ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР ТОКАМИ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4 (52). С. 51–60
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 4(52): 51–60
Научная статья
УДК 631.362.36 EDN: NZRMAS
Код ВАК 4.3.1
ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР ТОКАМИ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Светлана Владимировна Белозерова1, Петр Алексеевич Савиных2, Алексей Юрьевич
Исупов3
1 Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина,
Вологда, Россия
2, 3 Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого, Киров,
Россия
1 79114412800@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-8752-7929
2 peter.savinyh@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5668-8479
3 isupoff.aleks@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3399-5089
Аннотация. Целью исследования является определение режимов работы и параметров рабочих органов установки для обработки
зерна злаковых культур токами сверхвысокой частоты (далее СВЧ), способствующих получению максимальной пропускной способности
и нахождения в зоне облучения в течение 15 с. Для достижения поставленной цели была реализована методика планирования много
факторного эксперимента Бокса – Бенкина. Дано описание используемых параметров и методов их варьирования в ходе эксперимента,
а также кратко представлены сведения о работе исследуемых узлов и элементов конструкции исследуемого устройства, принципиально
состоящего из двух частей: механической – вибротранспортера и электрической – излучателя сверхвысокой частоты. Проанализировано
влияние подачи зернового материала, эксцентриситета и частоты вращения эксцентриков, а также угла наклона желоба вибротранспор
тера на пропускную способность и среднее время облучения зерна на контрольном участке. Установлено, что при нахождении зернового
материала в зоне облучения токами сверхвысокой частоты в течение требуемых 15 с максимальная пропускная способность установки
составит 55,95 кг/ч. Необходимыми условиями для их достижения являются: подача – 61,5 кг/ч (зазор выгрузного отверстия – 16,24 мм);
эксцентриситет эксцентриков – 3,92 мм (угол между грузами эксцентриками – 1500); наклон ложи / дна транспортера – 70 и частота вра
щения эксцентриков – 2940±30 мин-1 (частота тока вибратора – 50 Гц). В экспериментальных исследованиях получены математические
модели пропускной способности и среднего времени облучения на контрольном участке установки для обработки зерна токами сверхвы
сокой частоты в зависимости следующих входных параметров: подача зерна, эксцентриситет и частота вращения эксцентриков, а также
угол наклона желоба вибротранспортера.
Ключевые слова: математические модели, статистическая обработка, анализ зависимостей, критерии оптимизации, влияние факторов, СВЧ-обработка.
Благодарности: работа финансировалась за счет средств бюджета ФГБОУ ВО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина» и ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого». Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.
Для цитирования: Белозерова С.В., Савиных П.А., Исупов А.Ю. Оптимизация работы механической части установки для обработки зерна злаковых культур токами сверхвысокой частоты // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4(52). С. 51–60. EDN: NZRMAS.
Scientific article
OPTIMIZATION OF THE MECHANICAL PART OF THE PLANT FOR CEREAL GRAIN PROCESSING WITH ULTRA-HIGH FREQUENCY CURRENTS
Svetlana V. Belozerova1, Petr A. Savinykh2, Aleksey U. Isupov3
1 Vologda State Dairy Farming Academy by N.V. Vereshchagin, Vologda, Russia
2, 3 Federal Agricultural scientific Research Centr of the North-East named N.V. Rudnitskiy, Kirov, Russia
179114412800@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-8752-7929
2 peter.savinyh@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5668-8479
3 isupoff.aleks@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3399-5089
Abstract. The purpose of the study is to determine the operating modes and parameters of the operating elements of the plant for cereal
grain processing with ultrahigh frequency currents (hereinafter referred to as UHF), which contribute to obtaining maximum output capacity when
staying in the irradiation zone for 15 seconds. To achieve the target goal, the method of planning the Box-Benkin multifactorial experimental
design was implemented. The article describes the parameters used and methods of their variation during the experiment, as well as gives brief
information about the operation of the components and the structural elements of the device under study, which basically consists of two parts,
such as a mechanical one, a vibration transporter, and an electric one, an ultrahigh frequency emitter. The study has given an analysis of the
influence of grain feed, eccentricity and rotation frequency of the eccentrics, as well as the tilt angle of the vibration conveyor chute on the output
capacity and average irradiation time of grain in the control area. It was found that when the grain material is in the irradiation zone with ultrahigh
frequency currents during the required 15 seconds, the maximum output capacity of the plant will be 55.95 kg/h. The necessary conditions for their
achievement are: feed – 61.5 kg /h (clearance of the discharge opening – 16.24 mm); eccentricity of the eccentrics – 3.92 mm (angle between the
eccentric loads – 150°); inclination of the bed/bottom of the conveyor – 7° and rotation frequency of the eccentrics – 2,940±30 min-1 (frequency
of the vibrator current – 50 Hz). In the experimental studies, the mathematical models of the output capacity and average irradiation time at the
control site of the grain processing plant with ultrahigh frequency currents were obtained depending on the following input parameters: grain feed,
eccentricity and rotation frequency of the eccentrics, as well as the tilt angle of the vibration conveyor chute.
Keywords: mathematical models, statistical processing, dependency analysis, optimization criteria, influence of factors, UHF processing.
Acknowledgments: the work was funded from the budget of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education ‘Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin’ and the Federal State Funded Research Institution ‘Federal Agrarian Scientific Center of the North-East named after N.V. Rudnitsky’. No additional grants have been received to conduct or direct this particular study.
For citation: Belozerova S.V., Savinykh P.A., Isupov A.U. Optimization of the mechanical part of the plant for cereal grain processing with ultra-high frequency currents. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 4(52): 51–60. EDN: NZRMAS. (In Russ).
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 4(52): 51–60
Научная статья
УДК 631.362.36 EDN: NZRMAS
Код ВАК 4.3.1
ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР ТОКАМИ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Светлана Владимировна Белозерова1, Петр Алексеевич Савиных2, Алексей Юрьевич
Исупов3
1 Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина,
Вологда, Россия
2, 3 Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого, Киров,
Россия
1 79114412800@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-8752-7929
2 peter.savinyh@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5668-8479
3 isupoff.aleks@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3399-5089
Аннотация. Целью исследования является определение режимов работы и параметров рабочих органов установки для обработки
зерна злаковых культур токами сверхвысокой частоты (далее СВЧ), способствующих получению максимальной пропускной способности
и нахождения в зоне облучения в течение 15 с. Для достижения поставленной цели была реализована методика планирования много
факторного эксперимента Бокса – Бенкина. Дано описание используемых параметров и методов их варьирования в ходе эксперимента,
а также кратко представлены сведения о работе исследуемых узлов и элементов конструкции исследуемого устройства, принципиально
состоящего из двух частей: механической – вибротранспортера и электрической – излучателя сверхвысокой частоты. Проанализировано
влияние подачи зернового материала, эксцентриситета и частоты вращения эксцентриков, а также угла наклона желоба вибротранспор
тера на пропускную способность и среднее время облучения зерна на контрольном участке. Установлено, что при нахождении зернового
материала в зоне облучения токами сверхвысокой частоты в течение требуемых 15 с максимальная пропускная способность установки
составит 55,95 кг/ч. Необходимыми условиями для их достижения являются: подача – 61,5 кг/ч (зазор выгрузного отверстия – 16,24 мм);
эксцентриситет эксцентриков – 3,92 мм (угол между грузами эксцентриками – 1500); наклон ложи / дна транспортера – 70 и частота вра
щения эксцентриков – 2940±30 мин-1 (частота тока вибратора – 50 Гц). В экспериментальных исследованиях получены математические
модели пропускной способности и среднего времени облучения на контрольном участке установки для обработки зерна токами сверхвы
сокой частоты в зависимости следующих входных параметров: подача зерна, эксцентриситет и частота вращения эксцентриков, а также
угол наклона желоба вибротранспортера.
Ключевые слова: математические модели, статистическая обработка, анализ зависимостей, критерии оптимизации, влияние факторов, СВЧ-обработка.
Благодарности: работа финансировалась за счет средств бюджета ФГБОУ ВО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н. В. Верещагина» и ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого». Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство данным конкретным исследованием получено не было.
Для цитирования: Белозерова С.В., Савиных П.А., Исупов А.Ю. Оптимизация работы механической части установки для обработки зерна злаковых культур токами сверхвысокой частоты // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 4(52). С. 51–60. EDN: NZRMAS.
Scientific article
OPTIMIZATION OF THE MECHANICAL PART OF THE PLANT FOR CEREAL GRAIN PROCESSING WITH ULTRA-HIGH FREQUENCY CURRENTS
Svetlana V. Belozerova1, Petr A. Savinykh2, Aleksey U. Isupov3
1 Vologda State Dairy Farming Academy by N.V. Vereshchagin, Vologda, Russia
2, 3 Federal Agricultural scientific Research Centr of the North-East named N.V. Rudnitskiy, Kirov, Russia
179114412800@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-8752-7929
2 peter.savinyh@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5668-8479
3 isupoff.aleks@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3399-5089
Abstract. The purpose of the study is to determine the operating modes and parameters of the operating elements of the plant for cereal
grain processing with ultrahigh frequency currents (hereinafter referred to as UHF), which contribute to obtaining maximum output capacity when
staying in the irradiation zone for 15 seconds. To achieve the target goal, the method of planning the Box-Benkin multifactorial experimental
design was implemented. The article describes the parameters used and methods of their variation during the experiment, as well as gives brief
information about the operation of the components and the structural elements of the device under study, which basically consists of two parts,
such as a mechanical one, a vibration transporter, and an electric one, an ultrahigh frequency emitter. The study has given an analysis of the
influence of grain feed, eccentricity and rotation frequency of the eccentrics, as well as the tilt angle of the vibration conveyor chute on the output
capacity and average irradiation time of grain in the control area. It was found that when the grain material is in the irradiation zone with ultrahigh
frequency currents during the required 15 seconds, the maximum output capacity of the plant will be 55.95 kg/h. The necessary conditions for their
achievement are: feed – 61.5 kg /h (clearance of the discharge opening – 16.24 mm); eccentricity of the eccentrics – 3.92 mm (angle between the
eccentric loads – 150°); inclination of the bed/bottom of the conveyor – 7° and rotation frequency of the eccentrics – 2,940±30 min-1 (frequency
of the vibrator current – 50 Hz). In the experimental studies, the mathematical models of the output capacity and average irradiation time at the
control site of the grain processing plant with ultrahigh frequency currents were obtained depending on the following input parameters: grain feed,
eccentricity and rotation frequency of the eccentrics, as well as the tilt angle of the vibration conveyor chute.
Keywords: mathematical models, statistical processing, dependency analysis, optimization criteria, influence of factors, UHF processing.
Acknowledgments: the work was funded from the budget of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education ‘Vologda State Dairy Farming Academy named after N.V. Vereshchagin’ and the Federal State Funded Research Institution ‘Federal Agrarian Scientific Center of the North-East named after N.V. Rudnitsky’. No additional grants have been received to conduct or direct this particular study.
For citation: Belozerova S.V., Savinykh P.A., Isupov A.U. Optimization of the mechanical part of the plant for cereal grain processing with ultra-high frequency currents. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; 4(52): 51–60. EDN: NZRMAS. (In Russ).
