автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование основных параметров измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа

? Г^&Л^&НСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ ... УНИВЕРСИТЕТ

Г> f* - ? 1

} "*> t , ' .. - • «.у i , ' •

На правах рукописи

ФИАЛШЕВ АМУР ГРИГОРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ \PAMETPOB ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА ДИСМЕМБРАТОРНОГО ТИПА

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск, 1995

Работа выполнена в Челябинском государственном агроинженер-ном университете.

Научный руководитель - Заслуженный инженер сельского

хозяйства РСФСР, кандидат технических наук, профессор ЛЕОНТЬЕВ П.И.

Научный консультант - кандидат технических наук, доцент

СЕРГЕЕВ Н.С.

Официальные аппоненты - Заслуженый деятель науки и техники

РФ, доктор технических наук, профессор КОСИЛОВ Н.И.

/ - кандидат технических наук,

доцент ПЛАЧКОВА В.А.

Ведущее предприятие - АОЗТ Комбинат хлебопродуктов

им.Григоровича г.Челябинск

Защита состоится " " 1995 г. в ¿О часов

на заседании диссертационного совета К 120.46.01 Челябинского государственного агроинженерного университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им.Ленина, 75, ЧГАУ.

Автореферат разослан " " 1995 г.

Ученый секретарь .

диссертационного совета,

кандидат технических наук,

■ ^¿»^¡Г

доцент Патрушев A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание измельчителя фуражного зерна, позво-ющего получать готовый продукт зоотехнически требуемого качества при лжении удельной энерго- и металлоемкости.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является фаботка и обоснование основных конструкривно-кинематических пара-гров дисмембраторного измельчителя, позволяющих улучшить качество лельчения фуражного зерна посредством срезания, обеспечивающим ми-мальные затраты энергии.

Объект исследования. Процесс измельчения зерна режущими элемен-лн рабочих органов в дисмембраторном измельчителе.

Научная новизна. Получена система уравнений, описывающая посту-гельное движение зерна в канале ротора дисмембратора. В результате шиза влияния конструктивных и кинематических параметров рабочих "анов на характер относительного движения зерна определены их рационные значения. Обоснованы геометрические параметры режущих пар. (работаны методики расчета производительности измельчителя и коли-тва режущих элементов, необходимых для обеспечения процесса измель-[ия. Разработана номограмма для определения основных параметров дис-лбраторного измельчителя.

Практическая ценность и реализация работы. На основании теорети-ких и экспериментальных исследований разработана методика инженер-о расчета основных параметров и режимов работы дисмембраторного [ельчителя. Технология измельчения обеспечивает повышенное на 30% ,ержание легкопереваримой фракции в сравнении с продуктом молотко-сизмельчителей.

Опытный образец дисмембраторного измельчителя прошел произведенные испытания в опытно-производственном хозяйстве "Опытное" Тер-го района Кабардино-Балкарской Республики.

Апробация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ЧГАУв 1993-1995 г.г., КБАМИ ( КБГСХА ) в 1994 г.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав общих выводов, библиографий и приложений. Содержание работы изложенс на /¿lib страницах машинописного текста, включая иллюстрации Зт2 «f таблиц и список литературы из наименований, в том числе на ^¿Эино странных языках, имеется ¿> приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит короткое обоснование актуальности работы.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" дана об щая характеристика фуражного зерна. Приводится анализ основных спосо бов измельчения и технических средств по измельчению фуражного зерна используемых в сельскохозяйственном производстве. Дается краткий обзо] существующих теорий по измельчению материалов.

Изучению вопроса измельчения зерна посвятили свои работь В.П.Горячкин, П.А. Козьмин, В.Я. Гиршсон, П.П. Тарутин; C.B. Мельников А.Р. Демидов, И.А. Наумов, В.И. Сыроватка, П.И. Леонтьев и многие други ученые.

Исследования В.А. Елисеева, В.А.Денисова, И.А. Хинта, A.A. Петрова Н.С. Сергеева, C.B. Золотарева, И.Б. Шагдырова, М.Д. Малаева и други. показывает целесообразность использования центробежно-роторных уст ройств, работающих по принципу среза и скалывания, для измельчени твердых, сыпучих и зерновых материалов.

С учетом изложенного была поставлена задача разработать центро бежно-роторный измельчитель с одним вращающимся и одним неподвиж ным дисками, так называемый дисмембратор, работающий по способу из мельчения скользящим резанием, позволяющим получать готовый продук заданного гранулометрического состава.

Исходя из результатов анализа и в соответствии с поставленной цельь необходимо решить следующие задачи:

1. Теоретически и экспериментально исследовать процесс измельчени фуражного зерна в измельчителе дисмембраторного типа, работающей п способу измельчения скалыванием и срезом.

2. С учетом динамики зерна в канале рабочего органа аналитическ обосновать их конструктивные и кинематические параметры.

3. На основании результатов теоритических и экспериментальных ис-ледований разработать методику расчета основных параметров измельчи-еля.

4. Разработать опытный образец измельчителя и провести лабораторию и производственные испытания, оценить экономическую эффективность спользования ее в производстве.

Во второй главе "Теоретическое обоснование основных параметров змельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа" приводятся обосно-ания конструктивной схемы измельчителя и выбор рабочих органов, обес-ечивающих процесс измельчения скользящим резанием в два этапа. На пер-ой ступени, измельчение происходит за счет взаимодействия материала с ежущими элементами ротора (I) и статора (2) рис. I. На второй ступени рис. за счет взаимодействия с режущими элементами кольца (3) и статора (2) роисходит доизмельчение и вывод готового продукта из измельчителя.

В работе дисмембраторного измельчителя существенное значение меет скорость движения зерна в канале рабочего органа.

Для определения скоростей ввода материала в зоны измельчения, VI и 2, рассмотрим единичное зерно, как материальную точку, движущуюся юль вертикальной стенки радиального канала рабочего органа от центра к гриферии (рис. 3).

Уравнение относительного поступательного движения точки имеет

щ: _ _ _

та = Ф„ - ^ - , (I)

Силы, действующие на точку:

Ф„ - т со" л ;' Фк - 2 т со V,;

Г =/У =/т

где, т - масса зерна;

а - ускорение относительного движения;

Фп- переносная сила инерции;

Б и Р|- силы трения действующие на зерно;

Фк- кориолисова сила трения;

N и N1- силы нормальной реакции.

(2)

Учитывая, что а =Х , V =Х, имеем следующую математическую модель:

{х + 2/;сох - а2х = -fg [¡ = 0;х(0) = Л ;х(0) = 0

где,/и- коэффициенты трения материала по металлу до и после первой ступени измельчения соответственно; Д=х - расстояние от оси вращения до точки падения зерна из бункера; со - частота вращения ротора; & -ускорение свободного падения; I - время движения частицы по каналу диска. Если ввести следующие коэффициенты х = Глх.; I = т / о , где х - врем? входа в зону измельчения, то окончательно получим: С12Х ^ г йх - &

йх1

+ 2/,

Х(0) =

<к

г л^

х =

ц

(1х

Ци2 = 0

(3)

V"1 /т=0

где Ll - расстояние до первой зоны измельчения. Уравнение ( 3 ) имеет решение

X =

Ь}&

2 + С1С

(4>

хс2е

(5)

Используя начальные условия Х(0) = 0;Х(0) = 0 , найдем постоянны интегрирования С1 иС2

К а к ЛР + ^Г^Л

С, =-

^ Цо2)

(6)

с2 =

к

А ^

(7)

Решение задачи движения на первом этапе позволяет найти скорость ввода частицы в зону первого измельчения

х(х }) = 1

Ах Л

(8)

/ т=т,

Отсюда время п определяется из трансцендентного уравнения:

2

1-

¿.¡а2

+

(9)

// +/; т,

После некоторых преобразований для конкретных пара-

А. .

А 'А®'

¡етров——уравнение (9) примет вид:

т, = In

(1- fg

L,(o4

\

А _ Ж _

Lj X;co2

+

7 +

7 fg Ljio2

А fg L,cо

\2

у

И скорость ввода частиц в первую зону измельчения: Г

Vi = ®Lj

1-

А.

А _ Jz

Li Ll а2

г

+

7 +

7 £

А fg

А Lj(Ü'

(10)

Jg

L} од2 fg

Li Lj со2

А

+

' 7- fS

1 +

Lj

A fg ^ Lj LjO'

J

(П)

Движение частицы от первой до второй ступени измельчения им следующую модель:

ж г с d2* т/

mat^-F-F^-^iV,--

фп = + х)со2; Фк = 2та V2; F = fN = /mg; = fjNj =

где L-2 - расстояние до второй ступени измельчения;

а2 - ускорение относительного движения во второй ступени из-

[ельчения;

У2 - скорость входа частицы во вторую зону измельчения. После преобразования имеем:

с1х

¿X

Ь2(й2

(12)

с1х

С учетом начальных условий х(0) - 0',—— - 0 уравнение (12)

ах

меет решение:

— Суб

1-П Ь

+ с2е

При конкретных параметрах х(т2) = — и

ц

ований т2 определяется по формуле:

(13)

после некоторых преобра-

т2 = 1п

7- &

ь2&2

А /§

Ь2 со2

+

1 4-

1 " ^ 1

Л /Е

4 Ь2(л2 )

2\

(14)

огда

(1хп

с!х

1+Ж

Т,=тг V 4ю" У

1-2 Г1

2у[1 - Р (15)

Скорость входа частицы меет вид

ек ' + е к 1

во вторую зону измельчения

У2 =©£;

Ых ^

\ (к }

(16)

Теоретическая производительность измельчителя, с учетом скорое У2 определяется по формуле:

(2т = РУ2у , (17)

где Р - общее сечение пазов рабочих органов;

у - объемная масса материала.

Результаты теоретических исследований обработаны на ЭВМ, по: ченная кривая производительности представлена на рисунке 5.

Количество режущих элементов, необходимых для обеспечения пр цесса измельчения определяется по формуле

„ 2тс1{

2 = ТГГ^ ' (18)

Ъ1 + ¿с

где II - радиус ротора;

- ширина канала ротора; §^ " расстояние между режущими элементами.

В результате теоретических исследовании получена математическ модель, описывающая характер движения зерна в канале рабочего орга! обоснованы основные параметры режущих элементов, выявлены факто] влияющие на производительность измельчителя.

В третьей главе "Методика экспериментальных исследований" излоя на методика проведения экспериментов, предусматривающая решение а дующих задач: экспериментально проверить оптимальную скорость резан и оптимальную ширину канала рабочего органа; экспериментально про! рить теоретические зависимости по определению расходуемой энергии измельчение, производительности и модуля помола; провести анализ граг лометрического состава готового продукта; дано описание эксперимента; но-производственной установки.

Технологическая схема дисмембраторного измельчителя приведена рис.4. Основным рабочим органом измельчителя является измельчают устройство, состоящее из неподвижного корпуса (I) с загрузочным (2) и в ходным (8) патрубками. Внутри корпуса горизонтально и соосно установ.г ны два диска: верхний - статор (3), нижний - ротор (4) закрепленный фланце вала (6). На роторе крепится калибрующее кольцо (5). На рабоч поверхностях дисков и кольца имеются радиальные пазы (7).

Устройство работает следующим образом. Зерно, подаваемое через загрузочный патрубок (2), поступает на ротор (4). Под действием центробежных сил зерно проходит по радиальным пазам (7) и измельчается кромками режущих пар, образованными пазами статора и ротора. При достижении кольца (5) масса доизмельчается и калибруется кромками режущих пар, Образованными пазами статора и кольца. Измельченная масса через выходной патрубок выводится из измельчителя.

При разработке и создании экспериментальной установки была предусмотрена возможность изменения ширины паза калибрующего кольца, частоты вращения ротора, подачи зернового материала.

Изменение частоты вращения добивались применением двигателя постоянного тока П31У4, регулятора напряжения РНО-250-10 и выпрямителя и измерялась страбоскопическим тахометром. Мощность, расходуемая на процесс измельчения, измерялась и фиксировалась с помощью ваттметра - самописца Н-348.

Для опытов использовался зерновой материал: пшеница, ячмень, горох, кукуруза, как наиболее распространенные в комбикормовой промышленности, с влажностью от 12 до 16 процентов. Определение гранулометрического состава готового продукта осуществлялось методом ситового анализа на лабораторном рассеве-встряхивателе РКФ-1.

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

Исследован гранулометрический состав измельченного продукта. Экспериментальные данные позволили установить зависимости производительности, модуля помола и удельной энергоемкости измельчения фуражного зерна от ширины каналов кольца ротора (рис.5). По данным кривым были построены эмпирические формулы для определения производительности, модуля помола и удельной энергоемкости измельчителя.

На рис. 6 представлена зависимость модуля помола, при измельчении различных культур, от окружной скорости рабочего органа измельчителя.

На основании экспериментальных данных разработана номограмма (рис.7) позволяющая быстро и с достаточной точностью определять основные параметры измельчителя задавшись зоотехнически требуемым модулем помола или любым другим параметром представленным на номограмме, при измельчении ячменя и гороха.

В пятой главе "Производственные испытания. Экономическая эффективность результатов исследований" приведены результаты производственных испытаний и экономические показатели дисмембраторного измельчителя.

Для получения сравнительных показателей эффективности использования измельчителей методом подобия был произведен расчет основных

параметров экспериментальной установки для производительности 3 т/ч, та* как такую производительность имеет дробилка ДБ-5.

Таблица

Показатели эффективности использования экспериментальной

установки.

Показатели 1 ДБ-5 | Экспериментальная

1 1 установка

I. Производительность, т/ч 3 3 .

2. Удельный расход энергии, кВт.ч/т 13 10

3. Удельная металлоемкость, т.ч/т 250 100

4. Модуль помола, мм 1,8 1,8

5. Доля переизмельченной фракции,% до 15 до 3

6. Экономия фуражной муки,% - до 30

7. Коэффициент эффективности I 2,5

о. экономия энс^лчзахуат, МДж/т - 4597,8

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Из анализа физико-механических свойств зернового материала еле дует, что менее энергоемким способом измельчения является измельчение скалыванием и срезом.

2. С учетом динамики зерна в канале рабочего органа, было получеш уравнение относительной скорости его движения на первой и второй ступеш измельчения.

3. Выявлены зависимости производительности модуля помола I удельного расхода энергии от конструктивных и кинематических пара метров дисмембратора.

4. Разработана номограмма для определения основных параметре] измельчения.

5. Качество корма, измельченного на экспериментальной установке, п< своему гранулометрическому составу превосходит качество корма измель

ченного существующими молотковыми дробилками на 25 - 30%, не содержит целых зерен, пылевидная фракция составляет 2 - 3%.

6. В результате экспериментальных исследований и производственных проверок определены основные оптимальные параметры дисмембраторного измельчителя:

- ширина канала кольца - 2...5 мм

- частота вращения ротора - 366 с1

- производительность - 0,1...3 т/ч

- модуль помола ( регулируемый ) - 1,3...2,6 мм

- удельная энергоемкость - 7...11 кВт.ч/т

- удельная металлоемкость - 100 т.ч/т

7. Коэффициент эффективности измельчителя дисмембраторного типа равен 2,5.

8. Экономия энергозатрат составляет 4597,8 МДж/т

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Фиапшев А.Г. Измельчитель фуражного зерна дисмембраторного типа. Информ. листок N 317-94, Челябинский ЦНТИ. - Челябинск, 1994.

2. Фиапшев А.Г. Результаты экспериментальных исследований измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа /ЛГез.докл.научн,-практ.конф. КБГСХА,- Нальчик, 1995.

3. Фиапшев А.Г. Зависимость модуля помола от скорости вращения рабочего органа измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа// Тез.докл.научн.-практ.конф. КБГСХА,- Нальчик, 1995. ,

4. Фиапшев А.Г., Сергеев Н.С. Определение максимальной ( теорити-ческой ) производительности измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа// Тез.докл.научн.-практ.конф. КБГСХА.-Нальчик,1995.

5. Леонтьев П.И., Левонидов В.В., Фиапшев А.Г., Сергеев Н.С. Определение скорости движения зерна в канале рабочего органа дисмембратора// Вестник ЧГАУ/ЧГАУ. - Челябинск, 1995.

Рис. 1. Схема режущей пары в плоскости резания (I ступень измельчения;.

Рис. 2. Схема режущей пары в плоскости перпендикулярной к плоскости резания (2 ступень измельчения).

с ^ 1 цр * Л / * ! N ? /ГЛл * к Ра

АХ * / Р1 / Р X

Рис. 3. Схема относительного поступательного движения зерна в канале рабочего органа.

Рис. 4. Схема устройства для измельчения зерна.

Рис. 5. Зависимости производительности (С2), модуля помола (М) и удельной энергоемкости (Иуд) от ширины паза (в) кольца при измельчении ячменя.

Рис. 6. Зависимость модуля помола (М) от окружной скорости рабочего органа измельчителя, я - ячмень, п - пшеница, г - горох, к - кукуруза.

Й 711

ч л Ча

\ 31

Л V V

* *

о.т/ч вз « / 43 х А > ¿г / «.05 * 1 з «' • \5' ' <в ±0'и

15 ¿0 £ /Г

/ г 4 Г. =25-6«/«

^/г . . . «; ■ /

й «| б м/с IV

Рис. 7. Номограмма для определения основных параметров дисмембраторного измельчителя на примере измельчения ячменя и гороха.

Введение

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

I.Io Основные способы измельчения зернового материала

1.2. Краткий обзор научных исследований физикомеханических свойств зернового материала. 16 1*3. Анализ существующих теорий по измельчению

М8ТврИ8Л0В О1ООб|0|1ОО1««ОО*1в«ООООО*ООвв»О ^

1.4. Анализ основных технических средств по измельчению зерна

1*4.1. Вальцевые мельншфг о*.•«.««.»«*.«*«.«»». ^

1.4.2. Молотковые дробилки «•t*««*««»««««o»t*<t*t ^

1.4.3. Центробежно-роторныв измельчители .«•«•*

1.5. Выводы по главе» цель и задачи исследований. 2+

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА ДИСМЕМБРАТОРНОГО Ш1А

2.1. Обоснование конструктивной схеш измельчителя .о.о.

2.1.1. Обоснование рабочих органов, обеспечивающих процесс измельчения резанием .»<,.

2.1.2. Обоснование основных геометрических параметров режущей пары рабочих органов измельчителя .о.».

2.2. Анализ исследований по определению усилий резания зерен злаковых культур.•••».«•

2.3. Определение скорости движения зерна в канале рабочего органа измельчителя.

2.4. Определение количества режущих элементов, необходимых для обеспечения процесса измельчения

2.5. Определение теоретической производительности измельчителя и скорости поступления материала в камеру измельчения.

2.6. Определение необходимой мощности измельчителя.

2.7о ЕЬшода по главе.

Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Общая методика экспериментальных исследований. 80 Характеристика измельчаемого материала.

3.2. Описание экспериментальной установки, лабораторного оборудования и измерительной аппаратуры

3.3. Порядок проведения опытов

3.3.1. Определение полезной мощности

3.3.2. Определение производительности

3.3.3. Исследование гранулометрического состава измельчаемого материала

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Анализ влияния ширины паза рабочего органа на производительность установки.

4.2. Анализ влияния ширины паза рабочего органа на модуль помола

4.3. Анализ влияния ширины паза рабочего органа на удельный расход энергии.

4.4. Построение эмпирических формул.

4.5. Влияние окружной скорости вращения ротора измельчителя на модуль помола

4.6. Вариационные кривые распределения гранулометрического состава измельченного продукта.

4.7. Интегральные кривые распределения гранулометрического состава измельченного продукта.

4.8. Номограмма для определения основных параметров измельчителя дисмембраторного типа.ПО

4.9. Вывода по главе.III

Глава 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Результаты производственных испытаний

5.2. Расчет экономической эффективности результатов исследований

5.3. Швода по главе

ОБЩИЕ ШВОда

При организации полноценного кормления животных весьмв важное значение имеет рациональное использование концентрированных кормов, поскольку зерно является одним из главных компонентов комбикорма и других видов кормосмесей. Но для усвоения целого зерна животное затрачивает много энергии, которая могла бы пойти на образование полезных продуктов.

При скармливании измельченного зерна увеличивается переваримость питательных веществ. Зерновой корм, измельченный до определенной зоотехническими требованиями крупности, повышает среднесуточный привес живой массы на 25 - 28% /85/ . Поэтому измельчение зерновых кормов ведется с целью доведения исходного материала до требуешх размеров. При этом стремятся избежать образования переизмельченных частиц размером менее 0,2 мм, отрицательно влияющих на процесс пищеварения животных,

В настоящее время основными машинами, применяешми в сельскохозяйственном производстве для измельчения фуражного зерна, являются молотковые дробилки, имеющие ряд существенных недостатков. Это большие удельные затраты энергии на измельчение (20-25 кВт.ч/т); значительная удельная металлоемкость конструкции; малая производительность; неравномерный гранулометрический состав получаемого продукта с большим содержанием пылевидной фракции до 25% и содержанием целых зерен в готовой дерти более 1%,

Изучение состояния вопроса совершенствования измельчающих машин показало, что в применяемых конструкциях не используется в чистом виде такой способ измельчения, как способ скалывания и среза, являющихся менее энергоемкими.

В связи с этим обоснование основных параметров измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа, работающей по способу измельчения скалыванием и срезом со своевременным выводом готового продукта заданнного гранулометрического состав, удовлетворяющего зоотехническим требованиям из зоны измельчения, а также оптимизация их по затратам энергии и степени измельчения - является актуальной задачей.

Настоящая работа посвящена обоснованию основных параметров измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа, позволяющих снизить металлоемкость конструкции и энергоемкость процесса измельчения фуражного зерна при качестве получаемого продукта, отвечающего зоотехническим требованиям.

Объектом исследования данной работы является процесс измельчения фуражного зерна в измельчителе дисмембраторного типа, работающей по способу измельчения скалыванием и срезом,»

В процессе выполнения работы были получены реальные математические модели определения энергозатрат на процесс измельчения и степени измельчения в зависимости от исследуешх конструктивно-кинематических параметров. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены оптимальные параметры процесса измельчения фуражного зерна в дисмембраторе.

Опытная установка измельчителя дисмембраторного типа была изготовлена в учебно-производственных мастерских ЧГАУ, прошла испытания на кафедре ТМЖ ЧГАУ. Комплект чертежно-конструкторской документации заложен в фонд Челябинского пентра научно-техничес-кой информации.

Результате исследований докладавались и были одобрены на научно-технических конференциях ЧГАУ ( г. Челябинск,1993,1994 г.г.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Проведенные исследования позволяют сделать следующие вывода

1. Из анализа физико-механических свойств зернового материала следует, что менее энергоемким способом измельчения являет ся измельчение скалыванием и срезом.

2. С учетом динамики зерна в канале рабочего органа, было получено уравнение относительной скорости его движения на первой и второй ступени измельчения.

3. Выявлены зависимости производительности, модуля помола и удельного расхода энергии от конструктивных и кинематических параметров дисмембратора.

4. Разработана номограмма для определения основных параметров измельчителя.

5. Качество корма, измельченного на экспериментальной установке, по своему гранулометрическому составу превосходит качество корма измельченного существующими молотковыми дробилками на 25 - 30%, не содержит целых зерен, пылевидная фракция составляет 2 - 3$.

6. В результате экспериментальных исследований и производственных проверок определены основные оптимальные параметры дисмембраторного измельчителя:

- ширина канала кольиа - 2.5 мм

- частота вращения ротора - 366

- производительность - 0,1.3 т/ч

- модуль помола ( регулируемый ) - 1,3.2,6 мм

- удельная энергоемкость - 7.II кВт.ч/т

- удельная металлоемкость - 100 кг.ч/т

7. Коэффициент эффективности измельчителя дисмембраторного типа равен 2,5.

8. Экономия энергозатрат составляет 4597,8 ЦЦж/т.

1. СьТРОВаТКа В.М. , КйРТаШОВ С.Г. Производство комбикормов Б хозяйствах. - №.: Агропрошздат, 1991. - 40 с.

2. Ткачев И.Ф. Использование свиньям некоторых зерновых кормов в зависимости от тонкости помола. Записки ЦНйЛ кормовой и комбикормовой промышленности. - Л., 1936, вып. 12. - с. 77 - 99.

3. Смекалов Н.А., Зельнер В.Р. Значение тонины помола зерна при кормлении свиней. Сельское хозяйство за рубежом/животново дет во/, 1972, I.6. ТЛ&Ы. , 1970, 12.151.

4. Зельнер В.Р., Коноштев HI.Г. Приготовление к использование пол нора пионных кормов в промышленном животноводстве. ВНИИТЭИСХ. -М.: 1972. с. 6 - II.

5. Кошелев А. Промышленным комплексам высококачественные корма. - Мукомольно-элеваторная и комбикормовая прошшленность, 1987, !* 5. - с. 5 - 8.

6. Кукта F.M. Машины и оборудование для приготовления кормов М.: Агропромиздат, 1987. 303 с.

7. Мельников С.В. и др. Механизация животноводческих ферм. -М.: Колос, 1969. 440 с.

8. Мянд А.Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты. М.: Машиностроение, 1970. - 256 с.

9. Бремер Г.И. Учебное пособие по теории и расчету дробильних машин. U,: ВСХИЗО, 1970. - 50 с.

10. Моргулис Ю. Современная техника тонкого измельчения и четкой квалификации. Журнал Всесоюзного химического обществе км Д.И. Менделееве, 1965, т. 10, № I.

11. Демидов II. Г о Технология комбикормового производстве. М Колос, 1968. - 224 с.

12. Куприн Я.Н. Физико-механические основы размола зерна . -Зй.: Заготиздат, 1946. 214 с.

13. Егоров Г.А. редак. Технология переработки зерна. - М.: Колос, 1977. - 376 с. 2 изд.V

14. Кукта Folvl. Технология переработки и приготовления кормов М.: Колос, 1978. 240 с.

15. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводчес ких ферм. М.: Колос, 1978. - 560 с.

16. Крагельский И.В. Дробление зерна при статических и динамических условиях в зависимости от влажности и размера. М.: ВЙСХ0М, 1937.

17. Ястребов П.П. Использование и нормирование электроэнергии в процессах переработки и хранения хлебных культур. М.: Колос, 1973 . - 311 с.

18. Пахомов B.C. К вопросу теории молотковых кормодробиль-ных машин. Труда Кишиневского СХИ им. М.В. Фрунзе, 1956, т. II. - с. 39 - 55.

19. Тарутин П.П. Испытание сопротивления зерен гпаениш, раздавленных после облучения ультракороткими волнами. ВНИИЗ. - М.: 1935.

20. Гиргасон В.Я. Экспериментальные исследования процессов технологии зерна. М.: Заготиздат, 1949.

21. Шполянская А.П» Исследование механических свойств зерна при статическом и ударном сжатии. Дис.кэнд.техн.неук. - М.: 1947.

22. Малаховиев В.П. Центробежная машине измельчения зерне. -В кн.: Пищевая технология. Известия высших учебных заведений, 1962, П I.

23. Егоров Г.А. Гидротермическая обработка зерне. М.: Колос,1968.

24. Демидов А.Р., Чирков С.Е., Глебов I. Определение прочностных характеристик зерна различных культур. Мукомольно-элеватор-ная промышленность, 1971, !Г« 8.

25. Наумов И.В. Совершенствование кондиционирования и измельчения пшеницы и ржи. М.: Колос, 1975. - 176 с.

26. Яворский А.А,, Скороход И.М. 0 зависимости измельчеемости зерне от толщины обойочки . Вестник сельскохозяйственной науки. -Киев, 1972, Р 3. - с* 20 - 22.

27. Демидов А.Р., Чирков С.Е. Способы измельчения и метода оттенки их эффективности. М.: ЦИНТИ Госкомзега ССОР, 1969, - с. 5, 44.35. fltttUpet P./2. LeA^u^A O^fgebU1867.

28. Кирпичев В.Л. Журнал русского химического и физического общества. Часть физическая. М.: 1874, т. б, вып. 9.

29. Ребиндер П.А. Физико-химические исследования процессов деформации твердости. АН СССР, 1947.

30. Ребиндер П.А. Разрушение и обработка твердо: тел. Сорена № 12, 1940.

31. Ребиндер П.А. Физикохимическая механике. Издательство " Знание 1958.40. goict f,?. гtAetxp* otf- сс^сон.1. TJo^cc^L , 194 p., 1952 .

32. Левинсон Л.Б., Прейгерзон Г.И. Дробление и грохочение полезных ископаемых. М.- Л.: Гостопиздат, 1940.42. f. ge^i-ezZs ъо/Оо 2 ъс&г^ г^с ^le^e^ita^u^ , - 'f^ty • Т985.

33. Румпор Г. Об основных физических проблемах при измельчении. Европейское совещание по измельчению 1-е. Франкфурт-на-Майне, 1962. ТЬуда. Перевод Л.А. Ласточкина. М.: Стройиздат, 1966.

34. Хусид С.Д. Измельчение зерна. М.: Хлебиздат, 1958, - 248 с.

35. Елисеев В.А. Исследование процесса измельчения зерна ударом.

36. Демидов А.Р. Проблемы измельчения материалов в пищевой промышленности. Тезисы докладов научно-технического совещания. -М.: ЦНТИ Госкомзага СССР, 1968.

37. Гийо Р. Проблема измельчения материалов и ее развитие.

38. Перевод с французского Г.Г. Лунтл. Под редакцией Г.С. Ходакова. -М.: 1964, с. В - 10, 29 - 33.

39. Сыроватка В,И. Зависимость эффективности рабочего пронесся зернодробилки от упругости зерна. Научно-технический бюллетень/ ВИМ. М.: 1978, вып. 35. - с. 9 - 12.49. Si f . J-G 1986.

40. Бобров A.P., Леонов Н.И., Любин H.B. Производство и использование комбикормов в США. М.: ЩТИ Госкомзага СССР, 1963. - 79 с.51„ Данилин А.С. Производство комбикормов за рубежом. М.: Колос, 1968. - 336 с.

41. Королев А.Ф., Щербине Г .11. Комбикормовая промышленностьв странах членах СЭВ. - М.: ЦНТИ Госкомзага СССР, 1966. - 43 е./ Сер. %комольная, крупяная и комбикормовая промышленность/.

42. Чемодуров А.А., Григорьев Е.Г. Производство и использование комбикормов в Японии. М.: ЦНРШТЭИ Минзвга СССР, 1973. - 30 с. / Сер. Комбикормовая промышленность /.

43. Эффективность различных способов измельчения зернового сырья комбикормов. В кн.: Хранение и переработка зерна. Щ1И Госкомзага СССР, вып. 6. - М.: 1966. - с. 16 - 23.

44. Зотьев А.И., Журбенко Ю.В. Пути повышения износостойкости и долговечности вальцевых измельчающих машин в масложировой промышленности: ( обзор ). М.: ЦНИЙТЭИ Пищепром, 1972. - 32 с.

45. Р-елсг О. Ma^t^At^i, с* btrA-e&se,1985.57 # 0 ее/Ъ^С/ё S.i^. уО^гг^е^ 1. Peg. 1926.

46. Тарутин П., Рыбалко А. Исследование нарезных валков на мельнице. Мукомольное и элеваторно-складское хозяйство, И» I, 1940.

47. Елисеев В.А., Дорофеев Но С. Валытовые мельницы выгоднее дробилок. Сельскохозяйственное производство Северного Кавказа, № I, 1966.

48. Сыроватка В.И., Алябьев Е.В. Методика проведения испытания машин для измельчения кормов. М.: Отдел вне,прения и информации ВНИИЭСХа, 1969. - 79 с.

49. Основные закономерности процесса измельчения зерна в молотковой дробилке. Научн.тр. ВНИИЭСХ, т. 14, 1964. ~ с. 89-157,

50. TriixJl/^t&t Settle*. 777^4^ aAtt.49, 1973 .

51. Кочетова А.А., Звягинцева Л.Т. Влияние параметров молотковой дробилки на эффективность ее работы. В кн.: Хранение и переработка зерна. Вып. I. - М.: ЦНИИТЭМ Минзага СССР, 1972,- с. 29-31.

52. Клименко Н.И. Исследование основных параметров молотковой дробилки с внутренним вентилятором для измельчения зерновых кормов: Авторефо дис.канд.техн.наук. Киев, 1972.

53. Елисеев В.А. Теоретическое и экспериментальное обоснование методов повышения эффективности процесса измельчения зерновыхкормоЕ на животноводческих Фермах: Автореф. дис. докт.техн. наук. Воронеж, 1969.

54. Плохое- Ф.Г. Использование динамики рабочего процесса молотковой кормодробилки замкнутого типа: Автореф.дис. канд.техн. наук. Ленинград-Пушкин, 1966.

55. Шуб Г.И. Исследование технологического проттесся измельчения сырья комбикормового производства на молотковой дробилке: Автореф. дис.канд.техн.неук. Целиноград, 1966.

56. Правила организации и ведения технологического процесса на комбикормовых предприятиях. М.: ЦНТИ Госкомзеге СССР, 1967. - 86 с.

57. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. М,: Колос, 1984.

58. Леонтьев П.И., Малаев М.Д. Центробежная дробилка зерна.-Челябинск, 1982. 4 с. ( Челяб. ЦН1И. Информ.листок Ш 265-82).

59. Леонтьев П.И., Золотарев С.В. К вопросу об измельчении зерна// Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность, 1984, Р 7.- с. 50.

60. Сергеев Н.С. Разработка и обоснование основных параметров измельчителя фуражного зерна пентробежно-роторного типа. JS Дис. канд.техн.наук. Челябинск, 1989. - 126 с.

61. Золотарев С.В. Обоснование основных параметров рабочих оргенов ударно-центробежной дробилки фурежного зерне. Дис. канд.техн.наvk. - Челябинск, 1985. - 221 с.1. С Т

62. А.С. У* 743718 ( СССР ). Центробежная многоступенчатая дробилка ( В.Д. Денисов, В.И. Сьтроватка, Б.В. Фокин )„ Опубл. в Б.И. }* 24, I960.

63. Денисов В.Д. Исследование процесса измельчения фуражного зерна в высокоскоростной центробежной дробилке и обоснование режимов ее работы. Дис.канд.техн.наук. - М.: 1979. - 215 с.

64. Шакдырсв И.Б. Обоснование параметров многоступенчатой дробилки фуражного зерна. Дис. канд.техн.наук. - Челябинск, 1988. - 220 с.

65. Леонтьев П.И., Золотарев С.В. Удерно-пентроебжная дробилка. Челябинск, 1984. - 4 .с, ( Челяб.ЦНТИ. Информ.листок08.84 ).

66. А. С. № II96025 ( СССР ). Устройство для измельчения зерна. ( П.И. Леонтьев, Н.С. Сергеев, Н.А. Косилов ). Опубл. в Б.И. Я» 45, 1985 .

67. А.С. Г« 1411028 ( СССР ). Устройство для измельчения зерна. ( П.И. Леонтьев, Н.С. Сергеев, Б.В. Карташев ). Опубл. в Б.И. № 27, 1988.

68. Желиговский В.А. Экспериментальная теория резания лезвием.- Труда МИМЭСХ, вып. 9. М.: 1940. - 27 с.

69. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М.: Машиностроение, 1975. - с. 14.

70. Карташов Л.П., Аверкиев А.П., Чугунов А.И., Козлов В.Т. Механизация и электрификация животноводства. М.: Агропромиздат, 1987. - 480 с.

71. Кулаковский В.Й., Кирпичников Ф.С., Резник Н.Е. Машины и оборудование для приготовления кормов. Справочник, часть I. -М.: Россельхозиздат, 1987. 285 с.

72. Киртбая Ю.К. ред. Механизация сельского хозяйства, -М.: Колос, 1974. - 464 с.

73. Карташев Б.В., Леонтьев II.И., Сергеев Н.С. Определение количества режущих элементов дезинтегратора. Деп. рукописьг< 4839. Реф. журн. Корма и кормление с.х. животных, 1985, Г» 4.- с. 3.

74. Перов А.А. Кинематика дисмембратора при измельчении компонентов комбикормов. Научн. тр. ВНИИЭСХ, вып. 2. - М.: 1966.- с. 50.

75. Леонтьев П.й., Карташев Б.В., Сергеев Н.С. Определение частоты вращения роторов измельчителя зерна. В сб.: Совершенствование технологии и механизации приготовления кормов. - Научн. тр. ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1986. - с. 50 - 53.

76. Василенко П.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев: Издат. УАСХ, I960.

77. Мальков В.Г. и др. Комплексная механизация производства комбикормов. Киев: Урожай, 198I. - 120 с.

78. Дюрели А., Райли У. Введение в фотомеханику. Перевод с английского. М.: Мир, 1970. - 484 с.

79. Резник Н.Е. Поляризапионно-оптический метод .исследования взаимодействия лезвия с материалом, Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1973, Р I. - с. 48 - 51.

80. Кврташов Л,П. Машинное доение коров. М,: Колос, 1982.- 301 с.

81. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М,: 1965, т. 3.

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

83. Турбин Б.И. Теоретические основы рассева минеральных удобрений центробежными сепараторами. Доклада МЙИСП, вып. 5. - М.: 1971. - с. 13 - 23.

84. Калашников А.П. Справочник зоотехника. М: Агропромиздат, 1986. - 479 с.

85. Корнеев Г.В. Транспортеры и элеваторы сельскохозяйственного назначения. М.: Машгиз, 1961. - 230 с.

86. Скляров JI.А. Оценка применения целого, размолотого и плющенного зерна ячменя в рационах баранчиков// Животноводство, 1964. № Зс - с. 14.

87. Фокин В.В., Денисов В.А. Теоретические препосылки многоступенчатого измельчения зерна с последовательным отбором готового продукта, 'фуда Ижевского СХИ. 1974. - Bfcm. 26.- с. 146 149.

88. Колмагоров А.Н. 0 логарифмически нормальном законе распределения размеров частил при дроблении. Л.: Докладе АН СССР, - 194I. - т. 31. № 2.

89. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука,- 1978. 832 с.

90. Методика ( основные положения ) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Экономика, - 1977. - 45 с.

91. Методика определения экономической эффективности механизации животноводства// Под ред. М.И. Корячкина. М.: Колос,- 1969. 23 с.

92. Методические рекомендации по определению технико- экономических показателей от использования топлива и энергии в животноводстве. М.: ВИЭСХ, - I960. - 86 с.

93. Панус Ю.В., Саплин Л.А. Методические указания к изучению теш " Влияние научно-технического прогресса на экономическую эффективность производства. Челябинск, 1989. - 12 с.

94. Фиагппев А.Г. Измельчитель фуражного зерна дисмембра-торного типа. Информ. листок № 317-94, Челябинский ЦНТИ. Челябинск, 1994 .

95. Фиапшев А.Г. Результаты экспериментальных исследованийизмельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа// Тез.докл. научн.-практ. конф. КЕГСХА. Нальчик, 1995 г.

96. НО. Фиапшев А.Г. Зависимость модуля помола от скорости вращения рабочего органа измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа// Тез.докл.научн-практ.конф. КЕГСХА. Нальчик, 1995.

97. Фиапшев А.Г., Сергеев Н.С. Определение максимальной ( теоретической ) производительности измельчителя фуражного зерна дисмембраторного типа.// Тез.докл.научн.-практ.конф. КЕГСХА. Нальчик, 1995 .

98. Леонтьев П.И. Левонидов В.В., Фиапшев А.Г. Сергеев Н.С. Определение скорости движения зерна в канале рабочего органа дисмембратора// Вестник ЧГАУ/ ЧГАУ. Челябинск, 1995> т.II,е.27-34.1. ПРЙЛ01ЕНИЕ1

99. Определение скорости движения зерна в канале рабочего органа и теоретической производительности измельчителя.

100. ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОСТОЯННЫЕ интегрирования ci и С21. Г<з1 fx + 4i ~ fi1.1.Li"w jc:a 1 i --f i ■+ i i i i1Л w j•j 1 f 102 = 6,2751309;

101. ПРИНЯВ следующие ОБОЗНАЧЕНИЯ t2x,t22,ti равные:Гtil t* ji fL