 23 , 25 , 30 , 35 , 40 , 45

.

The graph shows that with increasing angle of inclination of the shelves

falling speed of the

particles of the grain

mixture increases and the

staying time of the grain

on the shelf is reduced.

Accordingly, at

large angles of inclination

of the shelves, the

particles of grain mixture

with the largest weight get

the maximum speed

falling, then the grain rolls

Fig. 3. Graph of dependence from the
slope angle shelves of the staying time
of grain mixture on the shelf

from the shell.

or a mixture to glide over the surface of
the shelf. In this movement the grain is
cleaned from dust and

Besides that, it has been investigated the critical acceleration of the lower

shelf 6 with a circular translational motion in the horizontal plane. It has been
determined the technological efficiency of cleaning of grain from large impurities
by the lower flange 6.

On the basis of the theory of pneumo-separation it has been found, that with

the increase in the average air flow rate the degree of purification of grain from

65

light impurities increases.

In the second phase, in the fractionation cell, the grains are cleaned from

other impurities and are separated into fractions, depending on the mass (Fig. 4).
Fractionation cell 1 comprises a dispenser 2 according to the width of the cell, and
divided by the length of the movable partitions 3 and the compartments 4, 5, 6, 7
and 8, with the dispenser 1, made in the form of a feeding roller 9, arranged on the
surface of the brushes 10, which with the possibility of adjusting the angle of
inclination guide tray 11 is set, and partitions 3, are formed with a curved top, with
each compartment 4, 5, 6, 7 and 8, is divided into two, and in one of the
compartments 12, installed the inclined sieve 13 and trays 14 and the other 15, is
interoperable with the tray 14. The fractionation cell 1, has an input 17, 18, 19, and

an output, channels

of suction valves.

Зерновая

Grain

19
2

смесь

mixture

1
10
9

11

17

3 3 21 20

16

21

1313 14

4 5 6 7 8 18 18 18
18

12 15

12 15

Fig. 4. Grain Fractionation cell

One of the main mechanisms of the new two-staged combined machine for

the grain separation and fractionation of feeding roller 1 and the guide tray 11,

which in turn influence further technological process of machine work, that is clean
and graded the grain mass. When departing from the feed roller grain mixture will

have the same initial velocity

v

0

, the vector of which lies on plane

Оху

and is directed at some angle

β

to the axis

Ox

(Fig. 5). The guide tray

11 is

installed with the possibility of adjusting the angle of inclination in the

 

β

= ÷

A special mechanism for adjusting the angle of inclination 16,

range:

0 45 .

the guide tray 11, allows it to set to the required value (Fig. 4).

When flying on the motion of the particle are gravity

m

i

g

, where

m

i

- mass

i

-

particle,

g

- acceleration of gravity and

kx



- air resistance proportional to the first

degree of speed.

66

The equation of motion of

i

−

particle in projection on the axis

OY

is

m

i



y



=

−

mg

−

κ



y



−

F

sin

β

. (4)

After some transformations, if

y



=

0

takes place

y

=

h

, i.e., we determine

the maximum height to which the particle with the mass

m

i

(

i

=

1,

n

)

will rise,

⎜⎜⎜

⎜

⎝

⎛

+

m g

⎟⎟⎟

⎟

⎠⎞

2

V

sin

β

i

m
h

sin ln

0

m g

i i

m gk

=

−

v

β

2

0

. (5)

k

k

i

k

The equation of motion of an arbitrary particle with the mass

m

i

(ί =1…, n) in

projection onto the axis

Ох

is

k



=

−



. (6)

m x kx

i



=

−



, или

x

OX

y

x

i

ν

o

k

x

m

k

x

h
F

α

kx

γ

F



ky
F

y

β

m

i

g

m

i

g

s
ky
L

S

*

x

Fig. 5. The scheme of the dynamic load of the combined separator

After transformations we define the distance from the origin to the point

when the particle with the mass

m

i

rises to a maximum height

h

(see Fig. 5)

s

=

2

k

2

0

V Sin

⋅

2

β

m g

+

R

β

i

⋅

( )

V Sin

0

m

i

where, R- radius of
the roll.

⋅

+

k

, (7)

After the particle with the mass

m

i

has reached a maximum height

h

its

reduction starts, and the vector

ky



is directed upwards parallel to the axis

OY

. To

simplify functional correspondences we shall start the countdown again

t

=

0

. The

differential equation of motion of the particles in projection on the axis we write in
the form (see Fig. 5)

67

From this,

⋅⋅



. (8)

m у m g ky F

sin

γ

i

=

−

i

+

−

k

m g

2

t

m g

m

i i

i

y t

=

h

+ +