Обоснование параметров малогабаритного молоткового измельчителя фуражного зерна (стр. 1 )

На правах рукописи

БАЛДАНОВ Мунко Базарович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАЛОГАБАРИТНОГО МОЛОТКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА

Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск 2008

Работа выполнена на кафедре «Механизации сельскохозяйственных процессов» ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. ».

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор

кандидат технических наук,

доцент

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

кандидат технических наук

Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский проектно-технологический институт животноводства (ГНУ СибНИПТИЖ)

Ведущее предприятие:

Защита состоится «____»____________2008 г. в_____часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.059.01 при Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства СО Россельхозакадемии Новосибирская область, п. Краснообск, ГНУ СибИМЭ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан «_____»______________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обеспечение населения продукцией животноводства является одной из главных задач агропромышленного комплекса России. В связи с этим в ходе реализации приоритетного национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса», особое внимание уделяется проблемам животноводства и кормопроизводства.

Важнейшим условием успешного развития животноводства является создание прочной кормовой базы, совершенствование технологий и средств механизации процесса производства и переработки кормов.

В механической технологии приготовления кормов самым распространенным и важным процессом является измельчение, обусловленное требованиями физиологии кормления животных и птиц. Для измельчения зернового сырья применяют различные по конструктивному исполнению молотковые дробилки. При тонком измельчении эти измельчители дают до 30% пылевидной фракции, а при грубом – до 20% не измельченных зерен. Переизмельчение зернового материала приводит к дополнительным потерям энергии, при этом измельчители потребляют от 10 до 15 кВт·ч на одну тонну измельченного продукта.

В связи с этим обоснование параметров малогабаритного измельчителя, работающего по способам измельчения «удар влет» и «скалывание-срез» является актуальной народнохозяйственной задачей.

Цель исследования. Повышение эффективности процесса измельчения фуражного зерна за счет использования монолитных молотков в измельчителе.

Объект исследования. Технологический процесс измельчения фуражного зерна в малогабаритном молотковом измельчителе, работающего по способу измельчения «удар влет» и «скалывание-срез» с получением готового продукта заданного гранулометрического состава.

Предмет исследования – закономерности процесса измельчения фуражного зерна в малогабаритном молотковом измельчителе.

Методы исследования – В процессе работы проводились аналитические и экспериментальные исследования с использованием метода активного планирования эксперимента, методов испытаний сельскохозяйственной техники с использованием стандартных и частных методик с последующей обработкой результатов методами математической статистики. Применялся также метод научного прогнозирования с использованием анализа и обобщения материалов литературных источников.

Научная новизна.

- получены аналитические и экспериментальные зависимости удельного расхода энергии и модуля помола от технологических, конструктивно – кинематических факторов и обоснованы основные параметры малогабаритного молоткового измельчителя;

- получено дифференциальное уравнение движения системы «барабан-молоток» с использованием уравнения Лагранжа второго рода;

- получены математические модели оптимизации процесса измельчения фуражного зерна в малогабаритном молотковом измельчителе;

- разработана методика расчета монолитного молотка измельчителя.

Практическая значимость: Определены рациональные параметры и режимы работы малогабаритного молоткового измельчителя фуражного зерна, обеспечивающие снижение удельной метало - энергоемкости процесса измельчения при качестве получаемого продукта, отвечающим зоотехническим требованиям. Разработаны техническая документация на изготовление и рекомендации по эксплуатации малогабаритного измельчителя.

Реализация результатов исследования. Техническая документация малогабаритного молоткового измельчителя фуражного зерна принята к внедрению Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Бурятия для хозяйств республики. Измельчитель внедрен в зерноводческих хозяйствах Джидинского района РБ: ООО«Алцак», ООО«Бага Нарин», Торей», Оерский», , СПК «60 лет Октября». Внедрения подтверждены актами. Материалы исследования рассмотрены и утверждены Советом по аграрной политике при министерстве сельского хозяйства и продовольствия РБ (протокол № 2 от 7 октября 2008 г.).

Апробация. Основные результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях: БГСХА (г. Улан-Удэ, 1998…2007 г.), ВСГТУ (г. Улан-Удэ, 2007-2008 г.), БГУ (г. Улан-Удэ, 2007-2008 г. г.), АГАУ (г. Барнаул, 2008 г), ГНУ СибИМЭ (г. Новосибирск, 2008)

На III ежегодной республиканской ярмарке РБ «Сельхозтехника-2005» присужден диплом I степени.

Публикация. Основное содержание диссертации изложено в 21 работах, опубликованных в сборниках научных трудов, журналах и материалах международных конференций, в том числе две статьи в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографии и приложений. Общий объем составляет 157 страниц, из них 112 страниц основного текста. Работа содержит 48 рисунков, 22 таблицы, 19 приложений. Библиографический список включает 127 источников.

Содержание дисертации

Во введении показана актуальность темы диссертации, ее научная новизна и практическая значимость. Сформулированы цель работы и кратко изложены основные научные положения, выносимые на защиту. Определена научная новизна, теоретическая и практическая значимость.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» обосновывается необходимость избранного способа измельчения фуражного зерна на корм скоту и птице. Дается краткий анализ научных исследований влияния измельченного и не измельченного зернового материала на продуктивность животных и птиц, физико-механических свойств зернового материала, видов воздействия рабочих органов машин на обрабатываемый материал, а так же анализ технических средств для измельчения фуражного зерна, применяемых в настоящее время в сельскохозяйственном производстве.

Вопросам, связанным с измельчением зерновых материалов, посвятили свои работы , , и многие другие исследователи.

Процессы дробления зерна в малогабаритных дробилках исследовали , , и другие.

На основании литературного обзора выполненных работ установлено, что в существующих измельчителях предназначенных для измельчения фуражного зерна не используется в чистом виде такой способ измельчения, как «скалывание-срез», являющийся менее энергоемким по сравнению с другими способами измельчения;

На основании изложенного в работе были поставлены следующие задачи исследования:

1. Теоретически и экспериментально исследовать процесс измельчения фуражного зерна в малогабаритном молотковом измельчителе, работающем по способам измельчения «удар влет» и «скалывание-срез»;

2. Обосновать технологические и конструктивно-режимные параметры малогабаритного молоткового измельчителя;

3. Провести производственную проверку и оценить эффективность результатов исследований;

Во второй главе «Теоретическое обоснование конструктивно-режимных параметров малогабаритного молоткового измельчителя фуражного зерна» дан анализ процесса измельчения зерна в молотковых дробилках.

Из анализа процесса измельчения установлено, что устойчивость движения пластинчатого молотка дробилки зависит от соотношения размеров Rn и l, (где Rn – расстояние от оси вращения ротора до оси подвеса молотка, l – расстояние от оси подвеса молотка до конца молотка), а также от массы молотка и угловой скорости вращения ротора барабана.

рекомендует подбирать эти размеры из условия:

Rn=2,25l или Rn=4l. (1)

Для малогабаритного измельчителя диаметром менее 0,4 м это условие не выполняется из-за конструктивных особенностей. С целью обеспечения устойчивого движения молотка при внутренним диаметре 0,2 м измельчающей камеры малогабаритного молоткового измельчителя предлагается заменить пакет пластинчатых молотков одним монолитным молотком с двумя режущими кромками. Масса такого молотка распределена вблизи внутренней поверхности измельчающей камеры (неподвижной деки), тем самым, увеличивая момент инерции монолитного молотка, чтобы обеспечить необходимую устойчивость в технологическом процессе.

Один из важнейших характеристик кинетики процесса дробления является время измельчения материала в рабочей камере измельчителя. При определенных условиях аналогом ее можно принять число ударов, полученных частицей за время дробления. Это число зависит как от прочностных свойств измельчаемого материала, так и от скорости соударения молотков и частиц измельчаемого материала. установлено, что число ударов, необходимое для достижения определенной степени измельчения , является величиной случайной и имеет логарифмически – нормальное распределение.