автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология ресурсосберегающего дозированного выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма и средство для его реализации

На правах рукописи

Косяненко Александр Александрович

ООЗ 163Б60

ТЕХНОЛОГИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ДОЗИРОВАННОГО ВЫПУСКА ТРУДНОСЫПУЧИХ КОМПОНЕНТОВ КОМБИКОРМА И СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

з 1 янв т

Оренбург-2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА») на кафедре «Механизация и технология животноводства»

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Горюшинский Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Комарова Нина Константиновна

доктор технических наук, профессор Иванова Анастасия Петровна

Ведущая организация: ФГУ «Поволжская государственная

машиноиспытательная станция» (п. Усть-Кинельский Самарской обл.)

Защита состоится «22» февраля 2008г. в 10 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.051.02 при ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, д. 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Оренбургский ГАУ».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направить в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «22» января 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

—■" М.М. Константинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Трудоемким процессом в технологической цепочке приготовления комбикорма является ввод добавок минерального и животного происхождения, так как технологией предусмотрено, как правило, напольное хранение этих ингредиентов и подача в производство средствами малой механизации Хранение в бункерах, силосах позволяет защитить запасы сельскохозяйственного сырья от экологического и биотического факторов, свести к минимуму потери от порчи, существенно снизить энергозатраты, издержки при эксплуатации складского хозяйства и грузоперера-ботки при поставках

Получение комбикормов с заданными свойствами и безопасных в гигиеническом отношении напрямую зависит от точности дозирования добавок и их дальнейшего равномерного распределения при смешивании Однако из-за сводообразования и слёживаемости происходит прерывание потока компонентов, что вынуждает применять побудители истечения, влекущие затраты энергии Рациональное сочетание гравитационного истечения с принудительным выпуском позволяет улучшить ресурсосберегающие показатели процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма бункером с побудителем

Разработка, совершенствование и исследование технологических способов выгрузки ингредиентов комбикорма на базе теоретических и экспериментальных исследований процессов дозирования и выпуска посредством синхронизации гравитационного и принудительного истечения с использования быстросъбмных рабочих органов, вынесенных за пределы полости бункера, является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес при производстве комбикормов на предприятиях и приготовлении смесей в кормоцехах личных подворий крестьяно-фермерских хозяйств

Работа посвящена технологии экологического и ресурсосберегающего складирования, хранения поставок сельскохозяйственного сырья и средствами механизации для них в рамках перечня критических технологий Российской Федерации, касающегося агропромышленного комплекса "Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания"

Цель исследований: повышение эффективности выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма из бункеров с щелевым днищем посредством управления процессом сводообразования в его полости с обоснованием конструктивно-режимных параметров сводоразрушителя

Объектом исследований является технологический процесс дозированной выгрузки слежавшегося сельскохозяйственного сырья в условиях сводообразования

Предметом исследований являются закономерности изменения технологических показателей бункерного выгрузного устройства с механическим сводоразрушителем от его конструктивно-режимных параметров рабо-

ты при выгрузке сельхозсырья из бункера, а также изменение экономических показателей процесса выдачи компонентов комбикорма в линии отпуска сырья при использовании данного устройства

Научную новизну составляют:

> новое представление процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма при совмещённом гравитационном и принудительном выпуске с использованием селективного режима работы сводоразрушителя,

> аналитические зависимости по определению производительности и энергоёмкости процесса выпуска трудносыпучего сырья из ёмкостей,

> конструктивно-режимные параметры бункерного выгрузного устройства,

> технология ресурсосберегающего выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма с применением управляемого сводоразрушения

Практическую ценность представляют:

> конструкция бункерного выгрузного устройства и рабочих органов механического сводоразрушителя,

> возможность замены устаревшего производственного оборудования комбикормовых заводов и кормоцехов предлагаемым устройством без изменения конструкции ёмкостей хранения и технологического процесса

Реализация результатов исследований: бункерное вьпрузное устройство прошло проверку на Алексеевской комбикормовом заводе и рекомендовано для самостоятельной эксплуатации или для замены устаревшего оборудования в имеющихся технологических линиях заводов и кормоцехов.

Апробация. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА» (2004 .2007 гг), на международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», г Самара, 2006 г, на третьей международной научно-практической конференции «Ашировские чтения» ГОУ ВПО «Самарский ГТУ» 2006 г и на расширенных заседаниях кафедр Самарской ГУПС (г. Самара, 2007 г), Самарской ГСХА (п Усть-Кинельский, 2007 г) и Оренбургского ГАУ (г. Оренбург, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ общим объёмом 1,59 п л Новизна конструкции подтверждена положительным решением на выдачу патента РФ

'Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц, 60 иллюстраций Список использованной литературы включает 123 наименований, в том числе 9 на иностранных языках

На защиту выносятся следующие положения

1 Конструктивно-технологическая схема бункерного выгрузного устройства,

2 Теоретическое обоснование конструктивно-технологических параметров бункерного выгрузного устройства со сводоразрушителем,

3 Результаты экспериментальных исследований и исследований в производственных условиях по обоснованию рациональных конструктивно-технологических параметров устройства

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыто общее состояние вопросов, связанных с выпуском трудносыпучих сельскохозяйственных материалов из бункеров и кузовов транспортных средств, обоснована актуальность работы и основных научных положений, выносимых на защиту

В первой главе «Состояние механизации процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма» проведён анализ технических средств, используемых для хранения и выпуска сельскохозяйственного сырья, на основе которого была развита классификация устройств для разрушения сводов

Исследования истечения сыпучих материалов из силосов и бункеров проводились отечественными учеными А А Ариошиным, В А Богомягких, В С и И В Горюшинскими, В Ф Дубининым, Р Л Зенковым, В Ф Злоби-ным, В В Коноваловым, В В Красниковым, В Г Коба, В Д Прохоренко-вым, Г А Рогинским, М И Тищенко, Г М Третьяковым, В В Денисовым, И И Кононовым, А В и Н X Варламовыми, а также зарубежными П О Бергом, Э Дженике, Р Квапилом, Г.А Янсеном и многими др Анализом трудов указанных авторов показан широкий арсенал решений проблемы, связанной с улучшением качественных показателей функционирования бункерных систем на выпуске слеживающихся материалов Однако эти решения касаются в основном проектируемых емкостей В настоящее время отсутствуют приемлемые решения по улучшению условий истечения компонентов комбикорма из эксплуатируемых бункеров и кузовов транспортных средств. В связи с этим предложено совершенствование процесса выпуска сырья из производственных емкостей посредством использования бункерного выгрузного устройства с плоским щелевым днищем и сводоразрушите-лем

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач

> обосновать и разработать перспективную конструктивно-технологическую схему бункера с донными щелевыми выпускными отверстиями и механическим сводоразрушителем,

> дать теоретическое обоснование конструктивно-технологической схемы бункерного выгрузного устройства,

> выполнить экспериментальные исследования для установления влияний конструктивно-режимных параметров бункерного выгрузного устройства с щелевым днищем на его качественные и количественные показатели, выполнить анализ и обобщить полученные результаты экспериментальных исследований,

> дать технико-экономическую оценку эффективности использования предложенного бункерного выгрузного устройства

Во второй главе «Теоретические исследования процесса выпуска трудносыпучих грузов из бункерного выгрузного устройства с механическим сводоразрушителем» дан анализ технологического процесса истечения трудносыпучего материала из ёмкости при различных величинах выпускной щели и различных режимах работы сводоразрушителя

Результатом проделанного анализа явилось выделение трёх схем установки зазора и рабочего органа сводоразрушителя

1) Сводоразрушитель не воздействует на сводчатую структуру,

2) Рабочий орган воздействует на сводчатую структуру,

3) Выпускное отверстие больше сводообразующего

В зависимости от типа применяемой схемы будет различным способ работы выгрузного отверстия либо гравитационный выпуск с селективным включением сводоразрушителя, либо принудительная выгрузка с управляемым сводообразованием

Более подробный анализ данных схем позволил выделить несколько скоростных режимов работы сводоразрушающего устройства, влияющих на производительность выгрузки трудносыпучих ингредиен-

V, м1

У, м5

Левая

Средняя

Рабочая зона

Правая

Объём за цикл

Км1

Рисунок 1 - Эпюра объёма выгружаемого за цикл компонента комбикорма при минимальной скорости

Левая

Средняя

'ZZZZZzz-^

1ра гая

Км1

Км-

V.M-

Рабочая зона

Левая Средняя Правая

Об ПгН ьём за щ ТттптпП кл ы

тов комбикормов. - Рвбучт ют ,

При низкой скорости (рисунок 1) сводоразрушителя сы- у мз рьё постоянно притекает к зоне

выгрузки При достаточной yt м; ширине щелевого отверстия весь подготовленный материал успевает истечь Если щель V, м недостаточная, разрыхленный компонент не успевает выгрузиться и на него опускаются вышележащие слои.

При средней скорости рабочий орган сразу подабт поступающий к зоне выгрузке ин-

Объём за цикл

ifrli

Рисунок 3 - Эпюра объёма выгружаемого за цикл компонента комбикорма при высокой скорости

Рисунок 2 - Эпюра объёма выгружаемого за цикл компонента комбикорма при средней скорости

гредиент к выгрузному отверстию (рисунок 2) Выпущенная порция, в этом случае, также зависит от величины выпускной щели

В случае движения сводоразрушающего устройства с высокой скоростью (рисунок 3) компонент не успевает полностью заполнить имеющееся свободное пространство, пропускная способность отверстия полностью не используется, а сам выпуск характеризуется большими энергозатратами

При первой и второй схеме выгружаются малые дозы ингредиента, которые можно изменять регулировкой скорости сводоразрушителя. По третьей схеме осуществляется выпуск с максимальным использованием пропускной способности отверстия.

Указанные схемы и способы выгрузки реализованы в бункере-питателе со сводоразрушителем. Конструкция представлена на рисунке 4.

Работает устройство следующим образом. Перед загрузкой продольные щели 1 днища выгрузного устройства перекрывают межщелевыми элементами решётки 2. Для выпуска компонента комбикорма передвигают решётку и устанавливают зазор продольных щелей 1 днища в соответствующее с типом технологической линии положение,

Рисунок 4 -Бункер-питатель с щелевым либ° на максимальную производи-днищем и сводоразрушителем тельность с гравитационным исте-

чением, либо на принудительный выпуск А-А Б

с требуемой подачей с применением сво- Насыпь >г<г-т—b^Q доразрушителя 3 с рабочими органами в виде скребков. Привод сводоразрушителя осуществляется посредством тяги через червячный редуктор от электродвигателя, которым осуществляется изменение скорости механизма. При движении скребок 4 сводоразрушителя подрезает опоры образовавшихся над щелевым отверстием сводов, разрыхляя сырьё. Боковые рабочие органы 5 при этом препятствуют образованию сводов между смежными боковыми стенками 6. Рыхление осуществляется лишь в зоне выпуска около щелевых отверстий. Торцевые стенки 7 корпуса выполнены с отрицательным углом наклона и с прорезями для устранения уплотнения выпускаемого сырья скребками сводоразрушителя.

С точки зрения ресурсосбережения при выгрузке слежавшегося ингредиента наибольший интерес представляет процесс подготовки компонента к выпуску. Рациональной будет считаться работа сводоразрушителя тогда, когда количество разрыхлённого сырья сопоставимо с производительностью выпускного устройства.

Рисунок 5 - Движение рабочего органа в сыпучей среде: I - сыпучая среда; 2 - застойная зона; 3 - рабочий орган; 4 - каскадная зона; 5 -днище бункера

Для нахождения объёма разрыхлённого скребком за рабочий ход, рассмотрим схему (рисунок 6) При движении скребка содержимое насыпи вначале поджимается материалом застойной зоны, а далее им самим После прохода равновесие нарушается, и содержимое начинает обрушаться в каскадную зону, а также высыпаться из щелевого отверстия Однако не весь материал выгрузится, а лишь тот, который расположен выше линий 2-3 и 1-4.

Для нахождения площади фигуры 5]_2_з_4 использовали формулу Варламова А В для определения уравнения линии свода

2тq cos q>

где т0 - начальное сопротивление сдвигу, Па, g - ускорение свободного падения, м/с2, уЛ1 -объёмная масса компонента комбикорма, кг/м3, <р - угол внутреннего трения

Уравнение линии 4-3 будет иметь вид

Рисунок 6 - Схема к расчёту объёма выгружаемого материала

Уа-3 = Ум8-,

I2- 4х2

вГдСОБ^

где / - ширина выпускной щели, м

Исходя из начальных условий, константа С3 в формуле (1):

\2

(2)

Ub

2r0cosp^2

C2=_1MR.

У5-1-M-jbS-hvf-Aj]. 8r0cospL

(3)

(4)

Уравнение линии _у2-з определяется

у = ах + с, (5)

где а - есть тангенс угла наклона образованного прямой с положительным направлением оси абсцисс, а = tgx (% - угол обрушения); с - число, равное по абсолютному значению длине отрезка, отсекаемого прямой на оси ординат

Л

Из начальных условий у2-з| —

с = •

= 0 Константа с определится как

1 , 2 '

1

У 2-3 =xtgX~~ltgX

(6)

(7)

Кривая У5_1_2_6 пересекается с прямой _у2_3 в точке 2 Найдём её координату Р2 (рисунок 7), решив следующую систему уравнений

■У

1-2-6

У2-3

8г0 соэ <р

Р2 =

&к

(9)

Рисунок 7 - Схема для расчёта где К = Гмё— , т - + К(1 + 2б)2 , площади фигуры 5,]_2-з_4 8гдС03(3 2

4 = ^2Х + \ЬКт

В силу симметричности свода относительно оси Оу имеем

Р\=-

8К

(10)

Так как фигура 5)_2_з_4 симметрична относительно начала коорди-

нат, то

Рг Рг Рг

51-2-3-4= />5-1-2-6Л" />4-3Л'2 />2-3Л.

Р\ Ра Рг

(П)

)у5-\-

2-6<Ь = К

(/ + 2Ь)2

Р 2~

4 Р2

Рг

¡У 2-3^ = Ц^ЪХ +

Рг

Подставим полученные выражения в формулу (11) и, сделав ряд необходимых преобразований, подставим в формулу значения координат, учи/

тывая, что Р{=~Р2 и Рз=~Р4= —

5,-2-3-4 =-(#-«+ 2Ь)2 - к-**? -^-

12 3 4 4\Ь ВЛА } тк 3 4

4К

-I (12)

Окончательно, формула для нахождения объёма подготавливаемого к выгрузке компонента комбикорма сводоразрушителем имеет вид

и с / " у - Ь\-2-3-А1рх—п >

где 1рх - длина рабочего хода органа, м, Ы- число ходов сводоразрушителя,

/ - время работы сводоразрушителя, п - число рабочих органов

Определение сил, действующих на рабочий орган сводоразрушителя Мощность привода На мощность, затрачиваемую для привода сводоразрушителя, будут влиять как геометрические параметры рабочего органа, так и характеристики самого груза

При движении рабочего органа внутри массы груза материал вначале сжимается, а затем приходит в движение, образуя трещину в направлении действия наибольших касательных напряжений (угол у между направлением движения рабочего органа и сколом) Плотность тел волочения, образованных перемещением рабочего органа под насыпью в бункере, возрастает Так как материал, который расположен между скребком и линией скола, находится в переуплотненном состоянии, то внутри этого массива почти не происходит движение частиц, и он движется как единое целое с рабочим органом, образуя клин Ьс'а'ас . Если скребок имеет заточенные под каким-либо углом а грани, то груз образует клин Ь'с'с"а"а' (рисунок 9)

Со стороны неподвижного материала на Ь^ подвижный действует сила трения неподвижного материала и сила трения от расположенного над перемещаемым материалом свода

Рисунок 8 - Схема сил, действующих на рабочий орган

' тр

"м/> (14)

Квр = КаЬс/ . (15)

где Nы - нормальная реакция клина материа-

Рисунок 9 - Вид клина материала при различной форме ла, возникающая от вертикального давления, скребка

Н, / - коэффициент трения между материалом и скребком, Р - давление вышележащего слоя груза (определяется по формуле Зенкова Р Л для вертикальных стенок бункера и по формуле Тимочкина А В - для наклонных), Па

"м=Р$аЬс! (16)

Определив площадь БаЬс из рисунка 9 получаем

ЬИ$ /

/г* = Р-мр я п > '

4 сое р вш ср

r? r bhf

mp 4 cos P sin q>''

где - площадь поверхности разделяющей перемещаемый материал от неподвижного, м2, Ъ - ширина рабочего органа, м, И - высота рабочего органа, м, /3 - угол атаки рабочего органа; <р' - угол трения материала груза о поверхность рабочего органа, £ - коэффициент бокового давления

При расчете силы трения Ртр, возникающей при перемещении материала о дно бункера, не будем учитывать веса самой призмы материала, так как эта величина значительно меньше значения силы трения, возникающего от давления столба груза Если рабочая грань органа имеет заточку (образует клин), то площадь основания клина материала, трущаяся о дно, уменьшается (как это указывалось выше) и при а = (р' сырье начинает перетекать через рабочий орган без образования застойной зоны Тогда Гтр уменьшается до

Ртр=РЯа<Ьс</ (19)

Площадь основания определяется из рисунка 9

Ж! .

ь ру Ь' с!) I и_

Рисунок 10 — Схема к расчёту площади основания клина материала 1 - рабочий орган, 2 - ингредиент

= pbh ctgqt

(20)

тр 4 cos Для заточенной грани имеем (ри-

(21) (22)

сунок 10)

F'mp ~ PSa'b'c'f >

, bh(ctg<p'-ctga)

"тр ' Л a J '

И 4 COS Р

где а - угол заострения рабочего органа

Сопротивление, оказываемое содержимым бункера на рабочий орган,

складывается из составляющих F"onp - сила сопротивления материала, действующая на верхнюю грань, Н, F"onp бункера, Н

■ сила трения рабочего органа о днище

р = F* +F"

1 тр 1 сопр т 1 сопр >

F"

1 сопр

ь-

2 h

Рисунок 11 - Рабочий орган

tga 2hb

sin a cos/?

tg P

Pf

(23)

Сила трения рабочего органа о днище бункера зависит от площади (рисунок 11)

и2

КопР = —%Р Р Л,

(25)

сопр 2

где /1 - коэффициент трения между рабочим органом и дном бункера При / = /1 получаем

р -' тр

ь-

26 ¡¿а

ЪР,

2 ИЬ

2 Бша сову?

Р/

(26)

Силу инерции найдём из следующих соображений сила, потребная для привода скребка достигает своего максимального значения в случае, когда угол скола совпадает с направлением движения рабочего органа, т е у/ = 0 При перемещении рабочего органа постоянно вовлекаются в движение новые порции хранящегося сырья, при этом их скорость увеличивается от

V! = 0 до у2 По закону изменения количества движения имеем

Ч^-^Ь^Д/, (27)

где т - масса порции, вовлекаемой за время Д/ в движение, кг, ~ скорость частиц

до и после воздействия рабочего органа, м/с

Масса вовлекаемой в движение порции определится из объёма перемещаемого клина.

1 1 1 \ \

\\ /

ь ±] а

Рисунок 12 - Красчёту скорости перемещения клина выгружаемого сырья 1 - клин, 2 - скребок

У = $а'асс[* Лст/3,

тогда из рисунка 9

1

т = —ЬИрл> Ж,

(28)

(29)

где р - плотность материала, кг/м3

Окончательно получаем формулу для нахождения силы инерции

Ри=и 2ЬИр (30)

При определении силы, необходимой для перемещения скребка в сыпучей среде Рсопр , спроецируем все действующие на рабочий орган силы на

ось х, за положительное направление примем направление движения рабочего органа (рисунок 8)

' сопр

b-

2 h

tgorj

+ Ьг

4ß

2 hb

2 sin a cos ß

Pf +

1 2., Pbhfügcp' + -v bhp +--—

2 2 cos

1 +

HL

costp'

Формула для нахождения мощности будет выглядеть, с учётом того,

что Nconp = Pconpvn, {п ■

число рабочих органов)

N,

corp=~v bhpn + Pvfn

b-

2h tg а

+ bA

4ß

(31)

2hb

sin a cos ß

Pvbhfii ctg ф

1 +

1±L

cos qj

2 cos ß

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований»

изложена программа и методика исследований Программа исследований включала

1 Проектировку и изготовление бункера с донными щелевыми отверстиями и механическим сводоразрушителем, позволяющего осуществлять выгрузку компонентов комбикорма высокой связности, разуплотняя и одновременно производя его дозированный выпуск

2 Выявление качественных показателей процесса выпуска, подрезания свода, разуплотнения и дозирования в зависимости от режима работы сво-доразрушителя, геометрической формы его рабочих органов, ширины выпускной щели, компонента и его физико-механических свойств, удельной энергоёмкости процесса

3 Проверку и сопоставление теоретических и экспериментальных исследований с целью выработки рекомендаций для практических расчётов, проектирования и эксплуатации бункерного выгрузного устройства

4 Получение опытных данных для экономической оценки разработанного бункера с щелевыми выгрузными отверстиями

Основные физико-механические свойства компонентов комбикорма определялись согласно действующим методикам отбор проб по ГОСТ 13469 0-80, влажность по ГОСТ 13469 3-92, плотность и угол естественного откоса по ГОСТ 28254-89 [39] Обработку результатов исследований проводили статистическими методами с привлечением ПЭВМ программами Sta-tistica 6 0 437 0, MathCAD 11 0а, Microsoft Office Excel 2003

В четвёртой главе «Анализ и обобщение результатов исследований» получены экспериментальные зависимости производительности, энергоёмкости и неравномерности выгрузки ингредиентов комбикорма от конструктивных параметров

Выявлено влияние на производительность выгрузного устройства частоты вращения привода сводоразрушителя и ширина щели Получены уравнения регрессии для различных ингредиентов комбикорма На рисунке 13 представлены графические зависимости

а) б) в)

Рисунок 13 - Производительность (кг/с) выпуска от частоты вращения привода и ширины выпускной щели

а) - мясокостная мука, 6) -ржаная мука, в) - мел

На интервале от 15 22 мм (рисунок 13, а) увеличение частоты вращения привода приводит к эффекту «захлёбывания» - пропускной способности выпускного отверстия недостаточно для выпуска всего разрыхлённого материала - производительность снижается Увеличение щели вызывает рост пропускной способности, что влечёт повышение производительности при интенсивном сводоразрушении Количество выгруженной ржаной муки (рисунок 13, б) снижается при увеличении частоты вращения свыше 31 мин'1 и зазоре 27,8 мм Это вызвано низкой способностью массива муки продавливать сводчатую структуру При увеличении зазора выпускной щели свыше 27,8 мм при и=сога/ производительность падает из-за обрушения значительных масс, что забивает щель - усиленное стимулирование ведёт к интенсивному истечению Частота вращения свыше 31 мин"1 приводит к тому, что сводоразрушитель сам провоцирует материал к образованию динамических сводов, снижающих производительность. При выгрузке мела (рисунок 13, в) производительность увеличивается при активном рыхлении содержимого бункера, однако при определённом моменте, как видно, рост числа возвратно-поступательных движений сводоразрушителя создаёт дополнительное сопротивление на пути истечения груза, что снижает объём выгруженной порции

Получена эмпирическая зависимость энергоёмкости процесса от частоты вращения привода сводоразрушителя и ширины щелевого отверстия Графическая интерпретация на рисунке 14.

При выгрузке мясокостной муки и мела (рисунок 14, а и в) с ростом ширины щели энергозатраты снижаются, так как прочность свода снижается, а количество выгруженного материала растёт При щели 32 мм и более происходит самостоятельное истечение, а сводоразрушитель должен работать селективно, рыхля сырьё при отсутствии истечения Работа сводоразрушителя при зазоре более 28 мм (рисунок 14, б) необходима лишь в начальный момент и при прекращении истечения, так как отсутствуют условия для статического сводообразования Частота свыше 31 мин'1 нецелесо-

образна, так как очевидны снижение производительности и перерасход энергии из-за образования динамических сводов

:о зо

Шнрннн ЩСИ1 / чч

20 25 30 Ширина шсли /, мм

20 25 , 30 Ширина шсли /, мм

а) б) в)

Рисунок 14 - Энергозатраты (Дж/кг) выпуска от частоты вращения привода и ширины выпускной щели

а) - мясокостная мука, 6) - ржаная мука, в) - мел

Графическая зависимость неравномерности процесса выгрузки от частоты вращения привода сводоразрушителя и ширины щелевого отверстия представлена на рисунке 15

Шкршм щели /, мм

а)

20 25 30 Ширина щелк / мм

б)

20 25 , 30 Ширина шелк / мм

в)

Рисунок 15 - Неравномерность (%) выпуска от частоты вращения привода и ширины выпускной щели

а) - мясокостная мука, б) - ржаная мука, в) - мел

Наименьшая неравномерность выгрузки мясокостной муки (рисунок 15, а) при частоте вращения 30,5 мин"1 свидетельствует о совпадении цикла работы сводоразрушителя и скорости опускания массива Изменение частоты в ту или иную сторону нарушают этот цикл, что вызывает рост неравномерности

Равномерность процесса истечения при выгрузке ржаной муки (рисунок 15, б) низкая Связано это с нестабильным поступлением массива к зоне истечения из-за высокой дисперсности муки Аналогичная ситуация наблюдается при выпуске мела (рисунок 15, в) Мелкодисперсность продукта приводит к высокой инерционности груза, из-за которой с момента начала выпуска груза проходит значительный промежуток времени до установления постоянной скорости опускания массива материала к днищу выпускного устройства Неравномерность поступления массива сырья к зоне выгрузки вызывает колебания равномерности потока выпущенного компонента

В пятой главе «Исследования бункера с щелевым днищем в производственных условиях. Экономическая оценка результатов исследования» приведены результаты исследований в производственных условиях

выгрузного бункерного устройства, а также экономические расчеты, подтверждающие эффективность применения разработанного устройства Изменение схемы технологического процесса хранения и подачи трудносыпучего сырья в линию приготовления комбикорма за счет применения в ней предлагаемого бункера с плоским щелевым днищем и сводоразрушителем позволит получить экономию 6,04 руб на каждую выгруженную тонну, что приносит годовой экономический эффект в размере 23572 рублей (в ценах II квартала 2007 года), срок окупаемости дополнительных инвестиций 0,652 года при суточном объёме работ 15 т

Общие выводы

1 Обзор научных исследований и технических решений по вопросам механизации процесса выгрузки трудносыпучих материалов из ёмкостей позволил выбрать перспективное направление использование управляемого сводообразования и сводоразрушения в бункерах с плоским щелевым днищем, благодаря которым снижается энергоёмкость и обеспечивается сочетание гравитационного и принудительного выпуска

2 Теоретические исследования технологического процесса работы бункерного выгрузного устройства с щелевым днищем и механическим сводоразрушителем позволили

- выделить режимы энергосберегающего выпуска сырья сводоразрушителем при различной ширине щелевого отверстия и предложить обоснованную конструкцию бункера с щелевым днищем и сводоразрушителем;

- получить аналитическое выражение для определения количества разрыхлённого материала с различными физико-механическими свойствами при работе сводоразрушителя,

- оценить влияние характеристик ингредиентов комбикорма, параметров рабочего органа и режимов работы сводоразрушителя на мощность привода

3. Экспериментальные исследования бункерного выгрузного устройства подтверждают.

- адекватность теоретических предпосылок,

- наличие трёх вариантов установки ширины щелевого отверстия, в зависимости от которых сводоразрушающее устройство работает непрерывно, разрушая своды, либо периодически, побуждая материал при прекращении истечения (режим энергосберегающей выгрузки с точным дозированием и грубым дозированием),

- влияние физико-механических свойств ингредиентов комбикорма, скоростного режима сводоразрушителя и геометрических параметров рабочего органа на количественные и качественные показатели процесса выгрузки.

4 Экспериментальными исследованиями выявлены рациональные конструктивные и технологические параметры работы механического сводоразрушителя при выгрузке трудносыпучих компонентов комбикормов Конструктивные параметры при выгрузке

- мясокостная мука зазор 32 мм, частота вращения привода 20 мин"1,

- ржаная мука зазор 26 30 мм, частота вращения 25 30 мин1,

- мел' зазор 32 мм, частота вращения 35 мин"1 Технологические параметры выпуска

- мясокостная мука производительность до 50 т/ч, энергозатраты от 50 Дж/кг до 350 Дж/кг и неравномерность от 1% до 8%,

- ржаная мука производительность до 18 т/ч, энергозатраты от 75 Дж/кг до 400 Дж/кг и неравномерность от 7% до 25%,

- кормовой мел производительность до 40 т/ч, энергозатраты от 50 Дж/кг до 300 Дж/кг и неравномерность от 14% до 28%

5 Исследования в производственных условиях позволили определить возможность использования бункера с плоским щелевым днищем и механическим сводоразрушителем в технологической линии приготовления комбикорма Производительность варьировала в диапазоне 0,5 60 т/ч, потребляемая мощность - 0,12 1,1 кВт/ч, точность выдачи дозы сводоразрушителем - более 95%, невыгруженный остаток после окончания выпуска и сегрегация частиц отсутствовали

6 На основании экспериментальных и производственных исследований разработана следующая технология ресурсосберегающего выпуска ингредиентов комбикорма бункерным выгрузным устройством с щелевым днищем

- в технологической линии со смесителем периодического действия выпуск осуществляется при максимальной производительности с последующей точной досыпкой компонента, согласно рецепту (ширину щелей уменьшают до размеров, когда гарантированно образуются своды и включают привод сводоразрушителя),

- в поточной линии устанавливается ширина щелевого отверстия, обеспечивающая требуемую подачу компонента в смеситель (для предотвращения пульсации потока необходима установка буферной емкости)

7 Сравнение экономических показателей эффективности использования бункера с плоским щелевым днищем и механическим сводоразрушителем в линии приготовления комбикорма с существующей схемой показало, что годовой экономический эффект от внедрения данного устройства составляет 23572 рублей в ценах II квартала 2007 года

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Горюшинский, В С Устройство для выпуска трудносыпучих продуктов / В С Горюшинский, А А Косяненко // Комбикорма - № 7, 2006 - с 48

2 Горюшинский, В С Устройство для хранения и выпуска трудносыпучих материалов / В С Горюшинский, А А Косяненко // Механизация и электрификация сельского хозяйства - № 2, 2007 - с 22-24

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

3 ГорюшинскиЙ, В.С Энергоёмкость выпускного механизма бункера для загрузки кузовов вагонов / В С ГорюшинскиЙ, А А Косяненко // Известия Самарского научного центра Российской академии наук специальный выпуск «Проблемы железнодорожного транспорта на современном этапе развития» - Самара, 2006. - с. 259-260.

4 ГорюшинскиЙ, ВСК расчёту мощности привода рабочего органа механического сводоразрушителя / В С ГорюшинскиЙ, А А Косяненко // Ашировские чтения «Материалы III Международной научно-практической конференции» - Самара, 2006 - с 135-136

5 Косяненко, А А Устройство для выпуска трудносыпучих слежавшихся материалов из силосов / А А Косяненко // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования сборник научных трудов 2 Международной научно-практической конференции - Самара, 2005 - с 303-309

6 Косяненко, А А Исследование работы сводоразрушителя в бункере с щелевым днищем при выпуске трудносыпучих грузов / А А Косяненко // Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования сборник научных трудов 3 Международной научно-практической конференции -Самара, 2006 - с 203-205

7 Косяненко, А А Результаты экспериментальных исследований бункера с щелевым днищем / А А. Косяненко // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - Самара, 2006. - с 196-198.

8. Косяненко, А А. Исследования работы сводоразрушителя в бункере с щелевым днищем при выпуске трудносыпучих грузов / А А Косяненко // Известия ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия». - Самара, 2007. - С 173-175

Лицензия № ЛР 020444 от 10.03.98 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. п.л. 1. Тираж 100 экз. Заказ № 881

Ризограф Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 446442, п. Усть-Кинельский, ул. Учебная 1. ФГОУ ВПО

«Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

РЕФЕРАТ.

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.!.

1 СОСТОЯНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ВЫПУСКА ТРУДНОСЫПУЧИХ КОМПОНЕНТОВ КОМБИКОРМА.

1.1 Общие сведения о комбикормах, технологии и оборудовании для их приготовления.

1.2 Существующие средства механизации дозированного выпуска трудносыпучих ингредиентов комбикормов.

1.3 Обзор научных исследований.

1.4 Цель и задачи исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫПУСКА ТРУДНОСЫПУЧИХ ГРУЗОВ ИЗ БУНКЕРНОГО ВЫГРУЗНОГО УСТРОЙСТВА С МЕХАНИЧЕСКИМ СВОДОРАЗРУШИТЕЛЕМ.

2.1 Анализ технологического процесса работы бункера с механическим сводоразрушителем.

2.2 Обоснование и описание конструктивно-технологической схемы бункерного устройства с плоским щелевым днищем и механическим сводоразрушителем.

2.3 Теоретическое обоснование параметров процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикормов из ёмкостей.

2.3.1 Определение объёма материала подготовленного к выпуску механическим сводоразрушающим устройством.

2.3.2 Построение теоретической зависимости количества подготовленного к выгрузке сырья сводоразрушителем от зазора между выпускными щелями.

2.3.3 Определение сил, действующих на рабочий орган. Расчёт мощности привода.

2.3.4 Построение теоретической зависимости величины силы сопротивления материала перемещению рабочего органа сводоразрушителя от давления насыпи сыпучего груза.

2.4 Выводы по разделу.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа и методика экспериментальных исследований.

3.2 Описание лабораторной установки.

3.3 Методика экспериментальных исследований технологического процесса сводоразрушения, стимулирования истечения и дозирования.

3.3.1' Методика определения влияния, на тяговое сопротивление геометрических параметров рабочих органов, высоты засыпки и, вида материала в бункере.

3.3.2 Методика определения' влияния ширины выпускных щелей, вида и массы разрыхлённого сырья на его выпуск.

3.3.3 Методика определения- влияния' конструктивно-режимных параметров выпускного устройства и вида материала на1 производительность и энергоёмкость процесса выгрузки компонентов комбикорма.:.

3.3.4 Методика определения неравномерности выпуска материала.

3.3.5 Методика обработки результатов.

4 АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1 Зависимость силы сопротивления материала перемещению рабочего органа от высоты насыпи в бункере и вида материала.

4.2 Результаты исследований влияния ширины щелевого отверстия | и вида материала на производительность процесса выгрузки компонентов комбикорма.

4.3 Зависимость производительности и энергозатрат от частоты вращения кривошипа и величины зазора выпускного отверстия.

4.4 Определение рациональных параметров рабочего органа методом многофакторного эксперимента.

4.5 Зависимость производительности и энергоёмкости процесса выгрузки от конструктивно-режимных параметров выпускного устройства и вида материала.

4.6 Зависимость неравномерности выпуска от конструктивно-режимных параметров устройства и вида материала.

4.7 Выводы по разделу.

5 ИССЛЕДОВАНИЯ БУНКЕРА С ЩЕЛЕВЫМ ДНИЩЕМ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1 Исследования бункерного выгрузного устройства в производственных условиях.

5.2 Экономическая оценка результатов исследования.

Актуальность темы. Одним из наиболее трудоёмких процессов в технологической цепочке приготовления комбикорма является ввод добавок минерального и животного происхождения, так как технологией предусмотрено, как правило, напольное хранение этих ингредиентов и подача в производство средствами малой механизации.

Хранение в бункерах, силосах позволяет защитить запасы сельскохозяйственного сырья от экологического и биотического факторов, свести к минимуму потери от порчи, существенно снизить энергозатраты, издержки при эксплуатации складского хозяйства и грузопереработки при поставках. Любое другое хранение: напольное, тарное, стеллажное, их сочетания и разновидности не исключают экологического и биотического воздействия на продукт, обладают высокой энергозатратностью и издержками при использовании сопутствующего этим видам хранения оборудования.

Бункерно-силосное хранение имеет значительные резервы совершенствования с точки зрения технического и технологического исполнения. Однако существующий парк бункеров и силосов обладает низкими функциональными возможностями из-за наличия ряда негативных явлений в их полости: слёживаемости, образования сводов, сегрегации в условиях широкого спектра физико-механических свойств сельхозсырья.

При получении комбикормов с заданными свойствами и безопасных в гигиеническом отношении определённые трудности возникают на этапе дозирования добавок и их дальнейшего равномерного распределения при смешивании. Связано это с высокой разницей в процентном соотношении смешиваемых компонентов, существенными отличиями их гранулометрического состава и агрегатного состояния, равномерностью поступления смешиваемых компонентов.

Для обеспечения непрерывности потока компонентов необходимо совершенствовать процесс выпуска материала из бункеров с использованием потенциальной энергии столба материала путём синхронизации гравитационного и принудительного истечения за счёт использования быстросъёмных рабочих органов, вынесенных за пределы полости бункера. Существенным резервом совершенствования процесса выпуска является использование управляемого сводообразования, которое позволяет улучшить ресурсосберегающие показатели процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма бункером с механическим сводоразрушителем. Поэтому разработка, совершенствование и исследование технологических способов выгрузки, управление динамикой работы бункерного выгрузного устройства на базе теоретических и экспериментальных исследований процессов выпуска и дозирования груза посредством синхронизации гравитационного и принудительного истечения, управления процессами сводообразования и сводоразрушения, является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес при производстве комбикормов на предприятиях и приготовлении смесей в кормоцехах личных подворий крестьяно-фермерских хозяйств.

Работа посвящена технологии экологического и ресурсосберегающего складирования, хранения поставок сельскохозяйственного сырья и средствами механизации для них в рамках перечня критических технологий Российской Федерации, касающегося агропромышленного комплекса "Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания"

Цель и задачи работы

Анализ исследований, практика проектирования и эксплуатация бункерных систем свидетельствует о многообразии технических, технологических, производственных ситуаций выпуска трудносыпучих сельскохозяйственных материалов из полости их ёмкостей из-за различия характеристик содержимого бункеров, предъявляемых к выгрузке требований, зависящих от зоотехнических норм, схем производства комбикормов. Создание конструкции бункерного выгрузного устройства с широкими функциональными возможностями, позволяющей производить выпуск ингредиентов комбикормов обширного спектра физико-механических свойств, должно опираться на пригодность машины подстраиваться под свойства данного компонента, а также учитывать в полной мере особенности технологической линии, от которой зависит режим работы оборудования и его производительность. Устройство должно обеспечивать своей конструкцией возможность регулировки выходных параметров в диапазонах, обусловленных производственной необходимостью, совмещать гравитационный выпуск и принудительнуювыгрузку компонентов смеси. Это улучшает качество дозирования за счёт оперативного изменения пропускной способности отверстия, позволяет автоматизировать процесс хранения и переработки сельскохозяйственных грузов- от малосвязных до высокой степени связности, повышает ресурсосбережение и обеспечивает значительный экологический и антибиотический эффект.

В связи с этим, целью настоящей работы является повышение эффективности-выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма из бункеров с щелевым днищем посредством управления процессом сводообразования в его полости с обоснованием конструктивно-режимных параметров сводоразрушителя.

Исходя из поставленной цели, в работе необходимо решить следующие задачи: на основе анализа функционирования бункеров и питателей обосновать и разработать перспективную конструктивно-технологическую схему бункера с донными щелевыми выпускными отверстиями и механическим сводо-разрушителем; дать теоретическое обоснование конструктивно-технологической схемы бункерного выгрузного устройства; выполнить экспериментальные исследования по выявлению влияния конструктивно-режимных параметров бункерного выгрузного устройства с щелевым днищем на его качественные и количественные показатели, сделать анализ и обобщить полученные результаты экспериментальных исследований; дать технико-экономическую оценку эффективности использования предложенного бункерного выгрузного устройства.

Объектом исследования является технологический процесс дозированной выгрузки слежавшегося сельскохозяйственного сырья в условиях сводообразования.

Предметом исследования являются закономерности изменения технологических параметров бункерного выгрузного устройства с механическим сводоразрушителем от его конструктивно-режимных параметров работы при выгрузке сельхозсырья из бункера, а также изменение экономических показателей процесса выдачи компонентов комбикорма в линии отпуска сырья при использовании данного устройства.

Методы исследований: Существующие средства механизации выпуска трудносыпучих материалов и обзор научных исследований — труды таких известных учёных, как Артемьев В.Г., Богомягких В.А., Баумане Г., Гениев Г.А., Горюшинские B.C. и И.В., Гутьяр Е.М., Гячев JI.B., Дженике Э.В., Зенков Р.Л., Коба В.Г., Рогинский Г.А., а также исследования Варламовых A.B. и Н.Х., Денисова В.В., Злобина В.Ф., Кононова И.И., Прохоренкова В.Д., Тимочкина A.B. и ряда других. Теоретические исследования процесса выпуска трудносыпучих компонентов комбикорма из бункера с механическим сводоразрушающим устройством - с использованием теории статики и динамики сыпучей среды, классических представлений теоретической механики. Методы экспериментальных и производственных исследований — известные законы классической математики и механики, действующие ГОСТы и нормативы. Анализ и обобщение результатов исследования - методы математической статистики с использованием ПЭВМ.

Научную новизну составляют: новое представление процесса выпуска трудносыпучих ингредиентов комбикорма при совмещении гравитационного и принудительного выпуска с использованием селективного режима работы сводоразрушителя, посредством организации управляемых сводов в полости бункерного выгрузного устройства; аналитические выражения для определения производительности и энергоёмкости процесса выпуска трудносыпучего сельхозсырья из ёмкостей; конструктивно-режимные параметры представленного устройства; технология ресурсосберегающего выпуска трудносыпучих ингредиентов комбикорма с применением управляемого сводоразрушения.

Практическую ценность представляют: конструкция бункера с плоским щелевым днищем и механическим сво-доразрушителем; конструкция рабочих органов механического сводоразрушителя в бункерном выгрузном устройстве; экспериментальное подтверждение основных положений работы; возможность замены устаревшего выпускного оборудования комбикормовых заводов и кормоцехов предлагаемым устройством без изменения конструкции ёмкостей хранения и последующего технологического оборудования.

Апробация. Предлагаемое в диссертационной работе бункерное устройство прошло проверку на Алексеевском комбикормовом заводе и рекомендовано как к самостоятельной эксплуатации, так и для замены устаревшего оборудования в имеющихся технологических линиях заводов и кормоцехов.

Основные положения диссертации доложены и одобрены:

- на научно-технической конференции СГСХА п. Усть-Кинельский, 2005, 2006, 2007 г.г.;

- на международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», г. Самара, 2006 г.;

- на третьей международной научно-практической конференции «Безопасность транспортных систем», г. Самара, 2006 г.;

- на расширенном заседании кафедр ОГАУ, г. Оренбург, 2007 г.;

- на расширенных заседаниях кафедр СамГУПС, г. Самара, 2007 г.;

- на расширенных заседаниях кафедр СГСХА, п. Усть-Кинельский, 2007 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ общим объёмом 1,59 п.л. Новизна конструкции подтверждается положительным решением на выдачу патента РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 9 приложений на 27 страницах, 55 таблиц, 60 иллюстраций. Список использованной литературы включает 123 наименований, в том числе 9 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обзор научных исследований и технических решений по вопросам механизации процесса выгрузки трудносыпучих материалов из ёмкостей позволил выбрать перспективное направление: использование управляемого сво-дообразования и сводоразрушения в бункерах с плоским щелевым днищем, благодаря которым снижается энергоёмкость и обеспечивается сочетание гравитационного и принудительного выпуска.

2. Теоретические исследования технологического процесса работы бункерного выгрузного устройства с щелевым днищем и механическим сводо-разрушителем позволили: выделить режимы энергосберегающего выпуска сырья сводоразрушите-лем при различной ширине щелевого отверстия и предложить обоснованную конструкцию бункера с щелевым днищем и сводоразрушителем;

- получить аналитическое выражение для определения количества разрыхлённого материала с различными физико-механическими свойствами при работе сводоразрушителя;

- оценить влияние характеристик ингредиентов комбикорма, параметров рабочего органа и режимов работы сводоразрушителя на мощность привода.

3. Экспериментальные исследования бункерного выгрузного устройства подтверждают: адекватность теоретических предпосылок; наличие трёх вариантов установки ширины щелевого отверстия, в зависимости от которых сводоразрушающее устройство работает непрерывно, разрушая своды, либо периодически, побуждая материал при прекращении истечения (режим энергосберегающей выгрузки с точным дозированием и грубым дозированием);

- влияние физико-механических свойств ингредиентов комбикорма, скоростного режима сводоразрушителя и геометрических параметров рабочего органа на количественные и качественные показатели процесса выгрузки.

4. Экспериментальными исследованиями выявлены рациональные конструктивные и технологические параметры работы механического сводораз-рушителя при выгрузке трудносыпучих компонентов комбикормов:

Конструктивные параметры при выгрузке:

- мясокостная мука: зазор 32 мм, частота вращения привода 20 мин'1;

- ржаная мука: зазор 26. .30 мм, частота вращения 25. .30 мин"1;

- мел: зазор 32 мм, частота вращения 35 мин"1.

Технологические параметры выпуска: мясокостная мука: производительность до 50 т/ч, энергозатраты от 50 Дж/кг до 350 Дж/кг и неравномерность от 1% до 8%;

- ржаная мука: производительность до 18 т/ч, энергозатраты от 75 Дж/кг до 400 Дж/кг и неравномерность от 7% до 25%;

- кормовой мел: производительность до 40 т/ч, энергозатраты от 50 Дж/кг до 300 Дж/кг и неравномерность от 14% до 28%.

5. Исследования в производственных условиях позволили определить возможность использования бункера с плоским щелевым днищем и механическим сводоразрушителем в технологической линии приготовления комбикорма. Производительность варьировала в диапазоне 0,5.60 т/ч; потребляемая мощность - 0,12. 1,1 кВт/ч; точность выдачи дозы сводоразрушителем — более 95%, невыгруженный остаток после окончания выпуска и сегрегация частиц отсутствовали.

6. На основании экспериментальных и производственных исследований разработана следующая технология ресурсосберегающего выпуска ингредиентов комбикорма бункерным выгрузным устройством с щелевым днищем:

- в технологической линии со смесителем периодического действия выпуск осуществляется при максимальной производительности с последующей точной досыпкой компонента, согласно рецепту (ширину щелей уменьшают до размеров, когда гарантированно образуются своды и включают привод сво-доразрушителя); в поточной линии устанавливается ширина щелевого отверстия, обеспечивающая требуемую подачу компонента в смеситель (для предотвращения пульсации потока необходима установка буферной ёмкости).

7. Сравнение экономических показателей эффективности использования бункера с плоским щелевым днищем и механическим сводоразрушителем в линии приготовления комбикорма с существующей схемой показало, что годовой экономический эффект от внедрения данного устройства составляет 23572 рублей в ценах II квартала 2007 года.

1. A.c. 491545 СССР МКИ2 В65 G 3/10 / Устройство для устранения зависания трудносыпучих материалов в бункере / М.И. Шаферман, И.М. Ша-ферман (СССР)/Заявлено 11.02.70, опубл. 15.11.75, Бюл. №42.

2. A.c. 621632 СССР МКИ2 В65 G 65/34 / Устройство для разгрузки бункера / П.В. Осипов (СССР) / Заявлено 2.07.75, опубл.30.08.78, Бюл. №32.

3. A.c. 655606 СССР МКИ2 В65 G 3/20 / Устройство для хранения и выгрузки трудносыпучих материалов / Г.Г. Зурабишвили, Г.И. Мадарейшвили (СССР) / Заявлено 17.08.77, опубл. 5.04.79, Бюл. №13.

4. A.c. 658056 СССР МКИ2 В65 G 65/70 / Устройство для обрушения сводов сыпучих материалов / М.А. Ефремов, B.C. Антонов (СССР) / Заявлено 25.03.77, опубл. 25.04.79, Бюл. №15.

5. A.c. 742280 СССР МКИ2 В65 G 65/34 / Бункер для сыпучих материалов / М.К. Залдастанишвили (СССР) / Заявлено 16.01.77, опубл. 25.06.80, Бюл. №23.

6. A.c. 742311 СССР МКИ2 В65 65/70 / Устройство для сводообруше-ния трудносыпучих материалов / В.А. Шаршунов, В.Г. Кулагин (СССР) / Заявлено 15.08.78, опубл. 25.06.80, Бюл. №23.

7. Александров, М.П. Подъёмно-транспортные машины / М.П. Александров. -М. : Высшая школа, 1985. 37 с.

8. Алёшкин, В. Р. Механизация животноводства / В.Р. Алёшкин, П.М. Рощин ; под ред. Мельникова. М. : Агропромиздат, 1985. - 336 с.

9. Артемьев, В.Г. Основы совершенствования пружинно-транспортных рабочих органов и их использования в различных технологический процессах растениеводства и животноводства : Дис. доктора техн. наук. Саратов, 1982.-431 с.

10. Артюшин, A.A. Повышение качества функционирования технических систем хранения и приготовления кормов на животноводческих предприятиях / Автореф. дис. доктора техн. наук. Л., 1990. - 38 с.

11. Артюшин, A.A. Системный подход к проектированию кормообеспе-чения молочных комплексов / A.A. Артюшин // Повышение эффективности промышленного животноводства : ВАСХНИЛ. М., 1985. - с. 78-87.

12. Баумане, Г. Эффективная обработка и хранение зерна / Г. Баумане. — М.: Агропромиздат, 1991. 608 с.

13. Белянчиков, Н. Н. Механизация животноводства и кормоприготов-ления / Н. Н. Белянчиков, А.И. Смирнов. М. : Агропромиздат, 1990. - 432 с.

14. Белянчиков, Н. Н. Механизация технологических процессов / H.H. Белянчиков, И.П. Белехов, Г.Н. Кожевников, А.К. Тургиев. М. : Агропромиздат, 1989.-400 с.

15. Богомягких, В. А. Теория и расчёт бункеров для зернистых материалов / В.А. Богомягких ; отв. ред. A.C. Бойко. Ростов-на-Дону : издат. Ростовского университета, 1973. - 152 с.

16. Борисов, А.И. Исследование процесса транспортирования скребковой цепью в закрытом наклонном кожухе / А.И. Борисов // Труды ВИСХОМ, т. 55.-М., 1967.

17. Боровиков, И.А. Снижение энергоёмкости приготовления комбикормов с обоснованием конструктивно-технологических параметров смесителя : Дис. канд. техн. наук. Пенза, 2006. - 212 с.

18. Бурсиан, В.Р. Пневматический транспорт на предприятиях пищевой промышленности / В.Р. Бурсиан. М. : Пищевая промышленность, 1964. -152 с.

19. Варгунин, В.И. Теория и практика применения щелевых бункеров на железнодорожном транспорте и в агропромышленном комплексе : монография / В.И. Варгунин и др. Самара : СНЦ РАН, СамГУПС, 2007. - 107 с.

20. Варламов, А. В. Повышение эффективности процесса выпуска компонентов комбикорма бункером с донными щелевыми отверстиями и механическим сводообрушителем : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1999. - 113 с.

21. Варламова, Н.Х. Совершенствование процесса выпуска компонентов комбикорма щелевым бункером с механическим сводообрушителем : Дис. канд. техн. наук. Оренбург, 2006. - 128 с.

22. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. М. : Колос, 1973. — 194 с.

23. Ведищев, С. М. Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров бункерного раздатчика кормов для свиней : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1996. - 154 с.

24. Гениев, Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды / Г,А Гениев // Научное сообщение Академии строительства и архитектуры СССР ЦНИИСК — Вып. №2, М., 1958.-28 с.

25. Голутвин, В.А. Основные направления механизации погрузочно-разгрузочных работ и складских операций. Расчёт и конструирование подъёмно-транспортных средств / В.А. Голутвин // Сборник научных трудов ТулПИ. Тула, 1988.

26. Горюшинская, Е.В. Повышение эффективности выпуска компонентов комбикорма бункерными устройствами со щелевым отверстием по периметру дна и механическими питателями-побудителями : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1999. - 130 с.

27. Горюшинский, B.C. Исследование дозирующего раздатчика сухих и влажных кормов для свиноводческих ферм : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1971.- 195 с.

28. Горюшинский, B.C. Бункерный питатель для плохосыпучих навалочных грузов / B.C. Горюшинский, И.В. Горюшинский // Железнодорожный транспорт. № 6,1995. - с. 25-27.

29. Горюшинский, B.C. К расчёту мощности привода рабочего органа механического сводоразрушителя / B.C. Горюшинский, A.A. Косяненко // Ашировские чтения «Материалы III Международной научно-практической конференции». Самара, 2006. - с. 135-136.

30. Горюшинский, B.C. Пути совершенствования функционирования бункерно-силосных хранилищ для мелкофракционных грузов / B.C. Горюшинский // Хранение и переработка сельхозсырья. № 5, 2004. - с. 58-60.

31. Горюшинский, B.C. Устройство для выпуска трудносыпучих продуктов / B.C. Горюшинский, A.A. Косяненко // Комбикорма. — № 7, 2006. -с. 48.

32. Горюшинский, B.C. Устройство для хранения и выпуска трудносыпучих материалов / B.C. Горюшинский, A.A. Косяненко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. № 2, 2007. - с. 22-24.

33. Горюшинский, И.В. Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров бункерного устройства с побудителем скребкового типа для выпуска комбикорма и его компонентов*: Дис. канд. техн. наук. — Саратов, 1997.- 121 с.

34. ГОСТ 13469.0-80 Комбикорма, сырьё. Методы отбора проб. — Введ. 1981-01-07. -М.: Из-во стандартов, 1981. 3 с.

35. ГОСТ 13469.3-92 (ИСО 6496-83) Комбикорма, комбикормовое сырьё. Методы определения влаги. — Введ. 1993-01-01. М. : Из-во стандартов, 1993.-4 с.

36. ГОСТ 28254-89 Комбикорма, сырьё. Методы определения объёмной массы и угла естественного откоса. Введ. 1991-01-01. - М. : Из-во стандартов, 1991.-5 с.

37. Гутьяр, Е.М. Распределение давления по стенке силосной башни / Е.М. Гутьяр // Тр. МАДИ. сб. №2, 1935.

38. Гячев, Л. В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / Л.В. Гячев. М.: Машиностроение, 1968. - 184 с.

39. Гячев, Л.В. Основы механики сыпучих тел / Л.В. Гячев // Конспект лекций. Ростов-на-Дону, 1977. - 31 с.

40. Гячев, Л.В. Теория бункеров / Л.В. Гячев Новосибирск : Изд. Новосибирского университета, 1968. - 148 с.

41. Данилова, Э.А. Методы борьбы со сводообразованием / Э.А. Данилова-М. : Обзор, 1966.

42. Делакроа, А.Е. Опыт непосредственного определения давления зерна-в закромах элеваторов / А.Е. Делакроа // Журнал МПС. — кн.З, 1894.

43. Денисов, В.В. Устройства для выпуска трудносыпучих материалов из-;, силосов / В.В. Денисов, В.А. Кожевников // Комбикорма. №5, 2001. -с. 17.

44. Денисов, В.В. Совершенствование складирования и выпуска из бункеров сводообразующих компонентов комбикорма : Дис. канд. техн. наук. — Саратов, 2001.-154 с.

45. Дженике, Э.В. Складирование и выпуск сыпучих материалов / Э. В. Дженике. М.: Мир, 1968. - 164 с.

46. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. М. : Агропром-издат, 1985.-351 с.

47. Завражнов, А.И. Механизация приготовления и хранения кормов / А.И. Завражнов, Д.И. Николаев. М. : Агропромиздат, 1990. - 336 с.

48. Зедгинидзе, И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И.Г. Зедгинидзе. М. : Наука, 1976. - 390 с.

49. Зеличенок, Г.Г. Борьба со сводообразованием как одно из условий автоматизации предприятий, перерабатывающих сыпучие материалы / Г.Г. Зеличенок // Строительное и дорожное машиностроение. -№11, 1960.

50. Земсков, В.И. Надёжность комплекта машин и оборудования кормо-приготовительных цехов животноводческих ферм и комплексов : учебное пособие / В.И. Земсков. Барнаул : Полиграфист, 1978. - 82 с.

51. Зенков, P.JI. Бункерные устройства / P.JI. Зенков, Г.П. Гриневич, B.C. Исаев. — М. : Машиностроение, 1977. -223 с.

52. Зенков, P.JI. Машины непрерывного транспорта / P.J1. Зенков. М. : Машиностроение, 1980. - 270 с.

53. Зенков, P.JI. Механика насыпных грузов. Основание расчёта погрузо-разгрузочных и транспортных устройств / P.JI. Зенков. М. : Машиностроение, 1964.-251 с.

54. Злобин, В.Ф. Исследование процесса выдачи кормов свиньям раз- • датчиком с вертикальным цилиндрическим бункером и донным рабочим орIганом скребкового типа : Дис. канд. техн. наук. Саратов; 1981. - 124 с.

55. Зуев, Ф.Г. Механизация погрузочно-разгрузочных,. транспортных и складских работ / Ф.Г. Зуев. М. : Агропромиздат, 1988. - 447 с.

56. Ивоботенко, Б.А. Планирование эксперимента в электромеханике / Б.А. Ивоботенко, Н.Ф. Ильинский, И.П. Копылов. М. : Энергия, 1975. - 184 с.

57. Квапил, Р. Движение сыпучих материалов в бункерах / Р. Квапил. -М., 1961.-80 с.

58. Кильчевский, H.A. Курс теоретической механики / H.A. Кильчевский- М. : Наука, т.2,1977. 544 с.

59. Коба, В.Г. Машины для раздачи кормов (теория и расчёт) / В.Г. Коба. -Саратов, 1974.- 140 с.

60. Коба, В.Г. Механизация и технология производства продукции животноводства / В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич.- М.: Колос, 2000. 528 с.

61. Коба, В.Г. Технологическое обоснование повышения эффективности работы машин для раздачи кормов животным : Дис. доктора техн. наук. — Саратов, 1982.-431 с.

62. Ковалёнок, О.Б. Опыт эксплуатации контейнеров для сыпучих грузов / О.Б. Ковалёнок, JI.B. Шведова // Промышленный транспорт. -№6, 1984.

63. Коновалов, В. В. Механико-технологическое обоснование технических средств приготовления и выдачи кормов в свиноводстве : Дис. доктора техн. наук. Пенза, 2004. — 343 с.

64. Кононов, И.И. Совершенствование процесса функционирования бункерных хранилищ транспортно-складских комплексов для сыпучих грузов (на примере компонентов комбикорма) : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 2002. - 154 с.

65. Кормановский, Л.П. Механико-технологические основы точных технологий приготовления и раздачи кормосмесей крупному рогатому скоту многофункциональными агрегатами / Л.П. Кормановский, М.А. Тищенко. -Зерноград : ВНИПТИМЭСХ, 2002. 344 с.

66. Косяненко, A.A. Результаты экспериментальных исследований бункера с щелевым днищем / A.A. Косяненко // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. Самара, 2006. - с. 196-198.

67. Косяненко, A.A. Исследования работы сводоразрушителя в бункере с щелевым днищем при выпуске трудносыпучих грузов / A.A. Косяненко // Известия ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия». Самара, 2007. - С. 173-175.

68. Красников, В.В. Подъёмно-транспортные машины / В.В. Красников, В.Ф. Дубинин, В.Ф. Акимов и др. М. : Агропромиздат, 1987. - 272 с.

69. Красников, В.В. Подъёмно-транспортные машины в сельском хозяйстве / В. В. Красников. М. : Агропромиздат, 1990. - 164 с.

70. Кукта, Г.М. Машины, и оборудование для приготовления кормов / Г.М. Кукта. М. : Агропромиздат, 1987. - 303 с.

71. Кукта, Г.М. Технология переработки и приготовления кормов / Г.М. Кукта. М. : Колос, 1978. - 240 с.

72. Курочкин, A.M. Обзор теоретических работ по давлению-зерна на, силос / A.M. Курочкин // Элеваторная промышленность. №15, ЦИНТИ, Госкомгаза СССР, 1964.

73. Мазник, А.П. Справочник по комбикормам / А.П. Мазник, З.И. Ха-зина. М. : Колос, 1982. - 132 с.

74. Малис, А .Я. Пневматический транспорт сыпучих материалов при высоких концентрациях / А.Я. Малис. -М. : Машиностроение, 1969. 210 с.

75. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В:Р. Алёшкин, П.И. Рощин. — М. : Колос, 1972.-200 с.

76. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алёшкин, П.М. Рощин. -Л. .-Колос, 1980.- 168 с.

77. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений — М. : ВНИИПИ, 1986. 56 с.

78. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. -М., 1982. 115 с.

79. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Нормативно-справочный материал. Ч. 1,2.-М., 1998.-470 с.

80. Новиков, А.Н. Методы борьбы со сводообразованием сыпучих материалов в ёмкостях / А.Н. Новиков. М. : Обзор, 1966. - 70 с.

81. Овчинников, A.A. Исследование механизированных бункерных устройств для несвободно текучих кормовых смесей : Автореф. дис. канд. техн. наук. — Саратов, 1972. 25 с.

82. ОСТ 70.32.2-83. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины; и оборудование для приготовления кормов. Программа и методы испытаний. — М.: Гостехагропром, 1984. 94 с.

83. Пат. 1275469 ФРГ МКИ B65g / Силос для зернистых смесей / Заявлено 13.07.65, опубл. 4.06.69.

84. Пат. 1556690 ФРГ МПК2 В65 G 3/14 / Бункер для сыпучих материалов /П. Ланген (ФРГ) Заявлено 21.2.68, опубл. 14.07.77

85. Пат. 2112731 Российская Федерация, МПК7 В65 64/40 / Бункер для сыпучих материалов. Горюшинский И.В., Третьяков Г.М., Горюшинский B.C. (РФ). / Заявлено 25.09.96., опубл. 10.06.98., Бюл. №16.

86. Пат. 2145303 Российская Федерация, МПК7 В 65 G 3/04, В65 D 88/54 / Бункер для сыпучих материалов. Горюшинский B.C., Варгунин В.И., Варламов A.B., Третьяков Г.М., Горюшинский И.В. / Заявлено 10.01.98, опубл. 10.02.00. Бюл. №4.

87. Пат. 2148315 Cl Российская Федерация, МПК7 А 01 К 5/02, В 65 G 65/34 / Бункерное устройство. Третьяков Г.М., Горюшинский B.C., Горю-шинский И.В., Горюшинская Е.В., Денисов В.В. / Заявлено 07.09.98, опубл. 10.05.00, Бюл. №13.

88. Пат. 2169688 Российская Федерация, МПК7 В65 D88/64 / Бункер для сыпучих материалов. Третьяков Г.М. Горюшинский B.C., Горюшинский И.В., Варламов A.B., Варламова Н.Х. / Заявлено 18.04.00, опубл. 27.06.01. Бюл. №18.

89. Пат. 3773231 США МПК2 В65 G 3/12 / Устройство для выгрузки продукта из бункера / Е. Вол, Г. Ридж (США) Заявлено 12.06.72, опубл. 20.11.73.

90. Платонов, П.Н. Элеваторы и склады. / П.Н. Платонов, В.Г. Лебединский, В.Б. Фасман. М. : Агропромиздат, 1987. - 316 с.

91. Пельтинович, А.Г. Зависание сыпучих материалов в бункерах и пути его устранения / А.Г. Пельтинович, М.Е. Блехман // Тр. ЦНИРШромзданий. -№ 10, М., 1967.

92. Прохоренков, В.Д., Исследование рабочего процесса и обосновкние:-, параметров мобильного порционного раздатчика кормов свиноматкам : Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1976. - 189 с.

93. РД 10.19.2-90 Руководящий документ. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и оборудование для приготовления кормов. Методы испытаний. - М., 1990. - 92 с.

94. Ровенькова, Т. А. Планирование эксперимента в производстве химических волокон / Т. А. Ровенькова. М. : Химия, 1977. - 175 с.

95. Рогинский, Г.А. Дозирование сыпучих материалов / Г.А. Рогинский. -М. : Химия, 1978. 175с.

96. Рычков, В.А. Технология и средства механизации погрузо-разгрузочных работ в складах минеральных удобрений АПК : Дис. доктора техн. наук. — Рязань, 2001. 423 с.

97. Сон, В.Н. Хранение кормовых дрожжей, обесфторенных фосфатов и известняковой муки в силосах / В.Н. Сон и др. — М. : Министерство заготовок СССР, 1985.-96 с.

98. Спиваковский, А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваков-ский, В. К. Дьячков. — М. : Машиностроение, 1968. — 504 с.

99. Спиридонов, A.A. Планирование эксперимента : Учеб. пособие / A.A. Спиридонов, Н.Г. Васильев. Свердловск : УПИ, 1975. — 149 с.

100. Степанов, А.Л. Экологический инжиниринг портовых технологий / А.Л. Степанов. -С.-П. : Элмор, 1994. 131 с.

101. Сысоев, В.Н. Технология и оборудование для производства комбикормов / В.Н. Сысоев и др. — Самара, 2005. 267 с.

102. Тарасов, А.Г. Исследование вибрационного сводообрушителя кормов в бункерах на птицефабриках : Дис. канд. техн. наук. — Саратов, 1976. — 195 с.

103. Третьяков, Г.М. Повышение эффективности функционирования транспортно-складских систем обеспечения комбикормовых предприятий сырьем : Дис. доктора техн. наук. Самара, 2004. — 290 с.

104. Тимочкин, A.B. Совершенствование разгрузочного процесса в транспортно-складских комплексах : Дис. канд. техн. наук. С.-П., 2003. — 124 с.

105. Тищенко, М.А. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров дозирующего устройства для поточных линий раздачи кормов на свиноводческих фермах : Дис. канд. техн. наук. Зерноград, 1971. - 170 с.

106. Черничкин, A.C. О расчете скребковых транспортеров и питателей для сыпучих грузов / A.C. Черничкин // Труды ВИМ. т.39, 1965. - с. 75-89

107. Черняев, Н.П. Технология комбикормового производства / Н.П. Черняев. М. : Колос, 1992. - 340 с.

108. Шаршунов, В.А. Комбикорма и кормовые добавки: Справочное пособие / В.А. Шаршунов и др. М. : Экоперспектива, 2002. - 440 с.

109. Berg, P.O. Gravity flow: Biggest problem of bulk materials handling / P.O. Berg. September, Novemer, 1959.

110. Bierbaumer, Die Dimension rung des Tunnelmauerwerkes. Leipzig und Berlin, 1913. - s.24-28.

111. Janssen, H.A. Versuche umber Getreidedruck in Silozellen / H.A. Janssen // Z. D. VDL, XXXIX. № 35, 1895. - p. 1045 - 1049.

112. Jenike, A. W. Flow properties of bulk solids / A. W. Jenike, P. I. Elsey, R.H. Woley//Proceedings A.S.T.M. vol.60, 1960.-p. 1168-1181.

113. Jenike, A. W. Why bins don't flow / A. W. Jenike // Mechanical Engineering. may, 1964. - p. 40-43.

114. Kihigren, B. Undersokningar rorande snoplogar statens vaginstitut Rapport 38 / B. Kihigren. Stockholm, 1961. - 44 s.

115. Kwapil, R. Bunker und nut Schied Aufbereitungs / R. Kwapil, T. Tonaka // Technik. -1965. № 12. - s. 45-49.

116. Reigner, W. Beitrag zur Untersuchung der Flieb-und Druckver haltnisse von gebunkerten Schüttgütern in Abhängigkeit von der Bunkerform / W. Reigner // Bergbauwissenschaften. - 1961. - № 8. - s. 175.

117. Taubmann, H. Austragsorgane und Austragshilfen für Bunker unter besonderer Berücksichtigung elektromagnetischer Vibration / H. Taubmann // Chem. Ing. Techn., Bd. 28. 1956. - № 4.