Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса приготовления комбикормов 8
1.1. Анализ конструкций смесителей для приготовления комбикормов 8
1.2. Анализ современного состояния исследований и методов расчета смесителей 23
1.3. Цель работы и задачи исследования 27
2. Теоретические исследования процесса перемещения компонентов комбикормов за счет их движения в винтовом цилиндрическом барабане 30
2.1. Классификация и исследование конструктивных особенностей цилиндрических винтовых барабанов 30
2.2. Исследование процесса движения частиц компонентов комбикормов в сечениях винтового барабана 39
2.3. Аналитическое исследование конструктивно-режимных параметров винтовых барабанов 52
2.4. Выводы 64
3. Методика экспериментальных исследований 65
3.1. Описание модельной экспериментальной установки 65
3.2. Методика экспериментальных исследований по качеству смешивания компонентов кормов и определения однородности смеси в винтовых барабанах 71
3.3. Методика планирования экстремального эксперимента 79
3.4. Выводы 81
4 Анализ экспериментальных исследований и обобщение теории расчета винтовых барабанов 82
4.1. Зависимость для определения скорости продольного перемещения частиц компонентов комбикормов в винтовых барабанах с учетом констант экспериментального характера 82
4.2. Исследование скорости продольного перемещения частиц компонентов комбикормов и результаты оптимизации процесса смеши вания в винтовых барабанах 91
4 4.3. Выводы
5. Экономическая оценка результатов исследований и методика инженерного расчета параметров цилиндрических винтовых барабанов 104
5.1. Экономическая эффективность предлагаемого смесителя комбикормов 104
5.2. Методика инженерного расчета оборудования для смешивания компонентов комбикормов на базе винтового барабана 111
5.3. Компьютерное моделирование пространственных форм винтовых барабанов 116
5.4. Выводы 126
Общие выводы 128
Список литературных источников 130
- Анализ современного состояния исследований и методов расчета смесителей
- Исследование процесса движения частиц компонентов комбикормов в сечениях винтового барабана
- Методика экспериментальных исследований по качеству смешивания компонентов кормов и определения однородности смеси в винтовых барабанах
- Исследование скорости продольного перемещения частиц компонентов комбикормов и результаты оптимизации процесса смеши вания в винтовых барабанах
Введение к работе
з
Актуальность работы. Многокомпонентность комбикормов, высокие требования к их качеству, обуславливают сложность выбора эффективного технологического оборудования для их смешивания. Создание условий для интенсификации процесса смешивания компонентов комбикормов и применение эффективных методов воздействия на компоненты является важнейшей задачей развития и совершенствования технологических машин в кормопроизводстве. Такая задача может быть решена внедрением прогрессивного технологического комплекта оборудования на базе новых конструкций рабочих органов, позволяющих осуществлять смешивание компонентов комбикормов непрерывным потоком в процессе их приготовления. Использование рабочих органов с дискретно расположенными по периметру, разнонаправленными по отношению к винтовым линиям плоскими элементами, называемыми винтовыми барабанами, позволит интенсифицировать процесс смешивания. Поэтому совершенствование процесса смешивания компонентов комбикормов путем оптимизации конструктивно-режимных параметров винтовых барабанов, создание новых конструкций винтовых барабанов, совершенствование основ их конструирования и расчета, а так же исследование их технологических возможностей является актуальной народнохозяйственной задачей.
Исследование проводилось в соответствии с планом НИР Кубанского ГАУ (№ГР 01.200113467, 2006-2010гг. и №ГР 01.200606833, 2011-2015 гг.).
Цель исследований - снижение энергетических и трудовых затрат на смешивание компонентов комбикормов путем оптимизации конструктивно-режимных параметров винтовых цилиндрических барабанов.
Объект исследований - технологический процесс смешивания компонентов комбикормов рабочими органами с дискретно расположенными по периметру, разнонаправленными по отношению к винтовым линиям плоскими элементами.
Предмет исследований - аналитические и экспериментальные зависимости процесса смешивания компонентов комбикормов винтовыми цилиндри-
4 ческими барабанами с дискретно расположенными по периметру, разнонаправленными по отношению к винтовым линиям плоскими элементами.
Методика исследований. Аналитические исследования по определению основных параметров винтовых цилиндрических барабанов выполнялись с использованием методов теоретической механики, аналитической геометрии и математического анализа. Экспериментальные исследования проводились с целью подтверждения достоверности результатов теоретических исследований с использованием, как классического метода проведения однофакторного эксперимента, так и теории многофакторного эксперимента. Обработка и анализ результатов экспериментальных исследований проводились методами математической статистики.
Рабочая гипотеза, использование винтовых цилиндрических барабанов с дискретно расположенными по периметру разнонаправленными по отношению к винтовым линиям плоскими элементами позволит активизировать процесс смешивания за счет интенсивности перемещения компонентов комбикормов, направляя последние не только навстречу друг другу, но и к противоположным вращающимся стенкам винтового цилиндрического барабана.
Научную новизну представляют:
математическая модель движения частиц компонентов комбикормов в цилиндрических винтовых барабанах;
теоретические аспекты расчета винтовых барабанов, которые включают разработку классификации возможных схем их построения и методику моделирования новых конструкций;
- конструктивные элементы цилиндрических винтовых барабанов, по
зволяющие управлять процессом смешивания компонентов комбикормов при
реализации предложенной схемы.
Практическая ценность. Ресурсосберегающий технологический процесс смешивания компонентов комбикормов и комплект оборудования для его осуществления, обеспечивающий их смешивание непрерывным потоком в процессе транспортирования с большой амплитудой их перемещений.
Новизна технических решений подтверждена патентами Российской федерации на изобретения пат. 2373809, пат. 2373810, пат. 2372817.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований прошла в хозяйствах Краснодарского края: ООО «Комтех-Краснодар», ООО «СЕРП», ООО «Кубинфо» и ООО «ВЕГА».
Результаты исследований используются в учебном процессе факультета механизации и инженерно-строительного факультетов Кубанского ГАУ при выполнении курсового и дипломного проектирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
закономерности перемещения частиц компонентов комбикормов в рабочем пространстве смешивающих рабочих органов в виде цилиндрических винтовых барабанов;
математическая модель, описывающая движение частиц компонентов комбикормов в цилиндрических винтовых барабанах;
аналитические зависимости для определения основных конструктивно-режимных параметров винтовых барабанов;
методика расчета основных конструктивно-режимных параметров винтовых барабанов;
экспериментальные зависимости показателей работы винтовых цилиндрических барабанов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на международных научно-технических конференциях в Курске (2008 г.), Ростове-на-Дону (2008 г.), Орле (2009 г.), Виннице (2010 г.) и региональных научно-технических конференциях в Краснодаре (2008 и 2010 гг.).
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах, включая 3 патента РФ на изобретение, одну монографию и 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Общий объем опубликованных работ составляет 22,6 п.л., из них на долю автора приходится 9,4 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников, включающего 138 наименований, в том числе 8 - на иностранном языке и приложения. Дис-
6 сертация изложена на 183 страницах машинописного текста, включая 40 страниц приложения, содержит 66 рисунков, 6 таблиц.
Анализ современного состояния исследований и методов расчета смесителей
Сельскохозяйственной наукой доказано, что рациональное кормление скота и птицы является одним из основных факторов не только для повышения количества и качества продукции, но и для нормального воспроизводства стада и повышения жизнеспособности поголовья.
Важным является дальнейшее изучение вопроса о сбалансированном кормлении сельскохозяйственных животных, так как в условиях интенсивного животноводства наряду с сокращением затрат труда на кормоприготовление необходимо учитывать физиологию животных, для того чтобы повышение продуктивности достигалось при оптимальном балансе питательных веществ кормов.
Таким образом, практика кормления сельскохозяйственных животных в нашей стране, зарубежный опыт, а также результаты научных исследований показывают, что эффективность использования кормов значительно повышается при их скармливании в виде полнорационных кормосмесей, в том числе комбикормами, т. е. смесями, сбалансированными по основным питательным веществам и обогащенными необходимыми витаминами, минеральными добавками и другими средствами, повышающими их питательные и вкусовые качества. Такие смеси позволяют повысить продуктивность животных на 10-30% и значительно снизить нормы расходов за счет их лучшей усвояемости. В связи с этим, одним из важных факторов в укреплении кормовой базы и повышения продуктивности животных, является наиболее рациональное использование кормовых ресурсов за счет повышения питательности и вкусовых качеств комбикормов путем надлежащей подготовки их к скармливанию [19]. Известно, что эффективность скармливания комбикормами значительно выше, чем кормовыми рационами из отдельных компонентов. Например, при откорме свиней кормовыми смесями, в которые в качестве компонентов входят комбикорма, привес увеличился на 16-20%, а время откорма сократилось на 15-20 дней при высоком качестве продукции. Расход кормовых смесей для получения 1 кг привеса уменьшился на 10-20%. В то же время 1 неравномерное и несвоевременное усвоение основных элементов питания веде г к снижению эффективности их использования [13,19,20,50,56]. Академик А.П. Калашников [56,57], анализируя результаты кормления коров в ВИЖ, СибНИП-ТИЖ, СибНИИСХ, ВНИПТИЗ, на Кемеровской, Томской, Пермской опытных станциях и в других научных учреждениях, доказывает целесообразность применения кормосмесей. Это положение справедливо и при кормлении других видов животных. Удои молочного стада повышаются на 10-12% при уменьшении количества питательных веществ на 7-15 %. Себестоимость молока при этом снижается на 9-13%.
Выбор способов и устройств для смешивания определяется смешивающими свойствами компонентов, требованиями к однородности получаемых смесей и необходимой производительностью процесса. Для различных видов и возрастов животных и птицы приготавливаются комбикорма по рецептам, утвержденным в установленном порядке. В настоящее время производится 45 видов различных комбикормов [56]. Рассыпные концентрированные комбикорма являются ценным дополнением к грубым и сочным кормам. Из общего количества сырья для комбикормов примерно 60% составляют зерновые и бобовые культуры (кукуруза, ячмень, овес, пшеница и др.) остальные 40% сырья представляют собой мучнистые, кусковые и жидкие ингредиенты. К ним относятся отруби, жмых, шроты, рыбная, травяная и мясокостная мука, молочный порошок, мел и др. Жидкими ингредиентами являются меласса, жиры, различные экстракты. Кроме тою, в небольших количествах поступают витамины, аминокислоты, микроэлементы, аіпибиошки и другие стимуляторы.
В современных условиях высокой стоимости комбикормов, приготавливаемых и реализуемых крупными специализированными заводами, станови і ся актуальным производство их в самих хозяйствах. Технология получения комбикормов и производительность оборудования для его производства оиределяюіся видом и поголовьем животных, а также наличием собственной сырьевой базы. Поэтому для приготовления сбалансированных по питательной ценности рассыпных комбикормов, уменьшающих их перерасход и потери (за счет ликвидации недоедаемых остатков), необходимо создать смесители, которые должны обеспечить качественное смешивание частиц компонентов комбикормов в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Применяемые конструкции смесителей компонентов комбикормов не в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству пригоіавли-ваемых смесей, в связи с многообразием факторов, влияющих на процесс смешивания. Оборудование энергоемкое, требует значительных затрат ручного труда при загрузке компонентов комбикормов и их выгрузке, что вызывает повышение себестоимости конечного продукта. В настоящее время при создании нового поколения смесителей большее внимание уделяется вращающимся смесителям. Преимуществом смесителей данного типа является: сокращение времени при выгрузке комбикормов, полностью автоматизированный цикл очистки камеры, отсутствие застойных зон и трущихся деталей. Имеется возможность комбинировать некоторые типовые процессы, такие как: применение пара для іепловой обработки, смешивание любых кормовых материалов, независимо от нормы. Самое главное преимущество - простота конструкции смесительного бункера [1,44,50,62,74,75,161].
Современный уровень развития переработки сыпучих материалов и разработка новых технологий в сельском хозяйстве, а также во всех без исключения отраслях промышленности предъявляют высокие требования к однородности смешивания компонентов смесей, в том числе комбикормов [12,45,46,56]. Особенностью смесеприготовления в некоторых производствах является необходимость одновременного смешивании до 15 компонентов с существенной разницей в их концентрациях (от 0,2 до 90%). Эффективность процесса в смесителях не должна зависеть от изменения свойств компонентов с течением времени [12,45]. Конструкция смесителя должна обеспечить выгрузку готовой смеси без ее cei ре-гации. Коэффициент вариации распределения ключевого компонента во всем объеме смеси, и являющийся общепринятой величиной, не должен превышать 2%. Помимо обеспечения высокой однородности подготавливаемой смеси смеситель должен обладать значительной производительностью.
Исследование процесса движения частиц компонентов комбикормов в сечениях винтового барабана
Анализ результатов аналитических исследований позволил сделать предположение о возможном наличии у винтовых барабанов признаков (характеристик), которые характеризуют только класс винтовых барабанов, т. е. одинаковых при всех условиях работы. С целью проверки этой гипотезы проведено исследование.
Понятно, что вторая задача является общей и трудной, а строго говоря -неразрешимой. На практике она сводится к нескольким задачам первого типа, в которых общий вид функции ((х) задается исследователем. А затем на основе некоторого критерия (который тоже не может быть универсальным) можно выбирать одну из рассмотренных функций f(x), которая лучше подходит к опытным точкам.
Заметим, что фиксация общего вида искомой зависимости y=f(x) все еще оставляет задачу неоднозначной, так как построить полином по заданному набору точек (XJ, yi) можно различными способами.
Аппроксимация с помощью полиномов не является единственно возможной, но наиболее распространена. Дело не только в том, что вычисление полиномов проще, чем трансцендентных функций, но и в том, что любая непрерывная на интервале [а, Ь] функция f(x) может быть хорошо приближена некоторым полиномом Рт(х). Основанием для такого утверждения служит апроксимационная теорема Вейерштрассе: Если f(x) непрерывная на конечном замкнутом интервале [а, b] функция, то для любого є О существует полином Рт (х) степени m - т(є) такой, что для х є [a, b] max [ f(x) - Pm (х)] є.
Степень полинома, фигурирующего в теореме Вейерштрассе, обычно очень велика для малых е. Поэтому на практике аппроксимация производится полиномами значительно более низкого порядка, чем тот, который требуется по теореме Вейерштрассе для заданной точности. А это означает: чем выше степень выбранного для аппроксимации полинома, тем точнее будет приближение к функции /(Зс). Это обстоятельство объясняет многие парадоксальные на первый взгляд факты, возникающие при практической аппроксимации функций полиномами. Например, табличные значения функции у=а х2 + Ьх +с, взятые с шестью значащими цифрами, будет лучше аппроксимироваться полиномом Рз(х), а еще лучше полиномом РДх) и т. д., чем «родным» полиномом Рг(х), если вычисления при аппроксимации ведутся с восьмью или более значащими цифрами.
Аппроксимация (в отличие от интерполяции) не обладает однозначностью. В этом случае кроме набора точек (экспериментальных данных) и выбранного произвольно исследователем общего вида функции f(x,k) (последнее имеет место и в случае интерполяции) требуется еще условие «наилучшего приближения» функции к набору экспериментальных точек (в геометрическом смысле наилучшего приближения искомой кривой к набору точек на плоскости). Чаще всего в качестве «наилучшего приближения» принимается квадратическое в смысле метода наименьших квадратов (а не использованный в теореме Вейерштрассе модуль разности).
Кратко поясним это условие. Пусть исследуемая зависимость выражается неизвестной функцией у= /(х,к), которая задана лишь своими значениями в п точ ках Xi,.x2, хп (табличное значение функции). Допустим, исследователь считает возможным представить функцию /(х, к) полиномом m - го порядка: Рт(х) =к0 + Ki х+ кт хт , т п. Среднеквадратичная аппроксимация понимается как такая функция РП1 (х), для которой величина имеет наименьшее значение. n
Проверка выражений (2.40) и (2.41) заключается в сравнении значений скоростей, вычисленных по формуле (2.33), с коэффициентами (2.40) и (2.41) для опыта с параметрами л, Pi, s ,с их прямыми экспериментальными значениями.
По данным исследований проведенных Селивановым Ю.Т. и Першиным В.Ф. [122] для барабанного смесителя непрерывного действия продольное сечение барабана, частично заполненного смешиваемыми компонентами, изображено на рисунке 2.10.
Как видно из рисунка, количество материала убывает в направлении от области загрузки барабана (слева) до области разгрузки (справа). Если провести три I hi ні
Распределение сыпучего материала в продольном сечении барабанного смесителя непрерывного действия поперечных сечения I - I, II - И, III - III, то очевидно, что площадь, занятая циркуляционным контуром материала в сечении 1-І будет наибольшей, а площадь в сечении III - III наименьшей. Учитывая сказанное, при моделировании процесса смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия невозможно рассматривать процесс, проходящий в фиксированном циркуляционном контуре. Необходимо учитывать как факт перемещения материала вдоль оси барабана, так и факт уменьшения площади, занятой материалом в поперечном сечении смесиїеля [123].
С учетом того, что по мере удаления от области загрузки барабана количество материала в поперечных сечениях убывает, скорость продвижения материала в осевом направлении будет возрастать, поскольку выполняется условие неразрывности потока. Таким образом, имеет место закономерность, связывающая количество сыпучего материала в поперечном сечении барабана с его скоростью продвижения в осевом направлении.
Средние концентрации каждого из ключевых компонентов в объеме смеси должны оставаться постоянными. Они определяются зависимостями: С = (а. С 1 »- VW ( 2.45) сіЗ - (а С 2 со ») /а=»"(" (2.46) За один переход принимается промежуток времени, за который самый маленький подслой совершает полный оборот вокруг центра циркуляции. При моделировании процесса смешивания сыпучих материалов в барабанном смесителе непрерывного действия необходимо учитывать факт неравномерного распределения скоростей движения в осевом направлении барабана по толщине скатывающегося слоя.
Рисунок 2.11. Распределение скоростей в скатывающемся слое в продольном и поперечном сечениях барабана Распределение скоростей движения частиц в скатывающемся слое в поперечном и продольном сечениях барабана для случая пяти подслоев представлена на рисунке 2.11. Распределение скоростей по подслоям в поперечном сечении барабана изображена в плоскости XOY . Точка С соответствует положению центра циркуляции, а точка N - открытой поверхности барабана. В плоскости YOZ представлена схема изменения скоростей движения частиц в осевом сечении барабана. Скорость продвижения частиц, расположенных в районе центра циркуляции (в точке С ) в этом случае, в отличие от скорости продвижения в поперечном сечении барабана, ненулевая. Как видно из рисунка, законы изменения скоростей носят нелинейный характер.
Методика экспериментальных исследований по качеству смешивания компонентов кормов и определения однородности смеси в винтовых барабанах
Подробное изучение всех факторов потребовало бы большого количества опытов, поэтому в соответствии с [145] провели отсеивающий эксперимент, который позволяет выделить факторы, наиболее существенно влияющие на величину критерия оптимизации. Результаты однофакторных экспериментов позволили выбрать уровни и интервалы варьирования факторов при проведении планирования эксперимента.
Экспериментальные исследования процесса смешивания комбикормов проводились на дерти кукурузы, пшеницы, овса и гороха. В качестве контрольного компонента вводились семена рапса черного цвета. Для выделения существенных факторов проводился отсеивающий эксперимент по плану Плакепа-Бермана, представляющий собой насыщенный план с матрицей специальной конструкции (таблица 3.2). При этом предполагалось, что доминирующее значение, влияющее на отклик, имеют линейные факторы. Благодаря ортогональности этих планов их результаты легко поддаются обработке, а линейные эффекты рассчитываются независимо друг от друга.
Число экспериментов выбирали из условия N 1, где 1 - количество оцениваемых факторов. В нашем случае 1=10, N=12
Порядок проведения опытов заключался в следующем. Согласно матрице планирования на экспериментальном образце устанавливалось одно из сочетаний уровней факторов, производился пуск и, в установившемся режиме, отбирались на анализ пробы. Опыты проводились с трехкратной повторностью.
После реализации плана эксперимента определялась сумма V(Х,, значений по каждому Хи оценки эффектов отдельных факторов В, и рассчитывались значения ai% Число степеней свободы f=N-(l+l)==12-(10+l)=l. Коэффициенты фиктивных факторов используются для расчета оценки дисперсии наблюдения.
Определив степени значимости факторов и выявив из их числа существенные факторы, влияющие на критерий оптимизации (5 - неоднородность смеси, X-однородность гранулометрического состава, Nya - удельная мощность), переходим к построению математической модели процесса смешивания, оптимизации технологических и конструктивно-режимных параметров цилиндрического винтового барабана.
Различные исследования процесса смешивания компонентов комбикормов показывают, что оптимальное условие протекания процессов описывается полиномом второго порядка.
Для описания поверхности отклика, исходя из числа существенных факторов, применяем композиционный симметричный трехуровневый план Бокса (В4) для четырех факторов. Планом В4 предусмотрено провести 24 опыта с варьированием факторов на трех уровнях.
Количество повторных опытов m определено на основе принятой допустимой ошибки Ап =±3сг , где а - среднеквадратическое отклонение отклика и доверительной вероятности а. проведения опытов по матрице плана В4 результаты экспериментов обрабатывались следующим образом. Исключение результатов ошибочных опытов осуществлялось по критерию Стьюдента Y - Y - t (ЗЛО) где t - табличное значение критерия Стьюдента, для а = 0,05 и п=3, 1бЛ =4,303; YSj - сомнительный результат отклика в j -ой строке матрицы; Yj - среднее значение отклика в j -ой строке матрицы; a j - среднеквадратическое отклонение в j -ой строке матрицы. Оценка значимости коэффициентов регрессии производилась независимо друг от друга по t - критерию путем нахождения доверительного интервала bi)tKpSbi, (З.П) где Sbi- выборочная дисперсия коэффициентов регрессии; Для проверки адекватности полученной математической модели процесса вычислялся F-критерий Фишера
После получения адекватных математических моделей, определяющих качественные показатели процесса работы смесителя в зависимости от величины факторов, проводился их анализ. Обработка данных, полученных в ходе эксперимента, производилось по известным методикам математической статистики.
Исследование скорости продольного перемещения частиц компонентов комбикормов и результаты оптимизации процесса смеши вания в винтовых барабанах
Справа на экране указывается название объекта (в данном случае куб) и его порядковый номер. Еще чуть-чуть правее находится индикатор цвета в виде квадрата. Его цвет указывает, каким цветом залита фигура в данный момент. Для изменения цвета необходимо нажать на этот индикатор, после чего появится окно «Object Color» с палитрой цветов, в которой можно выбрать необходимый цвет. Для сохранения готового объекта в виде картинки необходимо в меню «Рендеринг», нажав клавишу F10 на. После чего чуть правее нажать кнопку «рендер». клавиатуре. При ее нажатии появится окно «Рендеринг сцены». В самом низу этого окна в строке «вид» указать, в каких плоскостях следует сделать картинку. При заходе в это меню выбирается команда «перекрутить» подменю «параметрическая деформация». Далее необходимо указать угол закрутки. В данном случае нам необходима закрутка под углом 450. Получается винтовой барабан, который нам необходим (рисунок 5.4). Чтобы нарисовать ту же фигуру, можно использовать другой метод, в котором не надо использовать команду «клонировать». Для этого создается па 120 раллелепипед (см. первый метод), которому добавляются сегменты высоты. Чтобы это сделать, необходимо открыть функцию «параметры», которая появляеіся при создании параллелепипедаПоявившуюся картинку, чтобы сохранить, нужно нажать кнопку с изображением дискеты на панели инструментов. Затем требуется указать имя графического файла, его расширение, и нажать «сохранить» кнопку с изображением дискеты на панели инструментов. Затем требуется указать имя графического файла, его расширение, и нажать «сохранить».
Составные формы и примеры построения геометрических форм винтовых барабанов Формы состоят из вершин, сегментов и сплайнов. Вершины и сегменты являются подобъектами сплайнов. Сплайн - это линия, форма которой оиределяеіся типом вершин, через которые она проходит. В 3ds max каждая форма имееі свое имя и выделяется в окнах проекций своим цветом. Формы являются комбинациями сплайнов. Например, Circle (Окружность) - это форма, состоящая из одного сплайна, a Donut (Кольцо) — двух сплайнов, (концентрических кругов, не пересекающихся и не касающихся друг друга). Таким образом, Donut (Кольцо) - эю составная форма. Оба сплайна в окне проекции выделены одним и тем же цвеюм и фигурируют под одним именем, как показано на рисунке 5.5. Применение модификатора «Extrude выдавливание» к двум концентрическим кругам приводит к появлению двух цилиндров одинаковой высоты, один из которых находится внутри другого. Если же применить тот же модификатор к кольцу, это дасі в результате цилиндр с отверстием в центре. На рисунке 5.5 показано, что после выдавливания у концентрических кругов появились общие поверхности сверху и снизу, что затрудняет изменение объекта и назначение ему материалов. Кольцо, состоящее из двух сплайнов, дает в результате совершенно другой объект. І Іроис 121 ходит построение объемного тела из внешнего сплайна с отверстием, ограниченным замкнутым внутренним сплайном.
Таким образом, мы можем создавать самые разные объекты, например: рабочие органы вибрационных машин в виде винтовых барабанов, которые обеспечивают возможность выполнения смешивания и транспортировку компонентов комбикормов за счет придания им сложно - пространственного движения с большой амплитудой. Это происходит за счет того, что по периметру винтовые барабаны оформлены плоскими элементами различной формы и типоразмеров, разнонаправленными не только по отношению друг к другу, но и к оси вращения винтового барабана. В результате по их периметру образуются винтовые или зигзагообразные линии с различным шагом и с разным количеством линий основного и противоположного направления, которые обеспечивают перемещение частиц компонентов комбикормов от загрузки к выгрузке. Поэтому технологические процессы смешивания, транспортирования в таких винтовых барабанах будут производиться вибрацией при отсутствии колебательных движений рабочих органов и даже самих устройств. Так как частота движений компонентов комбикормов зависит не только от частоты вращения винтового барабана, но и от количества плоских элементов по периметру винтового барабана, то создание новых конструкций винтовых барабанов с большим количеством плоских элементов становится затруднительным. На рисунке 5.6 показано изображение ранее неизвестной конструкции винтового барабана, полученное компьютерным моделированием. Предложенная методика компьютерного моделирования рабочих органов вибрационных машин позволяет получить наглядное изображение ранее неизвестных конструкций винтовых барабанов с большим количеством плоских элементов по периметру. Такие винтовые барабаны обеспечивают выполнение смешивания и транспортирование не только с большой амплитудой, но и значительно большей частотой.
Компьютерное изображение неизвестной конструкции винтового барабана Графическое изображение винтовых барабанов начинается с изображения простейших объемных элементов (цилиндр, куб, сфера и т. д.), затем в зависимости от поставленной задачи изменяем их путем «закручивания», «вытягивания», «изгиба», «наклона» и т. д. При компьютерном моделировании значительно упрощается процесс разработки новых конструкций винтовых барабанов с заданными свойствами и конструктивными элементами. Во время создания такого винтового барабана мы сразу получаем его изображение во всех плоскостях, его наглядное изображение - объемный вид. Также можно легко изменять любые его элементы и весь винтовой барабан в целом. При этом можно менять изображение как объемное, так и в плоскости. Даже если мы будем менять параметры элемента винтового барабана только в одной плоскости, мы увидим как он изменяется в целом. Полученное изображение винтового барабана можно рассмотреть с любого ракурса. Поэтому при конструировании винтовых барабанов компьютерное моделирование обеспечивает их разработку с заданной точностью, соответствующим техническому заданию и технологическим требованиям. На рисунке 5.7 представлено наглядное компьютерное изображение винтового барабана, позволяющего в процессах смешивания и измельчения сыпучих материалов обеспечить поджатие их компонентов в процессе перемешивания от загрузки к выгрузке, т. е. вдоль продольной оси
Похожие диссертации на Оптимизация конструктивно-режимных параметров цилиндрических винтовых барабанов для приготовления комбикормов
