автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путем совершенствования способа сепарации

кандидата технических наук
Федоров, Олег Сергеевич
город
Ижевск
год
2010
специальность ВАК РФ
05.20.01
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путем совершенствования способа сепарации»

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путем совершенствования способа сепарации"

На правах рукописи

Федоров Олег Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СПОСОБА СЕПАРАЦИИ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Чебоксары - 2010

004600228

004600228

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА)

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Широбоков Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор Савиных Петр Алексеевич

кандидат технических наук, доцент Скурыгин Иван Николаевич

ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится 29 апреля 2010 года в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 220.070.01 при ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 428003, г.Чебоксары, ул. К. Маркса, 29, ауд. 222.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия».

Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» http://www.academy21.ru в разделе «Новости» «£!2» марта 2010 г.

Автореферат разослан «2.2у> марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

С.С. Алатырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основными машинами для измельчения зерна в комбикормовой промышленности и сельскохозяйственных предприятиях являются молотковые дробилки. Наиболее часто на предприятиях используют дробилки типа ДКМ, КДУ и т.п. Данные машины имеют ряд недостатков: во-первых, при попадании в камеру дробления инородных предметов (камней, металлических предметов) сепарирующие решета, а иногда и молотки выходят из строя или вызывают интенсивный износ рабочих органов; во-вторых, более крупные частицы зерна под действием центробежных сил перекрывают выход частицам, достигшим необходимых размеров, что приводит к интенсивному образованию пылевидной фракции, износу дек, решёт и молотков, а также повышенному расходу энергии.

В последнее время промышленностью резко сокращен выпуск технических средств для отрасли животноводства, большинство из них закупается в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Из-за медленного освоения производством новых машин в животноводстве сохраняется высокая трудоемкость обслуживания животных и получения продукции, которая в пять и более раз выше, чем во многих западных странах.

В связи с этим создание надежных, экономичных машин и совершенствование параметров существующих является актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА по теме: «Повышение эффективности машин и оборудования АПК» (номер государственной регистрации 01200960954).

Цель исследования. Целью работы является повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путём совершенствования способа сепарации воздушно-продуктовой смеси в циклоне-сепараторе.

В соответствии с поставленной целью обозначены следующие задачи исследования:

-расширить функциональные возможности молотковой дробилки зерна путем разработки сепарирующего устройства;

-теоретически обосновать конструктивно-технологические параметры циклона-сепаратора;

-экспериментально определить оптимальные конструктивно-технологические параметры модернизированной дробилки зерна, обеспечивающей получение готового продукта соответствующего зоотехническим требованиям для всех видов сельскохозяйственных животных, при минимальных энергозатратах и высокой пропускной способности;

-провести испытания дробилки кормов в производственных условиях и оценить ее энергетическую и экономическую эффективность.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбран технологические процессы измельчения зерна в дробилке и сепарации дерти в циклоне-сепараторе.

Предмет исследования. Технологический процесс измельчения зерна и сепарации дерти.

Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований использованы стандартные методики с применением физического и математического моделирования.

На защиту выносятся следующие основные положения: -конструктивно-технологическая схема дробилки зерна с циклоном-сепаратором;

-теоретическое обоснование параметров циклона-сепаратора; -оптимальные конструктивно-технологические параметры модернизированной молотковой дробилки зерна;

-результаты производственных испытаний дробилки с циклоном-сепаратором, её энергетическая и экономическая эффективность. Научная новизна работы заключается в следующем: -обоснована конструктивно-технологическая схема дробилки зерна с циклоном-сепаратором (патент на полезную модель РФ № 83946);

-получены аналитические зависимости, позволяющие определить параметры сепарирующего решета в зависимости от требуемого размера измельченных частиц;

-получены эмпирические модели, позволяющие оптимизировать конструктивно-технологические параметры модернизированной молотковой дробилки зерна, обеспечивающей получение готового продукта, соответствующего зоотехническим требованиям для всех групп сельскохозяйственных животных, при минимальных энергозатратах.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Проведенные исследования позволили усовершенствовать дробилку зерна, обладающую высоким качеством выполнения технологического процесса, низким удельным расходом энергии и обеспечивающую производительность до 2 т/ч.

Опытный образец машины внедрён в СПК "Валожикьинский" Удмуртской Республики. Результаты могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительные отзывы:

-на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА в 2008-2010 гг.;

-на X Международной конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве» (г. Углич 16.09- 17.09.08г.);

-на VIII выставке - сессии инновационных проектов республиканского молодёжного форума (г. Ижевск 15.10 - 16.10.09г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь работ, в том числе один патент РФ на полезную модель, одна научная статья в издании, рекомендуемом ВАК РФ и научная статья в зарубежном издании.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок, 14 таблиц и 11 приложений. Список литературы включает 126 наименований, в т.ч. на иностранном языке - 5.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, степень ее разработанности, определены цель и объект исследования, раскрыта научная новизна работы, ее практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ» на основе литературных и патентных источников проведен анализ наиболее распространенных конструкций молотковых дробилок открытого и закрытого типов. Приведена классификация молотковых дробилок. Рассмотрены наиболее распространенные конструктивно-технологические схемы сепарации измельченного материала в дробилках зерна. Представлены зоотехнические требования к концентрированным кормам для всех групп сельскохозяйственных животных.

Научной основой работ по измельчению зерна и сепарации измельченного зерна являются труды В.П. Горячкина, В.Р. Алешкина, С.В. Мельникова, В.Г. Мохнаткина, П.М. Рощина, В.А. Сысуева, П.А. Савиных, В.И. Сыроватки, S.M.Henderson, E.J.Sebestuen, Latimier I. и других ученых. Анализ их работ показал, что большинство молотковых дробилок закрытого типа имеют низкую надежность и не обеспечивают качества измельчения зерна согласно зоотехническим требованиям вследствие несвоевременного отвода, измельченного продукта. На качество измельченного материала оказывают влияние множество факторов, но наибольшее значение имеет способ сепарации измельченного продукта.

Одним из методов повышения эффективности работы молотковых дробилок является организация рабочего процесса по открытому типу с сепарацией измельчаемого материала вне камеры измельчения. Основным преимуществом организации работы таким способом является своевременный вывод измельченного продукта из дробильной камеры и, как следствие, отсутствие переизмельчения.

По разделу сделаны следующие выводы:

-из проведенного анализа конструктивно-технологических схем молотковых дробилок следует, что наилучшее качество измельчения достигается в молотковых дробилках с сепарацией измельченного материала вне камеры измельчения;

-для сепарации измельчённого материала в молотковых дробилках зерна наиболее эффективными являются гладкие пробивные решёта с круглыми отверстиями, так как они обеспечивают сепарацию измельченных частиц наибольшего числа зерновых культур;

-наибольшая производительность достигается в молотковых дробилках с организацией рабочего процесса по открытому типу.

Во втором разделе «ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕПАРИРУЮЩЕГО РЕШЕТА» представлена конструктивно-технологическая схема циклона-сепаратора (рис.1). Для реализации новой технологической схемы сепарации изменена конструкция молотковой дробилки зерна типа КДУ - удалено сепарирующее решето из камеры измельчения и установлено решето новой конструкции в циклоне 1 дробилки. В данном случае разделение измельченного материала происходит на сепарирующем решете 2. Частицы, достигшие нужного размера, проходят между стенкой циклона и сепарирующего решета и выгружаются, а недоизмельченные частицы идут на повторное измельчение.

Поскольку сепарирующее устройство состоит из двух основных частей, движение частиц рассмотрено отдельно в цилиндрической и конической частях устройства.

Рассмотрим движение частицы (рис. 2), которая поступает вместе с воздушным потоком внутрь циклона. Для упрощения расчетов взаимодействием частиц между собой пренебрегаем. Частица движется вблизи стенки канала, в этом случае прямолинейное Рисунок I - Конструктивно-технологичес- Движение частицы переходит в движе-кая схема циклона-сепаратора ние вдоль стенок решета циклона.

Частицу зерна, принимаем за материальную точку массой т. Приложим к ней действующие внешние силы. Кроме силы тяжести mg, действует сила давления скоростного потока воздуха Р, которая определяется по формуле:

2

Р=Р' ■ Б, (1)

где р - плотность воздуха, кг/м3;

уотн - скорость воздушного потока относительно частицы, м/с; 51 - Миделево сечение частицы, м2.

Применим принцип освобождаемости от связей и заменим действия поверхности решета нормальной реакцией N и силой трения Ртр.

Для удобства расчётов воспользуемся цилиндрической системой координат, формулы перехода между системами координат имеют вид:

х = р- СОЗф, у = р-$т<р, 2 = 2,

4

Х2+У2,

<р = атсэт

1х2+У2

(2)

Запишем уравнения движения в проекциях на оси координат. При этом нормаль направлена к центру кривизны, касательная ось г в сторону возрастания дуговой координаты; бинормальная ось совпадает с осью г.

тах =т-ф-Я = Р-Рхтр,

та та' =т-2

т-ф2-Я = Ы,

(3)

-mg + Fr

тр'

где (р,ф,(р - соответственно угловая координата, угловая скорость и ускорение изменения угловой координаты;

^тр'^тр-проекции силы трения на оси естественного триэдра; г - проекция ускорения частицы на ось г ■ Представим проекции силы трения следующим образом:

рТтР = ртр'^{Р\т) = Ртр

ф-Я

тр

(4)

где

сти:

со&(/7; г),соб(^; г) - направляющие косинусы вектора силы трения; V - абсолютная скорость частицы.

Абсолютную скорость частицы определяем по следующей зависимо-

г = (5)

Таким образом, уравнения систем (3),(4) вместе с уравнением поверхности р — Я и уравнением (5) позволяют определить закон движения точки х = /¡(О, У = ¡1 (О, - = /з(/),нормальную реакцию Д силу трения Ртр и ее проекции

Уравнения системы (3) с учетом формул (1) и (4) примут вид:

тф2-Я = Ы,

m: = -mg-f■

N

где V' - скорость воздушного потока в циклоне, м/с.

Подставим второе, четвертое и пятое уравнения системы (6) в первое и третье уравнения системы (6). Получим нелинейные дифференциальные уравнения второго порядка:

1

^¿2

тг = -mg - / •

тф2 -К

(7)

или

Р-В,

2тК т](ф-Ю

2+72

ф2-Я-г

(8)

Представим решение системы дифференциальных уравнений в виде разложения искомых функций в степенной ряд Маклорена, исходя из начальных условий, заданных в момент времени ?=0.

<1"<р

1! 2! 3! п\

(0)

■Г +...,

Л

2(0 = 2(о)+м.<+м.<2 + ш.<

. 1! 2! 3! л!

(9)

(0)

Задавшись различными величинами радиуса и в зависимости от этого получим значение высоты цилиндрической части циклона, а также законы движения частицы. Анализ этих законов показывает, что при величинах Я < 0,19 м частица проходит незначительное расстояние по поверхности решета за счет больших сил трения, что снижает качество сепарации.

Используя программу, составленную на языке «QBasic», по вышеприведенному алгоритму, определили следующие рациональные параметры цилиндрической части сепарирующего решета: величина радиуса - R = 0,19...0,22 м; высота - Л = 0,14...0,17 м.

Подставив значения параметров в начальный момент времени при величине радиуса R = 0,20 м и высоте h = 0,15м, получаем закон движения частицы в цилиндрической части сепарирующего решета:

<p{t) = 108,5? - 587,08i2 + 4253,74/3 +.., • = 0,15 — i — 0,5 li2 — 21,44/3 +.., (10)

v(f) = 21,7 - 234,83/ + 2552,24/2 +...

На следующем этапе рассмотрим движение частицы, которая переходит с цилиндрической на коническую часть решета (рис. 3).

Введём декартовую и цилиндрическую системы координат. Ось X совместим с положением частицы в момент перехода на коническую поверхность решета. Каноническое уравнение прямого конуса в декартовых координатах имеет вид:

x2+y2-tg2p-z2= О, (11) где р- угол полураствора конуса, рад. В цилиндрических координатах Х = p-CQS<p,y = p-s\vup,z = z,

р2 cos2 <р + р2 sin2 (p-tg2Р• z2 =0,

z2-tg2p = p2^>z = ±-^-=p-ctgp tgp

С уменьшением высоты гщ радиус поперечного сечения уменьшается. Момент перехода является новым началом для отсчета времени, то есть t0 = 0 на втором этапе. Начальные условия в этот момент времени: z0 =zqi;p0 =0; проекции скорости

Рисунок 3 - Схема к изучению движения по конической части решета

точки на касательную: Vg = на бинормаль: Vg = v\ ■ cos/?, на нормаль: Vg = 0.

Выражения для проекций силы трения на оси координат аналогичны формулам (4) и имеют вид:

ф-R

)

v

Z,

F* =F

*■ nip nip

F" =F ■

mp v-cosp

Скорость частицы v определяется аналогично формуле (5):

^сов р )

На конической поверхности решета скорость воздушного потока снизится, при этом воздух будет проходить сквозь отверстия решета в зарешетное пространство. Следовательно, влияние силы динамического напора Р становится пренебрежимо мало и при составлении системы дифференциальных уравнений (14) это слагаемое можно исключить. Получим уравнение движения несвободной материальной точки по сепарирующей поверхности.

тф-Я = -/\-\-ф-Я,

тф' пй

■ Я = N - mg ■ вт р,

(14)

со &Р

-mg соъ р - А

N

со &Р

Из второго уравнения системы (14) выразим величину нормальной реакции опоры.

И = тф2 ■R + mg■slnP. (15)

Представим дифференциальные уравнения в более привычном виде: ф3 ■R + gф■smР

(Ф-КУ +

С05 Р

::^=-g■cosP-f

ф ■R■¡\+g■:^■smP

{ф-КУ +

(16)

со ьр

Аналогично представим решение системы дифференциальных уравнений (16) в виде разложения искомых функций в ряд Маклорена (9).

Используя программу, составленную на языке «ОВаБЮ», по вышеприведенному алгоритму, определили следующие рациональные параметры конической части сепарирующего решета: величина радиуса - Я = 0,19...0,22 м, угол полураствора конуса - Р = 12 ...16 . Подставив значения параметров в начальный момент времени при величине радиуса Я = 0,20 м и угле полураствора конуса Р = 14, получаем закон движения частицы в конической части сепарирующего решета:

'^(0=86,6^-374,1 \12 + 2157,37(3 +..., ■ 0,15-/-1,76/2 -30,14/3 +..., (17)

г{1) = 16,3-149,64/ +1294,28/2 +...

Измельченная частица гарантированно пройдет сквозь сепарирующее отверстие, если её центр тяжести (рис. 4) окажется ниже горизонтальной плоскости, проходящей через середину сепарирующего решета.

Рисунок 4 - Схема для определения размера отверстия <1от, сепарирующего решета

На измельченную частицу действует сила /% которую можно определить по следующей формуле:

^ = Д Р-Б, (18)

где ДР - разница давлений внутри сепарирующего решета и в зарешетном пространстве, Н/м2;

Под действием силы Г частица измельченного материала проходит расстояние 1=(в/2 + с1Ср/2), которое можно определить по выражению:

/ =

Время I из выражения (19) определяется следующим образом: 1 =

-т-1

тг-АР- С

(19)

(20)

Время на прохождение частицей расстояния с11т„- с1{/, находится из следующего выражения:

(21)

Приравняв правые стороны выражений (20) и (21), получаем:

( ^отв ^со )

•т-1

(22)

Для удобства расчетов массу частицы т выразим через плотность рх и тогда выражение, выглядит следующим образом:

Подставив формулу (23) в выражение (22) и проведя необходимые преобразования, окончательно получаем выражение для определения domg:

AP-dcp + 0,8 Iv^J&P ■ dcp • A (dcp + в) dome =-—-• (24)

Таким образом, получено выражение, позволяющее определить размеры отверстий сепарирующего решета dome в зависимости от требуемого модуля помола и скорости движения измельченных частиц по поверхности решета.

Подставив в формулу (24) конкретные числовые значения, определяем, что для получения модуля помола dcp=\,5..A,6 мм диаметр отверстий сепарирующего решета должен быть равен dome=5,?>.,.6,A мм.

Так как не все частицы могут двигаться по касательной к сепарирующей поверхности, рассмотрим движение измельченных частиц зерна, которые движутся ближе к центру циклона при выходе из продуктопровода в циклон-сепаратор (рис. 5).

Введём декартовую систему координат OXYZ и цилиндрическую системы координат.

Связь между этими координатами:

х = р ■ cos(& + в0), ■у = р- sin(0 + 0o), (25)

где 0а - угол поворота радиус-вектора до положения, соответствующего началу криволинейного движения в поле касательных сил от воздушного потока.

Надо учесть, что вблизи решета, в зоне шириной в, начинают действовать силы от воздушного центробежного потока, которые отклоняют частицу от первоначальной траектории, сообщая ей касательную скорость.

Из прямоугольного треугольника определим, что:

eos Qr, =

R-2в

■ в0 = arceos

R-2в

(26)

Рисунок 5 - Схема к изучению движения частиц первоначально отдаленных от сепарирующей поверхности

К-в Я-в

где 2в - ширина входного канала.

Запишем уравнения динамики в проекциях на естественные оси координат.

В начальный момент времени в радиальном направлении получаем:

v

т-

2 -COS#n

R-

-■S-sm0n

(27)

В касательном направлении:

т — -ь\пв0 = (28)

Л 2

По мере продвижения частицы в радиальном направлении к сепарирующей поверхности воздушный поток в решетном пространстве перестает действовать, в то время по касательной к траектории движения частица приобретает дополнительную скорость за счет действия центробежного потока. Траектория частицы в плоскости ОХУ отклоняется от прямолинейной.

Таким образом, к скорости V добавляется скорость уг от центробежных сил воздушного потока циклона:

¿/у, = И от"-Б-Л. (29)

Следовательно, под действием динамического потока происходит движение с ускорением и частица приобретает дополнительную скорость:

'гР-г2

V. =уг + Г """' -Б-Л. (30)

0 г° / 2т

На ширине — градиент центробежного потока в радиальном направле-4

нии не изменён, поэтому формула ускорения упрощается:

2

(31)

Однако необходимо учитывать, что абсолютная скорость частицы постоянно изменяет своё направление в пространстве.

В начальный момент времени /0=0 частица занимала положение, определяемое углом в0, радиусом К-в и имела скорость у0(рис. 6). За малый промежуток времени А? частица приобрела касательную скорость: р-х2

гТ = и """•■Б-М. (32)

Абсолютная скорость стала равной:

у^^^+^+^^^+^в)- (33)

о

Рисунок 6 - Схема для определения чаГк

Вектор скорости отклонился от первоначального направления на угол у, который определяем по теореме синусов:

а\ -

у = агсБш

• соз(#0 + с1в\

(34)

При этом в радиальном направлении частица переместится на расстояние: ¿г = у0-$т(в0+с1в)-&. (35)

В касательном направлении частица переместится на расстояние:

ДЛ = (уг + у0 ■ со§(0 + <19))-А/. (36)

По указанному алгоритму можно последовательно рассчитать скорость Уабс и траекторию точки за время движения до тех пор, пока радиальное поло-

(р 1 1 3 жение точки не станет равным I/?-—е1, т.е. точка не переместится на —в

вдоль радиуса. Далее происходит уменьшение скорости воздушного центробежного потока от значения чотн до 0,Ч„,„ вблизи стенок решета.

В этом случае касательная скорость будет определяться выражением:

Чр-у1 р-уг

уг = | ^ от"Т ■ = и от"т (37)

0 2т 2т

Причем значение скорости:

(38)

где Л, - текущий радиус положения частицы.

В полярной системе координат координаты частицы определяются углом поворота:

(39)

и радиус - вектором:

гм = г, + О? + Д5, (40)

где / - этап вычисления

В таком случае модуль радиус-вектора по теореме косинусов равен:

Д57. (41)

В результате расчетов определено, что угол у в момент столкновения частиц изменяется в пределах 19 ...39. При значениях углов у до удара, совпадающих с расчетными, частицы не будут отскакивать от поверхности решета, а продолжат скольжение по его поверхности, следовательно, рассмотренные ранее законы движения будут справедливы и для этих частиц.

В третьем разделе «ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» изложена программа экспериментальных исследований, описана методика их проведения и обработки полученных данных, применяемые приборы, измерительные устройства и оборудование, приведено описание лабораторной установки (рис. 7 а,б).

Установка состоит из камеры измельчения 1, ротора 2, вентилятора -швырялки 3, циклона-сепаратора 4, сепарирующего конуса 5, продуктопровода 6, ловушки 7, обратного продуктопровода 8, питающего бункера 9 и перегородки бункера 10. Привод ротора и вентилятора-швырялки осуществляется от трёх-

фазного асинхронного двигателя. Дробилка зерна работает следующим образом: подлежащее измельчению зерно загружается в бункер 9.

ч ШШШЯШк ШШШ

10

а - схема

б - общий вид Рисунок 7 - Лабораторная установка

При открытии задвижки зерно поступает в камеру измельчения 1, в которой получают воздушно-продуктовую смесь (дерть), состоящую из пылевидных частиц, требуемого размера и недоизмельчённых зёрен, а также различных

Готовый предуип

I

1 !

Рисунок 8 -Конические сепарирующие реше- Рисунок 9 - Способ установки сепари-та диаметром отверстий 4,6 и 8 мм рующего решета в циклоне

Полученная смесь под действием воздушного потока, создаваемого ротором 2, и всасывающего действия вентилятора-швырялки 3 поступает в камеру вентилято-ра-швырялки 3, в которой частицы смеси дополнительно ускоряются и через про-дуктопровод 6 поступают в циклон-сепаратор 4, во внутренний объём сепарирующего конуса 5, где происходит разделение дерти на частицы, достигшие необходимого размера и частицы, требующие дополнительного измельчения. Недоизмель-ченные частицы по продуктопроводу 8 поступают в камеру измельчения 1, а готовый продукт выводится из циклона-сепаратора.

При этом инородные твёрдые включения смеси, имеющие больший удельный вес, чем остальные частицы смеси, оседают в ловушке твёрдых включений 7.

Для изготовления конических сепарирующих решет использовали гладкие пробивные решёта из оцинкованной стали (ТУ 23.2.2068-89) с круглыми отверстиями диаметром 4, 6 и 8 мм (рис. 8).

Для установки сепарирующего решета, а также для последующей замены решёт, корпус циклона-сепаратора выполнен разъемным (рис. 9). В качестве критериев оптимизации рабочего процесса дробилки приняты: -остаток на сите 0 3 мм (в процентах к исходной массе продукта); - содержание целых зёрен в готовом продукте (в процентах к исходной массе), -удельные затраты энергии с учётом степени измельчения, кВтч/(тед.ст.изм);

В четвертом разделе«РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА» представлены результаты исследований, полученные в лабораторных и производственных условиях.

Для предварительной оценки влияния основных факторов на показатели рабочего процесса дробилки проведены исследования с использованием методов однофакторного эксперимента, которые показали (рис. 10), что при изменении величины подачи материала в интервале от 0,70 до 2,20 т/ч модуль помола снижается с 1,63 до 1,32 мм при этом наименьшее значение остатка на сите 0 3 мм наблюдается при подаче - 1,45 т/ч.

Р3,% б 5 4 3 2 1

<1ср,мм 1,6 1,5 1,4

1,3 1,2 1,1

\ >

.9

Э.кВт ч' (т ед.ст.чзм)

7 б 5 4 3 2

Р3,% йср ,мм

3 1,6

2,5 1,5

2 1,4

1,5 1,3

1 1,2

0,5 и

Э

3 .кВт 1/

(т ед.ст.изм)

7 6 5

4 3 2

0,70

1,45

2,20 О,т/ч

Рисунок 10 -Зависимости изменения модуля помола (1ср, остатка на

1д,мм

Рисунок 11 - Изменение модуля помола (1Ст остатка на сите Рз

сите Рз и удельных энергозатрат Э от величины подачи

и удельных энергозатратЭ в зависимости от зазора между молотком и декой При увеличении зазора между декой и молотком с 2 до 6 мм (рис. 11) значение модуля помола возрастает с 1,26 до 1,63 мм, величина остатка на сите 0 3 мм возрастает с 0,3 до 3,0 %. Величина удельных энергозатрат снижается с 5,67 до 4,82 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.).

Увеличение диаметра отверстий решета с 4 до 8 мм (рис. 12) приводит к возрастанию модуля помола с 1,15 до 2,03 мм удельные энергозатраты при этом увеличиваются с 4,82 до 6,28 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.).

(1ср ,мм 2,1 1,9 1,7 1,5 1,3 1,1

э

-------------

Э.кВт ч' (т ed.cm.uiu)

7 6 5 4 3 2

р3,% ¿ср,мм

13 2,1

11 1,9

9 1,7

7 1,5

5 1,3

3 1,1

Э

Э.кВт ч/ (т ed.cm.tavi)

7 6 5 4 3 2

Р3,% 13 11 9 7 5 3

Рнсунок 12 -

Изменение модуля помола (1ср, остатка на сите Рз и удельных энергозатрат Э в зависимости от диаметра отверстий сепарирующего конического решета

Рисунок 13 -Изменение модуля помола (1ср, остатка на сите Рз и удельных энергозатрат Э в зависимости от изменения диаметра сечения воздуховода на входе в циклон -сепаратор Уменьшение диаметра воздуховода на входе в циклон-сепаратор с 148 мм до 74 мм (рис. 13), приводит к возрастанию удельных энергозатрат с 4,82 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.) до 6,53 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.), величины модуля помола снижается с 1,63 мм до 1,24 мм.

2,2

I 2,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 диаметр отверстий сепарирующего решета с1отв, мм

-теоретическая зависимость

—о—экспериментальная зависимость Рисунок 14 - Зависимость модуля помола от диаметра отверстий сепарирующего решета решета

Для теоретических зависимостей (24) проведены исследования по влиянию величины диаметра отверстий на модуль помола, анализ полученных зависимостей показывает, что экспериментальные и теоретические зависимости (рис. 14) совпадают с вероятностью 95%.

На основании результатов однофакторных экспериментов для дальнейших исследований выбраны следующие факторы:

-зазор между молотками ротора и декой (*,); -диаметр отверстий сепарирующего решета (х2); -величина подачи исходного материала (*3); -диаметр воздуховода на входе в циклон-сепаратор дробилки (*4). Таблица 1 - Факторы и уровни варьирования

Факторы Кодированные Интервалы Уровни факто DOB

верхний (+) средний (0) нижний (-)

Зазор между молотком ротора и декой 2,), мм 2 6 4 2

Диаметр отверстий сепарирующего конического решета Ыош, мм XI 2 8 6 4

Величина подачи исходного материала <2, т/ч Хз 0,75 2,20 1,45 0,70

Диаметр воздуховода на входе в циклон дробилки Д мм Х4 37 148 Ш 74

Исследования проводились на зерне ячменя сорта Раушан влажностью 12,5... 12,9 % с эквивалентным диаметром зерна 4,53 мм.

Реализован план Бокса (В4) для четырех факторов и после обработки результатов экспериментальных исследований на персональном компьютере с помощью программы Statgraphics plus version 3.0 получены математические модели рабочего процесса. Проверку воспроизводимости опытов (однородности дисперсии) при анализе опытных данных определяли с помощью критерия Кохрена. Адекватность моделей оценивалась по /«"-критерию Фишера. Достоверность соответствия математической модели реальному процессу составила 95%.

После исключения незначимых факторов, определенных по критерию Стьюдента, математические модели приняли вид:

у{ = 2,672 + 3.816х2 + l,088jt3 + 0,90 1*2*3 + 0,83 7*3*„ ; (42)

у2 = 0,335 +1,083*2 + 0,327х3 + 0,664*2 + 0,268*2*3 - 0,268*3*4; (43)

у3 = 2,942 - 0,71 5х2 + 0,450*3 -1,150*4 + 0,742д:| - 0,416*2*3 + 0,451*2*4 -

- 0,438*3*4 + 0,807*4.

Анализ полученных математических моделей (42,43,44) показал, что на удельные энергозатраты дробилки (у3) наибольшее влияние оказывают величина подачи измельчаемого материала (*3) и диаметр воздуховода на входе в циклон-сепаратор дробилки (*4), а на содержание целых зёрен в готовом продукте (уг) и остаток на сите 0 3 мм (уО - диаметр отверстий сепарирующего конического решета (*2).

4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0

-Удельные энергозатраты

--Целые зерна в остатке ^отв>ММ

Рису нок16-Зависимость удельных энергозатрат и содержания целых зерен в готовом продукте от величины подачи н диаметра отверстий сепарирующего решета

О, мм 148,0

4,0 4,8 5,6 6,4 7,2 8,0

- Удельные энергозатраты J:

Остаток на сите Р3 ome,J

Рисунок17 - Зависимость удельных энергозатрат и остатка на сите 0 3 мм от диаметра воздуховода на входе в в циклон-сепаратор дробилки и диаметра отверстий сепарирующего решети

Q,m /ч

2,2

1,9 1,6 1,3

1,0 0,7

Рисунок15

О, т/ч ~ 2,2

4,8 5,6 6,4 7,2 8,0

- Удельные энергозатраты cl ,ММ

Остаток на aime Р. ств

- Зависимость удельных энергозатрат и остатка на сите 0 3 мм от величины подачи и диаметра отверстий сепарирующего решета

Анализ двумерных сечений показал, что наименьшее значение (рис.15) удельных энергозатрат Э=2,70 кВтч/(тед.ст.изм), при соответствии готового продукта зоотехническим требованиям по остатку на сите 0 3 мм (Р/=5%), достигается при подаче материала

0=1,52...1,96 т/ч, а диаметр отверстий сепарирующего решета должен находиться в пределах с1от= 6,6... 7,0 мм.

Из анализа двумерных сечений (рис.16) видно, что при 0=1,38... 1,82 т/ч и 4™в=5,8...6,2 мм содержание целых зерен (.т =0,3%) в готовом продукте соответствует требованиям, предъявляемым ГОСТ дня всех групп сельскохозяйственных животных удельные энергозатраты в этом случае имеют значение

Э=2,94кВт-ч/(т'ед.ст.изм.).

Анализ двумерных сечений (рис. 17) показывает, что при изменении диаметра воздуховода на входе в циклон-сепаратор дробилки 0=114,7..148мм величина удельных энергозатрат составляет Э=2,7кВт-ч/(тед.ст.изм.), диаметр отверстий сепарирующего решета ¿4ж=6,9.. .7,2мм, а остаток на сите 0 3 мм (Рз=5%).

Рисунок 19 - Производственная установка

В 2008 году в СПК «Валожикьинский» Можгинского района Удмуртской Республики проведены испытания модернизированной молотковой дробилки зерна (рис. 19) с диаметром отверстий сепарирующего решета йм

Д мм 148,0

133,2

118,4

103,6

88,8

74,0

4,0

Рисунок18

Из анализа

двумерных сечений (рис.18) видно, что при £> = 114,7...148 мм и с10т«= 6,2...6,4 мм содержание целых зерен {т = 0,3%) в готовом продукте соответствует зоотехническим требованиям, удельные энергозатраты в этом случае имеют значение Э=2,94 кВт-ч/(т-ед.сг.изм.).

Таким образом, установлены оптимальные конструктивно-технологические параметры дробилки: диаметр отверстий сепарирующего

решета - с1отв= 6,2...7,2 мм; диаметр воздуховода на входе в циклон-сепаратор £>=114,7... 148 мм; величина подачи измельчаемого материала <2 =1,52... 1,96 т/ч. При этих значениях измельченный продукт соответствует зоотехническим требованиям для всех групп животных, а величина удельных энергозатрат составляет Э=2,7...2,94 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.).

5,6 6,4 7,2

Удельные энергозатраты Целые зерна в остатке

-Зависимость удельных энергозатрат и содержания целых зерен в готовом продукте от диаметра воздуховода на входе в циклон- сепаратор дробилки и диаметра отверстий сепарирующего решета

По результатам испытаний установлено, что молотковая дробилка обеспечивает производительность Q =1,9 т/ч, измельченный продукт соответствует зоотехническим требованиям для всех групп животных, а удельные энергозатраты при этом составили Э = 2,8 кВт-ч/(тед.ст.изм.).

В пятом разделе «ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА» представлены расчеты экономической эффективности использования экспериментальной молотковой дробилки зерна в сравнении с серийно выпускаемой и сходной по техническим, технологическим и эксплуатационным показателям молотковой дробилкой КДУ - 2.

В результате расчета годовая экономия составила 31270 рублей (в ценах 2009 г.), а экономический эффект - 27520 рублей при измельчении 1533 т зерна. Срок окупаемости составил 0,48 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана конструктивно - технологическая схема дробилки зерна с сепарацией измельченного материала вне камеры измельчения (патент на полезную модель №83946), обеспечивающая качественное измельчение зерна при минимальных энергозатратах.

2. Теоретически определены значения конструктивных параметров сепарирующего решета циклона-сепаратора: величина радиуса цилиндрической части - R = 0,19...0,22 м, высота цилиндрической части - h = 0,14...0,17 м, угол полураствора конической части - р =12 ...16°. Получено выражение (24), позволяющее определить диаметр отверстий сепарирующего решета в зависимости от требуемого модуля помола. Для получения модуля помола величиной dcp = 1,5...1,6 мм (подходящего для всех групп сельскохозяйственных животных) необходимо устанавливать сепарирующее решето, диаметр отверстий которого лежит в пределах dome - 5,8...6,4 мм.

3. Получены аналитические зависимости и эмпирические модели, описывающие рабочий процесс модернизированной молотковой дробилки.

4. Экспериментально установлены оптимальные конструктивно - технологические параметры дробилки: диаметр отверстий сепарирующего решета -dom,r 6,2...7,2 мм; диаметр воздуховода на входе в циклон-сепаратор -£>=114,7.. .148 мм; величина подачи измельчаемого материала Q = 1,52...1,96 т/ч. При этих значениях измельченный продукт соответствует зоотехническим требованиям для всех групп животных, а величина удельных энергозатрат составляет Э=2,7...2,94 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.).

5. По результатам производственных испытаний модернизированной дробилки зерна установлено снижение энергоемкости процесса до 26 % по сравнению с базовым вариантом. Годовой экономический эффект составил 27520 рублей (в ценах 2009 г.) при измельчении 1533 тонн зерна. Срок окупаемости 0,48 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих научных трудах:

1. Широбоков, В.И. Модернизированная дробилка фуражного зерна / В.И. Широбоков, А.Г. Иванов, О.С. Федоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2010. - №1. - С.21 - 23.

2. Пат. №83946 Российская Федерация, МПК В 02 С 13/00, Дробилка для фуражного зерна / В.И. Широбоков, Ф.Г. Стукалин, В.А. Жигалов, В.А. Николаев, О.С. Федоров; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА - №2008141746/22; заявл.21.10.08; опубл.27.06.09, Бюл.№18-2с.: ил.

3. Fiedorov О., Turubanov N. Wstepne resultaty badan zmodernizowanego roz-drabniacza parz kdu-2 // Problemy intensyfikacji produkcji zwierzecej z uw-zglednieniem ochrony srodowiska i standardow ue: XV Miedzynarodowa kon-ferencja naukowa. - Warszawa, 2009. - S. 92 - 96.

4. Федоров, О.С. Теоретические предпосылки движения дерти по сепарирующей поверхности конического решета / О.С. Федоров, В.И. Широбоков // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: сборник докладов X Международной науч.-практ. конференции, 16-17 сен. 2008 г. - Углич, 2008. - Т.2. -С.358 -361.

5. Широбоков, В.И. Разработка конструкции циклона для сепарации дерти в дробилках зерна / В.И. Широбоков, О.С. Федоров, A.C. Фурин // Научный потенциал - аграрному производству: материалы Всероссийской науч.-практ. конф.посвященной 450-летию вхождения Удмуртии в состав России, 26 - 29 фев.2008 г. - Ижевск: Ижевская ГСХА 2008. - Т.1. - С. 231 -233.

6. Федоров, О.С. Совершенствование конструкции зерновых молотковых дробилок / О.С. Федоров // Интеллектуальные системы в производстве. -2008. - №2. - С.110 - 113.

7. Федоров, О.С. Оптимизация конструктивно - технологических параметров молотковой дробилки зерна / О.С. Федоров, В.И. Широбоков // Вестник Ижевской ГСХА. - 2009. - №3 - 4(20 - 21). - С.23 - 28.

Подписано в печать 19.03.10 г. Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №76 Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Федоров, Олег Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика концентрированных кормов и их энергетическая ценность.

1.2. Зоотехнические требования к технологии приготовления концентрированных кормов.

1.3. Обзор конструктивно-технологических схем молотковых дробилок. ^

1.4. Обзор конструкций циклонов.

1.5. Обзор конструкций сепарирующих поверхностей.

1.6. Способы сепарации измельчаемого материала вне дробильной камеры.

1.7. Обзор научных работ по исследованиям процессов измельчения зерна.

1.8. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕПАРИРУЮЩЕГО РЕШЕТА.

2.1. Конструктивно-технологическая схема модели циклона-сепаратора молотковой дробилки зерна. ^

2.2. Исследование движения частицы материала в цилиндрической части сепарирующего решета.

2.3. Исследование движения частицы материала в конической части сепарирующего решета.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Методика экспериментальных исследований.

3.2.1. Приборы и аппаратура.

3.2.2. Лабораторная установка.

3.2.3. Определение основных показателей процесса измельчения зерна в дробилке кормов.

3.2.4. Выбор критериев оптимизации.

3.2.5. Методика определения физико-механических и технологических свойств измельчаемого зерна.

3.2.6. Методика проведения многофакторного эксперимента.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДРОБИЛКИ ЗЕРНА.

4.1. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров на рабочий процесс дробилки. ^

4.1.1. Исследование влияния величины подачи исходного материала на показатели рабочего процесса дробилки. ^

4.1.2. Влияние зазора между молотками и декой на показатели рабочего процесса дробилки. ^

4.1.3. Влияние диаметра отверстий сепарирующего конического решета на гранулометрический состав готового продукта.

4.1.4. Исследование влияния диаметра отверстий цилиндрической части решета на рабочий процесс дробилки.

4.1.5. Исследование влияния диаметра впускного воздуховода на рабочий процесс дробилки.^

4.2. Оптимизация параметров рабочего процесса дробилки кормов.

4.3. Результаты производственных испытаний.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ДРОБИЛКИ КОРМОВ.

Введение 2010 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Федоров, Олег Сергеевич

Обеспечение потребностей животноводческой отрасли страны собственными высококачественными кормами является одной из важнейших задач отечественного сельскохозяйственного производства.

Решение этой задачи во многом зависит от уровня технических средств и способов переработки зерна. Эффективное и своевременное проведение этой технологической операции снижает потери и себестоимость приготовления кормов. В последнее время Российская промышленность резко сократила выпуск технических средств для отрасли животноводства, большинство из них закупается в странах ближнего и дальнего зарубежья, при этом поставляемое оборудование не в полной мере соответствует потребностям конкретного предприятия [111].

В Российской Федерации на кормовые цели расходуется до 50 млн.т. фуражного зерна [2]. Основными машинами для измельчения зерна в комбикормовой промышленности и сельскохозяйственных предприятиях являются молотковые дробилки. В инженерном отношении изучение процесса измельчения зерна имеет важное значение, так как эта операция является наиболее энергоёмкой и дорогостоящей.

Цель исследования. Целью работы является повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путём совершенствования способа сепарации воздушно-продуктовой смеси в циклоне-сепараторе.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны технологические процессы измельчения зерна в дробилке и сепарации дерти в циклоне-сепараторе.

Предмет исследования. Технологический процесс измельчения зерна и сепарации дерти.

Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований использованы стандартные и разработанные нами методики с применением физического и математического моделирования. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с действующими ГОСТами с использованием теории многофакторного эксперимента. Результаты экспериментов обрабатывались при помощи пакетов стандартных компьютерных программ «Excel», «MathCAD», «Statgraphics 3.0».

Научная новизна работы заключается в следующем:

-обоснована конструктивно-технологическая схема дробилки зерна с циклоном-сепаратором (патент на полезную модель РФ № 83946);

- получены аналитические зависимости, позволяющие определить параметры сепарирующего решета в зависимости от требуемого размера измельченных частиц;

- получены эмпирические модели, позволяющие оптимизировать конструктивно-технологические параметры модернизированной молотковой дробилки зерна, обеспечивающей получение готового продукта, соответствующего зоотехническим требованиям для всех групп сельскохозяйственных животных, при минимальных энергозатратах.

Достоверность основных выводов подтверждена экспериментальными исследованиями, положительными результатами приемочных испытаний и эксплуатации опытного образца молотковой дробилки зерна в СПК "Валожикьинский".

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Проведенные исследования позволили усовершенствовать дробилку зерна, обладающую высоким качеством выполнения технологического процесса, низким удельным расходом энергии и обеспечивающую производительность до 2 т/ч.

Результаты могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями.

Опытный образец машины внедрён в СПК "Валожикьинский" Можгинского района Удмуртской Республики.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительные отзывы: на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА в 2008-2010 гг.; на X Международной конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве» (г. Углич 16.09 - 17.09.08г.); на VIII выставке-сессии инновационных проектов республиканского молодёжного форума (г. Ижевск 15.10 - 16.10.09г.). Проект удостоен диплома первой степени.

По материалам исследований опубликовано семь научных работ, в том числе получен патент РФ на полезную модель.

На защиту выносятся следующие положения:

-конструктивно - технологическая схема дробилки зерна с циклоном -сепаратором;

-теоретическое обоснование параметров циклона - сепаратора;

-оптимальные конструктивно-технологические параметры модернизированной молотковой дробилки зерна;

-результаты производственных испытаний дробилки с циклоном -сепаратором, её энергетическая и экономическая эффективность.

Автор считает необходимым отметить, что экспериментальные исследования молотковой дробилки зерна проведены под руководством кандидата технических наук, доцента В.И. Широбокова и при участии инженеров кафедры «Ремонт машин и технология конструкционных материалов» ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА и выражает им глубокую благодарность.

Заключение диссертация на тему "Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путем совершенствования способа сепарации"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана конструктивно - технологическая схема дробилки зерна с сепарацией измельченного материала вне камеры измельчения (патент на полезную модель №83946), обеспечивающая качественное измельчение зерна при минимальных энергозатратах.

2. Теоретически определены значения конструктивных параметров сепарирующего решета циклона-сепаратора: величина радиуса цилиндрической части ~ Я = 0,19.0,22 м, высота цилиндрической части — h = 0,14.0,17 м, угол полураствора конической части - /?=12.16. Получено выражение (2.29), позволяющее определить диаметр отверстий сепарирующего решета в зависимости от требуемого модуля помола. Для получения модуля помола величиной dcp - 1,5. 1,6 мм (подходящего для всех групп сельскохозяйственных животных) необходимо устанавливать сепарирующее решето, диаметр отверстий которого лежит в пределах dome — 5,8.6,4 мм.

3. Получены аналитические зависимости и эмпирические модели, описывающие рабочий процесс модернизированной молотковой дробилки.

4. Экспериментально установлены оптимальные конструктивно -технологические параметры дробилки: диаметр отверстий сепарирующего решета - dome= 6,2.7,2 мм; диаметр воздуховода на входе в циклон-сепаратор — ZD=114,7—148 мм; величина подачи измельчаемого материала Q = 1,52. 1,96 т/ч. При этих значениях измельченный продукт соответствует зоотехническим требованиям для всех групп животных, а величина удельных энергозатрат составляет Э=2,7.2,94 кВт-ч/(т-ед.ст.изм.).

5. По результатам производственных испытаний модернизированной дробилки зерна установлено снижение энергоемкости процесса до 26 % по сравнению с базовым вариантом. Годовой экономический эффект составил 27520 рублей (в ценах 2009 г.) при измельчении 1533 тонн зерна. Срок окупаемости 0,48 года.

Библиография Федоров, Олег Сергеевич, диссертация по теме Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1. Алёшкин, В.Р. Механизация животноводства / Алёшкин В.Р., Рощин П.М. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1993. - 319 с.

2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. -283 с.

3. Алиев, Т.А. Экспериментальный анализ / Т.А. Алиев. М.: Машиностроение, 1991. -272 с.

4. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. / И.И. Артоболевский - М.: Наука, 1988. - 640 с.

5. Алёшкин, В.Р. Повышение эффективности процесса и технических средств механизации измельчения кормов: Дис. .д-ра техн. наук / В.Р. Алёшкин. С. Петербург - Пушкин, 1995. - 446 с.

6. Березовский, A.A. Подготовка и хранение кормов / Березовский A.A., Автомонов И.Я., Девяткин А.И. М.: Колос, 1965. - 311 с.

7. Белянчиков, H.H. Механизация технологических процессов / H.H. Белянчиков. М.: Агропромиздат, 1989. - 400 с.

8. Ю.Бурков, А.И. Зерноочистительные машины / А.И. Бурков, Н.П. Сычугов. -Киров: НИИСХ Северо Востока, 2000. - 261 с.

9. П.Веселов, С.А. Вентиляционные и аспирационные установки предприятий хлебопродуктов: учеб.пособие / С.А. Веселов, В.Ф. Веденьев. М.: КолосС, 2004. - 240с.

10. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин,3-е изд — М.: Колос, 1973. -199 с.

11. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей: учеб. для вузов, 6-е изд. стер. / Е.С. Вентцель М.: Высш. шк., 1999. - 576 е.: ил.

12. ГОСТ 9267-68. Комбикорма-концентраты для свиней. Технические условия. Переиздание с изменениями. -М.: Изд-во стандартов, 1993. 6 с.

13. ГОСТ 9268-90. Комбикорма-концентраты для крупного рогатого скота. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 10 с.

14. ГОСТ 18221-72. Комбикорма полнорационные для сельскохозяйственной птицы. Технические условия. Переиздание с изменениями. — М.: Изд-во стандартов, 1991. — 13 с.

15. ГОСТ 28098-89. Дробилки кормов молотковые. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 2 с.

16. ГОСТ 10199-81. Комбикорма-концентраты для овец. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 6 с.

17. ГОСТ 13299-71. Комбикорма-концентраты для поросят-сосунов. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 6 с.

18. ГОСТ 21055-96. Комбикорма полнорационные для беконного откорма свиней. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 9 с.

19. ГОСТ 24055-88 ГОСТ 24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 1988. -46 с.

20. ГОСТ 23728-88. Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 25 с.

21. ГОСТ 13496.8-72 Комбикорма. Методы определения крупности размола и содержания неразмолотых семян культурных и дикорастущих растений. Изменённая редакция. М.: Изд-во стандартов, 1989.

22. ГОСТ Р 51419-99 (ИСО 6498-98) Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Подготовка испытуемых проб. Переиздание. —М.: Изд-во стандартов, 2002.

23. ГОСТ 13496.0-80 Комбикорма. Часть 4. Корма. Комбикорма. Комбикормовое сырьё. Методы анализа. Изменённая редакция. М.: Изд-во стандартов, 2002.

24. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам. М.: Изд-во стандартов, 2001. — 26 с.

25. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения.-М. :Изд-во стандартов, 1980.-18 с.

26. ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления М.:Изд-во стандартов,2004. -47 с.

27. Глебов, Л.А. Гранулометрический состав измельченного зерна / Л.А. Глебов, Г.Р.Гамзаев //Комбикормовая промышленность.-1997.-№ 8.- С. 15.

28. Горячкин В.П.Собрание сочинений / В.П.Горячкин. М.: Колос,1968-Т.1-3.

29. Галицкий, P.P. Оборудование зерноперерабатывающих предприятий / P.P. Галицкий. -М.: Агропромиздат, 1990. 215 с.

30. Галицкий, P.P. Оборудование зерноперерабатывающих предприятий / P.P. Галицкий, М.З. Рудой. М.: Колос, 1978. - 319 с.

31. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах / В.Дюк. СПб.: Питер, 1997.-240 с.

32. Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: учеб.пособие / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. -М.: Высш.шк., 1986.-415 с.

33. Дзядзио, A.M. Вентиляционные установки зерноперерабатывающих предприятий / A.M. Дзядзио, 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Колос, 1974400 с.

34. Денисенко, Н.И. Повышение долговечности молотков дробилок конструктивно-технологическими методами / Н.И. Денисенко, А.П. Потамошнев // Исследование и конструирование машин и оборудования для животноводства. 1988. - Т. 13. - С. 92 - 97.

35. Егорченков, М.И. Кормоцехи животноводческих ферм / М.И.Егорченков, Н.Г. Шамов. -М.: Колос, 1983.- 175 с.

36. Егоров, Г.А. Технология и оборудование мукомольной, крупяной и комбикормовой промышленности / Г.А. Егоров, Я.Ф. Мартыненко., Т.П. Петренко. М.: Издательский комплекс МГАПП, 1996. - С. 20 - 36.

37. Жислин, Я.М. Оборудование для производства комбикормов, обогатительных смесей, премиксов / Я.М. Жислин 2-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1981. - 319 с.

38. Кошелев, А.Н. Производство комбикормов и кормовых смесей / А.Н.Кошелев, Л.А.Глебов. -М.: Агропромиздат, 1986. 176 с.

39. Кулаковский, И.В. Машины и оборудование для приготовления кормов: Справочник / И.В.Кулаковский, Ф.С.Кирпичников, Е.И.Резник. М.: Россельхозиздат, 1987. - Ч. 1. - 288 с.

40. Кулик, Г.В. Справочник по планированию и экономике сельскохозяйственного производства / Г.В.Кулик, H.A. Окунь, Ю.М.Пехтерев. -М.: Россельхозиздат, 1983. -497с.

41. Кукта, Г.М. Технология переработки и приготовления кормов / Кукта Г.М. -М.: Колос, 1978.-240 с.51 .Кукта, Г. М. Машины и оборудование для приготовления кормов / Кукта Г. М. -М.: Агропромиздат, 1987.-303 с.

42. Кулаковский, И.В. Машины и оборудование для приготовления кормов: Справочник / И.В. Кулаковский, Ф.С. Кирпичников, Е.И. Резник. М.: Россельхозиздат, 1988. - 4.2. - 286 с.

43. Карлов, М.Е. Сельскохозяйственные машины: учеб.пособие / М.Е.Карлов. Ижевск: Удмуртия, 1972. - 443 с.

44. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо — Восточного региона Европейской части России на 2002-2010 гг. Киров: НИИСХ Северо -Востока, 2002. - 80 с.

45. Лисовский, И.В. Заготовка витаминных кормов / И.В. Лисовский. — Л.: Лениздат,1974. 272 с.

46. Лисовский, И.В. Заготовка витаминных кормов / И.В.Лисовский. -Л. :Лениздат, 1969. 232 с.

47. Лобановский, Г.А. Кормоцехи на фермах / Г.А. Лобановский. М.: Колос, 1971.-311 с.

48. Ломов, В.И. Разработка и исследование кормодробилки с перфорированным ротором: Автореф. дис. канд. техн. наук / В.И.Ломов. -Ленинград Пушкин, 1981. - 16 с.

49. Ломов, В.И. Результаты испытаний дробилки с перфорированным ротором / В.И. Ломов // Механизация и автоматизация технологических процессов в животноводстве: Сб. науч. тр. ВНИИМЖ. Подольск, 1997. -Т. 5 ч. 1.-С. 95-101.

50. Мельников, C.B. Механизация и автоматизация животноводческих ферм: учебн. для вузов / C.B. Мельников. Л.: Колос, 1978. - 560 с.

51. Механизация животноводства / под ред. C.B. Мельникова. М.: Агропромиздат, 1985. - 336 с.

52. Механизация и технология производства продукции животноводства /В.Г. Коба и др.. М.: Колос, 1999. - 528 с.

53. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В.Мельников, В.Р.Алешкин, П.М.Рощин. Л.: Колос, 1980. - 168 с.

54. Мянд, А.Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты / А.Э.Мянд. -М.: Машиностроение, 1970.-С. 105.231.

55. Мохнаткин, В.Г. Обоснование эффективности двухстадийного измельчения зерна в молотковых дробилках / В.Г. Мохнаткин // Механизация процессов в животноводстве и кормопроизводстве: Сб. науч. тр.-Пермь, 1983.-С. 26.29.

56. Малогабаритная дробилка для измельчения фуражного зерна ДЗ-Ф-2: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. — Слободской, 1996.-41с.

57. Механизация животноводческих ферм / C.B. Мельников и др. М.: Колос, 1969.-440 с.

58. Мельников, C.B. Расход энергии на создание воздушного потока ротором дробилки / C.B. Мельников, Ф.С. Кирпичников // Записки ЛСХИ. Л.Пушкин, 1976. - Т. 290. - С. 16 - 24.

59. Никитин, H. Н. Курс теоретической механики / H. Н. Никитин. М.: Высш. шк., 1990.-607 с.

60. Организация металлургического эксперимента / Под ред. В.В. Дембовского. М.: Металлургия, 1993. - 256 с.

61. Пилипенко, А.Н., Механизация переработки и приготовления кормов в личных подсобных хозяйствах / А.Н. Пилипенко. М.: Росагропромиздат, 1989.- 144 с.

62. Производство и использование полнорационных кормовых смесей. М.: Колос, 1976.-192 с.

63. Пат.№2287371 Российская Федерация, МПК В02С13/04. Молотковая дробилка / Коношин И.В., Звеков A.B.; заявитель и патентообладатель Орловский государственный аграрный университет № 2005109616/13; заявл. 04.04.05; опубл. 20.11.06, Бюл. № 35

64. Палкин, A.B. Повышение эффективности функционирования безрешетной дробилки кормов: дис. . канд. техн. наук / А.В.Палкин. Киров, 2000 -160 с.

65. Прищеп, Л.Г. Учебник сельского электрика / Л.Г. Прищеп. М.: Агропромиздат, 1986. - 509 с.

66. Практикум по сельскохозяйственным машинам : учеб. пособие для с.-х. вузов / А.И. Любимов и др.. Москва: Колос, 1971. - 204 с.

67. Производство комбикормов и кормовых смесей в хозяйствах / Л.И.Кропп и др.. М.: Колос, 1977. - 213 с.

68. Рубанов, А.И. Методические указания по применению математических методов планирования эксперимента в сельском хозяйстве / И.А. Рубанов, H.H. Михайлов, A.A. Тимохина. М.: Колос, 1973. - 40 с.

69. Румшинский, А.З. Математическая обработка результатов эксперимента / А.З. Румшинский. М.: Наука, 1971. - 192 с.

70. Сысуев, В.А. Кормоприготовительные машины. В 2 т. Т. 1. Теория, разработка, эксперимент / В.А. Сысуев, A.B. Алешкин, П.А. Савиных. — Киров.: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2008. 640 с.

71. Савиных, П.А. Повышение эффективности функционирования технологических линий приготовления и раздачи кормов путем совершенствования процессов и средств механизации: дис. . д-ра техн. наук / П.А. Савиных. Киров, 1999 - 505 с.

72. Стукалин, Ф.Г. Микроконтроллерная система управления молотковой дробилкой / Ф.Г. Стукалин, В.И.Широбоков, В.А.Николаев, В.А. Жигалов // Материалы IX международной научно-практической конференции, 1920 сентября 2006г. Углич,2006г. - С. 548 - 552.

73. Стукалин, Ф.Г. Циклон-сепаратор / Ф.Г. Стукалин, В.И Широбоков, В.А. Николаев // Материалы XIX научно-практической конференции Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. Ижевск: «ШЕП», 1999.

74. Синещеков, А.Д. Эффективное использование кормов / А.Д.Синещеков, A.B. Тимановский. -М.: Колос, 1967. 143 с.

75. Справочник по кормопроизводству / под ред. М.А. Смурыгина. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985. - 413 с.

76. Савиных, П.А. Результаты экспериментальных исследований дробилки зерна с торцевой сепарирующей поверхностью / П.А. Савиных, Н.В. Турубанов, Д.Г. Лодыгин // Техника в сельском хозяйстве. 2008. — №6. — С. 19-20.

77. Савиных, П.А. Модернизация дробилки зерна с дека-решетом / П.А. Савиных, Н.В. Турубанов, B.JI. Касьянов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2008. - №11. - С. 24 - 26.

78. Сысуев, В.А. Энергосберегающие машины и оборудование для кормоприготовления / В.А.Сысуев. Киров: НИИСХ Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого, 1999. - 290 с.

79. Средства механизации промышленного животноводства : учеб. пособие / под ред. В.Д. Шеповалова. М.: Колос,1981. - 255 с.

80. Сыроватка, В.И. Работа молотковых дробилок / В.И.Сыроватка // Механизация и электрификация сельского хозяйства: Материалы конф. молодых ученых. М.: Колос, 1968. - Вып. 1. - С. 202 - 211.

81. Сапожников, М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций / М.Я. Сапожников. — М.: Высшая школа, 1971.-С. 84-87.

82. Сыроватка, В.И. Производство комбикормов в хозяйствах / В.И. Сыроватка, С.Г. Карташов. М.: Росагропромиздат, 1991. - 39 с.

83. Сыроватка, В.И. Производство комбикормов в колхозах и совхозах / В.И. Сыроватка. — М.: Россельхозиздат, 1976. 62 с.

84. Сыроватка, В.И. Эффективное измельчение фуражного зерна в дробилках / В.И. Сыроватка // Зоотехния. 1991. - № 11. - С. 67 - 70.

85. ЮЗ.Сечкин, B.C. Заготовка и приготовление кормов в Нечерноземье: Справочник / B.C. Сечкин, JI.A. Сулима, В.П. Белов и др. 2-е изд. Перераб. и доп. - JL: Агропромиздат, 1988. - 480 с.

86. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов / И.М. Бронштейн, К.А. Семедяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

87. Селетков, С.Г. Соискателю ученой степени / С.Г. Селетков. 3-е изд., перераб. и доп. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. - 192 с.

88. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: учебник / под ред. Е.С.Босой М.: Машиностроение, 1978. - 568 с.

89. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: учеб. для вузов. 12-е изд., стер. / С.М. Тарг. - М.: Высшая школа, 2002. - 416 с.

90. Тихомиров, A.B. Задачи и перспективные направления энергосбережения в сельском хозяйстве / A.B. Тихомиров // Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России: Материалы науч.-практ. конф.ГОСНИТИ 15-17октября1996 г-М., 1997- С.117 -124.

91. Усов, В.В. Исследование влияния расстановки молотков на показатели 4 дробилок типа КДУ-2 / В.В. Усов, А.Г. Филиппова // Вопросы механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.-1972. -№16. С.241 -245.

92. Ш.Федоров, О.С. Совершенствование конструкции зерновых молотковых дробилок / О.С. Федоров // Интеллектуальные системы в производстве. -2008.-№2.-С.1Ю- 113.

93. ПЗ.Фирсов, М.М. Планирование эксперимента при создании сельскохозяйственной техники / М.М. Фирсов.-М.: МСХА, 1999 129 с.

94. Халтурин, B.C. Совершенствование конструктивных и технологических параметров молотковой дробилки зерна с колосниковой решеткой: дис.канд. техн. наук / B.C. Халтурин. Киров, 1998. - 196 с.

95. Хусид, С.Д. Измельчение зерна / С.Д.Хусид. М.: Хлебоиздат,1958.-248 с.

96. Храпач, В.Е. Экспериментально-теоретическое обоснование технологического процесса измельчения зерна и параметров молотковой дробилки открытого типа: Автореферат дис.канд. техн. наук / В.Е. Храпач. Киев, 1983. -21 с.

97. Центробежный измельчитель / В.Труфанов и др. // Сельский механизатор. 2008. - №4. - С.40.

98. Штокман, Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности / Е.А. Штокман, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат,1989. - 312 с.

99. Юдин, М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов: Монография / М.И.Юдин. Краснодар: КГАУ, 2004. - 239с.

100. Henderson S.M., Hansen R.C. Farm grain communication: Hammer mill and bur mil performance analyzed.//Transactions of theASAE,-1969.-P.339 -402.

101. Sebestuen E.J. Grinding of animal feeding stuffs. // Journal of Flaut and Animal Feed Milling, May,- 1974.

102. Sysuev V., Savinyh P., Halturin V. Optymalizacja warunkow pracy rozdrabniacza ziarna DZ-1 // Ekologiczne aspekty mechanizacji nawozenia, ochrony roslin i uprawy gleby: V Miedzynarodove sympozjum. Warszawa, 1998.-S. 253-259.

103. Latimier I. Le blu humide ensile: des résultats positifs a affiner.// Elevage porcin. 1984. - T. 138. - P. 37 - 39.