автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Концепция развития прессующих механизмов непрерывного действия технологических машин сельскохозяйственного производства

ОРЕНБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ Г СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

I . ' ; На правах рукописи

ПОЛИ ЩУК Владимир Юрьевич

КОНЩПЦИЯ РАЗВИТИЯ ПРЕССУ 10ДЩХ МЕХАНИЗМОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ТЕХНОЛОШЧЕСКИХ МАШИН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Оренбург 1994

Работа выполнена в Оренбургском политехническом институте

Научный консультант:

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Л.П. Картатов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Р. Т. Абдрашитов заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор В.Г. Коба

доктор технических наук, профессор Н.А. Барсов

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства

Зашита диссертации состоится " !f " "i^rV/l'.Л^ 1994 г. в i0 ч. на заседании специализированного совета Д.120.95.01 при Оренбургской Государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 460795, г. Оренбург, ГСП, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской Государственной сельскохозяйственной академии.

я " '/i," ^ 199<? г.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета, __

доктор технических наук С^гоия—«—с. А. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. При переработке материалов растительного и животного происхождения широкое распространение при производстве кормовых продуктов получили прессующие механизмы непрерывного действия. Прессование и последующее экструдирование наменяют свойства исходного сырья, сообщают ему новы« потребительские 'свойства. При этом в прессуемом материале происходит комплекс процессов, который дает возможность получать полуфабрикаты высокой степени готовности. Объемы переработки сельскохозяйственного сырья, прессущкми механизмами непрерывного действия увеличивают ся. Перечень экструдкруемых продуктов и технологий их получения постоянно пополняется. Экструдирование сельскохозяйственных продуктов широко используется в пищевой промышленности.

Гранулирование и брикетирование уменьшают затраты на подготовку кормов к скармливанию животным, транспортирование и хранение кормов. Они обеспечивают сбалансированное питание животных, увеличивают паедаемоста кормов, улучшают экологическое состояние ферм.

Особенностью прессующих механизмов непрерывного действия является использование сил трения для создания высокого всестороннего давления,, необходимого для консолидации прессуемого материала, его гомогашацда и придания других необходимых свойств. На преодоление сил трения расходуется значительное количество электроэнергии, экономия которой определена одной из важнейших проблем ресурсосбережения.

Высокое всестороннее давление на прессуемый материал, используемое для консолидации готового продукта, вьгаывает большие силовые нагрузки на контактные поверхности рабочих органов прессующего механизма».что приводит к сокращению долговечности их деталей.

Подученные в результате зкструдирования, гранулирования и брикетирования продукты .отвечают . критериям ресурсосбережения, экологической чистоты и удобства применения, однако сам процесс прессования не является ресурсосберегающем.

Возможности совершенствования прессушсих механизмов и способов их эксплуатации ограничены отсутствием методов оптимизации и регулирования их параметровV

Поэтому совершенствование технологического оборудования, основанного на использовании прессующих механизмов непрерывного действия, является важной народохозяйственной проблемой.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Создание научных основ проектирования и рациональной эксплуатации прессующих механизмов непрерывного действ»» для оборудования сельскохозяйственного производства.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. В соответствии с целью исследования * состоянием вопроса поставлены и решены следующие вадачи.

1. Совершенствовачие структуры прессующих механизмов непрерывного действия и конструкции их рабочих органов, обеспечивающих уменьшение энергоемкости прессования, увеличение единичной производительности, увеличение долговечности деталей рабочих органов этих механизмов.

2. Создание агрегатной базы композиционного проектирования; математического описания процессов формообразования, консолидации, гомогенизации прессуемого материала.

3. Разработка математических моделей механического взаимодействия прессуемого материала с рабочими органами прессующих механизмов непрерывного действия.

4. Формирование комплекса параметров эффекта.

5. Адаптация методов векторной оптимизации параметров для прессующих механизмов непрерывного действие и параметров прессуемого материала.

6. Определение параметров регулирования механических процессов прессования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработан метод и устройство для определения реологических параметров упругопластического материала, прессуемого в моделях фильер механиаыов с цилиндрическими рабочими органами, позволяющих определить напряженное состояние прессуемого материала.

Решена задача описания единым методом механического взаимодействия слоя упругопластического материала с цилиндрическими рабочими органами прессующего механизма в виде, необходимом для определения параметров эффекта прессующего механизма. В том числе: определено сопротивление фильер цилиндрической и призматической форм при выпрессовывании упругопластического материала; предлоден метод учета сопротивления входной полости фильеры вьгарессовываниа упругопластического материала, что позволило определить полное

сопротивление фильеры выпрессовыванию гранул; аналитически определено напряженное состояние упругопластического материала, прессуемого в несквозных формующих полостях; определено напряженное состояние упругопластического материала при различных условиях его взаимодействия с цилиндрическими рабочими органами.

Предложено решение.задачи описания взаимодействия псевдопластического прессуемого материала с одношнековым прессующим механизмом, параметры которого изменяются по длине шнека.

/ Сформирован комплекс параметров эффекта прессующих механизмов. Предложены оригинальные параметры эффекта: коэффициент полезного действия прессующего механизма непрерывного действия, импульс нормальных напряжений и импульс касательных напряжений, получаемые прессуемым материалом в механизме. Эти параметры позволяют более полно оценить качество.прессующего механизма и получаемого в «ем продукта уже на стадии проектирования.

Совокупность решенных задач, выводов и рекомендаций позволяет заключить, что решена часть взжксй народнохозяйственной проблемы ресурсосбережения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАВ Проведенными исследованиями установлены научно обоснованные положения , позволяющие повысить, эффективность и надежность прессов, в том числе систем управления процессом прессования. Полученные результаты позволяют уменьшить сроки создания новых прессов, адаптированных к требованиям производства зкструдкрованной продукции.

Разработаны методики расчета лрессущих механизмов и представлены в вще программ для вычислений на ЭВМ.

разработаны рекомендации по проектированию, эксплуатации и ремонту прессующих механизмов. Усовершенствована конструкция деталей рабочих органов и: прессувдих механизмов в целом, ч',о защищено одиннадцать® авторскими свидетельствами /34-44/.

!'а Донецком заводе продовольственного машиностроения совместно с работникам» этого завода и Московского технологического института лицевой промышленности освоен выпуск кольцевых матриц с входгпвт полостями., конфигурация которых обоснована в настоящем исследовании, что позволило заводу сократить расхода в 1983-1984 годах яа металлорежущий инструмент на сумму свыие г игя.руб. Матрицы этой конструкции экспонированы в 1983 году ва и Всероссийской выставке "Вузы РСФСР - Машиностроеюаз" в19бЗ году (Толь-

ятти), где были удостоены диплома III степени.

Прибор для определения реологических свойств упругопласти-ческих материалов демонстрировался на Всероссийской выставке в Мордовском государственном университете "Вклад вузов России в выполнение Продовольственной программы" в 1982 году (Саранск).

Результаты работ по оптимивации конструкции пресса-грануля-тора и одношнекового пресса-экструдера использованы в ДКВ "Таврия" (Севастополь) для проектирования пресса-гранулатора производительностью 15 т/ч и пресса-экструдера производительностью от 2 до 3 т/ч.

Разработан и передан ЦКБ "Таврия" эскизный проект прессующего механизма пресса-гранулятора с автоматическим регулированием усилия прикатия прессующих роликов к матрице.

Результаты исследований используются в учебном процессе; они включены в учебник для студентов вузов, обучающихся по специальностям "Машины и аппараты пищевых производств" и "Хранение и технология переработки зерна" /1/. . '

АПРОБАЦИЯ. Основные положения диссертации доложены на научно-технических конференциях в ОрПИ (Оренбург, 1880-1986, 1988, 1989, 1993 годах), ОСХИ (Оренбург, 1982-1984, 1989. 1993 годах), на НТО Оренбургского облагропрома (Оренбург, 1886 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Процессы и оборудование для гранулирования продуктов микробиологического синтеза" (Тамбов, 1984 г. /28/), на Всесоюзной научной конференции "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортиров!«! продуктов питания" (Москва, 1984 г. /29,30/). Тезисы доклада были представлены в материалах научно-технической конференции "Шггецсифшъация '.перестройки и внедрения новых технологии в кормопроизводствё"" (Виль1пос, 1986 г. /29/). На III Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические и практические аспекты методов инженерной физико-химической механики о целью совершенствования й интенсификации технологических процессов пищевых производств" (Москва, 1920 г. /32/). На семинаре кафедры ТОПХ МТИШ "Вопросы теории и практики процесса измельчения" (Москва, 1992 г.). На межрегиональной XII научно- практически конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1993 г. /33/). На 32-й научно-технической конференции ЧГАУ (Челябинск, 1993 г.).

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, девяти глав, списка использованных источников из 185 наименований и приложений. Текст диссертаций изложен на 296 с. машинописного текста.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Структурно-функциональная модель прессующего механизма непрерывного действия с использованием напряденного состояния прессуемого материала в виде внутренней характеристики системы.

2. Комплекс параметров э£фекта прессующих механизмов непрерывного действия и методы, определения этих параметров.

3. Комплекс разработанных характеристик, позволяющих проводить векторную оптимизацию параметров эффекта.

4. Закономерности изменения реологических параметров материала, прессуемого цилиндрическими рабочими органами.

5. Уравнения, составляющие математическую модель процесса механического взаимодействия цилиндрических рабочих органов прес-сов-грануляторов и брикетировщиков о прессуемым материалом.

6. Представление одношнекового прессующего механизма в виде системы параллельных механизмов с постоянными геометрическими параметрами рабочих органов, ограниченных компрессионными затворами или матрицей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современное состояние и основные направления развития прессуюаих механизмов гранулятсров, брикетировщиков и экструдеров

Для прессования смесей предварительно измельченных материалов растительного и животного происхождения повсеместно широко используются прессующие механизмы с цилиндрическими рабочими органами и шнекоЕые прессующие механизмы, основными преимуществами которых является непрерывное выполнение ими технологического процесса во все время движения рабочих органов, относительно небольшие габариты"и материалоемкость прессового оборудования.

Технологической особенностью процесса взаимодействия рабочих органов шнекового прессующего механизма с материалом является предварительная подготовка прессуемого материала до консистенции псевдопластического тела, движение которого в полостях, составленных рабочими органами прессующего механизма, можно представить

как течение некыотоновской жидкости.

Развитию теории шнековых прессующих механизмов посвящены работы Б.М.Азарова, Г.Шенкеля, В.А.Силина, И.Э.Груздева. Р.Г.Мирзо-ева, В.И.Янова, Е.С.Макарова и др.

Технологической особенностью процесса взаимодействия цилиндрических рабочих органов прессующего механизма с материалом является предварительная подготовка прессуемого материала до консистенции упругопластического тела, движение которого в полостях, составленных рабочими органами прессующего мехаяизма можно представить как перемещение по контактным поверхностям рабочих органов и, в меньшей степени, как упругие и пластические деформации внутри объема прессуемого материала.

Большой вклад в разработку теории и конструкции грануляторов и брикетировщиков внесли А.Я.Соколов, В.В.Гортинский, И.А.Долгов, В.И.Особов, С.В.Мельников, Г.Я.Фарбман, А.Д.Чмырь, В.П. Бородянский, В.Ф.Некрашевич, Ю.В.Подкользин и др.

Однако, многие задачи проектирования и рационального использования прессующих механизмов непрерывного действия требуют своего исследования и решения.

В. диссертации рассмотрены и подвергнуты аналиау выполненные и опубликованные работы по вопросам структуры прессующих механизмов и конструкции их рабочих органов, развития теории прессования смесей предварительно измельченных пищевых и кормовых . материалов в прессующих механизмах непрерывного действия, выбора и регулирования параметров процесса прессования, сделаны .выводы и определены цель к задачи исследования, ивламешшэ выше.

2. Основы построения математических ыоделен лресоующих механизмов непрерывного действия.

Математическая модель прессующего механизма представлена нами как слойная система нелинейных уравнений, полученная из рассмотрения взаимодействия прессуемого материала с рабочими органами прессующего механизма на основе инженерных методов механики.

На подвергаемую системному исследованию математическую модель технодоп{ческого процесса.наложены следующие требования.

Модель процесса вюючает реологическую модель полуфабриката, которая наиболее» достоверно проявляется при вйашодейотвий с ра-

бочими органами при изучаемых параметрах взаимодействия.

Модель описывает энергетическое состояние полуфабриката в рабочем пространстве в процессе его обработки.

Модель процесса включает параметры эффекта, сформированные на основе энергетического состояния полуфабриката.

Система уравнений, описывающих процесс механического взаимодействия прессуемого материала с рабочими органами прессующего механизма, основана на уравнениях движения прессуемого материала. Изменения системы отражаются ее внутренней характеристикой, определяющей текущее значение выходной величины - параметров эффекта. Внутренней характеристикой модели определено напряженное состояние обрабатываемого материала на контактных поверхностях рабочих органов технологической машины. Тогда структура рассматриваемой системы имеет'вид, представленный на рис. 1.

Будем полагать, что движение прессуемого тела может быть описано дифференциальным уравнением Навье-Стокса

£гас! о = 11/3«, (1)

где б - локальное давление;

11 - вязкость, зависящая от температуры и влажности; V - вектор локальной скорости прессуемого материала; Л - оператор Лапласа.

Вязкость псевдопластического течения определена как эффективная вязкость этого течения.

Дополнив уравнение (1) уравнением псевдопластического течения СЮтвальда-де Виля и уравнением неразрывности потока прессуемого материала в рабочем пространстве, получим систему уравнений, для которой решение существует.

В- прессующих механизмах с цилиндрическими рабочими органами можно пренебречь массовыми силами по сравнению с компонентой тенэсра напряжений в прессуемом материале вблизи контактных поверхностей рабочих органов прессующего механизма и уравнение (1) можно преобразовать в уравнение равновесия с учетом направления сил трения на контактных поверхностях рабочих органов в виде сЗб3

— т т(г,к)Ф(к) = 0. (2)

(¿Б

где 5 - продольная протяженность пространства взаимодействия; б- нормальное напряжение в прессуемом материале в направлю

модель формирования параметров эффекта

внутренняя

характеристика

системы

модель механического взаимодействия рабочих органов с обрабатываемым материалом

реологическая модель

обрабатываемого материала

Рис. 1. Структурная схема математической модели прессующего механизма.

нии э;

х(г,к) - касательное напряжение в прессуемом материале на контактной поверхности рабочих органов как функция множеств реологических параметров прессуемого материала г и геометрических параметров прессующего механизма к;

Ф(к) - функция множества к геометрических параметров пространства взаимодействия.

Уравнения связи компонейтов тензора напряжений в момент начала пластического движения (течения) прессуемого материала дополняют уравнения равновесия (2). Эта система уравнений является статически определимой. Такой подход позволяет рассматривать напряженное состояние материала, прессуемого цилиндрическими рабочими органами без учета его уплотняемое™.

В систему уравнений, описывающую процесс взаимодействия прессуемого тела с рабочими органами прессующего механизма были включены параметры'эффекта, характеризующие его механические качества.

Множество параметров эффекта Ух (где X - множество механических качеств продукта и свойств прессующего механизма) может быть представлено в Е51де функционалов вида

Щ = Ух(6и.у3,1п), б^ = би(г,М), (3)

где бц - множество компонентой тензора напряжений в прессуемом материале на контактной поверхности рабочих органов;

Ч - множество конструктивных параметров механизма;

чв - скорость перемещения материала в направлении юоордина-ты з в полости, образованной рабочими органами;

Ьп - время прессования.

Таким образом, в математичесгай модели прессующего механизма установлена взаимосвязь следующих множеств: параметров прессуемого материала г, геометрических параметров к, конструктивга'X параметров ц и параметров эффекта прессующего механизма Ух.

Структура технологического процесса прессования определяет структуру проведенного нами композиционного исследования и проектирования прессуюшдх механизмов. •

Оценка погрешности математической модели проведена по параметрам эффекта, которые сравнивали при одтгаковых исходных данных для вычисленных значений и измеренных на существующем прессовом оборудовании.

Сформулировал комппекс ограничений параметров эффекта, опре-

I

<

деляемый мощностью установленного двигателя, долговечностью деталей рабочих органов, механическим качеством продукта, достигнутыми техническими возможностями изготовителя прессующего механизма.

В процессе векторной оптимизации произведена взаимная увязка конструктивных и геометрических параметров, параметров эффекта прессующего механизма и реологических параметров прессуемого материала. ■ > ''

Использован вычислительный эксперимент как средство исследования прессующих механизмов.

При системном анализе механического процесса прессования был использовав метод рабочих характеристик векторной оптимизации в модифицированном нами виде в двух разновидностях.

Характеристики первой разновидности применялись для изучения влияния одного конструктивного или технологического параметра на интересующий нас параметр эффекта.

Характеристики второй разновидности применялись для нахождения оптимальной поверхности параметров эффекта.

Вместо каждого параметра эффекта можно рассматривать "свертку" параметров эффекта, имеющую механический смысл.

3. Реологические свойства материалов растительного и животного происхождения, подготовленных к.прессованно

Из обзора литературных источников и наших , исследований установлено, что реологические свойства предварительно Измельченных материалов зависят от. консистенции шеей,, степени измельчения частиц, всестороннего, давления, влажности И температуры подготовленного для прессования материала.

Для описания течения различных псевдопластических материалов растительного и животного происхождения чавда других применяется степенное уравнение Оствальда-де Виля 8 виде

X в цЧп, (4)

где ц' - коэффициент консистенции, зависящий как от природы, влажности и температуры материала, так и от вида и размеров измерительной аппаратуры; г - скорость сдвига; п - индекс течения.

Параметры уравнения (4) справедливы только для определенно-

го диапазона скоростей сдвига»

Для течения псевдопластических материалов в рабочем пространстве экструдера примем это уравнение как наиболее универсальное, поскольку его параметры при прессовании материалов растительного и тавотного происхождения многократно определялись различными исследователями и проходили 31сспериментальную проверку.

Основное внимание нами уделено исследованию поведения при прессовании материалов, имеющих свойства упругопластического тела,- которое не было исследовано достаточно полно.

В кандидатской диссертации нами "было установлено, что при прессовании материалов растительного и животного происхождения цилиндрическими рабочими органами в них происходят упругопласти-. ческие деформации. Напряженное состояние в прессуемом материале при этом достаточно полно описывается пределом текучести при сжатии бт и коэффициентом контактного трения Г. Установлена зависимость бт от напряжения всестороннего сжатия бс виде

бх = бтобХР 8бс, (5)

где бто * предел текучести осевого сжатия цилиндрического образца прессуемого материала при атмосферном давлении;

1$ - коэффициент всестороннего давления.

Установлено, что коэффициент контактного трения прессуемого материала по закону Кулона зависит от нормального контактного напряжения бп в виде

* « 'Со(бпГ1-+ + ГйЗпэ (6)

где -Со» _ постоянные, зависящие от молекулярного взаимодействия прессуемого материала и контактной поверхности;

Г 2 - постоянная, учитывающая деформационное воздействие прессуемого материала на упругую контактную поверхность.

В настоящей работе было установлено, что параметры бто, В, "Со. ^2 зависят от влажности V? и температуры I подготовленного для прессования материала. Эта зависимость установлена экспериментально с помочь» специально разработанного устройства и метода обработго! результатов измерений /14/.

Упомянутое устройство и результаты исследования были исполь-аованы И.А.Бондаревой при выполнении своей кандидатской диссертации для определения указанных выше реологических параметров кормов различных рецептур, а также опубликованы в совместных работах /11, 14, 16/.

В диссертации приведены диаграммы влияния влажности W и температуры t на реологические параметры прессуемого материала и их приближенные аналитические представления, которые позволяют сделать вывод о сильном влиянии режимов подготовки материала к прессованию на предел текучести и коэффициент контактного трения.

Для анализа характера движения упругопластического материала в фильерах матриц было проведено.исследование структуры вьтрессо-ванной гранулы с помощью электронного микроскопа.

Анализ полученных • макрофотографий позволяет заключить, что частицы эндосперма зерна внутри гранулы на достаточном , удалении от ее контактной поверхности не разрушены, что свидетельствует об отсутствия перемешлваяия слоев прессуемого материала при движении в фильере, а наличие пустот и треашн свидетельствует, что пластические деформащш внутри гранулы имеются.

Вблизи контактной поверхности гранулы частицы эндосперма измельчены и при наличии интенсивной желатшшзации крахмала образуют плотную укладку частиц, в которой отсутствуют поры, и выглажи-ваэт контактную поверхность гранула.

Такай структура гранулы подтверждает "поршневой" характер движения прессуемого материала по всему поперечному сечению в цилиндрическом канале фильеры.

Выбор ошюакных виге моделей прессуемого материала соответствует подходу акад. А.А.Самарского, рекомендующего применять наиболее простые модели, если но-выявлены.эффекты, которые такими моделями на'описывается.

4. Формообразующие полости рабочлх органов прессующего ме-ханиека граг/лятороа и брикетировщиков *

л

Напряженное состояже прессуемого матеркгла при его движении в фильере является основой для определения других параметров процесса прессования и напряденного состояния деталей рабочих . органов прессующего механизма и для осесимметричной полости фильеры описано, исходя из уравнения (2), в цилиндрической системе координат Огфз в диссертации и работе /1/ в веде GÔ2 т(г)

--- _ О, (7)

ûz R(k)

где ~ осевое нормальное напряжение в канале фильеры.

Гидравлический радиус цилиндрического канала круглого сечения с диаметром ЕЫражается формулой

= 0,В50С. (В)

Тогда дифференциальное уравнение (?) определяет напряженное состояние прессуемого материала в цилиндрическом канале с условным круговым поперечным сечением диаметра 0Сг что позволяет все решения, полученные для круговых цилиндрических каналов постоянного поперечного'сечения, распространять на каналы с любым поперечным сечением, имеющим выпуклую неизменную форму.

Условный диаметр 0С для такого цилиндрического канала определяется уравнением (8) по гидравлическому радиусу !?(к) атого поперечного сечения.

Сопротивление фильеры выпрессовыванию гранулы при заданных механических параметрах прессуемого упругопластического материала характеризуется полной относительной длиной фильеры X, которая определяется величиной

X = 0,25(2с,+ 2В)/1?(к), ' (9)

где гв - осевая протяженность канала постоянного поперечного/сечения, эквивалентного по сопротивлении входной полости /1, 12/;

2с - осевая протяженность канала фильеры с постоянны).! поперечным сечением.

Ио этому методу были проведены исследования напряжений в призматическом канале матрицы брикетировшика типа: ОПК и матрицах гранулятора, где цилиндрическая полость Фильеры образована направляющей, имеющей сложный контур, составленный отрезками круговых дуг одного диаметра.

Установлено, что;применение фильер со сложным контуром поперечного сечения позволяет уменьшить необходимую длину фильер, что, в свою очередь, позволяет уменьшить толщину колец матриц и, тем самым, снизить массу грануляторов.

Рассмотрены входные полости призматического канала фильеры, клиновидная часть входной полости, цилиндрическая часть входной полости. Определено напряженное состояние в них прессуемого материала, их относительная длина, приведенная к условному диаметру цилиндрической фильеры.

Рассмотрены формующие полости без сквозной перфорации. Опре-

делено напряженное состояние находящегося в них материала.

В работе /14/ и диссертации разработан метод аналитического определения сопротивления изношенных в процессе эксплуатации фильер. Установлены критерии наиболее износостойкой формы образующей осесимметричной фильеры. На этой основе предложены входные полости фильер с двойной конусностью и тороидальной формы /13/. •

В диссертации исследовано изменение среднего напряжения ва время нахождения в фильере прессуемого материала, которое характеризует механическое качество прессуемого продукта.

б. Прессование упругопластического материала в пространстве между цилиндрическими рабочими органами прессующего механизма

В диссертации выполнен анализ структуры и определены геометрические параметры прессующих механизмов с цилиндрическими рабочими органами на основе общности свойств этих механизмов. Выявлена связь размеров контактных с прессуемым материалом поверхностей рабочих органов с числом прессующих роликов и максимальным изгибающим кольцевую матрицу моментом /6, ?, 23/.

Для определения параметров напряженного состояния слоя прессуемого материала, находящегося в пространстве между контактными цилиндрическими поверхностями рабочих органов в цилиндрической системе координат ûshz (рис.2), составлено /16, 17/ дифференциальное уравнение вида

çtôt ï(г) 6t - бг

A(k)- ± B(k,q)-+ C(k,q)- - О, (10)

dh h ts*> h

где A(k), B(k,q), C(k,q) - функции, зависящие от множества геометрических параметров и типа прессующего механизма;

; 6t. бг - соответственно тангенциальное и радиальное нормаль- • ные напряжения на контактной поверхности матрицы прессующего механизма;

; 0 - угод, образованный касательными к сопряженным поверхно- . стям рабочих органов с одинаковой координатой h (рис.2). Контактная поверхность кольцевой матрицы почти полностью образована випрессовадным в формообразующее полости материалом. Контактная поверхность прессующего роликА имеет, обычно, рифления.

риг о схема взаимодействия прессуемого материала с цилинд-В ' ~ ^ес^Гр» органам, шею« внутренний

контакт.

Рис. 3. Схема инекового прессующего механизма с компрессионными затворами.

или неровности другой формы для удержания на ней слоя прессуемого материала. Поэтому касательные напряжения на контактных поверхностях рабочих органов соответствуют пределу текучести сдвига прессуемого материала, то есть t = тт, а условие пластичности слоя материала в пространстве между цилиндрическими рабочими органами имеет вид 6t - бг. При этих условиях дифференциальное уравнение (10), которое является общим для всех известных типов прессующих механизмов с цилиндрическими рабочими органами, приводится к виду (2). Изменяется только структура функционала t(r) в зависимости от множества реологических параметров прессуемого материала г и функционала Ф(к) в зависимости от множества геометрических параметров к пространства между рабочими органами.

Ранее нами было выделено три зоны слоя прессуемого между рабочими органами материала: зона отставания прессуемого материала от начального1 положения на матрице, зона опережения прессуемым материалом его начального положения на матрице, и зона выдавливания прессуемого материала в формующие полости.

В связи с изменением направления движения материала в рассматриваемом пространстве перед вторим членом дифференциального уравнения (10) происходит смена знака.

Знак плюс в уравнении (10) соответствует зоне отставания, а знак минус зоне опережения.

Координаты границ зоны выдавливания с зоной отставания sHo, hao и 8оны выдавливания с зоной опережения зщ, hni определены величиной напряжений бГко м бгвь вычисленных для sgh отставания и опережения, которые равны значению нормального, осевого напряжения выпрессовывания материала на входе в фильеру.б2П. °

Решения дифференциального уравнения (2) кспсхьзовачы для анализа напряженного состояния прессуемого материала в слое между сопряженной парой контактных поверхностей рабочих органов прессу*-ющих механизма брикетировщяка, гранулятора, брикетировочного пресса, брикетного пресса, двойного брикетного пресса и приведены в диссертации и работах /15-17/.

6, Прессование псевдопластического материала в одношнековом прессующем механизме

Шнековые прессующие механизмы некоторых конструкций эюстру-деров оборудованы ¡компрессионными затворами, которые создают в рабочей камере механизма области пространства со значительным сопротивлением течению прессуемого материала. Прессуемый материал получает в этих областях принудительное движение со значительными скоростями, что способствует его гомогенизации.

Затворы делят шнековый прессующий механизм на сектам. Секцией будем считать часть механизма, заканчивающуюся компрессионным затвором, а для механизма с измеготощшися геометрическими параметрами - часть его с постоянными геометрическими параметрами.

Матрицу полагаем эквивалентной ¡юмпрессионному затвору и вместе с прилегающей частью механизма считаем первой секцией прессующего механизма из I секций, его составляющих.

Используя уравнение Навье-Стскса {1), условия неразрывности потока материала в рабочем пространстве прессуемого механизма и реологическое уравнение течения псевдопластического материала, получил систолу уравнений взаимодействия прессуемого материала с прессующим механизмом для ка*5дой 1-ой секции, а их совгасупность дает систему уравнений для всего прессующего механизма в виде

/ { 621-1 " 621 \ (б2х-1 - б2*)р1'

| С} * СЫН - -~ |--— ,

I * &Н . > . (11)

К (621-1 - б21-2)р1 I а»-, 1 = 1,2,....г,

I • ^311131 • V

где - максимальное приращение нормального напряжения в прессуемом материале, которое может развтгаать 1-ая секция; 0о1 - производительность 1-ой'секции шнекового механизма при

отсутствии компрессионного затвора; р1 - плотность материала 1-ой секции;

" соответственно коэффициенты сопротивления в зазоре утечек между шнеком и цилиндрической контактной поверхностью шнекового цилиндра и в полости компрессионного затвора;

Uyi» fei ~ эффективная вязкость прессуемого материала соответственно в зазоре утечек, кольцевом компрессионном затворе и матрице.

Скорости сдвига прессуемого материала во всех точках винтовой полости i-ой секции и зазора утечек приняты постоянными.

Для секции.без компрессионных затворов, у которой параметры изменяются на границах двух смежных секций, второе уравнение си-темы i-ой секции прессующего механизма заменяется условием

«¡21-1 - 621*2 - 0; Wzi =0; i - 1,2,...,I. - (12)

Всего в системе (11).имеется HI уравнений с 21 неизвестными, то есть система имеет определенное решение.

Геометрические параметры и параметры напряденного состояния прессуемого материала показаны на схеме прессуемого механизма с компрессионными затворами (рпс.З).

Решение системы (11) определяет производительность Q при использовании уравнения течения Остваяьда-де Виля в виде трансцендентного уравнения

ÄQnl +.BQ + С. = О, (13)

где nj - индекс течения s матрице;

А, В, С - функции коэффициентов системы уравнений (11).

Помимо производительности Q решение. системы (11) определяет и напряжение в. прессуемом материале на границе мекду сведший механизма. Это решение приведено в диссертации и в работе /в/.

7.Формирование параметров эффекта прессующего механизма

Производительность ф.йрессующе* о механизма с цилиндрическими рабочими органами определяется из условия поступления в зону выдавливания прессуемого материала через граничное сечение слоя с координатой hHo выражением

о

Q --= pnbfvsdh, (14)

j

hui

где р - плотность прессуемого материала в зоне выдавливания; п - число прессующих роликов в механизме; b - ширина рабочей поверхности матрицы.

В диссертации получены окончательные выражения производительности для механизмов, имеющих фильеры, с внутренним и внешним контактом сопряженных рабочих органов и для прессующих механизмов с несквозными ячейками прессформ и внешним контактом рабочих органов. Для грануляторов производительность прессующих механизмов приведена в работе /27/.

Нагрузка на рабочие органы прессующего механизма от система; напряжений на контактной цилиндрической поверхности кольцевой матрицы, действующей от слоя прессуемого материала в области действия одного прессующего ролика, сведена к векторам Я и Т (рис.2).

Радиальная сила Н представляет собой главный вектор нормальных радиальных напряжений бг, действующих .'на контактную поверхность матрицы.

Тангенциальная сила Т представляет собой главный вектор касательных напряжений х, действующих от слоя материала иа ту же поверхность матрицы.

Аналитические зависимости, определяющие величины и положения векторов И и Т, приведены в диссертации й работе /1/.

Главный вектор Р системы всех К и Т (рис.2) равен нулю при числе роликов больше одного и при условии равномерного их расположения внутри кольцевой матрицы и одинаковой подаче подготовленного для прессования материала под каждый прессующий ролик.

При одном прессующем ролике или неодинаковой подаче прессуемого, материала под разные ролики при большем их числе система Всех сил К и Т нагружает опоры рабочих органов поперечными силами.

Величина главного вектора Р отличается от величины вектора 1?, по нашим оценкам, не более, чем на 0,5%.

Нагибные напряжения в кольцевой матрице определяются радиальными силами Н. Поэтому нами для характеристики допустимой нагрузки на рабочие органы использованы предельно допустимые значения радиальной нагрузки Яа-

Момент системы сил Т определяет мощность сил полезного сопротивления прессующего механизма N выражением

во г>

N = ПЬухЫЭ, (15)

где VI - скорость контактной поверхности матрицы.

Для одношнекового механизма производительность определяется решением системы уравнений (11).

Главный вектор системы нормальных напряжений на матрицу Е определяется напряжением в первой секции прессующего механизма 61 и площадью контактной поверхности матрицы. Эта же нагрузка противоположного направления представляет осевую нагрузку шнека.

Мощность сил сопротивления, приложенных к контактной поверхности шнекового цилиндра N. определена зависимостью /8/

I

N - £ N1 (16)

1-1

где - мощность сил трения на контактной поверхности шнекового цилиндра в 1-ой секции прессующего механизма.

Система параметров эффекта Ц, Й, N представляет систему основных параметров эффекта. ~ • . ;

Отношение М/Ц определяет энергоемкость прессования и представляет вайшй параметр эффекта прессующего механизма, полученный как "свертка" двух основных параметров.

Условие качественной консолидации прессуемого материала в прессующем механизме можно представить как требование обеспечить импульс нормальных напряжений всестороннего сжатия Б в виде

Ьп

л

Б - |бссИ. (1?)

о О

где йп - время прессования материала рабочими органа:.;;!.

Он должен быть не менее допустимого по крошимости готового продукта импульса и не более Допустимого по твердости готового продукта импульса Эх, то есть удовлетворять соотношению

Бт > Б > Бк. (18)

В диссертации и работе /4/ предложен метод учета влияния условий (18), параметров прессующего механизма и прессуемого материала на скорость юэльцевой матрицы и производительность.

Условие достаточной гомогенизации пресоуемого материала в прессующем механизме момно представить как требование обеспечить импульс касательных напряжений в прессуемом "материале .

г

= (19)

о

О

сообщаемый прессуемому материалу не менее допустимого для достаточной гомогенизации прессуемого материала.

Объединяющим параметром эффекта прессующих механизмов является коэффициент полезного действия л, который впервые введен нами в работах /26, 27/.

Для прессующего механизма с цшшндричесгсиыи рабочими органами при одинаковом среднем осевом напряжении б2Ср1 и плотности р! во всех фильерах коэффициент полезного действия прессующего механизма с цилиндрическими рабочими органами представлен в виде

П = бгссЖрМГ1. (20)

Для ряда параллельно соединенных прессующих механизмов, в том числе сегашй шнекового механизма, I г

г, = Ц Е бгсрКрО"1©^)"1, (21)

1-1 1-1

где б-сги ~ среднее осевое напряжение в 1-ой фильере или компрессионном затворе5 Н, - мощность сил полезного сопротивления материала, взаимодействующего с цилиндрической !сонтактной поверхностью матрицы или шиекового цилиндра в 1-ом механизме.

В ¡качестве независимого параметра, характеризующего заполня-емость рабочей !?амеры прессующего механизма с цилиндрическими рабочими органами использована относительная высота свободного от давления рабочих органов слоя материала ж

ае = (Ь0 - Ьа)/г2, (22)

где Ьб,Ьа - соответственно максимальная и минимальная толщина слоя материала, прессуемого рабочими органами; го - радиус контактной с прессуемым материалом поверхности меньшего цилиндрического рабочего органа.

8. Оптимизация параметров прессующего механизма и прессуемого материала

Применен модифицированный метод рабочих характеристик векторной оптимизации параметров эффекта, полученных по результатам вычислительного эксперимента.

Из характеристик первой разновидности, описанной в главе 2, наиболее интересны характеристики мощности, энергоемкости и нагрузки на рабочие органы в функции минимальной высоты слоя прессуемого материала Иа. При На меньше и больше оптимального значения силовая нагрузка на рабочие органы К возрастает и может превзойти максимально допустимую по условиям прочности Ра/ поэтому требуется контроль за величиной Ьа- При установке Ьа больше оптимального сильно возрастает ' энергоемкость прессованияВычисленные для прессующих механизмов оптимальные величины практически совпали с определенными экспериментально различными исследователями.

При исследовании влияния конструктивных параметров прессуемого материала на выбор оптимальной скорости кольцевой матрицы механизма с цилиндрическими рабочими органами рабочая поверхность воспроизведена в системе координат оЭк/бгср в зависимости от 03к/6гСр. Рабочая поверхность названа скоростной характеристикой. Выбор одинакового сомножителя Зк/б2ср продиктован структурой аналитической зависимости, связывающей ш и 0..' Исследовано влияние на угловую скорость'кольцевой матрицы гранулятора кормов минимальной высоты слоя прессуемого материала Ьа, относительной длины фильер, размера и количества прессующих роликов, радиуса контактной с прессуемым материалом поверхности матрицы, влажности и температуры прессуемого материала /44/. Сформулированы требования к регулированию угловой скорости кольцевой матрицы.

Скоростные характеристики относятся к первой разновидности рабочих характеристик. Упомянутые ниже характеристики относятся ко второй разновидности. Зто зависимости мощности см полезного сопротивления N от производительности прессующего механизма ¡3 и И - силовой нагрузки на рабочие органы от Такие зависимости аппроксимированы элементарными функциями и могут быть использованы для автоматического регулирования процесса гранулирования.

На рис.4 изображена энергетическая характеристика влияния

О (Г,5 1.0 . <5 2,0 9,кг/с

Рис. 4. Энергетическая характеристика влияния относительной длины каналов фильер матрицы гранулятора Е8-ДГБ-01.

Рис. 5. Характеристика влияния на к.п.д. прессующего мека низма зкструдера длины шнека.

относительной длины канала фильеры матрицы гранулятора Е8-ДГБ-01, гранулирующего комбикорм по рецепту К55-29 в гранулы диаметром 12,7 мм.

Основными линиями изображены диаграммы зависимости энергоемкости прессования N/Q от производительности пресса при изменении относительной "длины фильер, значение которой записано на каждой диаграмме.

Сплошными тонкими линиями изображены диаграммы зависимости энергоемкости прессования от производительности прессующего механизма при постоянной моидаости сил полезного сопротивления, указанной на каждой диаграмме, кВт.

Пунктиром изображены зависимости изменения • энергоемкости прессования от производительности прессующего механизма при постоянной нагрузке на рабочие органы прессующего механизма, указанной на каждой диаграмме, кн.

Штрих-пунктиром изображены диаграммы зависимости изменения энергоемкости прессования от производительности прессующего механизма при постоянной величине.заполнения рабочей -камеры прессующего механизма ас, указанной на диаграмме.

Показано сильное влияние на энергоемкость прессования относительной длины фильеры /6/.

Заполняемость рабочей [«меры также оказывает сильное влияние на энергоемкость прессования,. Для гранулятора с кольцевой матрицей диаметром 52О т и прессующим роликом диаметром 250 мм при эе>0,1 резко увеличиваются затраты энергии и силовая нагрузка на рабочие органы, уменьшается к.п.д. прессующего механизма.

Кроме описанной выше энергетиче:кой характеристики при помощи энергетических характеристик наследованы следующие конструктивные и геометрические параметры механизмов о цилиндрическими рабочими органами: ' минимальная высота слоя прессуемого материала /2, 3/, размер и число прессующих роликов /7/, кроме того в диссертации исследовано влияние' радиуса кольцевой матрицы /25/, рассмотрено влияние влажности и температуры подготовленного к прессованию материала /24/.

С помощью описанных выше характеристик были подробно исследованы свойства прессов-грануляторов с кольцевыми матрицами; Установлено, что Есе экспериментально определенные различными исследователями свойства этих прессующих механизмов описаны разрабо-

танкой нами математической моделью.

Для оптимизации параметров эффекта прессующих механизмов рабочая поверхность параметров эффекта может быть воспроизведена в системе координат: коэффициент полезного действия п в зависимости от производительности прессующего механизма р.

На рис.5 приведен фрагмент рабочей поверхности параметров эффекта одноинекового односекционного экструдера с диаметром шнека 0,05 м и шагом 0,04 м при' экструдировании карбамидного концентрата. Основными линиями изображены диаграммы, характеризуемые постоянной длиной шнека 1%, значения которой записаны на каждой диаграмме в м. Диаграммы постоянных значений мощности N и рил, нагружающих рабочие органы, В обозначены, как на рис. 4. Штрих-пунктиром показаны диаграммы с постоянными значениями угловой скорости шнека, указанными на каждой диаграмме в с"1. Двойным штрих-пунктиром изображены диаграммы, характеризуемые постоянными значениями импульса напряжений сдвига в МПа-с.

Данная характеристика свидетельствует в пользу шнеков небольшой длины, вращающихся с небольшими угловыми скоростями. Исследовано также влияние других параметров одяошнекового односекционного экструдера: длины фильер матрицы, шага шнека, высоты лопасти шнека и величины зазора утечек.

Многообразие систем координат для воспроизведения фрагментов оптимальной иди рабочей поверхности вызвано многообразием целей, так как рабочие характеристики могут быть использованы не только при проектировании прессующего, механизма, но и для выбора параметров управления. В качестве параметров управления грануляторов и брикетировпдаков определены подача материала в прессующей механизм, минимальная высота слоя прессуемого материала Ьа, параметры влаготермической подготовки материала, относительная длина фильер X и, в некоторых случаях, ■ угловая скорость матрицы или водила прессующих роликов.

Экспериментальная проверка разработанного метода оптимизации произведена на специально спроектированном по этому методу малогабаритном прессе ПГМ-05. Испытания этого пресса, при которых определялась производительность Ц и мощность N. потребляемая прессующим механизмом, показали хорошее совпадение вычисленных и экспериментально определенных значений.

9. Совершенствование прессующих механизмов и регулирование параметров процесса прессования

В соответствии с результатами выполненных исследований предложены конструктивные, решения, направленные на совершенствование прессующих механизмов и процесса прессования в целои.

Входная полость фильеры. Для повышения износостойкости матриц предложены входные полости /34, 36/. Внедрение предложенных конструкций Донецким заводом "Продмаш" позволило только за счет снижения аатрат на режущий инструмент получать экономию около 1 млн. рублей в год в ценах 1983 г. Для плавного снижения радиальных напряжений на контактной поверхности гранулы до нуля при ее выходе из фильеры предложена тороидальная выходная полость /42/.

Выравнивание/слоя материала перед прессующим роликом. Неравномерная подача материала под прессующие ролики приводит к увеличению энергозатрат на прессование и увеличение силовой нагрузки на рабочие органы прессующего механизма. Особенно это существенно для механизмов, имеющих неподвижную кольцевую матрицу.

Разработанное нами устройство выравнивания слоя прессуемого материала перед прессующим роликом /38/ показало свою эффективность при использовании на прессах ОПК-2 при производстве гранул. Позже была предложена усовершенствованная конструкция /40/.

Регулирование усилий от прессуемого материала на рабочие органы прессующего механизма. Можно выделить дЕа аспекта регулирования ' силовых нагрузок на цилиндрические рабочие органы прессующих механизмов. Во-первых, должно быть обеспечено равенство нагрузок, действующих между каждой парой рабочих органов при числе прессующих роликов больше одного. Во-вторых, удиаия не долины превышать допустимых по требуемой долговечности рабочих органов. Эти проблема решают предложенные конструкции /35, 37, 44/.

Устройства, увеличивающие долговечность деталей прессующих роликов, реализованы в конструкциях /39, 41, 43/.

Разработаны и обоснованы в диссертации и работе /23/ пути модернизации прессующих механизмов прессов-гранулятсров за счо? увеличения размеров матриц и прессующих роликов прессов-гралуля-торов Е8-ДГБ-01 И Бб-ДГВ/1. .

Сформулированы требовашш к точности изготовления цилиндрических рабочих органов, методы повышения зффздаганосга ремонта и

2У

восстановления контактных поверхностей цилиндрических рабочих органов прессующего механизма /29/.

Разработан малогабаритный пресс-гранулятор малой производительности ПГМ-05, предназначенный для фермерских хозяйств.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На оснований выполненных в настоящей работе исследований сделаны следующие выводы и рекомендации.

1. Разработана статическая структурно-функциональная модель прессующего механизма непрерывного действия, описывающая материальные и энергетические потоки в рассматриваемой системе. На основе этого представления достигнута возможность формирования структуры прессующего механизма с последующей оптимизацией его параметров.

2. Разработаны математические модели механического взаимодействия упругопластического материала в механизме с цилиндрическими рабочими органами и пСевдопластического материала в одношне-ковом прессующем механизме с переменными по его длине параметрами. На их основе предложены методики расчета прессующих механизмов, представленные в виде программ для &ВМ.

3. Разработан метод и устройство для определения реологических параметров упругопластического материала при его прессовании а зависимости от влажности и температуры материала.

4. Сформирован комплекс параметров эффекта прессующего механизма. В него включены производительность прессующего механизма, мощность сил полезного сопротивления, сила, действующая на рабочие органы механизма и определяющая необходимую прочность и • долговечность деталей этих органов, энергоемкость процесса прессования, а тагае оригинальные параметры: коэффициент полезного действия прессующего механизма непрерывного действия, импульс нормальных и импульс касательных напряжений, получаемые прессуемый материалом в механизме, количественно определяющие качество прессующего механизма и получаемого в нем продукта.

Показало, что напряженное состояние материала, прессуемого яри его взаимодействии с механизмом, как внутренняя характеристика системы, позволяет определить параметры эффекта прессующего механизма.

б. Уменьшить энергоемкость процесса прессования прессующими механизмами с цилиндрическими рабочими органами и однощнековыми прессующими механизмами можно соответствующим выбором геометрических и конструктивных параметров механизма, а также путем соответствующей подготовки пресоуемого материала..

Анализом установлено, что на энергоемкость прессования, производительность прессующего механизма с цилиндрическими рабочими органами и силовую нагрузку на его рабочие, органы сильное влияние оказывает минимальная высота слоя прессуемого материала Ьа между рабочими органами прессующего механизма. Рекомендуется устанавливать для каждого типа прессующего механизма оптимальные значения Ьа и создавать методы и средства контроля этого значения.

На энергоемкость, производительность прессующего механизма с цилиндрическими рабочими органами, силовую нагрузку на его рабочие органы сильное влияние оказывает относительная длина фильер матрицы. Относительную длину фильер рекомендуется выбирать наименьшей, но обеспечивающей заданную крошимость гранул.

Для каждого типа матриц с одним диаметром формующего канала фильеры рекомендуется иметь два-три типоравмера, отличающихся длиной каналов фильер для гранулирования разных материалов.

Увеличение влатюти й температуры подготовленного к прессованию корма приводит- к снижению энергоемкости гранулирования, увеличению производительности прессующего механизма и уменьшению силовой нагрузки на рабочие органы,

6. Увеличение долговечности деталей рабочих органов.прессующих механизмов гложет быть достигнуто путем регулирования силовой нагрузки на рабочие органы и путем конструктивного совершенствования рабочих органов.

7. Увеличение единичной производительности прессующего механизма возможно за счет совериеистврвания структуры механизма и выбора оптимальных параметров механизма и параметров подготовленного к прессования материала.

При нескольких прессующих, роликах, установленных на одном водиле, диаметр прессующих роликов должен быть наибольшим допустимым по условиям соседства для каждого размера матрицы.

Существенное влияние на.параметры эффекта прессующего меха-.низма имеет равномерная и одинаковая подача прессуемого материала -•.од каждый ролик. Рекомендуется использовать для этого механизмы,

выравнивающие слой материала перед прессующим роликом.

Для обеспечения наименьшей энергоемкости и наибольшей производительности прессующего механизма с цилиндрическими рабочими органами рекомендуется периодическое восстановление геометрической формы цилиндрических контактных поверхностей рабочих органов после нарушения их формы в результате нормального износа.

Рекомендуется восстановление цилиндрической контактной поверхности прессующего ролика^ проводить.с одновременным увеличением диаметра этой поверхности до размеров, допустимых условиями соседства.

Увеличение диаметра кольцевой матрицы при пропорциональном увеличении диаметра прессующих роликов и сохранении неизменной УГлоеой скорости приводит к уменьшению энергоемкости гранулирования и брикетирования, увеличению производительности прессующего механизма и уменьшению силовой нагрузки на рабочие органы.

а. Результаты анализа процессов гранулирования, брикетирования и экструдирования рекомендуется представлять в виде характеристик прессующих механизмов, предложенных в настоящей работе.

Рекомендуется включать в техническую документацию гранулято-ров, брикетировщиков и экструдеров комплекс характеристик прессующего механизма.

9. Обеспечение заданной крошимости и прочности гранул и брикетов можно выполнить изменением длины.фильер и изменением скорости дв;{жения матрицы.

Обеспечение заданной крсаимости и прочности гранул при снижении энергоемкости процесса прессования рекомендуется проводить путем повторного прессования гранул и брикетов при обеспечении требуемого суммарного шпульса напряжений сжатия.

10. В одноинековои экструдере для гомогенизации прессуемого • материала рекомендуется использование компрессионных;затворов.

Параметры компрессионных затворов должны обеспечить бескави-тационное движение потока материала в рабочем пространстве прессующего механизма. .

На стадии эскизного проектирования размещение компрессионных затворов и параметры шнека должны обеспечивать максимум коэффициентов полезного действия отдельных секций, составляющих прессующий механизм. Шаг шнека в прессующем механизме экструдера рега-

мендуется принимать приближенно равным диаметру шнека.

Для экструдеров большой производительности использование компрессионных ватворов не рекомендуется.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Полишук В.Ю. Основы теорий взаимодействия прессующего механизма гранулятора с комбикормом. /Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. Под ред. А.Я.Соколова. - М. : Колос, 1984.- - С. 356-356.

2. Полищук В.Ю. Предварительный выбор мощности электродвигателя гранулятора кормов с кольцевой матрицей. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1985, N 11. - С. 39-42.

3. Полищук В.Ю. Резервы повышения эффективности работы гра-нуляторов. Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность, 1986, N 9. - С. 40, 41.

4. Полищук В.Ю. Выбор угловой скорости кольцевой матрицы пресса-гранулятора. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1986, N 10. - С. 52-55.

5. Полищук В.Ю. Повышение эффективности гранулирования. Кормопроизводство, 1987, N1. "О. 20-22.

6. Полишук В.Ю. Выбор каналов фильер кольцевых матриц прес-сов-граиуляторов. Изв. вузов, Пищевая технология, 1987, N 5. -С. 65-68.

7. Полищук В.Ю. Выбор размеров и числа прессующих роликов гранулятора кормов. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1988, N 6. - С. 32, 33.

8. Полищук В.Ю. Особенности шгэкового прессующего механизма экструдера. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1993, N 5. -С. 19-21. *

9. Соколов А.Я., Бондарева И.А., Полищук В.Ю. Об учете механических свойств комбикорма различных рецептур при гранулировании. Модер"изация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности. - М.: МТИПП, 1981. - С. 79-83.

10. Соколов А.Я., Бондарева и,А., Полищук В.Ю. Для уточнения параметров гранулирования. Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность, 1986, N 7. - С. 38-40. <

11. Полищук В.Ю., Джанкураэов Е.О., Усенова Л.Ж. О воздействии процесса движения комбикорма е цилиндрическом канале фильеры

на структуру получаемых гранул. Деп. в ЦНИИТЗИ Минхлебопродукта СССР. 14.06.88, N 937-хб 88. Депонированные научные работы. - М.: ВЙНИТИ, 1988. n 10. С. 183.

12. Соколов А.Я., Бондарева И.А., Полищук В.Ю. К выбору оптимальных параметров конических полостей фильер матриц грануляторов. ОНТИ ВНИИКОМЖ M 74/85 Экспр. инф. машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства. - М.: ВНИИКОМЖ, 1985, N 5.

• С. 23.

13. Соколов А.Я., Полищук В.Ю., Овдиенко М.Л. Совершенствование конструкции матриц грануляторов. Механизация и злектрифика-ция сельского хозяйства, 1983, N11. -С. 60, 61.

14. Полищук В;Ю. Влияние износа матрицы на сопротивление фильер гранулированию корма. Изв. вузов, Пищевая технология, 1984, N3, - С. 57-61.

15. Полищук В.Ю. К определению геометрических параметров прессующего механизма гранулятора кормов с кольцевой матрицей. //Механизация заготовки, приготовления и раздачи кормов. - Саратов: СОСИ, 1982. - С. 33-39. .

16. Полищук В.Ю. Распределение напряжении на поверхности кольцевой матрицы при гранулировании корма. //Технология и оборудование пищевой прошШленности и пищевое машиностроение. - Краснодар: КПИ, - С. 139-148.

17. Полищук В.Ю. Напряженное состояние контактных поверхностей рабочих органов грануляторов. Ивв. вузов, Пищевая технология, 1988, H 3. - С. 65-69.

18. Полищук В.Ю., Соколов а. Я. К определению производительности прессующего механизма гранулятора кормов. //Технология и оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение. -

. Краснодар: КПИ, 1986. - С. 67-71.

19. Полищук В.ЮТ Прессующий механизм гранулятора с кольцевой матрицей. Изв. вузов, Пмщевая технология, 1986, N 5. - С. 99-102.

20. Полищук В.Ю., Зубкова Т.Ы. Расчет прессующих механизмов грануляторов о кольцевой матрицей на ЭВМ. //Технология и оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение. - Краснодар: КПИ, 1986. - С. 96-104.

21. Полищук В.Ю., Соколов А.Я. Расчет прочности кольцевых матриц грануляторов кормов. //Динамика и прочность сельскохозяйственных машин. - Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1983. - С. 79-86.

22. Полищук В.Ю. Анализ напряженного состояние деталей прессующего ролика гранулятора кормов. //Динамика и прочность сельскохозяйственных машин. - Ростов-на-Дону-. РИСХМ, 1986. - С. 54-62.

23. Полищук В.Ю. Каким быть гранулятору. Комбикормовая промышленность, N 5. - С. 31.

24. Полищук В.Ю. Влияние механических свойств кормов на параметры процесса гранулирования. Изв. вузов, Пищевая технология,

1989, N 6. - С. 51-63.

26. Полищук В.Ю. О направлениях конструктивного совершенствования прессов-грануляторов. Техника в сельском хозяйстве,

1990, N4.-0. 42, 43.

26. Полищук В.Ю. Рациональное расходование энергии в прессующем механизме грануляторов. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1991, N3.-0. 38, 39.

27. Полищук В.Ю. Коэффициент полезного действия прессующего механизма гранулятора. Пав. вузов, Пищевая технология, ' 1991, N 4-6.- С. 137-140.

28. Соколов А.Я., Полищук В.Ю., Бондарева И.А. Определение механических свойств гранулируемых кормов прессованием в цилиндрическом канале. //Процессы и оборудование для гранулирования продуктов микробиологического синтеза. Теаисы Всесоюзи. науч-но-техн'. конференции. - Тамбов: ТИХМ, 1984, - С. 70, 71.

29. Полищук В.Ю., Тарутин В.П., Овдиенко М.Л. Увеличение ресурса работы кольцевых матриц грануляторов. //Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания. Тезисы докл. Всесо-юан. научн. конф. - М.: ЫТКШ, 1984. - С. 210.

30. Соколов А.Я., Бондарева К.А., Ионов А.-В.Полищук В.Ю. Исследование влияния механических овойств комбикормов на процесс прессования в прессах-грануляторах. //Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания. Тезисы докл. Всесоюзн. научн. конф. - М.: МТИПП, 1984. - С. 211.

31. Полищук В.Ю. Уменыаение энергоемкости прессов-грануляторов. //Интенсификация перестройки и внедрения новых технологий в кормопроизводстве. : Теаисы докл. научно-техн, конф. - Вильнюс, 1986. - С. 148-150. . '

32. Полищук В.Ю. 06 особенностях математического моделирова-

ния прессующего механизма гранулятора кормов инженерными методами физико-химической механики. //Теоретические и практические аспекты применения методов физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств. Тезисы III Всесоюзн. научно-техн.коиф. - М.: 1990, -С. 221, 222.

33. Дегтяренко Г.Н., Полищук В.Ю. и др. Опыт проектирования малогабаритного универсального шнекового пресса- зкструдера. //Пути увеличения производства и резервы повышения качества сельскохозяйственной продукции. Тезисы докл. межрег. XII науч-но-практ. конференции молодых ученых и специалистов. - Оренбург: ВНИИШ, 1993. - С» 98 , 99.

34. Овдиенко М.Л., Полищук В.Ю., Тарутин В.П. Матрица пресса-гранулятора. A.c. N 818908. В,И. 1981, N 13.

35. Овдиенко М.Л., Полищук В.Ю,, Тарутин В.П. Пресс-грануля-тор. N 824004. Б.И., 1981, N 24.

36. Овдиенко М.Л.; Полищук В.Ю., Тарутин В.П. Матрица пресса-гранулятора. A.c. N 888855. 5.Й., 1981, N46.

37. овдиенко М.Л..Полищук В.Ю., Тарутин В.П. Пресс-грануля-тор. A.c. N 1018858, Б.И., 1983, N 19.

39. Ахматов В.И., Бондарева H.A., Полищук В.Ю. Пресс-грану-лятор кормов. A.C. N 1043027. В.И., 1983, N 35.

39. Вертяков Ф.Н. Ильичев Л.Л., МитязовС.Г., Полищук В.Ю. Прессующий ролик гранулятора кормов. A.c. N 1183397. Б.И., 1985, N7.

40. Ахматов В.И., Бондарева И.А,, Полищук В.Ю.. Пресс-грану-лятор кормов. A.c. N 1158374. Б.И., 1985, N 20.

41. Полищук В.Ю., Щедринова С.М. Прессующий ролик. A.c. N 1186531. Б.И., 1985, N 39.

42. Ахматов В. И., Бондарева И.А., Овдиенко М.Л., Полищук В.Ю., Соколов А.Я. Матрица пресса-гранулятора. A.c. N 1253815, Б.И., 1986, N 32.

43. Бородин Е.Д., Бородина H.A., Полищук В.Ю. Пресс-грануля-тор. A.c. N 1287780. Б.И. 1987, N 5.

44. Дудник С.Н., Кутырев A.B., Полищук В.Ю. Пресс-грануля-тор. A.c. N 1291445. Б.И., 1987, N 7.