автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование способа и средств механизации очистки каналов матриц пресс-грануляторов от запрессованного в них корма

РЯЗАНСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА П. А. КОСТЫЧЕВА

РГБ ОД

На правах рукописи

БАЛАШОВ Олег Юрьевич

УДК 631.363:636.085.62

ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ОЧИСТКИ КАНАЛОВ МАТРИЦ ПРЕСС-ГРАНУЛЯТОРОВ ОТ ЗАПРЕССОВАННОГО В НИХ КОРМА

Специальность 05.20.01 —механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технически): наук

Рязань 1994

Работа выполнена на кафедре «Механизация животноводства» Рязанского сельскохозяйственного института имени профессора П. А. Костычева.

Научный руководитель —

доктор технических наук, профессор Некрашевич В. ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Игнатьесский Н. О., кандидат технических наук Ланьшин В. О.

Ведущее предприятие —

Ивановский научно-исследовательский институт сельского хозяйства.

Защита состоится 7 декабря 1994 г. в 10 часов на заседании регионального специализированного совета К. 120.09.01 Рязанского сельскохозяйственного института по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан « . . . »...... 1994 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1, ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцеит МЕСТЮКОВ В. И.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Одной из наиболее прогрессивных технологий приготовления кормов сельскохозяйственным животным и рыбам в настоящее время является гранулирование и брикетирование кормов.

Гранулирование и брикетирование кормовых смесей производится преимущественно на отечественном оборудовании 0ГМ-0,8А; ОГН-1,5А; 0ПК-2А. Основными рабочими органами прессов являются кольцевая матрица и прессующие вальцы (прессующий узел). Это наиболее нагруженное звено, эффективность работы которого определяет целесообразность реализации процесса гранулирования кормов.

Одним из факторов, снижающим эффективность использования прессующего узла, является запуск в работу пресса с матрицей, заполненной кормовым материалом. В этом случае давление, необходимое для выталкивания монолитов корма из прессовальных каналов матрицы, многократно возрастает и может достигать 350...400 МПа. Создать такое давление со стороны прессующих вальцов в процессе эксплуатации пресса крайне затруднительно, поэтому дальнейшее использование матриц без очистки прессовальных каналов практически невозможно.

В настоящее время очистке матриц посвящено крайне мало научных работ. Существующие способы, такие как запрессовка маслянистой смесью, выталкивание специальными устройствами в процессе работы пресса и другие обладают рядом существенных недостатков. Поэтому изыскание универсального способа очистки прессовальных каналов кольцевых матриц прессов от монолитов корма является актуальным, так как повышение ресурса работы матриц даже на незначительное Бремя оборачивается для страны значительным экономическим эффектом. В связи с этим изыскание рационального способа и средств для очистки кольцевых матриц прессов кормов является важной народнохозяйственной задачей.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы является повышение эффективности использования прессов кормов и увеличение срока использования их рабочих органов за счет разработки способа очистки кзльцз"мх матриц от запрессованных монолитов на специальной установке и обоснования оптимальных режимов ее работы. Дтя доститения указанной цели были поставлены следующие залечи исслрдогэлня: I - предючить и обоснолать комбинированный

способ очистки матриц прессов; 2 - описать адгезионно-реологическую модель системы: канал матрицы - запрессованный корм; 3 -обосновать конструктивно-технологическую схему установки для очистки матриц; 4 - выявить оптимальные режимы и параметры работы установки; 5 - провести лабораторные и производственные испытания установки для очистки матриц, внедрить в производство и оценить ее экономическую эффективность.

1.3. Объекты исследования. Объектами исследования являлись кольцевые матрицы прессов кормов с запрессованными кормом каналами, способ и средства очистки матриц, установка для термохимической обработки матриц.

1.4. Методика исследований. В работе применялись теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования заключались в математическом описании процесса взаимодействия металла матрицы и монолитов корма при нахождении их в каналах матрицы и при выталкивании из каналов.

При проведении экспериментальных исследований использовались стандартные и частные методики, приборы и установки. Влияг ние физико-механических, физико-химических и адгезионно-реологических параметров кормового материала и металла матрицы на усилия выталкивания из прессовальных каналов определялось на специально разработанном лабораторном прессе. При этом усилия измерялись тензометрическим способом. Исследования по определению оптимальных режимов работы установки для термохимической обработки матриц проводились с применением метода планирования эксперимента. Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с использованием персонального компьютера.

1.5. Научная новизна. Предложен способ и средства механизации для очистки каналов матриц прессов-грануляторов от запрессованных в них монолитов корма, включающий и себя выбор и отбраковку матриц, поверхностную очистку, термохимическую обработку на специальной установке, удаление монолитов и обкатку. Предложена конструкция установки для термохимической обработки матриц, включающая ванну для размещения матрицы и химического растворителя, электронагреватели для обеспечения необходимого температурного режима, датчик температуры и контактный термометр,

оборудование для гидромеханической интенсификации процесса очистки. Предложен щелочной раствор с добавлением антикоррозионных добавок, обеспечивающий растворение органического материала, не влияя при этом на металл матрицы. Обоснованы параметры установки. для термохимической обработки матриц и определены оптимальные технологические режимы ее работы.

1.6. Реализация работы. По результатам исследований изготовлен опытно-производственный образец установки для термохимической обработки матриц. Проведены испытания в Ивановском СХИ

и колхозе "Красная Заря" Родниковского района Ивановской области. Результаты исследований могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями при разработке и модернизации оборудования для прессования кормов, а также организациями,эксплуатирующими прессы кормов.

1.7. Апробация. Основные положения работы доложены и одобрены на научных конференциях Рязанского и Ивановского СХИ (1990...1994 г.г.).

1.8. Публикация. Основное содержание диссертации опубликовано в б научных статьях.

1.9. Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы из 93 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунков, 8 таблиц и 8 страниц приложений.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткое обоснование темы ее актуальность, сформулированы цель исследования и положения выносимые на защиту.

2.1. В первом разделе "Обзор существующих способов и средств облегченного запуска прессов кормов в работу"на основании научно-технической литературы приведены, краткая характеристика рабочих органов прессов кормов и эффективности их использования. Рассмотрены режимы работы прессов кормов, анализ которых показывает, что 75...90^ поломок прессой происходит при их'запуске с матрицей запрессояанной кормов™ материалом.

Приведены причины и механизм образования контакта металлических поверхностей и органических материалов, дана классификация взаимодействия органических материалов с поверхностью деталей машин.

Рассмотрены существующие способы и средства облегченного запуска прессов кормов в работу, посредством очистки прессовальных каналов от монолитов корма. Дана их краткая характеристика. Как правило, все они не универсальны и достаточно сложны по устройству.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что существующие способы и средства очистки деталей машин, над разработкой которых работали Савченко В.Н., Бочаров А.И., Тель-нов Н.Ф., Дегтерев Г.П., 1Соробко В.Н. и другие рассматривали в основном очистку открытых поверхностей. Обзор их работ позволил классифицировать способы очистки на механический, химический, тепловой, гидравлический, биологический и комбинированный. При этом существующие установки, способы и средства не дают значительного эффекта при очистке матриц от запрессованных монолитов. Из сказанного следует, что в настоящее время нет теоретических и экспериментальных исследований по механизации очистки кольцевых матриц прессов кормов.

Вопросами очистки кольцевых матриц от запрессованных монолитов корма занимались Некрашевич В.Ф., Орехов В.И., Кувшинов В.В., Киселев В.К., Шаров Н.Г. и др. Однако в работах этих авторов рассматривались способы и средства индивидуально приспособленные к конкретному оборудованию при условии его работоспособности.

В соответствии с поставленной целью работы и по результатам обзора и анализа литературы в конце раздела сформулированы задачи исследований.

2.2. Во втором разделе "Теоретические предпосылки к обоснованию способа очистки матриц прессов" разработана адгезионно-реологическая модель прессовального канала заполненного органическим материалом (рисунок 1а).

Модель прессовального каша можно представить следующим образом: I - металл матрицы; 2 - пограничный слой; 3 - спрессованный корм. Спрессованный в-канале матрицы материал можно рассматривать, как капиллярно-пористое тело, образованное соедине-

ниеы первичных компонентов кормовой смеси. Процесс формирования связи таких тел с металлом происходит с участием сил адгезии и реологических свойств корма в три стадии:

- образование площади номинального контакта;

- з.алолнение выемов поверхности;

- формирование площади фактического контакта.

В начальный момент сближения двух тел и при их соприкосновении возникает межмолекулярное взаимодействие, что способствует образованию площади номинального контакта, под которой следует понимать площадь проекции массы корма на гладкую поверхность

, (I)

где 1> - диаметр прессовального канала, м; € - длина канала, м.

На второй стадии происходит копирование рельефа поверхности металла и заполнение .микронеровностей, микротрещин прессуемым материалом. Завершающая стадия адгезионно-реологических процессов связана с протеканием различных процессов как в металле матрицы, так и в прессуемом материале. Они могут протекать под воздействием внешней среды: изменение температуры, влажности и др. К этим процессам можно отнести процесс образования коррозии, которая в нашем случае носит питтинговый характер.

Прочность контакта при адгезионных связях двух тел можно оценить силой, величина которой пропорциональна силе необходимой для выталкивания монолита из канала матрицы.

Схема модели, применяемой для рассмотрения адгезионного взаимодействия исходного материала с металлом матрицы при выталкивании из прессовального канала, приведена на рис. I б. В качестве критерия оценки прочности связей монолита и металла матрицы, можно рассматривать среднюю сдвиговую прочность ( )

^ = яЬ ' ( 2 >

где Рр - разрушающая сила, Н;

- радиус прессовального канала, м; 6 - длина прессовального канала, м.

При приложении к монолиту силы Р в модели возникнут поля напряжений, обусловленные изменением температуры матрицы,

релаксацией монолитов и рядом других факторов. Разрушение такой адгезионно-реологической модели происходит из-за сдвиговых напряжений на границе между спрессованным монолитом и матрицей

С*,г) = * е., ' , ( 3 )

где ^ о - сдвиговые напряжения на границе от действия силы

. Р •<

"¿^г - температурные напряжения;

^Сгх.о - релаксационные напряжения.

Рассматривая слагаемые, входящие в состав выражения ( 3 ) можно записать

К,Л; ( 4 )

(У,г) ~ "¿а-с с) + с ). ( 5 )

Первые слагаемые в выражениях ( 4 ) и ( 5 ) соответствуют касательным напряжениям, препятствующим взаимному смещению монолита и матрицы в направлении оси 0( , вторые - аналог сил трения от действия нормальных напряжений в направлении радиуса, т.е. оси Р . Поэтому можно записать

; К.сСсЪс)* Ъ^е , ( б )

где К, и ^г - коэффициенты трения.

Таким образом, касательные напряжения на границе в направлении оси 0( представим из пяти слагаемых

= % + Ъ + . (7 )

После подстановки в выражение ( 7 ) значений слагаемых и проводя необходимые математические преобразования, получим выражение для расчета касательных напряжений, которые характеризуют силы трення на границе между матрицей и кормом

где' ¿4, и ¿^ - деформации в монолите и металле матрицы соответственно;

Е, и Е^ - модули продольной упругости монолитов и металла матрицы соответственно; ./¿г и - коэффициенты Пуассона монолитов и металла мат-

7

рицы соответственно.

В рамках рассматриваемой модели, связь между'металлом матрицы и спрессованным монолитом разрушается только за счет сдвиговых усилий на границе их раздела. Следовательно, нормальные обжимающие усилия продолжают действовать и после наруше-

ния адгезионной связи.

Усилие, необходимое для сдвига монолита в канале матрицы, определится по формуле

Р = Рр° + Р„р- , ( 9 )

где Рр - сила затрачиваемая на создание критических напряжений вблизи торца матрицы без учета сил трения;

Рщр - силы трения на границе металла матрицы и монолита корма.

Сила трения определится из выражения

йгР = Ъ*,* . ( ю )

Тогда средняя сдвиговая прочность определится по следующей формуле

Г = г )ЕЛ(Я1 - п1) Ш)

Полученное аналитическое выражение позволяет при известных свойствах прессуемого материала и металла матрицы определить среднее разрушающее напряжение, достаточное для выталкивания спрессованного монолита из канала матрицы.

Таким образсм, для того, чтобы извлечь монолиты из прессовальных каналов необходимо преложить усилия способные преодолеть адгезионно-реологические связи, либо создать такие условия, при которых' эти связи будут разрушены иным способом.

Предлагаемый способ предполагает использование жидкости-, растворителя, которая воздействует на органический материал, частично растворяя его, а также создает расклинивающее давление между монолитами корма и металлом матрицы. При возникновении расклинивающего давления происходит исключение ряда компонент адгезионных взаимодействий, что приводит к снижению сил адгезии Согласно технологической схеме, обеспечивающей процесс очистки матриц, предлагаемый способ осуществляется в несколько этапов.

Способ включает в себя выбор и отбраковку матриц, поверхностную очистку, обработку на специальной установка, об-

мыв водой и удаление монолитов, обкатку.

Основным этапом очистни является термохимическая обработка на специальной установке. Физическая сущность этого этапа заключается в создании расклинивающего давления-меяду монолитом и металлом матрицы, вследствие химического и теплового воздействия на матрицу и монолит..Установка состоит из ванны для размещения матрицы и растворителя, крышки, вытяжного устройства и оборудования для интенсификации процесса очистки, выполняющего нагрев и перемешивание растворителя.

Необходимые технологические параметры установки определялись исходя из теплофизических свойств металла матрицы, корма, материала установки, а таюте свойств растворителя и геометрическкх размеров матрицы. Необходимое количество растворителя ( Ур ) определится по формуле

Ур > ™ , ( 12 )

где т - масса растворяемого материала, кг; Мк - жидкостный модуль, А4ц- = 6...8; Р - плотность материала, кг/м3. Объем ванны установки квадратного сечения

ув =(Т)+2Ь)1(НР ( 13 ,

где .V - диаметр матрицы, м; Н - высота матрицы, м;

Л - расстояние от поверхности матрицы до стенок ванны,

необходимое для движения растворителя, м. Мощность электронагревателей для подогрева растворителя определится из выражения

N.. = , ( и ,

тг

где Рр - количество теплоты необходимое на нагрев растворителя, Дж;

0„ - количество теплоты необходимое на нагрев матрицы, Дж;

Рк - количество теплоты, теряемое в окружающую среду, Дк; - количество теплоты, необходимое на нагрев корпуса установки, Дл;

Т- время работы установки, чао;

Л - коэффициент полезного действия плектро'нагревателей, %.■'

2.3. В третьем разделе "Исследование способа и режимов очистки матриц прессов кормов и лабораторных условиях" приведены программа, методика и результаты исследований процесса очистки прессовальных каналов от запрессованных: е них монолитов корма.

Исследование процесса образования адгезионно-реологическю: связей металла матрицы и монолитов' корма, состоящих из соломы, комбикорма и травяной муки с содержанием компонентов 60, 20 и 20$ соответственно и влияния их на усилия выталкивания из каналов матрицы проводились на лабораторюм прессе. Давление выталкивания измерялось с помощью тензозвена, закрепленного на специальном выталкивателе. Запись усилий велась на самописце.

В результате исследований получены графические зависимости давления вталкивания монолитов корма от времени пребывания их

каналах матрицы (рис. 2).

г"......' -' .

'С.МПа

200

100

0 /_____120 240 4,2-10* Т,МИН

Рис, 2. Графические зависимости давления выталкивания монолитов корма от времени пребывания их в каналах матрицы: I - V/ = 12/,; Р. - V/ = Ш\

3 - V - 4 - теоретическая кривая,. V = 1Ь%.

Как видно из рисунка, с: увеличением времени пробивания магнолитов в матрице силы адгезии значительно возрастает. Через 300 минут величина удельных усилий отрыва составляет 160...200 Ш1а. Через трое суток величина удельных усилий отрыва достигает 2СО...ЗОО !ш1а.

Это объясняется тем, что по прошествии определенных временных промежутков в адгезию включаются новые ее компоненты. Увеличивается площадь контакта, увеличивается адсорбция, возникают химические связи. При этом увеличение влакности кормовой смеси приводит к увеличению удельных усилий выталкивания. Это связано с.более быстрым увеличением площади контакта и повышением молекулярного сцепления между монолитом и металлом.

В качестве очищающего раствора в результате поисковых опытов был выбран раствор едкого натра с антикоррозионными добавками "Крот М" ТУ 6-15-1352-82. Исследования активности растворителя велись с использованием специального приспособления для измерения высоты монолита корма до и после обработки в растворителе при различной его концентрации и температуре. Полученные графические зависимости представлены на рисунке 3.

/ ■

р ^yJL

50 100 150 С.Г/Л

Рис.3 . Графические зависимости относительного изменения высоты монолита от концентрации растворителя при постоянной экспозиции ввдержки Т = 180 мин: I -при температуре растворителя £ = Ю0°С; 2 - при температуре растворителя t = G0°G; 3 - при температуре растворителя = 20°С.

Как видно из графика температура растворителя и его концентрация оказывает значительное влияние на изменение высоты монолита корма. Это объясняется тем, что с повышением увеличивается подвижность молекул органического материала и растворителя, а, следовательно, и количество растворяег-юго корма.

На снижение усилий выталкивания монолитов корма из кана-

тт

лов матрицы при их термо-химической обработке будит влиять начальные условия запрессовки монолитов'в матрицу, главны.! образом начальная влажность кормовой смеси, а также такие технологические факторы, как время обработки и.температура растворителя.

С применением теории планирования эксперимента получена математическая модель влияния начальной влажности запрессованного материала ( времени Еьщертки в растворителе ( Хе ) и температуры растворителя ( -X,) на давление выталкивания Р(, монолитов из каналов матрицы, которая имеет вид Р( = 22,1 - 32,13 Jf, - 14,3 -Дг + 8,7 X, +

+ 16,2 .у« + 16,1 Of*' +6,7 Of* + (15)

+ 0,I4jf,Jft -0,02Jf,Ji - Pf34 4iJTs .

Нахождение оптимальных значений параметров, входящих в формулу (15) производилось на персональном компьютере IBM PC/AT методом крутого восхождения по поверхности отклика с использованием пакета программ $TATGRAPH!Cii . В результате расчета были получены соответствующие оптимуму следующие значения независимых перёменных: температура растворителя £ = 60,3°С; время выдержки Т = 120,4 мин; влажность кормосмеси W = 15%. При этом значение функции отклика Рв составило 21,7 МПа, что не превышает рабочего режима пресса.

2.4. В четвертом разделе "Исследование способа очистки каналов матриц пресс-грануляторов от запрессованного в них корма в производственных условиях", представлена программа, методика и результаты исследований термохимической обработки матриц.

Исследования проводились на производственном образце установки для термохимической обработки матриц в ремонтной мастерской колхоза "Красная Заря" Родниковского района Ивановской области.

Установка представляет собой сварную металлическую ванну с крышкой. Наружная часть для уменьшения' тепловых потерь была покрыта асбестными листами, которые в свою очередь были закрыты металлическим кожухом. В нижней части ванны установлен кран для слива растворителя. Внутри ванны 'установлены электронагреватели, которые подключаются в электросеть через контактный термометр, что ^ооноляет поддерживать температуру очищающего раствора на заданном уровне. Для гидромеханической интенсифи-

нации очистки в ванне установки смонтирован лопастной винт, привод которого осуществляется от асинхронного двигателя через ■ клиноременную передачу. Управление электронагревателями и лопастным винтом производилось с помощью электрической аппаратуры через пульт управления.

С.целью определения оптимальных режимов работы установки были проведены исследования по определению влияния времени обработки и температуры растворителя при турбулентном режиме движения растворителя на'давление выталкиЕания монолитов корма из каналов матрицы. Исследования проводились на матрицах от оборудования ОГМ-1,5 , с запрессованными в них монолитами из травяной муки.

На рисунке 4 представлены .результаты производственных исследований по выявлению оптимальных режимов работы установки ."ля термохимической обработки матриц.

Р.МПа 250

200

150

100

50

О 20 40 Б0 00 t, С ° Рис. 4. Зависимости давления выталкивания монолитов

корма из каналов матрицы от времени термохимической обработки: I - Т = 60 ,мин; 2 - Т = 120 мин; 3 - Т = ISO мин.

Анализ результатов исследований показывают, что при поддержании температурм растворителя на уровне 60°С и времени обработки мат| ицн 120 минут давление выталкивания монолитов корма из канаюв снижаются до 32 ИПа, что позволяет удалить монолиты из матрицы механическим способом или непосредственно на прессе.

Одновременно с определением оптимальных режимов работы установки проводились исследования на старение очищающего раствора в процссе его использования. Качество раствора оценивалось по двум параметрам; по величине сложившихся в его объеме загрязнений и концентрации основного компонента.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что снижение концентрации растворителя при термохимической обработке матриц незначительно. После 12 часов работы установки кол-центрация понизилась с 200 г/л до 178 г/л основного компонента, за это время было обработано 6 матриц и концентрация загрязнений в объеме растворителя составила 12 г/л. При дальнейшем использовании растворителя концентрация загрязнений будет повышаться, а концентрация растворителя снижаться. Для восстановления очищающей способности растворителя необходимо его фильтровать и добавлять основной компонент до получения изначальной концентрации.

2.5. В пятом разделе "Внедрение результатов исследований и их экономическая оценка" приведены материалы по реализации работы, методика и расчеты экономической эффективности.

ОБЩИЕ ВЫВОДИ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании выполненных исследований по очистке кольцевых матриц прессов кормов от запрессованных монолитов корма можно сделать следующие выводы и предложения производству.

1. Общим недостатком современных конструкций прессов является то, что они не приспособлены к облегченному запуску в работу и оперативному выходу на установившийся режим эксплуатации, если перед запуском каналы матрицы запрессованы органически!, материалом. Это приводит к тому, что около 90% всех поломок по статистическим данным происходит при запуске прессов кормов в работу.

Для облегчения запуска пресса и сокращения времени выхода на установившийся режим рекомендуется осуществлять очистку каналов матриц от запрессованных монолитов корма.

2. Существующие способы удалений монолитов корна из каналов матрицы (заполнение маслянистой смесью, выталкивание в процессе эксплуатации при помощи специальных приспособлений)

не обеспечивают очистки прессовальных каналов на период аварийной остановки пресса, а также после длительного пребывания монолитов в каналах матрицы, т.к. силы удерживающие монолиты в каналах многократно возрастают вследствии адгезионно-реологического взаимодействия металла матрицы и кормового "материала усиленного питтинговой коррозией. Поэтому необходим универсальный способ очистки прессовальных каналов дающий эффект независимо от размеров и конструкций матриц, а также времени пребывания кормового материала в каналах.

3. Технология комбинированного способа очистки кольцевых матриц прессов кормов от запрессованных монолитов должна включать в себя следующие этапы: выбор и отбраковку матриц; предварительную поверхностную их очистку; термохимическую обработку матриц на специальной установке; удаление остатков химического реагента и монолитов корма; обкатку очищенной матрицы на прессе.

4. Конструктивно-технологическая схема установки для термохимической обработки матриц должна содержать ванну для химического растворителя и размещения матрицы; нагревательные элементы для подогрева реагента; датчик и прибор контроля температуры растворителя; оборудование для гидромеханической интенсификации процесса очистки и уноса продуктов растворения.

5. Применение данной конструкции установки для термохимической обработки матрицы позволяет снизить давление выталкивания спрессованных монолитов корма из каналов матрицы за счет уменьшения площади контакта органического материала и металла матрицы, вследствие частичного растворения монолитов корма, а также возникновения расклинивающего давления в зазоре между металлом матрицы и органическим материалом, возникающим в процессе теплового воздействия.

6. Конструктивные и энергетические параметры установки для термохимической обработки матриц необходимо выбирать исходя из формы и размеров матрицы, теплофизических свойств и временно-температурных условий нагрева, металла матрицы, элементов установки, химического растворителя.

7. В качестве растворителей при термохимической обработке матриц рекомендуется использовать щелочные составы с добавле-. нием антикоррозионных присадок, что дает значительный эффект, поскольку эти реагенты вызывают растворение органического материала и продуктов коррозии и остаются пассивными к металлу

Т5

матрицы, тем самым не снижая его технологических сеойств.

8. В лабораторных ¿словиях установлено, что удельные усилия отрыва монолитов корма, при выталкивании из каналов матрицы, значительно возрастают с течением времени и могут достигать

50...350 МПа. Поэтому необходимо, по возможности, сокращать время пребывания органического материала в матрице после остановки пресса.

Состав, концентрация растворителя и технологические факторы при термохимической обработке матрицы оказывают значительное влияние на характер взаимодействия органического материала и металла матрицы, тем самым вызывая снижение удельных усилий отрыва при выталкивании монолитов корма из прессовальных каналов. При этом установлено, что при использовании раствора едкого натра с добавлением антикоррозионной присадки и концентрацией основного компонента С = 200 г/л, при реализации турбулентного режима движения растворителя и его температуре t = = 60°С, времени обработки матрицы Т = 120 мин с запрессованными монолитами кормовой смеси, влажностьо W = 15%, включающей в себя солому, травяную муку и комбикорм с содержанием компонентов соответственно 60, 20 и 20%, удельные усилия отрыва снизились с 200 МПа до 21,7 МПа.

9. Для очистки кольцевых матриц пресс-грануляторов типа 0ГМ в производственных условиях, необходимо отбирать матрицы способные в дальнейшем обеспечить высокопроизводительную работу прессов, при этом толщина перемычек между прессовальными ка* налами должна быть не менее 1,5 mi/,' а уменьшение длины каналов от номинала, не должна превышать II мм.

10. С целью обеспечения безопасности и экологичностк процесса очистки необходимо проводить термохимическую обработку матриц с использованием необходимой спецодежды в помещении, имеющем местную и общую вентиляции. По истечении срока использования растворителя и потере его основных свойств, необходимо его утилизация в соотгетстрии с предъявляемыми требованиями.

11. В результате испытания производят!енногп образца установки для термохимической обработки матриц выявлено, что npi концентрации растворителя 200 г/л и интенсификации процесса очистки лопастнш винтом, создающим турбулентный режим движения реагента, наиболее рациональным режимом работы установки можно

Гб

считать, гремя обработки матрицы 120 минут, при температуре растворителя 60°С. При этом удельные усилия отрыва монолитов корма при выталкивании из прессовальных каналов снизились с 350...400 Ша до 32 МЛа.

12. Установлено, что и процессе обработки матриц растворителем с течением времени он теряет ряд своих очищающих свойств. Это происходит вследствие снижения концентрации раствора и накопления в его объеме загрязнений, поэтому при снижении качества очистки необходимо восстанавливать очищающие свойства растворителя, посредством его фильтрации и добавлением основного компонента до заданной концентрации.

13. Предполагаемый экономический эффект от применения предлагаемого способа и средств механизации очистки кольцевых матриц прессов кормов от запрессованных в них монолитов корма составит 1230,5 рублей на одну матрицу в ценах 1989 года.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах автора:

1. Анализ способов очистки кольцевых матриц прессов кормов //Новые разработки в механизации кормоприготовления /Материалы научно-практической конференции.- Рязань, 1991. - С. 109...III (соавтор В.Ф.Некрашевич).

2. Реакция системы канал матрицы - прессованный корм при тепловом воздействии //Совершенствование средств механизации и технологических процессов в сельском хозяйстве /Сборник научных трудов. - Санкт-Петербург, 1992. - С. 34...36 (соавтор В.В.Кувшинов).

3. Теоретические предпосылки к обоснованию химического способа очистки кольцевых матриц прессов кормов //Совершенствование средств механизации и технологических процессов в сельском хозяйстве /Сборник научных трудов. - Санкт-Петербург, 1992. - С. 32...34 (соавтор В.В.Кувшинов).

4. Исследование химического способа очистки кольцевых матриц прессов кормов //Актуальные проблемы науки в сельскохозяйственном производстве /Тезисы докладок зональной научно-практической конференции. - Иваново, 1993. - С. 235.

5. Адгезионно-реологическая модель, канал матрицы - запрессованный корм //Перспективные разработки в механизации животноводства /Материалы научно-практической конференции. - Рязань, 1993. - С. 132...134.

6. Технология и средства механизации очистки кольцевых матриц прессов кормов // Совершенствование средств механизации и технологических процессов в сельском хозяйстве / Сборник научных трудов. - Санкт-Петербург, 1994.