автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование основных технологических параметров инерционно-ударной дробилки фуражного зерна

Г О С А Г F 0 tl Р О И СССР ЧЕЛЯБИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ й ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ЙАЛАБЗ Манат ДуНаенбиэвип

УДК 631.363.2.OOI.57

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИНЕРЦИОННО-УДАРНОЙ ДРОБШИ ФУРАКНОГО ЗЕРНА

05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного . производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Челябинск - 1988

Работа выполнена в Челябинском ордена Трудового Красного Знаиани институте механизации к электрификации сельского хозяйства

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- кандидат технических наук, профессор П.И.Леонтьев

- заслуженный деятель науки и те: ники РСФСР, доктор технических наук, профессор Л.П.Карташов

- кандидат технических наук, доцент З.И.Воцкий

- Челябинский комбинат хлебопродуктов К': 2.

2аидата диссертации состоится а ¿О часов на заседании слоциализирошшог/совета К 120.46.0, Чллябинского ордена Трудового Красного Знаиени института ыеханп зации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 4Й0В0, г. Челябинск, проспект им. В.й.Ленина, 75, ЧИИЭСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ведущее предприятие

Автореферат разослан

198

Ученый секретарь специализированного совета киндидат технических наук, профессор

II. П. Леонтьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР да 1986-1930 гг. и на перспективу до 2000 г., принятых ХХУП съездом КПСС, среднегодовое производство продуктов яизотиоводсхва предусмотрено увеличить на 12-14 %.

Одним из реиаю;цих условий ускорения роста темпов производства животноводческой продукции, повшания ее качества и снижения себестоимости является кормовая база - обеспечение животных и птицы полноценными корюмл, сбалансированными по питательности в соответствии с запланированной продуктивностью.

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР © морах по дальнейшему увеличению производства и качества кормов предусматривается довести к 1990 году производство комбикормов на нежхо-зяйствеяннх, союзных и колхозных предприятиях до 54 млн.т.

Измельчение зеряофурааа в цехьх по производству комбикормов является наиболее трудоемкой операцией, в то врзия как тайны для этой цели обладают высокой иеталло- и энергоемкостью, налой производительностью, а качестзо измельченного продукта пе удовлетворяет зоотехнически« требованиям. Возможности в разработка перспективных измельчителей ударного действия ограничиваются отсутствие« иэтодаки расчета параметров рабочих органов этого типа измельчителей.

Цель исследования. Снижение удельной энергоемкости измельчения зернофуража и кэталлозшсости конструкции дробилки, а такяа улучзениа качества продукта помола путем обоснования конструкции и основных параметров рабочих органов инерционно-ударной дробилки.

Объект исследования. Процесс измельчения зерна плоокшга из- -кельчэющпш элементам рабочих органов ипзрциоино-ударной дробилки.

Научная новизна. Впервые исследован процесс измельчения зер-нофурага инершюнио-удараой дробилкой с плоскими ударными и от-бойн!ИИ элементами, где сбор к отвод измельченного продукта производится специальным какалои, обхватывающим внешний ряд отбойных лопаток. Получена рзалытп натеиатичаская цодель степени измельчения зерна при многократном ударно?! нагруяснин, учитывающая влияние концентрации пылевидно!! фракции в какэр-з измельчения. Для характеристики процесса измельчения введен параметр - "состояние поверхности рабочих органов", учизцваюиий влияние концентрации гнзле-таг.чоН фракции и скорости ее отвода на параметры дробилки. На оо-

новинии теоретических и экспериментальных исследований определены 0iiT::i^.ibHija параметры рабочих органов и процесса измельчания. Рсзработанц католики расчета производительности инерционно-ударно;! двос-илки, параметров рабочих органов, кинематических рзкииов исслсста, потребно;! ¡¡а измельчение зерна. Разработаны и проверены л практике «столики определения следов зерен на поверхности o7úo¡::¡ux ол-л:знтоь и коа; ;-нцнента восстановления зорен. Новизна конструкции рабочих органов дробилки и их яьраиетроь зациедна ггтия аьторскнии свидетельства!.:;; П92Ь51 и te .

ьр^пнчзскан ценность. Предложена ебцая методика расчета, ра-Cü'hvj. органов. Разработана конструкции инерционно-ударной дробил-кл.

raíioia выполнилась и соответствии с коордшшцноннш.: планом Гсгигроп!ош ССОР но проблокз 0.Ü.X.I02 и планом Ш1Р ЧЛ&СХ на гг. (тепа IU).

¿,ут:: реализации раооти. Разработанная конструкции дробилки ироиз^одствешше испытании на комбикорыовои цехэ учебного хозяйства 'i.LiÜ'JX и вподрока в ОПКЬ Непарного Зауралья (г. Тюмень).

Техшпзская документации и ¡результаты исследовании приняты к внедрении Ьсесокзныц научно-исследовательским и конструктороко-технаг.огическнн институтом но r.auimau для комплексной иеханиза-цяа и Евю!.итизации кивотповодческих ферм (ЫЫЛмишаи) (г. Киев).

Апробация раб от и. Результат исследовании долохены и одобрена на научно-технических конференциях: Ч.ЮиХ (г. Челябинск, 1579. Í9b5 гг.), Целиноградского GX.1 (г. Целиноград, 19Ь2 г.) и Киргизского GXÜ (г. круизе, 19Ь?-19БЬ гг.).

Публикация. 1!о результата« исследовании опубликовано аосоиь работ, в том числе-два авторских свидетельства.

Объзк работы, диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, обыих выводов, списка использованной литературы (1^0) наименований) и приложений ( 80 стр.); изложена на /3S страницах основного машинописного текста, сод-еркит 33 таблиц, 64 рисунков.

аОЛЕРлЛШ13 РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности исследования и в виде краткой аннотации осношшч поло.ченил работы.

£ первой главе "Состояние вопроса и задачи исследовании'' приводится анализ способов измельчения и конструкции измтльчителеН

ударно-отрзкателыюго действия. Указывается, что дисковые измельчители ударного действия нашли иирокоо 'распространенна во всех отраслях народного хозяйства, они просты в устройство и эксплуатации, надежны в работе, имеют иалую кэталлоеыкость г: стоимость, обеспечивают високую однородность продукта помола.

Вопросам ударного измельчения зерна посвяцены работ В.П.Го-рячккиа, М.М.Гернета, Л.Р.Демидова, Н.С.Дорофеева, С.В.Мельникова, Ф.Г.Ллохова, В.И.Скроватки и многих других учэишс.

Исследования В.И.Блгшичева, В.А.Денисова, В.А.Елисеева, П. И.Леонтьева, X Л уз смани, П. Н.Си дел ко, Г.И.Оскалэнко, В.В.Това-рова и др. показывая? целесообразность измельчения твердях сыпучих материалов з ударно-центробегшых я шзрциошю-ударннх дробилках.

На основании литературного обзора сделаны следуете виводп:

Ннерциояио-ударныв дробилки, прииеняеш в настоящее время, калопроизводительнн. Повкэение подачи материала существенно сни-ПЗОТ СффЗКТИВНОСТЬ измельчения.

Наиболее эффективно увеличение производительности, сниаенио удэлькоЯ иоталло- л энергоемкости за счет своевременного отвода готовой продукции, однако отсутствие исследований по измельчении зернофурага я методики расчета параметров рабочих органов диско-зцх дробилок с плоский» изиольчакчини эленентаии ограничивает использование указанных конструкций в сельском хозяйстве,

Продлагаекиз в литературе методики расчета модуля помола материала разработаны для единичного ударного нагрукешш и не учитывают влияния концентрации ыатериала в каиорз измельчения на качество изиельчзняя, а производительность оценивается по пропускной способности ротора и установленной шцностн.

При исследовании разрузения ззрэп одинлчнын яагруааниеи су-кзствупт принципиально различные суздэяпя в оценке критических зкороетей разрупеяия и улруго-гаастачоских сзо(!с¥з ^ррна.

С у-:зтон изложенного в работе база поставло:!!!* елодувдио за-азчя.

I. Изучить упруго-пластичссклэ свойства фурпннх зерен и закономерность отраяеяпя их пра соударении с плррюир нзыельчап--:>:шч работки органаш пязргяашо-ударяоП дсобллк'?, получить г.а-го?'1тяческуэ модель ерздаевзпзижнего рпзгара продукта помола 1р;> поелздоэттелтой ударной ясгрулелпи и оавпс/чоста, езязигчпи-!«о осиоппно плраметри рабочих органов д]<о5и.*ки.

- ч -

2. Обосновать рациональную схему рабочих органов инерцион ударной дробилки, обеспечивающую снижение удельно!: кеталло- и :-.:нсргос!.:костп измельчения зернофуража.

3. На основании результатов теоретических и зкспе'рикеитал нёс. исследований разработать обцую методику расчета рабочих о. ¡'¡оз инерционно-ударных дробилок сыпучих зерновых кормов.

Определить в лабораторных условиях оптимальные парапет и реягаш работы рабочих органов дробилки.

13. Разработать опытный образец дробилки фуражного зерна, н провост;: производственные испытании: оценить экономическую эф тньность использования ее в производстве.

Во второй главе "Лссдодованис процесса измельчения зерна инерционно-ударной дробилке" приводятся результаты теорзтичзс го анализа процесса двикенин-измельчзния зерна в менлопастнои пространстве дробилки, целью которой являлось: определение вл ник концентрации пылевидной фракции (размером пике 0,2 ли) на эффективность ударного разрушении, построение иатеыатической , дели сродневэпеиенного размера частиц, выявление зависимостей связывавших основные параметры процесса и рабочих органов сту ней, обоснование рациональной схемы инерционно-ударного измел теля, обеспечивашей снижение удельной энерго- и металлоемкое увеличение производительности и улучшение качества пополи.

Сник.:ние С1:орости улара зерна при столкновении с частицам ранее намельченной пылевидной фракции предложено определить с, дувдей фор).:.7ло||:

\/ -1/ (J У»х.сл I ,

о дР, > . (

где Уэ.л. - скорость зерна после столкновении с частицами пыле ной фракции, ц/с; ^ - скорость зорна до столкнопания с час цами, м/с; й - подача зерна, кг/с; Зад- количество злеыен пт; ^Ех.з - скорость зерна в иежлопастиои пространстве, и/с; \г£ххл, - скорость отвода пылевидно!! фракции, И/с; Ц^ - высота элементов, и; р{ - содержание пылевидной фракции,

Формула (I) справедлива, когда обеспечено условие направл ного движения зерен в ксклоиастнои пространстве дробилки, иск чавдео взаимное столкновение их, и при соблюдении неравенства (скорость более круг,них частиц с переходом к высший ступеням личиваотсп):

э -

¿, >» ¿г >» ¿3 »> ... >» {„ , (2)

•где , 1г , -¿э , ... - вреип пребывания крупных частиц в соответствуют« ступенях дробилки.

Используя известные результаты в области прогнозирования гранулометрического состава продукта помола, запишем иодуль помола зерна в следующей вило:

А1 У5/ ?2 ..-К , (3)

где йзхИ,- экзивал ситный диьмзтр зерна; Уд - функция распределения, показывающая во сколько раз уменьшается средний диаметр частицы при Л-оц ударе.

Функции распределения V5 uor.no представить:

гдо УуЗ - скорость лрлаого /¿ара зерна; (эсщ- предел прочности на сяатио; $ - плотность иэиельчаокого материала; - состояние поверхности рабочих органов (рифленность поверхности, толци-на слои концентрации пылевидной фракции и т.д.).

Если поверхность рабочих органов чистин и гладкая, то А—1 , когда она рифленная, то Л>/ , когда покрыта слоги измельченной фракции, то /!</ .

Связь численных значений прочностных характеристик зерна и степени измельчения при одном свободно!! ударе полно найти по ви-раленню: ,

X, К$ (эр (5)

где 1 Еь - длина зерна, ы; Xf - размер нодеформирошщной части зерна (оставшаяся после удара), и; Кд - коэффициент динамичности (введен С.З.йольниковка и ОЛ'.Ипохоншл).

Разрушение зерно при ударе об отбойну» поверхность происходит при условии, когд! ::згря.чеш:а за волной скатил достигает динамического продела прочности

всуг = = 3 С 4 > 6м (6)

где Рк - сила угара, кг'м/с^; /"7^)- плоцадь поперечного соче-ния зерна, С - скорость распространения ударной войны, и/с.

многократном у/дрнон измельчен;»: справедливо равенство:

ьаг ью- рй(у>ь"> <?>

где р1 , Р? , Р3 , • •• Рг> - сила удара в соответствующих ударных нагру.?:ониих; , , ,... Рп - площадь поперечного сечения пусков в соотазiCTi.ya-.nx нагру-гениях.

при повторит: нагру^знкях касса зорил уменьшается согласно .пропорции:

... = д3 (8)

гп{ т2 /77Л./ '

Рассуждай аналогична образом, ¡:олуч:ш:

: - -р-ТТГ-----г А , (5)

Согласно вцра.::ени;!М (с) и (5), дли сохрадения услоыш (7) ¡¡ри повторных нагру^шпос пеоо'х^ико уяышчачь силу удара пропорционально степени изкзльчелия, поэтому, полагал, что с1ср~Уа I иашюеи: ^

Л^е/ехр*'

•ст (10)

4? СР = 4р/РХР^Ш1{ ' (II)

¿Цг ' (12)

где ¿//^5 , ¿/¿.^ , ... йпСр - средний раэкзр частиц зерен после соответствующих на!1 рулении;

, >•"]//) - нормальная соотавлдэдая скорости удара зерна в соответствующих иагрукзнинх.

С учетом выранений (1), (5), (7), (8), (9), (10), (II), (12) и ( 3) натеиатичэскую модель можно представить в виде:

Мп-^КЛ ехр .

пд Ьст

из &с„ а, Аг-л.„" из:

- о

Таким образои, формула (13) позволяет определить модуль полола зерна с учзтоц его неходких поверхностных свойств, величин юдачи, динамических режимов и геометрических разыэроз рабочих фганов, степени измельчения в проиехуточных ступенях, концентра-;ия пылевидной фракции и скорости их отвода, что в ранее разрабо-анных иоделях не находило охранения.

Существенное влияние на эффективность измельчения оказывает еличина удельной загрузки изиалъчаадих элементов в единицу, вре-ели.

При переходе материала по ступеням измельчения количество астиц, вследствие разрушения, увеличивается пропорционально убу степени измельчения:

;в /7/ , /?2 , Л3 ,... /7Л - число частиц в соответствующих :упенях.

Учитывая, что

е §мат- - общая плоцадь поперечных сечений материала в !■ -ой упенн; - площадь поперечного сечения одной частицы в I -ой /пени, определяем зависимость цемду конструктивный! параметрами /пеней измельчения:

(и В Э ¿г ЯгНг _ г3 Яг 2пЯпУп 1

^г""1' " я, ~~ХГТг Я/Лг—Я„/'(15)

Ь - длина измельчающего элемента, и; и) - частота враце-ротора, с-1; Йу , Яг , У?3 Яп - средний радиус рас-

окении кругових рядов измельчающих элементов соответствующих пеней,

С учетом конструктивных параметров отбоШшх элементов (формулу

/?/ = ^мат, ¿¡(/Я/ ; Пг = ^г I

- в -

(15) ионно представить в таком виде;

¿¿¡.Н^гНг +Ьотг Номг' 2л»г

л,

— ... — *-п + Нотп 2отп (16)

атт

И И^А 7

7 __2][_

где £ - зазор между рядами ударных и отбойных лопаток;

А«// - Угод "езду направлением отскочившего зерна и нормалью к поверхнооти лопатки; £уЗ - длина ударного элемента.

Согласно формуле (16) конструктивные параметры отбойных адамантов зависят от угла отскока зерна от плоскости ударных элементов и зазора макду круговыми рядами последних.

В диссертации обоснованы параметры участка подачи, позволяющие получать поток зерна с определенной скоростью и направлением, а также обеспечивающие проникновение их на определенную глубину плоскости элементов в зависимости от частоты вращения рото: i и частоты расположения элементов (рис. I).

Зависимость между конструктивными размерами участка по,- чи:

с

n Pac.I Схема участка 4 подачи

<30HQ

1в йкр - радиус кривизны поверхности; И - высота располояе-п бункера, и; - угол иеяду направлением полета зерна и фыалыо к поверхности конической части участка; - начальное ложениэ криволинейной поверхности; £ - коэффициент трания ма-риала о поверхность участка.

Далее в этой разделе обосновано оптимальное расположение под-кных ударных и отбойных элементов первой ступени инерционно-арной дробилки, позволяющее более прочным зернам перейти под полнителыше удары элементов второй ступени. При этом угол ыен-злешитаыи:

-/+¡<1 ' (18)

Ách1 - d

э с( центральный угол менду точками соударения зерна с удар-га и отбойными элементами; Xi - коэффициент восстановления зе-1.

Теоретический анализом определены скорость отскока зерен зло взаимодействия с ударными и отбойными элементами.

Скорость отскока зерен после взаимодействия с подвижными отсними лопатками:

Усатр = о) Ri K¿ SlnU^ üoiLÍ\f>KrC¿$(¿¿ f) \ (19)

- 1и -

с ударкьая элементами второй ступени:

НУс^р ^ф и) -А + ,

2

3?. )г

+

аз подлинники отбойными зяеызнтаыц:

(21)

где с^д - угол ыекду направлением удара и нормалью к поверхности подвищого отбойного элемента; /¡и - отклонение значений угла с^ от его среднего значения; р^ - угол охранения зерна от поверхности подвигшой отбошой лопатки; - угол отражения скорости Усотр 01 поверхности ударной лопатки, второго ряда; ^ - угол между направлением удара и норшлью к поверхности неподвижного отбойного элемента.

Совокупность полученных результатов теоретических исследований позволила выбрать рациональную схему инерционно-ударного измельчителя, конструкция которого предполагает снижение удельной ыеталло- и энергоемкости процесса и увеличение производительности.

В третьей главе "Методика экспериментальных исследований" приведены общие и частные методики экспериментальных исследований, программой которых предусматривалось решение следующих задач.

I. Изучить упруго-пластические и физические свойства зерновых кормов. На основе опытных данных определить эквивалентный диаметр зерновых кормов и значения коэффициентов восстановления целых зерен и их частиц.

• 2. Исследовать закономерность полета зерен после взаимодействия с ударными и отбойными елементами с помощью скоростной киносъемки и методом красок.

3. Экспериментально проверить оптимальное количество, размеры,, взаимное расположение ударных и ойойных элементов.

Экспериментально проверить теоретические зависимости по определении мощности на измельчение И математической модели средневзвешенного размера продукта помола.

5. Определить оптимальные параметры рабочих органов инерционно-ударной дробилки и режимы их работы.

6. Провести анализ характеристик крупности готового продукта.

Для решения поставленных задач биле разработана и изготовлена лабораторная установка, которая позволила изменить действую-

щна факторы: число ступеней, ра-эызры измельчающее злемзнтоз, угол установкой частому расположения, окрузшуа скорость ротора, подачу материала, регистрировать потребляемую .мощность и модуль яоио-ла.измельчаемого продукта.

Установка состоит (рис. 2) из вертикально расположенного вала 2 с цюпшдрическнм корпусом 3, на концах которого яряварзны вор-кий п шшшй фланцы. К верхязиу фланцу насаксн диск основания 5, на которой кропятся круговки рядом отбойные пластшш я боковая поверхность капоры изаельчзниа. Пространство мзкду кикк распшряется по ходу вращения ротора л служит каналом для отвода готовой продукции. Н верхнему концу вала иасанея диск с круговыми рядаш: отбойных и ударных цзийльчанщцс элементов 18, 20, 21, 22.

Работает установка следущтл образен, Материал через воронку 15 и криволинейный участок входа 25 поступает в зону действия лопаток 18 первого ряда, Поело сяакока от которых более прочные ззряа догекпэ? подвигиуп отбойную лопатку 19 и отскакивают под у,дары лопатки 20 и отсюда направляются кеподвпзнш лопаткам 21. Непрочные зерна, коэффициент восстановления которых низе 0,2, не догоняют лопатку 19, но такгэ попадают на поверхность неподвижной отбойной лопатка 21, продолжая двигаться пряиолинейко. Посла соударения с поверхностью неподвижной отбойной лопатки 21 зерна направляются навстречу ударный лопаткам третьего ряда, расположенный на периферии разгонного диска 24. Отсюда отокакивают на поверхность отбойных пластинок, располозенных в карукнои круговой ряду. Здесь зерна полностью разрушатся и попадают в выгрузной канал II, а из него в сборнув еыкость.

В качества измельчаемого материала использовали наиболее распространенную фуражную культуру, иыещую высокие прочностные характеристики, - ячмень (сорт иКрасиоуф:шскиЯ-95") и культуру с противоположными прочностными и геометрическими характеристиками - горох (сорт "Красноуфимский^О11). В ряде сравнительных опытов использовали фуракную пшеницу и озес. Влажность зерна составляла 11.,.14 % и в каждом опыте поддерживалась постоянной.

Упруго-пластические свойства целых зерен определяли с по-ыоцья специально разработанной установки, а упруго-пластические свойства частиц зерен, скорости и углы отскока их определяли съемкой процесса даи.-кенин зерна в маклопастном пространстве.

Закономерность полон я различит направления после взаицо-

¡f" {& П(819202(?2

йю. 2. Схема экспериментальной установки (а) и движения материала в камере измельчения (б).

действия с ударными -элеыентами, оптимальное расположение ударных лопаток первого рада и подвижных отбойных лопаток, опт ¡шальное количество и размеры отбойных элементов определяли с помощью специально разработанного метода "красок".

Проверка теоретических зависимостей к определению потребной на измельчение мощности, математической модели средневзвешенного размера измельченных частиц и ряд других опытов проводился по методике классического эксперимента.

Яри определении оптимальных параметров рабочих органов и их кинематических и технологических рекинов работы в разработанной дробилке в качестве параметра оптимизации была принята удельная энергоемкость с учетом достигнутой степени измельчения ЪуВ. и средневзвешенный размер продукта помола М

Обработка результатов опытов и оценка точности проводилась с ■ помощью методов математической статистики и ЭВМ.

В четвертой главе "Результаты и анализ экспериментальных исследований" приводятся математически обработанные данные и их анализ.

Результаты эксперимента по определению коэффициента восстановления зерновых коркоз представлены на рис. 3.

Расшифровка кииограиш показала, что крупные частицы зерен, образованные при разрушении, отскакивают с такой же скоростью, как и целые зерна, а мельчайшие уносятся воздушным потоком.

При ударах со скорость» от 40 до 60 ы/с иввду углами падения и отражения существует тесная (стохастическая) связь. Корреляционный анализ экспериментальных данных позволил установить зависимость:

По следам, оставленным зернами на.повэрхности отбойных лопаток, установлена закономерность отскока зерен от поверхности ударных элементов. Слоды зерен образовали фигуру в виде эллипса, ?ольиая ось которого вдвое длиннее. Установленный закон распределения согласуется с нормальным законом Гауса. Наивероятнейиае галравлейие (мода)' почти совпадает с направлением геометрической зуммы скоростей. Это позволило построить типовой график распределения плотностей вероятностей полота кусков Ад и кривые Во ттеграла вероятностей в полярни\ координатах (рис. ')).

Линия /[0 - среднее и наивзроятнейиее направление полета,

Рве. 3. Вариационные кривые частота распредоления зерен концентрированиях кормов по величина

определяемое геоггзтрнческоЛ сулхоЛ скоростей '■- 1Л.<г • ?адиу-сы-вектори ог точка .4 до пересечения с кризай Ай изображает величину плотясстей вероятностей полета куска з данной направлении, а радаусц-взктоси сх точки А до пересечения с кривой Во дай? Езрснтнсеть р/з^пог^лап.'.п кускоз в сектор й ^ » заключении*! иезду радяусои-зокторои я ¡¿одой. Сзылз 50 2 зерен оставила следы на участкз, гаклкчзнпон ае^ду радпусоц-векторо!! отклонзн-

ка 15° и ^едой (пс горизонтально!: ос::). Аналогичная закономерность установлена по вертикальной осп. -аксиальное отклонение радиуса з ктора по згой ос:» достигает 7° - 10°.

2, разделе прлвздзны о:: с I; о р::з н т ал ъ кз подтверждения тзсрзти-чзскнх 32в;:г;-лссте:! определенно оптимального с^е^екии подз:*лных отбойных элз^знтоь, оптимального количества и размеров наполненных отбойных эл-з^ентоз, гатз1атлчзско:{ у о до л:: средневзвешенного разазра продукта псмола, за-ичакц скорссгзЗ отскоков зерен от элементов л др. Расхондз :£из экспериментальных н рас четкие значений нэ прззылаз? 6...10 ;"!-.

3 рззультатз реализации опитоз ;:о ортогональному плану были получены данное дл;; построен::« уравнений энергоемкости с учзтоц достигнутой степа.-«:: ззвдльчзяан и средневзвешенного размера частиц для ячменя, гереха, овса а границы (см. табл.).

Таблица

Нзнаенованиз 'ва^1 заГ?" Уровни зарьлрования

обозна- варьн- -I 0 +1 __._чз низ оаван и я______

АСО 5С0 2СС0 ЗСОО 25 '¡О

15 20

Ух = 1,85 + 0,37^ т 0,175Х2 -0,25Х3 - О, ИХ, + О.СЗХ^ + + 0,С9Х2Х3 -Г 0,1С5ДОХ4 т 0,16>:^ Г 0,0ьх| 1- 0,24Х§ + г ' (23)

1. Частота -радения _т

ротора, "с 1

2. Подача материала, кг/ч

3. Угол установка отсосных элементов наружного ркда, град.

4. Угол установки отбойных элементов премз-гугочного ряда, град.

1С0 200

то 1СС0

Х3 15 10

ХЬ 5 10

$2 - 1.7 - 0,8Х1 + 0,15X2 - 0,Ш3 - 0,НХ4 - О.МХ^ +

+ 0,07Х2Х3 +• 0,065Х2Х4 - 0,015X2X3 + 0,С5Х3Х/} + 0,25Х^ +

+ 0.2Л2 + 0|13х2 ( ' ^

где - параметр оптимизации - удельная энергоемкость с учетом достигнуто;1, степени измельчения зерна ячменя; У^ ~ средневзвешен ныЯ размер продукта помола ячменя.

¿¡сслздонав Функции (23) на экстремум (при = 0 и Х2 = 0), получили оптимальные углы установки измельчающих элементов: = 3с°...32° = 15°...16°, при этом ^ = 1,78 кВт-ч/т. sa.ct.ush.

Наиболее существенное снижение средиевзвеиенного размора измельченных частиц иаблэдззтся с увеличением окружной скорости ро тора, при отси подача материала в исследуемом интервале оказываа незначительное влияние (рис. 5).

Гйс.5. Зависимость средневзвешенного размера частиц ячменной дертя от частоты втащзиия Хт и подачи Х2 при

4 = Х4 = 0,5.

Оптимальная производительность инерционно-ударной дробилки при измельчении ячменя составляет 3...5 т/ч ( 3 = 1,5...2,5 кВт-ч/т.ед.ст.иза.) и монет бить увеличена за счет увеличения т, соты измельчавщкх элементов и окружной скорости ротора, ¿ля мене прочных культур кшишуц удельной энергоемкости смещен в сторону увеличения производительности.

Кинематические рогпмц работы дробилки зависят от требуемого модуля помела и вида зеонофура^а. 5 интервале частоты вращения ротора от 300 до 500 с-^ обеспечивается следующая степень изиел! Чей ля различных ззрнофураашх культур;

ячмень !>! = 2,55...1,35 им, 3 = 1,75...2,С кВт-ч/т.ед.ст.изы. пшеница М = 2,1 ...1,05 ми, Э = 1,5 ...2,3 кВт-ч/т.ед.ст.изм. овес 11 = 2,35..Л,II мм, 3 = 1,2 ...2,2 кВт-ч/т.од.ст.изи. горок !1 = 2,03...0,8 ни, 3 = 0,3 ...0,55 кВт-ч/т.ед.ст.изм. При производительности 0 - З..А т/ч и оптимальных углах установки отбойных элементов содержание ц;лых зерен в готозой продукции при и? = 400 с-^ отсутствует, а мучнистой фракции но превышает 3 .. .5 процентов.

В пятой главе "Производственные испытания и экономическая эффективность роторной инерционно-ударной дробилки" приведена методика расчета основных параметров и режимов работы рабочих ор-ганоз инерционно-ударных дробилок, результаты производственных испытаний опытного образца дробилок и экономическая оценка эффективности использования результатов исследования в производстве.

Опытно-промы^лзнныИ образец инерчионпо-ударной дробилка пропел производственную проверку в комбикормовом цехе учебного хозяйства Ч!":ЗСХа. Ьроиззодственныз испытания подтвердил:! результаты лабораторных исследовании и правильность разработанной лото-дики расчета инерционно-ударна1« дробилок.

Годовой экономически!! эффект от вмелрзнип одной дробилки с годовым объемом работ Ю5и0 т составляет ьЬь руб.

ОБчЛЗ ВЫВОДУ

Проведенные исследования позволят сделать сл едущие выводы:

1. Лз сравнительного анализа дробилок ударного действия следует, что инзрционно-ударныз дробилки явлкытсп наиболее перспективный;! для измельчения мелкосыпучих материалов.Однако применение дробилок такого типа ограничено рядом конструктивных недостатков и отсутствием методики расчета параметров рабочих органов.

2. На основании теоретического анализа и результатов ранее проведенных экспериментальных исследований установлено, что икер-ционно-отрзкательные дробилки с промежуточным расположением отбойных лопаток обеспечивают высокую эффективность ударного нагру-гения и своевременный вывод готовой продукции.

3. Предложена математическая модель степени измельчения зер-нофураяа в инерционно-ударной дробилко, позволяющая реально отобразить процесс с учетом влияния концентрации мелкой фракции. На основании математической модели обоснована конструктивно-техколо-

логическая схеш дробилок зерна, обеспечивающая разгон ыенее прочных зерен до 80...90 и/с, а более прочных до 140...150 и/с, что достигается благодаря установке подвижных отбойных лопаток.

4. На основании разработанной, теории процесса двняения-из-мсльчзния зерна получены расчетные формулы для определения производительности дробилки, потребной мощности и параметров рабочих лопаток ступеней измельчения.

5. Определена закономерность частоты полета зерен после их соударения с лопаткой. Наибольпее отклонение направления полета зорен от нормали к поверхности столкновения составляет по горизонтальной оси - J5...200, по вертикальной сси - 7...10°.

6.. Определено значение коэффициентов восстановления зерновых кормов.

Коэффициенты восстановления более 85 £ зорен ячиеня, гороха и овса, а та к ко 65 % зерэа озса при кондиционной влажности находятся в пределах от 0,2 до 0,55.

7. Оптимальные значения конструктивных и технологических параметров дробилки находятся в пределах: окружная скорость ротора 70...60 и/с, высота рабочих лопаток - 30 мы, радиальный зазор между круговыми рядами лопаток 2...Ч ии. Количество ударных лопаток первого рядг 0 , второго ряда 12, третьего ряда 18. Количество отбойных лопаток промежуточного ряда 16 ш, наружного ряда 50.

При этом удельные энергозатраты на единицу степени измельчения соответственно составляют 3. - 2,5...3,5 кВг-ч/т-ед.ст.изи., а среднеБзвэйонный размер измельченных чзстицД<гД(0,9...2,6)*10~3м

8. Качественные показатели работы дробилки при изиельчания верна до 25 % плавности полностью удовлетворяй! зоотехнически« требованиям, а распределение размеров измельченных частиц по дпа-ыетру соответствует двуыодельпоиу закону Розипа-Рамлера. Содержание пылевидных частиц размэрои дй 0,0002 и не прзвк:азт 2...3 % Однородность готового продукта составляет 50...65 %■.

9. Получены адекватные математические подели показателей процесса измельчения зерловых пор;: о г..

10. Разработана котсдика ррч.па основных параметров предложенной дробилки,

11. Б результата пфщцяля преллояениоЯ дробилки годовоП экономический 2{'фзкт в рарчетс un олпу мапину соозпг-нт 650 руб. в срарненш; с дробилкой ДБ-5.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих ра-

ботах.

1. двухстадийное измельчение корцов. - В кн.: Труды Ч11МЭСХ. Челябинск, I9üZ, вып. 161, с. 34-36.

2. Теоретическое исследование аорновоИ массы а зазоре аелду конически«;! вальцами. - В кн.: Труды ЧЛЮСХ. Челябинск, 1981, вып. 161, с. 29-34 (соавтор Леонтьев ¡1.Л.).

3. /автоматический дозатор зерновых культур. Паформац. листок: ЦНТИ, г. Челябинск (соавторы Леонтьев П.Й., Нагдыроя И.).

4. Инерционно-ударная дробилка фуражного зерна. Нвучно-техн. бюллетень (BACXÜi'u, Ün6. отд-е, Новосибирск, 1983, вып. 27,

с. 10-12) (соавтор Леонтьев ¡1.11.)

5. Определение оптимального угла смещения отбойных лопаток л высокоскоростной центробслно-отрахатольноИ дробилке. - В кн.: дэханизиция сельскохозяйственного производства в Северном Зауралье [BACXliili, Сиб. отд-о, Новосибирск, ISB4, с. 21-24).'

6. Теоретическое и эхсперименталпюэ исследование процесса 1змельчения зерна в ударно-отр-.1У.ителыюП дробнлко с промежуточной отбойными лопаткани. - В кн.: Механизация сольскохознИст-тяного производства в Семерном Зауралье (ilVJXiii'j;, Сиб. отд-е, ¡овосибирск, 19Ь4, с. 24-31) (соавтор Леонтьев II.«!.).

7.-Центробежный измельчитель зормових кормов. A.C. !,': II9285I СССР), опублик. в Бплл. 45, I9B5 (соавтор Леонтьев П.И.).

8. Ротор центробежной дробилки. A.C. N? 13444П7. Опублик. в юлл. Й 36 , 1987 (соавтор Леонтьев Л.И.).

-вписано t печати 4.оз.*? ФБ(32<1 ¿efrwn f/<r>

jpow iCO ?/-.? Зп^аз У1S6 ЧИПЭСХ.