Повышение эффективности функционирования центробежного измельчителя фуражного зерна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Крупин Александр Владимирович

• Крупин Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Крупин Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы подготовки зерна к скармливанию

1.2 Анализ оборудования для измельчения зерна

1.3 Факторы, влияющие на эффективность работы измельчителей зерна, и оценка эффективности работы измельчителей зерна

1.4 Уточненная классификация центробежных измельчителей, направления совершенствования их конструкции

1.5 Цель и задачи научного исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА

2.1 Обоснование конструкции и технологической схемы работы центробежного измельчителя

2.2 Теоретическое обоснование влияния основных конструкционных и режимных параметров измельчителя на скорость движения частицы по лопатке ротора

2.3 Теоретическое обоснование изменения скорости частицы при ее движении относительно корпуса рабочей камеры

2.4 Теоретическое обоснование влияния основных конструкционных и режимных параметров измельчителя на угол вылета частицы с лопатки ротора

2.5 Методика обоснования основных конструкционных и режимных параметров центробежного измельчителя

2.6 Выводы по разделу

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Программа исследования работы центробежного измельчителя фуражного зерна новой конструкции

3.2 Измерительные приборы и оборудование

3.3 Описание лабораторной экспериментальной установки

3.4 Методика определения скорости воздушного потока в выгрузной горловине

3.5 Методика лабораторного исследования режимов работы центробежного измельчителя фуражного зерна

3.6 Методика проведения производственных испытаний

3.7 Методика определения технико-экономической эффективности центробежного измельчителя фуражного зерна

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Результаты экспериментального определения величины скорости воздушного потока в выгрузной горловине в зависимости от частоты вращения ротора при открытом и закрытом отверстии загрузочной горловины

4.2 Результаты лабораторных исследований определения рациональных режимов работы центробежного измельчителя фуражного зерна

4.3 Результаты производственных испытаний эффективности работы центробежного измельчителя фуражного зерна

4.4 Выводы по разделу

5 ЭКОНОМИЧЕКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

5.1 Исходные данные для анализа эффективности применения центробежного измельчителя фуражного зерна

5.2 Стоимость изготовления центробежного измельчителя фуражного

зерна

5.3 Эксплуатационные издержки

5.4 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования центробежного измельчителя фуражного зерна»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Зерно является не только одним из основных продуктов питания человека, но и важнейшим, и незаменимым кормом для большинства сельскохозяйственных животных и птицы. По данным БЛО мировой объём производства зерновых в 2020 году составил 2709,9 млн т, в том числе фуражное зерно 1446,3 млн т. Соотношение производства фуражного зерна к общему объёму производства зерновых составило 53,37 % [94].

По данным Росстата производство зерновых в России с 2014 года превышает 100 млн т и в 2017 году достигло 135,5 млн т. В 2018 году производство зерна несколько снизилось и составило 113,3 млн т, в 2019 году превысило 121 млн т, а в 2020 г достигло 133,5 млн т [12]. При этом внутреннее потребление зерна составляет 78...79 млн т [13], из которых на кормовые цели используется порядка 45 млн т - 57 % [66].

Производство комбикормов в России в 2019 году составило 30,8 млн т [75], из которых 51,8 % - комбикорма для птицы, 40 % - для свиней и 7,7 % - для КРС [62, 93]. Производство комбикормов стабильно растёт: в 2018 году было произведено 28,8 млн т [93] - увеличение на 6,94 %, а по сравнению с произведёнными в 2010 году 16,8 млн т [96] рост объёма производства составил 83,33 %.

Учитывая, что в 2017 году расход зерна на корм составил 45,3 млн т [62, 66], можно сделать вывод, что только половина фуражного зерна скармливается в составе комбикормов. Для КРС, овец и коз возможно скармливание измельчённого фуражного зерна в составе многокомпонентной полнорационной смеси со стебельчатым кормами, корнеклубнеплодами.

В любом случае, подготовка фуражного зерна к скармливанию обязательно включает его измельчение, за редким исключением, с целью разрушения твердой оболочки и многократного увеличения площади внешней поверхности частиц корма, при этом облегчается разжёвывание корма животными, улучшаются

условия его переваривания и повышается усвояемость питательных веществ [121, 130].

Однако средний размер частиц измельчённого корма должен быть не минимально возможным, а оптимальным для данного вида и возраста животных. Скармливание кормов с большим содержанием пылевидной фракции опасно не только снижением усвояемости питательных веществ, но и может привести к различным заболеваниям и даже гибели животных [10].

Качество измельчения зерна при производстве комбикормов оказывает влияние на эффективность проведения последующих операций - смешивания и гранулирования. От среднего размера частиц зависит и продолжительность смешивания, и коэффициент вариации состава смеси [95, 119].

При измельчении фуражного зерна необходимо не только обеспечить заданную степень измельчения, но и получить измельченный продукт с требуемым фракционным составом. На большинстве предприятий для измельчения фуражного зерна используются молотковые дробилки, которые, несмотря на многочисленные достоинства, имеют два существенных недостатка:

- высокие удельные затраты энергии - 6.. .15 кВт ■ ч на 1 т размола;

- неравномерный фракционный состав измельченного продукта - содержание пылевидной фракции до 40 % при тонком помоле и до 20 % недоизмельченной фракции при грубом помоле [1 01].

Получить измельченный материал с требуемым гранулометрическим составом, соответствующим зоотехническим требованиям, возможно при измельчении зерна на центробежных измельчителях [2, 29, 67, 97, 102, 105, 109, 118, 122, 123], при этом достигается удельный расход энергии в интервале 3,3.4,5 кВт ч/т [1, 33, 34, 100, 103, 130].

Основным недостатком этих измельчителей является значительное снижение качества измельчения, забивание рабочей камеры при увеличении подачи материала. Это происходит по причинам несовершенства конструкции ротора и деки, слабого воздушного потока внутри камеры измельчения, который недостаточно способствует продвижению частиц материала от входа к выходу и

очистке рабочих органов. В большинстве известных конструкций центробежных измельчителей удаление продуктов измельчения происходит в большей мере за счет действия центробежной силы, без участия силы тяжести.

Разработка центробежного измельчителя фуражного зерна, обеспечивающего получение дерти, соответствующей зоотехническим требованиям для всех основных видов и половозрастных групп животных, при снижении удельных энергетических затрат является актуальной задачей.

Цель исследования - повышение качества и снижение приведенных затрат на измельчение фуражного зерна путем совершенствования конструкции и обоснования режимов работы центробежного измельчителя зерна.

Объект исследования - технологический процесс измельчения фуражного зерна в центробежном измельчителе.

Предмет исследования - конструкционные и режимные параметры центробежного измельчителя фуражного зерна.

Гипотеза исследования. При рациональной форме и компоновке рабочих органов центробежного измельчителя и обеспечении достаточной скорости воздушного потока в рабочей камере снижается потребляемая мощность и уменьшается содержание пылевидной фракции в получаемой дерти за счет сокращения кратности циркуляции частиц в рабочей камере.

Методы исследования. В исследовании использовались методы математической статистики и теории эксперимента. Данные методы основаны на применении современных технических средств и измерительных приборов. Обработка опытных данных велась на ЭВМ в приложениях MS Office Excel, Mathcad 14, STATGRAPHICS Plus для MS Windows.

Исследование проведено на основе системного подхода к комплексу теоретических и экспериментальных результатов, полученных при помощи классических математических, физических, статистических методов, а также экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях. Нормативной базой исследования явились нормативно-законодательные документы, данные, опубликованные в работах исследователей, занимавшихся

измельчением зерна и других сыпучих материалов, аналитические материалы научно-исследовательских организаций России и других стран мира.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО Ивановской ГСХА по комплексной теме «Разработка комплексных ресурсосберегающих технологий, направленных на интенсификацию и ресурсосбережение технологических процессов в отраслях растениеводства, животноводства, птицеводства, ремонта и эксплуатации технологического оборудования сельскохозяйственного производства».

Научная новизна заключается:

- в полученных аналитических выражениях для определения скорости и угла вылета частицы с ротора, а также угла поворота ротора от момента попадания частицы на лопатку ротора до момента ее вылета с лопатки, на основе которых разработана методика для обоснования диаметра и частоты вращения ротора, длины и угла постановки лопаток ротора, положения деки в рабочей камере;

- в полученных результатах экспериментальных исследований по обоснованию конструкционных и режимных параметров разработанного центробежного измельчителя фуражного зерна.

Практическая ценность и реализация результатов исследования заключаются в разработанном и изготовленном центробежном измельчителе фуражного зерна (патент РФ на полезную модель № 189365, заявка на патент РФ на изобретение № 2020126551), который прошел лабораторные и производственные испытания в СПК «Рассвет» Гаврилово-Посадского района Ивановской области.

Определены рациональные режимные параметры измельчения зерна в разработанном измельчителе. Разработанный центробежный измельчитель рекомендуется использовать на предприятиях с различным поголовьем животных для работы с различными периферийными устройствами или в составе поточно -технологических линий приготовления комбикормов. Низкая удельная энергоемкость измельчения и высокое качество дерти позволяют снизить затраты

на подготовку фуражного зерна к скармливанию животным и, как следствие, обеспечить высокую конкурентную способность измельчителя.

Результаты диссертационной работы переданы ООО «Агролайф», г. Санкт-Петербург для внедрения в производство (Приложение З) и нашли применение в учебном процессе в ФГБОУ ВО Ивановской ГСХА и ФГБОУ ВО Великолукской ГСХА при чтении лекций и выполнении практических занятий, при курсовом проектировании и выполнении выпускных квалификационных работ студентами, обучающимися по направлению подготовки 35.03.06 - «Агроинженерия» (Приложение К).

Основные положения, выносимые на защиту.

- конструкция нового центробежного измельчителя фуражного зерна;

- теоретические и эмпирические зависимости для обоснования конструкционных и режимных параметров разработанного центробежного измельчителя фуражного зерна;

- результаты экспериментального исследования функционирования разработанного центробежного измельчителя фуражного зерна;

- технико-экономические показатели работы центробежного измельчителя фуражного зерна.

Достоверность работы. Достоверность и обоснованность полученных в ходе исследований результатов подтверждаются корректным применением математических методов, экспериментальной проверкой теоретических зависимостей и учетом погрешностей оценки измерений.

Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доложены, обсуждены и получили положительную оценку на всероссийских научно-методических конференциях в ФГБОУ ВО Ивановской ГСХА в 2015 и 2017 годах, на международных научно-практических конференциях ФГБОУ ВО Санкт-Петербугского ГАУ, ФГБОУ ВО Курской ГСХА, ФГБОУ ВО Чувашской ГСХА, ФГБОУ ВО Пермского государственного аграрно-технологического университета имени академика Д. Н. Прянишникова, состоявшихся в 2019 году, в ФГБОУ ВО Костромской ГСХА и ФГБОУ ВО Курганской ГСХА в 2020 году, а также

представлены на XXVII международной агропромышленной выставке «Агрорусь-2018» и отмечены серебряной медалью и дипломом II степени на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень - 2020» (Приложение Л).

Публикации. Основные положения диссертационного исследования отражены в 16 публикациях, в том числе 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, внесенных в список ВАК, из них 1 статья, в журнале индексируемом в международной наукометрической базе Scopus. Получены патент РФ на полезную модель № 189365 и положительное заключение экспертизы по существу и решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке № 2020126551.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений. Работа при объеме 148 страниц содержит 126 страниц основного текста, 27 рисунков, 14 таблиц и 11 приложений. Список литературы включает 130 наименований. Диссертационная работа оформлена в соответствии с ГОСТ Р 7.0.11-2011 [18].

Автор пользуется возможностью выразить глубокую признательность научному руководителю - заслуженному изобретателю Костромской области, доктору технических наук, профессору Волхонову Михаилу Станиславовичу; сотрудникам инженерного факультета ФГБОУ ВО Ивановской ГСХА за оказанную помощь и содействие при выполнении данной работы.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы подготовки зерна к скармливанию

Фуражное зерно - основа рационов сельскохозяйственных животных. Оно относится к концентрированным кормам, которые делят на белковые - зерно бобовых - гороха, вики, сои; углеводистые - зерно злаковых - пшеницы, кукурузы, ячменя, овса. Концентрированные корма составляют значительную часть рациона животных по питательности: до 50 % для дойных коров; до 40 % при откорме молодняка КРС мясных пород и до 70 % при кормлении свиней [71, 110].

Существует довольно много способов подготовки фуражного зерна к скармливанию - поджаривание, варка и запаривание, осолаживание, ферментирование, дрожжевание, экструдирование, микронизация, обработка в магнитном поле сверхвысокой частоты. Большинство из них применяется ограниченно.

Так, поджаривание зерна производится при производстве комбикормов поросятам-сосунам с целью приучения их к поеданию корма в раннем возрасте. Скармливают поджаренное зерно поросятам сосунам с 5.7 дня жизни и до отъема в количестве 30.120 г в сутки в зависимости от возраста. Поджаривание обезвреживает зерно, придает ему приятный вкус, повышает усвояемость крахмала. Обычно поджаривают ячмень, пшеницу, горох в смеси или отдельно. Сначала зерно смачивают водой, чтобы набухло, затем насыпают тонким слоем на стальной лист или чугунную плиту и подогревают при постоянном перемешивании до светло-коричневого цвета. При большой потребности в поджаренном зерне можно использовать для этих целей высокотемпературные барабанные сушилки типа АВМ-0,65. При приготовлении комбикорма из поджаренного зерна оно измельчается перед смешиванием с другими компонентами.

Варку и запаривание применяют при подготовке к скармливанию свиньям зернобобовых - гороха, сои, люпина, чечевицы. Зернобобовые варят в течение часа

или пропаривают 30.40 минут в кормозапарнике. Такая обработка позволяет инактивировать антипитательные вещества, снижающие эффективность их использования. Перед варкой зерно обязательно измельчают. Недоброкачественное, длительно хранившееся и пораженное патогенной микрофлорой зерно подлежит обязательной обработке. Не рекомендуется варить и запаривать зерно хорошего качества [114].

Осолаживание, ферментирование, дрожжевание применяют для повышения питательной ценности корма. Данные способы требуют использования различного емкостного оборудования, ручного труда или дополнительного оборудования для загрузки и разгрузки емкостей, эти способы продолжительны по времени, требуют приобретения дополнительных ингредиентов, а также высокой культуры технологий - необходимо тщательное дозирование материалов и смешивание зерна с солодом, ферментами, дрожжами, поддержание определенного температурного режима, выдерживание сроков обработки.

При экструдировании зерно с влажностью 12.16 % в пресс-экструдере под действием высокого давления (2,8.3,9 МПа) и трения разогревается до температуры 120. 150°С. Затем, вследствие быстрого перемещения зерна из зоны высокого давления в зону атмосферного, происходит так называемый взрыв, в результате чего масса вспучивается и образует гомогенный продукт микропористой структуры. Расход энергии на процесс экструдирования составляет не менее 100 кВт ■ ч / т [25].

Микронизация подразумевает обработку зерна инфракрасным лучами, при этом зерно нагревается, влага, входящая в состав зерна, резко испаряется, а из-за высокой скорости нагрева возрастает давление водяных паров, ускоряются химические и биологические процессы деструкции в зерне. Происходит разрушение токсичных плесеней, грибов, антипитательных веществ, денатурация белковых соединений, разрушение структуры сырого крахмала, что способствует образованию легко усваиваемых форм и, соответственно, повышению кормовой ценности. Продолжительность облучения для разных видов зерна составляет

40.120 с, температура нагрева 150...200°С. Удельные затраты энергии в микронизаторах фуражного зерна составляют 150.250 кВт ■ ч / т [72].

СВЧ-обработка зерна объединяет воздействие двух полей: электромагнитного и теплового, при нагреве до 110.150°С, обуславливая высокую эффективность в уничтожении грибов, вирусов, бактерий и разрушении крахмала, который переходит в легкоусвояемую форму, близкую к сахарам -кормовая ценность зерна повышается на 20.30 %, улучшаются его вкусовые качества. Удельные затраты энергии в установках для обработки зерна в СВЧ поле составляют 120.250 кВт ■ ч / т и более [8].

Все перечисленные способы подготовки зерна к скармливанию имеют целью повышение кормовой ценности зерна и его обеззараживание, но не обеспечивают получения корма с соответствующими зоотехническим требованиям размерами частиц. При применении этих способов все равно необходимо измельчать зерно до или после его обработки.

Наиболее рационально фуражное зерно используется в виде комбикормов, сбалансированных по протеину, аминокислотам и другим биологически активным веществам. При промышленном содержании животных и птицы фуражное зерно скармливается в составе комбикормов-концентратов или полнорационных комбикормов. Требования к качеству комбикормов регламентируются ГОСТами [14-17, 19]. Крупность частиц, характеризующая качество измельчения компонентов, является одним из основных показателей качества комбикорма. Другими показателем качества измельчения компонентов комбикормов является наличие целых, неизмельчённых зёрен и содержание в готовом продукте пылевидной фракции - частиц, средний размер которых составляет менее 0,25 мм.

Таким образом, измельчение фуражного зерна является обязательной операцией и должно обеспечить получение однородного по гранулометрическому составу размола - с минимальным содержанием целых зёрен и пылевидной фракции [120].

В настоящее время в сельскохозяйственных предприятиях и в комбикормовой промышленности для измельчения фуражного зерна наиболее

широко применяются молотковые дробилки [69, 129]. При всех многочисленных неоспоримых достоинствах молотковые дробилки имеют существенный недостаток - высокую энергоемкость. Так, например, дробилка ДБ-5 и её аналоги - АКР-1, ДКМ-5, а также дробилка ДМ-4-1, при мощности электродвигателя 30 кВт имеют производительность до 5 т/ч, в зависимости от измельчаемой культуры и диаметра отверстий используемого решета - удельный расход энергии не менее 6 кВт ■ ч/ т. Дробилка КДУ-2 и ее аналоги - КД-2А, КДМ-2 имеет производительность до 3 т/ч при мощности электродвигателя 22 кВт - удельный расход энергии не менее 7,33 кВт ■ ч/ т [3, 26, 69].

Одной из лучших в своем сегменте является NEUERO RVO 35, у которой производительность до 1,585 т/ч при мощности электродвигателя 7,5 кВт -удельный расход энергии не менее 4,73 кВт ■ ч/ т [70]. Используемые на крупных комбикормовых предприятиях дробилки А1-ДМР-12 и Van Aarsen HM-700-2D имеют производительность до 12 т/ч при мощности электродвигателя 110 кВт -удельный расход энергии не менее 9,17 кВт ■ ч/ т [107].

Пневматические молотковые дробилки, которые обеспечивают пневмоподачу зерна через эжектор и всасывающий пневмомассопровод в рабочую камеру и пневмотранспорт измельченного продукта через нагнетательный пневмомассопровод, то есть не требуют периферийных конвейеров, имеют больший удельный расход энергии: дробилка КУ-203 имеет максимальную производительность 2,5 т/ч при установленной мощности электродвигателя 22 кВт [27] - удельный расход энергии не менее 8,8 кВт ■ ч/ т; дробилка ДПМ-18,5 имеет максимальную производительность 2,1 т/ч при установленной мощности электродвигателя 18,5 кВт [28] - удельный расход энергии не менее 8,8 кВт ■ ч/ т, а DOZAmeh Н-119/3 имеет максимальную производительность 2 т/ч при установленной мощности электродвигателя 18,5 кВт - удельный расход энергии не менее 9,25 кВт ■ ч/ т [65].

Сравнительная характеристика молотковых дробилок приведена в таблице

1.1.

Таблица 1.1 - Сравнительная характеристика молотковых дробилок

№ Показатель Марка дробилки

ДМ-4-1 КД-2А КУ-203 ДМР-12 Н-119/3 RVO 35

1 Страна производства Россия Россия Россия Россия Польша Германия

2 Производитель ность, т/ч до 5 до 2 до 2,5 до 12 до 2 до 1,6

Установленная

3 мощность привода ротора, кВт 30 22 22 110 18,5 7,5

Удельный

4 расход энергии, кВтч/т 6 11 8,8 9,17 9,25 4,73

Альтернативой дроблению зерна является его плющение. При плющении зерно не просто раздавливается на несколько кусочков, как при дроблении, но и происходит разрыв на клеточном уровне. Под микроскопом можно увидеть, что клетки плющеного зерна покрыты микротрещинами, именно поэтому его усвоение лучше. Удои при скармливании коровам сухой плющенки на 2.10 % выше по сравнению с дробленкой [30, 92].

К тому же плющилка потребляет меньше энергии, чем дробилка аналогичной производительности. Так, например, плющилки ПЗ-2М и ЪЪ 7520 Туап имеют производительность до 2 т/ч и мощность электродвигателя 7,5 кВт [90, 91] -удельный расход энергии 3,75 кВт ■ ч / т.

Отдельного внимания заслуживает технология плющения фуражного зерна перед закладкой на хранение при его уборке в фазе восковой спелости при содержании влаги 30.40 %. Данная технология имеет существенные преимущества по сравнению с традиционной уборкой зерна при его полной

спелости - больший выход зерна с 1 га, больше его питательная ценность, не требуется предварительная отчистка вороха и не требуется сушка зерна -экономится огромное количество топлива, электроэнергии, снижаются затраты труда и капиталовложения, переваримость питательных веществ плющеного зерна восковой спелости выше, чем у зерна полной спелости - обеспечивается повышение продуктивности животных [32, 111].

Используемые для плющения влажного зерна плющилки имеют возможность привода от ВОМ трактора - мобильные или от электродвигателя - стационарные. Производительность стационарных Мшгека 350 S2 и Мшгека 700 S2 составляет до 5 и 10 т/ч соответственно, а установленная мощность электродвигателя 15 и 30 кВт - удельный расход энергии 3 кВт ■ ч / т [124, 125].

Плющение зерна вместо дробления, особенно при консервировании в фазе восковой спелости, имеет ряд существенных, неоспоримых преимуществ и данные технологии, несомненно, перспективны, так как являются ресурсосберегающими. Но они имеют и недостатки, которые не позволяют отказаться от традиционного дробления сухого зерна.

Первый недостаток - несовершенство конструкций плющилок, что выражается в налипании массы на вальцы и ухудшении качества измельченного материала, необходимости ручной очистки и регулировки, выхода из строя подшипниковых узлов.

Второй недостаток - плющенка имеет невыровненный гранулометрический состав и практически непригодна для приготовления комбикормов, так как получаемые смеси имеют низкую степень однородности из-за неравномерного распределения по объёму смеси частиц микродобавок.

Третий недостаток - плющилки способны измельчать лишь зерно, к тому же необходима регулировка для каждого вида зерна, а отруби, жмыхи и шроты измельчать не могут.

Поэтому плющилки не могут полностью заменить дробилки.

Измельчение фуражного зерна обеспечивает наиболее благоприятные условия для максимального усвоения животными питательных веществ корма и

достижения максимальной продуктивности. Измельчение увеличивает сыпучесть материала, улучшает условия механизации и автоматизации процессов смешивания, дозирования и раздачи.

Разработка перспективных измельчителей, с низкой энергоемкостью, для сухого фуражного зерна является актуальной задачей.

1.2 Анализ оборудования для измельчения зерна

Вопросу измельчения фуражного зерна уделяется достаточно много внимания. Уже более 100 лет исследователи выдвигают различные теории процесса измельчения зерна, разрабатывают новые конструкции измельчителей или модернизируют существующие.

Изучению процесса измельчения зерна и эффективности применения дробилок различных конструкций посвятили свои работы многие отечественные и зарубежные учёные: В.Р. Алешкин, А.В. Алешкин, Д. Беренс, В.Н. Блиничев, В.П. Горячкин, П.П. Гуюмджян, В.А. Елисеев, С.В. Золотарев, Ф.С. Кирпичников, Я.Н. Куприц, С.В. Мельников, Г.Н. Оскаленко, Р. Планиоль, П.М. Рощин, И. Роукс, Г. Румпф, П.А. Савиных, В.И. Сыроватка, И.А. Хинт, С.Д. Хусид и другие исследователи [4, 6, 9, 23, 24, 31, 33-37, 40, 59, 63, 64, 73, 98, 99, 106, 112, 113, 117, 126-128]. В разработку основ теории и конструирования центробежных измельчителей зерна внесли свой вклад и учёные ФГБОУ ВО Ивановской ГСХА: А.М. Абалихин, М.Ю. Колобов, В.Б. Лапшин [2, 41, 60].

Изучение трудов учёных позволяет сделать вывод, что эффективность работы машин для измельчения зерна необходимо оценивать по совокупности показателей. При оценке следует учитывать производительность машины и расход электроэнергии на её работу, степень измельчения зерна и гранулометрический состав измельченного материала, затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт машины. Наиболее перспективными для измельчения зерна являются измельчители с высокой скоростью ударного нагружения материала, достаточной пропускной способностью сепарирующей поверхности, минимальным расходом

энергии на процессы, не связанные с собственно измельчением зерна, имеющие компактную конструкцию и долговечные, ремонтопригодные рабочие органы.

При изучении процесса измельчения любых материалов применяются известные из теории упругости виды деформаций твёрдого тела - сжатие, растяжение, изгиб и сдвиг. Разрушение частиц материала основано на образовании в них необратимых деформаций, и его можно классифицировать, применительно к измельчению, как разрушение резанием, раскалыванием, раздавливанием или плющением, разламыванием, истиранием, распиливанием, стесненным и свободным ударом [5, 38, 64, 108].

От выбора способа измельчения и вида измельчителя зависят и гранулометрический состав получаемого размола и затраты энергии на процесс. Поэтому способ измельчения выбирают в зависимости от физико-механических свойств материала и от требуемых показателей качества размола.

Для измельчения фуражного зерна преимущественно используют измельчение свободным ударом и раздавливание, и, соответственно, молотковые дробилки и вальцовые плющилки. Машины этих типов сейчас выпускаются серийно и массово применяются для измельчения фуражного зерна. Причём наиболее широко используются молотковые дробилки, как в сельскохозяйственных предприятиях, так и на специализированных комбикормовых предприятиях. Выпускается большое количество типоразмерных рядов молотковых дробилок, отличающихся технологическими, кинематическими и конструктивными параметрами [69, 107].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Крупин Александр Владимирович, 2021 год

Литература

1. Алешкин, В.Р. Механизация животноводства [Текст] / В.Р. Алешкин, П.М. Рошин.

5 - 2-е изд., испр. и доп. - М: Колос, 1993. - 319 с.

2. Мишуров Н.П. Технологии и оборудование для производства комбикормов в хозяйствах: Справочник [Текст] / Н.П. Мишуров. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. - 204 с.

3. Пат. РФ 66229, В02С 13/14. Измельчитель фуражного зерна / М.В. Колобов, В.Б.

ю Лапшин, A.M. Абалихин, A.M. Баусов. Опубл. 10.09.07, Бюл. №25.

4. Пат. РФ 74581, В02С 13/14. Измельчитель фуражного зерна / В.Б. Лапшин, A.M. Абалихин, М.В. Колобов, Н.В. Боброва, К.В. Субботин. Опубл. 10.07.08, Бюл. №19.

(57) Формула полезной модели

1. Центробежный измельчитель фуражного зерна, содержащий корпус с загрузочной и выгрузной горловинами, оперативный бункер с подвижным регулировочным шибером с расположенным в нем ротором с плоскими разгонными лопатками, вокруг которого располагаются решето и плита с закрепленными на ней отбойными элементами, отличающийся тем, что плоские разгонные лопатки ротора установлены под углом 8°

20 к диаметру ротора по направлению вращения ротора и имеют возможность поворота на 180° при износе рабочей стороны.

2. Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что отбойные элементы имеют трапециевидное сечение, имеют индивидуальное крепление к плите винтами, имеют возможность поворота на 180° при износе рабочей стороны.

25 3. Измельчитель по п. 1, отличающийся тем, что крепление решета и плиты с

отбойными элементами к пластине осуществляется при помощи двух кронштейнов с прорезями; в пластине установлены фиксаторы, исключающие вибрацию и смещение решета при работе.

35

40

Стр : 5

RU 189 365 U1

Фиг. 1

Стр.: 6

Продолжение приложения И

RU 189 365 U1

A-A

15 18 16 17 9 22

Фиг. 2

Стр.: 7

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Д.К. БЕЛЯЕВА» (ФГБОУ ВО Ивановская ГСХА)

«

ул. Советская, д. 45, г. Иваново, 153012 Тел/факс [phone],

www.ivgsha.ru e-mail: [e-mail]

АКТ

об использовании (внедрении) научно-исследовательской работы

в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, декан инженерного факультета ФГБОУ ВО Ивановская ГСХА, к.т.н., доцент Муханов Николай Вячеславович, заведующий кафедрой «Технические системы в агробизнесе», к.т.н., доцент Кувшинов Валерий Владимирович, составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Крупина Александра Владимировича на тему «Повышение эффективности функционирования центробежного измельчителя фуражного зерна» внедрены в учебный процесс при подготовке бакалавров по направлению 35.03.06 Агроинженерия и используются:

при изучении дисциплины «Машины и оборудование в

животноводстве» - направленность подготовки Технический сервис в АПК;

- при изучении дисциплины «Устройство и эксплуатация машин и оборудования в животноводстве» - направленность подготовки Технические системы в аг робизнесе;

- при выполнении выпускных квалификационных работ.

В период производственных практик обучающиеся принимали участие в монтажных и пусконаладочных работах опытного образца центробежного измельчителя фуражного зерна в лаборатории кафедры «Технические системы в агробизнесе», а также в СГ1К «Рассвет» Гаврилово-Посадского района Ивановской области.

Декан инженерного факультета к.т.н., доцент

Заведующий кафедрой «Технические системы в агробизнесе» к.т.н., доцент

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ВЕЛИКОЛУКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ» (ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА)

^пио ректора екая ГСХА В. Морозов заря 2021 г.

182112, Псковская обл., г. Великие Луки, пр-т. Ленина, д. 2. Тел/факс [phone],

www.vgsa.ru е-шаП: [e-mail]

АКТ

об использовании (внедрении) научно-исследовательской работы

в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, декан инженерного факультета ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА, к.т.н., доцент Павлов Алексей Николаевич, заведующая кафедрой «Механизация животноводства и применение электрической энергии в сельском хозяйстве», д.т.н., доцент Герасимова Ольга Александровна, составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Крупина Александра Владимировича на тему «Повышение эффективности функционирования центробежного измельчителя фуражного зерна» внедрены в учебный процесс при подготовке бакалавров по направлению 35.03.06 Агроинженерия и используются при изучении дисциплины «Техника и технологии в животноводстве»:

- при изучении раздела «Машины и оборудование для подготовки кормов к скармливанию» (лекционный курс, практические занятия, курсовое проектирование);

- при выполнении выпускных квалификационных работ.

Декан инженерного факультета к.т.н., доцент

Заведующая кафедрой «Механизация животноводства и применение электрической энергии в сельском хозяйстве» д.т.н., доцент

О.А. Герасимова

00

я

о to о и

й О)

к к

О)

а

s и о

й О)

К К ¡a