Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 9
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ „ 14
1.1 Анализ способов хранения и выгрузки трудносыпучих
сельскохозяйственных материалов 14
-
Анализ и классификация способов хранения трудносыпучих сельскохозяйственных материалов 14
-
Анализ и классификация технических средств для выгрузки трудносыпучих сельскохозяйственных материалов 19
-
Состояние научных исследований по хранению и выгрузке слёживающихся материалов 35
-
Цель и задачи исследований „ 45
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЫГРУЗКИ
ТРУДНОСЫПУЧИХ ГРУЗОВ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
РЫХЛЯЩЕЙ КРЫШКИ-ЗАТВОРА 47
-
Анализ технологического процесса работы бункера с затвором 47
-
Параметрическая модель функционирования бункерного затвора с рыхлящим устройством 49
-
Обоснование угла постановки днища 55
-
Обоснование минимальной ширины выгрузного отверстия. Размещение рыхлящих стержней на крышке-затворе 57
-
Определение расхода материала 61
-
Определение мощности, затрачиваемой на открытие затвора 63
-
Выводы по главе : 70
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 72
-
Программа экспериментальных исследований 72
-
Методика обработки результатов 76
-
Оборудование и аппаратура для испытаний 80
.3.4 Описание лабораторной установки 81
-
Определение физико-механических свойств исследуемых материалов 89
-
Методика экспериментальных исследований сводоразрушения и стимулирования истечения 93
-
Методика производственных исследований бункерного выгрузного устройства 97
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ''!. 99
-
Физико-механические свойства исследуемых материалов 99
-
Результаты поисковых лабораторных опытов 100
-
Обоснование рациональных конструктивных параметров 101
-
Влияние конструктивных параметров на длительность выгрузки материала 101
-
Влияние конструктивных параметров на средний расход выгрузки материала 106
-
Влияние конструктивных параметров на коэффициент истечения материала 111
-
Влияние конструктивных параметров на усилие открытия крышки-затвора 115
4.4 Выводы по разделу 120
5 ИССЛЕДОВАНИЯ БУНКЕРА С РЫХЛЯЩЕЙ КРЫШКОЙ-
ЗАТВОРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИИЙ 121
5.1 Исследования бункерного выгрузного устройства в
производственных условиях V. 121
5.2 Экономическая оценка результатов исследования 124
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 130
ПРИЛОЖЕНИЯ 144
Введение к работе
В соответствии с концепцией развития животноводства, выработанной Минсельхозом и Россельхозакадемией планируется увеличение производства животноводческой продукции к 2012 году до 32,9 процентов по отношению к 2006 году, при этом ежегодный рост индекса производства продукции животноводства начиная с 2009 года должен составить не менее 5 процентов. Вместе с тем объём производства скота и птицы (в живом весе) к 2012 году по сравнению с 2006 годом предположительно достигнет 11,4 млн. тонн, что составит 42,9 процента. К 2012 году производство молока достигнет 37 млн. тонн, что превысит уровень 2006 года на 17,8% [107]. ...
Наряду с этим планируется увеличение производства комбикормов к 2012 г. до 82 млн. т. В настоящее время объём использованного кормового зерна составляет всего 16...17 млн. т., в т.ч. 8,2 млн. т комбикормовыми заводами. Дефицит кормов у хозяйств объясняется, в частности, неоправданными затратами на их транспортировку и малыми объёмами их изготовления из-за недостаточного технического обеспечения предприятий-производителей [33].
Реализация концепции развития осуществляется тремя способами получения животноводческими предприятиями кормовых смесей: закупкой их в готовом виде у комбикормовых заводов, изготовлением непосредственно внутри хозяйств путём смешивания собственного сырья с промышленными добавками и применением кормовых концентратов. Первый способ позволяет реализовать современные технологии, максимально использовать достижения науки и техники для эффективного производства высококачественной продукции. Второй имеет достоинство в виде сокращения затрат на доставку сырья и готовых кормовых смесей благодаря использованию промышленных добавок, что, в конечном итоге, приведёт к снижению удельных затрат кормов на получение животноводческой продукции [122]. :
Для хранения минеральных удобрений, компонентов кормовых смесей и готовых комбикормов хранилища минеральных удобрений, кормоцеха и комбикормовые заводы оснащены различными бункерами и силосами. Силосно-бункерное хранение позволяет повысить поточность производства, значительно снизить потери сырья и улучшить санитарно-гигиеническую обстановку. Используемые конструкции ёмкостей не удовлетворяют требованиям стабильной выгрузки по причине слёживаемости и сводообразования материала. По этой причине регламентируется НТП-АПК 1.10.16.002.-03 для сухих концентрированных кормов перекачка материала через 170 ч [80]. Это существенно увеличивает энергоемкость производства и материалоемкость хранилищ (за счет дополнительных бункеров). Использование бункеров с принудительной системой разрыхления материала и выгрузки продукта позволяет увеличить сроки хранения материалов без дополнительной перекачки, а также предотвратить несанкционированные силовые воздействия на бункера в случае статического сводообразования слежавшегося материала. !;
В связи с этим для усовершенствования технологии выгрузки материалов широкой номенклатуры из бункеров и кузовов транспортных средств существует необходимость в устройстве, способном подстраиваться под физико-механические свойства груза. Разработка, совершенствование и исследование технологических способов выгрузки, управление динамикой работы бункерного выгрузного устройства на базе теоретических и экспериментальных исследований процессов выгрузки груза посредством синхронизации гравитационного и принудительного истечения, управления процессами сводообразования и сводоразрушения, является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес при производстве комбикормов на предприятиях и приготовлении смесей в кормоцехах личных подворий крестьянско-фермерских хозяйств.
Цель работы - повышение эффективности выгрузки трудносыпучих компонентов кормовых смесей и минеральных удобрений из бункеров за счёт использования разработанного выгрузного устройства в виде рыхлящей крышки-затвора для слёживающихся сыпучих материалов.
Объект исследований — технологический процесс выгрузки трудносыпучих сельскохозяйственных материалов из бункеров с выгрузным устройством для слёживающихся сыпучих материалов.
Предмет исследования — закономерности, условия и режимы выгрузки слёживающихся сыпучих материалов из бункеров с выгрузным устройством в виде рыхлящей крышки-затвора.
Методика исследований. Системный и структурный анализ и синтез, численные исследования, математическая статистика !,и сравнительный эксперимент. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях в соответствии с РД, ОСТ и разработанными частными методиками, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ Statistica, MathCAD, Excel.
Научную новизну составляют: конструктивно-технологическая схема и конструкция бункерного выгрузного устройства в виде рыхлящей крышки-затвора, разрушающей образующиеся своды и рыхлящей слежавшийся материал крепящимися к затвору стержнями с пластинами; экспериментальные поправочные коэффициенты, вводимые в аналитические выражения расхода материала и мощности привода выгрузного устройства; конструктивные параметры предлагаемого выгрузного устройства для слёживающихся сыпучих материалов, комплексно влияющие на длительность выгрузки материалов с разными физико-механическими свойствами, средний расход материала, усилие открытия крышки-затвора и потребную мощность ее привода, их рациональные значения.
Новизна технического решения подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение №2343425 «Бункерный дозатор для слёживающихся сыпучих материалов».
Практическая значимость работы.
Разработанное устройство в виде рыхлящей крышки-затвора позволяет при выгрузке из бункера объемом 4 м аммиачной селитры повысить пропускную способность выгрузного устройства (средний расход) с 30...50 до 150...319 т/ч.
Опытный образец бункерного выгрузного устройства прошёл производственную проверку при выгрузке подсолнечного шрота в ЗАО «Поволжское Агропромышленное объединение» на маслоэкстракционном заводе с. Богатое Самарской области и рекомендован актом хозяйственной комиссии к использованию. В результате изменения технологической линии по отгрузке шрота и замены ленточного конвейера ЛК-500 были снижены удельные затраты энергии на 1520 Дж на каждую тонну материала.
Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Управление эксплуатационной, грузовой и коммерческой работой» Самарского государственного университета путей сообщения.
Апробация. Основные положения диссертации доложены и одобрены: на второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (Самарская ГАПС, г. Самара, 2006); на третьей международной научно-практической конференции «Аши-ровские чтения», (Самарский ГТУ, г. Самара, 2006); на научно-технических конференциях Самарской ГСХА, п. Усть-Кинельский, 2005...2009 г.г.; на научно-технической конференции Пензенской ГСХА, г. Пенза, 2007 г.; на расширенном заседании кафедры Самарской'" ГСХА, п. Усть-Кинельский, 2009 г.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, из них 1 - в издании, указанном в «Перечне ... ВАК», 1 патент РФ на изобретение и 4 статьи без соавторов. Общий объём публикаций составляет 1,36 п.л., из них 1,03 п.л. принадлежит автору.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Список литературы включает в себя 139 наименований, в том числе 10 на иностранных языках. Работа представлена на 143 с, содержит 49 илл. и 7 табл.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
Конструктивно-технологическая схема и конструкция бункерного выгрузного устройства в виде рыхлящей крышки-затвора.
Теоретические выражения по определению расхода материала и мощности привода крышки-затвора, количества стержней, пластин и их расположения в зависимости от физико-механических свойств хранящихся материалов.
Эмпирические зависимости влияния количества стержней, пластин и их взаимного расположения на длительность выгрузки материалов с разными физико-механическими свойствами, средний расход материала, усилие открытия крышки-затвора и потребную мощность её привода.
Данные экспериментальных исследований бункерного выгрузного устройства, полученные в лабораторных и производственных условиях, и установленные рациональные значения конструктивных параметров (угол открытия затвора, расстояние между рыхлящими пластинами на стержне, расстояние между стержнями в ряду) выгрузного устройства с рыхлящей крышкой-затвором.
