Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса дробления зерна. цель и задачи исследования 9
1.1 Обзор теоретических исследований процесса измельчения зерна ударом 9
1.2 Классификация измельчителей зерна ударного действия 16
1.3 Анализ конструктивных особенностей и режимов работы измельчающих машин с вертикальной осью вращения ротора 19
1.4 Определение состава продуктов дробления зерна и их характеристика 21
1.5 Цель и задачи исследования 28
2 Теоретические предпосылки процесса дробления зерна в измельчителе с вертикальной осью вращения ротора 30
2.1 Анализ взаимодействия среды с рабочими органами в воздушно-вихревой зоне измельчителя 30
2.2 Анализ взаимодействия рабочих органов дробилки с воздушно-продуктовым слоем 36
2.3 Расстановка молотков дробилки и обоснование места ее загрузки 39
Выводы 44
3 Программа и методика экспериментальных исследований 46
3.1 Описание приборов и экспериментальной установки для проведения исследований 46
3.2 Методика определения физико-механических свойств зерна и продуктов его измельчения 56
3.3 Методика определения энергоёмкости дробления зерна 62
3.4 Методика проведения факторного эксперимента 63
3.5 Методика обработки опытных данных 66
4 Анализ результатов экспериментальных исследований 70
4.1 Физико-механические свойства зерна и продуктов измельчения из него 70
4.2 Общая характеристика процесса работы измельчителя 81
4.3 Основные факторы, влияющие на производительность измельчителя и качество продукции 88
4.4 Анализ исследования производительности дробильно-крупо-отделяющей машины 98
4.5 Результаты исследования энергоёмкости получения выравненной фракции из зерна 99
Выводы 101
5 Реализация результатов исследования и экономическая оценка их внедрения 104
5.1 Реализация результатов исследования и предложения по совершенствованию измельчителя с вертикальной осью вращения ротора 104
5.2 Особенности методики расчета дробильно-шелушильного измельчителя 108
5.3 Расчет экономической эффективности внедрения результатов исследования измельчителя с вертикальной осью вращения ротора 110
Выводы 117
Общие выводы 118
Литература 120
Приложения 143
- Обзор теоретических исследований процесса измельчения зерна ударом
- Анализ взаимодействия среды с рабочими органами в воздушно-вихревой зоне измельчителя
- Описание приборов и экспериментальной установки для проведения исследований
- Физико-механические свойства зерна и продуктов измельчения из него
Введение к работе
Современный уровень развития сельскохозяйственного производства, его важнейших отраслей - животноводства и птицеводства во много определяет успешность решения задачи по обеспечению населения продуктами питания.
Прочная кормовая база является основой развития животноводства и птицеводства, тем более что в рецептуре комбикормов зерновые продукты занимают главное место. Однако измельчение зерна в настоящее время сопровождается значительными затратами энергии и средств из-за недостаточной эффективности широко применяющихся молотковых дробилок. Они обладают существенными недостатками, устранение которых является важнейшей научной задачей.
Создание высокоэффективного оборудования для измельчения с одновременным удалением оболочки и мелкой фракции в процессе производства компонентов комбикорма может быть обеспечено за счет совершенствования технологического процесса измельчения в дробильно-шелушильных измельчителях непрерывного действия. Однако оборудования для получения дробленых кормов из не голозерного зерна, например, ячменя с одновременным снятием и удалением оболочки из массы размола в нашей стране пока не существует и режимы работы таких измельчителей не обоснованы, нет и достоверных сведений по разработке роторных дробильно-шелушильных измельчителей для этих целей и в других странах.
Созданию нового оборудования предшествовали теоретические и экспериментальные исследования стадий шелушения за счет удара зернистых материалов, выявление факторов, влияющих на энергозатраты, гранулометрический состав, заданную крупность, выравненность состава измельчаемого зернового сырья, степень (надежность) удаления оболочки из общей массы размола, а также определение стабильности технологического процесса.
Для решения задач интенсификации процессов измельчения в дробиль-но-шелушильных измельчителях, предназначенных для использования в комбикормовом и крупяном производстве с учетом особенностей не голозерных культур, обладающих различными прочностными характеристиками, потребовались обширные исследования по обоснованию режимов работы и параметров конструкций существующих дробилок с целью их дальнейшего совершенствования.
Для этого разработаны математические модели, наиболее точно описывающие взаимодействие дробильных элементов с зерном при его измельчении, шелушении, удалении легких фракций, как с энергетической точки зрения, так и с учетом качества продукта, учитывающей максимальное количество факторов, влияющих на получение заданного качества продукта с минимально возможными энергетическими затратами. Соответственно научной новизной стали: разработка математической модели процесса механического воздействия жестко закрепленных молотков ротора на не голозерное зерно в рабочей камере дробильно-шелушильного измельчителя; уточнение теоретических основ процесса измельчения не голозерного зерна с учетом его прочностных характеристик и степени срастания оболочки с ядром; определение и уточнение значений времени контакта частиц сырья с поверхностью измельчающего элемента при ударе, удельных энергий на единицу поверхности разрушения, скорости удара зерна, приводящей к отслаиванию оболочки от ядра, начальному и полному его измельчению до заданных размеров; теоретическое и экспериментальное обоснование совмещения процессов дробления, шелушения и пневмоклассификации измельченного не голозерного зерна, для производства комбикормов; обоснование процесса работы и основных параметров измельчителя со встроенным пневмоклассификатором для производства комбикормов в фермерских хозяйствах.
Результаты исследований позволили создать основу для проектирования новых процессов и оборудования с оптимальными параметрами, обеспечи-
вающими дробление, шелушение, пневмоклассификацию продуктов измельчения.
Исследования проводились в АЧГАА, в условиях производства ООО «АГРОПРОДМАШ», г. Новочеркасск, в фермерских хозяйствах Ставропольского и Краснодарского краев в рамках государственной «Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 г.г.» по тематике НИР Азово-Черноморской государственной агро-инженерной академии (АЧГАА) на 2002-2007 г.г., номер регистрации ГК-754-1/А-134.
Объектом исследования был процесс измельчения ударом в дробильно-шелушильных измельчителях не голозерного зерна, например, ячменя в комбикормовом производстве фермерских хозяйств.
Предметом исследования было установление взаимосвязей технологических и конструктивных параметров процесса измельчения на качественные показатели получаемого продукта и энергетические затраты.
В процессе научных исследований разработана математическая модель механического воздействия жесткозакрепленных элементов ротора на не голозерное зерно в рабочей камере дробильно-шелушильного измельчителя; получены теоретические основы измельчения зерновых материалов с учетом их прочностных характеристик и степени срастания оболочки с ядром.
Уточнены значения времени контакта частиц зерна с поверхностью измельчающего элемента при ударе, удельных энергий на единицу поверхности разрушения, скорости удара зерна, приводящей к отслаиванию оболочки от ядра, начальному и полному его измельчению до заданных размеров.
Получен ряд математических зависимостей, определяющих основные показатели эффективности функционирования дробильно-шелушильных измельчителей (их производительности, удельного расхода энергии и др.).
Установлена степень влияния конструктивно-технологических параметров измельчителя и встроенного каскадного пневмоклассификатора на гранулометрические характеристики и степень удаления оболочек из массы размола зерна.
Теоретически и экспериментально обоснована возможность совмещения процессов дробления, шелушения и пневмоклассификации измельченного не голозерного сырья для производства комбикормов.
По результатам исследований разработан и серийно выпускается новый тип измельчителя с встроенным пневмоклассификатором (ДКМ-1 и ДКМ-2) для производства комбикормов в фермерских хозяйствах.
Новые измельчители защищены патентами № 22 03 737, 2002415, № 2169626 и № 2229338, а также свидетельствами на полезную модель RU № 18657 7В 07В 4/08 и № 20259 по заявке № 200111264/20 (приложение Е)
Разработки демонстрировались на различных Всероссийских и Международных выставках и конкурсах, на которых получено 9 медалей (из них 7 золотых) и 12 дипломов (приложение Ж).
По результатам исследования на защиту вынесены следующие положения:
Уточненные модели закономерностей процесса работы роторного дро-бильно-шелушильного измельчителя зерна.
Физико-механические свойства продуктов измельчения пшеницы и ячменя.
Математические модели, определяющие показатели эффективности работы дробильно-шелушильных измельчителей.
Основные параметры и режимы работы измельчителя зерна с вертикальной осью вращения ротора.
Методика расчета измельчителя с встроенным каскадным пневмоклассификатором.
Обзор теоретических исследований процесса измельчения зерна ударом
В мукомольной, крупяной и комбикормовой промышленности измельчение зерна является одним из энергоемких процессов. Он потребляет 40...70% от всей энергии, затрачиваемой на выпуск готовой продукции [34,139]. Каждому из видов продукции (мука, корма, комбикорма) характерен гранулометрический состав измельченной продукции, удовлетворяющий потребности человека или животных, как по внешнему виду, так и по эффективности усвоения веществ, содержащихся в исходном зерне.
Именно этим и можно обосновать непрерывный поиск ученых и практиков новых инженерных и технологических решений по интенсификации процесса измельчения, стремление обеспечить потребное качество продукции с одновременным снижением удельного расхода электроэнергии и повышения производительности измельчителей.
Исследователи стремились решить задачу определения затрат энергии в зависимости от характеристик измельченного продукта и размеров частиц до и после измельчения. Описывая математически физическую сущность процесса измельчения, многие ученые подтверждали выдвинутые гипотезы экспериментальными данными.
В теории измельчения для определения работы существуют две явно выраженные энергетические гипотезы: поверхностная и объемная, определяющие основные зависимости между энергетическими, физико-механическими и геометрическими характеристиками измельчаемого продукта.
Немецкий ученый П.Р. Риттенгер исходил из того, что работа, необходимая для измельчения, прямо пропорциональна площади вновь образованной поверхности [43]: - степень измельчения.
Приведенные зависимости далеко не в полном объеме отражают вклад ученых в разработку теории измельчения. Они, главным образом, описывают количественную сторону процесса измельчения, применимы для частных случаем дробления и часто используются для сравнительной оценки измельчителей и определения основных критериев при совершенствовании способов измельчения.
Многолетние последующие теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов измельчения зерна были нацелены на подтверждение вывода о целесообразности выбора из многообразия способов механического разрушения, таких как удар, сжатие, истирание, сдвиг и резание.
Ударному способу предпочтение отдали многие ученые: Барабашкин В.П. [8], Беренс Д. [14, 15], Глебов Л.А. [30...43, 130, 132, 138, 149], Горячкин В.П. [49], Демидов А.Р. [53,54], Джинджихадзе СП. [55], Елисеев В.А. [58 ...61], Зверев СВ. [63, 65...68], Клушанцев Б.В. [82], Коротков В.Г. [85,86], Левенсон Л.Б. [94], Мельников СВ. [101, 103], Мурзачалиев К.Г. [105], Осипов А.А. [112], Осокин В.П. [114]. Остапов А.А. [116], Плохов В.Г. [123, 124], Прощак В.А. [128], Степанов В.В. [151, 152], Хусид СВ. [192], Шуб Г.И. [198...201], Энсина М.А. [205] и др. [12, 13, 16...18, 21...23, 28, 29, 46, 51, 69...72, 78, 79, 81...83, 87, 89...91,. 104, 125, 126, 129, 134, 136, 138, 140, 154, 157,166...169,177].
Одними из первых проблему измельчения с позиций удара исследовали В.П. Горячкин и А.П. Макаров [149]. В.И. Сыроватко [154], с учетом рекомендаций В.П. Горячкина, установил, что полная энергия, сообщаемая зерну в результате удара молотком, определяется суммой энергии, расходуемой на работу пластических деформаций и кинетической энергии, которой обладает зерновка. Как известно, пластические деформации не приводят к разрушению ударяемого тела, изменяют его форму с выделением тепла. Упругие деформации разрушают зерно из-за возникающих напряжений в частицах. Соответственно с понижением упругости материала (коэффициента восстановления) процесс измельчения ударом становится менее экономичным и требует больших затрат энергии.
Профессор Глебов Л.А. теоретически обосновал процесс измельчения зерна ударом, сделал вывод, что для объекта разрушения - зерновки можно воспользоваться концепцией разрушения тела в результате силового динамического воздействия на него при развитии или вновь появляющихся трещинах [36, 38]. Моделирование процесса разрушения зерновки в результате развития трещин велось с учетом некоторых допущений: траектория движения трещины является прямолинейной, скорость развития трещины постоянна или является производной функцией времени. Принято считать, что развитие трещины происходит под действием поперечного, продольного сдвига и нормального отрыва. Для описания процесса развития трещины под действием ударных нагрузок используется формула Гриддинга, выражающая условия баланса энергии, подводимой к нему извне, и энергии, затрачиваемой на образование в результате развития трещин новых поверхностей в теле.
Анализ взаимодействия среды с рабочими органами в воздушно-вихревой зоне измельчителя
При всем разнообразии конструктивных решений общим является необходимость создания в рабочем объеме аппарата разрежения или избыточного давления. В машинах, работающих под давлением, движущееся по ситовой поверхности зерно продувается воздухом. Мелкие фракции и пыль уносятся вверх, а крупные стекают по наклонной поверхности сита и удаляются из рабочей камеры.
Установлено, что более эффективным является способ организации вертикального воздушного потока с помощью разрежения. Несмотря на сложности, связанные с неравномерностью поля скоростей воздушного потока, соударением частиц друг с другом и со стенками аппарата, ученым удалось составить физическую картину процесса взаимодействия частиц с воздушным потоком. Это сделало возможным создание промышленных образцов машин с вертикальным воздушным потоком. Их исследованием, совершенствованием и внедрением занимались: Авдеев С.Д. [2], Барский М.Д. [11], Веденьев В.Ф. [76], Донат Е.В. [56], Кирсанов В.А. [76], Филин В.М. [177], и многие другие (Дончаков Е.А. [10], Ревнивцев В.И. [9], Филин Д.В. [181, 186], Титоренко В.В. [182], Малия А.Я. [97], Медников Е.П. [99], Щикно Н.К. [203]).
Усилия ученых и практиков были направлены на повышение эффективности сепарирования исходного материала не только за счет гравитационных, но и инерционных, а также центробежных сил. Одним из возможных путей достижения этой цели является установка в пневмоканале специальных контактных элементов. Их конструктивные особенности и эффективность приведены в статье «Новые конструкции контактных элементов в пневмоклассифи-каторах». - Комбикорма. - № 2. - 1999, защищены патентом РФ № 2169626, свидетельством на полезную модель №18657 и изготавливаются ООО «АГ-РОПРОДМАШ» в г. Новочеркасск.
В процессе измельчения не голозерного зерна формируется масса, состоящая из частиц с различными гранулометрическими характеристиками.
Основной геометрической характеристикой частиц дробления зерна в измельчителях ударного действия является его форма. Наиболее приемлемой для дальнейшей классификации является частица в форме шара. В некотором приближении такую форму частицы приобретают в процессе обработки их в абразивно-ситовом барабане. При этом за время нахождения во вращающемся воздушно-продуктовом слое у частиц многогранной формы острые кромки притупляются. Их диметр можно определить, по известной формуле [100]: где v - объем средней частицы, полученной делением массы произвольной навески материала на произведение числа частиц на их плотность.
Не менее важной характеристикой массы, полученной после измельчения или шелушения, является ее фракционный состав, отражающий распределение частиц по размерам (диаметрам). Как известно, наиболее простым и доступным методом определения гранулометрического состава является ситовой. Результаты анализа могут быть выражены суммарными (интегральными) и дифференциальными кривыми, или кривыми, характеризующими в процентном отношении состав массы. Следующей важной характеристикой классифицируемого материала является скорость витания. Этой величиной называют такую скорость восходящего потока, при которой его аэродинамическое воздействие уравновешивает силу тяжести частиц. При этом частица не имеет поступательного движения. Она витает около какого то среднего положения. В реальных условиях скорость витания несколько отличается от расчетной и во многом зависит от концентрации частиц в потоке, геометрических размеров канала, стесненных условий. В процессе движения частицы воздействуют друг на друга, сталкиваются с элементами классификатора, создавая дополнительное сопротивление. Увеличение концентрации частиц приводит к снижению живого сечения пневмоканала. При этом повышается действующая скорость потока, приводящая его к турбулизации. Как видно, скорость частиц в ряде случаев является аэродинамической характеристикой свойств частиц исследуемого материала. Она позволяет оценивать и сопоставлять способность части фракций измельчения транспортироваться потоком с заданными параметрами. 1.5 Цель и задачи исследования Цель исследования - совершенствование процесса работы и обоснование параметров дробильно-шелушильного измельчителя зерна при функционировании его в условиях фермерских хозяйств. Для этого необходимо было решить следующие задачи: - определить основные физико-механические характеристики не голозерного зерна и продуктов его дробления; - разработать математическую модель процесса механического воздействия жесткозакрепленных элементов ротора на не голозерное зерно в рабочей камере дробильно-шелушильного измельчителя; - выявить степень влияния конструктивно-технологических параметров измельчителя на гранулометрические характеристики и степень удаления оболочек с мелкими фракциями из массы размола зерна; - обосновать теоретически и подтвердить экспериментально целесообразность совмещения процессов шелушения, дробления и пневмо-классификации в одном агрегате при производстве компонентов комбикормов из не голозерного зерна; - определить рациональные параметры дробильно-шелушильного измельчителя и разработать методику его расчета; - дать технико-экономическое обоснование их внедрения.
Описание приборов и экспериментальной установки для проведения исследований
Для определения объемной массы зернового материала использовалась литровая пурка. Она содержала мерку-цилиндр, цилиндр-наполнитель, груз-вытеснитель воздуха, весы и нож-отсекатель. Объемная масса зернового материала определялась по известной методике [173, 179] в соответствии с ГОСТ 28254-89, по которой предусмотрена последовательность операций по наполнению цилиндра-мерки зерном, удаления лишних зерен, взвешивания мерки с зерном и дальнейшего расчета объемной массы зерна или продуктов его измельчения.
Опыты проводились в трехкратной повторности, погрешность определения массы не превышала 0,2 г. Для определения коэффициентов трения покоя использовалась также установка марки ТМ-21. Из материалов, используемых в исследуемой дробилке в качестве деталей, контактирующих с зерном, изготавливались сменные поверхности, устанавливаемые на платформу установки ТМ-21. Для этого использовали листовую сталь, различные пластмассы, капрон, резину техническую и другие материалы. Винтовым механизмом установки ТМ-21 наклонная плоскость постепенно поднималась, увеличивая угол наклона ее к горизонту. Угол начала скольжения срх испытуемого материала определяли по шкале угломера. По этому углу определяли коэффициент трения покоя /] = tgcp . Опыты проводили с трехкратной повторностью. На этой же установке ТМ-21 определяли и коэффициенты трения движения испытуемых зерновых образцов по поверхностям из указанных выше материалов. Наклон платформы в этих опытах увеличивали до значений, больших угла трения покоя. Образец из зерновых материалов начинал скользить по испытуемой поверхности платформы установки ТМ-21. Записывали значение этого угла наклона платформы. Включали секундомеры установки ТМ-21, датчики их ставили в исходную вертикальную позицию. Образец зернового материала, вмонтированный в деревянный брусок, располагали на платформе выше верхнего датчика и отпускали его в движение по плоскости. Скользя по платформе, этот образец проходил по наклонной платформе путь в 1 м, затрачиваемое на этот путь время измерялось по данным секундомеров. Коэффициент трения движения определялся по формуле: Опыты также проводились в трехкратной повторности. Погрешность определения коэффициентов трения составляла ±0,1, а точность установки измеряемой длины пути образца ±0,5 мм. Аэродинамические свойства зерна и продуктов дробления характеризуются парусностью - способностью их подниматься и транспортироваться воздушным потоком во взвешенном состоянии. Для этого определялась скорость витания зерновых материалов, при которой частицы исследуемого материала зависают в вертикальном восходящем потоке воздуха при равенстве силы тяжести частиц этого материала силе давления потока воздуха на нее. С этой целью использовались парусные классификаторы ПГЖ-ВИМ, микроманометры ММН с трубкой Пито-Прандля, лабораторные весы и секундомер. Каждый опыт на ПГЖ-ВИМ начинался с установки по уровню микроманометра на нулевое деление приборы. Включался парусный классификатор, и измерялось давление в нагнетательной трубке вентилятора при открытой и закрытой заслонке в нем. Показания манометра переводились в Паскали. Далее измерялось давление во всасывающей трубке при минимальной скорости воздушного потока. Затем классификатор включался, на сетку всасывающей трубы его засыпалась навеска зернового материала в 100 г, которая вставлялась в зажим, после чего классификатор включался в работу, и медленно увеличивали скорость потока воздуха до начала витания легких частиц крупы, при этом записывали показания тягонапоромера. Выжидали 1 минуту и взвешивали содержимое стакана отстойника. Далее увеличивали динамическое давление на 1 кг/м , выжидали еще 1 минуту и взвешивали снова содержимое стакана. В такой же последовательности повторялся опыт до полного выделения навески в отстойник. По известной методике [137, 160] расчетным путем определялась критическая скорость для каждой ступени отбора материала, а по размерным его характеристикам и массе - скорость витания фракций смеси. Для проведения этой серии опытов под дробилкой для частиц фракции с диаметром от 1,6 мм до 3,0 мм устанавливалась емкость, имеющая два изолированных отсека, частицы в которые попадали в зависимости от положения шарнирной заслонки над ней.
В начале каждого опыта бункер дробилки заполнялся зерном. Заслонка на выходе переводилась в положение для сбора фракции в первый отсек указанной выше емкости. Дробленое зерно поступало в этот отсек. Постепенно открывая заслонки под бункером, увеличивали подачу зерна в дробилку и этим доводили производительность дробилки до максимальной. Это контролировалось по показаниям ваттметра. Показания снимали по фазам и вычисляли потребную двигателем мощность.
В конце каждого опыта при загруженной на полную мощность дробилке производили отбор частиц зерна в отдельную емкость, подставляемую под течки выхода ее из дробилки. Продолжительность отбора частиц зерна устанавливалась равной 30 с. Далее определялась масса собранных частиц. Опыт проводился с трехкратной повторностыо.
Физико-механические свойства зерна и продуктов измельчения из него
Основные характеристики зерновых материалов, используемых нами в опытах для получения фракций 0 3,0...1,6 мм и фракций 0 1,6 мм ...№ 056 на экспериментальном измельчителе с вертикальной осью вращения ротора, приведены в табл. 4.1.
По данным табл. 4.1 видно, что влажность и объемная масса зерна для дробления на измельчителе менялись в достаточно широких пределах, приближенных к реальным условиям их хранения в фермерских хозяйствах. Физико-механические свойства зерновых материалов при хранении значительно варьируют, что учитывалось при проведении экспериментальных исследований.
Используемое зерно имело характерный здоровый вид (цвет, блеск), не было заражено вредителями (долгоносиками, зерновками). Засоренность их была в пределах ограничительных норм I и II классов. Примеси в нем не превышали 2%.
Фракции частиц из пшеницы и ячменя при исходной влажности 14%, полученные на исследуемой дробилке, подвергались классификации по номерам (табл. 3.1), сортировались по размерным фракциям для определения условного их диаметра и исследовались для определения влажности, объемной массы, фрикционных и аэродинамических свойств. В таблице 4.2 даны показатели их влажности и объемной массы. Данные этой таблицы показывают, что условный диаметр частиц фракции несколько меньше среднего диаметра отверстий решет классификатора для выделения заданной фракции дробленых частиц из пшеницы и ячменя. Влажность получаемой фракции после дробления снижается примерно на 1% от исходной (с 14% до 13%), что объясняется выделением части влаги за счет нагрева зерновых при ударе в результате дробления и интенсивной продувкой крупы встроенным в дробилку воздушным каскадным классификатором. Объемная масса измельченных частиц несколько выше, чем зерна, из которого она получена, причем, чем мельче фракция, тем выше ее объемная масса. Объясняется это, в основном, выделением из продуктов измельчения легких примесей со сбором их в циклоне измельчителя. Объемная масса дробленной калиброванной фракции, полученной на исследуемом измельчителе при сите с диаметром отверстий 2,8 мм, составляла для пшеничной крупы 0,84 т/м , а для ячневой - 0,82 т/м . При дроблении зерновые материалы и продукты их измельчения соприкасаются, в основном, с материалами бункера дробилки, загрузочных патрубков, молотков ротора, решета и выгрузных течек. Легкие фракции измельченных продуктов транспортируются в циклон дробилки, соприкасаясь с внутренними поверхностями трубопроводов и самого циклона. В связи с этим коэффициенты трения зерновых материалов определены по материалам поверхностей указанных деталей. Они могут изготавливаться из сталей, пластика, резины и дерева. В табл. 4.3 приведены значения коэффициентов трения покоя и движения для исследуемых зерновых материалов по неокрашенной стали. По этим данным в пределах влажности зерна и крупы из него от 12 до 18% коэффициенты трения изменяются незначительно, несколько снижаясь с повышением влажности, что подтверждает выводы многих исследователей для других сельскохозяйственных культур [19, 47, 59, 64, 92, 100]. Коэффициенты трения покоя для пшеницы при повышении влажности на 6% уменьшаются примерно на 5%, а круп из нее - на 6%. Коэффициенты трения движения снижаются на 7...10%. Аналогична закономерность изменения коэффициента трения и для ячменя. Следует отметить; что коэффициенты трения частиц фракции из пшеницы и ячменя несколько ниже, чем коэффициенты трения целого зерна. Это объясняется тем, что после дробления зерна его оболочка и легкие примеси удаляются встроенным пневмоклассификатором, а дробленое ядро имеет более гладкую поверхность. При этом, чем меньше степень измельчения зерна, тем ниже коэффициенты трения ее о стальную поверхность. Такие же зависимости коэффициентов трения от влажности и степени измельчения получены для этих зерновых материалов и по другим материалам трущихся поверхностей: по капрону (рис.4.1), резине и буку (Приложение А). Наибольшие значения этих коэффициентов получены для поверхностей из резины пищевой и дерева (бук). Зависимости коэффициентов трения зерновых материалов в покое (1) и в движении (2) по капрону: а - для пшеницы, б - для ячменя; - целое зерно, А - дробленная калиброванная крупа (частицы диаметром от 1,6 мм до 3,0 мм) при использовании в измельчителе сита с отверстиями диаметром 2,8 мм. Они превышают коэффициенты трения по стали на 9... 16%, что позволяет не рекомендовать такие материалы в деталях дробилки. Увеличение температуры зерновых продуктов и поверхностей скольжения на 5... 10 ведет к незначительному росту коэффициентов трения (на 1...4%), что в условиях эксплуатации измельчителя для получения фракции 0 3,0...1,6 мм можно не учитывать. В табл. 4.4. приведены данные для определения коэффициента внутреннего трения исследуемых зерновых материалов. По ним видно, что после измельчения зерна фракции частиц из него имеют больший угол естественного откоса. Наибольший угол естественного откоса наблюдается для пшеничной мелкой фракции 0 1,6/№ 056 (на 17,9% больше, чем у целого зерна) и ячневой крупы №3 (на 13,8% выше, чем у ячменя).
