автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование работы питателя пресса брикетировщика с неподвижной вертикальной матрицей

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Гранулирование и брикетирование - прогрессивные методы обработки кормов.

1.2. Работа оборудования для гранулирования и брикетирования кормов. Необходимость равномерной подачи материала к рабочим органам.

1.3. Обзор и классификация способов подачи материала к рабочим органам прессов кормов

1.4. Требования к системе питания прессов для кормов и задачи научного исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ

СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ПРЕССОВ С НЕПОДВИЖНЫМИ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ

МАТРИЦАМИ

2.1. Физико-механичеокие свойства травяной муки и резки.

2.2. Конструктивно-теоретическое обоснование системы питания преосов кормов

2.3. Обоснование конструктивных параметров питателя.

2.4. Методика расчета плоских заготовок витков конических шнеков

3. ЭКСПЕРтйНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ПРЕССОВ

С НЕПОДВИЖНЫМИ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ КОЛЬЦЕВЫМИ МАТРИЦАМИ

И РАЗЛИЧНЫМИ СИСТЕМАМИ ПИТАНИЯ.

3.1. Цель и методика исследования.

3.2. Исследование прессов с экспериментальными коническими питателями различной конструкции

3.3. Проведение факторного эксперимента по исследованию работы пресса.

3.3.1. Методика проведения эксперимента

3.3.2. Результаты факторного эксперимента и математическая обработка данных.

3.4. Определение области оптимума.

3.5. Исследование влияния регулятора потока материала на равномерность его распределения по матрице

3.6. Исследование влияния величины подачи материала на износ рабочих отверстий матриц.

ОЖИДАЕМЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПОТРЕБИТЕЛЯ ОТ ВНЕДРЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПИТАНЙЯ77.

ОБШИЕ ВЫВОДЫ.

Ш съездом партии животноводство определено ударный фронтом работы на селе. В одиннадцатой пятилетке, в соответствии с решением ХХУ1 съезда КПСС, предусматривается увеличить выпуск комплектов высокоэффективных машин и оборудования, обеспечивающих внедрение прогрессивных технологических процессов содержа -ния и выращивания скота и птицы, первичной обработки, охлаждения и хранения молока, заготовки, приготовления и раздачи кормов и выполнения других процессов ] I ].

Среди комплекса мероприятий, направленных на интенсификацию отрасли животноводства и широкое применение индустриальных методов производства продукции, одно из центральных мест занимает техническое оснащение ферм и повышение энерговооруженности труда на оонове применения научно обоснованной системы машин.

Принятая Майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС "Продовольственная программа СССР на период до 1990 г," продолжает линию партии на дальнейшее развитие всех отраслей животноводства путем их интенсификации, всемерного укрепления кормопроизводства и улучшения качества кормов. Важнейшим условием выполнения намеченной программы является обеспечение животных кормами,сбалансирован -ными по питательности, включая использование полнорационных кормовых смесей, приготовленных непосредственно на фермах и комплексах [ 2 ].

Перевод животноводства на промышленную основу требует и индустриализацию кормопроизводства [91] , превращения его в самостоятельную отрасль. Это вызывает необходимость разработки ин -дустриальных технологий заготовки, приготовления и хранения кормов. Примером такой технологии является производство искусственно обезвоженных кормов и их брикетирование .В соответствии с решением ЦК КПСС и Совета Министров СССР производство искусственно обезвоженных кормов должно к 1985 году составить 10,2 млн.тонн,а гранулированных и брикетированных кормосмесей-14,0 млн.тонн[зО ].

В последнее время наибольшее распространение получило универсальное оборудование для прессования кормов, предназначенное как для гранулирования, так и для брикетирования кормов.

Анализ работы этих машин показал, что прессы работают не стабильно, брикеты имеют разную плотность, наблюдается повышенный износ дорогостоящих матриц и вальцов, повышенной расход электроэнергии. Это связано, в основном, с несовершенством системы питания прессов, которая не обеспечивает равномерного распределения материала по поверхности матрицы, материал в прессующий узел подается неорганизованно.

В связи с этим большой интерес представляет определение оптимальных конструктивных и технологических параметров питателей прессов с целью равномерного распределения подаваемого материала по периметру и ширине матрицы, снижение энергоемкости и неравномерного износа матриц, стабилизации рабочего процесса, с учетом физико-механических свойств материала. Решению этого вопроса и посвящена данная работа, которая является продолжением работы кафедры механизации животноводческих ферм Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института,которая проводится с 1965 года под руководством заслуженного деятеля науки и техники РСФСР,доктора технических наук,профессора С.В. Мельникова. Выполненные нами исследования,направленные на совершенствование машин для животноводства и кормоприготовления соответствуют заданию К. 02.03.13.04,01 (Госбюджет) темы 10 плана научно-исследовательских работ ЛСХИ на 1980-1985 г.г. г

Научная новизна состоит в обосновании необходимости организованной подачи материала к рабочим органам пресса, разработке питателя позволяющего оптимизировать рабочий процесс.

Целью работы является совершенствование работы системы питания прессов, определение оптимальных конструктивных и технологических параметров питателя позволяющих снизить энер/ гоемкость процесса и увеличить срок службы матрицы.

На защиту выносится обоснование необходимости принудительной организованной подачи материала к рабочим органам прес-са-брикетировщика с неподвижной вертикальной матрицей и разра-• ботка методики инженерного расчета конического многозаходного шнека с переменным шагом входящего в систему питания.

Разработанный питатель пресса будет использоваться при модернизации прессов с неподвижными вертикальными матрицами в Головном экспериментально-конструкторском институте по машинам для переработки травы и соломы и работал в совхозе "Пламя" Гатчинского района Ленинградской области. Рабочие чертежи и методика расчета переданы в Киргизское НПО по животноводству (г.Фрунзе).

Ожидаемый экономический эффект от совершенствования питателя пресса составит 892 руб.за сезон.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЩВАНИЯ

СБШИЕ ВЫВОДЫ

1. Система питания оказывает влияние на рабочий процесс прессов с вертикальными кольцевыми матрицами.

2. Система питания должна обеспечивать равномерную,организованную подачу материала к рабочим органам пресса независимо от его вида (мука, резка) и режима работы (гранулирование, брикетирование).

3. Относительная сцепляемость частиц друг с другом увеличивается в 1,8 раза при увеличении насыпной массы травяной муки со 185 кг/м3 до 230 кг/м3, и в 3,4 раза при увеличении насыпной массы резки с 80 кг/м3 до 140 кг/м3. Установлено, что увеличение насыпной массы материала приводит к увеличению относительной взаимосцепляемости частиц.

4. Обоснована необходимость организованной принудительной подачи материала к рабочим органам пресса, которая обеспечивается при помощи конического шнека переменного шага.

5. На основе проведения факторного эксперимента с приме -нением методов математического планирования эксперимента, оп -ределены сочетания конструктивных и режимных параметров системы питания, обеспечивающие оптимальное функционирование процесса прессования. Установлено, что организованную подачу материала к рабочим органам пресса может осуществить питатель, представляющий собой конусный шнек с переменным шагом, имеющий конусность 0,227 и соотношением шага ^• t t = I : 1,33.

6. Шнек - питатель должен иметь частоту вращения, равную частоте вращения водила вальцов и вращаться синхронно с ним.

Привод питателя может осуществляться от водила вальцов, мощность необходимая для привода питателя находится в пределах 1,1.2,2 кВт.

7. Применение системы питания с конусным шнеком-питателем, вращающимся синхронно с водилом вальцов улучшает равномерность распределения материала по поверхности матрицы, что приводит к увеличению производительности пресса и улучшению качества продукции.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения усовершенствованного питателя составит 892 руб. на один пресс за сезон.

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М.: Политиздат, 1981. с.45.

2. Материалы Майского Пленума ЦК КПСС 1982 г. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года, меры по ее реализации. М.: Политиздат, 1982.

3. Агрозоотехнические требования (техническое задание) накомплекты оборудования для производства брикетов (гранул) из грубых кормов. M.: МСХ СССР, 1973.

4. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. с.279.

5. Айталиев Е.С. Классификация способов подачи материалов крабочим органам пресс-грануляторов кормов. В кн.: Совершенствование технологии и средств механизации приготовления кормов. Л., 1983. - с.30-32.

6. Айталиев Е.С.,Фарбман Г.Я. Обоснование конструкции и экспериментальные исследования системы питания прессов с неподвижными вертикальными матрицами. Рукопись депонирована во ВНИИТЭИСХ 24.11.83 » 328-83 Деп.1984. 26 с.

7. Айталиев Е.С.,Фарбман Г.Я., Сапкаускас В.П.-Диагностирование матриц прессов. Техника в сельском хозяйстве, 1983, № 9. - с.54.

8. Акт 15 сравнительных испытаний матриц гранулирования оборудования для прессования кормов 0ПК-2,0. Вильнюс,ГЭКИ, 1982.

9. A.c. 904567 (СССР). Питатель пресса кормов (Подкользин Ю.В.,

10. Коршунов В.И.). Опубл. в Б.И.,1982, № 6. ,

11. Ахмедов М.Ш., Сулима Л.А. Влияние влажности и подачи травяной резки на качество брикетов. В сб. научных трудов НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР "Технология и механизация.заготовки кормов и работ на животноводческих фермах".Л.: 1979 с.14-15.

12. Балдина Е.М. Проектирование и расчет разверток машиностроительных деталей. Л.: Машиностроение, 1971, с.155-157, I26-I4I. .12