Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния и развития мобильных кормопрнготовнтельных агрегатов для крупного рогатого скота 8
1.1 Особенности приготовления полнорационных кормов на малых фермах крупного рогатого скота 8
1.2 Зоотехнические требования, предъявляемые к технологии приготовления кормов 10
1.3 Классификация мобильных агрегатов для приготовления полнорационных кормов крупному рогатому скоту 13
1.4 Обзор и анализ мобильных смесителей-раздатчиков кормов 18
1.5 Обоснование комплекса машин и оборудования для приготовления и раздачи кормов 35
1.6 Направления теоретических исследований 38
1.7 Выводы по главе 47
1.8 Цель и задачи исследований 47
ГЛАВА 2. Теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров смесителя-раздатчика 49
2.1 Обоснование конструктивной схемы смесителя-раздатчика 49
2.2 Определение производительности, конструктивных и кинематических параметров смесителя 51
2.3 Определение затрат мощности на перемешивание 63
2.3.1 Мощность, затрачиваемая на перемещение кормосмеси 63
2.3.2 Мощность, необходимая для преодоления трения о внутреннюю поверхность бункера 64
2.3.3 Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения кормосмеси о винтовую поверхность 67
2.3.4 Суммарная мощность 67
2.4 Выводы по главе 69
ГЛАВА 3. Программа н методика экспериментальных исследований 70
3.1 Программа исследований 70
3.2 Выбор основных рационов кормления крупного рогатого скота 71
3.3 Оценка качества смешивания кормов 72
3.4 Определение производительности и потребляемой мощности процесса смешивания кормов 74
3.5 Характеристика материала для исследования, экспериментальной установки и приборов 75
3.6 Методика исследований, обработки и анализа научных данных 78
3.7 Методика оптимизации основных параметров смесителя-раздатчика кормов 83
ГЛАВА 4. Результаты и анализ экспериментальных исследований 86
4.1 Матрица планирования экспериментов и результаты исследований 86
4.2 Зависимость однородности смеси от влияния частоты вращения рабочих органов и временем смешивания, при различном угле наклона шнеков 87
4.3 Зависимость однородности смеси от частоты вращения рабочих органов и угла наклона шнеков, при различном времени смешивания 90
4.4 Зависимость однородности смеси от времени смешивания и угла наклона шнеков, при различной частоте вращения рабочих органов 92
4.5 Зависимость энергоемкости процесса от частоты вращения рабочих органов и угла наклона шнеков, при различном времени смешивания 94
4.6 Зависимость энергоемкости процесса от угла наклона шнеков и времени смешивания, при различной частоте вращения рабочих органов 95
4.7 Зависимости потребляемой мощности на привод рабочих органов от угла наклона шнеков и частоты их вращения 100
4.8 Выводы по главе 102
ГЛАВА 5. Производственная проверка смесителя-раздатчика, внедрение и экономическая оценка результатов исследовании 104
5.1 Производственная проверка смесителя-раздатчика 104
5.2 Экономическая оценка результатов исследований 105
Общие выводы 116
Литература 118
Приложения 130
- Зоотехнические требования, предъявляемые к технологии приготовления кормов
- Определение производительности, конструктивных и кинематических параметров смесителя
- Характеристика материала для исследования, экспериментальной установки и приборов
- Зависимость однородности смеси от влияния частоты вращения рабочих органов и временем смешивания, при различном угле наклона шнеков
Введение к работе
Актуальность. В реализации задачи восстановления и развития производства продукции животноводства особое место, несомненно, занимает кормление, в первую очередь полноценными кормовыми смесями.
Преимущество кормления животных кормосмесями доказано как учеными, так и практиками различных стран мира. Известно, что в хозяйствах, где животноводство обеспечивается сбалансированными кормосмесями, их расходуют на 10... 15% меньше, чем в среднем по стране, при этом происходит увеличение продуктивности животных на 10... 15% по сравнению со скармливанием этих же кормов в раздельном виде [3, 55, 92].
Правильное и рациональное кормление - залог повышения мясной и молочной продуктивности стада. Использование сбалансированных по питательной ценности кормовых смесей не только стимулирует процессы пищеварения у животных, но и позволяет сократить нежелательные потери корма, исключая возможность выборочного поедания отдельных его видов. Оптимальные рационы с большим процентом содержания грубых кормов позволяют снизить заболеваемость животных и максимально использовать генетический потенциал породы.
Одним из важнейших условий успешного развития животноводства является наличие высококачественных кормов и эффективное их использование при скармливании животным. Решение этой проблемы заключается не только в увеличении производства кормов, но и в возможно более полном использовании всей биологической части сельскохозяйственных культур на корм скоту, совершенствовании технологии заготовки и хранения кормов, повышении их поедаемости и усвояемости путем соответствующей обработки и приготовления сбалансированных кормосмесей. В течение многих лет, главное внимание уделялось внедрению механизации на фермах с высокой концентрацией скота (на 350 - 400 и более коров), фермы же с меньшим поголовьем считали неперспективными и для них почти не производили необ-
ходимый комплект машин. Однако малые фермы до сих пор составляют большинство. С развитием крестьянских (фермерских) хозяйств их количество будет увеличиваться [16, 85, 86].
Для повышения эффективности существующих небольших ферм коллективных и фермерских хозяйств разработана система мер по увеличению производства продукции животноводства, снижению трудовых и материальных затрат. В этой системе мер одно из ведущих мест занимает механизация трудоемких процессов, прежде всего по приготовлению и раздаче кормов. В то же время вышеуказанных машин и механизмов, достаточно эффективных и полностью удовлетворяющих зоотехническим требованиям, крайне недостаточно. Поэтому необходима разработка и внедрение таких технических средств.
На небольших и средних фермах, а также на фермах крестьянских хозяйств, где строительство кормоцехов нецелесообразно ни с технологической, ни с экономической точек зрения, а доставка готовых кормосмесей затруднена или невыгодна, следует применять универсальные мобильные средства по приготовлению и раздаче кормов.
Однако для использования раздатчиков-смесителей необходимо иметь и машины, осуществляющие погрузку, измельчение и смешивание кормов, а это дополнительные энергетические, материальные и трудовые затраты.
В технологических процессах по приготовлению кормовых смесей важную роль играет операция по смешиванию компонентов, результаты которой решающим образом сказываются на поедаемости и усвояемости кормов, а, следовательно, и на продуктивности животных. Эта операция является наиболее энергоемкой. Вместе с тем существующие смесители не обеспечивают требуемой однородности смеси.
Главный фактор повышения производительности труда и снижения трудоемкости получения продукции животноводства на малых фермах - соз-
дание комплектов технологического оборудования, исключающих ручной труд.
Тяжелое положение, сложившееся в кормопроизводстве, объясняется неудовлетворительным состоянием технической оснащенности: неукомплектованностью технологических комплексов машин, резким сокращением поставок техники и запасных частей к ней, неоправданно большими затратами ручного труда, энергоемкостью и металлоемкостью машин, которые уже давно устарели как морально так и физически.
Все это приводит к тому, что затраты труда на приготовление кормо-смесей по данным ряда авторов [5, 11, 47, 65] составляют 45...60% от общих затрат на производство единицы продукции, а стоимость готовых кормов доходит до 70% себестоимости животноводческой продукции.
В связи с этим идет постоянный научный поиск наиболее совершенных и эффективных технологических линий, способных выполнять качественно и производительно данные операции.
Для решения задачи приготовления полнорационных кормовых смесей для откорма крупного рогатого скота, на основе имеющегося в стране и за рубежом опыта производства оборудования для смешивания, также необходимо создание типоразмерного ряда смесительных установок с автоматизацией всех операций технологического процесса.
Цель работы. Повышение эффективности процесса смешивания кормов путем оптимизации конструкции шнекового рабочего органа и режимов работы кормоприготовительного агрегата для малых ферм.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях: ФГОУ ВПО Рязанская государственная с/х академия, 2005 г., ФГОУ ВПО Мичуринский ГАУ, 2004-2007 г., ФГОУ ВПО Белгородский ГАУ 2007 г.
Публикации. Материалы диссертации отражены в 4 печатных работах, в том числе 2 в центральной печати.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 130 страницах основного текста, содержит 40 рисунков, 9 таблиц, 9 фотографий. Библиографический список используемых литературных источников включает 124 наименование, из них 8 на иностранном языке. Приложения изложены на 8 страницах.
Зоотехнические требования, предъявляемые к технологии приготовления кормов
Важнейшей задачей в настоящее время является разработка и внедрение технических средств для приготовления кормов на малых животноводческих фермах. Для раздачи компонентов кормов и кормовых смесей применяют следующее оборудование: стационарные кормораздатчики с приводом от электродвигателя; кормораздатчики тракторные: КТУ-10, РКТ-10, кормораздатчик "ВАНЮША", РСП-10, РИСП-10, аккумуляторные [43].
Сегодня за рубежом и в РФ машиностроительные фирмы при производстве техники учитывают все существующие типоразмеры ферм (мелкие и крупные). Например, разработка универсальных комбинированных машин (кормоцехов на колесах) для малых ферм отвечает особенностям технологического прогресса, когда один человек выполняет все операции по загрузке корма из хранилищ, его транспортировку, смешивание с другими компонентами и раздачи полученного корма в животноводческих помещениях [80].
Технологические схемы мобильных агрегатов для производства кормовых смесей очень разнообразны. Из них можно выделить три наиболее распространенные основные группы, которые классифицируются по конструктивным особенностям и технологии приготовления кормов (таблица. 1.1),
Самая распространенная за рубежом конструкция кормораздатчика для малых ферм - прицепной смеситель-раздатчик. Он позволяет выдерживать в заданном соотношении набор грубых, концентрированных и других видов кормов, перемешивать их и раздавать животным в требуемом количестве [81, 82]. На небольших и средних фермах крупного рогатого скота, а также в фермерских хозяйствах, строительство кормоцехов нецелесообразно ни с тех нологической, ни с экономической точки зрения. Доставка готового продукта затруднена или невыгодна, поэтому следует применять комбинированные мобильные средства по приготовлению и раздаче кормов, которые в настоящее время еще технически несовершенны [13, 64]. Рассмотрение существующих конструкции показало, что ситуация на рынке кормораздатчиков стабилизировалась. Активные изыскания фирм-изготовителей в области создания все более новых машин сменились в последнее время кропотливой работой, направленной, в первую очередь, на совершенствование уже созданной номенклатуры оборудования, более надежного и качественного, с высоким техническим уровнем. Сохраняется тенденция использования комбинированных мобильных технических средств, сочетающих погрузку силоса, сена, концентрированных кормов, добавок других грубых кормов на фермах с одновременным измельчением и смешиванием. При этом степень расширения функциональных воз можностей кормораздаточного оборудования находится в прямой зависимости от численности обслуживаемого поголовья КРС и применяемого способа раздачи кормов. 1.2 Зоотехнические требования, предъявляемые к технологии приготовления кормов Технология обработки и приготовления кормов зависит от конкретных особенностей и условий хозяйства, экономической целесообразности применения тех или иных способов обработки и зоотехнических требований, предъявляемых к кормам. При этом набор машин должен быть минимальным, но достаточным для того, чтобы процесс приготовления кормов происходил технологически правильно и экономично [53]. В Центрально-Черноземной зоне на животноводческих фермах и комплексах крупного рогатого скота наибольшее распространение получили си-лосно-сенажный тип кормления в период стойлового содержания животных и травяной или силосно-травяной в летнее время [89]. На долю силоса и сенажа приходится 65-70%, сена и соломы - 15-20%, концентратов - до 20% и корнеплодов - до 15% суточного рациона [25, 53]. Кормовые смеси для крупного рогатого скота готовят из грубого корма, корнеплодов, свекловичного жома, силоса, зеленой массы, концентратов, минеральных добавок и сдабривающих растворов в объеме разовой дачи. Зоотехническими требованиями предусмотрено, что в кормосмесях влажностью от 20 до 50%, солома должна измельчаться до частиц размером 10-50 мм. Величина ее частиц при приготовлении брикетов должна быть в пределах 0,8-3 см и для производства гранул - до 0,5 см. Наилучшие результаты по усвояемости соломы обеспечиваются в том случае, если стебли расщепляются вдоль волокон со смятием и разрушением междоузлов не менее чем на 85%). В практике хозяйств ЦЧЗ применяются две основных технологии под готовки соломы к скармливанию. Первая в основном предусматривает повышение ее поедаемости путем предварительного измельчения и последующего смешивания с силосом, корнеклубнеплодами и другими более ценными компонентами рациона. В этой технологии питательная ценность соломы остается на уровне 0,22-0,23 к.ед. и улучшаются ее вкусовые качества за счет пропитывания соком сочных кормов. При второй технологии предусматривается повышение питательной ценности соломы путем воздействия на клетчатку химическими или бактериальными препаратами в сочетании с запариванием при повышенном давлении. При этом питательная ценность соломы возрастает с 0,20 до 0,40-0,45 к.ед. Наряду с этим солома добавляется в силос и сенаж при их закладке, а также применяется силосование и самой соломы со специальными бактериальными заквасками.
Корнеплоды и картофель необходимо очищать и измельчать не более чем за два часа до их скармливания животным. При мойке и сухой очистке остаточная загрязненность не должна превышать 2-3 % от массы чистых корнеклубнеплодов. Скармливание грязных или плохо очищенных корнеклубнеплодов приводит к заболеванию желудочно-кишечного тракта у животных. Толщина резки корнеплодов для крупного рогатого скота должна быть в пределах 10-15 мм. В измельченном массе для животных 70-75 % частиц должны иметь размер до 10 мм. Более крупных частиц размером 10-15 мм допускается не более 25-30 %.
В зерновом сырье, поступающем на измельчение, допускается наличие минеральных примесей не более 0,25%, столько же крупных примесей с размером частиц не более 8-9 мм в диаметре. Металломагнитных примесей в зерне допускается не более 30-40 мг на 1 кг зерна с размером частиц не более 2 мм. Влажность перерабатываемого зерна не должна превышать 12-14,5 %.
Кормовые смеси часто обогащают мелассой и карбамидом. Карбамид нельзя скармливать в чистом виде или давать с питьевой водой. Лучше всего его вводить в количестве 2,5-3 % по весу в состав комбикорма или концентрированных смесей, приготавливаемых в хозяйстве на месте. Такой карбамид скармливают 2-3 раза в сутки.
Кормовые смеси в готовом виде должны быть равномерно перемещены и представлять однородную массу. В смесителях продолжительность перемешивания кормов после подачи последнего компонента не должна превышать 20 мин, так как при более длительном перемешивании могут образоваться комки. Температура готовой смеси при выгрузки ее в кормораздатчик должна быть не более 50С. По зоотехническим требованиям время приготовления кормовых смесей для одного кормления должна быть не более 4 часа, а время выдачи готового корма в кормораздатчик не более 1 часа. Влажность кормовых смесей принимают для крупного рогатого скота не более 60%. Отклонение при дозировании компонентов допускаются в следующих пределах: комбикормов и концентрированных кормов ±1,5%, сыпучих кормов ±3,5%, жидких кормов и воды ±2,5%о, минеральных добавок по весу. Неравномерность смешивания каждого компонента допускается в 2 раза больше величины отклонения доли дозирования кормов.
Однородность кормовой смеси для крупного рогатого скота должна находиться не менее 84% [79].
На основании анализа литературы [17] основные зоотехнические требования, предъявляемые к кормам можно изложить в виде таблицы (таблица 1.2).
Определение производительности, конструктивных и кинематических параметров смесителя
Смеситель-раздатчик - агрегат, в котором соединены несколько разнотипных устройств и аппаратов в одно целое для эффективной совместной работы. К ним следует отнести такие: устройство загрузки, бункер с расположенными в нем рабочими органами, устройство выгрузки готовой кормо-смеси и шасси на котором смонтированы все основные узлы.
Каждый из указанных рабочих органов выполняет определенные функции. Шасси представляет тележку, на которой крепятся все рабочие органы, передвижение осуществляется на пневматических колесах. Погрузчик предназначен для погрузки кормов в бункер-смеситель. Необходимо чтобы погрузчик имел подъемно-поворотную стрелу с грузозахватным органом (грейфером и ковшом) или стрелу с фрезерным барабаном для загрузки и одновременного измельчения кормовой массы. Бункер-смеситель предназначен для накопления кормов и их перемешивания. Анализ конструктивных схем смесителей-раздатчиков и кормоприготовительных установок и агрегатов, выпускаемых в нашей стране так и за рубежом, обусловил целесообразность создания мобильных кормоприготовительных средств с объемом бункера-смесителя 5...7 м3. На основании анализа исследований [21, 23, 56, 58, 68, 83, 84, 91, 94, 96, 97, 98, 100, 101, 106, 107] трехшнековые смесители имеют наилучшую равномерность смешивания компонентов кормов и сравнительно низкую энергоемкость. Верхние шнеки, расположенные в бункере, предназначены для захвата корма от передней стенки и подачи его к задней стенке на нижний (выгрузной) шнек.
Прицепная машина может агрегатироваться с трактором класса 1,4 кН. Необходимо, чтобы привод рабочих органов и гидросистема погрузчика осуществлялись от вала отбора мощности (ВОМ) и гидросистемы трактора. Такое исполнение мобильного кормоприготовительного агрегата позволит достичь простоты в изготовлении, соответствия зоотехническим требованиям, высокой надежности и высокой экономической эффективности его применения.
Из анализа ряда проведенных исследований можно сделать вывод, что возможности работы смесителя периодического действия для смешивания влажных компонентов кормов для крупного рогатого скота раскрыты не полностью [1, 4, 9, 19, 21,27, 28, 40-42, 44, 46, 51, 52, 54, 57, 62, 88, 90, 102, 103, 105, 111-113, 115-124]. Было бы целесообразным иметь мобильный агрегат с возможностью самозагрузки компонентов кормов, их измельчения, подачи в бункер-смеситель, смешивания, транспортировки к месту и раздачи готовой смеси в кормушки животным.
Анализируя схемы технологического процесса существующих как в нашей стране, так и за рубежом мобильных кормоприготовительных установок и агрегатов, можно отметить, что их можно представить в виде схемы, представленной на рисунке 2.1. В представленной структурной схеме кормо-приготовительного агрегата можно выделить несколько групп машин и операций, обеспечивающих технологический процесс производства кормовых смесей. А - машина, осуществляющая погрузку кормов. Б - машины, выполняющая измельчение и смешивание компонентов кормов. В - машина, осуществляющая транспортировку корма. Г - машина, выполняющая раздачу готового корма. Д - шасси, машина, осуществляющая транспортировку группы машин и готового корма. Из предложенной схемы можно сделать вывод, что корма перед скармливанием проходят ряд технологических операций: погрузка компонентов кормов, измельчение, смешивание, транспортировка и раздача. При производстве кормовых смесей высокого качества процесс смешивания компонентов кормов занимает особое место. 2.2 Определение производительности, конструктивных н кинематических параметров смесителя Для теоретического изучения задачи оптимизации угла наклона верхних шнеков смесителя мобильного кормоприготовительного агрегата используем двухмерную модель, которая отражает основные особенности изучаемого процесса (рисунок 2.2). дна которого h. Пусть до высоты Н этот желоб заполнен смесью с плотностью р и по дну желоба под действием силы давления от шнека, создающей в сечении слоя, сжимающее напряжение а0, равномерно движется слой смеси толщиной h. где Finn - сила давления от шнека, действующего на смесь, необходимая для преодоления силы трения смеси при ее перемещении, Н; S- поперечное сечение движущегося слоя смеси, м2. На рисунке 2.3 представлена схема циркуляции корма в раздатчике-смесителе кормов с горизонтальным размещением шнеков. Из рисунка видно, материал движется под действием нижнего шнека к задней стенке бункера. На этом же валу установлена навивка с обратным заходом шнека, которая позволяет движущемуся корму не встречаться со стенкой, позволяя материалу подниматься вверх, где он подхватывается верхним шнеком и двигает массу к передней стенке.
Характеристика материала для исследования, экспериментальной установки и приборов
С увеличением угла наклона шнеков, кормовая масса поднимаясь вверх под действием нижнего шнека, где подхватываются верхними и перемещается по всей длине бункера и смешивается с остальной массой, при этом частицы корма совершают круговое движение внутри бункера.
По прошествии некоторого времени (для различного угла наклона шнеков это время различно) наблюдается наивысшее качество смешивания, которое в дальнейшем начинает снижаться. Можно сделать вывод, что в этот момент происходит уравновешивание двух противоположных по воздействию на смесь процессов - диффузионного смешивания и сегрегации. После этого момента дальнейшее перемешивание компонентов смеси не имеет смысла, так как качество смеси останется постоянным. Из анализа результатов зависимостей влияния угла наклона шнеков на качество и время смешивания, приведённой на рисунке 4.4, видно, что максимальное значение однородности смеси достигается при угле наклона шнеков 8, времени смешивания 8 минут и частоте вращения 100 мин" . 4.5 Зависимость энергоемкости процесса от частоты вращения рабочих органов и угла наклона шнеков, при различном времени смешивания Согласно уравнению по определению энергетических показателей смесителя мощность расходуется на перемешивание компонентов, преодоление сил сопротивления в опорах и др., подъём кормового материала в бункере смесителя и сообщения ему кинетической энергии. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что на величину мощности наибольшее влияние оказывает длительность смешивания, которая зависит от частоты вращения рабочего органа, кроме того большое влияние на мощностные характеристики оказывает угол наклона шнеков. Кроме того, производительность смесителя находится в зависимости от времени смешивания, частоты вращения шнеков, коэффициента заполнения рабочей камеры, плотности компонентов корма, объёма бункера смесителя. На рисунке 4.5 приведены поверхности отклика изменения энергоемкости процесса смешивания смеси от частоты вращения шнеков и угла их наклона, а на рисунке 4.6 (а, б, в) представлены зависимости энергоемкости процесса приготовления кормосмеси от частоты вращения шнеков и угла наклона рабочих органов для фиксированных значений времени смешивания компонентов кормов t = 6, 8 и 10 мин. Для значений времени смешивания компонентов кормов от 6 до 8 минут и значений угла наклона рабочих органов от 0 до 8, в диапазоне частоты вращения шнеков от 75 до 125 мин"1 наблюдается снижение энергоемкости процесса смешивания. Это говорит о том, что с увеличением угла наклона, масса, движущаяся под действием нижнего шнека поднимается на меньшую высоту и это влияет на энергоемкость. Из зависимостей (рисунок 4.6 а, б, в) видно, что при угле наклона шнеков 8 наблюдается минимальное значение энергоемкости процесса смешивания. С дальнейшим увеличением угла наклона шнеков до максимальных значений (которое составляет 16) на всем диапазоне времени смешивания значение энергоемкости вновь возрастает. Это связано с тем, что при увеличением угла наклона, на шнеки сверху, давит масса корма, которая заполняет бункер и это приводит к дополнительным затратам энергии на процесс смешивания. Анализ закономерностей показывает, что наиболее низкая энергоёмкость процесса смешивания составляет 0,87 кВт-ч/т. 4.6 Зависимость энергоемкости процесса от угла наклона шнеков и времени смешивания, при различной частоте вращения рабочих органов На рисунке 4.7 показаны поверхности отклика изменения энергоемкости процесса смешивания смеси от времени смешивания и угла наклона шнеков, а на рисунке 4.8 (а, б, в) представлены зависимости энергоемкости процесса смешивания от угла наклона шнеков и времени смешивания при фиксированных значениях частоты вращения шнеков п = 75, 100 и 125 мин 1. Из зависимостей (рисунок 4.8) характерно, что при увеличении угла наклона шнеков от 0 до 8 в диапазоне частоты вращения шнеков от 75 до 125 мин" наблюдается снижение энергоемкости. Это свидетельствует о том, что с увеличением угла наклона шнеков, масса корма, транспортируемая нижним шнеком, своевременно подхватывается верхними и распределяется по всему объему бункера. Дальнейшее увеличение угла наклона приводит к увеличению энергоемкости. Из анализа зависимостей (рисунок 4.8 а, б, в) можно сделать вывод, что с увеличением времени смешивания происходит увеличение затрат энергии процесса. Зависимости потребляемой мощности на привод рабочих органов от угла наклона шнеков и частоты их вращения Характер зависимости мощности на привод рабочих органов смесителя от угла наклона шнеков и частоты их вращения показаны на рисунках 4.9 -4.10. Потребляемая мощность привода существенно зависит от частоты вращения и угла наклона верхнего яруса шнеков. Увеличение угла наклона шнеков а до 8 приводит к уменьшению мощности. Дальнейшее увеличение угла наклона до максимальных значений приводит к повышению мощности. При частотах вращения п = 90... 100 мин"1 шнеков смесителя наблюдаем точку минимума. Анализ зависимостей мощности и энергоёмкости процесса смешивания от частоты вращения шнеков, показывает, что мощность, затрачиваемая на смешивание, возрастает с увеличением частоты вращения, так и с увеличением угла наклона шнеков. Полученные зависимости позволяют выбрать мощность привода и провести сравнительную оценку работы смесителя с точки зрения энергоёмкости.
Зависимость однородности смеси от влияния частоты вращения рабочих органов и временем смешивания, при различном угле наклона шнеков
Анализ литературных источников и практика показывают, что современные сельскохозяйственные предприятия (фермерские, крестьянские хозяйства), имеющие относительно небольшое количество голов скота и малую численность трудовых коллективов, нуждаются в недорогих, малогабаритных, неметаллоёмких, малой мощности и высокого качества работы смесителей. На основании этого была обоснована перспективная конструктивно-технологическая схема трехшнекового смесителя-раздатчика кормов.
Теоретический анализ рабочего процесса исследуемого смесителя позволил: - получить математические выражения для расчёта основных конструктивно-режимных параметров шнекового смесителя с наклонным рабочим органом, - получить формулы для расчёта угла наклона шнеков, энергоёмкости процесса, производительности кормосмесителя. 3. Экспериментальными исследованиями подтверждено влияние часто ты вращения шнеков смесителя, угла наклона рабочих органов и времени смешивания на однородность получаемой смеси. Оптимальные режимные параметры кормосмесителя имеют следующие значения: - частота вращения шнеков 100 мин , - угол наклона шнеков 8, - время смешивания 8 минут. Данные режимные параметры кормосмесителя позволяют получить высококачественную смесь (до 95%) за время смешивания t = 8 мин. 4. Наиболее рациональными конструктивными параметрами рабочих органов смесителя-раздатчика следует считать: -диаметр нижнего шнека D = 540...560 мм, d= 140... 160 мм; -диаметр верхних шнеков D = 440... 500 мм, d= 120... 140 мм; - шаг витков нижнего шнека S = 280...300 мм; - шаг витков верхних шнеков S = 240.. .260 мм. 5. Экспериментально установлено, увеличение частоты вращения шнеков смесителя благотворно влияет на качество смешивания кормов. Однако при достижении частоты вращения больше 100 мин" наблюдается снижение интенсивности и качества смешивания. Оптимальное время смешивания в этом случае составляет 8 минут. Дальнейшее смешивание не имеет смысла, т.к. будет происходить увеличение затрат энергии без повышения качества смешивания. Более того, может наступить момент уменьшения качества из-за преобладания явления сегрегации. 6. Разработан ряд технических решений, которые были положены в основу создания макетного образца смесителя. Результаты производственных испытаний показали его надёжную работу, а также способность приготавливать многокомпонентные кормовые смеси, однородность которых находится в пределах зоотехнических требований. 7. Результаты расчёта экономической эффективности применения предложенного кормосмесителя в сравнении с кормосмесителем РИСП-10 показали: - прибыль от внедрения смесителя в расчёте на годовой объем работ составляет -16420 руб., - срок окупаемости дополнительных капитальных вложений - 1,07 года. 1. Анализ литературных источников и практика показывают, что современные сельскохозяйственные предприятия (фермерские, крестьянские хозяйства), имеющие относительно небольшое количество голов скота и малую численность трудовых коллективов, нуждаются в недорогих, малогабаритных, неметаллоёмких, малой мощности и высокого качества работы смесителей. На основании этого была обоснована перспективная конструктивно-технологическая схема трехшнекового смесителя-раздатчика кормов. 2. Теоретический анализ рабочего процесса исследуемого смесителя позволил: - получить математические выражения для расчёта основных конструктивно-режимных параметров шнекового смесителя с наклонным рабочим органом, - получить формулы для расчёта угла наклона шнеков, энергоёмкости процесса, производительности кормосмесителя. 3. Экспериментальными исследованиями подтверждено влияние часто ты вращения шнеков смесителя, угла наклона рабочих органов и времени смешивания на однородность получаемой смеси. Оптимальные режимные параметры кормосмесителя имеют следующие значения: - частота вращения шнеков 100 мин 1, - угол наклона шнеков 8, - время смешивания 8 минут. Данные режимные параметры кормосмесителя позволяют получить высококачественную смесь (до 95%) за время смешивания t = 8 мин. 4. Наиболее рациональными конструктивными параметрами рабочих органов смесителя-раздатчика следует считать: -диаметр нижнего шнекаD = 540...560 мм, d= 140... 160 мм; - диаметр верхних шнеков D = 440.. .500 мм, d = 120... 140 мм; - шаг витков нижнего шнека S = 280...300 мм; - шаг витков верхних шнеков S = 240...260 мм. 5. Экспериментально установлено, увеличение частоты вращения шнеков смесителя благотворно влияет на качество смешивания кормов. Однако при достижении частоты вращения больше 100 мин наблюдается снижение интенсивности и качества смешивания. Оптимальное время смешивания в этом случае составляет 8 минут. Дальнейшее смешивание не имеет смысла, т.к. будет происходить увеличение затрат энергии без повышения качества смешивания. Более того, может наступить момент уменьшения качества из-за преобладания явления сегрегации. 6. Разработан ряд технических решений, которые были положены в основу создания макетного образца смесителя. Результаты производственных испытаний показали его надёжную работу, а также способность приготавливать многокомпонентные кормовые смеси, однородность которых находится в пределах зоотехнических требований.
