автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Выделение кормовых материалов из отходов льноводства на стационарных молотилках

life 55 9 1

Е2ЛЗРУССКАЯ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЕЕАМЕНК СЕЛЬСЙОлСЙЯлСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Ез гранах рукопгаи 631. £6: 633. 521: 623. OSS. 7

301-ТНИХ Сзргей Александрович

РЫДЕДЕЕИ2 КСРМЭРЫХ JiATEPiiAJIOB ИЗ ОТХОДОВ ЛЬКОЕОДСТВД НА С7АПИОНАРШХ 1ХШГИЛКАХ

Сбэпйэдьессть С5.20.01 - 5,зхгяпзац:-:я сельскохозяйственного производства

.,-t — a а ^ W £ I it 1

диссертации ка соискание ученой степени кандидата технических каук

Гср:с 1S82

Рйбога вьамыава с Еэггэрусокэа свхьеиэхоаваствопаой скздоюз! в 1689-19В2 гг.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор В. А. Шаршунов . •

ОфкцЕагънзэ оппоненты

доктор технических наук, профессор Г. О. Серьй кандидат технических пауте, доцент Е Е. Еакчэев

Вэдуцээ продпргзтеа

ВиЕНК .гьна

га состойся " 3 и и^-^гсл 1992 года е Щ час. на заседании специализированного Совета К 120.22. 02 по азците диссертаций на сокскглз:з ученой степоки кандидата технических паза: и Белорусской сольсксхозяСстЕекной шэдгш по адресу: 213410, г. Горкл ¡Ьгстлевскэй с5л

Оташш па автореферат в диуг .зкззишяраг с подшляк!, ззгершнк-¡.а: пвчгпа, просьба каярагхзть по адресу: 213410, ЦогаЕзвскае оЗл., г. Горкл, Бзхарусскад сс^скохсгяйствепн&я акадоим, учено-1лг секротарго спациапзЕроБагтгого Соезтс. С диссертацией иое;о сзпзкоклъсл в библиотека акадоак.

Учений секретарь спестадкзкрог.акного Совета,

кандидат технически: наук, децзпт Н. Е Чзйчлц

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Еэраход к рыночной зканоикив п сельской хозяйства предполагает сбеспэтешгч рациональной пзрэргботга получаемой продукции. Дет роста произвадстза продуктов питания э стралэ необходимо создание прочной гарьлвой Сазы для пвотно-по детва. одним та направлений раоэння даяпой проблаьгы яагяэтсл capóme использование нетрадиционных видоз кор'-яэз, прэадо е:ого отходов переработки продукции растениеводства и, з частности, льняного вороха., сусэствусз^э технологии ого переработки, з которых пшгболзе часто используется стацконарннэ молотили МЗ-2.5А , нэ отвечает совреуэшга!Л7 уровня развития сельского хозяйства. Основнга 1ГХ недостатки:

- семенной ¡яторкал содержит до SOS пэконднихошшх сеют, что увеличивает ксрг-и зысавз;

- значительны потеря caían с путаякней, ютарал, как сразило, направляется а отпада;

- яуташпг на 40...60S состоит из шт&рталез (ьякизы, necCto-лоченянх газребоче:-: льна, растительных остатков культуряыг л сорных растения), ютерьэ с успехом taryr быть яспо.азовгла а качестве rapta для жестких. Питательная ценность такого коркз достигает 0,44...0,47 к.ед.

В С2пзп с аткм, одной из актуальных задач переработка лько-эороха на стационаре является выделение керотвыз кзтериагоз. Однако, сусрствугпзта мазии и оборудование пэ иогут обеспечить вц-полнениэ данной операция.

Дальп работы язлязтея теоретичзскоз а зксяэрхаянтазьЕсе исследование процесса выделения коруовых катерязлов, а тгкгэ обоснование конструкции я пзракэтров работы вытнразгрго устройства.

Обгзктн исследования. Технологи! уборка и переработки льно-вороха на стационаре. впзико-ьяганичзскиа свойства льняного вороха и его отходов, способы и устройства для разделения самгяно-го вороха, технологический процесс выделения коревых материалов ватираггаы устройством вальцового типа с ряфгениия рабочими поверхностями.

Мётодика исследования. Поставленные задачи решались на ссноея:-:;п1 лабораторных исследований ti производственных испита-

иий. При втоы Еспааъговадксь стандартные методики, средства из-ыэ решит и контроля. Оптимизация параметров вытирающего устройства проводилась ьэтодоы планирования многофакторного эксперимента и обработки опытных данных па ПЗЗД IBM РС/АГ.

Научная новизна. Цроведен анализ конструкций юло?ильно-се-парирухдах устройств л сделан вывод о целесообразности пркшне: кия дифференциального воздействия рабочих органов на обрабатываешь материал. Технологическая czexa перэработки льняного вороха на стационаре должна включать молотильный аппарат и автономное вытираагре усцюяство. Принцип работы последнего должен быть основан па использовании сел сжатия к трения.

Фдучзны сладущиэ E02L2 теоретические к практические результаты:

- определена гпттгтоппгл данность коршвых ьгатериалов, содержащихся б дьешои ворохе;

- разработана принципиально новая схеьа работы вальцового устройства с ряфлвтая! рабочим поверхностями;

- теоретически и экспериментально сбосЕованы параметры ВЫГИра-

ИИСГО УСТРОЙСТВ;

- ЕниоДйЕи расчетные савистгостн для определения основных кэпструккзта:, кгасиагкгггских к технологичеакх параметров ра-бочэго органа езгьцобого тгла;

- получена штеуапгаекзя шдзль, адекватно опксываяцая процесс выд&ленкя ttpi-osuz материалов, в определгны еэ оптизгальные параьятрн;

- предло^гпа штодккз кнжэнерного рас чата выгирашрго устройства есльцобого типа с ркфлбньаа работая поверхностям;

- разработана принципиально ковал технология переработки льно-вороха на стационаре с гзделепнеи коршвой фракции и формированием фонда сеыян sicoicrz посевшлг кондиций;

- определена экономическая зффэкгиввссть от применения предложенного вигкргяЕзго устройства при переработке отходов льняного вороха

Поактичеиая ¡тзкность. Процесс послеуборочной переработки льняного вороха с выделением коркогой фракции дает возможность не только использовать Ецдэлезнув Фракция для приготовления богатого цешшаи тпгательвкми весрствами корма для зявотных, но и повиляет создать условия для форьярования £оида семян ввгокпх

пссеашх ксадидаа. При атом годовой экогсигеескяа зф$эк? taras достигать 25СО руб.

Реализация результатов. Предлагаемая технология nopapaOcrici льковороха использовала при разработка проекта путптга по пэ-рзрзСотвэ отходов сакояозодстза тэхничс-скос и гариовнг .т/льтур з гранулированный кори, который реализован а колхозе "i0 лет БССР** Епебской области в 1S9Q-19S2 гг. ¡Лтзриалн иссдэдоезятй в вида "Рекомендаций по ссЕср-зкстгсгпкнз технологии переработка лаяа-ворэха ка стационаре" рзеегязтрзяы и прияяти упраалшэи по С'ЭЛЬС^Му хозяйств'/ И ПРОДОВОЛЬСТВИЕ Гсрвцксго раДКСПОЛКОК! V-0-гилопской области для зпедрення а гсзлйстнаи, заяшэгсгяся семеноводством льна и трав. Результаты испытания вытирасгзго устройства приняты ГСКН завода "Бе.таиксельиай" по ыззтам для уборки льна и конопли (г.Бэгэцк) для пеподазозаюя при разработка перспективных молотильно-сепаряругггл:: устройств.

Апгобапия. Ссноннкч поло.тлния диссертационной работы доложена и обсушены на. заучко-произгодствэшых юокфзрвяциях БСЗА (1989,1550,1551 гг.), Бйй (1GS1 г.), ЕЗЮТШЗС», Северо-Западной зоны FC5CP (1S91 г.), Еярсзаградсгаго ;~стпт?та сядьскохд-зяйстзэкзого ; ^построения (1931 г.), Рязаяс/аэго СЛ1 (.1991 г.).

публикации. ш те*э дгаевртяш спубгзсэзаяо cei» аакзхтп: работ.

Структура я ебт-еы работы. ¿неезртгцйя состоит згодвпкп, пяти глаз, о&зас вводов я рекомендация, списка яспользоваяясЯ литературы, лрнло."ят:Я. Она иалояэва па 1S5 страницах i-anfKQ-пиского текста, иллгетрирозанкого 72 рисун;сага и сэдер^пг 7 таблиц. Библиография В1:дгчаег 153 наименования. Прилоганпя приведены нз 33 страницам.

СОДЕРЖАШ23 РАБОТЫ

3 введении обоснована актуальность работы, сфзрмулировгяа цель исследования и приведены основные полегания, екзосгсегз па зациту.

3 первой гл^дэ "Состояние вопроса, цель и задача псслэдова-

прогедея анализ известных источников ик^орьящт по те-.э диссертационной работы с цэлаэ обоснования путей соверзшствова-нкл су1г<эст2уЕ353£ теяколопД переработки льногорода ка СТаЦИОНар-Э.

Исследованию: процесса разделения сеьсенного вороха льна занииагксь А. Г. Тарлзцкий, Е Е Ыэлэгов, Е К Логиков, А. К. Ганкна, А. ¡1 Эндракайтис, Е А. Толковский, ЕАЛкачук, ЕЕЗеланко, Е 11 Смирнов, А. е. Еругкн, л. Е Розанов, Е А. Толстикан, К. Е Болотов, Л Д. Соаенко, Л Е Еогаяо к др. Ями хорошо изучены физико-кз-ханическио свойства льняного вороха, установлены оОцна закономерности протекания процессов отдаления путакины и оОиэлота льняного вороха, влияния параметров колотильно-сепарирукднх устройств на степень сСю-ата и качество посевного материала.

В результата анализа литературных источников бнло установлено касоверснстБО суирствухда: технологий переработки льново-роха ка стационаре. Наиболее перспективные б настоягре время является технологии, продпохагахщке двухфазное разделение семенного ворога 1ъна. Дри зтеи необходимо подбирать тага« релтаи работы ь.'злотялкп НВ-2,5А , при которых сочетается максимальное вы-дэсэкиз полкоцэкнух сек'лп с ьангашакой 1а траыоруэюстьа Обобщение а систематизация ранее проведенных исследований, а такта анализ суцзствущиг технологических схеи устройств по разделена егшгшого вороха поггол'.глн сСдрг^улпфовгть цель и задачи настоящей роОотп.

Ва второй глава "Теоретические исследования,процесса выделения кор^ових из отходов льноводства" рассмотрен ме-ханкш гагааодэйствпя раЗота: органов с оЗрабггываэшм кагэриа-хоу, проведен энергетический анализ изучаемого процесса. Это позволило получить слалит:гчэскпэ вааксшзсти для определения основныл юнструкгкзЕьх к кипекатических параметров вытиравдэго устройства вальцового типа с рифленыии рабочти повергЕостяыи.

Ееделэнпе коревых 1,зтер;зл:оЕ из отходов льняного вороха основало па иггенсивноу перетирании составных частей путанины. Кро»е того, стебельчатые частицы подвергаются вальцами поперечному скатив к изгибу. Тшго; образом, благодаря силаь! трения, а тамсэ внутренним Бапряягшаш, возникая?!!»' при иггибе и происходит разрусэнив и выделение кэруовше материалов. Это достигается тем, что предлагаемое устройство выполнено из контакпфугеих друг с другой через слой обрабатываемого 1гатериала набора пар рн&иапих подпрулиненкшс вальцов, установленных с шЕцентроЕЫ^ расстоянием 1экьса суггл*1 внесши радиусов.

Цутанина с соломотряса' колотили: НЕ-2. БД с помогав накрав-

ляхщэго лотка подается в аоя7 взаимодействуя вальцов (pitc.l), ¡яторш, прасгясь навстречу друг другу, захвативалг ютернал к протзскиваэт его ь-экду свогехя каатакгирус^ши поверхностям

ejftuen—н »Öftren

РИС. 1. СЭЗИЗ тохполо-г:гаского процесса вы-т:ф£ирго устройства: i-pass; г-паярапляг—й* лоток; З-BopzHJîc« вальцы; ¿-пилаиз залацщ 5-упарн;;з пруппаг; 3-тракспортэр отходоз; 7-трзяспоргар иор'ювьк 1Сторкалоз.

Условна зааата tísropiíaia парой рз&зншх ааацоз (рж.2) зашсэтсп оидуггпи образом

azcca¿[f-£-í(f-n.).g.K„.lf77fr] ,

(1)

где В - угод сахвзта материала, граг. ; г - глубина згода рифов s сацэялзниэ, г.;; J) - дкамзгр взадзв, г«; К, - газфг[лц1:эет( учагк-взгортй íop:r* позархгостя вальца; г - число рпфоз, lt. ; К,, - когф-йицкент заполнения ^трифозого пространства; J - когфгргпиэпт трения материала о галмш.

ш

Ряс. 2. Схема к определении условия захвата материала рифзеикиа вальцаки.

Обоснование гаксхашьного диаметра вальцов основано на за-гезкошрвогтй сопротивления стебля льна поперечному сжатии

л ^лТШаНШ^

1->там ~ У .у/ ' (2)

где с1с - средний дигдятр стеблей, м; 5 - относительная деформация скатил; [б?*]- предельная нагрузка на стебель, при которой он распдщиЕается без разрубания, Н/ы1; У/ - плотность материала вадыав, кг/ы*.

Одним из соказато.Еей, гграктеризудцнх интенсивность процесса Екдэлаккн корневых штериалов, является число воздействий рифов па оЭргйазшазшй материал. Допуская, что калзая стебельчатая частица долзша подвергнуться воздействия геи: икниыуи трех, югво опрздедить их ьшз-шадьЕое число

я . _ 29Г1?

сз)

и

где В - днаьътр валыда, и; средняя длина стебальчгтых частиц, и

Угод наклона гранзй рифов зависит от конструктивные

парш.'гтро2 вадыюв. Црх: зтоц область ого допустишх Епачэнкй од-родэхлатсл Екрагэниэы

гдо у- угловая частота располохзния рифов, град.

Для обеспечен^ процесса выделения гарьювых катериалэз к&-обходило, чтобы кзлже частица, получзнныэ в результате разругэ-ния более крупках риЗшныьи вальца'®, гс,йлп вогыоаность просыпаться ш.тду соседазши параш: вальцов. .Тогда величина зазора ¿»жду шип; олределится по цзэриухз

д = - 4- с«

где (I, - окружная скорость вальцов, я/с; а< - ускорение свободного ПаДЗИКЯ, 11/С

2з зггапов дпнс^ия:; пзесстпо, что сила трепля при кагых скоростях пэ гг^нспт от скорости переоценил труздихся поверх-

- о -

ностей. Поэтому зффэтаквность ввделэнЕЯ корковых кзторяалзв по многой определяется соотношением дянойлиг скоростей врзсэния вальцов в точках контакта рйфов. Поскольку лпнейныэ скорости в лгбоЗ точка соприкосновения вагьцоз по абсолютном? зпачэшш раз-газ, то зто вызывает Еознпгпюзекш разных центрсбояпых сил, спссобстзуг,^1Х преодолэниэ усилий связи стебельчатых частиц. И чей Соласэ разность линейных скоростей, тем Сольет разность цэнтрсбегегах сил, пригодятся • к разрутаяиа стебельчатых частиц. Вследствие этого, эффективность выделения кормовых ¡.стортгоз Судет определяться ссстпогэнпзы

. (б)

rt*

где к - число пар вагьцоз, ст. ; д /v- разность цзнтробэлянх cas, />„- больная по абсолагной величине цептробеягая сила, Е Ст центробежных cits з вырагэния (6) нохва чзраз линейша скорости перейти к параг^этраи вытирапзэго устройства

3-K[f-(i-^}7 . ст;

где é - глубина входа рифов з зацэплэппэ, и.

Из расилэтрэнкя энергетического баланса внгирагпзх вальцов следует, что модность, необходимая для привода вальцов, расходуется на сооСезниэ скорости обрабатываемому штериал7 А/е, па сяатие слоя на деформации частиц путакшш Л/7 я преодоление сил трения ЛЛр

N- Ne +NC4 +NT, , (в)

Из рис.3 видно, что энергоемкость процесса выделения корковых «атериалов возрастает с увеличением подач:!, удельного давления вальцов, глубины входа рифов в зацепление и частоты враления вальцов, т. к. возрастает силы сжатия я трения в зоне взаю,ядействия рабочих органов с обрабатываемый «атериалои.

Следует таге® отлететь, что увеличение глубины входа рифов в зацепление оказывает растаскиващэе воздействие на обрабатываемый материал, формируя более тонкий и равноьгерный слой, что способствует лучгоиу распространению разрутаипих деформаций. В

ы.ь„

но по ео о

; у

1 1 <3 Л

1 {

/ 1 — г"""1—!—

1 -о!

< -С,.

из из

»« из 1а Р.жПв

Рис.3. Зависимость ющйости, необходимой для привода вальцового устройства, от подачи материала , удельного давления вальцов Р .глубины входа рифов в зацепление { и частоты враяэния вальцов й .

0.1 0.3 0.} 0> 0.5

1}

и

результате такого сложного движения путанина при обработке проходит четыре огневике фазы.

Первая фаза - ударное воздействие на входе в рабочую вону вальцов в цэизпт захвата материала.

Вторая фаза - разрушение крупных частиц (коробочек льна) в юкриЗовоз.! пространства са счет сил скатил со стороны рабочих органов.

Третья фаса - Естпрзяцээ воздействие вагьцов вследствие разности линейных скоростей точек рифов в зоне их контакта.

Четвертая фага - просеивание в пространстве изжду соседний! парами вальцов.

Езлучзшшэ теорзтэтзскпэ предпосылки потребовали соответствующей ёкспэр1Е.'энтальноЯ проверки, т.к. в них принят ряд допущений, упроцагцих гаконоюрности реальных процессов взаимодействие рабочих органов с «атерналои.

В третьей главе "Црогра-чиа и штодкка экспериментальных исследований" изложена программа эксперт®птальных исследований, приводятся описания лабораторной установи: и опытного образца Еыгираицэго устройства, приборов и оборудования для проведения исследован::^ представлены штодика планирования экспериментов и

обработки опытных данных.

В результате аналитически: исследований установлено, что качественные показатели провеса переработки сухого льняного вороха определяется его $аэпв-|®пшяесюзш своймиая, конструктивные я технологическими параьгетраии рабочих органов, кх юле-

- и -

чина ызжт быть установлена только экспергажнтальным путем.

В процессе ресения экстремальной задата предусматривался ряд последовательных этапов. Начале проводили серил отсеиващих экспериментов и после обработки результатов получали представление о степени влияния отдельных факторов на параметр оптимизации. При этои для сокращения объема дальнейших исследований малозначаще факторы исключались. На следугщэм этапе вели поиск области оптимума, где вначале с псыоеъю небольпого числа опытов находили правильное направление, в котором нужно проводить дальнейшие эксперименты. Двигаясь наикратчайшим путем, находили область оппшума. На этоы этапе результаты опытов представляли уравнением регрессии первого порядка. На заключительном этапе ставилась серия опытов для описания поверхности отклика полиномом зторсго порядка. Посла получения математической модели процесса проводили ее анализ на экстремум с целью отыскания оптимального сочетания факторов в иссхедувизы объекте.

Основным условие», определяющим наиболее полета соответствие кзучаеетго процесса ее гатеиатичэсксиу описании, является правильный выбор основных факторов, влиящнх на процесс, а таюа областей иг пз:-т,пения, соотватстзущнх условиям работы г возможности конструктивного исполнения рабочего органа. При определении границ иктервадов варьированга ф^тгорсз учитывалась априорная информация и результаты теоретических исследований.

Для изучения процесса выделения коргавых гатериалоз га отходов лъЕоворсгз Еальцсзыы устройством с рифлеными рабочими поверхностям! были выделены следукцке факторы: окружная скорость вальцов ( V , м/с); коэффициент рифлености вальцов ( Д , гг/м); коэффициент перекрытия рифов (¡и ); зазор не яду соседними параии зальцсз С д , н); удельное давление вальцов на обрабатываемый материал ( Р , кПа); подача материала ( кг/с); содержание кормовых материалов в продутое, поступала и па переработку ( С , 1); число пар вальцов ( к , ат.).

Показатели, по который оценивалось качества выполнения процесса, определялись по следующим формулам степень выделения коревых штериалов

^-^■100% , (в)

где касса выделенных кормовых материалов, кг; коли-

чество кормовых материалов, содержащихся в исходном сырье, кг; содержание примесей в кормовой фракции

s^-g*--100Y. . (10)

где mv- шсса примэсей в кормовой фракции, кг.

ГЬлучакньв результаты экспериментальных исследований анализировались математическими методами с использованием ЕЭБН IBM PC/AT. -

Для определения физико-механических свойств вороха применялись электронный влагомер "Электроника ВЛК-01", осциллограф "К 12-22", усилитель "ТА-5". Коэффициенты статического и динамического трения путанины по стали определяли по стандартной методике с помощью прибора "ТШ-32А". Коэффициент внутреннего трения. определялся путем вычисления тангенса угла естественного откоса При проведении производственных испытаний энергоемкость процесса выделения кормовых материалоз определялась с помощью динамограф-звездоч»си типа РДЕ, усилителя "Топаз-3" и осщллографа "К 12-22". Во время проведения исследований статической тарировке подвергались тенгометрическиэ звенья и динамограф-звездочка РДД. Для определения жесткости упорных пружин проводились исследования с целью определения усилия, развиваемого пружиной, от величины ее деформации. При этом использовалась разрывная машна для испытания металлов МР-0,5-1.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных ксследова-пий" приведены данные . экспериментальных исследований процесса выделения кормов&с материалов из отходов льняного вороха, режимы работы и параметры вытиракадзго устройства вальцового типа с рифлеными рабочими поверхностями, показатели, характеризующие физико-механические свойства путанины.

Состав вороха, а, следовательно, и кормовых материалов изменяется в широких пределах в зависимости от условий созревания и засоренности посевов, степени полеглости стеблестоя и других факторов. Есе это оказывает непосредственное влияние на питательную ценность кормовых материалов. В среднем их кормовое достоинство оценивается в 0,44...0,47 к.ед.

Важнейшим» показателями, с точки зрения выбора схемы выти-

ротгего устройства и характера поверхности его рабочих органов являлись фиаико-изханические свойства обрабатываемого материала. Анализ результатов опытов по определению фрикционных свойств пу~ таккны в зависимости от влажности показал, что коэффициенты "Ро-ния растительных объектов нестабильны (рис. 4).

и 1.0

0.1

0.5

ОА

0.2

и 1 ^

— —-

1 — X

ТЛ Ч1

£

и 1.1

0.9 0.7

Рис. 4. Зависимость ксз.ф^пл:-ептов статического ди-

намического (/,) и внутреннего (/„) трения от влажности путанины.

Ю 20 30 1,0 VI, 7.

Проведенные исследования по выявлении функциональной за-зкепшсти »й.хд7 удельным давлением и величиной относительной деформации слоя лутапгаш показали нелинейный характер их сеязи в интервала плотностей 20... 50 кг/и

е

г Ч ттг 1

р=. 56,1-[е - 1]

(и)

где У>, - плотность путантеш, кг/ц'; £ - относительная доформа-1П!Я слоя материала.

Результаты опытов по определенно рззьэрно-кассовых характеристик и фрикционных свойств отходоз льняного вороха позволили установить их влияние на технологические и конструкткзкыз параметры вытирасозго устройства.

При определении экспериментальной области факторного пространства использовалась информация, полученная в результате про-пздеигя псис!соеы!Г зкеперижнтов. С польз исключения кглозпа'пгза Оперев были выполнены отсеизавзие эксперименты. Последовательное пр^енение процедуры отсеивания позволило вщая все существенные факторы. удельиоо давление вальцов (Хв), подача материала (А'у), коэффициент перекрытия рифоз (Х3) и оценить ссох-

- и -

аотствука?:з им коэффициенты регрессии. Ранжирование акелтси дакзоров по их абсолютной величина приведено на рис. Б.

Рис.5. Ранжированный рэд эффектов выделанных фан-торов.

Го Хт V, Х>У.г У^Х, Шум

Реализация трехуровневого плана второго порядка Еокса-Еан-кп:а для трех факторов псзво.ч;1лг получить ья.то.^атзкеску^ модель, адеетатко описызайдуа процесс выдельшся кор^-овьп: ¡¿атериалоз

0^-^51,55-2 90,5£ * 5,55 87-р * /46 7,95• ^ 1, № *

С12)

где {и - козйицизнт порэкрьтия рифов; р - удзльеоз давлэкгз вальцов, кПз; подача материала, кг/с.

Изучение ызтеьатичасгай юделн проводилось ыэтодоы двумерных сечений. Анализ подученных результатов позволил сделать вывод, что влияя;» факторов на параметр оптимизации неодина-сово. Каибольсее влияние на. степень выделения кормовых материалов отзывает удельное давление вальцов (*,), наименьсее - козффзщиент перекрытия рифов (Х^. Области оптимума исследуемых факторов находятся в пределах:

- коэффициент перекрытия рифов - 0,62...0,65;

- удельное давление вальцоЕ - 305... 315 кПз;

- подача материала - 0,27...0,29 кг/с.

Одним из важнейших факторов, оказывавших влияние ка качественные показатели процесса выделения кормовых материалов п трэ-Оувдгх особо тщательного подхода к выбору репой, работы и тепо-

логических регулировок гытиращэго устройства, является влажность материала. В ходе хозяйственных испытаний экспериментального вытирахгйго устройства Было установлено, что повксение зла/згости на 1С... 15% приводит к ухудзэякэ виделяеюсти кормовых материалов на 25... 405, ' при уменьпении засоренности кормов::;': фршщии на 5... 7%. Это объясняется агробиологическими особенностями путанины. Дате при незначительном повышении зла:шсзст:1 увеличивается невосприимчивость частиц путанины к кехалическим воздействиям. Попытка повьшенга степени выделения путей узглэте-ния значения кинематических характеристик не дает положительного результата Кроме того, при возрастании силового воздействта яа материал в рабоч-эй зоне большое содержание влаги з путаяине способствует налипанию материала в межрифозем пространстве, что резко ухудшает качественные показатели и стабильность протекания технологического процесса. Тшг,тм образом, при переработке путанины в кормовых целях, как и при обиэлзте льняного вороха, цэдэ-ссобрагно поддерлзтать влажность ¡¿атериала в пределах 14... 18'.

3 пятой глазе "Рзализаиия результатов исследований и их зшкжзческая эффективность" призодеаа шгодгага расчета вытиравшего устройства вальцового типа с рпфдекымз райочи»/и поверхностям, нмогршаи догя выбора техполэгяческих параметров рзбо-чгго органа, даякыэ энергетической оценки процесса, результаты испытаний ошгного образца гигирачхэтго устройства, зкачоиаческая зфСегакБйоста его пркизкения, описание пункта по перярабстгга отходов семеноводства технических и коршзых культур а гранугкро-запжй корм колхоза "40 лет БССР" Витебской области.

Иигодккой расчета продусиатрязается опрэдэлопко слсдупзп параметров: глубины входа рифов в зацэпдонко, удельного дгшгейия залыюв, подачи .материала, частоты врзгэния вальцов. В качестве исходных данных для проектирования использовались результаты исследований физико-мэхапкческих характеристик и агробиологических особенностей компонентов льняного вороха.

В результате поисковых экспериментов было установлено, что наилучшие условия, с точки зрения обеспечения кшг.гмалькых потерь, достигается при коэффициенте рифлевости Л =50...60 пт/м, зазоре кэяду соседними парами ваяьцоз Л »0,003... 0,012 м, диаметре вальков В =0,1 и, числе ркфоз В =16 ст. и количестве пар задьцез к =3... 10 згг.

Глубина входа рифов в зацэплэниз определялась га условия непрерывности взаимодействия рифов, когда отсутствует заклеивание вальцов

, (13)

где £«- коэффициент перекрытия; 2 - число рифов, ст.

Удельное давление вальцов на обрабатываемый материал устанавливалось, исход* из условия полого разрусеши коробочек льна в слое стеблей

л- [<эЗ ■ и.'р П , ¿,-Г 7 , (и)

Н~ 2а-сок£ -I

где [С?]- предальнее напряжение сжатия коробочек льна, Пз;уЗ -угод наклона боковых граней рифов, град.; - толщина слоя материала, поступающего на обработку, м; - минимальная толщина слоя материала в процессе обработки, м; 0 - показатель упругости. Практический смь'сл имеет значение величины необходимой деформации пругдш

/— * Кпр

где в - сирина вальцои, к; а - толщдна, головки рифа, м; К, -коэффициент, учитывающий форму поверхности вальцов; Я - радиус вальцс--в, й; плотность материала вальца, кг/м3; Су - ускорение свободного падения, м/ся-, к„?- козффицу.ент пропорциональности, характеризующий четкость пругкины, К/м.

Частота вращения вальцов обусловлена необходимостью обеспечения устойчивости протекания технологического процесса, когда отсутствует сгруишаниэ путанины ка входе в рабочую зону вальцов

п__зо-тг-д,_

п- я-я-к-е.-б-ь-ьг ' С1Б)

где 5? - коэффициент, характеризуй^ отнесение веса путанины к весу всего гороха; С,- пропускная способность молотилки 1Е-2.5А, кг/с; ЕР- коэффициент, учктызахщй использование рабочей длины вальцов; коэффициент буксования вальцов по массе.

Подача путанины на обработку определяется из условия обеспечения пропускной способности вальцового устройства

= , (17)

где /„ - плотность Паганини, кг/м5; ¿Г - окружная скорость вальцов, и/с; к„- коэффициент заполнения мел-рифового пространства.

Для выбора оптгагальных значений технологических параметров з зависимости от состава вороха, поступающего на обработку, практике предлагается использовать нсмограмиу (рис. 6).

Рис. 6. Ноюграима для выбора технологически параметров Buxispansssro устройства.

В результате хозяйственных испытаний опытного образца зыти-рагздэго устройства вальцового типа с рифгетам рабочими поверхностями установлено, что образец работоспособен к обеспечтаает качественное выделение коркэЕых материалов из отходое льноворо-ха. Степень выделения составила 952, а засоренность не превышала 8Z.

ОБЩИЕ ЕЫБОЛЫ И РЕКОШШАШМ

1. Анализ существутаих технологий ySopioi льна-долгунпа в Республик Беларусь показал целесообразность дополнительной переработки отходов льняного Еороха с цзльп получение ¡гзрюных материалов. Изучение достоинств и пэдоотаткоз технологий переработки льняного вороха позволяет сделать зывод о то«, что яаи-Сохъсэй гффзстквпоетп иогзо достичь прзкзнеакбм двухфазной тех-

нологии. Переработка вороха долдна осуществляться на стационарных машинах ГЮСое. При атом юлотильно-сепарирулЕзе устройство долино работать с понигвнным числом оборотов барабана (450... 553 мин.) и увеличенными молотильными зазорами (не менее 15-7-4 ш).

2. Изучение физико-механических свойств отходов льняного вороха позволило определить следуйте их характеристики: статический коэффициент трения пс стали, в зависимости от влажности, варьирует f. пределах 0,60...0,69 ; динамический - 0,33...0,58 ; внутреннего трения - 1,25... 1,35 .

3. В результате поисковых и отсеивашшх экспериментов определены интервалы варьирования и оптимальные значения следухиг-н факторов: коэффициента рифлености езльцов - 30... 80 ст/м (оптимальное значение - 55 шт/ц); зазора мзкду парам: вальцов - 5... 12 мм (10 мм); содержание кормовых материалов з ворохе - 40...

(601); числа пар вальцов - 6... 14 пт. (10 ет. ). На основании полученных данных были установлены следупииэ конструктивные параметры вальцов: д;-а\йтр - 0,1 м, количество рифоз - 16 ст.

4. Зкспериметально установлены основные уровни и интервалы варьирования фаеторов, оказывающих наибольшее злняниа на качественные показатели процесса выделения кормовых материалов: коэффициент перекрытия рифов - 0,37...0,67; удельное давление вальцов - 23о...355 кДа; окружная скорость - 0,33. ..0,78 м/с; подача материала - 0,26...0,36 кг/с.

Е. Б результате применения методик: опт'.аолького планирования эксперимента получена математическая модель изучаемого процесса. Установлзно, что наилучшие условия его протекания могут быть получены при перекрытии рифов - 0,62...0,65 , удельном давлении вальцов - 305. ..315 кПа, подаче материала - 0,27'... 0,29 кг/с.

6. Еа основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета параметров рабочего процесса и номограмма для выбора их значений в зависимости от влажности и структуры вороха.

7. В ходе производственных испытаний было устаксзлгко, что производительность вытираювзго устройства по кормовым материалам может достигать 0,5 т/ч. Ьйталлоеыкость конструкции и энергоемкость процесса составляют соответственно 15,5 кг/т и 8 кВт-ч/т.

8. Определена эмпирическая зависимость ме;яцг плошддьа noce-

зов льна, заходом вороха с 1 га и наличном в ном кормовых материалов с точки зрения экономичесгай целесообразности выполнена работ по Еыделепип кормовой части из льняного вороха. Так при выходе вороха 0,75 т/га, содергании кормовых материалов 401 уби-рае1зя площадь должна бить не менее 95 га.

9. Внедрение вмгирагщзго устройства вальцового типа з производство позволило дополнительно получить до 7 ц корма с 1 га посевов льна. Его кормовоо достоинство составило в ерэдном 0,50...0,55 к.од. При этом годовой зконоютоский зффзкт оценивается з 2503 руб.

Г5з теме диссертации опубликовав следующие работа

1. Бортник С. А, Результаты исследований процесса взделэпгтп гор».шкх материалов из отходов льнозероха// Соверетпствоваплэ техколсглчэсглх процессов и средств гйханкзацня в гармопроиз-подстбе и .*:-пзотпоеодствс: Сб. науч. тр. / ЕСХА. - Горкл, 1232. -

2. Ззртпкк С. А. Дрз$ьоз Г. А. О2оспог-з:а:з хязиги по пэрэргСст-вэ гзкзгого вороха на корковыэ цэля// Акгуаяишэ проОлеки рззвк-т::я ЛШ1- Теь. докл. - Гор;«, 1С90. - С.1БЗ-170.

3. Отходи се^зг.оводства на ¡ир'.'У З.Л.Гарщуксв, А. Е. Улахоннч, С. Л. Бсртшяс я др. // Мэзкшкзпцкя и зззктрпЗккзкйя сел. гоз-ва. -1251. - И 1. - С. 15-17.

■ Л. Приготовление грапуляровгятяс коргаз 23 от::одог. оскэпй-ЕОДСТД2/ 32. А. &ИПУКС1В, А. 2. УлаХОБКЧ, С.А.Ворипк и ДР.// Досет-г-яст наука п тзгаяки АПК. - 1091. - В 6. - С. 30-21.

' 5. Сллгэз Е ?., Бортник С. А., Арефьев Г. А. Техкологгл переработки льняного вороха с выделением коршвкх материалов л производством гранул// Новые разработки з махажгаацяи кор!/эпрэтотоз-гэгта }&тер. науч.-пракг. конф. - Рязань, 1091. - С. 62-66.

3. Шртзуяов В. А., Бортшж С. А., Арефьев Г. А. Результаты иссле-дог,г;пп': процесса выделения я гранулирования гарисвых иатериалог, кэ отходов льна// Проблем конструирования я технологии производства сельскохозяйственных зйзгяй Тез. даст. - Хярсгсгрзд, 12531. - С. 33-3-1

7. А. с. 1024342 СССР, 1311 А 01 ? 12/10. Устрсйстго дли яет стоСэлгчатой кпеец от гороха/ сеют.; Е. А.ЕЬфзуазз, рзикзв, С. А. Езртняк. - Я 43340033/30-15} Заявл. S1.03.EG, Сп^г. СО. 11. £5// СВДеазь ЙЗСЗр. - 1023. - N 44. - С. 15.

¿¿г**'