автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы винтового конвейера в технологических линиях удаления и переработки навоза

таврическая государственная

агротехническая академия

9 0 АПР V"'-

С. з »111 ¡.3 прзвзх рукописи

рогозой юрия бшт:а303ич

/У) "

У

Ш 631.86:636 . 083.15

/Г,

ПОВЫШЕНИЕ ЭЗЗЕКТИВНОСГИ РАБОТЫ винтового

конвейера з технологических линиях удаязнкя

И ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗА

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

производства

Автореферат диссертации из соискание ученоя степени кзндидзта технических наук

Мелитополь - 1996

таврическая госгдАРзтанннАя

АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДШЯ

Нз правах рукописи

рогобои юш вшсгавошч

УДК 631.86:636.083.15

повышение эффективности работу вштового к он зш ера в тш0л0п1ческих линшх удаления и переработки навоза

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

производства

к . ,

Автореферат диссертации'"на .соискание ученой степеяи кандидата технических наук

Мепитополь - 1996

Диссертацией"является рукопись. : Работа выпопненэ на кафедре мехзниззции животноводства ТГЛТА, а лаборатории Южного ..филиала ШССКШН и в лаборатории испытаний машин для животноводства юано-Украикокой зональной

дао. .. '

Научные руководители: - чпеи-корреспондент УАЛН, доктор

технических наук, профессор Кусшарев Артур Сергеевич;

- кандидат технических наук,_старший научный сотрудник Гриднев

; Евгений Константинович

Арйцкапьиыб оппоненты - доктор технических наук, профессор

Бабицкий Леонид Федорович

' » *

- кандидат технических наук, стерши научней сотрудник Шэцкиа

Виктор Васильевич

Ведущая организация - Зэпорокскнй конструкторско-техколо-, гическийинотитут сельскохозяйственного наипносгрозния, г.Запорожье.

; Защита состоится м /? * ЛьЦА 1995 г. в 10,00 часов : на заседании специализированного ученого совета К.33.01.01 по присуждение ученой степени кандидата технических наук при Таврической государственной агротехнической акэдеиии (332339 г.Мепи-.■ топопь, пр.Б.Хкепьницкого, 18, ТГАТА). С диссертацией ножно оз-* накопиться в библиотеке ТГАТА.

Автореферат разослан п^/ллЯ- 1996 г.

Ученый секретарь специализированного

ученого совета ^^^г^^чЭРШ! В.Е.

ОБЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тени. В аграрном секторе Украины наряду о крупными животноводческими предприятиями в перспективе будет множество мелких и средних ферм, дня которых нужны простые и надежные средства механизации обслуживания животных.

Одним из путей механизации производственных процессов в животноводстве является широкое использование винтовых конвейеров,, погрузчиков и других винтовых устройств. Однако анализ исследований показал, что они в основном применяются на погрузке, транспортировке и переработке сыпучих сельскохозяйственных материалов. Для погрузки, транспортировки и переработки связных материалов, . таких как извоз с большим содержанием соломенной подстилки; применяется крайне редко. Это связзно о основном' с тем, что теоретические и экспериментальные исследования винтовых транспортеров и погрузчиков, с цепью определения их оптимальных конструктивных и'кинематических параметров, проводились при перемещении ими сыпучих, мэпосвязных материалов. Аналогичных исследований, но транспортировке, погрузке и перерабатке навозу, в литературе практически не встречается, что не позволяет конструкторам разрабатывать надежные, высокопроизводительные установки для погрузки, транспортировки и переработки навоза. Поэтому исследования диссертации являются актуальными, так как они направлены на совершенствование винтовых средств механизации удаления, переработки и погрузки навоза с любым содержанием в нём подстилочной соломы, которые монно будет использовать на фермах с различным поголовьем животных при различных способах их содержания.

Работа выполнялась в Вином филиале ИМЗОШАН, Вашо-7-срзинокой зональной МИС и ТГАТА в соответствии с планом НИР и планом

аспирантской подготовки в 1980...1995 годах.

Обьект исследований. Объектом исследований является техкопо-т гический процесс работы винтового конвейера навозэ о многогранным кокухоа и определение взаимосвязи мекду физика-нехакинасними и реологическими свойствами перемещаемого «атериапа, конструктивными и технологическими его параметрами.

Цепь работы. Цельс работы является повышение эффективности работы бинтового конвейера при погрузке, транспортировке и переработке навоза"на основе обоснования его конструктивной схемы, технологии использования и оптимизации основных параметров.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились с использованием методов математического моделирования, законов теоретической механики и теории механики сплошных сред. Экспериментальные исследования проводились с использованием математического планирования эксперимента, тензометрирования, стандартных и частных методик лабораторных и производственных исследований.

Решение задач численным методом и обработка экспериментальных данных проводились на ЭВМ типа ЕС-1032 и ХВТТ РС/ЛТ.

Научная новизна. Научная новизна работы заклочается в теоретическом и экспериментальном обосновании повышения эффективности работы винтового конвейера с многогранным кожухом в технологических

линиях удаления и переработки навоза. Установлены закономерности ' »

перемещения навоза винтовым конвейером с многогранным кожухом и влияние физико-механических и реологических свойств навоза нз наполнение.конвейера и производительность. Теоретически и экспери-; ментально /обоснованы оптимальные геометрические и кинематические параметры конвейера и проведана его энергетическая оценка.

- 3 - •

I

Практическая значимость исследований. Обоегованз схема винтового конвейера и многогранный кокух, позволяющий уменьшить окрумуо и соответственно увеличить осевуо скорость перемещения извоза в нём и исключить заклинивание винта при большом содержании подстилочной соломы о навоза.

Получены теоретические зависимости дпя практических рзс-четов: осевой скорости перенесения нззозз в конвейере, ковффи-циентз его наполнения и производительности с'учетом коэффициентов трения, угпэ подъема винтовой тиши, угловой скорости винта и угла наклона конвейера к горизонту.

Использование винтового конвейера с многогранным конухом из транспортних операциях л технологических линиях удаления и переработки навоза позволяет сократить затрата труда на 4...10$, 'ркеппуатацно'.пше издержки на 13... 17$ и капитальные вложения на В...16$.

На защиту выносятся основные положения, составляющие нзуч-нуо новизну рзботы.

Апробация работ». Основные положения работы были обсуждены на научно-технических конференциях ТГАТА (г.Нэпитополь, 1991... ...1995 г.), ИИЭСЕ7Ш (г.Киев, 1994 г.), №ОШН (г.Запорожье, 1994. ..1995 г.), DWHua филиал ИМЭСХУШ (пгг.Акиновкз, 1995 г.).

Публикация. Основное содеркзние диссертации опубликовано в 5 печатных работах.

Гкэлизэция результатов исспелодзяиг;. Из основании результатов исследования было изготовлено пять опытных образцов винтового конвейера с многогранным кокухом, которые лрозпи ¡ипктэшгя в хозяйствах Запорикскои, Донецкой и Херсонской обпзег;.-:[, з кся-структорская документация передзнэ заводу "Крэснополялйизггап" "

Донецкой' области и научно-производственному объединению "Ковельсельмэш", Врпынской области, которые специализируются , на разработке и производстве средств механизации для погрузки и удаления навоза.

Структура и'объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих. выводов и приложений. Она изложена на 170 страницах машинописного текста, в той числе 58 рисунков и 14 таблиц. Список использованной литературы включает 121 наименование, из которых 7 из иностранных языках.

' ООДЗКШШЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность тепы, цель и задачи исследовании, практическая ценность работы, з так^ке основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследований" представлен анализ использования винтовых рабочих органов в технологических пиниях удаления и переработки навоза; транспортирования, погрузки и переработки сельскохозяйственного сырья и других материалов! На основании литературных источников дан анализ теоретических исследований по шнзковыи рабочим органам, по затрата» анергии винтовым конвейером на перемещение материала, а так же представлен краткий обзор физико-механических и реологических свойств навоза и их влияние на рабочий процесс винтового конвейера, '

Представленный анализ исследований зинтовых конвейеров позволил сделать вывод,:что они в основном применяются в технологических линиях'погрузки, транспортировки и переработки сыпучих сельскохозяйственных^материалов. Для погруикн и транспортировки .связных мзтерпаьоз, таких как навоз принеияотся крайне редко.

Теоретические и экспериментальные исследования винтовых транспортеров и погрузчиков,.с целью определения их оптимальных конструктивных и кинематических параметров, проводилорь из перемещении ими сыпучих, мэпосвязных материалов. Аналогичных исследований, при транспортировке навоза, в литературе встречается очень пало, что не позволяет конструкторам разрабатывать надежные, высокопроизводительные шнековие установки для погрузки и

транспортировки'навоза.

» ".

Поэтому цельп настоящей рэ<5оты является повышение эффективности работы винтового конвейера в технологических пиниях удаления и переработки навоза на основе обоснования его конструктивной схемы, технологии использования и оптимизации основных.параметром.

Для достижения поставленной цепи необходимо ревить"'следующие задачи:

1) определить физико-механические и реологические свойства навоза, который накапливается в помещениях и на вигульцо-коркозых площадках при беспривязном и привязной способзх содержания крупного рогатого скота;

2) установить теоретические закономерности, перемещения навоза в винтовом конвейере в зависимости от изменения физико-механических и реологических свойств навозз,геометрических и кинематических параметров винта и кожуха; .

3) экспериментально определить скорость перемещения материала в загрузочном бункере, коэффициент наполнения змнтозого конвейера и влияние - этих пара мэтров из производительность ко'изепзрз; •

4) проверить экспериментально'закономерности переменил''навоза в винтовом конвейере и определить: траекторий 'к скорость пер-}-

- б -

иэцения епо вдоль винте; коэффициент скорости, центр давления транспортируемого материала на поверхность винта, удельное усилие.трения материала о внутреннею поверхность кокуха; производительность к коэффициент Производительности;

5) оценить надежность работа винтового конвейэрз и определить упепьнне его энергозатраты;

6) определить техкико-экононическую эффективность испопьео-вания винтового конвейера в технологических пиниях удзпения и переработки напора.

Зо втором разделе "Теоретические предпосылки перемещения

навоза в винтовом конвелере" изложены результаты теоретических исследований перемещения материала винтовым конвейером и обоснования его конструктивных и технологических параметров.

Обзор исследования теории еиктоьнх конвейеров покзззл, что определение закона движения материала в конвейере - одна из наиболее сложных задач. Для расчета к проектирования винтовых конвейеров и кх использования необходимо располагать данными о характере функциональных связеп между пара метра к; транспортера и кииемэти-. ческимк элементами движения транспортируемого материала,

В обасм случае можно допустить, что для анализа работы винтового конвейера достаточно определить траектории движения о.г.ной материальной частицы транспортируемого мзтеризпа и распространить закон ее движения на весь поток.мзтеризпз, введя некоторые попрз-■вочные коеффициенты.

Вектор абсолютной скорости переферкиной чзотици(рно.Х)

в каждый .номёцт времени представляет геометрическую сумму вектора переносной скорости и вектора относительной скорости скольжения чзотицы по акнговоа поверхности, то есть

К? Уе + Уг . (I)

_ 7 - ' '

Обозначил угол некцу лекторами скоростей \/а и Уе через 8 , из треугольника скоростей по теорема сикусоз получии

где ¿(] - угпозал скорость гинтз;

- радиус по нарунной кройке винта; б( - угол подтека винтовой пинии на уроззне Осевая составлявшая збсолзтнои скорости' иояет бить определена по формуле

Из дирэкзиия (3) следует, что для определения осевой скорости частицы а коцвег.ере, достаточно знать угоп В кевду зекторагл ее эбсолстпой и относительной скорости.

Угоп £ легко определяется из условия равновесия сил, приложенных к чэояще Л, находящейся л контакте с внутренней поезрх-ностьп козухэ конвейере (рис.2), по фордизм

где сипа трения частицы о- внутреннем поверхность

кокухз конлейерз; - реакция поверхности коиуха;

0ИПЗ грзнпя чэс'пгдн о мнтодуо поверхность; Т^ - реакция шнговол поверхности; • $ - угол наклона конвейера к горизонту;

угол трения частицы; ^Р- угол смешения частицы от ногкзгн и нтлр:пг-а::нн ■ трз ■:спор?,,:ронзш!я.

• . Чу/ м

V* «я \1о*р

Рис.1. Векторный треугольник скоростей

Рис.2. Схема сип, действуодих на материальную частицу в наклонном винтовом конвейере

- 9 - '

I

Подставив значение Fyr ~ff 7~s) в уравнение ( 4 ) и искгш-чив сипу Тм t 3 также представив сипу выражением

/г = [má¡*J?+ /T?gcos&cos9).,

после несложных преобразовании получим

Максимальное значение силы /у. будзт при ¿Р=0 • В этом случае

Анализ выражений ( 5 ) и С G ) показывает, что дпя лвбого винтового конвейера, как бы не было велико значение ¿*J , средняя величина угла £ не монет быть бопьке значения, определяемого по выражению

£=9Qú-Cot+f)- С 7 )

При £-О , из кирзкения. С б ) определи« критическую скорость ¿¿хр ринтз, при которой невозможно осевое перзнеценна частицы

Подставив значение угла € в выражение С 3 ) определим осеаус скорость изтериала в зависимости от коэффициентов трения его о винтовую поверхность и о внутреннее поверхность коиуха ~£ ; угла подъеме винтовой линии - (С ; угловой скорооти винта - ¿Л ; угла наклона конвейера к горизонту В , (рис.3).

Анализ зависимостей показывает, что основное влияние на осевую скорость оказывает коэффициент трения материала о внутреннюю поверхность вкнтв ^ . Однако возможности увеличения данного коэффициента ограничены (5ез изменения конструкции конвейера.

Поэтому о цепью увеличения силы торможения материала от провора-• * ■ .

чивания вместе с винтом, и соответственно увеличения осевой скорости материала, предлагается за ценить круглый кожух на многогранный. Грани такого кокуха (рис.4) будут выполнять роль "выправляющего аппарата". Материал в кокухе Судет тормозиться гранями от проворачивания, соответственно осевая скорость будет воз-ростать. Это позволит не меняя размеров и режимз работы конвейе-рз, повысить его производитепькость.

В винтовых конвейерах с гравитационной загрузкой долнно выдерживаться условие.неразрывности потока в загрузочной и1 транспортирующей частях

г

' (9)

где ^г и Уо * скорость поступления материала в зону винта и скорость материала в конвейере; ¿¿■и /¡¿' - площадь-поперечного сечения загрузочного бун-кзрз и.винта конвейера;

Рис.3 Изменение осезоя скорости материала Уо з зависимости от коэффициентов трения ^ и^

Рис(.4 Формы кок-уха винтового конвейера: I) круглая; 2) шестигранная; ■ 3) госьпш'рзинзя; О. песятигоэягзя

f ~ обьемнзя масса транспортируемого материала; % ~ коэффициент наполнения конвейера. '

Из выражения (9 ) поручим

, СЮ)

Л; К

т.е. наполнение конвейера, при прочих рэвных условиях, зависит от размеров загрузочного бункера и скорости поступления материала в зону воздействия винта.

При работе конвейера зэ каждый оборот винта срезается слой поступающего через окно материала толщиной . С достаточ-

ной- точностью средне» толщину "струкки" можно определить приближенно по выражению

Л_

ср ~ %

. -г 60

где Л - поцэча за время /- одного оборота винта, равная

Л - 14-7./

Скорость Л/^ моКно представить через скорость свободного истечения материала Уаст с введением, коэффициента учитывающего влияние сип сопротивления поступлению мзтзризлз в полость винта; >

Установлено, что величина коэффициента торможения .А^-зависит от угловой скорости винта , угла г? наклона

конвейера, к горизонту, дпины. загрузочного отверстия и.

монет.быть предстзвленз:зависимостью

a>=/<a,-/va> • c u)

Представив производительность загрузочного отверстия через обьеи материала, срезаемого винтом конвейера, нзки получена формула для расчета коэффициента наполнения конвейере

ги Ксл>б» ^ / п s

где - коэффициент, учитывающий наличие материала в зазо-

ре между нзружной кромкой винта к внутренней поверх-ностьо кожуха.

Учитывая осевуо скорость V¡¡ и коэффициент наполнения У , производительность винтового конвейера кокно рзссчитзть по фор' нуле

- в^Ш^'-*')^? > с 13)

где Л* - отношение диаметра вала винтэ к диаметру конухэ:

^ - коэффициент, учитывзюдий изменения осевой скорости и коэффициента нзпопнения конвейерз во время работы. Уравнение (13 ) отражает физическую сущность транспортирования материала винтовым конвейером, учитывает конструктивные 'параметры конвейерз, рении его работы, физико-нехзНичбскиэ и реологические свойства транспортируемого мэтериэла.

■ В третьем разделе "Программе и методика экспериментальных исследований" представлены характеристика условий проведения экспериментов, программа и методика исследований, а также методика обработки экспериментальных да иных.• V .

- 1<4 -

Исследования проводились в лабораторных и производственник условиях нэ.ферме крупного рогатого скота.

Программой:предусматривалось определение: физико-механических и реологических свойств навоза; скорости движения материала в загрузочной бункере и коэффициента наполнения винтового конвейера; осевой скорости материала в конвейере и коэффициента скорости; силы трения материала о поверхность винта и внутреннюю поверхность коиуха;.производительности конвейера и коэффициента

- производительности, в'-такие оценка надежности работы конвейера

и определение его удельных эноргозатрат на.различных рекимзх работы .

В соответствии с программой создана экспериментальная установка (рис.5), которая состоит из рами I, двух стоек 2, винтового конвейера 4, подвижной ранки 3, бункерэ 9 с напрзвляраии лотком 7,. ре.дукторэ 13 с датчиком оборотов, коробки перемены передач 10 и электродвигателя. Конвейер оснацен нзборои круглых и многогранных кокухов. Многогранные кожухи инеат шесть, восемь и десять граней.

Экспериментальные исследования проводили при изменении частоты вращения винта в пределах 105, 210, 375., 502, 640 г ' пин!

угла наклона конвейера к горизонту в пределах 0°, 15°, 25°, 30°,

„-0 сс0 -'

- 'и , У5 , а так-яе формы и размера кокуха и физико-исханнческих •

и реологических'свойств навоза.

Обрайотку,получениях данных проводили на эпектронно-вичиспи-' тельной машине ХВМ РС/ЛТ по специально 'разработанный программам.

В четвертой разделе "Результаты. акрл№римяитдпт.ниу илг^пр^п-ваний и их анализ" иалокены.результаты,-лабораторных и производег-дгпиых исследований лкигочого/кияввйера.' о многогрзшшм коаухо::,. г

Рка.5 Схема экспериментальной установки исследования винтового конвейера

№ 0,8

а?

0,6 0,5 О/

/О 20 30 АО 50 60 70 30 ЯО 100 Одрвд/с

Рис. б Зависимость изменения коэффициента

наполнения ^ от угповой скорости викта а о-о-о-о - рассчетчые значения; (—-ь - экспериментальные

так ка анализ полученных результатов.

На основании экспериментальных исследований установлено, что нэвоз, который накапливается на фермах крупного рогатого скота в помещениях и вигульно-кориовых площадках содержит в своем составе 15...20$ сухого вещества в том числе 8...1СЙ подстилочной солома длиной более 10 мм, которая является основной причиной отказов винтовых конвейеров при удалении навоза.

Наибольшую сипу прилипания 3-,6'М2.. .4,Ы02 Н/м2 имеет навоз при контакте его с бетонированной поверхностьи при влажности * 83...85$ и наличии 4,5...8й соломенной подстилки.

На коэффициент трения основное влияние оказывает его влажность и механический состав. Нзибольиий коэффициент внешнего тре-• ния 0,95 имеет навоз при контакте с бетонированной поверхностью при влзкности 82...65$ и содеркании в нем 15...165» соломенной подстилки, а коэффициент внутреннего трения достигает максимума 1,77 при влажности 72...75Й.

Теоретический анализ гравитационной загрузки винтового конвейера показал, что его наполнение мокно оценить безразмерным коэффициентом наполнения % , который зависит от скорости поступления материала в зону действия винта К>с,я и является функцией угловой скорости винта Л/ , угла наклона конвейера к горизонту & и длины загрузочного отверстия £п . Экспериментально установлено, что при перемещении нзвозэ влажностью до 85..,90% и содержащего в своем составе до 165» подстилочной солоны, достигается мзксимэпьнзя производительность винтового конвейе ¡а при - 0,65...0,85, = 30.. Л5 l/c,

- (1,0...2,0) Sw , О „ 0°.. .55°.

Исследования подтверждают достаточную достоверность урэвне-ни* С2) «ля определения коо-ффиднеита наполнения рэ счетным (рис.б). '

Полученные экспериментальные данные подтверкдавт. так-те теоретические предпосылки, что основное влияние на производительность винтового конвейера оказывает величина осевой скорости перемещаемого материала, которая в сиоо очередь зависит от'коэффициента трения материала о ¿нутрешшо поверхность кокуха. О цепь» увеличения коэффициента трения материала о внутреннее поверхность коауха предлагается кокух изготовлять л поперечной сечении в виде ыного-граиикаа.

Сравни иая рас-летние к экспериментальные значения (табл.1) осевой скорости материала в конвейере, вйдим, что при угловой скорости аинтэ ¿Л < 20 рэг/с расхождение мзнду теоретическими и экспериментальными значениями не превышает 9й, а при > 40 рзд/с -2, %.

Таблица I

Зависимость осевой скорости материала от формы кокуха и углоаоп скорости винта конвейера

30°; -Д, = 0,2 и; Як - 0,21 а

Угловая скорость зянгэ-, ра ц/с | 5 0 р и а кот х у х з

| Круглый 1 6-ТИ : г ранний ! 8-ми ! гранный ! 10-ти ! гракный .

10,9 0,20 0,19 0,19 0,20

21,2 0,43 0,44 0,44 0,43

32,0 0,68 0,72 0,70 0,66

'39,0 0,85 0,9 0,89 0,84

55,5 1,34 1,44 1,41 • 1,35

Согласно приведенных данных (табп.1), в нзкпоннон конвейере с крутым кожухом осерэн скорость кзтериапа меньше, чем в конвейере с шести и аосьмнгракни:! кожухом, если угловая скорость винта ¿¿<20 рад/о. С возрастанием частоты вращения винта прирост'скорое-

тк транспортируемого материала в конвейере с вести и восьмигранным кокухом идет значительно быстрее, чей в конвейере с круглым и десятигранным кокухон. Так. с увеличением угловой скорости еин-та в пять раз в пределах 10,9...54,5 рзд/с, осевая скорость материала в конвейере с круглым кохухои возрастает в 6,7 раз, э в конвейере с восьмигранным кокухом - в 7,6 раза. Кокух с десятью гранями практически не влияет на осевую скорость материала в конвейере.

При угловой скорости винта <4/ < 20 рзд/с (табл.2) с увз-личением угла наклона конвейера к горизонту, снижение осевой скорости материала в конвейере с шести и восьмигранным кокухом проходит более интенсивно, чем в конвейере с круглим и десятигранным кокухом.

Таблица 2

Зависимость осевоп скорости транспортируемого материала от формы кокухв винтового коивейгрз и угла . его нзклоны к горизонту

¿} = 12,7 рад/с; - 0,2а; 0,23м

Угол нзклонз | 0 о р и з к о ::у х а

¿си пае пера к " ' " "_' . горизонту,град] Круглый ! ! б-ти ! гранний ! 8-ми ! грэншй ! 10-ти г ранний

О 0,31 0,34 0,33 0,30

15 0,29 0,30 0,31 0,20

30 0,23 . 0,23 0,24 0,23

45 0,18 0,17 0,18 0,19

55 . 0,16 0,15 0,15 0,1б

На ос новании проведенных исследований мокно сдеьзть вы иод, "то уормз конуха оказывает существенное влияние на осевую скорость грзьспоргируемого материала' в ииитояон конвейере. л горизонтальном конвейере осевзя скорость мэтеризлэ лшз и кои»е.'.ере с и?гг»:гртк>и к восьмигранной одшоН ко«уха на' веек диапазоне из ка-

(IQн«я скорости apa ценил винта. Частота зрзценил винта.з наклонно» конвейере должна бчть кшз у конвейера с евотк к восьмигранной .пормои кокуха. При угловой скорости винтэ ¿J 20 рад/о лучкй формой кожуха, обеспечивающей наииыспую осевую скорость транспортируемого материала, следует считать кожух о сестьо и восьмью гранями.

Анализ данных (рис.7) влияния силы трения транспортируемого материала на его осевую скорость показывает, что в конззйзрз с пэсти и восьмигранны:! хогсухом осекая скорость бопьае, чем с яруг-пик. Причиной та лого язпзиия являются грэни кожуха, которые "sim-.рдМпяпт" траекторию движзния нзтериэлэ за счет увеличения сипи трелил его о внутренне?) поверхность ко::?ухз, з ото способст.т/е? увеличения его осевой скорости.

Теоретические и зпсг.зримайтзлыюе исследования производительности типового коянеяерз о многогранник кожухом и ррззпгзциоштоа загрузкой показыга от (рис.С), что производительность возрастает «ряпопропорционэяьяо частоте зрзеоаия винта ц не значительно зависит от длины загрузочного отверстия.

Исследованиям; установлено, что для перемещения навоза длина загрузочного отверстия должна быть з пределах 2Seu .

Анализ экспериментальных дзннмх и данных попучекиих-ао формуле (13) позволяет сделать ззклечзниз, что разница между ними но превысает для горизонтального конвейера и 9Î для наклонного

Экспериментально установлено, что винтовой конвейер с нести или восьмигранны« конухом имеет осевую скорость и соответственно производительность на 10... 15$ выпе, чем конвейер с круглым кожухом.

Для транспортирования навозгвлажностью 85...90S при содержании в нем до I6i' подстилочного материала целесообразно использовать винтовой конвейер с сесгкгрэшгои кожухом при зазоре между наружной кромкой зи-нта и. гранью кокуха до 4 км.и скорости вращения euh-

_____^.С^О............

я

3,0

2,5

2,0

\ / Л

4 л

о

т

/О 20 30

Рис.7. Зависимость изменения сипы тренияматериала/*

0 внутреннее поверхность кокуха* от изменения угловой скорости винта и формы кокухэ:

1 - расчетные'знзчення; 2 - экспериментальные, кокух круглый; 3- экспериментальные, кожух восьмигранный; ц - экспериментальныекожух шестигранный .

О 'р

во

70 5О

3о ю

■ к

Л

в

10

го зо 4о го во арезр > Рис.8. Зависимость производительности винтового конвейера & от угпоиой скорости винта Л/ ; о-о-о- рас четные значения; +-+++-.экопериментз-ньные значения

та 30...40 рэп/с.

При этом нзбппдаотся минимальные удельные затраты энергии яа перемеиение и практически искгтчавтся отказы конвейера по причине заземления подстилочного материала некду кройкой винта и гранью кокухз.

Получешые результаты исследований могут быть основой дня разработки винтовых конвейеров для удаления и переработки навоза.

В пятом шздеге "Технико-экономическая эффективность использования «интомых конвейеров нз перемещении навоза" представлены сравнительные расчеты эффективности использования винтозых конвейеров в наиболее распространенных в производстве технологических линиях удаления и переработки нзвоза не фермах крупного рогатого скота и результаты хозяйственных испытвали цепочно-скреб-коных навозоуСорочных транспортеров КСН-ф-ЮО, в которых вместо наклонных трэнспортеров установлены винтовые конвейеры с шестигранным кожухом.

Прозеденш.е исследования показывапт, что использование винтовых конвейеров с мнох'огрзнным коиухои в технопогических линиях удаления и переработки нзвоза позволяет не только повысить надежность их работы, производительность труда и сократить эксплуэтэ-ц!!0!::л;е кт^ати, но и повысить надежность и эффективность использования других средств механизации, оосп.укивзющих данные пинии.

Применение их. в телнологичеоких пиниях на транспортных операциях позволяет сократить затраты труда нз 4...10?, эксплуатационные издержки нз 13...17$ и капитальные виикения на.а...16$ при высоком коэффициенте надежности рзботы.

Хозяиитвйнние исиитэния цепочно-скреокових навозоуборочных транспортеров аСй-л-хОО на фермах крупного рогатого .скота, в которых вместо нэклишшх транспортеров установлены иинтовые конвейеры с шестигранным кокухом, покэзэли, что затраты труда на технологическое обспукивзние таких трчнспортерои иокрзцзится на и эксплуатационные издержки на 7..ЛЗЙ.

овциз швода

1. Использование винтовых конвейеров в технологических линиях удаления к переработки навоза является одним из перспектив« них направлений упрощения их технологических и конструктивных схем, повышения производительности и надежности работы.

2. Недостаточная изученность закономерностей процесса перемещения навоза винтовым конвейером привела к многочисленным противоречивым выводам относительно его конструктивных и кинематических параметров и факторов, влиявших на его производительность.

. Полыиение производительности и надежности его работы в технологических линиях удаления и переработки навоза следует рассматривать не только из особенностей его конструкции, но и учитывать физико-механические и реологические свойства перемещаемого материала (ценоза).

3. На основании теоретических исследований установлено, что основное влияние на производительность и надеыность работы' винтового конвейера оказывзют осевая скорость перемещения материала в ней и коэффициент его наполнения, которые в свою очередь зависят от физико-кеханических и реологических свойств транспортируемого материала и основных конструктивных и кинемзтических параметров конвейера.

4. Теоретический анализ зависимости осевой скорости транспортируемого материала от коэффициента его трения о внутренней поверхность кожуха конвейера, в'пределах его изменения от нуля до 0,4 показал, что даже незначительное увеличение последнего приводит к резкому увеличение осевой скорости, соответственно и производительности , рис.3.

5. Обоснована схема И: разработан конух пицтового конвейера в виде многогранника в поперечном сечении, позволяющий уненьиить ок-тумную и суотлйтоуйенно увеличить осевую скорость перемещения нагого ¡1 конгеяеро и исключить 'заклинивание', винта при бопьаом ооце^з-

нии » подстилочной соаоны.

Получение ..иретичеикие зависимости дпн определения осевой

скористи перемещения навоаа в митовом конвейере, коэффициент» его наполнения и производительности, о учетом коэффициентов трения мэтериапа о винт и внутрепНию поверхность колуха, угла подъема винтивой линии, угловой икорости ьинтз и угла наклона конвейера к горизонту, могут бить использованы для практических рассче-тив.

6. Экспериментально установлено, что при перемещении навоза влзкиосты) до Ь5...90/> и содеркацего н своем составе до 16$ подстилочной соломы, достигается изксимэпьнэя производительность винтового конвейера при = 0,65...0,65. <1/=. 30...45 рад/с/

» а,в...2,о) Зш \ гЯ«о°...55°.

Исследования такие подтверьсдают достаточную достоверность уравнения (12) для определения коэффициента наполнения расчетным путем.

7. Установлено, что в винтовом конвейере с шести и восьмигранным коьухои осекая скорость, соответственно и производительность, на Ю...15> виие, чем у конвейера о круглым кожухом.

Для транспортирования навоза влажностью 85...90,^ при содержании в кем до подстилочного материала целесообразно использовать винтовой конвейер с иестигранныи кокухом при зазоре мекду нэруяной кромкой винта и гранью кожуха до 0,4 мм и скорости вращения винта 30...40 рад/с.

При таких параметрах конвейера наблюдаются минимальные удельные затраты энергии на перемещение нзвоза и почти полностью исключаются отказы его по причине защемления подстилочной соломы между нэруиной кромкой винта и гранью кожуха,

8. Экономический анализ использования винтовых конвейеров с многогранным кожухом-в технологических пиниях удаления и переработки навоза лбкз-знвает., что их применение на транспортных' операциях

гь -

позволяет сократить затраты труда на 4...10, эксплуатационные иэдеркки на 13...17 и капитальные вложения на 8...16 процентов при высоком коэффициенте нздеиности их работы.

9. Хозяйственные испытания цепочно-скребковых навозоубороч-ных транспортеров КСН-Ф-ЮО на фермах крупного рогатого скота, в которых вместо наклонных транспортеров установлены винтовые конвейеры о иэстигрэнным кокухои показали, что зэтраты труда на технологическое обслуживание тэких транспортеров сокращаются нв 5...7 и эксплуатационные издержки на 7...13 процентов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Роговой В.В., Ковтун Е.М., Гриднев Е.К. Определение траектории и скорости движения навозной массы в винтовом конвейере./ Сборник научных трудов. Повышение эффективности использования машин и оборудования на животноводческих фермах и комплексах. -Киев, изд. УСХА, 1290, 0.51...55. -•

2. Poroioii D.B. Эксплуатационная надежность работы инеково-го навозопогрузчика с многогранный кожухом./Тезисы докладов Мэи-дунэродной конференции. Энергосберегающие технологии и средства механизации в животноводстве. - Запорокье, 1994, с.47...48.

3. РогОвой D.D. Обоснование конструктивных и кинематических параметров винтового погрузчика навоза. /Тезисы докладов мззду-нэродной научно-практической конференции. Моделирование'процессов и технологического оборудования в сельском хозяйстве. - Мелитополь, 1994, с.100...101.

4. Роговой L.B., Гриднев Б.К. Теоретическое обоснование по-в'оения производительности винтового погрузчика навоза./Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Энергосберегающие -технологии к энергетические средства в сельскохозяйственном производстве. - Лкитвка, 1995, с.52...53.

5. Рогоаой и.В., Гриднев 2.К. Экспериментальное обоснова-ниэ основных параметров винтового погрузчика навоза с нногогрэн-нын кокухом./Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Энергосберегаицие технологии и энергетические средства в сельскохозяйственном производстве. - Акимовка, 1995, с.53...55. •

RogovoJ U.V. Sorew conveyer operation efficiency inbreooe at removal technological and manure processing lines.

Dissertation for scientific degree of Candidate of technical sciences on speciality of 05.20.01. - mechanisation of farming, Tavria State Agrotechnioal Academy, Melitopol, 1996.

Under defence is dissertation containing the results of theoretical and experimental investigations on substantiation of sorew conveyer constructional and technological parameters with polyhedral enclosure operating undor removal technological and manure processing lines. Tho utilization of the ahove-sen-tioned conveyer at technological linos for transport operations enables to decrease labour expenditures рог 4-10&, exploitation

espenses per 13-17% and oapital investments per 8-16Й at high ratio of their operation reliability.

Роговиа I.В. Пхдвияення ефекхиввостх роботи гвпнтового коквевра в технолопчнях дхнхях видалення та пероробки гноп.

Дисергацхя га здобуття наукового ступеня кандидата гехнхч-них наук за спец:альяхсто 05.20.01 - Мехвнхзацхя с1льськогоспо-дерського впробшщтва, 1аврхйська деркавпа агротехихчиа акадеи1я, Мелхтополь, 1996. _ .

Захкщавться дисертяцхйна робота, яка нгепгть в codi теоретична та експеричентальн! дослхдиення по обгрунтуваннв нонструк-

тииних та технолопчних параиетрхв пзинтового кокьеера з богато-гранним кохУхои, який прадед в технологгчних лШях видадення та переробки гнов. Вккористанкя 1акого конвеера на транспортних операциях э 1ехнолог1чних лШях дозволяв скоротити затрати правд на 4..Д0%, експлуатац1йП1 витрати на 13...17% 1 кап1тальй вкладен-ня на В...16% при дос1а1ньо високоиу коеф1ц1ент! над1йност1 1х робота.

■ Ключов: слова: солом'яна п^стйлка, Шй, гвйит, когУх, гвин-товнй конвеер.