автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы измельчителя-смесителя кормов

САРАТОВСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА им. М.И.КШНКНА

На првнах рукописи

КАКАБАЕВ Оээзгелде

УДК 631.363.7:635,085

• ■ '

- ' . - у .

ПОВЫШЕНИЕ ЗИЕКГИШОСТИ РАБОТЫ ИЗМаЛЬЧИТЕЛЯ~С!®ОТТШ ШРШВ'

Сшщиачьноеть 05.20.01 Мзхашзеция , .оальскохозяйэтаенного производства

АВТОРВФЕРАТ лиооэртации на ооаснвнив ученой отвпе^ кандидата техпи'чэокяк яэуи

Саратов- 1992

Робота выполнена на кафедре "Механизация вивотновод-чооюпс ферм" Саратовского ордена "Знак Почета" инотитута механизации вельского хозяйотва имени М.И.Калишна.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Ш1 В.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, . " професоор КУЦЫЕ Л.М.

кандидат технических.наук, . доцент-Р0МАЗАН0В Л.Н. ... . *

Ведущее.предприятие - Всероссийский.научно-исследовательский и. про'ектно-технсшогича-- , ский институт механизации и. электрификации сельского хозяй-- ,. . отва (ШИИШИМЭСХ) г. Зерноград.

Запита диссертации состоится 24 апреля 1592 года в . 12 чаоов на заседании опецзалиаированного.Совета К.120,,04.01 в Саратовском, ордена.. "Знак Почета". Ештитуте механизации сельского хозяйства, им. ЫЛЬКал-азна по адресу: 410740, г. Саратов, ул.Советйкея, 60.

•С диссертацией ыокно оБНакоматьоя в библиотеке института.

Автореферат равоолаа " аХ» мига 1992 года.

Ученый оехфотарь ....•'.'. специализированного Совала, . кандкдат техничзоких наук,

. доцент / ^ С.А.И32ЕНХ0

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальнооть темы. Животноводство - важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства. Удельный вес продукции швотноводства в денекном выравании составляет около половины всей валовой продукции оельокого хозяйства, а в районах интенсивного животноводства - более 60 %. Животноводство дает цента продукты питания, а также оырьэ для легкой и пищевой промышленности. ' .

Основой подъема животноводства остаются корма. В дела укрепления и развития кормовой базы, путем внедрения прогрессивных технологий заготовки, приготовления и использования кормов, ванная роль принадлевит кормоизмельчительным и смесительным машинам. Эти машины применяются при производства полноценных кормовых омэсей. Операции измельчения и смешивания позволяют повноить повдаемооть, переваримость и питательность кормов, в следовательно, и эффективность от их использования.

Получение доброкачественных полноценных кормовых омесей неразрывно связано о правильностью проведения технологии их приготовления. При этом оуиеотвенную роль имопг энергоемкость приготовления кормоомеои. В целях уменьшения энергоемкости технологического процесса приготовления кормосмеси, большинство кормоцехов попользуют машины, оовмеиакше измельчение и смешивание. В кормоцехах, испольаугцих измельчители-смесители, благодаря совмещению двух спе^зций одновременно в одной машине, энергоемкооть значительно уменьшается по орввнению о другими кормоцехами, которые попользуют разные машины на измельчение и на смешивание.

Исследованию измельчителей-смесителей посвящены работы

многих авторов, которые дали ценные рекомендации по улучшению технологических и других.параматроз измальчителей-смзои-телай , попользуемте а состава кормоцехов.

Однако, ив-за несовершенства рабочего процесса, применяемых измэльчителай-сыасителай их энергоемкость процесса одновременного доизмэльченшг и смешивания кормов остается, высокой, а качестиеяныа показатели не всегда удовлетворяют зоотребованиям.. ... -

В связи о этим, улучшение качественных показателей приготавливаемых кормосмеоей и уменьшение энергоемкости рабочего процесса измельчителей-смесителей кормов является задачей актуально!:..

■ Цоль исследований - .говшшпе эффективности рабочего процесса кзмельчителя-скаоителя кормов непрерывного действия за счет совершэЕствоаашш его рабочего процасоа, конструк-тивно-ракимных и тахЕологаческих параметров;

. Объект исследований - рабочий' процесс, предлоаашой конструкции измальщгела-омэол^шш'кормов о криволинейными зубчатыми вошзя'.д о ..¿Эдной НЕпраашвдай горловиной.

Мотодикч исследований. Теоратвчеокне исследования выполнялись на основе Еодааьарвашл катодов 'математики, теоретической механики, ^тавга'ва^шга^шш. ■.''••

Экотариментальнне иссдедрвшшя проводились как о использованием классического метода, таг. и теории мвогофактор-ных экспериментов, с поохелувсиЕ опищизациеЙ рабочаго про-ядсса'путем решвшшкошромаоошх. 8адач методом двумерных сечений. Результаты опытов обрзбатгеалиоь о использованием вычислительной машины "Ямаха МС-Х2". '

- 5 - ■

Научная новизна. Дано математическое ошоание кривизны но нее й и их рабочего процесса.

Получены аналитические, вырааения для расчета технологических, конструктивно-решмных и энерготичеоких показателей измельчителя-смесителя кормов. .

. В результате многофакторных экспериментов выявлена' степень влияния различных факторов на критерии оптимизации, при этом получены математические, модели, адекватно описывающие процесо измельчения и смешивания кормов криволинейными зубчатыми нокаш.и. противорезами. треугольной формы» . .... Практическая ценность работай реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, техндчеоксэ решение по авторскому овидетель-•отву В 1563529, полученные в результата работы над диссертацией, положены в основу"при создании опытного образца из-мельчителя-омеоителя кормов непрерывного дейотвия. Разработаны рабочие, черте.ш. машины и методика расчета °е основных параметров. Опытный образец измельчителя-смесителя испытан в колхоза "Туркменистан" Тахтинокого района Ташаузской области Туркменистана. Прбдиагаемый.лзмельчитель-смеситель; кормов внедрен в трех различных.хозяйствах Ташаузской области. ... - •

Апробация. Результаты иооледований долокены и одобрены на научно-практичеокой конференции молодых ученых и специалистов в г. Алма-Ате' в 1989 г., областных научно-практических конференциях в 1989...1991 гг. в г. Чарджо;, в 1990 г. в г. Тс 1аузе, научно-техничеоких конференциях Саратовского ордена."Знак Почата" института механизации сельского хозяйства им. М.И.Калинина в 1987...1991 , на раоши-

равном заоедании кафедры механизации кивотноьодчеоких ферм СИКЗХ в 1992 г..

'Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 нечетных работах, в том числе в.описании авторокого свидетельства на изобретение № 1563629.

Структура и объем работы. Диосертация включает 8 разделов, общие выводы, список попользованной литературы и прило-кения. _ ■

Работа излокена на 167 страницах машинописного текота, содерЕит 6 таблиц, 22 рисунка и .9 приложений. Список использованной литературы включает 154 наименований, из них 2 на иностранном языке.

СЮДЕРШКЕ РАБОТЫ

Бо введении обоснована актуальность работы и излогены научные-полокения, которые выносятся на эащиту.

Во второй главе "Состояние вопроса, цоль и задачи исследований" проведены сведения об эффективности скаршшвания крупному рогатому скоту полнорациопных кормосмеоей, изложены зоотехнические требования на -ах приготовление и влияние физико-механических овоЁРтв корцов на технологический процесо их приготовяевая; Предотавлев анализ технологических линий приготовления нормоомвоей и выявлены из.них наиболее рациональные с использованием изкальч^галей-смэ^ителай.

Анализ измальтатедей-оыеозшхяай кормов и разработанная их классификация .превышав уотетознкь, зто наиболее перспективным для : ооу.адотвдения процаооа одновременного доизмельче-ния'и смешивания кормов является измельчитель-смеситель вер-_ тикального ~ типа о ном вши рабочими .^ргенеми и противорёзами.

. Анализ исследований рабочего процесса измельчителей-смесителей кормов, проведенных И.А.Улановым, Г.М.Куктой, Б.В.Кононовш,. В.И.Передней,. В.А.Жабко, О.А.Еобер, А.И.Влаз-навыгл, А.Л.Башковым, А.К.Цейтлером и. другими авторами позволила получить ценные рекомендации'по совершенствовании рабочего процесса этих машин. -.

Однако. выполненные исследования недостаточно'учитывают влияние конструктивных парзеэтров и технологической схемы рабочего процесса на' критерии' оггпшизации измельчителе й- см а -сителей кормов., • ..'.'*-:'■'-'

Исходя из результатов анализа литературных материалов, и в соответствии о поставленной цэльи диссертации в задачи исследований входило:'. ■.

- на основании анализа литературных материалов, с учетом предлокенного технического решения, обосновать модернизацию измельчятеля-смеоителя кормов;

- выполнить теоретический анализ усовершенствованного измельчителя-смесителя кормов и получить- аналитические зыра-аения для расчета его параметров;

- на основе модернизации охемы измельчителя-смесителя

и результатов теоретических исследований создать экспериментальный образец и опытным путем подтвердить ооновнче теоретические предпслоаения и оптимизировать его ооновные параметры;

- изучить работу модернизированного измвльчителя-сме-сителя кормов в хозяйственных условиях, дать экс -омическую оценку его использования и обеспечить реализацию результатов исследований в производстве.

3 третьей главе "Модернизация конструкции измельчителя-

смесителя кормов" приводится обоснование и описание конструктивно-технологической схемы машины.

Измэльчиталь-смвситель (рио. I) состоит из корпуса I, над которым установлена кастко связанная о ним направляющая горловина в форме усеченного конуоа 2. Сверху ротора 6 установлен колпак-разбрасыватель 3, нике которого симметрично относительно оси вращения расположены поярусно криволинейные зубчатые но®! 4 с зубьями, на-правлэнными от средней их части в разные стороны и о радиусом вра- . кения, равным расстоянию от оои вращения до основания противорезов 5 треугольной формы. В ниакей чаоти рабочей камеры имеется выгрузное окно 7 и на ротора 6 установлен вантилятор-швырялка 8 о общим приводом 9, а в ораднай чаоти корпуса I снаруш на уровне противорезов 5 установлены црувины' 10 для удержания противорезов в рабочем положении, защищенных кошухаш . II. .

Измельчитель-смеситель работает следующим образом. Корм поступает в направляющую горловину 2, которая собирает его к центру на колпак-разбраакватель 3,.который отбрасывает его в зону действия новей 4 и .противорезов 5. При этом корм более равномерным слоем распределяется в рабочей намерз, взаимодействуя о ножами 4 и противсрезами 5,-этому способствует и кривизна ноеой с ' распояоиешшмя ,на шх еубьямз, ока ко способствует и разуплотнению корма в периферийной чаоти рабочей каморы. Такая конструктивная особенность полоштельншз образом окапывается на качества измельчения, смешивания.и особенно, на Уошшшии энергоемкости рабочого процесса машины.. й '■'■ •'"•'■•-'* ;./•

Измельченный и шрембпепЕнц корм под действием сия гравитации и всасывавшего воздушного потока вентилятора-сшырядки 8 попадает на ее лопасти и отбрасывается в&порным воздушным потоком и центро-, бекными-силами в выгрузное о$во 7» \ л; г

В четвертой главе "Теоретическое обоснование ооновных конот-

Рис. I. Конструктивно-технологическая схема измельчителя-смеоителя кормов:

I - корпус; 2- направляющая горловина; 3 - колпак-разбрасыватель; 4 - криволинейные зубчатые.ноки; 5 - противорезы; 6 - ротор; 7 - выгрузное окно; 8 - вентилятор-швырялка; 9 - цривод; 10 - Друнины; II - кокух.

руктивно-технологичаских параметров йзмельчителя-смэсителя кормов" приводится обоснование основных параметров машины. Радиуо ниянего отверстия напранлящей горловины определяется, исходя из пропускной опособнооти машины.

Лтр

(I)

где

* (к, +31) +

К - коэффициент, учитывающий оукение потока корма; Птр- производительность машины, т/ч: д - ускорение свободного падения, м/с2; А, - расстояние от нижнего оечения направляющей горловины до уровня оси верхнего барабана трэнопо-тера, м;

- радиут верхнего барабана транспортера с учетом толщины чанты, м;

&т - скорость ленты транспортера, и/о;

- угол наклона транспортера к горизонту, град.

- 10 -

В цэлях ушнъшекия усилия резания, следовательно и мощности на рабочий процесс, йога ротора долнзш изготавливаться такими, . чтобы при работе измельчителя-смесителя корйов, по всей длине режущей кромки нока происходило рэзание материала со сколькешам. При этом угол скольжения.£ .дат любого радиусаН рабочей камеры остается постоянным (рис. 2). При элементарном приращении поляр-, ного угла в на величину ¿9 , радиус-вектор изменяется на величину сШ . Значения мошо определить,'иоходя из рис. 2, как

Разделяя переменные и интегрируя, получим

или

+с

(3)

(4)

гда с

поотоянная интегрирования, значение которой определяется, исходя из начальных условий.. •

Окончательное уравнение кривой ревущэй хромки нока (здесь подразумевается кривизна, по которой располоЕэнн вершины и впадины зубьев) имеет вид

(5)

'/Р^а^еФ,

Рио. 2. Схема для опраделэ».-ния профиля кривизны.нока.

; гда, - радиус нокевого ротора> м. ; / С цолью равномерного распределения сопротивления резания по воей даине'.ножа;р Мяучивши качеотва смешивания корма, . нок выполнен, в вида оерш о ёубьЕМз, вэриина которых направ- . лены в разные оторони от середины.'. ¿го .вогнутой части. Проти-

-II- •

ворезы выполнены треугольной формы и попарно установлены шар-нирно о натяяной прушшой.

Энергоемкость технологического процесса одновременного доизмельчения а смешивания кормов и качество приготавливаемых кормосмеоей во многом зависят от чаототы вращения ножевого ротора. При меньших значениях частоты вращения не обеспечивается долнное качество смеш*,.так как компоненты могут проходить через измельчитель-смеситель.недопзмельченными и недосме-шанными. Чрезмерное увеличение чаототы вращения приводит к переизмельчению материала и резкому увеличение энергоемкости процесса. . ' "

Скорость частиц корма при сквозном их прохождении верхнего яруоа ножей определяется по формуле

= , (6)

где Л - общая выоота падения частицы до уровня верхнего яруса новей, м; '•',:.

Лл - расстояние от никнего сечения нацравлящей горло-вини до уровня верхнего яруоа новей, м.

Взаимодействие частиц корма о ножом происходит на рао-отоянии <5 , равном толщине нова. От начала проховдения расстояния € до конца скорость частицы достигнет

(7)

Время, потребное на прохоядение расстояния, определяется по формуле

г Укк - У,.» г--- • (8)

Время цикла взаимодействия корма с новом определяется вы-равением

, 60

где Л - частота вращения .ншового ротора,. об/мин; 2 - число нокей на одном уровне, шт. Приравнивая (8) и (9), получим

(9)

П■

[МЯ , , , . „, (10)

2 (Фд (Н+ уз - у^Сн+ г5уо-т^

где Н - расстояние от.верхнего уровня покой до верхней оси • . барабана загрузочного транспортера, м. Боя маоса корма, проходящая ;через измельчитель-смеситель кормов, в конечном итоге проходит:через вентйдятор-швырялку. Поэтому целесообразно принять производительность (пропускную способность) вентилятора-швырялки аа производительность машины. За один оборот ротора из выгрузной камары будет выгрукать-• ся объем корма, равный объему кольца о радиусами я ,м3

. где ; - радиус внгрузной кааады, и; .

2 - крзтичаокий радиуо, за прадалаид которого происхо- .

/ дат внгруэке готовой «ормоошои, м; : Нк - высота вш^нойкадада!, и. , . -Зная врамй'одного оборота ротора, моано.определить производительность машины > ■ .;..■ -

• /7* 60п£{в?ч ¡'Му*^ •:• • (I?)

где - шготаооть корма, кг/и'*; -

- 13 -

Кр - коэффициент разуплотнения; .

/еп - коэффициент, учитывающий неравномерность заполнения выгрузного уотройотва по площади;..

Kg - коэффициент, учитывавший неравномерность заполнения выгрузного устройства по высоте лопасти вентилятора-швырялки,

ЭЙергоемкость процесса.одновременного доизмельчения и. смешивания кормов определяется общепринятой формулой '

где N - суммарпая.мощность, затрачиваемая на рабочий, про-цэсо, кВт. '

/У= /Ц« +МиШ +/VCM -л/V^ , (14)

где ооотавляюсие мояноотп, затрачиваемые соот-

ветственно, на холостой ход, измельчение, омешивание и внтрууку, кВт. " . ,. . "'■. ;

. Мощность, затрачиваемая-на холоотой ход определяется по общеизвестной формуле..Мощнооть.fia измельчение определяем, исходя из формулы,' цредлокенной И.А.Улановш . .

(15)

где ^ - удельное линейное давление нога на корм, H/и;

d-F/dt- площадь разреза в единицу времени, м2/о. - коэффициент скользящего резания.

Площадь разреза мокно определить, зная скорость прохок-дения корма через измельчитель-смеситель и его производительность

- 14 -

сСГ~Л-, (16) .

где г^о - скорость прохождения корма через измельчитель-смеситель кормов, и/а, Врамя.раэроза определяется^ ийходя.из частоты вращения ножевого ротора и количества нокой на одном уровне

Иопользуя выракения (хв) и (17), мощность на измельчение определяется по следующей формула

Псо г , „/. .„.

(и)

Сушнооть перемешивания заключается в сообщении частицам компонентов корма кинетической энергии

; А/ • тгГг АО* '

где х? - скорость, сообщенная частицам корма при допущении, что, скорость частиц в горизонтальной плоскости до ^ - начала встречи'с рабочим органом равны нулю, м/о. При допущении, что распределение корма т воему сечению никнего основания направшодзй згорловины одинаково, на колпак-, разбраоыватель приходится следующая доля производительности

где ¿уэ - радиуо колпакв-рааб^эывахвдя, и;

'._■'. ~ тюдо, до горловины, м.

•.; Ооталвдая* чаотвприходится на доле но-'

ПгГ /7-/7, ~ Л -^г* (21)

Частицы корма, которые попадают на' колпак-разбраоыватель, приобретают одинаковую окорооть

^ г/> ■ (22)

При определении скорости, сообщаемой частицам ножами, считаем, что она оообщаетоя центру масс, элементарного объема г кольце о радиусами и Зг и определяется по формула

Мощность на смешивание равна сумка мощностей, затрачиваемых колпаком-разбрасывателем и нонами на сообщение кинетической энергии частицам корма

или

!')]■ <»>

о

При выгрузке готовой кормоомэси у измельчитслей-смесите-лей кормов мощность затрачивается на сообщение частицам корма окорооти выгрузки, на преодоление сил трения корма о лопасти, о дно и 'р боковую отенку выгрузной'камеры, на преодоление сопротивления Кориолиоовой силы:

^ * (26)

:. - к -

или

Л&., (27)

где - масса корма .выгрукагщаяся за время '¿р , кг

рг = П- ^ , (28)

где - касательная сксрооть корма при выгрузке, м/с;

£ - коэффициент,трения корма, о сталь;,

- абсолютная скорооть.выгрузки корма, м/с; оредняя радиальная скорооть корма, м/о.

В пятой главе "Методика и некоторые результаты экспериментальных. исследований определены значения некоторых коэффициентов в теоретических формулах, произведен выбор критериев оптимизации, которыми оказались:

- энергоемкость рабочего процесса, кВт, ч/т;

- качество приготавливаемой кормосмеси, %;

- соответствие измельченной массы зоотребованиям по длине резки, м.

Наиболее значимыми факторами для'принятых критериев оптимизации признаны: производительность машины, т/ч; угловая око-рость вращения рабочего органа, рад/о; влажность кормосмеси, %.

Приведена методика определения.физико-механичеоких свойств исследуемых кормов. Изложена методика определения критериев оптимизации, проведения ксследовь.шй. Приведен перечень измерительно!: аппаратуры, методика проведения измерений.

С целью проверки теоретических предположений проведены серии однофокторных экспориментов и получены зависимости Л(Л), в(Л), З(П)М^). Э1ь>), ),&№),Э(м) (рис. За,б,в).

Из графических зависимостей Мп)л , <2(Л) видно,

что энергоемкость г минимальное значение при производитель-

. - 17-

ности от Е до 7 т/ч, при этом однородность смешивания и соответствие измельченной массы зоотребованиям по длине резки остаются на уровне зоотребований. Сходимость теоретических и экспериментальных значени;'! энергоемкости находится в пределах 95 %. Графические зависимости Л(м) , <9(&), <?(&) показывают, что минимальное значение энчргоимностп имеет при угловой скорости ярадения 85.... 100 рад/с, а качественные показатели Л ж & находятся в пределах зоотребований. . •

. При влаиности № = 25... 35 % качественные показатели соответствуют зоотребованиям, а энергоемкость находится в пределах -минимального значения. Однако, для более полного выяснения взаимосвязи мезду значимыми факторами и критериями оптимизации возникла необходимость проведения факторных экспериментов.1 На первом . этапе были получены уравнения первого порядка, которые неадекватно описывали критерии оптимизации & , I , 3 .

гт во Я к&Ч г {65

60 /,б

40

п

го /¿Г

Л4

V/ 1 к

-Экслер. Заб — — теорет. й а£исим

11111

е /г, т/ч

э.

9,

70

30 2

Г

* V

\ )

1 /

'■»■ эксп. з абисим. ---теорет. эа&иси»*.

бо зе юо /го

яхт 80

60

40

го

о „_

/о го ло ао у/,%

Рио. 3. Зависимости критериев оптимизации от: -а) производительности машины при ы =94,2 рад/с, ^=31$;

б) угловой, скорости враиения рабочего органа при /7» 6 т/ч ,№=31%;

в) влакности кормосмеси при л=6 т/ч, <У=94,2 рад/о

гд,Л - коитораи оптимизации, соответственно, - энергоемкость,од-. нородноо^ь кормосмеси, соответствие измельченной массы зоотребованиям по длине резки. ■ п, а), (V - значимые ёактош, соответственно, производительность машины, угловая скорость Еэапегетя

его органа, влажность кор:

- 18В шеотой главе "Результаты и анализ многофакторногс эксперимента" приведена методика проведения факторных экспериментов и обработка экспериментальных данных.

Для отыскания уравнений регрессии, адекватно описывающих критерии оптимизации, проведено крутое воставление по поверхности отклика уравнений первого порядка и определены оптимальные значения Факторов П, & , . Полученные оптимальные значения приняты как центральные точки и проведены эксперименты по плану рототабель1-ного центрального композиционного планирования для трех факторов.

Пооле соответствующей.обработки данных получены уравнения реграс-

%

сии второго порядка, адекватно описывающие принятые критерии оптимизации.

Для энергоемкости

Э = 58,420? / ~?£46П - /, £7/6й> +

+ О, ОО04 й>г- О. ООМ IVе- <2 0£б6 ЛН/. (29 )

Для однородности кормосмеси

б> =• -95,3875+65,40ЩГ7 - б, г78677б>НЗ/035М-&48/7$-+0,0358сог- о, здггпй)-г,г7Ш-0,а87'зо> н/. (30)

Для соответствия измельченной массы зоотребованкям по длине

резки

X = -379,ее778 -1-95, $23677 *■ Ъ7&?2 М-5,552877е-- 0,08&М*-0,9#577М.

В данной работе возникла необходимость анализировать три критерия оптимизации (энергоемкость рабочего процесса, однородность получаемой кормосмеси, соответствие измельченной массы зоо-требованкям по длине резки). В связи с этим проводился поиок компромисса мекду этими критериями оптимизации, так как на экстремум для одной поверхности отклика налагаются ограничения другими поверх носtkj.ii: отклика.

Анализ уравнений регрессии и построение двумерных сечений

производились одновременно. Линии равных уровней для всех крите-

риев сптимьзяции наносились на один чертеп (гас. М,6).

/ У- - I v 1'Л ftfi'* 1 ■

гь г? -я 3s &ЛСГ ясность, %

Еио. 4. Двумерные оечения для, изучения влияния Факторов иг Хд при Xj=0 на показатели й

энергоемкости, однородности кормосмеси и соответствия измельченной массы зоотробовани-ям по длине резки,

6.S .. T/v"

Rio. 6. Двумерные сечения для изучения влияния факторов Хт и Xg при Х3=0 на показатели ,

энергоемкости, однородности кормосмеси и соответствия измельченной массы зоотребовани--ям по длине резки.

VIXLkwA \с // > J,ö —in

\ V к

<г

to

/

ю

1

U %

3

Ли

Рис. 5. Двумерные сечения для изучения влияния факторов Хт и Хд при Х2=0 на показатели

энрргоемкости, однородности кормосмеси и соответствия измельченной массы зоотребованл-ям по длине резки.

В исследованиях пост злена задача изучить влияние трех независимых факторов и определить их оптимальное сочетание при работе измельчителя-смесителя кормов.

На основании решения компромиссных задач выяплен оптимальный реяим работы предлагаемой кокст-рукции измельчителя-смесителя кормов:

- подача компонентов -Б...7 т/ч;

- угловая скорость вращения.рабочего органа -92...96 рад/с;

- плавность кормосмеси -27...35 %.

При найденном режиме работы измельчителя-смесителя кормов

: - го -

критерии оптимизации приняли значения:'

- энергоемкость - 1,45 кВт.ч/т;

- однородность кормоомеси - 89...90 %;

- соответствие измельченной массы зоотребованиям по длине резки - 77...82 %.

В седьмой главе "Производственные, испытания измельчителя-смеоителя кормов" дано изложение результатов испытаний предлагаемой машины, которые проводились в 1990 году в кормоцехе колхоза "Туркменистан" Тахтинского района Ташаузской области Туркменистана. Результаты испытаний приведены в таблице I.

Таблица I

Результаты сравнительных испытаний измельчителей-смесителей

кормов -

Тип ! Тип Шроизво-! Энергоем-! Однород- ! Соответствие

кормоцеха¡измельчи-«дитель- ! кость, ! нооть ! измельченной

¡теля-сме- нооть, 1 кйг.ч/т ! кормоска-! массы зоотре-

'«Дтеда ! т/ч I си, % I бованиям по

|КормФ | « I | дашне резки,$

ИСК-3 6 2,55 86-77

К0РК"15 Ксследуе-мый измельчитель-

смеситель 7 1,45 89 78

После испытаний установка оставлена в хозяйстве для . дальнейшей оё эксплуатации.

В восьмой главе "Экономическая оценка исследуемого измельчи-тсля-смасктэля кормов" дается расчет экономической эффективности использования предлагаемого измельчителя-смесителя в сравнении о иск—3. Результаты расчета экономической эффективности отражены в выводах.

ОБЩЕ ШВДПЦ

1. Анализ научно-исследовательских работ по машинам для приготовления кормов показывает, что для шшотноводческих ферм наиболее перспективной является технология приготовления кормо-смеоей о одновременным доизмельчением в измельчителях-смесителях вертикального типа.

2. Рпзрвботанная классификация измельчителей-смесителей кормов и анализ исследовательских работ по совершенствованию рабочих процессов машин для приготовления кормов нвачным кивотнш, позволили выявить-направление в создании более рациональной технологической схемы измельчителя-смесителя кормов.

При этом установлено:

- качеотво доизмельчения и смешивания кормов существующих машин подобных типов не всегда соответствует эоотребованиям;

- энергоемкость Процесса одновременного доизмельчения и смешивания высока;

3. Использование при приготовлении кормосмеси измельчителя-смесителя по авторскому свидетельству .№ 1563629, исключает вс8 вышеуказанные недостатки применяемых машин. С учетом перспектив-нооти использования прадлокэнной машины и отсутствием исходных данных для.ее проектирования, она принята за основной предмет исследования.

. .4. Теоретическое исследование измельчителя-смесителя кормов позволило:

- выявить цолесообрвзность использования направляющей горловины машины и получить аналитические выранения для определения её ооновных параметров; ...

. - получить аналитическое в.чракере для определения кривизны ножа, вычислить ее о помощью ЭВМ "Ямаха МС-Х2".

- 22 -

- установить основные параметры ножа и противореза: •

- выявить аналитические выражения для определения чаототы вращения рабочего органа, производительности машины и ев энергоёмкости.

Полученные формулы могут быть использованы црк проектировании подобных измельчителей-смесителей и при их эксплуатации в условиях хозяйств. ■

5. При проведении экспериментальных исследований на опытном образце изыельчителя-омесителя значимыми факторами для выбранных

критериев оптимизации: энергоемкости, однородности смеси,, и соот-

»

ветствия измельченной массы зоотребованиям по длине резки оказались подача матер!!ела в измельчитель-смеситель, угловая скореоть • вращения ротора и влавность кормосмеси.

6. В результате экспериментальных исследований проверена достоверность аналитического выражения энергоемкости, при этом сходимость теоретических а экспериментальных ее значений составила более 95 % и получено уравнение регрессии второго порядка для расчета выбранных критериев оптимизации.

7. Решение компромиссных задач для выявленных уравнений регрессии позволило подучить оптимальные значения основных параметров усовершенствованного измельчителя-смесителя. При этом производительность для кормосмеси влакностыо 31 % из кукурузы, соломы и вэрблскей колючки, взьгкх в соотношениях по рациону, составила 7 т/ч, угловая скорость вращения ротора 94,2 рад/о. При указанных значениях этих параметров измельчителя-смесителя, однородность кормосмеси улучшилась до 89 %, энергоемкость снизилась до 1,45 кВт.ч/т, соответствие измельченной масоы зоотребованиям по длине резки повысилось до 78/2.

а. Производственные испытания исследуемого измельчителя-

- 23 - .

смесителя показали, что предлагаемая конструкция машины о обоснованными оптимальными параметрами вполне работоспособна и тше-ет улучшенные показатели работы.

9. Результаты расчетов технико-экономической эффективности применения предлагаемого измельчителя-смесите -я кормов по сравнению о серийным ИСК-3 показали:

-производительность кормоцеха при использовании исследуемого измельчителя-смесителя повышается на I т/ч;

- энергоемкость снизилась на 43 %; . .

- затраты труда на единицу продукции снимется на 15 %. Суммарный экономический эффект, от внедрения одной машины

составляет 12025 рублей в год.

Основные полокания диссертации опубликованы в следующих работах: .

1. Теоретическое определение проф:.1я кривизны нока изгяль-чителя-смесителя. Тезисы докладов участников I облас гной научно-практической конференции молодых ученых я специалистов. Черднсоу, 1989. - С. 95-97.

2. Определение угла распологения выгрузной горловина венти-лятора-швырялкн измельчителя-смесителя // Научные'труды СИМСХ. Саратов, 1990. - С. 32-37 (соавтор Мухин В.А.).

3. A.C. I563S29. СССР Ш! A0I Г 29/00. Измельчитель-смеситель кормов, -оп^бл. 15.05.90. Бел. ä 18- (соавтор Мухин В.А.).

4. Определение оптимальных значений факторов при работе модернизированного измельчите ш-смесителя кормов ИСК-3. Материалы

I областной зучно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Ташауз, 1990. - С. 99-101.

5. Обоснование угла образующей конуса колпака-рэзбрасывате— ля ротора измельчителя-омеоителя кормов. Актуальные проблемы соэ-оеменной науки. Тезисы докладов участников'республиканской мёкву-

зовской конференции молодах ученых и специалистов Туркменистана. ■ ЧардЕоу, 1991. - С. 211-212.

6. Результаты экспериментальных исследований модернизированного измельчителя-смесителя кормов. Научные труды Туркменского СХИ. Ашхабад, 1992. - С. 113-117.