Обґрунтування технологічного процесу подрібнювання і параметрів робочих органів універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Луганський державний аграрний університет

УДК 631. 363.25 - 181.4

Обгрунтування технологічного процесу подрібнювання і параметрів робочих органів універсального малогабаритного подрібнювача зерновых продуктів

Спеціальність 05.20.01 - Механізація сільськогосподарського виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Болоташвілі Зураб Ушангович

Луганськ, 2000

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Луганському державному аграрному університеті (ЛДАУ), Міністерства агропромислового комплексу України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Шаповалов Віктор Іванович, професор кафедри "Сільськогосподарські і меліоративні машини" ЛДАУ

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Брагінець Микола Володимирович, професор кафедри "Механізованих технологій виробництва, переробки і збереження продукції тваринництва" ЛДАУ

кандидат технічних наук, доцент Данченко Микола Миколайович, завідувач кафедри "Фізика", Таврійської державної агротехнічної академії, м. Мелитополь

Провідна установа: Кіровоградський державний технічний університет, Міністерство освіти України, м. Кіровоград

Захист відбудеться “3” березня 2000 р. о 900 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 29.841.01 Луганського державного аграрного університету, индекс 91008, м. Луганськ-5, Луганський державний аграрний університет

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луганського ДАУ, индекс 91008, м. Луганськ, Луганський державний аграрний університет

Автореферат розісланий " 3" лютого 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, доцент Коваль В. Я.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

зерновий подрібнювач господарський

Актуальність теми. У умовах становлення ринкової економіки на Україні і з виникненням нових форм господарювання на селі виникли питання по механізації робочих процесів при переробці сировини. Для подрібнювання зернових продуктів на малих сільськогосподарських підприємствах промисловість випускає різні малогабаритні подрібнювачі зернових продуктів, потреба в яких дуже висока. Але слід зазначити, що більшість із них мають малу продуктивність, відносно невисоку надійність технологічного процесу, значне споживання енергії і низьку універсальність. Тому розробка універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів, який би по продуктивності задовольняв як фермера, приватне підсобне господарство, так і колективне господарство, а також цілком відповідав вимогам приготування кормів у цих господарствах, є важливим актуальним завданням.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. З 1989 по 1992 рік під керівництвом професора В.І.Шаповалова проводилися науково-дослідні і дослідно-конструкторські роботи по госпдоговірної темі № 14/89 М з заводом “Калитвасельмаш” ВО “Ростсельмаш”: “Розробка ефективних конструктивно-технологічних схем і конструкцій кормоприготувальних подрібнювачів-змішувачів рослинних матеріалів”. З 1992 по 1994 рік НДР і ОКР велися по держбюджетній темі № 14/92 - ГМ: “Розробка конструкції малогабаритного універсального кормоприготувального агрегату для фермерів, орендаторів, кооператорів і особистих підсобних господарств”. Робота була завершена створенням конструкції, яка була впроваджена у виробництво.

Ціль роботи. Підвищення ефективності технологічного процесу здрібнювання зернових продуктів шляхом розробки конструкції універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів, яка б відповідала сучасним вимогам готування кормів у присадибних, фермерських і колективних господарствах.

По ступеню універсальності розроблена машина не має аналогів у сільгоспмашинобудуванні.

Основні задачі досліджень:

провести аналіз існуючих засобів переробки зернових продуктів;

вибрати й обгрунтувати конструктивно-технологічну схему малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів;

теоретично обгрунтувати технологічний процес подрібнювання зернових продуктів і параметри робочих органів малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів;

експериментально підтвердити результати теоретичних досліджень і визначити оптимальні значення параметрів робочих органів подрібнювача;

на підставі экпериментально-теоретических досліджень розробити конструкцію малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів, дати техніко-економічну оцінку, провести господарські випробування і впровадити у виробництво.

Наукову новизну отриманих результатів представляють:

концепція (у співавторстві) механізації приготування кормів шляхом створення універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів, який би задовольняв потреби як дрібних, так і великих колективних господарств;

конструктивно-технологічна схема універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів;

оптимальне розташування робочих органів апарата, які подрібнюють матеріал;

математична модель процесу подрібнювання на універсальному малогабаритному подрібнювача зернових продуктів;

оптимальні параметри робочих органів подрібнювача;

технічне рішення захищене патентом на винахід (позитивне рішення Держпатента України за заявкою № 96051981 від 04.02.1997 р.).

Практичне значення отриманих результатів:

впровадженої у виробництво на заводах “Калитвасельмаш” ПО “Ростсельмаш” і “Автоматика” конструкції універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1. Річний економічний ефект складає 441,6 грн у цінах на 1.02.1997 року;

пропозиції по нових робочих органах, захищеної позитивним рішенням за заявкою на патент.

Особистий внесок здобувача:

теоретично досліджений технологічний процес здрібнювання фуражного зерна;

проведена оптимізація параметрів робочих органів апарата , що подрібнює , на малогабаритному універсальному подрібнювачі зернових продуктів ИУФ - 1 за допомогою ЕОМ типу IBM PC / AT - 486;

розроблено методику інженерного розрахунку апарата , що подрібнює , і методика проведення експериментальних досліджень по визначенню конструктивних і технологічних параметрів малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ - 1;

проведений розрахунок економічної ефективності малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ - 1.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідалися й одержали позитивну оцінку на науково-практичній конференції співробітників ЛДАУ (м. Луганськ, 1995... 1999 р.), на першій міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації с.-г. технiки” у КІСБ (м. Кіровоград, 1997 р.), на науково-практичній конференції “Проблеми становлення соціально-спрямованої економіки регіону” (м. Луганськ, 1997 р.).

Публікації. Основні положення і результати досліджень надруковані у 11 друкованих роботах. Отримано рішення на видачу патенту України за заявкою № 96051981 від 04.02.1997 р.

Структура й об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаної літератури і додатків. Робота викладена на 142 сторінках машинописного тексту, містить 58 малюнків, 24 таблиці. Список літератури включає 127 джерел.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність теми і ціль роботи, положення, які виносяться на захист.

У першому розділі “ Стан проблеми, ціль і задачі досліджень” дане зообіологічне обгрунтування технології подрібнювання зернових продуктів і приведений аналіз існуючих конструкцій подрібнювачів зернових продуктів. Подано обгрунтування прототипу апарата універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів.

Вивченню процесу подрібнювання зернових продуктів присвячена значна кількість робіт. Вагомий внесок у теорію подрібнювання зернових продуктів внесли М.Ф.Василенко, П.М.Василенко, С.Д.Хусид, С.В.Мельников, І.І. Ревенко, Л.В.Погорілий, Л.І.Грачова, В.І.Передня, В.І.Шаповалов, Н.І.Клименко, В.І.Сыроватка, В.Р.Альошкін, П.М.Рощин, О.М.Карнов, В.І.Стяжкін, М.Є.Рєзнік, В.О.Єлісєєв, Г.М.Кукта, В.О.Жабко, В.І.Шаповалов, С.Ф.Вольвак та інші.

У результаті проведеного аналізу літературних джерел та існуючих конструкцій малогабаритних подрібнювачів зернових продуктів зроблено наступні висновки:

Фермерські господарства України та СНД інтенсивно розвиваються, їм приділяється особливе значення при вирішенні продовольчого питання. Але для цього фермерським господарствам необхідно мати розвинуту інфраструктуру малогабаритної техніки.

Малогабаритні подрібнювачі фуражного зерна існуючих конструкцій мають істотні нестачі: висока енергоємність процесу; низька продуктивність, переподрібнення продукту, некерованість технологічного процесу.

Не проводилися дослідження технологічного процесу подрібнювання зернових продуктів стосовно до конструкції малогабаритного подрібнювача з вертикальним розташуванням подрібнюючого апарата сполученого із кидалкою-вентилятором; недостатні теоретичні й експериментальні дослідження технологічного процесу та керованих параметрів робочих органів подрібнювачей зернових продуктів закритого типу з вертикальною установкою кидалки-вентилятора на валі подрібнюючого апарата.

Немає даних по оптимізації параметрів подрібнюючого апарата, стосовно до малогабаритних подрібнювачів зернових продуктів.

Не існує рівняння, що повно відбиває баланс потужності протікання технологічного процесу малогабаритного подрібнювача зернових продуктів.

У другому розділі “Теоретичні передумови до вибору конструктивно -технологічної схеми і параметрів робочих органів малогабаритного універсального подрібнювача ” розроблена блок-схема функціонування універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів (рис.1).

З рис.1 видно, що дозатор зернових продуктів здійснює завантаження апарата , який подрібнює. Пропускна спроможність дозатора зернових продуктів прямо залежить від довжини - (L), ширини - (R) впускного вікна і випускного вікна - (b), висоти - (H) тобто від геометричних керованих чинників. Зовнішнім чинником , що впливає , на дозатор зернових продуктів, є щільність зернового матеріалу - (?м).

Подрібнюючий апарат є головним робочим блоком у процесі подрібнювання зернових продуктів. Продуктивність апарата залежить від наступних дискретно-керованих чинників: кількість молотків - (Z), товщина молотків - (?), частота оборотів

молоткового барабана - (n). Дискретно-керованими чинниками, що впливають на вихідні показники транспортуючого вузла і самого подрібнювача, є наступні: кількість лопаток кидалки-вентилятора - (k3); площа торцевої частини лопатки - (F2); кут нахилу лопатки кидалки-вентилятора - (?т); частота оборотів кидалки-вентилятора - (n). Основними вихідними показниками подрібнювача встановлені наступні: продуктивність - (Q), модуль помелу - (М), споживана потужність - (Р), фракційний склад - (W). На підставі розробленої блок-схеми функціонування подрібнювача (рис.1) нами пропонується конструктивно-технологічна схема малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів, яка показана на рис.2.

Запропонована нами конструктивно-технологічна схема подрібнювача (рис.2) має такіпозитивні якості: - вертикальне розташування апарата, що подрібнює, поєднаного із кидалкою-вен-тилятором; - висока універсальність за рахунок установки; на вертикальному валі змінних адаптерів; - зручність при технічному обслуговуванні і переобладнанні на інший технологічний процес.

Для оцінки запропонованої конструктивно-технологічної схеми була вирішена багатокритеріальна задача з використанням інтегрального критерію відстані до цілі. По обраним критеріальним даним: кількості вузлів - (Ку), кількості деталей - (Кд), універсальності - (Ун) - була побудована багатокритеріальна оцінна модель (за найкращими конструкціями подрібнювачів зернових продуктів) рис.3.

Аналіз значень узагальненого коефіцієнта відстані до цілі досліджуваних конструктивно-технологічних схем існуючих подрібнювачів показує, що кращою є запропонована нами нова конструктивно-технологічна схема універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів (?=1,3).

Відповідно до вимог малого фермерського господарства свинарського напрямку (розрахованого на двох працівників) яке має в утриманні 1 кнура, 30 основних свиноматок і 450 поросят на відгодуванні, потребує у фуражних кормів: ячмінь - 58,6 т; овес - 43,0 т; пшениця - 38,1 т; горох - 14,9 т (загальний об'єм складає 154,6 т). Теоретично була визначена продуктивність малогабаритного,

універсального подрібнювача при подрібнюванні фуражного ячменя (?м=1254 кг/м3) на середній модуль помелу - 260,5 кг/ г.

На підставі застосування прийнятої моделі сипучого тіла виведена залежність (1) для визначення ширини випускної горловини дозатора зернових продуктів:

де Q - продуктивність подрібнювача, кг/ г;

Т - час витікання зернового матеріалу, г;

К - коефіцієнт, який характеризує відношення площі, що зайнята зерном, до площі випускного вікна в одній площині;

L - довжина випускної горловини, м;

?м - щільність зернового матеріалу, кг/м3;

Н - висота бункера, м.

Проведені розрахунки показали, що при Qиз = 360 кг/ г, L = 0,26 м, Н=0,47 м, R = 0,15 м, r = 0,0857 м і ? = 15о ширина вихідного отвору бункера при витіканні наступних видів матеріалів дорівнює: для ячменя - 0,0235 м, для пшениці - 0,026 м, для гороху 0,019 м, для кукурудзи - 0,0143 м. Робочий об'єм бункера для малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів склав 0,012 м3. Повний час витікання зернового матеріалу з бункера склало 3,6 хв. (при завантаженні бункера зерновою культурою ячмінь, щільність котрого 1254 кг/м3). Слід зазначити, що часу витікання зерна з бункера рівного 3,6 хв. цілком достатньо для ручного завантаження бункера подрібнювача. Завантаження бункера подрібнювача можна здійснювати як ручним способом, так автоматично, за допомогою стрічкового або шнекового транспортера.

Теоретично були визначені основні геометричні розміри подрібнюю чого апарату малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів, котрі сприяють якісному протіканню технологічного процесу здрібнювання будь-яких зернових матеріалів. Основні розміри молоткового барабана: діаметр 0,3 м; довжина 0,21 м. Довжина молотка складає 0,1 м, ширина молотка - 0,06 м. Кількість молотків 12 штук. Основні розміри перфорованого циліндру (решета): діаметр 0,324 м; довжина 0,25 м. Отримані числові значення основних розмірів апарата враховані при розробці конструкції малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів.

На якісне протікання технологічного процесу здрібнювання зернового матеріалу впливає швидкість проходження маси через робочу камеру. Переміщення часток корму по внутрішній поверхні робочої камери (рис.4) можна описати диференціальними рівняннями Даламбера:

?z2 = Fинsin?+Fсsin?+Fлsin? - mq-Fр = 0

?x2 = Fинcos?-Fсcos?-Fлcos?= 0 (2)

де Fин - сила інерції;

Fс - сила опору частки при русі по поверхні перфорованої склянки;

Fл - сила опору повітря;

Fр - сила розрідження (вакуумна);

mq - сила ваги;

? - кут між горизонтальною площиною і траєкторією руху;

? - кут між силою інерції і горизонтальною площиною.

Після ряду математичних перетворень отримана формула для визначення швидкості руху здрібненої частки:

де rп - радіус перфорованої склянки, м;

?у - щільність повітря, кг/м3;

rш - радіус кидалки-вентилятора, м;

n - частота оборотів барабана, хв-1;

S1, S2 - відстань від початку і краю лопаті кидалки до точки виміру швидкості повітряного потоку, м;

fк - коефіцієнт тертя частки об внутрішню поверхню перфорованої склянки;

F1 - площа торцевої частини молотка, м2;

К1 - коефіцієнт кількості молотків К1=1 - два молотки, К1=2 - чотири молотки;

К2 - кількість молотків на одній осі підвісу, шт..

При умові, що rп = 162 мм, rш = 176 мм, S2 = 176 мм, S1 = 40 мм, fк = 0,33, n = 1485 хв-1, F1 = 400 мм2, К1=1, К2=4 шт., F2 = 7400 мм2, К3 = 2 шт., ?т = 290, ?=300 швидкість руху здрібненої частки (ячмінь) відповідно до формули (3) прийме значення - 66,8 м/с.

Визначена теоретично необхідна потужність малогабаритного, універсального подрібнювача зернових продуктів - 1,334 кВт (при подрібнюванні фуражного ячменя на середній модуль помелу) при продуктивності 260,5 кг/ г.

У третьому розділі “Програма і методика експериментальних досліджень” викладена програма досліджень, описані лабораторне устаткування, приводи, експериментальна установка і приведені методики проведення досліджень. Експериментальні дослідження проводилися в лабораторних і господарських умовах. У лабораторних умовах вивчалися чинники, що роблять істотний вплив на процес здрібнювання зернових продуктів: фізико-механічні властивості зернових матеріалів; параметри дозатора зернових продуктів; швидкість вертикального, повітряного потоку;

конструктивно-кінематичні параметри камери подрібнювання. У господарських умовах проводилися випробування на надійність технологічного процесу і якість подрібнювання зернових продуктів.

Для фіксування параметрів протікання технологічного процесу використовувалося стандартне і спеціально виготовлене нестандартне устаткування: переносний вимірювальний комплект К-50; тахогенератор ТЭ-204; ваги ВЛКТ-500Г-М; секундомір годинного типу 0,2S; мікроманометр ММН; пневмовимірювальна трубка Піто-Прандтля; ватметр Д-365; электросушильна шафа СНОЛ-2,5/2М та інші.

При оптимізації технологічних і конструктивних параметрів подрібнюючого апарата використовувалася методика багатофакторного експерименту за планом Бокса-Бенкіна. При опрацюванні чисельних значень багатофакторного експерименту використовувалася програма “PLAN” і ”SIGMA” при використанні ПЭВМ класу IBM PC/AT - 486. Отримані результати експериментальних досліджень оброблялися математичними методами з визначенням дисперсії, коефіцієнта варіації і критерію Кохрена.

У четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень” подані отримані дані, їхній аналіз, узагальнення і зіставлення з даними теоретичних досліджень; обгрунтовані раціональні значення досліджуваних параметрів універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів; висновки.

На розробленій експериментальній установці були проведені дослідження з визначення параметрів робочих органів для регулювання ступеня помелу зернових матеріалів, а також найменшого споживання електроенергії. Результати експериментальних досліджень подані у вигляді графіків (рис.5), що зображують залежності продуктивності, споживаної потужності і модуля помелу від кількості молотків при здрібнюванні фуражного ячменя з різним діаметром отворів решета (3 і 4 мм). Приведені результати досліджень дозволяють установити, що вимоги ДЕРЖСТАНДАРТу на комбікорми для різних видів і віків тварин можуть бути задоволені при установці двох змінних перфорованих склянок із діаметром отворів 3 і 4 мм і зміні кількості молотків від 8 до 16 штук на малогабаритному універсальному подрібнювачі зернових продуктів.

Методом планування багатофакторного експерименту були обрані такі чинники, які роблять найбільший вплив на робочий процес подрібнюючого апарату: товщина молотків, кількість молотків і окружної швидкості молотків, а також критерій оптимізації (Э) - енергоємність процесу здрібнювання з урахуванням ступеня і якості здрібнювання, що визначається за наступною формулою

де Рп - споживана потужність, кВт;

t - час здрібнювання досліджуваної маси, хв.;

m - досліджувана маса, кг;

M - модуль помелу, мм.

У результаті проведення й опрацювання результатів багатофакторного експерименту за планом Бокса-Бенкіна були отримані: математична модель (5), канонічне рівняння (6) і в разкодованому виді математична модель другого порядку

y=0,558-0,029x1+0,026x3+0,0015x1x2+0,018x1x3+0,01x2x3-0,0363x12-0,0311x22-0,0251x32, (5)

у - 0,564 = -0,037Х12-0,032Х22-0,026X32,

Э= -0,167 + 0,0557 b + 0,0345 z + 0,0113 Vокр + 0,0002 b z + 0,0006 b Vокр + 0,0002 z Vокр -

-0,009 b2- 0,002 z2- 0,0001 Vокр2. (7)

де y - параметр оптимізації, енергоємність - (Э), кВт хв. / кг мм;

х1 - товщина молотків - (b), мм

х2 - кількість молотків - (z), шт;

х3 - окружна швидкість молотків - (Vокр),м/с.

З графоаналітичного аналізу математичної моделі енергоємності процесу здрібнювання зернових продуктів методом двомірних перетинів (рис.6) видно, що енергоємність складає 0,565 кВт хв./(кг мм) при наступних оптимальних значеннях чинників: b=5мм, z=12 шт., Vокр=66 м/с.

Отримані теоретичні передумови по визначенню продуктивності малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів підтверджені експериментально з точністю в 5,41 %, а якість подрібненого продукту відповідає запропонованим зоотехнічним вимогам.

Виходячи з експериментального підтвердження теоретичних передумов бункера прямокутної форми, установлені наступні геометричні розміри: висота - 0,47 м; радіус вхідної горловини - 0,15 м; радіус вихідної горловини - 0,0875 м; кут нахилу стінки бункера - 150; довжина вихідної горловини бункера - 0,26 м. Експериментально також визначена ширина вихідного отвору бункера при продуктивності 360 кг/ г: ячмінь - 0,0242 м; пшениця - 0,0275 м; горох - 0,021 м; кукурудза - 0,154 м.

Експериментально було підтверджено, що при установці кидалки-вентилятора, тобто при створенні вертикального повітряного потоку, продуктивність малогабаритного подрібнювача зернових продуктів зростає на 20 % при незначному збільшенні споживання потужності (до 3%). Приведені результати дозволяють установити, що вимоги ДЕРЖСТАНДАРТу на комбікорм для різних видів і віків тварин задовольняються при установці кидалки-вентилятора на подрібнювачі. На підставі проведених експериментальних досліджень можна зробити висновок, що необхідно встановлювати в зарешетному просторі кидалку-вентилятор, тому що він створює спадний вертикальний повітряний потік, який сприяє більш швидкому підведенню зернового матеріалу до робочих органів і відводу подрібненого матеріалу з зарешетного простору.

Експериментально методом макрофотозйомки була визначена швидкість руху і кут опускання гвинтової лінії здрібнених часток. Швидкість руху здрібненої частки, згідно експериментів склала 64,05 м/с а по теоретичних розрахунках 66,8 м/с. Результати експериментальних досліджень показують, що максимальна розбіжність теоретичних і експериментальних даних у визначенні швидкості руху здрібнених часток складає не більш 4,12 %. Розбіжність теоретичних і експериментальних даних у визначенні кута опускання гвинтової лінії здрібнених часток складає 7%. Отже можна зробити висновок, що отримані теоретичні результати по визначенню швидкості руху і кута опускання гвинтової лінії здрібнених часток цілком підтверджені експериментально.

У п'ятому розділі “Господарські випробування, економічна ефективність і область застосування універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів ” подані результати господарських випробувань універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 (рис.7), що проводилися в складському приміщенні учбово-дослідного господарства ЛДАУ.

Оцінка економічної ефективності від застосування універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 проводилася в порівнянні з малогабаритним подрібнювачем “Котигорошко - 2”, що випускається АТ “Україна - Холдінг - Лізинг”. Річний економічний ефект від впровадження універсального малогабаритного подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 склав 441,6 грн у цінах на 1.02.1997 року.

Малогабаритний універсальний подрібнювач зернових продуктів ИУФ-1 може подрібнювати зернові (ячмінь, пшениця) і бобові (горох, соя і т.д.) на дерть або на крупу в залежності від зоотехнічних вимог. При подрібнюванні на середній модуль помелу продуктивність малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 має такі значення : ячмінь - 245 кг/ г, пшениця - 252 кг/ г, горох - 326 кг/ г. На грубий модуль помелу : ячмінь - 398 кг/ г, пшениця - 404 кг/ г, горох - 471 кг/ г.

Малогабаритний універсальний подрібнювач зернових продуктів ИУФ-1 може використовуватися у фермерських, особистих і на великих с.-г. підприємствах при готуванні дерті або крупи для усіх видів і віків тварин.

Малогабаритний універсальний подрібнювач зернових продуктів ИУФ-1 впроваджений у виробництво. Досліджувані партії подрібнювача випущені на заводах “Автоматика” (Україна, Івано-Франківська область, пгт. Брошнев) і “Калитвасельмаш” (Росія, Ростовська область, м. Бела Калитва).

ЗАГАЛЬНІ ВИВОДИ

На основі аналізу існуючих конструктивно-технологічних схем малогабаритних подрібнювачей зернових продуктів виявлена необхідність розробки малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів для фермерських і особистих підсобних господарств, який би відповідав вимогам готування кормів у цих господарствах.

Вертикальне розташування вала подрібнюючого апарата додає універсальність за рахунок можливості швидкого і зручного компонування змінних адаптерів, що дозволяє скоротити час на адаптацію подрібнювача на новий технологічний процес і сполучити в одній машині різні технологічні процеси.

Розроблена математична модель здрібнювання зернових продуктів показує зв'язок домінуючих чинників, що впливають на його роботу, і дозволяє визначити раціональні параметри робочих органів. Експериментально-теоретичними дослідженнями встановлені оптимальні технологічно-конструктивні параметри:

молотковий барабан діаметром 300мм, довжиною 210мм повиннен бути оснащений 12 шарнірно-підвішеними молотками на 4 осях підвісу; крок розставляння молотків 14мм; довжина молотка - 100мм; ширина молотка - 60мм; товщина молотка - 5мм; окружна швидкість молотків знаходиться в межах 60…70 м/с.

подрібнюючий апарат повинен бути оснащений перфорованими циліндрами діаметром - 324мм, довжиною - 250мм і з різним діаметром отворів перфорації стінок (на дрібний модуль помелу - діаметр отворів 3мм; на середній і грубий модуль помелу - діаметр отворів 4мм);

кидалка-вентилятор діаметром 352мм повинна мати дві лопаті шириною 50мм, загальною площею 5950мм2 і установлені радіально обертанню ротора кидалки-вентилятора. Кидалка-вентилятор обертається в режимі ротора;

кут вивантажувальної горловини подрібнювача складає 23,320 (град.) при довжині дуги вивантажувального патрубка 140мм і діаметрі кидалки-вентилятора 352мм;

для забезпечення надійного транспортування і вивантаження здрібненого корму швидкість повітряного потоку на виході (вивантажувальна горловина) знаходиться в межах 14…15 м/с;

енергоємність процесу подрібнювання з обліком ступеня і якості здрібненого корму складає 0,1525 кВт хв./кг.

Отримана математична модель відповідає реальному процесу здрібнювання зернових продуктів і може бути використана для планування вихідних показників і режимів роботи малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів в умовах виробництва.

Результати експериментально-теоретичних досліджень можуть бути використані при розробці нових подрібнювачів зернових продуктів. Основні теоретичні та експериментальні дослідження реалізовані при розробці конструктивно-технологічної схеми малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1.

Продуктивність малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 (кг/г) при відповідності якості подрібненого продукту запропонованим зоотехнічним вимогам має наступні значення:

при подрібнюванні на середній модуль помелу: ячмінь - 245 кг/г, пшениця - 252 кг/г, горох - 326 кг/г;

при подрібнюванні на грубий модуль помелу: ячмінь - 398 кг/г, пшениця - 404 кг/г, горох - 471 кг/г.

Розроблено методику інженерного розрахунку подрібнюючого апарата, яка була використана при розробці конструктивно-технологічної схеми малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1.

Проведені господарські випробовування малогабаритного універсального подрібнювача зернових продуктів ИУФ-1 говорять про високу надійність технологічного процесу і про перевагу над існуючими подрібнювачами по якості подрібнення корму та енергоємності процесу.

Річний економічний ефект від впровадження малогабаритного універсального подрібнювача кормів ИУФ-1 складає 441,6 грн.

Малогабаритний універсальний подрібнювач зернових продуктів ИУФ-1 впроваджений у виробництво на заводах “Автоматика” (Івано-Франківська область) і “Калитвасельмаш” (м. Белая Калитва, Росія).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ З ТЕМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шаповалов В.И., Болоташвили З.У., Вольвак С.Ф., Лысенко И.Б. Разработка гибких систем - эффективный путь механизации сельскохозяйственного производства // Вісник Східноукраїнського державного університету. - Луганськ: Вид-цтво СУДУ, 1996. - №1. - с.169…173.

2. Шаповалов В.И., Болоташвили З.У., Вольвак С.Ф. Малогабаритный измельчитель-смеситель в варианте измельчения фуражного зерна / Информационный листок № 9-97. - Луганск: Луганский ЦНТИ, 1997, - 3 с.

3. Шаповалов В.И., Вольвак С.Ф., Болоташвили З.У. Разработка гибкого универсального малогабаритного кормоприготовительного агрегата ИУФ - 1 // Проблеми конструювання, виробнитсьтва та експлуатацii с.-г. техники: Збiрник наукових праць. - Кiровоград: КIСМ, 1997, с 113...116.

4. Болоташвили З.У. Обоснование параметров выходной горловины малогабаритного измельчителя-смесителя ИУФ -1 // Машинобудування та технiчнi науки: Приднiпровський науковий вiсник. - Днiпропетровськ, 1997. - № 35 (46). С 1...4.

5. Болоташвили З.У. К обоснованию параметров бункера и скорости движения зерновой частицы агрегата ИУФ - 1 // Збiрник Луганського сiльскогосподарського iнституту // Видавництво ЛСГI, 1997, № 1. с. 42...45.

6. Болоташвили З.У., Вольвак С.Ф. Обоснование угла наклона лопатки швырялки-вентилятора. // Проблеми конструювання, виробництва та експлуатацii с.-г. технiки: Збiрник наукових праць. - Кiровоград : КIСМ, 1997. С. 19...22.

7. Болоташвили З.У., Шаповалов В.И. Обоснование параметров рабочих органов измельчающего аппарата фуражного зерна к кормоприготовительному агрегату ИУФ - 1 // Збiрник Луганського сiльскогосподарського iнституту // Видавництво ЛСГI, 1997, № 1. С. 39...42.

8. Болоташвили З.У. Разработка малогабаритного гибкого кормоприготовительного агрегата в варианте измельчения фуражного зерна // Вiсник схiдноукраiнського державного унiверситету. - Луганськ, СУДУ, 1997. - № 5(9) - с. 193.

9. Шаповалов В.И., Болоташвили З.У. Обоснование установки швырялки-вентилятора на малогабаритном универсальном измельчителе фуражного зерна ИУФ-1 // Збiрник наукових праць Луганського сiльскогосподарського iнституту // Видавництво ЛСГI, 1998, № 2(4), с. 93...96.

10. Болоташвили З.У. Обоснование конструктивно-технологической схемы универсального малогабаритного измельчителя зерновых продуктов// Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету / Ред кол.: В.Г.Ткаченко (відп. ред.) та ін. - Луганськ, № 4(10). - 1999, с.86…90

11. Шаповалов В.І., Вольвак С.Ф., Болоташвиілі З.У. Малогабаритний універсальний фермерський подрібнювач-змішувач // Рішення про видачу патенту на винахід без проведення експертизи по суті / Заявка № 96051981 від 21.05.1996. - Київ, НДЦПЕ, 04.02.1997р.

Размещено на Allbest.ru

...