авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Разработка и обоснование конструктивных и режимных параметров малогабаритной дробилки фуражного зерна

На правах рукописи

АКИМЕНКО Андрей Владимирович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАЛОГАБАРИТНОЙ ДРОБИЛКИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2011 Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com 2

Работа выполнена кафедре «Механизация животноводства и перера ботки сельскохозяйственной продукции» ФГОУ ВПО «Воронежский госу дарственный аграрный университет им. К.Д.Глинки».

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Сундеев Александр Арсентьевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор Кретов Иван Тихонович кандидат технических наук, доцент Баранов Юрий Николаевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности ОАО «ВНИИКП»

Защита диссертации состоится «23» июня 2011 г. в 14.00 часов на засе дании диссертационного совета Д 220.010.04 в Воронежском государствен ном аграрном университете им. К.Д.Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Воро нежский государственный аграрный университет им. К.Д.Глинки»

Автореферат размещен на сайте http://www.vsau.ru Автореферат разослан «23» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент И.В. Шатохин Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Успешное развитие животноводства в России возможно лишь при достаточном наличии кормов и современной техники, способной производить продукцию высокого качества при минимальных за тратах труда и денежных средств.

В общем объеме кормов, скармливаемых животным и птице, фуражное зерно занимает первостепенное значение. Основной технологической опера цией при подготовке зерновых кормов к скармливанию, является их измель чение, а наиболее распространенными измельчителями зерна – молотковые дробилки. Эти машины просты по устройству и не предъявляют высоких тре бований к эксплуатации. Поэтому они широко применяются в условиях ры ночной экономики, как в малых фермерских хозяйствах, так и на крупных специализированных животноводческих фермах и комплексах.

Производительность современных дробилок колеблется от 50 кг/ч до т/ч и более. Тем не менее, они не лишены недостатков, таких как высокие удельные затраты энергии на единицу получаемого продукта, и неравномер ность гранулометрического состава измельченного корма. Поэтому, разра ботка и внедрение новых конструктивно-технологических схем измельчите лей фуражного зерна, отвечающих современным требованиям является акту альной народнохозяйственной задачей.

Целью работы является снижение энергозатрат и улучшение качества получаемого продукта, за счет совершенствования конструктивно технологических параметров дробилки фуражного зерна.

Объект исследования: технологический процесс дробилки фуражного зерна и средства для его осуществления.

Предмет исследования: закономерности процесса измельчения фу ражного зерна в рабочей камере дробилки с иглообразными рабочими эле ментами.

Научная новизна работы:

– определены закономерности динамического и кинематического взаи модействия частиц измельчаемого материала с активным рабочим органом дробилки, отличающиеся учетом конструктивных особенностей активного рабочего органа (масса ударных элементов, их количество и характер распре деления), что позволяет определить рациональные значения вышеуказанных параметров, обеспечивающих снижение энергоемкости измельчения.

– разработано новое техническое решение для повышения эффективно сти измельчения зерна.

– установлены теоретически, и подтверждены экспериментально зави симости показателей работы дробилки с иглообразными ударными элемента ми от ее конструктивных и режимных параметров.

Практическая значимость. Использование дробилки с ротором, со держащим иглообразные рабочие элементы (патент РФ № 2320414 от 27.03.2008 г.), позволит снизить расход энергии при измельчении фуражного Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com зерна, и улучшить качество получаемого продукта за счет повышения равно мерности его гранулометрического состава.

Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных и производственных исследований. Результаты теорети ческих исследований согласуются с экспериментальными данными.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобре ны на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и молодых ученых Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (2001-2010г), а так же на международной научно практической конференции 15-16 мая 2001 года в г. Краснодаре, и междуна родной выставке-интернет-конференции в г. Орле.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи напечатаны в изданиях, рекомендованных в перечнях ВАК.





Получен патент на изобретение №2320414 РФ, МПК В02С13/00 Ротор дро билки;

опубл. 27.03.2008 Бюл. №9.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из вве дения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных литературных источников и приложений, изложена на 146 страницах машинописного тек ста, включает 30 рисунков и 8 таблиц. Список использованных источников включает 142 наименования.

На защиту выносятся:

– закономерности работы ротора с иглообразными рабочими элемента ми;

– конструктивно-технологическая схема дробилки с иглообразными элементами;

– результаты экспериментальных исследований рабочего процесса дро билки с ротором, содержащим иглообразные элементы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, обозначены объект и пред мет исследований, научная новизна, и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследований» рас смотрены требования, предъявляемые к дробилкам фуражного зерна, и к гра нулометрическому составу готового продукта. Проведен обзор литературы по ударному измельчению кормов и способам улучшения технико экономических характеристик измельчителей.

Большой вклад в изучение процесса ударного измельчения зерновых кормов внесли В.Р. Алешкин, М.М. Гернет, Л.А. Глебов, В.П. Горячкин, А.Н.

Гудков, В.А. Денисов, В.Е. Елисеев, С.В.Золотарев, А.П. Макаров, С.В.

Мельников, И.И. Ревенко, Н.С. Сергеев, А.А. Сундеев, В.И. Сыроватка, С.Д.

Хусид, Г.К. Шуб и другие ученые.

Анализ конструктивных схем и исследований рабочего процесса дро билок показывает, что основные показатели их работы, такие, как расход Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com энергии и качество получаемого продукта не в полной мере отвечают совре менным требованиям подготовки кормов к скармливанию животным. Тем не менее, возможности дальнейшего повышения эффективности работы дроби лок не исчерпаны, и необходимо работать над созданием новых конструктив ных решений.

По результатам проведенного анализа, и в соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Разработать теоретические закономерности взаимодействия рабочих органов дробилки с измельчаемым материалом.

2. Предложить рабочий орган, позволяющий повысить эффективность ударного разрушения материалов.



3. Обосновать конструктивно-технологические параметры дробилки.

4. Выполнить технико-экономическую оценку предлагаемых решений.

Во второй главе «Теоретическое обоснование работы дробилки с иг лообразными ударными элементами» представлено техническое решение в виде ротора с рабочими элементами иглообразной формы для применения в малогабаритной дробилке фуражного зерна;

получены выражения для расче та размеров иглообразного элемента, обоснована окружная скорость ротора, количество иглообразных элементов, и их расположение на роторе.

На кафедре «Механизация животноводства и переработки сельскохо зяйственной продукции» ВГАУ разработана дробилка фуражного зерна, со держащая ротор с иглообразными рабочими элементами.

На рисунке 1 представлена принципиальная схема измельчения мате риала в дробилке. В рабочей камере дробилки размещены ротор с иглообраз ными элементами, решето, деки. Все пространство рабочей камеры можно условно разделить на 4 сектора: I – сектор загрузки, II – сектор первой деки, III – сектор решета, IV – сектор второй деки.

1 – загрузочное устройство;

2 – ро тор;

3 – иглообразный рабочий эле мент;

4 – дека;

5 – решето;

I – сек тор загрузки;

II – сектор первой де ки;

III – сектор решета;

IV – сектор второй деки;

А – зона действия иг лообразных рабочих элементов;

Б – зона действия пассивных рабочих органов.

Рисунок 1 – Схема измельче ния материала в дробилке с иглооб разными рабочими элементами.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Измельчение частиц материала происходит за счет их последователь ных механических взаимодействий с активными (ротор) и пассивными (ре шето, деки) рабочими органами. Этот процесс происходит в кольцевом воз душно-продуктовом слое, состоящем из 2-х зон: А – зона действия активных рабочих элементов, Б – зона действия пассивных рабочих органов.

Баланс энергии при ударе рабочего элемента по частице материала, со гласно С.В. Мельникову можно представить в следующем виде:

А 0 = А Э + А Ч + А ДЕФ + А С, (1) где А0 – кинетическая энергия рабочего элемента до удара, Дж;

АЭ – остаточная кинетическая энергия рабочего элемента после удара, Дж;

АЧ – кинетическая энергия, сообщенная рабочим элементом частице из мельчаемого материала, Дж;

АДЕФ – полезная работа, затрачиваемая на деформацию и последующее разрушение частицы материала, Дж;

АС – работа, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушно продуктового слоя, Дж.

При неупругом ударе:

М v Э (v Э v К ) А ДЕФ =, (2) где М – масса ударного элемента, кг;

vЭ – скорость ударного элемента до удара, м/с;

vК – скорость ударного элемента после удара, равная скорости частицы, м/с.

Представим величину удельной работы деформации в следующем виде:

v (v Э v К ) А УД = Э. (3) Скорость рабочего элемента после удара равна vЭ vК =, (4) 1+ m M где m – масса частицы измельчаемого материала.

Тогда mM vЭ 1+ m M А УД =. (5) Из выражения (5) следует, что чем меньше соотношение m/М, тем больше удельная работа деформации (разрушения).

Если вернуться к абсолютному значению работы деформации, то станет очевидно, что она возрастает с увеличением М.

m vЭ 1+ m M А ДЕФ =. (6) Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com На рисунке 2 представлен график зависимости АДЕФ от соотношения M/m. Кривая построена с учетом того, что изменяется только масса рабочего элемента, а его скорость и масса частицы остаются постоянными.

Рисунок 2 – Зави симость работы дефор мации от соотношения масс ударного элемента и частицы материала.

На графике видно, что АДЕФ интенсивно возрастает лишь при ма лых значениях M/m. Чем больше масса рабочего элемента, тем в меньшей степени она влияет на работу деформации. Для измельчения в дробилке частиц зерна с одинаковой массой, должно быть реализовано оптимальное соотношение M/m.

Для реализации этого предложения была выбрана иглообразная форма рабочего элемента (в виде тонкого цилиндрического стержня).

На рисунке 3 показана схема сил, действующих на рабочий элемент в момент удара по частице материала.

Рисунок 3 – Схема сил, дейст вующих на рабочий элемент при уда ре.

При расчете ударного элемента на уравновешенность, предполагает ся, что удар по зерну производится концевой частью рабочего элемента.

Силами малой величины можно пре небречь. В случае равновесия рабо чего элемента сумма проекции сил на оси ХХ и YY, а также сумма мо ментов относительно оси шарнира равняется нулю.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com d F : PУД cos ml1 FЦ sin + R X = 0, (7) X dt F : PУД sin + FЦ cos R Y = 0, (8) Y d M : PУД l cos I dt FЦ l1 sin = 0, (9) где m – масса рабочего элемента;

l1 – расстояние от точки подвеса рабочего элемента до его центра тяже сти;

l – длина стержня рабочего элемента;

d /dt – угловое ускорение;

РУД – ударная сила;

FЦ – центробежная сила;

RХ – проекция силы реакции шарнира на ось Х;

RY – проекция силы реакции шарнира на ось Y;

I – момент инерции массы рабочего элемента.

Решая систему уравнений, и допуская, что = 0 имеем:

I ml1l = 0. (10) Определяем момент инерции массы ударного элемента относительно точки подвеса:

dl 3 + Da I = m = m. (11) 3(dl + Da ) Тогда dl 3 + Da l1 =. (12) 3 l(dl + Da) Если равенство (12) выполняется, значит, молоток уравновешен. Рас стояние от оси подвеса ударного элемента до его центра тяжести находится по формуле:

0,5(dl 2 Da 2 ) l1 =. (13) dl + Da Решая совместно уравнения (12) и (13), получим:

l = 1,7…5,6d. (14) В реальных конструкциях дробилок рабочие элементы с такими разме рами не находят широкого применения. Рабочий элемент с небольшим соот ношением длины и ширины имеет малую рабочую поверхность и медленно восстанавливает радиальное положение после удара.

Исходя из вышесказанного, для иглообразных рабочих элементов могут быть рекомендованы следующие размеры: длина – 40-50 мм, толщина (диа метр) – 4-6 мм. Отношение длины к диаметру будет варьировать от 6,5 до 10, что незначительно превышает величину, рекомендованную для полной урав новешенности рабочего элемента, и с учетом его небольшой массы, силы ре акции в точке подвеса будут относительно невелики, а значит, их воздействие на конструкцию машины окажется незначительным.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Скорость соударения рабочих элементов с частицами материала играет определяющую роль в их разрушении. Согласно исследованиям С.В. Мель никова, количество ударов рабочих элементов по частице материала, приво дящих к ее разрушению зависит от окружной скорости ротора. Эта зависи мость имеет вид гиперболы, т.е. меньшим значениям скорости соответствуют большие значения количества ударов.

С увеличением количества ударов, так же как и с увеличением скоро сти, возрастает удельный расход энергии. О влиянии окружной скорости ро тора на затраты энергии можно судить косвенно, введя величину k, равную произведению окружной скорости на количество ударов k = vK, (15) где v – окружная скорость ротора, м/с;

К – количество ударов рабочих элементов по частице материала, приво дящее к ее разрушению.

Показатель k определяет совокупное влияние окружной скорости и ко личества ударов рабочих элементов по частицам материала на энергоемкость процесса измельчения. Чем больше величина k, тем выше ожидаемый расход энергии. На рисунке 4 представлена зависимость показателя k от окружной скорости ротора.

Рисунок 4 – За висимость величины k от окружной скорости ротора.

Кривая показы вает, что наименьшие значения k соответст вуют окружной ско рости 50-70 м/с. Од нако данный график позволяет лишь приблизительно оценить характер изме нения удельного расхода энергии в зависимости от окружной скорости рото ра.

Влияние окружной скорости ротора на эффективность работы дробил ки должно рассматриваться совместно с влиянием других факторов, таких, как количество рабочих элементов, время пребывания материала в рабочей камере, гранулометрический состав конечного продукта.

Из формулы 6 находим скорость, при которой иглообразный рабочий элемент будет передавать частице материала достаточное для ее разрушения количество энергии.

2А ДЕФ vЭ =, (16) m 1+ m M Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Массу зерновки примем равной 410–5 кг. Масса иглообразного эле мента определена ранее. Тогда окружная скорость составит порядка 60 м/c.

Учитывая циркуляцию частиц в рабочей камере, следует предположить, что величина окружной скорости будет составлять 65-70 м/с.

Вышеуказанные значения окружной скорости ротора находятся в диа пазоне, соответствующем минимальным значениям величины k, и могут быть рекомендованы применительно к рабочему органу с иглообразными элемен тами.

Объем воздушно-продуктового слоя, циркулирующего в рабочей каме ре, рассчитывается по формуле:

VЦ = h СЛ L (D h СЛ ), (17) где D – диаметр камеры измельчения, м;

L – ширина камеры измельчения, м;

hСЛ – толщина кольцевого слоя материала, м.

Массу материала, содержащегося в единице объема кольцевого слоя, определяем по формуле:

М MЦ КС = Ц =, (18) VЦ h СЛ L (D h СЛ ) где М Ц – масса материала, циркулирующего в рабочей камере.

Количество частиц, одновременно содержащихся в единице объема воз душно-продуктового слоя:

N = КС, (19) m СР где mСР – средняя масса частицы материала в рабочей камере.

Объем воздушно-продуктового слоя, приходящийся на одну частицу, является обратной величиной, по отношению к количеству частиц в единице объема:

1m v = = СР, (20) N КС Объем материала, приходящийся на один ударный элемент, определя ется, как отношение объема воздушно-продуктового слоя к количеству удар ных элементов:

V v УД = Ц, (21) z где z – общее число ударных элементов.

Очевидно, чем больше общее количество ударных элементов, тем мень ше удельный показатель vУД.

В серийных молотковых дробилках, где количество молотков обычно находится в пределах нескольких десятков, на каждый молоток приходится относительно большая доля объема воздушно-продуктового слоя. Количество частиц, приходящихся на один молоток, может достигать сотен, даже тысяч штук. Эти частицы образуют скопление материала между соседними пакета ми молотков, и воздушно-продуктовый слой принимает волнообразную фор Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com му. При этом большая часть энергии расходуется на передвижение частиц, а не на их разрушение. В целом, это приводит к снижению эффективности раз рушения.

Однако при достаточно большом количестве и равномерном располо жении рабочих элементов, число частиц, приходящихся на один элемент, может составлять не сотни, а десятки штук. Вследствие этого возрастает час тота ударов рабочих элементов по частицам, снижается доля энергии, затра чиваемой на холостое перемещение материала, и увеличивается доля энергии на его измельчение.

Тем не менее, принимать слишком большое количество рабочих эле ментов нецелесообразно. Чтобы частица материала могла попасть под удар рабочего элемента, она должна оказаться между элементами, движущимися друг за другом по направлению вращения ротора. При очень плотном распо ложении элементов, расстояние между ними может оказаться слишком ма лым, что будет препятствовать попаданию частиц под их удары.

Частица свободно проникнет в зону действия рабочих элементов тогда, когда интервал между ними вдоль окружности ротора в несколько раз больше среднего расстояния между частицами в воздушно-продуктовом слое.

При окружной скорости рабочих элементов 60-70 м/с, величина этого интервала должна находиться в пределах от 60 до 200 мм.

К поперечному расположению рабочих элементов на роторе примени мы такие же закономерности, как и для пластинчатых молотков. Если эле менты при вращении ротора движутся друг за другом «след в след», то в по перечных (параллельных оси вращения) рядах между ними будут образовы ваться «мертвые зоны», попадая в которые, частицы не подвергаются ударам.

Чтобы устранить эти «мертвые зоны», рабочие элементы рекомендует ся устанавливать в шахматном порядке, или по винтовой линии, а зазор меж ду ними в поперечном ряду принять не более диаметра одного элемента.

При таком расположении рабочих элементов, их количество будет со ставлять 600 – 1300 шт. на 1 м2 поверхности ротора.

В третьей главе «Программа и методика проведения эксперименталь ных исследований» описана экспериментальная установка, приборы и мате риалы, применяемые в исследованиях, приведена методика исследований.

Согласно поставленным задачам, предусмотрено проверить работоспо собность экспериментальной конструкции, и выявить ее конструктивные и режимные параметры.

Общий вид экспериментальной дробилки и ротора с иглообразными элементами представлены на рисунках 6 и 7.

Работает дробилка следующим образом. Ротор совершает вращатель ное движение. Зерно из приемного бункера поступает в рабочую камеру, где измельчается под действием иглообразных элементов ротора, а так же, за счет ударов о деки и решето. Измельченное зерно через отверстия решета по ступает в зарешетное пространство, откуда попадает в контрольную тару.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Рисунок 6 – Дробилка с экспериментальным ротором.

Рисунок 7 – Экспериментальный ротор.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования рабочего органа с иглообразными элементами» описаны результаты проведенных экспери ментальных исследований. В исследованиях была задействована дробилка с ротором, содержащим иглообразные рабочие элементы длиной 67 мм и диа метром 4 мм. Такие параметры рабочих элементов были приняты, как опти мальные, согласно теоретическим исследованиям.

Значительное влияние на процесс измельчения материала оказывает окружная скорость рабочего органа. Зависимость удельного расхода энергии от окружной скорости рабочих элементов показана на рисунке 8. Кривые по строены для различных значений модуля помола.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Рисунок 8 – Зависимость удельного расхода энергии от окружной скорости рабочих элементов.

На графике видно, что минимальный удельный расход энергии дости гается при окружной скорости рабочих элементов порядка 63-67 м/с. При данных значениях окружной скорости, измельчение материала происходит с достаточной интенсивностью, наименьшим количеством ударов. При мень шей скорости снижается интенсивность измельчения, увеличивается количе ство ударов, приводящее к полному разрушению частиц, снижается произво дительность, возрастает удельный расход энергии. При окружной скорости выше 67 м/с, возрастают общие затраты энергии, но интенсивность измель чения значительно не изменяется, что так же приводит к увеличению удель ного расхода энергии.

Важной характеристикой рабочего органа с иглообразными рабочими элементами является плотность их расположения на роторе. Для оценки этого показателя использовалась величина – удельное количество рабочих элемен тов на единицу поверхности ротора, т.е. отношение общего количества рабо чих элементов к площади поверхности ротора.

Зависимость затрат энергии от удельного количества рабочих элемен тов при различных значениях модуля помола показана на рисунке 9. Иссле дования показали, что удельное количество рабочих элементов 900- шт./м2, соответствует минимальным затратам энергии на разрушение мате риала. Это объясняется тем, что при меньшем удельном количестве элемен тов, снижается частота их столкновений с частицами материала, возрастают затраты энергии на холостое перемещение частиц. При большем удельном количестве элементов уменьшаются интервалы между ними, снижается веро ятность попадания частиц под удары элементов, что так же отрицательно ска зывается на интенсивности измельчения, удельный расход энергии возраста ет.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Рисунок 9 – Зависимость удельного расхода энергии от количества рабочих элементов.

На 10 и 11 рисунках представлена зависимость удельного расхода энер гии от модуля помола. На графиках видно, что с увеличением модуля помола, удельный расход энергии уменьшается. Эта зависимость вполне закономерна, т.к. меньшему модулю помола соответствует большая степень измельчения, и более высокие затраты энергии.

Рисунок 10 – Зависимость удельного расхода энергии от модуля помола при различных значениях окружной скорости рабочих элементов.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Рисунок 11 – Зависимость удельного расхода энергии от модуля помола при различных значениях количества рабочих элементов.

Сравнительная оценка экспериментального рабочего органа с серий ным, показала, что при одинаковых значениях модуля помола, эксперимен тальный ротор имеет расход энергии на 23- 50% меньше, чем серийный (ри сунок 12).

Рисунок 12 – Зависимость удельного расхода энергии от модуля помола для серийного и экспериментального рабочих органов.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com Зависимость, представленная на рисунке 13, показывает, что экспери ментальная конструкция дает меньший выход частиц размером более 2 мм и менее 0,2 мм, а значит, позволяет получить продукт более равномерного гра нулометрического состава, по сравнению с серийной, при таких же значениях модуля помола.

Рисунок 13 – Зависимость выхода крупной и мелкой фракции готового продукта от модуля помола для серийного и экспериментального рабочих органов.

В целом, экспериментальные исследования дробилки с ротором, со держащим иглообразные рабочие элементы, показали его преимущество пе ред серийным ротором по энергоемкости измельчения и качеству готового продукта.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения дробилки с иглообразными рабочими элементами» представлены результаты расчетов экономических показателей применения предлагаемой конструкции для из мельчения зерна при откорме свиней в небольшом хозяйстве. Объектом для сравнения является дробилка, оборудованная серийным ротором с пластин чатыми молотками.

Экономический эффект достигается за счет снижения удельного расхо да энергии при измельчении зерна, а так же, за счет роста продуктивности животных в результате повышения качества получаемого продукта, и состав ляет 161325 руб. в год.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по из мельчению фуражного зерна показал, что при всем изобилии конструктивно технологических предложений, основным направлением совершенствования измельчителей кормов ударного действия является обеспечение эффективно сти и надежности их работы, а именно – снижение энергозатрат, и получение готового продукта, отвечающего зоотехническим требованиям.

2. Для снижения энергоемкости процесса измельчения и улучшения гранулометрического состава готового продукта, применительно к малогаба ритным дробилкам, предложена конструктивно-технологическая схема рото ра с равномерно распределенными по его окружности иглообразными рабо чими элементами (патент № 2320414. Ротор дробилки).

3. Согласно теории удара, установлено, что эффективность ударного разрушения сыпучего материала зависит от соотношения масс рабочего эле мента и разрушаемой частицы, его значение для фуражного зерна составляет 220-1000.

4. Обоснованы конструктивные параметры ротора с иглообразными ра бочими элементами для измельчения фуражного зерна: длина иглообразного элемента – 40-50 мм;

диаметр – 4-6 мм;

масса – 9-40 г.

5. Обоснованы, и экспериментально подтверждены режимные парамет ры ротора с иглообразными рабочими элементами. Окружная скорость рото ра – 65-70 м/с, количество иглообразных элементов – 900-1100 шт./м2.

6. Сравнительные испытания серийного ротора с пластинчатыми мо лотками и экспериментального ротора с иглообразными элементами показа ли, что предлагаемая конструкция обеспечивает удельный расход энергии на 23-50% ниже, чем серийная конструкция.

7. Дробилка с экспериментальным ротором позволяет получить продукт более выровненного гранулометрического состава, чем дробилка с серийным ротором. При модуле помола 1,1 мм, содержание крупной фракции снижает ся на 2-2,5%, мелкой фракции – на 3-4%.

8. Ожидаемый экономический эффект от применения дробилки с игло образными рабочими элементами, за счет снижения затрат энергии и повы шения качества готового продукта, составляет 161325 руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ 1. Акименко А.В. Исследование дробилки с иглообразными рабочими элементами / А.В.Акименко, В.В.Воронин, А.А.Сундеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2008. – №10. – С. 23 – 24.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com 2. Акименко А.В. Совершенствование процесса измельчения фуражно го зерна / А.В.Акименко, А.А.Сундеев, В.В.Воронин // Вестник Воронежско го государственного аграрного университета. – 2010. – №2. – С. 30 – 34.

3. Акименко А.В. Совершенствование измельчения зерна в рабочей ка мере дробилки. / А.В.Акименко, А.А.Сундеев, В.В.Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2010. – №10. – С. 12-14.

Изобретения и полезные модели 4. Патент №2320414 Российская Федерация, МПК В02С 13/00 Ротор дробилки / А.А.Сундеев, А.В.Акименко;

заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д.Глинки № 2006105188/03 20.02.2006;

опубл.

27.03.2008 Бюл. №9.

Статьи в сборниках научных трудов 5. Акименко А.В. Применение иглообразных рабочих органов дробилок для измельчения зерна / А.В.Акименко // Актуальные проблемы научного обеспечения увеличения производства, повышения качества кормов и эффек тивного их использования. Сборник тезисов докладов на международной на учно-практической конференции 15 – 16 мая 2001 г. / СКНИИШ КубГАУ. – Краснодар, 2001. С. 88.

6. Акименко А.В. Совершенствование рабочих органов молотковой дробилки / А.В.Акименко // Аграрная наука в начале XXI века. Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и спе циалистов – часть III. / ВГАУ. – Воронеж, 2002. С. 228 – 230.

7. Акименко А.В. Производственные испытания безрешетной молотко вой дробилки / А.В.Акименко, В.В.Воронин // Новые разработки технологий и технических средств механизации сельского хозяйства.: Сб. научн. тр./ ВГАУ. – Воронеж, 2004. С. 42 -45.

8. Акименко А.В. Экспериментальные исследования безрешетной дро билки с иглообразными рабочими элементами / А.В.Акименко, В.В.Воронин, А.А.Сундеев, Коношин И.В. / Энергообеспечение и безопасность. Сборник материалов II международной выставки-интернет-конференции. – Орел: изд во Орел ГАУ. – 2008. – С. 199-204.

9. Акименко А.В. Измельчение зерна в дробилке с иглообразными ра бочими элементами / А.В.Акименко, В.В.Воронин, А.А.Сундеев / Основные направления развития техники и технологии в АПК и легкой промышленно сти: материалы международной научно-практической конференции, посвя щенной 70-летию со дня рождения д.т.н. А.С. Серебрякова. – Княгинино:

НГИЭИ. – 2009. – С. 91-92.

Пожалуйста, зарегистрируйте свою копию pdfFactory Pro www.pdffactory.com

 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.