Повышение эффективности очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей путем совершенствования сепарирующего устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Повышение эффективности очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей путем совершенствования сепарирующего устройства

Джаналиев Ерназар Максутович

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Саратов 2010

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Мухин Виктор Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Павлов Иван Михайлович

кандидат технических наук, старший

научный сотрудник

Соколов Николай Михайлович

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится 26 февраля 2010 года в 12.00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова».

Отзывы направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Автореферат разослан 23 января 2010 г. и размещен на сайте: www. sgau.ru 25 января 2010 г.

Ученый секретарь совета

по защите докторских и кандидатских диссертаций Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Животноводство - важнейшая отрасль сельскохозяйственного производства, поставляющая населению ценнейшие продукты питания, промышленности - необходимое сырье, а растениеводству - органические удобрения. Увеличение производства животноводческой продукции невозможно без создания прочной кормовой базы. Особая роль при этом отводится приготовлению кормов, улучшению качества, рациональному использованию и сокращению их потерь.

В связи с дороговизной концентрированных кормов в рационе крупного рогатого скота сохраняется значительная доля грубых стебельных кормов, которые являются важным источником клетчатки, физиологически необходимой для жвачных животных.

Основной операцией при подготовке грубых стебельных кормов к скармливанию является измельчение. Процесс измельчения осложняется тем, что вместе с грубыми стебельными кормами в рабочие органы измельчителей попадают инородные твердые примеси, вследствие чего их режущие органы быстро изнашиваются и повреждаются. Нередко попадание тяжелых крупных примесей приводит к полному выходу из строя измельчителей или к длительной остановке всей кормоприготовительной линии. При этом нарушаются графики кормления, сокращаются удои и привесы животных. Иногда заостренные мелкие инородные твердые примеси, попадая вместе с кормами в органы пищеварения животных, вызывают у них травматические заболевания и даже гибель. Хозяйства несут от этого ощутимые экономические потери.

Таким образом, грубые стебельные корма непосредственно перед процессом измельчения необходимо очищать от инородных твердых примесей, что повышает эффективность работы кормоприготовительных линий.

Из вышесказанного следует, что задача выделения примесей из стебельных кормов при проведении операций кормоприготовления является в настоящее время во многом не решенной, что подтверждает актуальность темы данной диссертационной работы.

Цель исследования - повышение эффективности процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей за счет совершенствования сепарирующего устройства.

Объект исследования - технологический процесс очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей пневмомеханическим сепарирующим устройством.

Предмет исследования - зависимости, характеризующие рабочий процесс очистки грубых стебельных кормов и отражающие связь между параметрами сепарирующего устройства и качественными показателями его работы.

Методика исследований предусматривает анализ рабочего процесса очистки и экспериментальное подтверждение теоретических зависимостей в лабораторных и производственных условиях.

Теоретические исследования проводились с использованием законов математики и теоретической механики.

Экспериментальные исследования базировались на использовании статистического метода и ортогонального планирования многофакторного эксперимента. При этом был выбран наиболее значимый фактор, влияющий на принятый критерий оптимизации процесса, - степень очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей.

Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна:

- разработана классификация сепарирующих устройств для очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей;

- получены теоретические зависимости для описания рабочего процесса сепарирующего устройства и расчета его основных конструктивно-технологических и режимных параметров;

- получена математическая модель, адекватно описывающая влияние различных факторов на степень очистки грубых стебельных кормов.

Новизна конструкторской разработки подтверждена патентом на изобретение № 9022 Республики Казахстан.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- классификация сепарирующих устройств для очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей;

- конструктивно-технологическая схема сепарирующего устройства;

- теоретические зависимости, описывающие рабочий процесс сепарирующего устройства, и аналитические выражения для определения основных параметров сепарирующего устройства;

- результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных конструктивно-технологических и режимных параметров сепарирующего устройства.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Результаты исследования могут быть использованы при создании и совершенствовании машин для очистки грубых стебельных кормов. Применение предлагаемого сепарирующего устройства позволит повысить эффективность работы технологических линий приготовления кормов, снизить кормовой травматизм животных.

Экспериментальный образец сепарирующего устройства испытан и внедрен в КХ «Абай» и КХ «Ал?а ?аза?» Западно-Казахстанской области.

По результатам исследования разработана и заложена в фонд Западно-Казахстанского ЦНТИ техническая документация на сепарирующее устройство. На документацию поступило 4 запроса от производственных и научных организаций.

Апробация работы. Основные научные положения, выводы и практические рекомендации диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференцияхСаратовского государственного аграрного университета (Саратов, 2000, 2007, 2008, 2009 гг.), Бурятской государственной сельскохозяйственной академии (Улан-Удэ, 2007 г.), Башкирского государственного аграрного университета (Уфа, 2007 г.), Западно-Казахстанского аграрно-технического университета (Уральск, 1999, 2003, 2005 гг.) и I Международной научно-практической конференции «Наука и технология: шаг в будущее - 2006» (Белгород, 2006 г.).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертационных исследований опубликовано 17 работ, из них 6 в изданиях, указанных в Перечне ведущих журналов и изданий... ВАК РФ, получен 1 патент на изобретение Республики Казахстан. Общий объем публикаций составляет 7,39 п.л., из которых 3,39 п.л. принадлежит лично соискателю.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 36 рисунков, из них 16 графиков, 8 фотографий и 11 приложений. Список литературы включает 151 наименование, из них 2 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

очистка стебельный корм сепарирующий

Во введении обоснована актуальность темы и изложены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» изложено современное состояние очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей.

Известно, что в процессе уборки, хранения, транспортировки и погрузки в грубые стебельные корма попадают различные инородные твердые примеси. Вследствие этого при подготовке кормов к скармливанию из-за их засоренности инородными твердыми примесями происходят поломки рабочих органов машин, особенно измельчителей-смесителей.

Кормовой травматизм наносит значительный ущерб, что подтверждено многочисленными исследованиями. Это вызвано тем, что вместе с кормом в организм животных попадают различные острые твердые примеси (куски проволоки, битое стекло, гвозди, заостренные металлические частицы), вызывающие заболевание органов пищеварения и даже гибель животных.

Исследования, проведенные в области очистки грубых кормов учеными Л.П. Карташовым, Б.В. Кононовым, В.А. Голиковым, С.Л. Таршиловым, С.М. Ахметовым, А.С. Ерохиным, В.Н. Стригиным, А.Е. Коваленко, Р.Р. Джапаровым, Е.У. Арстаналиевым, В.В. Саяпиным и другими, позволили получить ценные рекомендации по совершенствованию рабочего процесса сепарирующих устройств.

Анализ ранее проведенных исследований по очистке грубых кормов от инородных твердых примесей дал возможность разработать более совершенную конструкцию пневмомеханического сепарирующего устройства.

В соответствии с результатами анализа и поставленной целью предусмотрено решение следующих задач:

1. Провести анализ конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств, разработать их классификацию и наметить перспективные направления развития сепарирующих устройств.

2. Разработать конструктивно-технологическую схему сепарирующего устройства, повышающего эффективность очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей.

3. Провести теоретическое исследование сепарирующего устройства и выявить основные аналитические зависимости для определения конструктивно-технологических и режимных параметров.

4. Экспериментальными исследованиями оптимизировать конструктивно-технологические и режимные параметры сепарирующего устройства.

5. Провести производственные испытания сепарирующего устройства и дать экономическую оценку эффективности его использования.

Во второй главе «Теоретические исследования процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей» обоснована новая конструктивно-технологическая схема сепарирующего устройства, работа которого основана на пневмомеханической сепарации с использованием различия физико-механических и аэродинамических свойств разделяемых компонентов: плотностей и парусности при пневматической очистке в условиях вибрации. На основе законов динамики тел произведен теоретический анализ движения разделяемых компонентов в процессе сепарации и получены уравнения для определения основных параметров сепарирующего устройства.

Сепарирующее устройство (патент на изобретение № 9022 Республики Казахстан) состоит из загрузочного транспортера 1 (рис. 1), под лентой которого расположены эксцентриковые валики 2; съемника 3, выполненного в виде транспортера с перфорированной лентой. Между нижней и верхней ветвями ленты съемника установлен конфузор 4, соединенный с всасывающим патрубком вентилятора. В зоне выгрузки стебельного корма установлен скребок 5, под которым расположены емкость 6 для сбора примесей и отводящий транспортер 7.

Технологический процесс очистки грубых стебельных кормов протекает следующим образом. Разделяемые компоненты транспортером 1 подаются к местам воздействия на ленту эксцентриковых валиков 2, где они от вибрации встряхиваются и расслаиваются, при этом стебельный корм, попадая в зону действия всасывающего воздушного потока, притягивается к перфорированной ленте съемника 3 за счёт большей парусности. По мере движения ленты стебельный корм транспортируется за емкость 6 для сбора примесей и поступает на отводящий транспортер 7. Застрявший на перфорированной ленте корм снимается скребком 5.

Рисунок 1 - Конструктивно-технологическая схема сепарирующего устройства

Инородные твердые примеси после прохождения зоны воздействия эксцентриковых валиков падают на поверхность ленты загрузочного транспортера и перемещаются в емкость для сбора примесей.

Для обоснования конструктивно-технологических и режимных параметров сепарирующего устройства следует рассматривать процесс сепарации поэтапно на каждом участке движения компонентов кормовой массы.

Для изучения движения примеси в слое соломы ленту загрузочного транспортера условно разделим на два участка: AB - без эксцентриковых валиков и BC - с эксцентриковыми валиками (рис. 2).

Положим, что на участке AB отсутствуют вертикальные колебания ленты от воздействия эксцентриковых валиков. Тогда лента и слой материала на ней будут двигаться равномерно горизонтально и поступательно со скоростью т.



Рисунок 2 - Схема сил, действующих на инородные примеси в слое соломы

Если не учитывать объем твердых примесей, содержащихся в ворохе, то толщину слоя исходного материала , поступающего на загрузочный транспортер, можно определить по формуле

, (1)

где в - коэффициент относительного содержания примесей в исходном материале; Q - подача исходного материала на ленту загрузочного транспортера, кг/с; Bт - ширина ленты загрузочного транспортера, м; сс - плотность соломы, кг/м3; т - скорость ленты загрузочного транспортера, м/с.

Примесь M, находящаяся на поверхности вороха, достигнет ленты транспортера, когда опустится на величину

H = Hт - Дст, (2)

где Дст - статическая деформация слоя, м.

Пусть примесь M, поступая вместе с ворохом на участок BC ленты, подвергается воздействию эксцентриковых валиков. Тогда слой материала вместе с горизонтальным поступательным движением со скоростью т приобретает вертикальное колебательное движение.

Ось x направлена вертикально вниз, и начало отсчета - точка O - совершает колебательное движение согласно уравнению

х = х0(t) = A sin pt + хнач, (3)

где A - амплитуда колебаний, м; p - круговая частота колебаний, рад/с; хнач - начальная координата точки O (при t = 0, хнач = Дст), м.

Уравнение относительного движения примеси в вибрирующем слое соломы имеет вид

, (4)

где g - ускорение свободного падения, м/с2; n - коэффициент, определяющий вязкость вороха соломы при вибрациях, с-1; t - время, с; в - сдвиг эксцентрикового вала по фазе, рад.

Первое слагаемое в (4) является постоянной величиной, второе - убывает по экспоненциальному закону, третье - является линейной функцией времени, четвертое - гармоническая составляющая.

Над зоной BC ленты загрузочного транспортера установлен конфузор вентилятора, который создает всасывающий воздушный поток (рис. 3).

Предположим, что воздух движется равномерно вертикально вверх со скоростью в. Коэффициент парусности примесей kпп составляет 0,008 м-1, а коэффициент парусности соломы kпс имеет значения от 0,044 до 0,065 м-1. Таким образом, примеси препятствуют подъему соломы вверх воздушным потоком. Скорость витания соломы вс составляет 8-16 м/с, поэтому скорость воздушного потока в примем равной 18 м/с. Скорость витания примесей вп составляет 35 м/с и более, что гораздо больше принятой скорости воздушного потока.

Рисунок 3 - Схема движения разделяемых компонентов в воздушном потоке

Уравнения движения примесей на участке BC в неподвижной системе отсчета O1x1y1 имеют вид

x1 = х0(t) + x(t), (5)

y1 = т t. (6)

Движение слоя вороха под примесями в неподвижной системе координат O1x1y1 описывается уравнениями

x1 = х0(t), (7)

y1 = т t. (8)

Система уравнений (5)-(8) решена численным методом Рунге - Кутта четвертого порядка.

Скорость ленты для транспортирования соломы выбирается в пределах 0,4-0,8 м/с. Ширина ленты загрузочного транспортера определяется по выражению

, (9)

где с - плотность исходного материала, кг/м3; kпр - коэффициент производительности, зависящий от формы поперечного сечения грузового потока.

Высота борта загрузочного транспортера hб принимается равной

hб = k1Bт , (10)

где k1 = 0,1-0,15 - коэффициент, учитывающий соотношение высоты борта и ширины ленты транспортера.

При воздействии эксцентриковых валиков на ленту загрузочного транспортера находящиеся на нем компоненты встряхиваются, за счет чего более тяжелые инородные твердые примеси под действием силы тяжести опускаются вниз со средней скоростью

. (11)

Среднее время вертикального перемещения инородных примесей tср равно

. (12)

Длина участка BC должна удовлетворять неравенству

. (13)

Выберем геометрические параметры эксцентрикового валика. Помимо горизонтального движения со скоростью т лента загрузочного транспортера на участке BC совершает вертикальные гармонические колебания с амплитудой A, равной удвоенному эксцентриситету е валика и круговой частотой p. Оси вращения эксцентриковых валиков расположены на одном уровне, имеют одинаковую форму, и лента на участке BC находится в натянутом состоянии. Если не рассматривать горизонтальное движение ленты, то участок ленты, взаимодействующий с эксцентриковыми валиками, можно представить в следующем виде (рис. 4).

Рисунок 4 - Растяжение ленты на участке ВС

Радиусы малой R0 и большой R окружностей эксцентрика соответственно равны

R0= 0,5A, R = A. (14)

Высота расположения конфузора над загрузочным транспортером

Нвер = Нт + Нвых , (15)

где Hвых - толщина слоя очищенной соломы на выходе, м.

Толщина слоя очищенной соломы на выходе

Hвых < (16)

где pвак - вакуумметрическое давление, создаваемое вентилятором, Па; свых - плотность слоя очищенной соломы на выходе, кг/м3.

Скорость верхней ленты транспортера

(17)

где Hвх - толщина слоя соломы на входе без учета примеси, м.

Пропускная способность сепарирующего устройства Пу определяется по формуле

, (18)

где a - длина конфузора, м; b - ширина конфузора, м; k - коэффициент перфорации, k = 0,45-0,52; - коэффициент допустимой массовой концентрации смеси; - плотность воздуха, кг/м3; - коэффициент запаса, = 1,1-1,25.

Поэтапное исследование технологического процесса сепарирующего устройства позволило получить выражение для определения потребной мощности N на его привод:

(19)

где kи - коэффициент запаса мощности для преодоления сопротивления от инерции масс при пуске ленточных транспортеров; F1 - усилие, необходимое для натяжения ленты загрузочного транспортера, Н; hт - толщина ленты загрузочного транспортера, м; E - модуль упругости ленты загрузочного транспортера, кг/м2; F3 - усилие, необходимое для натяжения ленты верхнего транспортера, Н; Мпр - приведенный к ведущему валу механизма момент, Нм; - угловая скорость эксцентрикового вала, рад/с; L - длина загрузочного транспортера, м; зп - коэффициент полезного действия передачи; Qв - расход воздуха, м3/с; hв - действительное давление воздуха, Па; з - коэффициент полезного действия вентилятора.

Энергоемкость процесса очистки стебельных кормов в сепарирующем устройстве Эп определяется по формуле

. (20)

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа проведения экспериментальных исследований с описанием используемых приборов и устройств, а также методика проведения опытов.

Высоту захвата соломы определяли экспериментальным путем. На основе методики, приведенной в работе А.И. Нелюбова, разработана лабораторная установка, схема которой представлены на рис. 5.

Рисунок 5 - Схема лабораторной установки

Установка состоит из электродвигателя 1, вентилятора 2, с всасывающей стороны к которому при помощи патрубка 3 и трубопровода 4 присоединен конфузор 5, к которому прикреплена перфорированная лента 6, имеющая прямоугольную форму. Конфузор размещен в камере 7, передняя часть которой выполнена из стекла. Внутри камеры установлена мерительная линейка 8. Конфузор имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении. Угол в наклона воздушного потока при проведении опытов составлял 90. Таким образом, исследовали высоту захвата соломы при расположении его перпендикулярно воздушному потоку. Перед каждым опытом предварительно с помощью дроссельной заслонки 9 устанавливали скорость воздушного потока, при которой солома притягивалась к пластинке (перфорированной ленте).

За критерий оптимизации была принята степень очистки кормов , определяемая по формуле

%, (21)

где ?nпр - число примесей, выделенных из корма, шт.; nпр - число примесей, содержащихся в неочищенном корме, шт.

На основе анализа литературных источников и собственных исследований было выделено 8 факторов, оказывающих наибольшее влияние на степень очистки грубых кормов: скорость воздушного потока; расход воздуха; круговая частота колебаний; подача исходного материала на ленту загрузочного транспортера; расстояние между эксцентриковыми валиками; скорость ленты загрузочного транспортера; толщина слоя исходного материала на загрузочном транспортере; высота расположения конфузора над загрузочным транспортером.

Для проведения отсеивающего эксперимента воспользовались планами Плакетта - Бермана. После обработки результатов для дальнейших исследований оставлено пять наиболее значимых факторов (табл. 1).

Таблица 1 - Уровни и интервал варьирования факторов

Обозначение	Наименование фактора	Значения
		-1	0	+1
Х3	Скорость воздушного потока, в, м/с	15,66	19,66	23,66
Х11	Подача исходного материала на ленту загрузочного транспортера, Q, кг/с	0,8	1,2	1,6
Х16	Скорость ленты загрузочного транспортера, т, м/с	0,4	0,6	0,8
Х19	Толщина слоя исходного материала на загрузочном транспортере, Hт, м	0,05	0,10	0,15
Х20	Высота расположения конфузора над загрузочным транспортером, Hвер, м	0,15	0,25	0,35

Для проведения опытов данного блока экспериментальных исследований была использована методика планирования эксперимента с применением симметричного композиционного плана типа В5, позволяющего получить полиномиальные уравнения регрессии второго порядка.

Четвертая глава посвящена результатам и анализу экспериментальных исследований.

На основании экспериментальных данных (см. рис. 5) были построены графики зависимости скорости воздушного потока в от коэффициента перфорации k и высоты захвата соломы Hвер от скорости воздушного потока в.

Из графика (рис. 6) видно, что с увеличением коэффициента перфорации k скорость воздушного потока в уменьшается и достигает допустимого значения из условия прочности ленты в = 17,1-19,7 м/с при k = 0,45-0,52. Дальнейшее увеличение k приводит к снижению прочности ленты на разрыв. Из графика (рис. 7) следует, что при скоростях воздушного потока в = 17,1-19,7 м/с допустимая высота захвата соломы составляет Нвер = 0,19-0,26 м.

С целью оптимизации процесса очистки грубых стебельных кормов были проведены исследования влияния расхода воздуха Qв на пропускную способность сепарирующего устройства.

Изменение расхода воздуха производилось с помощью дроссельной заслонки. При заданном расходе воздуха определялась максимальная пропускная способность устройства. Исследования проводились для соломы яровой пшеницы плотностью 40 кг/м3, средняя длина частиц которой находилась в пределах 220-225 мм, с влажностью 13,4 %. Зависимость пропускной способности от расхода воздуха представлена на рис. 8. Из графика видно, что сходимость расчетных и экспериментальных данных составляет 93-95 %.

Рисунок 6 - Зависимость скорости воздушного потока в от коэффициента перфорации k

Рисунок 7 - Зависимость высоты захвата соломы Hвер от скорости воздушного потока в

После математической обработки результатов основного эксперимента было получено уравнение регрессии второго порядка:

(22)

Рисунок 8 - Зависимость пропускной способности сепарирующего устройства от расхода воздуха: 1 - теоретическая; 2 - экспериментальная

Адекватность представления результатов подтверждена критерием Фишера при 5%-м уровне значимости.

Оптимальные значения факторов определялись посредством анализа двумерных сечений поверхности отклика.

Анализ двумерных сечений (рис. 9) позволил определить, что оптимальные значения степени очистки з0 = 93,8-95,267 % имеют место при скорости воздушного потока в интервале в = 18-19 м/с, подаче исходного материала на ленту загрузочного транспортера Q = 1,05-1,15 кг/с, скорости ленты загрузочного транспортера т = 0,43-0,52 м/с, толщине слоя исходного материала на загрузочном транспортере Hт = 0,10-0,12 м, высоте расположения конфузора над загрузочным транспортером Hвер = 0,18-0,24 м.

В пятой главе «Производственные испытания и экономическая оценка эффективности предлагаемого сепарирующего устройства» приведены результаты внедрения и расчет экономической эффективности применения сепарирующего устройства.

Производственные испытания сепарирующего устройства были проведены при подготовке стебельных кормов к скармливанию в КХ «Абай» и КХ «Ал?а ?аза?» Западно-Казахстанской области Республики Казахстан. Целью данных испытаний были: выявление его работоспособности при очистке различных видов стебельных кормов, проверка оптимальных значений конструктивных и режимных параметров устройства при работе в производственных условиях.

а) б)

в) г)

Рисунок 9 - Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующей степени очистки корма з0 при: а) Х11 = 0, Х16 = 0, Х20 = 0; б) Х3 = 0, Х16 = 0, Х19 = 0; в) Х3 = 0, Х11 = 0, Х20 = 0; г) Х3 = 0, Х11 = 0, Х19 = 0

Производственные испытания показали, что сепарирующее устройство, работая в оптимальном режиме, имеет высокую степень очистки основных стебельных кормов, используемых для кормления животных. Степень выделения тяжелых примесей, способных вызвать поломку и даже длительную остановку кормоприготовительных линий, составила 100 % при очистке всех испытываемых видов стебельных кормов. Общая степень очистки достигала 95 %.

Общий годовой экономический эффект от реализации условной животноводческой продукции, например, молока от 300 дойных коров, составил 77011 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ уровня механизации очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей показывает, что наличие этих примесей в корме приводит к поломкам кормоприготовительных машин, вплоть до полного выхода их из строя и, как следствие, к снижению удоев и потере привесов до 6-10 % (при простое оборудования в течение 30-40 мин) и более; к получению травм и даже гибели животных.

2. Анализ конструктивно-технологических схем сепарирующих устройств и разработанная их классификация позволили определить перспективные направления совершенствования технологического процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей с использованием пневмомеханического принципа действия.

Разработанная конструктивно-технологическая схема пневмомеханического сепарирующего устройства позволяет повысить эффективность очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей до 95 %. Новизна устройства подтверждена патентом на изобретение № 9022 Республики Казахстан.

3. Теоретический анализ рабочего процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей позволил получить аналитические выражения для определения конструктивно-технологических и режимных параметров исследуемого устройства. Значения этих параметров составляют: ширина ленты загрузочного транспортера - 0,62 м; расстояние между эксцентриковыми валиками - 0,34 м; скорость верхней ленты транспортера - 0,72 м/с; пропускная способность сепарирующего устройства свыше 3,0 т/ч и энергоемкость процесса очистки - 1,4 кВт·ч/т.

4. Определены оптимальные конструктивно-технологические и режимные параметры сепарирующего устройства, обеспечивающие максимальную степень очистки корма (зо = 95 %). Эти параметры равны: скорость воздушного потока в = 18,5 м/с; подача исходного материала на ленту загрузочного транспортера Q = 1,09 кг/с; скорость ленты загрузочного транспортера т = 0,48 м/с; толщина слоя исходного материала на загрузочном транспортере Hт = 0,115 м; высота расположения конфузора над загрузочным транспортером Hвер = 0,218 м. Сходимость расчетных и экспериментальных данных составляет 93-95 %.

5. Результаты производственных испытаний сепарирующего устройства показали, что степень очистки соломы яровой и озимой пшеницы, а также ячменной соломы составила 95 %.

Использование предлагаемого устройства для очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей позволяет снизить эксплуатационные затраты на 18,5 руб./т.

Общий годовой экономический эффект от реализации условной животноводческой продукции, например, молока от 300 дойных коров, составит 77011 руб. Срок окупаемости - 1,41 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

Издания, указанные в Перечне ведущих журналов и изданий… ВАК Минобразования и науки РФ:

1. Джаналиев, Е. М. Теоретическое исследование процесса очистки стебельных кормов от инородных твердых предметов под воздействием воздушного потока / А. Л. Брежнев, И. С. Шустов, Е. М. Джаналиев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. - № 2. - С. 34-35. (0,31/0,11).

2. Джаналиев, Е. М. Теоретическое исследование процесса отделения инородных твердых предметов от стебельных кормов под воздействием вибрации / Е. М. Джаналиев, А. Л. Брежнев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. - № 2. - С. 40-42. (0,44/0,22).

3. Джаналиев, Е. М. Методика и результаты отсеивающих экспериментов при исследовании сепарирующего устройства / В. А. Мухин, Е. М. Джаналиев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. - № 3. - С. 55-57. (0,38/0,19).

4. Джаналиев, Е. М. Пропускная способность и энергоемкость сепарирующего устройства / В. А. Мухин, Е. М. Джаналиев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2007. - № 7. - С. 34-35. (0,25/0,13).

5. Джаналиев, Е. М. Определение параметров кулачкового сепарирующего устройства / В. А. Мухин, Е. М. Джаналиев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 10. - С. 13-14. (0,38/0,19).

6. Джаналиев, Е. М. Исследование процесса очистки стебельных кормов в воздушном потоке / Е. М. Джаналиев, Р. Р. Джапаров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 2. - С. 15-16. (0,25/0,13).

Другие издания:

7. Патент на изобретение № 9022 Республика Казахстан, МПК6 А 01 D 75/00. Устройство для отделения инородных твердых предметов от стеблевых кормов / Р. Р. Джапаров, Н. Р. Джапаров, Е. М. Джаналиев (KZ) ; заявитель и патентообладатель Западно-Казахстанский аграрный университет. - № 981022.1; заявл. 03.11.98 ; опубл. 15.06.2000, Бюл. № 6. (0,31/0,11).

8. Джаналиев, Е. М. Классификация и анализ работы существующих кормоочистительных устройств / Е. М. Джаналиев // Сб. науч. тр. ЗКАУ. - Уральск, 2000. - С. 314-319. (0,38).

9. Джаналиев, Е. М. Физико-механические свойства грубых стебельных кормов и инородных примесей / Е. М. Джаналиев, Р. Р. Джапаров // Вестник ЗКГУ. - 2002. - № 3-4. - С. 186-189. (0,25/0,13).

10. Джаналиев, Е. М. Механизация очистки стебельных кормов : аналитическая справка / Е. М. Джаналиев, Р. Р. Джапаров, Н. Р. Джапаров. - Уральск : Зап.-Казахст. ЦНТИ, 2004. - 32 с. (2,0/0,7).

11. Джаналиев, Е. М. Кинематический анализ движения стебельного корма в воздушном потоке / Е. М. Джаналиев, Р. Р. Джапаров // Сохранение окружающей среды - важнейшие проблемы современности : материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Уральск : Изд-во Зап.-Казахст. аграр.-техн. ун-та, 2005. - Ч.1. - С. 170-172. (0,19/0,1).

12. Джаналиев, Е. М. Оптимальная скорость воздушного потока / Р. Р. Джапаров, Е. М. Джаналиев // Наука и технологии : шаг в будущее - 2006 : материалы 1-й Междунар. науч.-практ. конф. Том 13. Технические науки. - Белгород : Руснаучкнига, 2006. - С. 28-32. (0,25/0,13).

13. Джаналиев, Е. М. Исследование процесса сепарации во всасывающем воздушном потоке / Р. Р. Джапаров, Е. М. Джаналиев // Вестник с.-х. науки Казахстана. - 2006. - № 6. - С. 58-60. (0,31/0,16).

14. Джаналиев, Е. М. Рекомендации по применению кормоочистительных устройств в технологических линиях приготовления кормов / Р. Р. Джапаров, Н. Р. Джапаров, Е. М. Джаналиев. - Уральск : Зап.-Казахст. ЦНТИ, 2006. - 14 с. (0,88/0,29).

15. Джаналиев, Е. М. Теоретическое обоснование параметров устройства для отделения твердых примесей от стебельных кормов / А. Л. Брежнев, Е. М. Джаналиев // Роль науки и образования в инновационных процессах регионов : материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 50-летию образования кафедры «Общеинженерные дисциплины». - Улан-Удэ : Изд-во БГСХА им. В. Р. Филиппова, 2007. - С. 114-117. (0,25/0,13).

16. Джаналиев, Е. М. Априорное ранжирование факторов при исследовании сепарирующего устройства / Е. М. Джаналиев, Р. Р. Джапаров // Ресурсосберегающие технологии технического сервиса. Ч. 2. Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления, упрочения и обновления машин, механизмов и оборудования : материалы Междунар. науч.-практ. конф. ; Башкирский ГАУ. - Уфа : 2007. - С. 45-48. (0,25/0,13).

17. Джаналиев, Е. М. Обоснование способа очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей / В. А. Мухин, Е. М. Джаналиев // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения профессора В. В. Красникова : сб. науч. работ; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2008. С. 73-78. (0,31/0,16).

Размещено на Allbest.ru

...