Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 8
1.1 Виды кормов и эффективность их подготовки к скармливанию животным
1.2 Состояние механизации процесса измельчения кормов 20
1.2.1 Анализ существующих технологических схем линий измельчения кормов
1.2.2 Анализ существующих машин для измельчения концентрированных кормов
1.3 Анализ научных исследований по изучению процесса измельчения концентрированных кормов
1.4 Основные выводы из анализа состояния вопроса измельчения концентрированных кормов
1.5 Цель и задачи исследования 45
2. Теоретические исследования рабочего процесса измельчителя 47
2.1 Описание конструкции и принципа действия измельчителя 47
2.2 Определение сил, возникающих при внедрении лезвия в материал 48
2.3 Определение работы, затрачиваемой на измельчение 53
2.4 Определение затрат мощности на измельчение 63
2.5 Краткие выводы по теоретическим исследованиям рабочего процесса измельчителя
3. Программа и методика экспериментальных исследований 66
3.1 Программа экспериментальных исследований 66
3.2 Описание экспериментальной установки 67
3.3 Методика определения физико-механических свойств зерна и гранулометрического состава измельченного продукта
3.4 Методика определения производительности измельчителя 70
3.5 Методика определения мощности, расходуемой на процесс измельчения
3.6 Методика определения ресурса измельчителя 72
4. Результаты экспериментальных исследований 74
4.1 Оценка влияния параметров измельчителя на процесс измельчения 74
4.2 Краткие выводы по экспериментальным исследованиям 92
5. Экономическая эффективность измельчителя концентрированных кормов
Общие выводы 99
Список используемой литературы 101
Приложения
- Виды кормов и эффективность их подготовки к скармливанию животным
- Описание конструкции и принципа действия измельчителя
- Программа экспериментальных исследований
- Оценка влияния параметров измельчителя на процесс измельчения
Введение к работе
Животноводство и растениеводство являются основой для производства качественных продуктов питания. Для развития отрасли животноводства требуется создание прочной кормовой базы. При производстве мяса и молока доля кормов в себестоимости составляет 60...75%. Увеличение производства кормов требует совершенствования применяемых технологий, машин и оборудования в направлении уменьшения энергоемкости машин и повышения качества получаемых кормов.
В целом по России затраты кормов на 1 ц молока превышают нормативные в 1,5 раза, на откорме крупного рогатого скота - в 2,5 раза, свиней - в 2 раза. Причинами такого перерасхода кормов являются недостатки в технологии подготовки их к скармливанию, потери при хранении и раздаче.
В кормовом балансе около 25% приходится на концентрированные корма (семена злаковых и зернобобовых культур), которые являются основой высокой продуктивности животных.
Технология кормления крупного рогатого скота предусматривает скармливание концентрированных кормов в составе кормосмесей в рассыпном, гранулированном, брикетированном виде.
Подготовка концентрированных кормов к скармливанию в виде гранул или брикетов сопровождается большими энергозатратами, в то время как затраты энергии на измельчение существенно ниже чем на гранулирование или брикетирование. Следовательно, приготовление рассыпных кормосмесей более выгодно.
Поэтому весьма актуальным является вопрос изыскания наиболее арациспальных технологий, режимов и параметров оборудования, обеспечивающих проведение процесса измельчения концентрированных кормов.
Целью настоящих исследований является обоснование режимов
5 процесса измельчения зерна и параметров измельчителя концентрированных кормов для снижения энергозатрат и повышения качества готового продукта при производстве рассыпных кормосмесей.
На основании обзора научных публикаций, патентных материалов и в соответствии с поставленной целью работы сформулированы следующие задачи исследований:
-проанализировать современное состояние производства рассыпных комбикормов;
-разработать теоретические положения по взаимосвязи режимов процесса и параметров измельчителя концентрированных кормов, отражающие особенности измельчения зерна;
-исследовать и обосновать конструкционные параметры измельчителя концентрированных кормов при измельчении зерна;
-экспериментально проверить теоретические положения обоснования параметров измельчителя концентрированных кормов;
-провести технико-экономическую оценку разработанного измельчителя концентрированных кормов в составе технологической линии получения рассыпных кормов.
Объект исследований - процесс измельчения концентрированных кормов в измельчителе концентрированных кормов при производстве рассыпных кормосмесей.
Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях и экономическую оценку результатов исследований.
Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на основе общепринятых методик, а также по частным методикам, разработанным с использо-
ванием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов расчетов на ПЭВМ.
Научная новизна. Подтверждена зависимость удельной мощности и гранулометрического состава готового продукта от параметров: зазора между рабочими органами, частоты вращения вала измельчителя, длины хода подвижного рабочего органа, количества противорезов на неподвижном рабочем органе. Предложены аналитические выражения, связывающие основные режимы процесса измельчения концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных частиц.
Определены оптимальные параметры (зазор между рабочими органами, частота вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа, количество противорезов на неподвижном рабочем органе) процесса измельчения концентрированных кормов.
Получены математические модели, адекватно описывающие изменение удельной мощности и гранулометрического состава измельченного материала при различных режимах измельчения. Дана сравнительная оценка исследуемых технологий по технико-экономическим показателям.
На конструкцию измельчителя концентрированных кормов оформлена заявка на изобретение.
Практическое значение работы. Установлены оптимальные режимы процесса измельчения концентрированных кормов по зазору между рабочими органами, частоте вращения вала измельчителя, длине хода активного рабочего органа и количеству противорезов.
Реализация результатов исследований. Измельчитель концентрированных кормов внедрены в крестьянско-фермерских хозяйствах «Шилов Л.Ф.» и «Ковалевский В.А.» Тамбовского района Амурской области с экономическим эффектом, соответственно, 3856 и 3470
7 рублей в год.
Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ДальГАУ. Защищаемые положения:
аналитическая связь основных параметров измельчителя концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных фракций в измельченном продукте;
оптимальные параметры: зазор между рабочими органами, частота вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа, количество противорезов;
- математические модели, характеризующие удельную мощ
ность процесса измельчения, количество пылевидных фракций в из
мельченном продукте;
энергетическая оценка исследуемых технологий;
новое конструкционное решение измельчителя;
- результаты натурных испытаний технологии измельчения
концентрированных кормов с применением предложенного измель
чителя.
По основным положениям диссертации опубликовано 3 научные работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, библиографического списка использованной литературы, приложений. Работа содержит 111 страниц основного текста, 38 рисунков, 10 таблиц и 4 приложения. Список литературы включает 122 наименования, из них 3 иностранных.
Виды кормов и эффективность их подготовки к скармливанию животным
Быстрое развитие животноводства необходимо для удовлетворения растущих потребностей населения в основных продуктах питания, а легкой промышленности — в сырье. Успешное развитие животноводства возможно на основе развитой кормовой базы. Большую роль в создании прочной кормовой базы для животноводства играет комбикормовая промышленность. Она призвана снабжать животноводческие и птицеводческие хозяйства концентрированными комбикормами высокой питательности, содержащими все необходимые для животных вещества: белки, углеводы, жиры, минеральные элементы и витамины.
Ассортимент кормов, применяемых в животноводстве, очень разнообразен и характеризуется различным составом и свойствами. Однако среди естественных кормов, особенно растительных, нет таких, которые бы содержали все необходимые питательные и биологически активные вещества, необходимые для нормального роста и развития животных [2, 3]. Растительные корма в основном содержат углеводы, а белка в них значительно меньше, чем требуется большинству видов животных при интенсивном их развитии. Корма животного происхождения богаче белком, но производится их крайне мало.
Различные корма (сочные, грубые, концентрированные) при скармливании их животным в отдельном виде не удовлетворяют потребностей организма в питательных веществах. Поэтому составляют различные смеси кормов [4]. Однородная смесь очищенных и измельченных в необходимой степени различных кормовых средств, составленная по научно обоснованным рецептам, называется комбикормом (комбинированным кормом). Комбикорма должны содержать не менее трех различных по своей природе видов кормовых средств, не считая минеральных и других добавок, должны удовлетворять потребность животных в углеводах, протеине, минеральных веществах, витаминах [63].
По кормовому значению комбикорма подразделяют на комбикорма-концентраты, комбикорма полнорационные, белково-витаминно-минеральные добавки и кормовые смеси [5].
Комбикорма-концентраты — это смеси разнообразных концентрированных кормов, которые предназначены для скармливания животным и птице в дополнение к сочным, грубым и другим кормам, входящим в кормовые рационы, составляемые в хозяйствах. Они обеспечивают наиболее полноценное кормление животных.
Основное назначение комбикормов-концентратов — повысить содержание белков в кормовом рационе, правильно сочетать его аминокислотный, углеводный и жировой состав.
Комбикорма полнорационные — это смеси концентрированных и грубых кормов, в питательном отношении обеспечивающие потребность животных во всех необходимых питательных веществах. Они полностью обеспечивают кормовой рацион животного и могут скармливаться без добавления других кормов.
Белково-витаминно-минеральные добавки (БВМД) представляют собой смеси, в составе которых более высокое содержание протеина, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов и антибиотиков по сравнению с комбикормами-концентратами [13, 85, 118].
В состав БВМД входят: высокобелковые корма (жмыхи, шроты, дрожжи облученные, рыбная мука и др.); минеральные вещества (мел, соль поваренная); витамины (А, В2, Bi2, D2, РР, пантотеновая кислота, холинхлорид и др.); микроэлементы (соли марганца, цинка, кобальта и др.); антибиотики (биомицин витаминизированный кормовой — БВК, биовит-40, террамицин и др.).
Изготовляют БВМД на комбикормовых заводах и вводят в корма непосредственно в животноводческих хозяйствах.
Кормовая смесь — наиболее простая смесь, состоящая из трех-четырех ингредиентов, в основном отходов зерноперерабатывающих предприятий и некоторых других добавок. Скармливают ее крупному рогатому скоту и овцам [53].
Концентрированные и полнорационные комбикорма вырабатывают сухие и мелассированные, в рассыпном, гранулированном или брикетированном виде. Спрессованные комбикорма по сравнению с рассыпными занимают меньший объем, удобны при транспортировании, хорошо сохраняются [8, 79, 90].
Комбикорма-концентраты и полнорационные комбикорма обогащают микроэлементами, витаминами, антибиотиками. В комбикорма, предназначенные для крупного рогатого скота, вводят карбамид.
Питательная ценность комбикормов зависит не только от набора ингредиентов, но также и от правильного соотношения между питательными веществами, содержащимися в них.
Подбирать корма для составления комбикорма следует с таким расчетом, чтобы в смеси были все питательные вещества в необходимом количестве и правильном соотношении [37].
За единицу измерения питательности кормов, которую назвали кормовой единицей (корм, ед.), принята питательность одного килограмма овса хорошего качества с объемной массой 450-480 г/л, влажностью 13%. В таком овсе содержится протеина 12%, жира 4,6%, клетчатки 9,2%, безазотистых экстрактивных веществ 58%, золы 3,2% [4, 8].
Кормовая единица выражает способность корма давать жировые отложения у крупного рогатого скота в количестве 150 г.
При оценке комбикормов число кормовых единиц относят к 100 кг комбикорма, а содержание переваримого протеина выражают количеством граммов его в 1 корм. ед. Содержание сырой клетчатки определяют в % к массе комбикорма [31].
Содержание в комбикормах кормовых единиц, переваримого протеина и сырой клетчатки зависит от назначения комбикормов и колеблется в широких пределах. Так, в 100 кг комбикорма число кормовых единиц колеблется от 70 до 105, переваримого протеина в 1 корм. ед.— от 80 до 170 г и сырой клетчатки — от 4,5 до 14% [21].
Система оценки питательности кормов для птицы в кормовых единицах не отражает полностью обменных процессов, происходящих в организме птицы. Оценку питательности кормов для птицы целесообразно вести в расчете на 100 г сухой смеси кормов по содержанию в ней обменной энергии (выраженной в килокалориях), сырого протеина, клетчатки, жира и микроэлементов. В 100 г комбикорма должно содержаться: килокалорий не менее 300, сырого протеина не менее 15 г, сырой клетчатки не более 4,5 г, песка не более 0,5% [39, 103].
Качество комбикормов должно отвечать требованиям стандартов и технических условий, в зависимости от вида животных, возраста и хозяйственного назначения.
В технических условиях (стандартах) предусмотрена оценка качества комбикорма по следующим показателям: внешнему виду, цвету и запаху, крупности размола, количеству кормовых единиц в 100 кг комбикорма, содержанию переваримого протеина и сырой клетчатки, влажности, содержанию песка, металломагнитных примесей, вредных примесей, зараженности вредителями и наличию семян культурных и дикорастущих растений [87].
Качество комбикорма зависит не только от качества перерабатываемого сырья, но и от правильности технологического процесса. Неправильное ведение технологического процесса может влиять на содержание в комбикорме влаги, посторонних примесей, на крупность размола и таким образом нарушить рецепт.
Запах и вкус, не свойственные данному корму, влияют на по-едаемость его животными. Животные не едят корм с посторонними запахами (гнилостным, затхлым), а также горького и вяжущего вкуса, несмотря на его высокую питательную ценность. Испорченные корма при скармливании могут вызвать не только заболевание, но и гибель животных. Особенно опасны в этом отношении продукты распада белковых веществ, образуемых при гниении белков в сырье животного происхождения. Кормовые продукты с большим содержанием ядовитых растений — спорыньи, куколя, головни, горчака, опьяняющего плевела, а также с заметными следами ядовитых веществ после протравливания семенного зерна опасны для здоровья животных, особенно для молодняка [45].
Описание конструкции и принципа действия измельчителя
Согласно требованиям, предъявляемым ко всем измельчающим машинам [53], а именно: равномерное измельчение, быстрое удаление измельченного продукта из рабочей зоны машины, возможность регулирования степени измельчения, наименьшее пылевыделение, непрерывная и автоматическая разгрузка машины, легкая замена быстроизнашивающихся деталей машины, наименьший удельный расход энергии, нами был разработан измельчитель концентрированных кормов .
Если силу Рсж относить к площади Fx, то зависимость между FC5K и СУ подчиняется не закону пропорциональности, а степенному закону, который применим для большинства упруго-вязких материалов [96]. В данном случае задачей является выявление закономерности изменения Рсж в зависимости от относительного сжатия Есж, в качестве напряжения принимаем отношение Рсж к первоначальной площади. Указанное допущение в нашем случае сводится к тому, что в выражении степенной зависимости ECM. E = Gn, мы принимаем п=1, хотя пф\.
Необходимая сила Рсж для сжатия слоя фаской ножа находится в квадратичной зависимости от величины Ьсж и графически представляет собой квадратичную параболу [97].
Если в горизонтальном направлении относительная деформация равна Еь то элементарная сила обжатия dPo63lc = Ex -E-dhC3K.
Наиболее важным следствием из выражений (2.12) и (2.22) является то, что усилие Рсж находится в сложной зависимости от Ьсж, т.е. - от величины внедрения лезвия в материал, при которой на его режущей кромке возникает разрушающее напряжение ар. Функция Рсж = f(hCM.) при п=1 согласно выражениям (2.12) и (2.22) представляет собой квадратичную параболу, а при п 1 - параболическую кривую высшего порядка [96].
Абсолютные размеры, или крупность частиц измельченного корма обусловлены зоотехническими требованиями и используются при оценке качества продуктов измельчения [39]. Для энергетической оценки процесса измельчения требуется иметь представление о глубине процесса диспергирования, т.е. о степени измельчения.
По В. И. Куянову [52], единство процесса «деформация-разрушение» позволяет рассмотреть разрушение как следствие пере 58 напряжения тела, а площадь вновь образовавшейся поверхности считать пропорциональной работе перенапряжения As(в отличие от работы упругих деформаций Ау). Тогда энергетический баланс процесса измельчения можно представить в виде закона Ребиндера:
Для повышения эффективности и К.П.Д. процесса измельчения необходимо:
1. уменьшить работу Ау упругих деформаций путём снижения прочности материала за счёт применения поверхностно-активных веществ (эффект Ребиндера)
2. увеличивать, по возможности, работу As на образование новых поверхностей, создавая условия наибольшего перенапряжения материала, например за счёт применения высоких скоростей рабочих органов (Vд \№м/).
Сделаем допущения, при которых с известной степенью приближения можно пользоваться рабочей формулой в исследованиях процесса измельчения кормов [69].
1. Расширением имеющихся микротрещин и образованием новых в пределах упругих деформаций, вплоть до начала текучести материала, можно пренебречь, допустив, что вся работа при этом расходуется только на деформацию корма и пропорциональна деформированному объёму.
Постоянный коэффициент Cs также имеет вполне определенное физическое значение - представляет собой работу, затрачиваемую на образование новых поверхностей при измельчении 1 кг зерна. Величина обоих коэффициентов зависит от структурно-механических свойств зерна, его крупности и плотности.
Коэффициент процесса Спр характеризует влияние других неучтенных факторов, которые проявляются в рабочем процессе измельчителя: свойства зернового материала (влажность, вязкость и др.), способ измельчения (удар, плющение, резание и т.п.), конструктивные особенности измельчителя. В статистическом смысле коэффициент Спр выражает корреляционную связь между значением Ат и действительными затратами работы Аизм, наблюдаемыми в эксперименте или в условиях производственной эксплуатации измельчителей.
Такое преобразование дает возможность определять значения коэффициента Сі и Сг по результатам производственных испытаний измельчителей любых типов и использовать величину Аизм в качестве критерия энергоемкости при сравнительной оценке разных машин или выборе эффективных режимов их работы.
Формула (2.44) является более универсальной, так как она позволяет оценить любой процесс измельчения с позиций современной теории измельчения. Такой подход имеет особое значение для исследования рабочего процесса универсальных дробилок, оборудованных режущим аппаратом и молотковым барабаном, и других измельчителей.
В формуле (2.44) коэффициенты С\ и Сг определяются по способу наименьших квадратов из опытных данных. Так, для ячменя можно принять Ci=(10...13)103 Дж/кг и С2=(6...9)103 Дж/кг [47, 98].
Рабочий орган измельчителя часть работы затрачивает на взаимодействие со слоем измельчаемого материала находящегося в дробильной камере. Поэтому в выражение (2.44) необходимо добавить работу на взаимодействие со слоем материала Адеф.с.т.
Программа экспериментальных исследований
Учитывая зоотехнические требования, предъявляемые к комбикормам, на первом этапе была поставлена задача оценить получаемый измельченный продукт по физико-механическим свойствам и влиянию его на процесс работы и конструкцию установки .
Следующим этапом работы является разработка наиболее эффективной конструктивно-технологической схемы измельчителя концентрированных кормов и создание экспериментального образца, оптимизация его конструктивно-режимных параметров с целью получения наибольшей эффективности и стабильности рабочего процесса.
На заключительном этапе решалась задача проверки теоретических предпосылок, выдвинутых в процессе исследований и проведение производственных (хозяйственных) испытаний измельчителя концентрированных кормов. С учетом поставленных задач программа исследований включает в себя: 1. Разработку и изготовление измельчителя концентрированных кормов. 2. Проведение экспериментальных исследований и обоснование конструктивно-режимных параметров. 3. Обработку данных, полученных по результатам экспе риментальных исследований. Для проведения экспериментальных исследований был разработан и изготовлен экспериментальный образец измельчителя концентрированных кормов (зерна), общий вид которого представлен на
Основные геометрические размеры зерна, применяемого в качестве измельчаемого материала при проведении опытов, определялись методом ситового анализа при помощи набора сит с различными диаметрами отверстий.
Проведенный ситовой анализ измельчаемого зерна показал, что зерно соответствует геометрическим размерам, полученным Г.А. Егоровым. На основании зоотехнических требований был принят минимально возможный зазор между рабочими органами, который равен 0,15 мм. В дальнейшем зазор изменялся в сторону увеличения через 0,1 мм. В качестве факторов, влияющих на процесс измельчения, в измельчителе концентрированных кормов, были выделены: 1) зазор между рабочими органами S, мм; 2) частота вращения вала привода измельчителя со, с"1; 3) длина хода подвижного рабочего органа L, мм; 4) количество противорезов к, шт. Частота вращения изменялась с помощью токарного станка марки 1А62; длина хода подвижного рабочего органа изменялась за счет изменения радиуса кривошипа; количество противорезов было назначено произвольно. Время, за которое измельчалась партия зерна, замерялось с помощью секундомера СОПР-6Т-2-000; пробы зерна взвешивались на весах ВЛТК-500.
Гранулометрический состав измельченного продукта определялся методом сепарирования на наборе решет (рис. 3.2) с диаметром отверстий 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм (ГОСТ 214-83).
Производительность установки определяем при разной частоте вращения вала привода измельчителя - 90 об/мин, 130 об/мин, 200 об/мин, для выяснения наиболее оптимальной частоты вращения, при которой качество измельченного продукта будет наилучшим. Производительность определяем при полном измельчении партии зерна, засекая время t измельчения. Производительность (Q, кг/с) определяем по формуле Є = у, (3.2) где G - масса партии зерна, кг; t - время замера пробы, с. При измерении наружного диаметра подвижного рабочего органа и внутреннего диаметра неподвижного рабочего органа, с целью определения износа, применялись микрометр МК и индикаторный нутромер.
С целью определения ресурса измельчителя до проведения экспериментальных исследований были измерены диаметры рабочих органов измельчителя. Диаметр подвижного рабочего органа измерялся с помощью микрометра типа МК с предельной погрешностью измерения ±Д1іт=10 мкм в интервале измерений от 25 до 50 мм. В ходе измерения было установлено, что диаметр подвижного рабочего органа (d) равен 41,42 мм. Неподвижный рабочий орган был измерен при помощи индикаторного нутромера с измерительной головкой с ценой деления 0,001 мм с предельной погрешностью измерения ±ДПт=5,5 мкм в интервале измерений от 30 до 50 мм. Диаметр неподвижного рабочего органа (D) измельчителя равен 41,57 мм.
Оценка влияния параметров измельчителя на процесс измельчения
Проведение экспериментальных исследований с применением методов планирования и анализа эксперимента является наиболее эффективным методом получения математической модели сложного процесса. Эксперимент, проведенный с применением данных методов, дает значительно больше информации, чем эксперимент, основанный на традиционных принципах с установлением детерминированных зависимостей, так как изучаются возможные взаимодействия между факторами эксперимента. Кроме этого значительно сокращается число опытов по сравнению с традиционным методом, увеличивается емкость эксперимента за счет получения данных о роли взаимодействия различных факторов, оценивается ошибка опытов, позволяющая судить о действии факторов с определенным уровнем значимости [1, 10, 27, 56, 64, 68, 78, 91, 92, 116].
Анализ факторов, влияющих на изменение качественных и количественных показателей исследуемого процесса, показал, что к ним относятся следующие факторы (табл. 4.1): Xj - зазор между рабочими органами (S, мм); х2 — частота вращения вала привода измельчителя (со, с"1); хз - длина хода подвижного рабочего органа (L, мм); Х4 - количество противорезов (к, шт).
При проведении экспериментальных исследований использовался экспериментальный план (табл. 4.2), представляющий собой матрицу второго порядка на гиперкубе Хартли-Коно (На-Ко34), включающий 18 опытов [68]. В качестве критериев оптимизации использованы: yj - удельная мощность, определяемая как отношение мощности, затрачиваемой на процесс измельчения, к производительности измельчителя (Nyj, Вт-ч/кг); у2 - количество пылевидной фракции, определяемое как отношение частиц размером менее 0,2 мм к общей массе измельченного продукта (К, %).
Анализ полученной матрицы парных коэффициентов корреляции (программа Statgraphics) (табл. 4.3) показал, что наиболее тесная связь моделируемого показателя yi (удельная мощность) имеется с факторами: зазор между рабочими органами (xj), частотой вращения вала привода измельчителя (х2) и длиной хода подвижного рабочего органа (х3), а показателя у2 (количество пылевидной фракции) -с факторами Xj, Хз, Х4. При этом факторы, включенные в модели, можно считать линейно независимыми.
Установлено, что с увеличением зазора между рабочими органами, частоты вращения вала привода измельчителя и длины хода подвижного рабочего органа, происходит снижение удельной мощности. При увеличении зазора между рабочими органами измельчителя и уменьшении длины хода подвижного рабочего органа и количества противорезов наблюдается снижение количества пылевидных фракций.
На основании анализа сечения поверхностей отклика (рис. 4.10) можно заключить, что при стабилизации факторов хг=-1 (со =6,3 с 1) и Хз=-1 (L=20 мм) удельная мощность (Yi) повышается при стремлении xi к нижнему уровню и значении х4 близком к -0,5. Количество пылевидных фракций (Y2) минимально при значениях Х) от -0,5 до 0, и значениях х4 близких к нижнему уровню.
При стабилизации факторов Xi=0 (S=0,25 мм) и х2=-1 (со=6,3 с"1) (рис. 4.11) уменьшение удельной мощности (Yj) происходит при увеличении длины хода подвижного рабочего органа, а количество пылевидных фракций при этом возрастает. Минимальная удельная мощность зафиксирована при значении фактора Хз=1 (L=100 мм) и значении фактора х4 близком к основному уровню (к=3). Минимальное значение содержания пылевидных фракций наблюдается при минимальном количестве противорезов (к=1) и наименьшей длине хода подвижного рабочего органа (L=20 мм).
Анализируя сечения поверхностей отклика Yi и Y2 при стабилизации Xi=l и Х2=-1 (рис. 4.12) отметим, что минимальная удельная мощность наблюдается при значениях фактора х4 находящихся в интервале от -0,2 до 0,6. Возрастание количества пылевидных фракций происходит при увеличении длины хода подвижного рабочего органа.
В многофакторном эксперименте, когда число регулируемых факторов равно трем и более, весьма затруднительно сформулировать рекомендации по принятию компромиссного решения. Нами для поиска компромиссного решения задачи нахождения оптимальных значений уровней факторов для нескольких критериев (табл. 4.7) использовался метод Парето-оптимального решения (программа KPS).
В результате решения компромиссной задачи оптимизации процесса измельчения [122] в измельчителе концентрированных кормов определены приемлемые значения факторов: зазор между рабочими органами x l (S=0,35 мм); частота вращения вала привода измельчителя Х2=1 (ш=20,9 с"1); длина хода подвижного рабочего органа Хз=-1 (L=20 мм); количество противорезов X4=-0,32 (к=2).
