Совершенствование конструктивных и технологических параметров молотковой дробилки зерна с колосниковой решеткой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Халтурин, Валерий Семенович

• Халтурин, Валерий Семенович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Халтурин, Валерий Семенович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные способы измельчения

1.2. Физико-механические свойства зерна.

1.3. Зоотехнические требования к качеству измельчения зерна

1.4. Конструктивно - технологические схемы молотковых дробилок

1.4.1. Молотковые дробилки с колосниковой решёткой

1.4.2. Обзор конструктивных схем молотков дробилок

1.5. Обзор научных работ по исследованиям процесса измельчения зерна в молотковых дробилках.

1.6. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКЦИИ И ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МОЛОТКОВОГО РОТОРА.

2.1. Выбор объекта исследований и конструктивного решения

2.2. Определение геометрических размеров молотка блочной конструкции

2.3. Определение собственной частоты колебаний ротора дробилки, оснащённого молотками блочной конструкции.

2.4. Построение амплитудно-частотной характеристики молоткового ротора дробилки

В ыводы. —.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований

3.2. Методика экспериментальных исследований

3.2.1. Определение основных показателей рабочего процесса измельчения

3.2.2. Выбор критериев оптимизации

3.2.3. Приборы и аппаратура

3.2.4. Определение физико-механических и технологических характеристик материала

3.2.5. Краткая методика статистической обработки экспериментальных данных и оптимизации рабочего процесса дробилки.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА

4.1. Испытания дробилок с колосниковой решёткой

4.2. Проверка вращения дополнительных молотков при работе дробилки

4.3. Поисковые опыты

4.3.1. Оценка влияния величины поверхности сепарирования.

4.3.2. Влияние направления вращения ротора на показатели рабочего процесса дробилки

4.4. Влияние варианта установки дополнительных молотков относительно несущих на показатели рабочего процесса дробилки

4.5. Исследование влияния влажности зерна на показатели рабочего процесса дробилки

4.6. Результаты анализа гранулометрического состава готового продукта в зависимости от изменения конструктивных и технологических 109 факторов дробилки

4.7. Анализ частотных характеристик ротора

4.8. Исследование рабочего процесса молотковой дробилки зерна методом многофакторных экспериментов

4.8.1. Описание поверхностей отклика математическими моделями первого порядка

4.8.2. Описание поверхностей отклика математическими моделями второго порядка

4.9. Оптимизация параметров дробилки зерна.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование конструктивных и технологических параметров молотковой дробилки зерна с колосниковой решеткой»

В настоящее время в сельском хозяйстве России наряду с крупными коллективными предприятиями имеются и небольшие коллективные и фермерские хозяйства. Немалый вклад в производство сельскохозяйственной продукции вносят и личные подсобные хозяйства, причём в последние годы в связи с падением объёма производства на крупных предприятиях сложилась тенденция к увеличению его в более мелких фермерских и личных подсобных хозяйствах. В связи с этим сельское хозяйство для обеспечения потребностей всех товаропроизводителей нуждается в ряде машин разной производительности.

В структуре себестоимости производства мяса, молока и других продуктов животноводства корма составляют более 60 %. [34]. Значительную часть кормов составляет фуражное зерно, использовать которое необходимо только в переработанном виде. В рационах кормления свиней доля концентрированных кормов по питательным веществам составляет 80.85 % [34]. В Российской Федерации на кормовые цели расходуется до 50 млн. т. фуражного зерна [80]. Из этого количества только четвёртая часть перерабатывается в комбикорма и кормосмеси, а остальное скармливается в измельчённом виде[80], что снижает эффективность его использования в 2.2,5 раза. В настоящее время особенно актуальна необходимость ускоренного развития производства комбикормов непосредственно в хозяйствах и на межхозяйственных предприятиях. Для обеспечения потребностей разных производителей сельскохозяйственной продукции в машинах для приготовления комбикормов разработан типоразмерный ряд комбикормовых установок [80], включающий установки производительностью 0,5; 1,0; 2,0;4,0;8,0 т/ч.

Одной из основных и самой энергоёмкой операцией в технологическом процессе приготовления комбикормов является измельчение. Исходя из этого, можно сделать вывод, что разработка и совершенствование малоэнергоёмких и надёжных технических средств для измельчения фуражного зерна является важной и актуальной задачей.

До недавнего времени в кормопроизводстве в основном использовались дробилки, в которых в качестве сепарирующего элемента использовались дорогостоящие решёта. Кроме того, для изменения степени измельчения дробилки требовалось установить решето с другим размером отверстий. При попадании инородных предметов в дробильную камеру решёта выходили из строя, требуя больших затрат средств и рабочего времени для восстановления работоспособности дробилки. В связи с этим в последнее время появились дробилки безрешётной конструкции.

Лаборатория механизации животноводства НИИСХ Северо-Востока разработала безрешётные дробилки фуражного зерна ДЗ-6 и ДЗ-1 производительностью 6 т/ч и 1 т/ч соответственно. Отличительной особенностью этих дробилок является установка в дробильной камере колосниковой решётки из параллельных элементов квадратного сечения, причём имеется возможность бесступенчатого изменения угла установки колосников с помощью регулировочного механизма для изменения степени измельчения дробилки. Приёмочные испытания дробилок, проведённые Кировской МИС, показали, что в готовом продукте, полученном на дробилках, имеется большое количество целых зёрен, зачастую превышающее максимально допустимое по зоотехническим требованиям. Была отмечена низкая надёжность дробилки ДЗ-1 и ряд конструктивных недостатков по обеим дробилкам. В связи с этим МИС рекомендовала: по дробилке ДЗ-6 выпустить опытную партию после устранения выявленных недостатков; по дробилке ДЗ-1 - доработать конструкцию дробилки и представить её на повторные испытания [70, 71].

Необходимо отметить, что отказы дробилки ДЗ-1 были обусловлены не конструктивной схемой дробилки, а низким качеством изготовления опытного образца и комплектующих изделий.

Поскольку приведённые дробилки имеют сходную конструкцию дробильных камер и общий основной недостаток - большое количество целых зёрен в готовом продукте, то в качестве объекта исследований было решено выбрать дробилку ДЗ-1 как более удобную для проведения исследований (требуется меньшее количество зерна и электроэнергии для опытов, ниже трудоёмкость разборки и сборки дробилки).

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (1991.1996 гг.) по программе 05.Р.02 "Механизация и автоматизация животноводства" (договор № 19 от 22.03.91 с РАСХН, номер государственной регистрации 01910038777).

На защиту выносятся следующие основные положения:

- молотковая дробилка с колосниковой решёткой, установленная в линии приготовления концентрированных кормов кормоцеха;

- конструктивная схема молотка блочной конструкции;

- теоретические зависимости для определения собственной частоты колебаний ротора с молотками блочной конструкции и размеров молотка, исключающих передачу ударных импульсов на ротор дробилки;

- амплитудно-частотные характеристики ротора с молотками блочной конструкции и пластинчатыми прямоугольными молотками;

- математические модели рабочего процесса дробилки, позволившие определить оптимальные конструктивно - технологические параметры;

- результаты сравнительных испытаний усовершенствованного и базового вариантов дробилки.

Результаты исследований переданы Слободскому ОАО "Машиностроительный завод", выпускающему дробилки фуражного зерна. Дробилка с колосниковой решёткой внедрена в колхозе "Красная Талица" Слободского района Кировской области. Кормоцех с линией приготовления концентрированных кормов, включающей дробилку с колосниковой решёткой, внедрён в колхозе "Заря" Слободского района Кировской области.

Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях в ГОСНИТИ, ВНИИМЖ, СЗНИИМЭСХ, ВГСХА и СевероВосточном НМЦ в 1996. 1998 годах.

Материалы исследований опубликованы в 15 печатных работах.