Теоретические аспекты повышения эффективности работы мобильного раздатчика-питателя кормов в системе "подача – гранулирование кормовых смесей"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Амурский государственный университет (Благовещенск)

Теоретические аспекты повышения эффективности работы мобильного раздатчика-питателя кормов в системе «подача - гранулирование кормовых смесей»

Доценко С.М.

Аннотация

На основе анализа трансформации потоковых систем в пространстве и времени обоснованы схемы заполнения бункера мобильного раздатчика-питателя кормов с точки зрения повышения качества их работы в системе «загрузка - раздача (дозированная подача)». Получены зависимости, позволяющие производить необходимые расчеты при проектировании технических средств для систем данного назначения.

Ключевые слова: МАЛЫЕ ФЕРМЫ, ДОЗИРОВАНИЕ, МОБИЛЬНЫЙ РАЗДАТЧИК-ПИТАТЕЛЬ КОРМОВ, СИСТЕМА, ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОТОКА, ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕ-РАСПРЕДЕЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ПРЕСС-ГРАНУЛЯТОР

раздатчик мобильный бункер корма

Известно, что уровень механизации производства животноводческой продукции на малых фермах и на сегодняшний день остается неудовлетворительно низким, поэтому статья по затратам ручного труда в ее себестоимости составляет существенную долю.

В то же время существующие схемы мобильных раздатчиков-питателей кормов (МРПК), функционирующих в системах «загрузка бункера - транспортирование - раздача животным» и «загрузка бункера - дозированная подача в кормоприготовительные машины» не отвечают предъявляемым требованиям по качеству дозирования кормовых продуктов [1, 2].

Целью исследований является теоретическое обоснование повышения эффективности работы системы «загрузка бункера МРПК - раздача животным или дозированная подача в кормоприготовительные машины».

Задачи исследования:

- с учетом особенностей работы МРПК путем анализа трансформации потока в пространстве и времени обосновать рациональные схемы заполнения бункера машин данного назначения;

- получить аналитические зависимости, характеризующие трансформирующуюся потоковую систему с точки зрения повышения качественных показателей работы МРПК и пресс-грануляторов при их совместном функционировании.

Особенность функционирования предложенного мобильного раздатчика-питателя кормовых продуктов (МРПК) характеризуется тем, что он выполняет самозагрузку в режиме периодической (циклической) подачи порции сено-соломистого, корнеплодного и другого сырья в местах его складирования, подачи данной порции в измельчитель, измельчение и распределение измельченного продукта в бункере измельчающе-распределяющим устройством (ИРУ) [3]. При этом распределение продукта может осуществляться по двум различным схемам (рис. 1), позволяющим выровнять колебания входного потока - QHP (tp).

При этом среднее значение подачи QНР измельчителя-распределителя, соответствующее реализации распределяемого потока как случайной функции Q(tП), за время погрузки tП, равно:

, (1)

Приняв в качестве математического ожидания М случайной функции среднее значение подачи измельчителя-распределителя , запишем, что

, (2)

где - относительное отклонение массы продукта, распределяемой в бункере.

схема 1

схема 2

Рис.1. К обоснованию схем заполнения бункера МПРК

схема 1 - наклонными слоями;

схема 2 - горизонтальными слоями при возвратно-поступательном

режиме формирования слоев

Работами Мельникова С.В., Кобы В.Г., Кукты Г.М. и других ученых доказано, что материальные потоки аналогичного характера имеют нормальный закон распределения случайной величины Q(t), и тогда

, (3)

где: - абсолютное отклонение фактической подачи;

DQ - дисперсия отдельной реализации случайного процесса подачи измельчителем-распределителем.

Для данного условия (3) справедливо равенство:

,

Учитывая, что , можно записать

, (4)

Дисперсия DQ также может быть определена как

, (5)

где KQ - корреляционная функция случайной функции Q(tп) в интервале времени .

При этом существует зависимость

(6)

Аппроксимируем корреляционную функцию выражением следующего вида [4]:

, (7)

где - параметр функции, учитывающий характер ее убывания.

Решив равенство (7) относительно , имеем:

, (8)

Приняв, что , получим:

, (9)

Анализ схем, представленных на рис. 1, показывает, что процесс заполнения бункера такими способами есть не что иное, как заполнение бункера путем разрыва подаваемого кормового потока длиной l(t) на отрезки длиной Lб и послойной их укладки в бункере МРПК.

Для данных способов заполнения бункера справедливо положение, согласно которому в произвольных сечениях на интервале Дli послойно уложенных отрезков длиной Lб дисперсия колебаний массы продукта равна

(10)

Для каждого из сечений, равных Д li, имеем

, (11)

где - дисперсия массы продукта в i-м сечении бункера МРПК j-го слоя, длиной, равной Lб.

Для описания процесса работы МРПК в рассматриваемой подсистеме по схеме: «подача измельченного сырьевого продукта смешивание и усреднение влаги в пресс-грануляторе (ПГ)» примем, что корреляционная функция потока на выходе из МРПК и, соответственно, на входе в пресс-гранулятор, имеет вид

Тогда показатель неравномерности подачи, например, сено-соломистого продукта в пресс-гранулятор в секундном интервале времени можно представить как

, (12)

где - интервал корреляции при Д l = 0.

При данном значении Дl выражение (12) примет вид:

, (13)

Известно, что коэффициент вариации зависит от длительности формирования дозы корма Дt, т.е.

, (14)

где: - неравномерность дозирования в интервале, равном 1 с;

- допускаемая по требованиям неравномерность дозирования.

Примем, что , а ,

где G - секундная масса продукта;

QПГ - производительность пресс-гранулятора.

Подставляя значения и в известное выражение для определения QПГ [5] и решая его относительно щ, получим

, (15)

где: Д, d - диаметры витков и вала винта ПГ;

S - шаг витков;

с - плотность продукта;

- коэффициент заполнения камеры ПГ.

Заключение

раздатчик мобильный гранулирование корма

Проведенным анализом с использованием новых методологических подходов обоснованы требования к работе ИРУ и получены модели оценки, характеризующие качественные показатели работы МРПК в системе «подача - гранулирование» и режимные параметры функционирования пресс-гранулятора.

Список использованных источников

1. Резник Е.И. Малым фермам - современную кормоприготовительную технику // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1986, № 8. - С. 16.

2. Омельченко А.А., Кузын Л.М. Кормораздающие устройства. - М.: Машиностроение. - 1971. - 208 с.

3. Патент РФ № 2624954 Самозагружающийся кормораздатчик / авторы Доценко С.М., Гончарук А.И., Школьников П.Н. Опубл. в БИ № 20 от 11.07.2017 г.

4. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука. - 1964. - 576 с.

5. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. - Л.: Колос,. - 1978. - 560 с.

Размещено на Allbest.ru