автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка измельчителя корнеплодов с обоснованием его параметров и режимов работы

ХАБАРОВА Виктория Валерьевна

РАЗРАБОТКА ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРНЕПЛОДОВ С ОБОСНОВАНИЕМ ЕГО ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2011

1 О МАР 2011

4840324

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Богатое Виктор Афанасьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Юхин Геннадий Петрович

кандидат технических наук, доцент Аюгнн Петр Николаевич

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

Защита состоится 25 марта 2011 года в 10°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, д. 34, ауд. 259/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «24» февраля 2011 года и размещен на официальном сайте www.bsau.ru ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

С.Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции на 2008 -2012 г.г. определяет основные направления развития отрасли и одним из приоритетных направлений развития АПК выделяет животноводство. Развитие животноводства невозможно без создания кормовой базы, поэтому обеспеченность скота кормами приобретает первостепенное значение. Ускоренное развитие животноводства также является одной из основных задач в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК».

На протяжении последних лет в нашей стране систематически ухудшалась ситуация с крупным рогатым скотом. В настоящее время наблюдается сокращение количества сельскохозяйственных организаций, хотя удельный вес частных предприятий сельского хозяйства увеличился почти вдвое, в том числе и за счет животноводства. Основные причины сокращения поголовья крупного рогатого скота - недостаток и нерациональная структура кормов.

Измельчение кормов, в том числе и корнеплодов - это одна из наиболее трудоемких и энергоемких операций. Однако известные измельчители корнеплодов не отвечают современным требованиям по затратам энергии на процесс измельчения и качеству получаемого продукта. Поэтому задача разработки и создания измельчителя корнеплодов с низкой энергоемкостью процесса, способного обеспечить качество продукта измельчения, отвечающего зоотехническим требованиям, является актуальной и имеет большое значение для экономики страны.

Работа выполнена по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» на 2006 - 2010 г.г. «Разработка средств механизации и технического обслуживания энерго- и ресурсосберегающих технологий в различных процессах производства и переработки продукции сельского хозяйства» (регистрационный номер 01.200.600147).

Цель исследования. Снижение энергоемкости процесса измельчения корнеплодов посредством разработки измельчителя с вибрирующими ножами и обоснования его оптимальных параметров и режимов работы при сохранении определяемого зоотехническими требованиями качества готового продукта.

Объект исследования. Технологический процесс измельчения корнеплодов с применением вибрации ножей измельчающего аппарата.

Предмет исследования. Закономерности влияния параметров и режимов работы измельчителя транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами на энергозатраты и качество измельчаемого материала.

Методика исследования. Теоретические исследования проводились на основе законов и методов классической механики, сопротивления материалов, математического анализа и моделирования. Они включают в себя разработку теоретических положений взаимодействия ножей с упруго-вязким материалом при резании с вибрацией. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общими и частными методиками с использо

ем математического планирования и статистики, с обработкой результатов на ПЭВМ.

Научная новизна:

- теоретически и экспериментально обоснованные параметры и режимы работы измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами;

- математическая модель измельчения корнеплодов, оценивающая комплексное влияние частоты вибрации ножей и скорости транспортирующей поверхности на энергозатраты при непараллельном расположении ножей;

- конструкция измельчителя корнеплодов транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами, новизна технического решения которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2324329.

Практическая значимость работы. Предложенный измельчитель корнеплодов позволяет по сравнению с серийно-выпускаемым измельчителем ИК-Ф-1 снизить на 38 % удельные энергозатраты на измельчение и на 49,6 % себестоимость готового продукта при требуемом его качестве.

Реализация результатов исследования. Измельчитель корнеплодов с вибрирующими ножами внедрен в ООО «Авангард» и ООО «Ульяновская Нива» Ульяновской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на международных научно-практических конференциях Ульяновской ГСХА в 2006 - 2010 г.г., Башкирского ГАУ в 2008 г., Мичуринского ГАУ в 2009 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 работа - в реферируемом издании, рекомендованном ВАК РФ, а также патент РФ на изобретение. Общий объем публикаций -1,6 печатных листа, из них автору принадлежит 0,6 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, в том числе 158 страниц основного текста, и содержит 9 таблиц, 53 иллюстраций, 18 приложений, библиографический список из 137 наименований, из них 3 - на иностранном языке.

Научные положения н результаты исследований, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами;

- математическая модель процесса виброрезания корнеплодов и полученные аналитические выражения по определению энергозатрат в зависимости от параметров и режимов работы измельчителя;

- результаты лабораторных исследований, оптимальные параметры и режимы работы измельчителя корнеплодов;

- результаты производственных исследований и технико-экономическая оценка измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования», рассмотрены зоотехнические требования к измельчению сочных кормов. Проанализированы конструкции измельчителей российских и зарубежных производителей. Выявлены требования, предъявляемые к измельчителям. Большой вклад в исследование процесса резания и создание конструкций измельчителей внесли следующие ученые: Бойко В., Босой Е.С., Бремер Г.И., Василенко И.Ф., Горячкин В.П., Ермичев В.А., Желиговский В.А., Зяблов В.А., Ивашко А.А., Кузьмов Н.Т., Кукта Б.М., Курдюмов В.И., Мейлахс И.И., Мещеряков Б.В., Мишинский В.И., Мянд А.Э., Некрашевич В.Ф., Новиков Г.И., Прокопцев П.И., Резник Н.Е., Сабликов М.В., Уланов И.А., Юхин Г.П. и др.

Анализ исследований показывает, что существующие измельчители корнеплодов имеют ряд недостатков: низкую производительность, высокие энергоемкость и трудоемкость процесса, не соответствие зоотехническим требованиям получаемого корма и др.

На основании анализа состояния вопроса в соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи исследований:

- разработать конструктивно-технологическую схему измельчителя корнеплодов;

- выполнить теоретическое обоснование процесса измельчения корнеплодов в измельчителе с вибрирующими ножами и получить аналитические зависимости для определения его основных параметров;

- получить математическую модель процесса измельчения корнеплодов в измельчителе с вибрирующими ножами и оптимизировать его параметры и режимы работы;

- провести экспериментальные исследования измельчителя и определить экономическую эффективность от его внедрения в производство.

Во второй главе «Теоретические предпосылки измельчения корнеплодов» представлена новая конструктивно-технологическая схема измельчителя транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами (рисунок 1).

Измельчитель корнеплодов включает транспортер 1 с зацепами 11 и приводом 10. Над транспортером 1 на раме 3 закреплен набор непараллельных между собой ножей 9, которые наклонены под углом 25...410 к плоскости транспортера 1. Ножи 9 образуют в горизонтальной плоскости клин с углом 70... 135°. Верхняя плита 4 фиксируется в рабочем положении при помощи пружин 6. На плите 4 установлен вибратор 5. На раме 8 закреплены ножи второго блока 7. Для загрузки корнеплодов в измельчитель и последующей выгрузки готового продукта установлены соответственно загрузочный бункер 2 и выгрузной лоток 12.

Для определения взаимосвязи между силами, возникающими в процессе резания, выделим сечение измельчаемого материала (корнеплода) в виде цилиндрического тела и сведем задачу к плоскому случаю (рисунок 2).

Рисунок 1 - Измельчитель корнеплодов (обозначения в тексте) А

х

- сила тяжести; N1 - нормальная реакция поверхности транспортера; N2 - нормальная реакция лезвия ножа; ^ - ста трения корнеплода о поверхность транспортера; Рг - сила трения корнеплода о лезвие ножа; а-угол наклона ножа к транспортирующей поверхности, град.

Рисунок 2 - Схема сил, действующих при измельчении корнеплода

Приложенными к корнеплоду силами будут: РТ = т% - сила тяжести; Иг - нормальная реакция лезвия ножа; - нормальная реакция поверхности транспортера; Р2 - сила трения корнеплода о лезвие ножа; Р\ = /\И\ -сила трения корнеплода о поверхность транспортера.

Опишем движение цилиндрического тела (корнеплода) с помощью системы дифференциальных уравнений.

Рассмотрим равновесие цилиндрического тела, на которое действуют заданные силы. Все силы лежат в одной плоскости и сходятся в точке С. Проецируя силы взаимодействия на соответствующие координатные оси, получаем решение системы (1):

Л'

/$ = (/,(«£ + Рг со ест) - /Л зт («г» • /(')

где f\ - коэффициент трения о поверхность транспортера; fi - коэффициент трения о лезвие ножа; г - радиус корнеплода, м; t - время полного измельчения корнеплода, с; I- момент инерции корнеплода, кг-м2; ^-угловое ускорение, с'; l(t) - функция учитывающая изменение длины линии разреза корнеплода в зависимости от времени.

Решая уравнения системы относительно реакции Ni, приходим к выводу, что для того, чтобы процесс резания имел место, необходимо, чтобы сила трения корнеплода о поверхность транспортера удовлетворяла условию:

F[ > F2cosa - Щ sina. В этом случае нормальная реакция

N2 <Л FT т -/0 cosa + (1 +/1/2) sina). (2)

Следовательно, сила резания также должна удовлетворять соотношению (2), которое в зависимости от угла наклона ножей к плоскости транспортера при различных коэффициентах трения позволяет определить оптимальные параметры процесса резания.

Полученные решения дифференциальных уравнений описывают движение измельчаемого материала при взаимодействии с консольными ножами измельчителя транспортерно-ножевого типа. На рисунке 3 приведены результаты расчетов фазовых траекторий движения корнеплодов.

Рисунок 3 - Зависимости линейной скорости корнеплодов V от ускорения а корнеплодов (слева) и частоты вибрации/в (справа)

Анализируя рисунок 3, приходим к выводу, что линейная скорость движения корнеплода при резании вибрирующим ножом возрастает при увеличении частоты вибрации и уменьшается с увеличением ускорения.

Суммарное сопротивление перемещению кормовой массы через консольные ножи, Н

Робщ ~ Рро Рсж РРеибрг (3)

где Р„, - усилие резания корнеплодов, Н; Рсж - усилие сжатия и проталкивания материала, Н; Ртр - усилие перемещения материала транспортером, Н; Реибр - усилие, затрачиваемое на вибрационное резание, Н.

Элементарный слой на участке ^ претерпевает деформацию, которая описывается уравнением равновесия:

+ = (4)

Силы, действующие на элементарный слой толщиной сЬс, высотой А, шириной Ь:

«ИХ I, 12

ег •ялх и )зйтх

_ Р„/, , сЬс Д./, А 2

К = - /-+——--соГ

Б2илх ^"Х е2«-иЗС

(5)

(6)

(7)

(8)

где Рх - давление на элементарный слой, создаваемое ножом, Н/м2; / = И/ят^ ег - коэффициент бокового расширения; / - угол защемления, град.; р - угол заточки лезвия, град.

Решая уравнение (4) с учетом выражений (5 - 8) относительно переменных Рях, получаем формулу для определения усилия в произвольном сечении на расстоянии х от лезвия (в случае параллельного расположения ножей):

Рсж = Р0ехр(гх), (9)

где г = {/¡[1 + со«2(0,5/ЙГ,)]+ [е2 • /^(0,5/?^)-соз(0,5/ЗКл)]}/(^ • зтХ).

В случае непараллельного расположения ножей, когда Х\ ф Ъ> как показано на рисунке 4, учитывая, что / = АВ,у = ОБ:

Р2=Р0\ехр[гх{у)}1у/1.

о

1-й НОЖ

в_

2-й нож

(10)

Рисунок 4 - К определению параметров измельчающего аппарата при непараллельном расположении ножей относительно поверхности транспортера

Решив выражение 10, получаем:

"п" _ п ехр(г/ • ^ру, - Хг Ж ~ е*р(~ г1 - ^рт, - )))

Но так как А = /-^Сп - Хг), то д = р}~ехрМ;^»-*»))).

(И) (12)

И поскольку С ехр(-г/^(ж| &))) <1>то р < р

Учитывая влияние массы корнеплода т, кг, нормальной реакции лезвия ножа на измельчаемый материал и угол трения корнеплода о поверхность <р„р на угол защемления, для дальнейших расчетов применяем формулу:

mg

* = 1<ртр + апят

2т

-Бт1

м

(14)

Это означает, что усилие сжатия и проталкивания корнеплодов уменьшается при непараллельном расположении консольных ножей. Следовательно, происходит снижение энергоемкости процесса измельчения.

Так как в процессе измельчения в предлагаемом измельчителе присутст- . вует вибрация, то необходимо выбрать ее направление.

При наложении на ножи продольной вибрации ее направление параллельно направлению прямолинейного движения корнеплодов в измельчающем аппарате (рисунок 5). Тогда абсолютная скорость ножей:

Vow = V + Af. cos wt, (15)

где Ущ,- скорость перемещения корнеплодов транспортером, м/с.

Рисунок 5 - Модель взаимодействия ножа с измельчаемым материалом

Из выражения (15) следует, что при у„,р > Л/, движение ножей пульсирующее, при у„р < Л/в ножи скользят относительно корнеплодов вперед и назад. Во втором случае при Ущс < 0 сила трения ^ способствует перемещению ножей, т.е. происходит так называемое отрицательное трение.

Таким образом, при продольных колебаниях степень снижения силы трения зависит от числа Струхаля, что не противоречит экспериментальным данным, полученным ИЛ. Федоренко, В.И. Баловневым, А.А. Дубровским. В отличие от поперечных колебаний ножа эффект по кажущемуся снижению силы трения можно получить лишь при 57г < 1, т.е. при Ущ, < А/Л.

Вибрации, направление которых составляет угол 0 < <р <0,5я с направлением поверхности транспортера, будут промежуточными по всем показателям между продольными и поперечными.

Проанализировав выше изложенное и учитывая результаты исследований процесса виброизмельчения, можно сделать вывод: снижение усилия резания наблюдается при увеличении скорости резания и выборе направления

вибраций параллельно транспортеру._

Ура = К соз2(90- Х)+У>\- , (16)

где у„ - скорость ножа, м/с; - нормальная составляющая скорости ножа, м/с; V, - виброскорость ножа, м/с.

При этом скорость резания урез = 2утр ¡^0,5%) ± (17)

Следовательно, скорость резания корнеплодов в предложенном измель-

чителе транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами зависит от скорости утр, угла защемления корнеплодов амплитуды А и частоты колебания^ ножей.

В процессе резания по мере продвижения корнеплода вдоль оси Ох, которая направлена по ходу движения транспортерной ленты, происходит изменение границы резания, т.е. корнеплод разрезается по радиусу, а линией разреза является хорда. Причем хорда сначала увеличивается от 0 до 2г (где г - радиус корнеплода), а после достижения значения координаты х = 2г начинается процесс уменьшения хорды до 0. Таким образом, движение цилиндрического тела по поверхности транспортера при резании от начала до конца процесса измельчения описывается следующей зависимостью:

— х • эш х) при х<х0=2 г, [(я-Бт^-г) при х>х0=2 г.

Используя выражение (18), выясним влияние угла защемления % (угла наклона ножей) на расстояние г(х) от линии среза цилиндрического тела до центра модели. При этом получим зависимость длины линии среза от перемещения корнеплода вдоль ножа и угла наклона ножа:

1{х) = 2^2~гх • $тх - хЧып$ . (19)

Этот процесс геометрически представлен на рисунке 6.

и перемещения корнеплода х вдоль ножа

С учетом изложенного ножи предлагаемого измельчителя транспортерно-ножевого типа установим в плане под острым углом. При таком расположении ножей уменьшается путь блокированного резания, что позволяет снизить энергоемкость процесса.

Решая задачу о снижении энергоемкости процесса измельчения, необходимо определить, какая мощность затрачивается на данный процесс. Общая мощность )¥0, требуемая на измельчение корнеплодов, состоит из мощности резания Щ/р, мощности холостого хода мощности, требуемой на вибрацию ножей Шв, а также мощности на транспортирование материала Штр:

Кг.сов^ + Р^в ш|

360^ 360т?

+ 2(.ть,+тиМвА)2 + отрКр ((т, + тг)ё + ЛГ, )

/ З6О7

где Ртр,в - сила трения при виброрезании, Н; Ррез,е - сила резания с вибрацией, Н; £ - ускорение свободного падения, м/с2; („ - расстояние между роликоопо-рами транспортера, м; тпог - масса одного метра поверхности транспортера, кг/м; тм - масса плиты и вибратора, кг; тн - масса вибрирующих ножей, кг; /в - частота вибрации, Гц; А - амплитуда колебания ножей, м; КР - коэффициент сопротивления перекатыванию; т\ - масса перемещаемого транспортером измельчаемого материала, кг; тог - масса поверхности транспортирования, кг; г} - КПД клиноременной передачи, подшипников, звездочек; ? - время измельчения, с.

Таким образом, мощность, требуемая на измельчение корнеплодов, зависит от конструктивных параметров и режимов работы измельчителя, а также от свойств измельчаемого материала.

В третьем разделе «Лабораторные исследования процесса измельчения корнеплодов с использованием вибрации» изложены программа и методика исследований, описание лабораторной установки, приборов для контроля и измерения параметров рабочего процесса измельчения корнеплодов, представлены результаты лабораторных исследований, определены оптимальные режимы работы экспериментального измельчителя корнеплодов (рисунок 7).

5 6 7 8

1 - рама; 2 - рама первого блока ножей; 3 - приемный бункер; 4 - успокаивающие пружины; 5 - вибратор; 6 - плита; 7 - консольные ножи первого блока; 8 - плита второго блока ножей; 9 - ножи второго блока; 10 - цепочно-планчатый транспортер; 11 - электродвигатель

Рисунок 7 - Общий вид экспериментального измельчителя

Данные, полученные при проведении лабораторных исследований, обрабатывали на ПЭВМ с помощью программ «Excel», «MathCad-14» и «Sta-tistika-б».

Для определения амплитуды и частоты колебаний измельчающего аппарата использовали виброграф ручной ВР-1А. Наличие самописца обеспечило регистрацию и определение характеристик сообщаемой вибрации.

В соответствии с целью и задачами экспериментальных исследований определяли пропускную способность, качество готового корма, энергетические характеристики.

Оценка качества измельчения также является задачей, предусмотренной программой экспериментальных исследований. Для ее решения определяли фракционный состав измельченного корма, средневзвешенный размер частиц, степень измельчения и коэффициент однородности измельченной массы.

По результатам исследовательских опытов степень измельчения корнеплодов измельчителем транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами = 4,48, а без применения вибрации ^ = 4,15.

Вариационные кривые распределения толщины частиц измельченного корма по фракциям представлены на рисунке 8.

Пы, % 45

30

15

О 4 8 12 16 &1,мм

1-е наложением вибрации, 2-без вибрации иД;- частота, %; А/-размер измельченных частиц, мм Рисунок 8 - Распределение измельченных частиц по фракциям при измельчении

При этом в первом случае зоотехническим требованиям соответствовало 54 % частиц, а во втором - 49 % частиц.

За критерий оптимизации были приняты удельные затраты электроэнергии, отнесенные к единице степени измельчения, кВт-ч/т:

1)]. (21) где W^ - мощность, требуемая на измельчение материала, кВт; Q - пропускная способность, т/ч; Кот - критерий однородности; А - степень измельчения; /(Годи = 7яф/гя0, где тф - масса фракции измельченного корма, соответствующего зоотехническим требованиям, кг; т0 - общая масса корма, кг.

Такой критерий оптимизации позволяет сравнивать различные режимы работы измельчителя корнеплодов при любой степени измельчения и, учитывая его работу, характеризует энергозатраты на получение измельченного корма.

Показатель однородности Л'одн при измельчении с помощью вибрирующих ножей равен 0,54, без вибрации Кот1 = 0,49.

После исследования факторов, влияющих на выходные параметры процесса измельчения, из них выделили лишь три управляемых и контролируемых: скорость поверхности транспортера утр, угол защемления % и частоту вибрации /в.

Скорость vmp изменяли в пределах 2,9...8 м/с; угол х варьировали с шагом 4° в пределах 25...41°; частоту вибраций меняли в пределах 20...47 Гц. Скорость поверхности транспортера \тр регулировали, изменяя реостатом сопротивление фазного ротора электродвигателя привода измельчителя.

Экспериментально доказано, что оптимальная частота вибрации ножей должна составлять 32.. .36 Гц.

Характер изменения энергозатрат Ж от скорости движения поверхности транспортера утр, м/с, при различной частоте вибрации /в, с'1, ножей достоверно описывается уравнением регрессии в натуральных значениях независимых факторов процесса измельчения корнеплодов с вибрацией ножей;

= 0,671-3,444-10"

Ч„ + 3,921-10"V„

то ■ то

- 2,661 -Ю"4/^

(22)

+ 4,253-10 // -1,538-10 Графическое изображение поверхности отклика, соответствующей уравнению (22), представлено на рисунке 9. Экстремум функции Щгтр,/„) находится в точке 5 (5,02 м/с; 32,19 Гц), в которой достигается минимальное значение затрат энергии IV- 0,619 кВт.

/в, Гц

Рисунок 9 - Экспериментальная зависимость энергозатрат Worn скорости поверхности транспортера vmp при различной частоте вибрации ножей fe измельчителя корнеплодов

Для сравнительного анализа построены кривые (рисунок 10), которые описывают изменение удельных энергозатрат W от скорости vmp с применением вибрации и без нее.

Уравнение регрессии, которое описывает процесс измельчения корнеплодов без применения вибрации, представлено ниже:

ТГ = 3,704 • ЮЛ' - 3,296 • 10"3 уив + 0,671.

(23)

При таком измельчении минимальные удельные затраты энергии равны 0,664 кВт-ч/т при скорости транспортирующей поверхности 5,02 м/с.

Проанализировав зависимости (22, 23) можно сделать вывод, что при применении вибрации в процессе измельчения корнеплодов энергозатраты можно снизить на 7 %.

В кодированных значениях факторов уравнение регрессии (22) принимает следующий вид:

7= 0,6256 + 0,0003^1 + 0,0042X2 + 0,0022х,2 - 0,0152x^2 + 0,0105х22, (24) где У- удельные затраты энергии на измельчение, кВт-ч/т; XI - скорость транспортирующей поверхности; х2 - частота вибрации.

Щ кВт-ч/т '

0.66

и

т о.б4

V"

0.62

0.6

-1-

т — Т

7 ут,м/с

1 - без вибрации; II -/в = 32,2 Гц; III -/в = 20 Гц; IV-/в =38 Гц; У-/в = 47 Гц Рисунок 10- Зависимость удельной энергоемкости измельчения корнеплодов от скорости резания

Уравнение (24) использовали для построения изолиний поверхности отклика. Графическое представление, соответствующее семейству кривых, показано на рисунке 11.

Ь.Гц

т-"

Рисунок 11 - Двухмерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость удельных энергозатрат от V,

тр

и/«

При рассмотрении полученного сечения поверхности можно отметить, что удельные затраты энергии минимальны в точке 8 при частоте вибрации /в =32,19 Гц, скорости движения поверхности транспортера = 5,02 м/с и равны 0,619 кВгч/т. Причем параметр оптимизации при изменении частоты вибрации ножей меняется интенсивнее, чем при изменении скорости поверхности транспортера.

Проверка уравнения (24) по критерию Фишера подтвердила его адекватность, а по критерию Кохрена - воспроизводимость результатов измерений.

В четвертом разделе «Производственные исследования и экономическая эффективность работы измельчителя корнеплодов» изложена программа, методика и результаты производственных исследований предлагаемого измельчителя корнеплодов, которые были проведены в ООО «Авангард» и ООО «Ульяновская Нива» Ульяновской области.

Предлагаемый измельчитель, который применялся в производственных исследованиях, представлен на рисунке 12.

При исследованиях измельчаемым материалом являлась кормовая свекла сорта «Эккендорфская желтая».

В соответствии с целями и задачами производственных исследований измеряли мощность привода машины, ее пропускную способность, энергоемкость и качество получаемого после измельчения корма.

1 - транспортер; 2 — экспериментальный измельчитель;

3 - подающий транспортер Рисунок 12 - Измельчитель корнеплодов с вибрирующими ножами при проведении производственных исследований

Проведенные исследования показали, что технологический принцип, заложенный в конструкцию измельчителя, полностью оправдался. Общая конструктивная схема машины решена удачно и обеспечивает нормальную ее работу на корнеплодах любой крупности. Результаты производственных исследований представлены в актах внедрения.

При производственных исследованиях удельная энергоемкость измельчения изменялась в пределах 0,63...0,65 кВт-ч/т, а пропускная способность -в пределах 9,5... 10,6 т/ч.

Анализ качества измельченного корма проводили путем его сравнения с фракционным составом корма, полученного после измельчения серийно выпускаемым измельчителем ИК-Ф-1 (рисунок 13).

Результаты производственных исследований подтвердили основные теоретические положения и результаты лабораторных исследований. Погрешность не превышает 10 % (рисунок 14).

Пропускная способность предлагаемого измельчителя выше в 3 раза, чем у ИК-Ф-1, а удельная энергоемкость измельчения корнеплодов меньше на 0,38 кВт-ч/т при лучшем качестве готового продукта. Кроме того, предлагаемый измельчитель имеет на 30,6 % меньшую удельную металлоемкость по сравнению с серийным измельчителем ИК-Ф-1.

45 30 15

1 1 , 1 / 1 Л1 1

г ■д

1 1 А 2

/ 1 1 1 1 \ X

и 4 $ ю 12 и и &1,лш

1 - экспериментальный измельчитель, 2 - серийный измельчитель ИК-Ф-1 Рисунок 13 - Распределение фракционного состава измельченного корма

кБт'ч/т 0.66

0.64

0.62 0.6

10 20 30 40/Б) Гц

II I

Рисунок 14 - Сходимость результатов теоретических - II и экспериментальных исследований -1

Результаты сравнения показывают, что основные показатели предлагаемого измельчителя лучше, чем аналогичные показатели серийного измельчителя корнеплодов ИК-Ф-1. При удельной энергоемкости измельчения 0,62 кВт'ч/т затраты на электроэнергию снижаются на 38 % (1675,8 рубля) за год эксплуатации. Себестоимость измельчения корнеплодов предлагаемым измельчителем на 49,6 % ниже, по сравнению с серийно выпускаемым измельчителем ИК-Ф-1. При пропускной способности 10,65 т/ч предлагаемого измельчителя транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами годовой экономический эффект составил 16399 рублей, а срок окупаемости измельчителя не превысил 1,46 года.

Качество корма, оцененное с помощью полученного после измельчения его предлагаемым измельчителем с вибрирующими ножами на 9 % лучше по сравнению с качеством корма, полученного после измельчения серийным ИК-Ф-1.

Меньшая стоимость предлагаемого измельчителя, улучшенные технико-экономические показатели, возможности приготовления измельченного корма, соответствующего зоотехническим требованиям, свидетельствует о том, что разработанный измельчитель может быть эффективно использован сельскохозяйственными предприятиями.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе выполненного анализа существующих конструкций измельчителей корнеплодов и выполненных исследований разработана новая конструкция измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами.

Он включает в себя транспортер с зацепами и приводом, а также установленные над транспортером два блока непараллельных между собой ножей, закрепленных на каркасе с наклоном 25...410 к плоскости транспортера и образующих в горизонтальной плоскости клин с углом 70...135°. Каркас снабжен верхней плитой, на которой установлены ножи первого блока. Верхняя плита установлена с возможностью перемещения вдоль осевой линии транспортера и снабжена вибратором.

2. Установлены теоретические зависимости энергоемкости процесса измельчения корнеплодов с использованием вибрации, усилия резания и пропускной способности от конструктивно-режимных параметров измельчителя корнеплодов. Обоснованы основные параметры измельчающего аппарата: углы наклона ножей и расположения их в плане.

3. Получена адекватная математическая модель процесса измельчения корнеплодов в измельчителе ножевого типа с вибрирующими ножами. Анализ полученной модели позволил определить оптимальные параметры и режимы работы измельчителя.

Лучшее качество измельчения корнеплодов с минимальными затратами энергии обеспечивается при скорости поверхности транспортера утр = 5 м/с и частоте продольных вибрации ножей /„ = 32,2 Гц. В этом случае удельная энергоемкость процесса составляет 0,619 кВт-ч/т.

4. Полученные в ходе производственных исследований результаты подтверждают результаты теоретических и лабораторных исследований и свидетельствуют об эффективности предложенного измельчителя корнеплодов. Пропускная способность измельчителя составляет 10,65 т/ч, а удельная энергоемкость измельчения на 38 % ниже, чем у серийно выпускающегося измельчителя ИК-Ф-1. Коэффициент однородности измельченного продукта К0, характеризующий качество измельчения, соответственно выше на 9 %. Удельные затраты энергии, приходящиеся на единицу массы продукта, измельченного с требуемым качеством экспериментальным измельчителем ниже, чем у ИК-Ф-1 в 2,6 раза.

Себестоимость измельчения корнеплодов предлагаемым измельчителем на 49,6 % ниже, по сравнению с серийно выпускаемым измельчителем ИК-Ф-1. Это позволяет получить годовой экономический эффект в размере 16399 рублей при сроке окупаемости нового измельчителя 1,46 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Хабарова, В.В. Процесс измельчения корнеплодов консольными ножами / Ю.М. Исаев, В.В. Хабарова, В.А. Богатое // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 1. - С. 14 -16.

Патенты

2. Патент РФ № 2324329. Измельчитель корнеплодов// Курдюмов

B.И., Зотов Е.И., Хабарова В.В. Заявка № 2005137434; заявл. 01.12.2005; опубл. 20.05.2008, Бюл. № 14.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

3. Хабарова, В.В. Анализ факторов, определяющих энергозатраты с вибрациями при измельчении корнеплодов и бахчевых/ В.В. Хабарова, В.А. Богатов, Е.И. Зотов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - № 1 (2) январь - март 2006 г. - С. 67-70.

4. Хабарова, В.В. Расположение ножей при измельчении корнеплодов / В.В. Хабарова, Ю.М. Исаев, В.А. Богатов // Современные наукоемкие технологии. - № 2. - 2008. - С. 136-137.

5. Хабарова, В.В. Условия измельчения корнеплодов консольными ножами / Ю.М. Исаев, В.В. Хабарова // Инновационные технологии в растениеводстве: Материалы науч.-практ. конф. 27 марта 2009 г. / Под ред. H.H. Бабича, Г.Н. Пугачева. - Мичуринск: Изд - во Мичуринского госагроунивер-ситета, 2009. - С. 199-202.

6. Хабарова, В.В. Оптимальные усилия резания корнеплодов / Ю.М. Исаев, Е.И. Зотов, В.В. Хабарова, Е.В. Гришина // Успехи современного естествознания. - № 5. - 2009. С. 23.

7. Хабарова, В.В. Особенности измельчения корнеплодов консольными ножами / В.В. Хабарова, P.M. Гайсин, Ю.М. Исаев, В.А. Богатов // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Интеграция агарной науки и производства: состояние, проблемы и пути их решения». -Уфа: ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», 2008. - С. 84-86.

8. Хабарова, В.В. Модель движения корнеплодов в процессе резания консольными ножами / В.В. Хабарова, Ю.М. Исаев, В.А. Богатов // «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» // Материалы И-ой Международной научно-практической конференции. - Ульяновск: Ульяновская ГСХА, 2010 г. -

C. 129-132.

9. Хабарова, В.В. Резание движущегося корнеплода вибрирующими ножами / В.В. Хабарова, Ю.М. Исаев, Т.А. Джабраилов // «Молодежь и наука XXI века» // Материалы Щ-ой Международной научно-практической конференции. - Ульяновск: Ульяновская ГСХА, 2010 г., т. 4. - С. 135-137.

Подписано в печать 17.01.11 г. Усл. печ. л. 1,0

Формат 60x84у Тираж -100 экз.

Бумага типогр. Заказ - fy* Гарнитура Times New Roman

432980 г. Ульяновск, б. Новый Венец, 1

Введение.

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

1.1. Анализ кормовой ценности корнеплодов и их значений в рационах животных.

1.2. Анализ существующих конструкций измельчителей корнеплодов.

1.3. Требования, предъявляемые к измельчителям корнеплодов.

1.4. Теоретические предпосылки обоснования процесса измельчения корнеплодов.

1.5. Анализ геометрических параметров участвующих в процессе измельчения.

1.6. Цель и задачи исследования.

2. Теоретические предпосылки измельчения корнеплодов.

2.1. Конструктивная схема измельчителя корнеплодов.

2.2. Обоснование параметров и факторов ножевого измельчителя с наложением вибрации.

2.3. Выбор направления вибрации.

2.4. Геометрические параметры режущих элементов, участвующие в процессе измельчения.

2.5. Модель движения корнеплодов в процессе резания консольными ножами.

2.6. Обоснование процесса взаимодействия рабочего органа с измельчаемым материалом.

2.7. Определение коэффициента использования эффективной длины ножей.

2.8. Скорость резания при измельчении с вибрацией ножей.

2.9. Мощность процесса измельчения консольными ножами с применением вибрации.

Выводы.

3. Лабораторные исследования процесса измельчения корнеплодов с использованием вибрации.

3.1. Программа и методика лабораторных исследований.

3.1.1. Программа исследований.

3.1.2. Объект исследования.

3.2. Модель функционирования измельчителя.

3.3. Методика проведения эксперимента.

3.3.1. Определение коэффициентов трения кормового материала.

3.3.2. Характер разрушения кормового материала.

3.4. Определение основных физико-механических характеристик кормового материала.

3.5. Методика оценки качества измельчения.

3.6. Методика оптимизации независимых факторов процесса измельчения.

3.7. Методика проведения полнофакторного эксперимента по оптимизации параметров.

3.8. Анализ результатов основного эксперимента.

3.9. Планирование факторного эксперимента.

3.10. Анализ полученных математических моделей с помощью двумерных сечений.

Выводы.

4. Производственные исследования и экономическая эффективность работы измельчителя корнеплодов.

4.1. Производственные исследования.

4.2 Экономическая эффективность работы измельчителя корнеплодов.

4.3. Оценка экономической эффективности применения измельчителя.

4.4. Определение экономической эффективности внедрения измельчителя корнеплодов.

Выводы.

Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции на 2008 - 2012 годы определяет основные направления развития отрасли, и одним из приоритетных направлений развития АПК выделяется животноводство. Развитие животноводства невозможно без создания кормовой базы, в связи с данными аспектами обеспеченность скота кормами приобретает первостепенное значение. Ускоренное развитие животноводства является одной из основных задач в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК».

На протяжении последних лет систематически ухудшалась ситуация с крупным рогатым скотом. В настоящее время наблюдается спад удельного веса крупных специализированных сельскохозяйственных организаций, хотя удельный вес частных предприятий сельского хозяйства увеличился в почти двое, в том числе животноводческих. Основными причинами сокращения поголовья крупного рогатого скота являются недостаток и нерациональная структура кормов.

В условиях, когда экономика страны вступила в фазу оживления, когда основные макроэкономические индикаторы свидетельствуют о стабилизации экономики в целом и аграрного сектора в частности, когда остановлен более чем десятилетний постоянный спад сельскохозяйственного производства, особую значимость приобретают проблемы, связанные с обоснованием оптимальных параметров развития сельскохозяйственного производства, в том числе и кормопроизводства, обеспечивающих устойчивый экономический рост на региональном уровне [ 1 ].

Важнейшим из условий рационального использования кормов является сбалансированность рационов по основным питательным веществам: протеину, макро- и микроэлементам, витаминам. Это возможно благодаря полнорационным кормовым смесям, которые получают при применении различных видов механической, тепловой, химической и биологической обработки компонентов. При создании полнорационной кормовой смеси измельчению подвергают все виды кормов от зерновых кормов и отходов пищевой промышленности, от сена и минеральных подкормок до грубых и сочных кормов.

Измельчение кормов, в том числе и корнеплодов - это одна из наиболее трудоемких и энергоемких операций. Однако известные измельчители корнеплодов не отвечают современным требованиям по затратам на процесс измельчения и качеству получаемого продукта. Поэтому задача разработки и создания измельчителя корнеплодов с низкой энергоемкостью процесса, способного обеспечить качество продукта измельчения, отвечающего зоотехническим требованиям, является актуальной и имеет важное значение для экономики страны.

Цель работы. Снижение энергоемкости процесса измельчения корнеплодов посредством разработки измельчителя с вибрирующими ножами и обоснования его оптимальных параметров и режимов работы при сохранении определяемого зоотехническими требованиями качества готового продукта.

Объект исследования. Технологический процесс измельчения корнеплодов с применением вибрации ножей измельчающего аппарата.

Предмет исследования. Закономерности влияния параметров и режимов работы измельчителя транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами на энергозатраты и качество измельчаемого материала.

Методика исследования. Теоретические исследования проводились на основе известных законов и методов классической механики, сопротивления материалов, математического анализа и моделирования. Они включают в себя разработку теоретических положений взаимодействия ножей с упруго-вязким материалом при резании с вибрацией. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общими и частными методиками с использованием математического планирования и статистики, с обработкой результатов на ПЭВМ.

Научная новизна.

- теоретически и экспериментально обоснованные параметры и режимы работы измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами;

- математическая модель измельчения корнеплодов, оценивающая комплексное влияние частоты вибрации ножей и скорости транспортирующей поверхности на энергозатраты при непараллельном расположении ножей;

- конструкция измельчителя корнеплодов транспортерно-ножевого типа с вибрирующими ножами, новизна технического решения которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2324329.

Практическая ценность. Предложенный измельчитель корнеплодов позволяет по сравнению с серийно-выпускаемым измельчителем ИК - Ф - 1 снизить на 38 % удельные энергозатраты на измельчение и на 49,6 % себестоимости готового продукта при требуемом его качестве.

Реализация результатов исследования. Измельчитель корнеплодов с вибрирующими ножами внедрен в ООО «Авангард» и ООО «Ульяновская Нива» Ульяновской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников: Ульяновской ГСХА, 2006 -2010 г.г, Башкирского ГАУ, 2008 г., Мичуринского ГАУ, 2009 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 работа - в реферируемом издании, рекомендованном ВАК РФ, а также патент РФ на изобретение. Общий объем публикаций - 1,6 печатных листа, из них автору принадлежит 0,6 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 183 страницах машинописного текста, в том числе 158

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе выполненного анализа существующих конструкций измельчителей корнеплодов и выполненных исследований разработана новая конструкция измельчителя корнеплодов с вибрирующими ножами.

Он включает в себя транспортер с зацепами и приводом, а также установленные над транспортером два блока непараллельных между собой ножей, закрепленных на каркасе с наклоном 25.41° к плоскости транспортера и образующих в горизонтальной плоскости клин с углом 70. 135°. Каркас снабжен верхней плитой, на которой установлены ножи первого блока. Верхняя плита установлена с возможностью перемещения вдоль осевой линии транспортера и снабжена вибратором.

2. Установлены теоретические зависимости энергоемкости процесса измельчения корнеплодов с использованием вибрации, усилия резания и пропускной способности от конструктивно-режимных параметров измельчителя корнеплодов. Обоснованы основные параметры измельчающего аппарата: углы наклона ножей и расположения их в плане.

3. Получена адекватная математическая модель процесса измельчения корнеплодов в измельчителе ножевого типа с вибрирующими ножами. Анализ полученной модели позволил определить оптимальные параметры и режимы работы измельчителя.

Лучшее качество измельчения корнеплодов с минимальными затратами энергии обеспечивается при скорости поверхности транспортера ьтр = 5 м/с и частоте продольных вибрации ножей /в = 32,2 Гц. В этом случае удельная энергоемкость процесса составляет 0,619 кВт-ч/т.

4. Полученные в ходе производственных исследований результаты подтверждают результаты теоретических и лабораторных исследований и свидетельствуют об эффективности предложенного измельчителя корнеплодов. Пропускная способность измельчителя составляет 10,65 т/ч, а удельная энергоемкость измельчения на 38 % ниже, чем у серийно выпускающегося измельчителя ИК-Ф-1. Коэффициент однородности измельченного продукта К0, характеризующий качество измельчения, соответственно выше на 9 %. Удельные затраты энергии, приходящиеся на единицу массы продукта, измельченного с требуемым качеством экспериментальным измельчителем ниже, чем у ИК-Ф-1 в 2,6 раза.

Себестоимость измельчения корнеплодов предлагаемым измельчителем на 49,6 % ниже, по сравнению с серийно выпускаемым измельчителем ИК-Ф-1. Это позволяет получить годовой экономический эффект в размере 16399 рубля при сроке окупаемости нового измельчителя 1,46 года.

146

1. Терновых К.С., Дубовская И.И. Планирование и прогнозирование развития кормопроизводства на макро- и микроуровнях // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий, № 3, 2008.-С. 4245.

2. Буробкин И.Н., Казаринов Б.Н. Специфика развития животноводства на современном этапе // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий, № 1, 2005. С. 18-20.

3. Тищенко М.А. Проектирование и расчет технологических линий подготовки и раздачи кормосмесей дифференцированного состава многофункциональными агрегатами. -ВНИПТИМЭСХ, Зерноград, 1999 г.

4. Киреев В.Н. Прогрессивная технология выращивания кормовых корнеплодов. Сборник «Новое в кормопроизводстве». - М.: Московский рабочий, 1984. - С. 63 - 76.

5. Шевченко В.А. Возделывание кормовой свеклы по экологически безопасной технологии // Техника и оборудование для села, №6, 2008—С. 22 -24.

6. Карташов Л.П., Юхин Г.П. О совершенствовании технологий заготовки, хранения и подготовки к скармливанию кормовых корнеплодов // Техника в сельском хозяйстве, 2005, № 1.

7. Юхин Г.П. Экономическая эффективность технологий заготовки и подготовки корнеплодов к скармливанию // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, № 11, 2005. С.9 -11.

8. Уланов И.А. Машины для измельчения кормов: Теория и расчет, Учебное пособие для студентов механических факультетов. Саратов, 1976. - 86 с. - Саратовский СХИ.

9. Павленя В. Приготовление и скармливание комбинированного силоса животным. Животноводство, 1981, № 10. - С. 28 — 29.

10. Шкурпела И., Маслов М. Комбинированный силос в кормлении свиней. Животноводство, 1981, № 8. - С. 42 - 43.

11. Бондарев В. А. Чтобы корм был высококачественным. — Кормопроизводство, 1985, № 9. С. 12 - 14.

12. Богатов В.А. Измельчение бахчевых культур для кормления свиней и крупного рогатого скота. — Сборник тезисов Всесоюзной научно — технической конференции молодых ученых. М.: ВНИЭСХ, 1981. - С. 155 — 156.

13. Беспамятнов А.Д., Надеждин A.B. Измельчитель растительных материалов. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1984. С. 36.

14. Горюшинский B.C., Богатов В.А. Линии мойки и измельчения корнеплодов для закладки комбинированного силоса. — Ульяновск, ЦНТИ, информационный листок № 127-85, 1985.

15. Тряпкин A.M. Выгодно и экономично. — Кормопроизводство, 1985, №9.-С. 15.

16. Горюшинский B.C., Богатов В.А. Технологическая линия измельчения корнеплодов и бахчевых // Кормопроизводство, 1986, № 4. -С. 41-43.

17. Марченко О.С. Концепция развития механизации заготовки кормов на период до 2010 года // Кормопроизводство, № 11, 2002. С. 17 — 19.

18. Ермичев В.А., Купреенко А.И. Энергосбережение в технологиях кормопроизводства // Механизация и электрификация сельского хозяйства, №4, 2005.-С. 11.

19. Кукта Б.М., Бойко В. Выбор измельчителей корнеплодов. — Техника в сельском хозяйстве, №2, 1968. С. 28 - 32.

20. Резник E.H. Машины и оборудование для обработки грубых кормов (Библиотечка механизатора-животновода). М.: Россельхозиздат, 1984. -С. 12-23.

21. Корбуй JI.A., Чуенков С.В. Сельскохозяйственные машины и орудия. Германия. - Берлин, 1947.

22. Кононов Б.В., Рамазанов Л.Н. Определение производительности фрезерного барабана на измельчении корнеплодов/Труды Волгоградского СХИ, 1972, Т. 43. С. 87 - 92.

23. Роденко Г., Гетя Н. Приготовление и использование комбисилоса (для свиней). Ж.Свиноводство, № 9, 1975.

24. Ролофос Е.А. Кормовые бахчевые культуры. М.: Сельхозгиз, 1953.

25. Мишуров Н.П. Приготовление кормов в фермерских хозяйствах: Библиотечка фермера/Н.П. Мишуров-М.: Росинформагротех, 2002 С. 4448.

26. Богатов В.А., Лазарев М.В. Анализ конструкций и классификация измельчителей корнеклубнеплодов // Ресурсосберегающие рабочие органы. Сб. научных трудов Ульяновской ГСХА, 1997г. С. 29 - 36.

27. Кононов Б.В., Рамазанов Л.Н. Классификация и анализ измельчителей кормов / Труды Волгоградского СХИ, 1972, Т. 43.

28. Мейлахс И.И. Измельчающий аппарат для кормовых корнеплодов. Техника в сельском хозяйстве, № 3, 1974.

29. Степанова Г.Н. и др. Цитировано по В.И.Яременко. Приготовление комбисилоса для свиней. Ж. Зоотехния, № 5, 1989.

30. Патент 2293345 (США) Резательная машина, 1942.

31. Карпенко М.И. Получение измельченного силоса высокого качества // Достижения науки и техники АПК. 35, 2000. — С. 20.

32. Машины и оборудование зарубежных стран по механизации работ в животноводстве. УКРНИИНТИ. Киев: 1971.

33. Киреев В.Н. и др. Кормовые корнеплоды.-М: Колос, 1975, С. 311.

34. Мишинский В.И. Измельчитель корнеплодов с кольцевыми ножами/Труды БСХА, вып. 131, Горки, 1985.

35. Кононов Б.В., Рамазанов JI.H. Анализ процесса измельчения сочных кормов фрезерным барабаном/Труды Волгоградского СХИ, 1972, Т. 43.-С. 78-86.

36. Артаутов В.И., Шевченко В.П. Роторный измельчитель конструкции совхоза «Тимирязевский». Техника в сельском хозяйстве, 1973, № 1.-С. 27.

37. Мянд А.Э. Кормоприготовительные машины. М.: Машиностроение, 1970.

38. Шпырина И.К. Заготовка силоса для свиней. Труды НИИЖ Полесья УССР, 1982, № 144.

39. Богатов В. А. Совершенствование технологии подготовки к скармливанию крупных корнеплодов и обоснование конструкции измельчителя // Диссертация кандидата технических наук. Рязань, 1989. — С. 25-26.

40. Авторское свидетельство № 950296 Машина для выделения семян из плодов бахчевых культур // Листопад Г.Е., Овчаров П.М. Б. И. № 30, 1982.

41. Лазарев М.В. Технология обработки корнеклубнеплодов с обоснованием параметров и режимов работы измельчающего аппарата// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Ульяновск, 2000. -С. 78-95.

42. Горюшинский B.C. Совершенствование резания корнеплодов с обоснованием параметров измельчителя // Диссертация кандидата технических наук. Пенза, 2004.

43. Корнерезка КРК 2,0. Сборка, применение, уход // М., Редиздатотдел МСХМ СССР, 1950. - 10 с.

44. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. — М.: Машиностроение, 1975. 311 с.

45. Резник Н.Е. Силосоуборочные комбайны. Теория и расчет. М.: Машиностроение, 1964. - С. 239-263.

46. Курдюмов В.И., Ермичев В.А. Сравнительная оценка измельчителей кормов/Совершенствование механизированных процессов в сельскохозяйственном производстве. Сборник научных трудов. — Ульяновск, СХИ, 1995.-С. 85-88.

47. Березовский Ю.М., Калачев М.В., Хромеенков В.М., Зуева Ю.В. Анализ процесса резания халвы // Хранение и переработка сельхозсырья, 2007, №4.- С. 74-78.

48. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М., Колос, 1968. - Зт.

49. Сабликов М.В. О критическом угле защемления // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, № 2, 1963. С. 44.

50. Сабликов М.В. Защемление и затягивание тел. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1968, № 3 - С. 6 - 9.

51. Желиговский В.А. Экспериментальная теория резания лезвием // Труды МИМЭСХ, выпуск 9. М., 1941. - 27 с.

52. Завражнов А.И., Николаев Д.И. Механизация приготовления и хранения кормов. М.: Агропромиздат, 1990. - С.З.

53. Клюшников В.Д. Математическая теория пластичности. М.: Издательство Московского университета, 1979.

54. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости. М.: Гостехиздат, 1953.

55. Прагер В. Конечные пластические деформации / Реология. Теория и приложения / Под ред. Ф. Эйриха. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962.

56. Тимофеев М.Н. Совокупные затраты энергии как критерий оптимизации уборочно-транспортного и заготовительного процессов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, № 6. С. 17 — 18 .

57. Василенко И.Ф. Экспериментальная теория режущих аппаратов. В кн.: Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин, 1936, т. 4.-С. 68-76.

58. Василенко И.Ф. Теория режущих аппаратов жатвенных машин / Труды ВИСХОМ. М.: 1937. - С. 57 - 72.

59. Зяблов В.А. Основы теории технологического процесса резания в режущих аппаратах кормоприготовительных машин / Труды ВИЭСХ. — М.: 1964, т. 14.-С. 7-65.

60. Воскресенский С.А. Резание древесины—M.-JL: Гослесбумиздат, 1955.- 199с.

61. Новиков Ю.Ф. Теория и расчет режущего аппарата для уборки грубостебельных лубяных культур / Труды ВИСХОМ, 1957, вып. 2.- С. 3 — 34.

62. Фомин В.И. Исследование безподпорного среза трав / Труды ВИСХОМа. Вып. 39. М., 1962. С. 3-56.

63. Элли А .Я. Анализ, классификация и оценка существующей системы машины для измельчения корнеплодов / Труды Ульяновского СХИ, 1977.-С. 75-80.

64. Резник Н.Е. Некоторые вопросы теории резания лезвием / Труды МИМЭСХ, вып. 9, М.: 1940 С. 27.

65. Резник Н.Е. Взаимодействие лезвия с материалом в процессе его резания и износ лезвия. В кн.: Повышение износостойкости и долговечности режущих элементов сельскохозяйственных машин. Минск, 1967. С. 5 — 17.

66. Сизов О.А. Некоторые элементы механики взаимодействия лезвия с разрезаемым материалом при резании со скользящим перемещением ножа. — Доклады / МИИСП, 1970, т. 5, вып. 1.- С. 167-174.

67. Босой Е.С. К теории резания стеблей сельскохозяйственных растений / Труды РИСХОМ, 1958, вып. 1. С. 69 - 110.

68. Ивашко А.А. Вопросы теории резания органических материалов лезвием. Тракторы и сельхозмашины, 1958, № 2.- С. 34 37.

69. Chancellor W.I. Energy Requirements for cutting forage. Agric. Eng., 1958, vol39, № 10. - P. 633 - 639.

70. Бремер Г.И. Основы теории резания лезвием и расчет режущих машин животноводческих ферм. М.: ВСХИЗО, 1963. — 80 с.

71. Рустамов С.И. Физико-механические свойства растений и совершенствование режущих аппаратов уборочных машин. — Киев — Донецк. Высшая школа. 1981.

72. Новиков Г.И. Исследование процесса резания корнеплодов/ Труды ВИМ. -М.: 1952, т. 16. С. 3 - 34 .

73. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 1994. - С. 39 - 45.

74. Комаров Г.А. Способы улучшения чистоты фрезеруемой поверхности древесины. Деревообрабатывающая промышленность, 1960, №11.- С. 8-9.

75. Раев Б.Г. Исследование процесса резания стеблей без противорежущей части / Тракторы и сельхозмашины, 1961, №11.- С. 16 — 19.

76. Егорова Т.И. Исследование влияния параметров режущего инструмента на процесс резания лезвием / Автореферат диссертации кандидата технических наук. М.: 1949. — 22с.

77. Прижигода 3. Исследование рабочих органов культиваторов / Тракторы и сельхоз машины, 1961, № 2. С. 19 - 24.

78. Капустин И.И. Резание и режущий инструмент в кожевенно-обувном производстве. — М.: Гизлегпром, 1950.— 172с.

79. Ланцев В.Ю., Манаенков К.А. Исследование взаимодействия лезвия ножа с материалом плодовых ветвей при их утилизации после обрезки // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, № 5 С. 4 — 5.

80. Прокопцев П.И. Влияние скользящего движения ножа на процесс резания/ ВНИИМЭСХ. Зерноград, 1965, вып. 8, С. 76 - 89.

81. Jackson G.L.'Desing factor affecting Power Zegnirementsin forage choppers, Unpublished M. S. tesis, Purdue University, 1961.

82. Косимов О.Ж., Карапетян А.Г. О скорости воздействия при разрушении упруго-пластичных материалов / Сборник статей Ростовского-на-Дону института сельскохозяйственного машиностроения, 1975. С. 104107.

83. Мельников C.B., Сулима М.А. Влияние скорости резания на энергоемкость процесса измельчения стебельных кормов / Записки Ленинградского СХИ, 1968, Т. 119, выпуск 1.- С.139-143.

84. Босой Е.С. Скорость резания стеблей сельскохозяйственных культур / Сельхозмашина, 1953, № 4.- С. 19-22.

85. Егорова Т.И. Обоснование рабочих поверхностей машины / Вестник сельскохозяйственной науки, 1966, № 11. С. 86-90.

86. Мещеряков Б.В. Влияние скорости на удельную работу резания // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1969, №3.- С. 37-38.

87. Притченко С. А. К выбору скорости резания зеленых кормов. В книге: Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - Киев, 1965, выпуск 3.- С. 10-14.

88. Кузьмов Н.Т. Влияние скоростного режима на затраты энергии при измельчении силоса // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1973, № 3.- С. 24-25.

89. Мельников C.B. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, 1978. - 558 с.

90. Иванов Ю.А., Скоркин В.К., Цой Л.М. Современные технологии заготовки, хранения и раздачи кормов на животноводческих фермах и комплексах // Техника и оборудование для села, № 11, 2008. С. 8 - 13 .

91. Купреенко А.И. Характеристика измельчителя с режущим аппаратом возвратно-поступательного типа // Техника в сельском хозяйстве, №3,2005.-С. 41.

92. Свистунов И.И. Исследование питателя измельчителя корнеплодов // Достижения науки и техники АПК № 2, 2002. С.15 - 16.

93. Аванесов Ю.Б. Современные методы и средства механизации уборки сахарной свеклы: Обзорная информация / Всесоюзный НИИ информат. и техно-эконом, исслед. агропром. комплекса, М., 1987. — С. 2 — 3.

94. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980. -237 с.

95. Гончаревич И.Ф., Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Вибрационная техника в пищевой промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1977. -278 с.

96. Бабичев Н.П. Вибрационная обработка деталей. М.: Машиностроение, 1974. - 134 с.

97. Кумабэ Д. Вибрационное резание. М.: Машиностроение, 1985. — 424 с.

98. Марков А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1968. — 365 с.

99. Баловнев В.И. Дорожно-строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. М.: Машиностроение, 1981. -223 с.

100. Гончаревич И.Ф., Сергеев П.А. Вибрационные машины в строительстве. Основы теории, проектирования и расчета. - М.: Машгиз, 1963.-312 с.

101. Дубровский A.A. Вибрационная техника в сельском хозяйстве. -М.: Машиностроение, 1968. 204 с.

102. Федоренко И .Я. Механизм трения вибрационных рабочих органов. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1986, №6. -С. 14-16.

103. Курдюмов В.И. Совершенствование технологического процесса и обоснование параметров измельчителя початков кукурузы при закладке комбинированного силоса // Диссертация кандидата технических наук. -Рязань, 1988 г.

104. Шаповалов А.Т., Кирпичникова И.М. Возможности применения электромагнитных вибраторов для привода смесителя кормов. — Использование электронно-ионной технологии. Научные труды/ ЧИМЭСХ. -Челябинск, 1985.- С. 102-105.

105. Шкуренко Н.С. Испытания экскаваторного ковша с вибрирующими зубьями. «Механизация трудоемких и тяжелых работ», 1957, №7.

106. Шкуренко Н.С., Попов П.В. Экскаваторный ковш с виброударными зубьями. « Механизация и автоматизация производства», 1959, № 11.

107. Дубровский A.A. Применение вибраций для снижения тягового сопротивления машин. «Вестник Академии Наук СССР», 1962, №1.-С. 59-61.

108. Пикуза И.Ф. Машины для приготовления и раздачи грубых и сочных кормов. Ростов-на-Дону, 1970. - 186 с.

109. Юхин Г.П. Некоторые физико-механические свойства кормовой свеклы // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1976, № 4. С. 48-49.

110. Шабельник Б.П., Юхин Г.П. Об угле статического равновесия тела // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1980, № 11. С. 51-52.

111. Авторское свидетельство № 1195948 Измельчитель корнеплодов и бахчевых // Богатов В.А. и др. Б. И. № 45, 1988.

112. Ходаков Г.С. Физика измельчения. — М .: Наука. — 1972.

113. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности, ползучести. — М.: Высшая школа, 1968. 512 с.

114. Исаев Ю.М., Хабарова В.В., Богатов В.А. Процесс измельчения корнеплодов консольными ножами. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2008, № 1. - С. 14—16.

115. Проектирование и расчет подъемно-транспортирующих машин сельскохозяйственного назначения / М.Н. Ерохин, A.B. Карп, H.A. Выскребенцев и др.; Под ред. М.Н. Ерохина и A.B. Карпа. М.: Колос, 1999. -228 с.-С. 109-143.

116. Подъемно-транспортные машины / В.В. Красников, В.Ф. Дубинин, В.Ф. Акимов и др. М.: Агропромиздат, 1987. - С. 97 - 265.

117. Крагельский И.В. Физические свойства лубяного сырья. М.: Гизлегпром, 1930. - 467 с.

118. Сивакова К.К. К вопросу определения предельного напряжения сдвига корнеклубнеплодов // Сборник научных работ аспирантов ЦНИИМЭСХ Нечерноземной зоны СССР. Минск, 1974. - С. 206 - 209.

119. Кукта Г.М. Технология переработки и приготовления кормов. — М.: Колос, 1978. 240 с.

120. Арнаутов В.И. Исследование и совершенствование рабочих органов машин для мелкого измельчения сочных кормов // Автореферат диссертации кандидата технических наук. Харьков, 1968. - 30 с.

121. Куйго Х.Х. Исследование процесса резания и конструктивных параметров рабочего органа машин для измельчения корнеплодов в животноводстве // Автореферат диссертации кандидата технических наук. — Каунас, 1965. 18 с.

122. Овчинников A.A., Мухин В. А., Дмитриев A.A. Критерии оптимизации кормов и отделения механических примесей // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, № 8.- С. 16-17.

123. Воронюк В.А., Пьянков А.И. и др. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. — М.: Колос, 1970. 423 с.

124. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник E.H. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Россельхозиздат, 1987. 285 с.

125. Лифатов В.Б. Повышение эффективности машин для измельчения корнеплодов и отделение камней за счет совершенствования технологического процесса и рабочих органов. Диссертация кандидата технических наук Саратов, 1986.

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

127. ОСТ 7019.2-83. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и оборудование для приготовления кормов. Программа и методы испытаний. — М.: Государственный комитет СССр по производственно-техническому обеспечению сельского хозяйства, 1984. — 114 с.

128. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. — М.: Колос, 1973. 199 с.

129. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. -Л.: Машиностроение, 1986. 184 с.

130. Шичков Л.П., Коломиец А.П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1995. - 337 с.

131. Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., Юран С.И. Электропривод и электрооборудование. М.: Колос, 2006. - 328 с.

132. Любимов А.И., Воцкий З.И. и. др. Практикум по сельскохозяйственным машинам. — М.: Колос, 1971. 207с.

133. Зажигаев A.C., Кишьян A.A., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

134. Волкова H.A. Экономическая оценка инженерных проектов (методы и приемы расчета на ЭВМ) / H.A. Волкова, И.А. Спицын, A.C. Иванов. Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - 242 с.

135. ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ

136. Патаггообладатель(ли): Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия (КЩ1. Автор(ы): см. на обороте

137. ЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙЙ<Й»1. Продолжение приложения А1. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ19. ^(И) (51) МПК1. А01Р 29/00 (2006.01)2 324 З29( 3) С2

138. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ12)

139. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ21., (22) Заявка: 2005137434/12. 01.12.2005

140. Дата начала отсчета срока действия патента: 01.12.2005

141. Дата публикации заявки: 10.06.2007

142. Опубликовано: 20.05.2008 Бюл. N8 14

143. Курдюмоа Владимир Иванович (Я11), Зотов Евгений Иванович (Я1)), Хабарова Виктория Валерьевна (Яи)73. Патентообладатель(и):

144. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия (Яи)73 Сго со гоы го соо

145. Изменение хорды при резанииа\ := 31 п 180а:=аЬвт(а)в =0.051.:= 0„ 4С х:=25-10~4|1 2^2К-яп(а)х - (х)2 (яп(а))20 0.02 0.04 0.06 0.08 0.11 =