Введение к работе
Актуальность темы. При производстве кормов важное место отводится применению различных кормовых смесей с использованием в качестве компонента корнеклубнеплодов. Известно, что применение корнеклубнеплодов в рационах кормления способствует повышению молочной продуктивности. Однако эффективность использования корнеклубнеплодов зависит от подготовки их к скармливанию. Одной из основных операций этого технологического процесса является очистка вороха от грязи и примесей. Практика показывает, что загрязнённость поступающих с поля корнеклубнеплодов колеблется от 5 до 20 % и выше, а согласно зоотехническим требованиям, применение неочищенных от грязи корнеклубнеплодов ведёт к желудочным заболеваниям и отравлениям животных и, как следствие, к резкому снижению их продуктивности.
В связи с этим, вопросу очистки корнеклубнеплодов от примесей уделяется большое внимание.
В настоящее время в сельском хозяйстве для очистки корнеклубнеплодов используются в основном машины, работающие по принципу гидромеханической очистки (мойки): ИКС-5М, ИКМ-5', ИКУ-Ф-10. Однако эти устройства обладают рядом существенных недостатков: при поступлении с поля корней имеющих повышенную загрязнённость увеличивается расход воды (до 400 литров на тонну очищенного продукта), что вызывает снижение производительности; в кормоцехе необходимо применение дорогостоящих грязеотстойников и надёжно работающей канализации; в моечной ванне травмируется до 6% обрабатываемого материала; в зимнее время необходимо применение дополнительных электрообогревателей, что в конечном счете, обуславливает высокие энергозатраты на рабочий процесс.
Таким образом, проблема теоретического обоснования, исследования, разработки и внедрения в производство энергосберегающих технических средств сухой очистки корнеклубнеплодов является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого по заданию 01.02.03 "Осуществить научное обоснование путей развития комплексов технических средств для производст-
і
ва продуктов животноводства и обосновать их оптимальные технико-экономические и технологические параметры для использования в условиях сельских товаропроизводителей различного типа" (№ гос. регистрации 0197000.7280).
Цель исследований. Совершенствование параметров рабочих органов машины сухой очистки корнеклубнеплодов для обеспечения качества очистки удовлетворяющего зоотехническим требованиям при минимальных энергозатратах.
Объект исследования. Модернизированная машина сухой очистки корнеклубнеплодов.
Научная новизна. Проведены теоретические исследования динамических характеристик щёточного прутка позволившие подобрать технологические и конструктивные параметры рабочего органа для обеспечения необходимой интенсивности воздействия на очищаемый материал. Получена математическая зависимость, с помощью которой можно по заданной угловой скорости вращения щёточного барабана подобрать длину прутка таким образом, чтобы частота внешнего воздействия была меньше первой собственной частоты колебаний _р,. Разработана номограмма, позволяющая выбрать параметры рабочего органа машины сухой очистки в зависимости от влажности почвы. С использованием теории планирования активно-пассивного эксперимента получены математические модели рабочего процесса машины сухой очистки, позволяющие определить рациональные конструктивно-технологические параметры.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований модернизирована машина сухой очистки корнеклубнеплодов, обеспечивающая качество очистки удовлетворяющее зоотехническим требованиям. Получены аналитические выражения для расчета и проектирования рабочих органов машины. Обоснована оптимальная зона расположения щёточного барабана. Результаты исследований использованы при создании линии очистки и измельчения корнеклубнеплодов, которая внедрена в АО "Заря" Слободского района Кировской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Вятской ГСХА (1998...2000 гг.), Нижегородской ГСХА (1999 г.), НИИСХ Северо-Востока им. Н.В.Рудницкого (1998...2000 гг.) и ВНИИМЖа (2000 г.).
Защищаемые положения:
- теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования рабочих органов машины сухой очистки корнеклубнеплодов;
рациональные конструктивно-технологические параметры щёточных очищающих элементов;
технологическая схема модернизированной машины сухой очистки;
математические модели рабочего процесса и рациональные конструктивно-технологические параметры модернизированной машины сухой очистки;
результаты испытаний модернизированной машины сухой очистки корнеклубнеплодов и её энергетическая эффективность.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 5 научных статьях и одной заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов, списка использованной литературы из 97 наименований и приложений. Работа содержит 116 страниц, 47 рисунков, 12 таблиц и 5 приложений.