автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии переработки подстилочного навоза с разработкой измельчителя-разбрасывателя органических удобрений

Узеринов Леонид Георгиевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА С РАЗРАБОТКОЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ-РАЗБРАСЫВАТЕЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

Специальность 05.20,01- Технологии и средства механизации сельского хозяйства.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мичуринск 2006

Работа выполнена на кафедре «Механизации производства и переработки сельскохозяВственной продукции» Мичуринского государственного аграрного университета.

Научный руководитель- кандидат технических наук, профессор Хмыров Виктор Дмитриевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Капустин Василий Петрович доктор технических наук, профессор Макаров Валентин Алексеевич

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова

Защита состоится «У» декабря 2006 г.в часов на заседании диссертационного совета К 220. 041. 01 при ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, зал заседаний диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГОУ ВПО Мичуринского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат технических наук, доцент

Актуальность работы. В России хозяйства всех форм собственности из-за отсутствия средств не имеют возможности активно заниматься вопросами создания эффективных систем уборки и подготовки навоза к использованию. До 1993 г. 80% поголовья крупно-рогатого скота и свиней содержалось на комплексах свыше 24000 голов. Для удаления навоза применяли гидравлические системы смыва периодического и непрерывного действия и механические способы. Эти способы энергоемки и требуют большого количества расходной воды. В настоящее время до 91% поголовья содержится на фермах (от 200 до 600 голов). При таком количестве поголовья целесообразно содержать животных на глубокой подстилке в течение стойлового периода. В послезнее время этот метод получил широкое применение в производстве е.* х. К недостаткам этого метода можно отнести то, что подстилочный навоз не содержит ограничений по количеству и геометрическим размерам отдельных включений подстилки. Однако данная технология содержания может обеспечить получение высококачественного органического удобрения.

Подстилка используется в течение откормочного цикла, затем с помощью КУНов навоз выгребается из подстилочной ванны и укладывается на площадках в бурты, часть его отправляется в цех аэрирования, другая часть вывозится в поле для разбрасывания. К недостаткам технологии следует отнести отсутствие оборудования для погрузки и измельчения подстилочного навоза.

Совершенствование устройств для измельчения подстилочного навоза при содержании животных на глубокой подстилке является актуальной задачей.

Цель работы. Разработать н обосновать конструктивно-технологические параметры измельчителя разбрасывателя соломонавозной смеси для использования в технологическом процессе приготовления твердых органических удобрений.

Объект исследования.

Технологический процесс измельчения подстилочного навоза зубчатым лопастным измельчителем. Предмет исследования.

Закономерности взаимодействия рабочих органов измельчительного аппарата с подстилочным навозом.

Методы исследований, достоверность и обоснованность результатов. В работе использованы теоретические основы измельчения продукта, методы математической статистки, теория планирования эксперимента, вычислительная техника и графические средства персональных компьютеров, Достоверность теоретических исследований подтверждена экспериментальными данными.

На защиту выносятся следующие положения:

- теоретические модели взаимодействия рабочих поверхностей измельчителя и обрабатываемого материала;

- методика проведения лабораторных и производственных испытаний измельчительного аппарата;

- закономерности взаимодействия значимых факторов

- результаты производственных испытаний и оценка экономической эффективности предлагаемого измельчителя.

Научная новизна.

- определена современная тенденция развития современных технологий переработки подстилочного навоза;

• определены закономерности изменения процесса измельчения подстилочного навоза;

- получены аналитические зависимости для обоснования конструктивно-режимных параметров {частота вращения ротора, угол установки протитво-режущей пластины, количество лопаток, угол установки лопаток);

- разработаны частная и общая методика проведения лабораторных экспериментальных исследований;

Практическая ценность.

Практическую ценность представляют конструктивно-режимные параметры предлагаемого зубчатого лопастного измельчителя-разбрасывателя подстилочного навоза.

Реализация результатов исследования.

Экспериментальный образец устройства внедрен в хозяйстве «ОАО Голицыне» Тамбовской области, Никифоровского района, РФ. Апробация.

Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях: Курской государственной аграрной академии имени профессора Иванова И.И.,(март 200бг), Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А. Костичева (март 2004г) и Мичуринского государственного аграрного университета (ноябрь 2005). Результаты исследований содержатся в отчетах по теме научно исследовательских работ МичГАУ за 2002-2005г. Публикации.

По материалам диссертации опубликовано восемь работ, общим объемом 2,78 пл., (1,53 пл.принадлежит лично соискателю), в том числе одна в центральной печати, объемом 0,4/0,2 пл. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включая список литературы из 109 наименований, 68 рисунков, 23 таблиц и приложения. Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформирована цель работы, объект и предмет исследования, научная новизна и практическая ценность работы, изложены основные положения, выносимые на защиту. В первой главе «Состояние проблемы» представлен анализ известных технологий и машин для измельчения навоза. Анализ работ таких ученых как Павлов П.И., Красников В.В., Бондарен ко П.А., Догановский М.Г., Марчен-

ко Н.М, и других авторов, позволил наметить пути и выбрать рекомендации по совершенствованию технологии, улучшению машин и их рабочих органов при переработке навоза в компост.

В результате анализа априорной информации выявлена перспективная модель зубчатого лопастного измельчительного аппарата, осуществляющего измельчение и разбрасывание подстилочного навоза

На основании обзора и анализа литературы были определены задачи исследований:

1. Изучить физико-механические свойства подстилочного навоза.

2. Теоретически обосновать основные конструктивно - кинематические параметры измельчителя постилочного навоза.

3. Провести лабораторные исследования измельчителя- разбрасывателя навоза.

4. Провести производственные испытания измельчителя разбрасывателя и определить экономическую целесообразность его применения.

Во второй главе «Теоретическое обоснование кинематических параметров измельчителя-разбрасывателя соломонавозной смеси» проведены аналитические исследования процесса измельчения и разбрасывания подстилочного навоза. Технологический процесс, выполняемый предлагаемой машиной, состоит из следующих стадий; подборка навоза с одновременной подачей в зону измельчения, измельчение соломонавозной смеси, выгрузка измельченного навоза с одновременным его разбрасыванием.

В процессе работы зубчатого лопастного измельчителя подстилочный навоз подается шнеками в измельчительный аппарат, где лопастью с зубчатой поверхностью порция навоза отделяется от основной массы относительно противорежущей пластины, и под действием центробежной силы перемещается по лопасти. Достигнув конца лопасти, материал выбрасывается лопатками, получив некоторую начальную скорость для свободного полета и рассева по поверхности поля.

Для -теоретического обоснования кинематических параметров (скорости движения частиц, угла установки противорежущей пластины, угла установки лопастей ) рассмотрим силы, действующие на частицу навоза, находящуюся на лопасти ротора. Такими силами будут (рисунок !): сила веса п^, центробежная сила тсогх. сила инерции от ускорения Кориолиса 2тш', нормальная реакция лопасти и сила трения = /М.

Рисунок 1 - Схема сил действующих на частицу удобрений Учитывая действующие силы и пренебрегая влиянием воздуха, а также упругостью частиц, дифференциальное уравнение движения материала по лопатке можно записать в следующем виде:

где х-, х', х- соответственно ускорение, скорость и путь частицы удобрений по радиальной лопатке ротора;

со -угловая скорость вращения ротора; / •коэффициент трения удобрений о лопасть ротора.

2тих

(О

Решая уравнение (1) н вводя некоторые ограничения и упрощения, соответствующие реальной работе ротора при рассеве удобрений, получим интересующие нас аналитические зависимости.

Упрощаем уравнение:

x'+2fcoк'-(aгx=gcosa)t-fgsinaa ^

упрощаем уравнение, для этого левую часть приравниваем к нулю.

*г+2А-йГ-0 (3)

Кг 2 <*)

Частные решения будут иметь вид:

=-Л о«т+Д(УС05й* (5)

х"ч=-Л<1>г со ш-В <п7&1(\ох

Находим коэффициенты: таХ-Аы +2/а>! В

(6)

2/а)^=/г: (7)

2т

х=с.е +с,е I .созйдй—/ЯЛ 1 2 2(а 2/Ф (8)

Относительную скорость схода навоза с лопатки вращающегося ротора найдем из выражения:

(оЯсоьср

1+вшр (9)

где

Чс- относительная скорость частицы навоза; Ф - угол, трения навоза о лопатку ротора.

И- радиус ротора или расстояние от центра до наружного конца его лопатки.

Угол схода материала, или угол на который успеет повернутся лопатка с момента поступления на нее удобрений до момента их схода:

созр , 2И

Ш=-р—1п—-:—- моч

1-3111$? г(1+51П$?) 4 '

где

г- расстояние от центра ротора до места подачи удобрений на лопатку.

Анализ формул показывает, что относительная скорость схода удобрений с лопатки ротора ис зависит от угла трения удобрений о лопасть, наружного радиуса ротора Я и скорости его вращения, в то время как угол схода йЛс от скорости вращения не зависит. Это говорит о том, что нельзя изменить место выброса навоза, изменяя число оборотов ротора.

При работе зубчатого лопастного измельчителя соломон авозная смесь поступает в измельчительный аппарат без подпрессовки. Во время измельчения соломонавозной смеси в основании зубьев происходит рубка с дальнейшим резанием при смещении массы к вершине зуба.

При значительном зазоре д перерезаемый слой навоза не имеет опоры. Создается некоторая консоль слоя (изображенная на рисунке 2 в виде отдельного стебля) со свободной длиной, которая под влиянием давления Р ножа 2 изгибается. Величину прогиба Г можно с некоторым приближением определить как для балки, лежащей на опорах, одной из которых является противорежущая пластина, а второй вязкий материал.

а)

9

1- противорежущая пластина; 2-зубчатая лопатка; 3-солома. Рисунок 2 - Взаимодействие массы соломы с режущим аппаратом. Величина зазора д колеблется от 0,5 до! Д мм. При контакте материала с ножом в точке с происходит его резание, при контакте соломонавозной смеси с лопастью в точке <( происходит рубка навоза. При рубке происходит дополнительное теребление соломистых включений, а также снижаем не плотности самого навоза.

Усилие, развиваемое цилиндрическим валом, разогнанным до вращения с частотой СО, можно записать в виде:

о М ^(¡(р

(И)

где момент сил определяется моментом инерции вала и угловым ускорением:

(12)

В данном случае мощность электродвигателя, работающего на холостом ходу расходуется на придание валу углового ускорения, вызванного силами собственного трения вала:

Считая вал цилиндрическим, можно оценить момент сил трения, зная затраченную мощность на холостом ходу:

Р Р

(14)

(о 2л1>

Мощность тратится на работу против сил трения во всех блоках системы при разгоне вала до частоты V об/сек.

Рассмотрим процесс резания и рубки навоза с помощью когтей, представляющих собой пластину с зубцами имеющими треугольную форму. Резание производится только поверхностью зубьев с наименьшим зазором между ними н противорежущей пластиной. Оценим площадь зубьев, участвующую в процессе резки, в сравнении с общей площадью зубьев, участвующих во взаимодействии с веществом.

Пусть I- длина лезвия, <1- ширина, и Ь- высота зубца/ рисунок 3)

УУЛК/У} I I

-Зона рубки -Зона резания

Рисунок 3- Схема лопасти с зубьями.

Если зубья имеют форму правильного треугольника, то длина кромки зуба составляет величину

Ал/3

*—2~ (15)

При ширине лезвия (1 площадь соприкосновения зуба с веществом составляет величину:

А

(16)

Количество зубьев на лезвии длиной 1, будет равно:

/ 21

(17)

Тогда общая площадь соприкосновения боковой поверхности зубцов с веществом при рубке равно:

Ы (18)

Ал/3

Резка производится вершиной зубца в момент прохождения им противоре-жущей пластины. Площадь поверхности шириной Лх на острие зубца и глубиной <1 равна:

21

(19)

Отношение площади резки к площади рубки равно:

Ахс! Дх

(20)

5, ЫТЗ АЛ/3 Если Дт »2 мм л А=10мм, то площадь резки будет равна;

2

РЕЗ _ ^РУБ

Поскольку площадь резки составляет примерно 12% от всей площади, основным процессом является рубка соломонавозной смеси. В чем состоит воздействие лопаток на подаваемую массу навоза? 1, Часть мощности расходуется на сообщение некоторой массе навоза момента импульса Ли, где - момент инерции подаваемого навоза, захваченного лопаткой.

2.Часть мощности расходуется на сдвиговую деформацию в процессе рубки. 3. Часть мощности идет на преодоление вязкого трения лопатки о навоз в момент взаимодействия.

Оценим количественно каждую из предлагаемых затрат. Работа на сообщение момента импульса отрубаемой части:

йА=Мй(р ;

Затрачиваемая мощность:

Р=^-=Мсо. 1 &

(21)

(22)

_ ГЛ г йо й Лео ч Найдем момент инерции отрубленной части навоза;

(23)

(24)

где плотность навоза, г-расстояние от оси до частицы навоза (рисунок 4)

I

I-лопатка; 2- зубец; 3-вал. Рисунок 4 • Схема расстояния от центра вращения до навоза. Часть навоза, лежащая на лопатке, представляет собой пластину шириной Ь, длиной 1, и высотой с (рисунок 5) Определяем момент инерции этой

части порции навоза, находящегося на лопатке относительно оси 00*

На самом деле из-за большой влажности (76%) брусок будет иметь оплывшие края, но с незначительной погрешностью будем считать его прямоугольным параллелепипедом. Тогда момент инерции будет представлен суммой моментов инерции относительно осн вращения проходящей через его центр тяжести АЛ), и произведением его массы на квадрат расстояния до оси 0,0,, параллельной оси ААп

Лл Чч (25)

где а- расстояние от края бруска до оси 0,0а

Рисунок 5 - Схема бруска навоза.

Найдем момент инерции ^хх • Общий момент инерции такого бруска будет иметь вид:

15

■Ляг ^ху ^а

J=

^гх ^ IV ^г.

Найдем осевой момент инерции ^хх • Для этого разобьем параллелепипед на столбики, параллельные оси АА] (ОХ). Тогда расстояние до центра столбика от оси ОХ будет

2 2 2 Г -у +2

При выборе системы координат, проходящей через центр тяжести бруска, о

площадь основания столбиха будет dydz . Объем столбика равен:

Согласно этому момент инерции бруска относительно оси ОХ ( АА1) будет равен интегралу по элементарным объемам таких столбиков:

;/2 с/2 2 2ч I »

(26)

Интегрирование по у дает момент инерции слоя длиной I, шириной Ь, и толщиной ¿г.

301 -сП -т ^ ™ 12 12 12

Найдем теперь момент инерции этого бруска:

^—т(1г+с У+т^Ц-а^^тР+^-тс+тЬ+та Лот /М -1 12 2 3 12 3

(27) +та(1+а)

Зная момент инерции, найдем дополнительную мощность, которая затрачи-

вается на придание навозу дополнительного момента импульса:

Усилия, действующие на зубья, нашли исходя из напряжения сдвига и одностороннего сжатия материала.

В третьей главе. Программа и методика экспериментальных исследований. Программой предусмотрено изучение неизвестных показателей физико-механических и агрохимических свойств подстилочного навоза. Методика включала частные и общие методики. Частной методикой предусмотрено изучение плотности подстилочного навоза с течением времени, влажности навоза в бурту в зависимости от высоты бурта, угла трения и угла естественного откоса, трения скольжения и коэффициента внутреннего трения, фракционного состава подстилочного навоза и соломистых включений на разрыв. Общая методика экспериментов представлена сравнительными и оптимизационными экспериментами, для реализации которых выбрали план Бокса-Бенкина, Анализ исследований проводили по четырем факторам. Эксперименты проводили на установке изготовленной в лаборатории (рисунок б):

1-электродвигатель; 2-кожух; 3-лопастной измельчитель; 4-лопатки; 5-жолоб для подачи навоза; б-противорежущая пластина. Рисунок б - Схема лабораторной экспериментальной установки для измельчения навоза.

Установка состоит из рамы , электродвигателя-1, кожуха-2, лопастного измельчителя-3 , желоба для подачи навоза-5,лопагок-4, протнворежущей пластины-6. Навоз с желоба равномерным потоком поступает в зону измельчения и, подхватываясь зубчатыми лопатками, отделяется порция навоза относительно протнворежущей пластаны. После этого выбрасывается лопастью в выгрузной дефлектор. Число оборотов вала измельчительного аппарата изменяли асинхронным двигателем с фазным ротором.

Исследования гранулометрического состава измельченных частиц со-ломонавозной смеси, прошедших через экспериментальную машину, проводили согласно разделу, описанному в методике.

Для этого были отобраны навески измельченного навоза при частоте вращения ротора200, 500, 600, 800,1000 мин"' ■ Методика определения энергетических показателей.

Для более точной оценки рабочего процесса измельчения был разработан комплексный оценочный показатель, представляющий удельный расход мощности, который и был выбран в качестве критерия оптимизации.

где: //.-мощность; 0-производительность; ¿-средняя длина стеблей не-измельченной соломы; доля крупной фракции в измельченном продук-

В четвертой главе. Результаты экспериментальных исследований технического средства для измельчения соломонавозной смеси. Приведены результаты экспериментальных исследований технического средства для измельчения навоза. Анализ характеристик крупности показывает, что процентное содержание частиц соломы с длиной, удовлетворяющей агротехническим требованиям (/олг <0,1 м), зависит от влажности навоза, от частоты вращения ротора, угла установки протнворежущей пластины и количества лопаток на лопает^ ном роторе. При частоте вращения ротора п=200 мин*1,угле установки

(28)

те; -средняя длина частиц крупной фракции.

¥>=17®, влажности навоза У/=7б, количестве лопаток 2=4 составляет 55%, в том числе расщепленных соломистых включений 18,9%; при частоте вращения ротора п=600 мин"1 .угле установки ¥>=17°, влажности навоза \У=76%, количестве лопаток 2=6 составляет 86,7% в том числе расщепленная солома 45%.

Программой однофакторных экспериментов исследовались производительность, степень измельчения, потребляемая мощность изе льните ля-разбрасывателя, зависящая от частоты вращения ротора, количества лопаток, уголз установки противорежущей пластины и влажности навоза. Анализ полученных зависимостей показывает, что при увеличении частоты вращения ротора с 200 до 1000 оборотов средняя длина измельченных частиц уменьшилась с 20.1 до 4,1 см, а степень измельчения увеличилась с 1,21 до 5,92. При этом пропускная способность агрегата повышается с 0,109 до 1.240 т/ч. Следует отметить, что агротребования по длине (50-100) измельченных соломистых частиц в навозе выполняются при п=550 об/мин, количестве лопаток б, угле установки противорежущей пластины 79°.

Также коэффициент измельчения зависит от угла установки противорежущей пластины, например, при измельчении соломонавозной с меси влажностью 76% при 600 оборотах барабана, при р=17° и г=б коэффициент измельчения Л =5,92, а при угле противорежущей пластины <р = 105° Л =3,11.

Из графика (рисунок7) видно, что X коэффициент измельчения увеличивается при большем количестве лопаток. При двух лопатках Л =3,47; при шести лопаток Л =4,1. При измельчении навоза влажностью \У-7б% максимальный коэффициент измельчения достигается при 500 700 об/мин. крылача.

1) 1М=76%; 2=2; у =61°. 2) \У-76%; 2=6; у=б1°.

Рисунок 7 - График зависимости коэффициента измельчения от оборотов

Из группы управляющих факторов для проведения опытов были выбраны: X] - частота вращения ротора, хг -количество лопаток, хз * угол установки противорежущей пластины, х« - влажность навоза. Функцией отклика являлся оценочный показатель Эоц.

Определение удельных затрат энергии на процесс измельчения подстилочного навоза измельчителем.

Таблица 1 Уровни варьирования факторов

Кодовое Наименование факторов Уровни факторов

нижний* основной 0 верхний -«-1

Х| п-частота вращения ротора, об\мик 200 600 1000

ъ~ количество лопаток, шт 2 4 6

Хз у- угол установки противорежущей ластины 17 61 105

х4 1Аг-влажностъ навоза 18 47 76

Уравнение регрессии имеет вид:

Yn = 18,439 -0,011х, +0,00001 х:-1Д69х2 -0,096х3 +0,0003х? -0,272x4 +0,001х^+0,0005х|х2+ 0,000003х1х4+0,003х2х)--0,005х2х4-0,0005хэх4

Рисунок S - зависимость потребляемой энергии от оборотов и угла установки противоречу щей пластины.

Оптимальное значение по оборотам 549,85 об/мин, оптимальный угол установки потиворежущей пластины 79,3°, оптимальное количество лопаток Влажность навоза может быть любой в пределах 18-76%, так как измельчитель обеспечит необходимые размеры в пределах 50-100 мм. Это необходимо для ускоренной переработки навоза в биоферментаторе.

Рисунок 9 - зависимость потребляемой энергии от оборотов и количества установленных лопаток. В пятой главе «Оценка экономической эффективности машины для измельчения-разбрасывания навоза» проведен расчет экономической эффективности работы измельчителя-разбрасывателя в сравнении с машиной ПРТ-4 экономический эффект составил 246 рублей на тонну. Производственная оценка осуществлялась с помощью опытного образца в ОАО «Голицыне» Тамбовской обл. Никнфоровского района. При испытании проверяли производительность измельчителя и качественные показатели.

Общие выводы и предложения.

К Навоз, получаемый на животноводческих фермах, является исходным сырьем для приготовления органических удобрений, но он имеет

существенные недостатки: повышенную влажность, заражённость патогенной микрофлорой и гельминтами, засорённость всхожими семенами сорных растений, резкий неприятный запах, не содержит ограничений по количеству и геометрическим размерам подстилки, поэтому перед закладкой в бноф ер ментатор необходимо подстилочный навоз измельчать.

2. Разработан макет опытного образца измельчителя-разбрасывателя подстилочного навоза. Получены аналитические зависимости энергоемкости процесса от количества лопаток, оборотов ротора, угла установки противо-режущей пластины и влажности навоза.

3. Влажность подстилочного навоза в бургу зависит от высогы бурта и меняется в пределах от 18 до 76%. С течением времени плотность бурта навоза возрастает с 423 до 794 кг/м1, длина соломистых частиц входящих в подстилочный навоз, равна 24,3 см., усилие разрыва соломистых включений подстилочного навоза люцерны=304 и., соломы=133 н,

4. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что коэффициент измельчения навоза принимает максимальное значение Я "5,92, при угле наклона лопаток • 6", угле наклона противорежущей пластины -17°, и количестве лопаток - S

5. Оптимальная скорость вращения барабана 550 об/мин обеспечивает достаточную производительность и измельчение соломистых включений до 50-100 мм.

6. Производственные испытания проводили в СХПК «Голицыне», где было измельчено 120 т подстилочного навоза. В результате этого были получены следующие показатели коэффициент измельчения составил Л =5,83, производительность составила 88 т/ч, вероятность безотказной работы и коэффициент готовности составили соответственно P(t) ** 0,93 и Ki И),96

7. Предложенная технологическая схема измельчителя и разработанная методика расчета основных параметров измельчителя и режимов его работы может использоваться для инженерных расчетов при изготовлении подобных устройств,

8. Производственная проверка результатов исследований подтвердила экономический эффект от внедрения измельчителя-разбрасывателя подстилочного навоза, который составляет 246 рублей на тонну готового компоста, окупаемость от применения оборудования в технологической линии составляет 0,78 года.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Хмыров ВД. Миронов В.В. Узеринов Л.Г. Экспериментальная установка для аэрации подстилочного навоза в бургах. Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Рязань 2004 г.-с.53

2. Хмыров В.Д УзериновЛ.Г. Миронов В.В. БатковаТ.В. Фракционный состав подстилочного навоза. Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Рязань 2004 г.-с.54.

3. Хмыров В.Д. Узеринов Л.Г. Экспериментальная установка для измельчения соломонавозной массы. Проблемы агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства. Сборник научных трудов. ГНУ ВНИМС. Рязань 2СЮ6.-С.135-136.

4. Хмыров В Д. Куденко В.Б. Узеринов Л.Г. Экспериментальные исследования процесса распределения воздуха в компостируемой массе. Проблемы агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства. Сборник научных трудов. ГНУ ВНИМС. Рязань 2006.-с.127-128.

5. Хмыров В Д. Куденко В.Б. Узеринов Л.Г. Теоретические исследования кинематических параметров измельчителя. Проблемы агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства. Сборник научных трудов. ГНУ ВНИМС. Рязань 2006.-е. 101-103.

6. Хмыров В .Д. Узеринов Л.Г. Изменение плотности навоза в бурту с течением времени. Материалы международной научно-практической конференции. Г. Курск 2006.-c.166-168.

7. Хмыров ВД. Узеринов Л.Г. Определение влажности подстилочного навоза в бурту. Материалы международной научно-практической конференции. Г. Курск 2006.-С.168-171.

8. Хмыров ВД. Куденко В.Б. Узеринов Л.Г. Технология переработки подстилочного навоза. Журнал «Механизация и электрификация сельского хозяйства» №5,2006.

Отпечатано в иэдательско-поли графическом центре

ФГОУ ВПОМичГАУ Подписано в печать 20.11.06. г. Формат 60x84 '/16, Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. !,ЭЗ Тираж 100 экз. Ризограф Заказ № 12534

Мичуринский государственный аграрный университет 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, тел. +7(47545)5-26-35 E-mail: meau@mich.ru

Введение.

Содержание:

Глава 1 Состоянее проблемы. Цель и задачи исследований.

1.1. Анализ 1ехноло1ий производс1ва навоза.

1.2.Способы внесения opi анических удобрении 18 1.3 Технические средства для переработки навоза.

Глава 2 Теоретическое обоснование кинематических параметров измельчителя разбрасывателя соломонавозной смеси.

2.1 .Теоретическое обоснование скорости схода i р> за с лопаток. 47 2.2.Теоретические исследования конструктивных и кинематических параметров.

2.3 Взаимодействие режущего аппарата с массой иодстилочною навоза

2.4 Анализ сил действующих при измельчении материала.

2.5 Теоретическое обоснование зазора между барабаном и противорежущей пластиной . 73 2.6Конструктивно-техноло1 ическая схема ai регата для измельчения и разбрасывания подстилочного навоза.

Глава 3 Программа и методика экспериментальных исследований.

3.1. Программа исследований.

3.2.0пределение влажности подстилочжмо навош в бурт>.

3.2.1 .Определение плотности навоза в бурту с течением времени.

3.2.2.Исследование плотности соломонавозной смеси в зависимости от влажности.

3.2.3. Определение угла трения и угла естественною oiкоса.

3.2.4. Определение коэффициентов трения ско шжения и коэффициентов внутреннего трения.

3.2.5. Изучение фракционного состава соломонавозной смеси.

3.2.6. Исследование соломистых включений входящих в соломонавозную смесь на разрыв. 93 3.3. Определение пропускной способности измельчшеля. 96 3.4Изучение энергетических показателей. 96 3.4.1 Методика определения энер1етических покашелей

3.5 Методика проведения мноюфакгорною эксперимента по определению параметров и режимов работы технического среда на.

3.6 Описание лабораторной установки для проведения экспериментальных исследований.

Глава 4 Результаты экспериментальных исследований техническою средства для измельчения соломонавозной смеси.

4.1 Исследование распределения размеров и однородное i и часгиц измельченной соломонавозной смеси в зависимости oi частопл вращения барабана.

4.2 Исследование рабочего процесса технического средс1ва методом однофакторных экспериментов. 104 4.2.1 Резулыаты экспериментальных исследований процесса измельчения подстилочною навоза. 105 4.2.2. Результаты экспериментальных исследований производительное!и измельчителя нодстилочно! о навоза.

4.2.3 Результаты экспериментальных исследований потребляемой мощности при измельчении подстилочного навоза.

4.2.4Резульгаты экспериментальных исследований jnepi етической эффективности процесса.

4.3 Исследование закономерностей изменения показателя коэффициента измельчения процесса измельчения подстилочного навоза. 113 4.4. Исследование закономерностей изменения показателя потребляемой мощности процесса измельчения подстилочного навоза.

4.5 Исследование закономерностей изменения показателя производительности процесса измельчения подстилочного навоза.

4.6 Определение удельных затрат энергии на процесс измельчения подстилочного навоза измельчителем.

Глава 5 Оценка экономической эффекшвносш машины для измельчения и разбрасывания навоза.

5.1 Результаты производственных испытаний.

5.2 Техника-экономическая оценка результатов исследования.

Выводы.

В России хозяйства всех форм собственности иыа 0тсу1ствия средств не имеют возможности активно заниматься вопросами использования эффективных систем уборки и подютовки навоза к использованию. До 1993 i. до 80% поголовья крупно-рогатого скота и свиней содержалось на комплексах свыше 24000 голов. Для удаления навоза применяли 1идравлические системы смыва периодического и непрерывно! о действия и механические способы. Эти способы энерюемки и требуют больного количества расходной воды. В настоящее время до 91% поюловья содержи гея на фермах oi 200 до 600 юлов. При гаком количестве поюловья целесообразно содержать животных на глубокой подстилке в течение стойловою периода. В последнее время этот метод получил широкое применение в сельскохозяйственном производстве. К недостаткам этою метода можно отнести то что подстилочный навоз не содержит ограничений по количеству и геометрическим размерам отдельных включений подстилки. Однако данная технология содержания може1 обеспечить получение высококачественного органическою удобрения.

Подстилка используется в течении откормочного цикла, затем с помощью КУНов навоз выгребается из подстилочной ванны и укладывается на площадках в бурты часть его отправляется в це\ аэрирования другая часть вывозится в поле для разбрасывания. К недостаткам технологи след) ег отнести отсутствие оборудования для погрузки и измельчения подстилочною навоза.

Поэтому совершенствование устройств для измельчения подстилочного навоза при содержании животных на глубокой подстилке, является актуальной задачей.

Цель работы

Повышение эффективности измельчителя-разбрасывателя ортнических удобрений.

Объект исследования

Технологический процесс измельчения подстилочного навоза зубчатым лопаетмым измельчителем.

Научная новизна

- определена современная тенденция развития современных технологии переработки подстилочного навоза.

- установлены закономерности изменения процесса измельчения подстилочного навоза;

- получены аналитические зависимости для обоснования констр)ктивно-режимных параметров (частоты вращения poiopa, угла }сгановки нропиво-режущей пластины, количества лопаток, угла)сгановки лоиаюк);

Практическая ценное п. Практическую ценность представляют конструктивно-режимные параметры предлагаемого зубчатого лопастного измельчителя-разбрасывателя подстилочного навоза.

На занцпу выпоен iси:

- теоретические модели взаимодействия рабочих органов измельчителя и подстилочного навоза;

- методика проведения лабораюрных и производственных испытаний ш-мельчительного аппарата;

- закономерности взаимодействия значимых факторов

- результаты производственных испытаний и оценка экономической эффективности предлагаемою измельчителя.

Реализация результатов исследования. Экспериментальный образец устройс1ва внедрен в хозяйстве «ОАО Голицыне» Тамбовской области, Никифоровскою района, РФ.

Апробация pa6oi ы

Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технической конференциях Курской юсударсiвенной аграрной академии имени профессора Иванова И.И.,(март 2006i) Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора Г1.Л. Костчева (мар1 2004г) и Мичуринском iосударственном афарном университете (ноябрь 2005). Резулыаты исследований содержатся в отчетах но ie\ie научно исследовательских работ МичГАУ за 2002-2005г.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано восемь работ. Общим объемом 2,78 п.л., в 1.ч. 1,53 пл.принадлежит лично соискателю, в юм числе одна в центральной печати, объемом 0,4/0,2 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти ьчав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописною текста, включая список-литературы из 109 наименований, 68 рисунков, 23 ыблиц и приложения.