Введение к работе
Актуальность темы. Стебельные корма создают основу кормовой базы животноводства. Они являются необходимым компонентом рационов для крупного рогатого скота, овец, лошадей, а в небольших количествах даются также свиньям и птице. Такой стебельный материал, как солома, широко используется в качестве подстилки.
Одним из наиболее важных процессов приготовления кормов является их измельчение и раздача в кормушки. Благодаря образованию частиц с большей поверхностью улучшается переваримость и усвояемость кормов, обеспечивается возможность качественного их дозирования при внесении в кормушки.
Для измельчения и раздачи стебельных кормов в основном используют измельчители с молотковыми, ножевыми и штифтовыми рабочими органами. Наибольшее распространение сегодня получили молотки. Последние обладают рядом преимуществ: просты по устройству, надёжны в работе, универсальны, не требовательны к измельчаемому продукту. Наряду с неоспоримыми преимуществами им присущи и недостатки: высокая энергоёмкость процесса, значительная неравномерность гранулометрического состава продукта измельчения, низкая пропускная способность.
Следовательно, создание новых и совершенствование существующих средств для измельчения и раздачи стебельных кормов является весьма актуальной задачей на сегодняшний день.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия», номер государственной регистрации 01.2.006-0989Г - плана НИР академии на 2006-2010 гг.
Цель исследований. Целью диссертационной работы является повышение эффективности функционирования бункерного измельчителя-раздатчика стебельных кормов путём снижения удельных энергозатрат и увеличения пропускной способности за счёт оптимизации конструктивно-технологических параметров молоткового ротора.
Объект исследования. В качестве объектов исследования выбраны механизмы разрушения стебельных материалов молотковыми рабочими органами, усовершенствованный образец измельчителя - раздатчика стебельных кормов, его рабочий процесс.
Научная новизна:
аналитические выражения процесса распространения напряжений в стебле при ударном воздействии рабочего органа;
экспериментальные зависимости разрушающего усилия по нормальной и тангенциальной составляющим, как функции скорости и угла наклона рабочей грани молотка при измельчении стебельных материалов;
усовершенствованная конструкция измельчителя-раздатчика стебельных кормов, молотки ротора которого образуют при вращении конус с осью, перпендикулярной оси вращения бункера;
математические модели функционирования усовершенствованного измельчителя-раздатчика, позволяющие оптимизировать параметры молоткового ротора.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволяют на стадии разработки обосновать основные конструктивные параметры и режимы работы молотковых измельчителей стебельных кормов с подающими устройствами бункерного типа, которые могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями и научно-исследовательскими учреждениями, занимающиеся вопросами создания и исследования данных машин.
Реализация результатов исследований. Материалы диссертации используются в учебном процессе Вятской государственной сельскохозяйственной академии, Казанском государственном аграрном университете. Результаты исследований одобрены департаментом сельского хозяйства и продовольствия Кировской области, техническим советом ООО «ДОЗА-АГРО» и переданы в ЗАО «Арзамасская Сельхозтехника - Регион» (ACT - Регион), Нижегородская обл. Внедрение результатов исследований подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов инженерного факультета Вятской ГСХА (Киров 2006 г.); I и II Всероссийских научно-практических конференциях «Наука-Технология-Ресурсосбережение» (Киров, 2007, 2008 гг.); Международной научно-практической конференции «Наука-Технология-Ресурсосбережение» (Киров, 2009 г.); 6, 7, 8 и 9 городских конференциях аспирантов и соискателей (Киров, 2006...2009 гг.); научно-практической конференции «Совершенствование технологий и средств механизации производства продукции растениеводства и животноводства» НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого (Киров, 2006 г.); 10-й Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства», посвященной 120-летию академика В.П. Мосолова (Йошкар-Ола, 2008 г.); научно-практической конференции по теме: «Научно-технический прогресс в животноводстве - ресурсосбережение на основе создания и применения инновационных технологий и техники» (Москва, 2008 г.); V Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи -путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2008 г.).
На защиту выносятся следующие научные положения:
теоретические исследования процесса распространения напряжений в стебле при ударном воздействии рабочего органа и обоснования конструктивных и режимных параметров молоткового ротора применительно к горизонтальному подающему бункеру;
результаты экспериментальных исследований разрушающего усилия по нормальной и тангенциальной составляющим, как функции скорости и угла наклона рабочей грани молотка при измельчении стебельных материалов;
усовершенствованная конструкция измельчителя-раздатчика стебельных кормов с горизонтальным подающим бункером, молотки ротора которого образуют при вращении конус с осью, перпендикулярной оси вращения бункера;
математические модели функционирования, оптимальные конструктивно-технологические параметры и режимы работы молоткового ротора при подаче материала горизонтальным подающим бункером;
технико-экономическая и энергетическая эффективность применения усовершенствованного измельчителя-раздатчика стебельных кормов.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 166 страниц, 63 рисунка, 15 таблиц и 6 приложений. Список литературы включает 131 наименование.
