автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и обоснование основных параметров ленточно-трубчатого транспортера для перемещения некоторых связных кормов

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ КРУТО

НАКЛОННЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

1.1. Ленточные конвейеры . б

1.2. Классификация крутонаклонных ленточных конвейеров

1.3. Крутонаклонные ленточные конвейеры с профилированной поверхностью, подпорными и прижимными элементами

1.4. Лент очно-трубчатые конвейеры с повышенным давлением груза на ленты

1.5. Обзор исследований ленточно-трубчатых транспортеров

1.6. Цель и задачи исследований

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЛЕНТОЧНО

ТРУБЧАТОГО ТРАНСПОРТЕРА

2.1. Выбор объекта для проведения исследований

2.2. Обоснование площади поперечного сечения груза на ленте загрузочного участка

2.3. Определение давления ленты на трубу

2.4. Определение давления корма на трубу через . ленту. Суммарное давление на стенки трубы.

2.5. Расчет силы, необходимой для протаскивания ленты в трубе

2.6. Теоретическое обоснование процесса разгрузки связного груза

2.7. Анализ расхода мощности на работу ленточно-трубчатого транспортера

2.8. Выводы

Глава 3. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

3.1. Программа исследований

3.2. Описание экспериментальной установки

3.3. Порядок проведения эксперимента

3.4. Методика определения физико-механических свойств кормосмеси и свекловичного жома

3.4.1. Определение влажности

3.4.2. Исследование плотности кормов

3.4.3. Определение зависимостей коэффициентов внешнего и внутреннего трения связных грузов

3.4.4. Определение действительной площади контакта жома

3.4.5. Определение конечной силы сворачивания ленты

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКО

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВЯЗНЫХ КОРМОВ

4.1. Цели и задачи исследований физико-механических свойств кормовых материалов

4.2. Исследование плотности кормосмеси в зависимости от влажности и удельного давления

4.3. Исследование коэффициентов внешнего трения от удельного давления по поверхностям

4.4. Исследование коэффициентов внутреннего трения кормов

4.5. Определение коэффициента связи между углами естественного откоса и коэффициентами внутреннего трения жома

4.6. Выгоды

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕНТОЧНО-ТРУБЧАТОГО

ТРАНСПОРТЕРА

5.1. Задачи исследований

5.2. Лабораторные исследования

5.3. Результаты исследований условий загрузки и выгрузки

5.4. Исследование зависимости площади поперечного сечения груза от длины загрузочного участка.

5.4.1. Характер изменения площади поперечного сечения груза на ленте

5.4.2. Результаты исследований конечной силы сворачивания ленты.

5.5. Результаты исследований силы протаскивания ленты в трубе

5.6. Исследования производительности ленточно-трубчатого транспортера.

5.7. Результаты исследований расхода мощности на работу ленточно-трубчатого транспортера

5.8. Производственные испытания ленточно-труб-чатого транспортера.

5.8.1. Задачи исследований.

5.8.2. Описание экспериментальной установки ленточно-трубчатого транспортера

5.8.3. Результаты производственных испытаний

5.8.4. Многофакторный анализ ленточно-трубчатого транспортера.

5.9. Выводы

Глава 6. ТЕХБЖО-ЗкОНОМИЧВСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Технико-экономические показатели ленточно-трубчатого транспортера

6.2. Сравнение экономических показателей транспортеров

ОБЩИЕ вывода

РЖОМЩЦАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Решениями ХХУ1 съезда КПСС и Продовольственной программой СССР предусматривается дальнейшая интенсификация процессов в сельском хозяйстве и увеличение производства продуктов питания для населения и сырья для промышленности.

Животноводство как важная отрасль сельскохозяйственного производства должно получить дальнейшее развитие /I, 3/.

В докладе Н.А.Тихонова на ХХУ1 съезде КПСС "Основные задачи экономического и социального развития страны в одиннадцатой пятилетке" и в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I.I985 годы и на период до 1990 года" предусматривается в XI-м пятилетии среднегодовое производство сельскохозяйственной продукции увеличить на 12. 14$, а производительность труда в общественном хозяйстве - на 22.24% и довести ежегодную поставку мяса 17. 17,5 млн.т, молока -97.99 млн.т, яиц не менее, чем 72 млрд .штук и шерсти -470.480 тыс.тонн /2/.

Решение поставленных задач в I98I.I990 годах требует перехода от разработки и внедрения единичных машин к комплексам машин, поточным линиям. Это позволит механизировать не только основные, но и вспомогательные производственные процессы, особенно транспортные погрузочно-разгрузочные работы и сократить затраты ручного труда. Фермам с промышленной технологией содержания животных необходимы новые технологические решения по заготовке, транспортированию и переработке кормов, которые должны удовлетво-рять^следующим основным требованиям: потери питательных веществ при заготовке, хранении и транспортировании£ подготовке и раздаче кормов животным должны быть минимальными, а вкусовые качества кормов - обеспечивать полную их поедаемость. В настоящее время для подготовки кормов на фермах крупного рогатого скота строятся кормоцеха. Наибольшее распространение получили такие способы подготовки кормов к скармливанию, как приготовление измельченных кормовых смесей из грубых, сочных концентрированных кормов и различных добавок с тепловой и биологической обработкой. Приготовление кормов в кормоцехах перед скармливанием позволяет широко использовать различные малопитательные и малопригодные в естественном виде отходы сельскохозяйственного и промышленного производства. Особенно важное значение при этом обретает использование свекловичного жома и соломы /9/. В кормоцехах и кормокухнях транспортирование массовых сельскохозяйственных грузов осуществляется на сравнительно короткие расстояния. В этих случаях наиболее эффективными оказываются машины непрерывного транспорта. Широкое применение непрерывного транспорта как в СССР, так и за рубежом получили ленточные транспортеры, однако у них ограничен угол наклона.

Целью настоящей работы было создать и исследовать ленточно-трубчатый транспортер для перемещения свекловичного жома, кормо-смесей, запаренной соломенной сечки, сенажа и силоса в кормоцехах и на кормокухнях при животноводческих фермах.

В ходе исследований по теме диссертации получены и выносятся на защиту следующие научные положения:

- теоретические и экспериментальные исследования конечной силы сворачивания и силы протаскивания ленты в трубе;

- физико-механические свойства связных кормов;

- оптимальные параметры и режимы работы ленточно-трубчатого транспортера;

- экономическая эффективность производственных испытаний лен-точно-трубчатого транспортера.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Работоспособной конструктивно-технологической схемой ленточно-трубчатого транспортера является такая, у которой предусмотрен регулируемый по производительности питатель, загрузочный участок, обеспечивающий сворачивание ленты в трубу и сжатие внутри ее корма, трубчатый участок, равный высоте транспортирования, и разгрузочный участок с раскрытой лентой.

2. Рабочий процесс ленточно-трубчатого транспортера должен быть организован таким'образом, чтобы на плоскую ленту равномерно питателем подавался корм, затем обеспечивалось сворачивание ленты из плоской в круглую, при этом сжимался корм и за счет трения удерживался лентой при передвижении ее по трубе. По выходу из трубы лента должна свободно разворачиваться до плоской и производить разгрузку корма.

3. Производительность ленточно-трубчатого транспортера зависит от ширины ленты, скорости ее передвижения и физико-механических свойств корма, также от степени уплотнения корма при сворачивании ленты. При транспортировке связных кормовых материалов скорость ленты не должна превышать 3 вд/с, так как при больших скоростях затруднен захват корма при сворачивании ленты в трубу.

4. Мощность на протаскивание зависит от скорости передвижения ленты в трубе, давления, которое оказывает лента и корм на трубу, угла наклона транспортера и высоты подъема корма. С увеличением этих параметров мощность, затрачиваемая на протаскивание ленты с кормом, увеличивается.

5. При ширине ленты 400 мм, скорости ее движения с грузом

3 м/с, угле наклона 75°, высоте подъема 5 м может быть обеспечена производительность соответственно на жоме и смеси жома с концентраташ 25 т/ч, на соломенной запаренной резке 20 т/ч. При этом затраты энергии на тонну корма составляют соответственно на жоме и смеси 0,065 ^jj;'4, на соломенной резке 0,08 При этом высота подъема груза ленточно-трубчатым транспортером в 2,5 раза больше, чем ленточным JIT-6.

6. Коэффициенты внешнего и внутреннего трения кормов зависят от плотности и влажности. По прорезиненной ленте жома 0,48, по резиновой 0,32, внутреннее трение жома 0,6; кормосмеси по прорезиненной ленте 0,37, по резиновой 0,30, внутреннее трение 0,29; запаренной соломенной резки по прорезиненной ленте 0,65, резиновой 0,90, внутреннее трение 1,23.

7. Годовая экономия от применения ленточно-трубчатого транспортера на погрузке связных кормов по сравнению с ЛТ-6 составила 74 рубля на машину в год.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для обеспечения производительности 20 т/ч цри транспортировании жома и запаренной соломенной резки на высоту до 5 метров достаточно ширины ленты ленточно-трубчатого транспортера 400 мм, скорости транспортирования 3 м/с. При этом угол наклона транспортера не должен превышать 75°.

2. Более надежно и долговечно показала себя прорезиненная лента марки Б-820 с пределом прочности Кр = 5400 кПа, толщиной в три прокладки.

3. При приготовлении кормовых смесей необходимо предусматривать влажность свекловичного жома 80$, запаренной соломенной резки 75-78$.

1. Брежнев Л.И. Отчетный доклад Центрального Комитета КПСС

2. ХХУ1 съезду Коммунистической партии Советского Союза и очередные задачи партии в области внутренней и внешней политики 23 февраля 1981 года. М.: 1981, с.55-57.

3. КПСС. Съезд, 26-й. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. I.I.: Политиздат, 1981, с.163-170.

4. КПСС. ЦК. Плену!,т. 1982. игй. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации:

5. Материалы майского Пленума ЦК КПСС. 1982. М.: Политиздат, 1982, с.34-35.

6. Беляевский Ю.И. и др. Производство полноценных кормов из отходов свекло-сахарной промышленности и полеводства. Животноводство, 1971, .,'2 10, с.13-16.

7. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. -М.: Наука, 1967, с.169-170.

8. Белехов Г.П., Чубинская А.А. Кормление сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1970, с.134-136.

9. Вединянин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973, с.88-90.

10. Васильев А.В., Раппорт Д.М. Тензометрирование, его применение в исследованиях тракторов. М.: Госиздат, 1963, с.3-12.

11. Выращивание и откорм молодняка крупного рогатого скота. -Воронеж: Центр.-Черн.кн.изд-во, 1978, с.43-51.

12. Гущин В.М. Исследование крутонаклонных конвейеров с лентой глубокой желобчатости применительно к условиям открытых горных разработок диссертация. - М.: 1972, с.59-64.

13. Горячкин В.П. Собрание сочинений, т.2. М.: Колос,1965,с.452.

14. Горбовец М.Н., Штейберг А.С. Трубчатый ленточный транспортер.-Механизация строительства, 1963, № 5, с.22-23.

15. Грищенко Ф.В., Сажнев И.Н. К определению производительности трубо-ленточного конвейера: Сб.науч.трудов/РСХИ, 1976, т.95.

16. Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Изд. АН СССР, 1963, с.10-13.

17. Демкин Н.Б. Фактическая площадь касания твердых тел. -М.: Изд. АН СССР, 1962, с.55-58.

18. Демкин Н.Б., Ланков А.А. Заводская лаборатория, 1965, № 6, с. 739-740.

19. Зенков Р.А. Механика насыпных грузов. М.: Машиностроение, 1964, с.45-49.

20. Красников В.В. Подъемно-транспортные машины в с/х. 1-е изд. - М.: Колос, 1962, с.315-316.

21. Иванов В.П., Карапетьян А.Г. О коэффициенте трения растительной массы. В кн.: Трение, смазка и износ машин, Ростов-на-Дону, 1970, с.25-28.

22. Красников В.В. Подъемно-транспортные машины в с/х. 2-е изд. - М.: Колос, 1973, с.214-216.

23. Корнеев Г.В. Транспортеры и элеваторы сельскохозяйственного назначения. М.: Машгиз, 1961, с.6-7.

24. Кост Г.И., Артемова Г.Д. К вопросу повышения угла наклона ленточных конвейеров для угольных шахт. В кн.: Транспортные предприятия. - М., 1968.

25. Красников В.В. Краткий справочник по физико-механическим свойствам сельскохозяйственных грузов СИМСХ. Саратов, 1971, с.24.

26. Красников В.В. Коэффициент трения кукурузного силоса по стали. Науч.тр./ВИЭСХа, 1964, т.13, с.117-134.

27. Колчин Н.И. Механика машин. т.2„ Ленинград: Малшиз. 1963.

28. Клейн Г.К. Строительная механика сыпучих тел. М.: Госстрой-издат, 1956, с.20-23.

29. Кукта Г.М. Технология переработки и приготовления кормов. -М.: Колос, 1978, с.29-32.

30. Крагельский И.В. физико-механические свойства с/х растений как основа расчета с/х машин. М.: Мельхозгиз, 1940.

31. Кормоцехи на фермах крупного рогатого скота. М.: Россель-хозиздат, 1978.

32. Кукибный Л.А. Метательные машины. М.: Машиностроение, 1967, с. 12-24.

33. Кукибный Л.А. Ленточные конвейеры с прижимной лентой. -Механизация и автоматизация производства, 1966, с.25-29.

34. Лукомский Я.И. Теория корреляции и ее применения к анализу производства. 2-е изд. - М.: Госстатиздат, 1961, с.62-68.

35. Ламонов Г.В., Резник Е.И.,Кормоцеха. М.: Россельхозиздат; 1976, с.8-10.

36. Малышев М.В. Об определении угла внутреннего трения и сцепления предельно-напряженной сыпучей среды. Известия

37. АН СССР, 1954, № 7, с.122-123.

38. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. М.: Наука, 1977, с.5-20.

39. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. М.: Колос, 1978, с.281-282.

40. Методика определения экономической эффективности механизации животноводства. М.: 1969, с.3-4.

41. Маринеску И. и др. Основы математической статистики и ее применение. М.: Статистика, 1970, с.153-154.

42. Нагорский И.С. физико-механические свойства кормовых материалов. Вопросы с/х механики, Минск, 1964, т.12, с.4-9.

43. Невежина Т.Б. физические основы трения. М.: Изд.ВИА, 1975, с.18-25.

44. Орнатский Н.В. Механика грунтов. М., 1962, с.51-54.

45. Онищенко П.И. Новые конвейеры с ребристыми транспортерными лентами. Строительное и дорожное машиностроение, I960, й 5.

46. Пертен Ю.А., Агранович Л.Я. Крутонаклонные ленточные конвейеры. ГОСНИТИ № 8-66-1582/72. I;I., 1966, с.3-9.

47. Пертен Ю.А. Основные проблемы развития наклонных конвейеров.-В кн.: Вертикальные и крутонаклонные конвейеры для транспортирования грузов в промышленности. Л., 1971, с.3-7.

48. Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры. М.: Машиностроение, 1966, с.8-13.

49. Пертен Ю.А., Ковалевский А.Р. Современные конструкции крутонаклонных конвейеров за рубежом. Л., 1969, с.20-24.

50. Пертен Ю.А. Новые конструкции наклонных конвейеров и основа их расчета 6-67-47. М.: НИИНФОРМТЯХМАШ, 1967.

51. Пертен Ю.А. Наклонные конвейеры. М.: Машиностроение, 1977, с.132-133.

52. Пертен Ю.А. и др. Крутонаклонные конвейеры за рубежом.

53. Подъемногранспортное оборудование (НИИИНФОРМТЯЖМАШ), 1969, № 2.

54. Притченко С.А. физико-механические свойства кормов. Механизация и электрификация с/х, Киев, 1964, с.46-51.

55. Патент США, 2305762, кл.В65 д15.

56. Патент США, № 2309271, кл.В65 д15.

57. Патент США, № 27II8I6, кл.В65 д15.

58. Пдтент США, № 2856064, кл.В65 д15.

59. Патент США, № 3I4785I, кл.В65 д15.

60. Патент США, 3245518, кл.В65 д15.

61. Патент США, № 3100566, кл.В65 д15.

62. Патент франции, № I3738I8, кл.В65 д15.

63. Патент ФРГ, № II27793, кл.В65 д.

64. Патент ФРГ, № 644I7I, кл.В65 д.

65. Рождественская Л.А. Результаты испытаний рифленых лент при транспортировании удобрений. Труды/Моск.ВНИИПТМАШ, 1965, вып.9 (62), с.44-47.

66. Рождественская JI.A. Конвейеры, оснащенные прорезиненной лентой с бортами. Труды/Моск.ВНИИПТМАШ, 1962, вып.6(28), с.70-83.

67. Рихтер Д.У. Коэффициент трения некоторых с/х материалов: Сб.переводов 1й 3, 21. Иностранная литература, 1956.

68. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное руководство. М.: Наука, 1971,с .107-113.

69. РТМ 44, 62. Методика статистической обработки эмпирических данных. М.: Колос, 1966.

70. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. -2-е изд. М.: Машиностроение, 1968, с.166.

71. Спиваковский А.О., Шешко Е.Е. Конвейеры для больших углов наклона на открытых разработках. В кн.: Глубокие карьеры, Киев, 1970, с.81-89.

72. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Изд.АН СССР, 1942, с.7-12.

73. Спиваковский А.О., Котов М.А. Карьерный конвейерный транспорт. М.: Недра, 1966, с.65-74.

74. Спиваковский А.О. Авторское свидетельство. кл.81, 10. Ш 1500049.

75. Спиваковский А.О. Рудничный транспорт за рубежом. М.,1966.

76. Тарасов И.П. Ленточные конвейеры. 2-е изд., пер. и доп. -М.: - Киев: Машгиз, 1963, с.13-30.

77. Тарасенко B.C. Научные записки Одесского политехнического института. 1959, вып.16.

78. Типовые нормы выработки и расценки на конно-ручные сельскохозяйственные работы МСХ РСФСР: Главное управление организации и оплаты труда.- М.: Россельхозиздат,1976, с.433-434.

79. Френкель А.А. Математический анализ производительности труда. М.: Экономика, 1968, с.58-61.

80. Турсунов К. Коэффициент трения измельченного корма. -Тр.ферган.политехи.ин-та . Сер. 4механика", 1970, №8.

81. Храпач Е.й. Влияние некоторых факторов на коэффициенты трения соломистых продуктов. Сельхозмашины, 1957, №8, с.5-7.

82. Шикалов JI.A. Исследование процесса транспортирования ленточ-но-трубчатым транспортером сыпучих грузов. дисс., Саратов, 1972, с.143-146.

83. Швецова Е.М. В сб. "Трение и износ в машинах". т.УП, М., изд. АН СССР, 1953, с.13-16.

84. Цытошч Н.А. Механика грунтов. М., 1973, с.47-51.

85. Хмыров В.Д. Исследование некоторых физико-механических свойств свекловичного жома и кормосмеси. В кн.: Наука производству. - М.: 1981, с.102-103.

86. Хайлис Г.А. Элементы теории и расчета льноуборочных машин. -М.: Машгиз, 1963.

87. Bauwirtschaft, Jg.10, N251/52, 1956, S.15-29.

88. Braunkohle, Warme und Energie, №11/12, 1965, S.226-239, 265-266.

89. Endless conveyers carpco Research Engineering Inc. Oct. 13, 1961, №36 763/61 Heading В 8 A (

90. Flexitiibe, "Fordern und Heben" Februar 1967, N22

91. Fordern und Heben, 1962, №9, S.638-644.

92. Fordern und Heben, 1969, N27, S.417-418. B9. Fordern und Heben, 1967, N81, S.A.5.

93. Biltandtube conveyer. Indastrial Handling, 1966, N24.

94. Continental Transportband Dienst. 1962, N29 32. Continental Transportband - Dienst. 1964, N221.

95. Continental Transportband Dienst. 1962, N215

96. Crummi und Asbest, 1956, N29, S.507-509.

97. Conveyer. "Feedstuffs", 1965, N23 (valume 37, Number 27)

98. Braunkohle, Warme und Energie. 1971, Jff7, S.3-4.