Содержание к диссертации
Введение
1 .Обзор и анализ существующих технологий и агрегатов для приготовления комбикормов 14
1.1. Эффективность скармливания зерна в составе комбикорма 14
1.2. Анализ современных технологий приготовления комбикормов 18
1.3. Анализ средств механизации приготовления комбикормов 25
1.4. Анализ способов и средств дозирования компонентов комбикормов. 29
1.5. Анализ выполненных исследований по дозированию компонентов комбикормов 43
1.6. Постановка проблемы, цель и задачи исследования 47
2. Исследование физжо-механических свойств плющеного зерна 48
2.1. Программа и методика исследований 48
2.1.1. Программа исследований 48
2.1.2. Методика определения влажности и объемной массы зерна 49
2.1.3. Методика определения угла естественного откоса 51
2.1.4. Методика определения коэффициента внутреннего трения 52
2.1.5. Методика определения коэффициента трения плющеного зерна по стали 52
2.1.6. Методика определения текучести плющеного зерна 53
2.1.7.Методика определения динамического коэффициента трения 54
2.1.8. Методика обработки экспериментальных данных 55
2.2. Результаты определения физико-механических свойств плющеного зерна 56
2.2.1. Результаты определения объемной массы 56
2.2.2. Результаты определения угла естественного откоса 57
2.2.3.Результаты определения угла внутреннего трения 58
2.2.5. Результаты определения текучести плющеного зерна 61
2.2.6. Результаты определения динамического коэффициента трения 62
Выводы 64
З .Теоретическое исследование дозирования компонентов комбикормов 65
3.1. Конструктивно-технологические схемы комбикормовых агрегатов с объемным дозатором 65
3.2. Теоретическое обоснование выбора объема порции дозируемого материала 68
3.3. Зависимость площади поперечного сечения и объема секции дозатора от угла поворота вала 73
3.4. Выбор параметров пружин 84
3.5. Силовой расчет дозатора 89
Выводы 94
4. Исследование режимов и параметров работы объемного дозатра в лабораторных условиях 96
4.1. Программа и методика исследований 96
4.2. Результаты экспериментального исследования влияния эксцентриситета на производительность, равномерность и и энергоёмкость дозирования... 101
4.3. Результаты исследования влияния частоты вращения вала дозатора на производительность, равномерность и энергоёмкость дозирования 110
4.4. Результаты исследования производительности и равномерности дозирования дозатором в зависимости от ширины открытия щели 117
4.5. Исследование совместного влияния частоты вращения вала, ширины
открытия щели и эксцентриситета на производительность 120
Выводы 127
5 .Исследование процесса дозирования компонентов комбикормов объемным дозатором в производственнных условиях, результаты внедрения и экономическая эффективность 129
5.1. Программа и методика производственных исследований 129
5.2. Результаты производственных исследований 132
5.3. Результаты внедрения в производство 134
5.4. Экономическая эффективность 134
Выводы 140
Общие выводы и предложения производству 141
Литература 144
Приложения 155
- Анализ современных технологий приготовления комбикормов
- Методика определения влажности и объемной массы зерна
- Конструктивно-технологические схемы комбикормовых агрегатов с объемным дозатором
- Результаты экспериментального исследования влияния эксцентриситета на производительность, равномерность и и энергоёмкость дозирования...
Введение к работе
Эффективность развития и функционирования сельского хозяйства России, в частности ведущей отрасли животноводства - скотоводства, определяется многими факторами. Одним из наиболее влиятельных является технический фактор, реализуемый в концепции развития механизации.
Полноценное кормление скота и птицы остается одной из главных проблем в отрасли. Современный уровень ведения животноводства, генетический потенциал скота и птицы требуют использования кормов, сбалансированных по всем питательным веществам, произведенных на основе самых передовых технологий, которые существуют в комбикормовой индустрии мира. За этим будущее. Только при таком подходе можно обеспечить конкурентоспособность и эффективность производства продукции животноводства. В связи с этим возрастает роль и ответственность комбикормовых предприятий за производство животноводческой продукции.
Недостаток качественных кормов ставит задачу разработки машин и оборудования, которые обеспечили бы снижение себестоимости продукции за счет роста производительности при снижении затрат ручного труда и энергоемкости техники; экономии электрической энергии, сырья и материалов; повышения надежности оборудования.
В современных условиях становится очевидной необходимость разработки и совершенствования как отдельных технических средств, так и технологических линий по приготовлению кормов в скотоводстве с целью энергоресурсосбережения, более полного соблюдения в технологических процессах зоотехнических требований. Нестандартные комбикорма вырабатываются в основном на предприятиях, которые недоукомплектованы необходимым производственным оборудованием.
Комбикорма (комбинированные корма) - готовые сухие смеси из измельченных кормов, составленные по научнообоснованным рецептам, предназначены для кормления животных различных видов.
Важнейшей операцией в приготовлении комбикормов является дозирование компонентов, осуществляемое специальными устройствами - дозаторами. Дозаторы необходимы для дозирования компонентов при приготовлении кормосмесей и для дозирования уже готовых кормов при раздаче.
От дозирования зависит, насколько правильно в количественном отношении введены в состав комбикорма предусмотренные рецептом компоненты, а следовательно питательная ценность комбикорма и расход его на производство единицы животноводческой продукции. По структуре рабочего цикла дозирование бывает непрерывным, или дискретным (порционным), а по принципу действия - объемным или весовым.
В современном комбикормовом производстве повышаются требования к степени однородности кормовых смесей, которая во многом зависит от точности дозирования компонентов.
Наибольшее распространение, как у нас в стране, так и за рубежом, получили объемные дозаторы непрерывного и порционного действия.
Существующие объемные дозаторы имеют ряд существенных недостатков: громоздкость, неточность дозирования, трудность автоматизации процесса дозирования, каждый дозатор предназначен для дозирования сходных по физическим свойствам компонентов, тркдность настройки на заданную норму выдачи компонентов.
В связи с вышеизложенным, целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности приготовления комбикормов путем совершенствования технологии и разработки многокомпонентного объемного ротационного дозатора, позволяющего за счет большей точности дозирования получать качественные комбикорма с минимальными энергозатратами в условиях сельскохозяйственного производителя.
Народнохозяйственное значение заключается в снижении себестоимости получаемых комбикормов за счет уменьшения энергозатрат и в улучшении их качества за счет увеличения точности дозирования компонентов.
12 На защиту выносятся следующие основные научные положения:
конструктивно-технологические схемы комбикормовых агрегатов с многокомпонентным объемным дозирующим устройством;
теоретические зависимости, обосновывающие параметры многокомпонентного объемного дозирующего устройства;
физико-механические свойства принятых к исследованию компонентов комбикормов;
результаты экспериментальных исследований параметров и режимов работы многокомпонентного объемного дозирующего устройства в лабораторных и производственных условиях.
13 Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д.т.н., профессору В.Ф. Некрашевичу, заведующему кафедрой «ТМ и РМ» д.т.н., профессору Г.А.Борисову, д.т.н., профессору В.А. Ксендзову, к.т.н., доценту Ульянову В.М. за оказанную помощь в научных исследованиях и подготовке диссертации к защите.
Анализ современных технологий приготовления комбикормов
В настоящее время накоплен богатый научный и практический опыт по технологии приготовления комбикормов. С целью выявления наиболее перспективной технологии приготовления комбикормов рассмотрим некоторые из них. Приготовление полноценных комбикормов базируется на научно-обоснованных нормах кормления, заключается в приеме и хранении исходных компонентов, измельчении зерновых материалов, транспортировании, дозировании и смешивании их с БВД, хранении и отпуске готовой продукции. В настоящее время распространены две схемы технологического процесса производства комбикормов: с предварительным дозированием зерновых компонентов перед измельчением и с измельчением каждого вида зерна в отдельности с последующим дозированием продуктов его помола перед смешиванием (рисунок 1.1 и 1.2). Предварительное дозирование зерновых материалов перед измельчением вызвано тем, что цельное зерно гораздо лучше дозируется объемными дозаторами непрерывного действия, чем продукты его помола. С предварительным дозированием зерновых материалов разработана технологическая схема приготовления комбикормов ВИЭСХ (рисунок 1.3). По технологической схеме ВИЭСХ белково-витаминные добавки и травяная мука из склада с помощью скребкового транспортера, нории и шнека подаются в бункера. Зерновые материалы поступают из склада транспортером в норию, которая подает зерно на автоматические весы. Затем зерно направляется для очистки в зерновой сепаратор ЗСМ-10, откуда оно норией и шнековым транспортером загружается в бункера. Из бункеров зерно через барабанные дозаторы ЗС-250 и магнитные колонки поступает в сборный шнек 13 и подается им в дробилку ДМ-1. Измельченное зерно норией НЦГ-10 подается в смеситель непрерывного действия 24. Сюда же шнеком 23 подаются БВД и травяная мука, которые перед этим дозируются на тарельчатых дозаторах 21 и 22. После смешивания готовые комбикорма пропускаются через магнитную колонку 25 и норией 26 и транспортером ДТС направляются на склад готовой продукции Рисунок 1.2 - Схема процесса производства комбикормов при раздельном дозировании измельченных зерновых компонентов. 1, 2 - транспортер ДТС; 3 - нория НЦГ-2Х10; 4 - весы автоматические Д-50; 5 - сепаратор ЗСМ-10; 6 - нория; 7 - шнек; 8 - задвижка электрическая ТЭА-15А; 9 - бункер зерновой; 10 - датчик уровня МДУ-ЗС; 11 - дозатор ЗС-250; 12 - колонка магнитная МКЛ-5; 13 - шнек; 14 - дробилка молотковая ДМ-1; 15 - нория НЦГ-10; 16 - шнек; 17 - задвижка ТЭА-15А; 18 - бункер травяной муки; 19 - бункер белково-витаминных добавок; 20 - задвижка электрическая; 21 - дозатор тарельчатый ДДТ; 22 - дозатор тарельчатый МДТ-ЗА; 23 - шнек; 24 - смеситель непрерывного действия МСН; 25 - колонка магнитная; 26 - нория; 27 - транспортер скребковый. Рисунок 1.3 - Технологическая схема производства комбикормов, разработанная ВИЭСХЛ Недостатком этой схемы является то, что даже при высокой точности дозирования исходных зерновых компонентов эта точность при последующих перемещениях снижается, ухудшая качество смеси. (V Существуют технологические схемы производства комбикормов с предварительным весовым дозированием компонентов и их смешиванием на специальных смесителях перед измельчением (рисунок 1.4). По этой схеме приготавливаются более качественные комбикорма.
Все компоненты смеси, подлежащие дроблению, после дозирования на многокомпонентных весах 1 вначале перемешиваются в периодических смесителях 2, а затем поступают для измельчения в дробилки 3. Продукты измельчения, прошедшие через ситовый сепаратор 4, поступают в горизонтальные смесители периодического действия 5 для окончательного смешивания ГШШЗ, 1- многокомпонентные весы; 2 - вертикальный смеситель; 3 - дробилка; 4 сепаратор; 5 - смеситель периодического действия. Рисунок 1.4 - Технологическая схема приготовления комбикормов с предварительным весовым дозированием зерновых материалов и их смешиванием с другими добавками. Материал, не прошедший через сита сепаратора, возвращается на повторное измельчение. Недостатками рассмотренной схемы являются цикличная работа смесителей и погрешности дозирования измельчаемых материалов, которые возникают из-за повторного возвращения зерна на дробилку. Широкое распространение получила схема технологического процесса производства комбикормов с индивидуальным дозированием каждого зер 24 нового компонента после измельчения перед окончательным смешиванием с БВД (белково - витаминными добавками). Такая схема использована в комбикормовых агрегатах типа МУКЗ и АМК-2, в которых применено объемное дозирование непрерывного действия. Дозаторы в агрегатах типа МУКЗ установлены непосредственно под бункерами для измельченных зерновых материалов и БВД. После дозирования все компоненты смеси подаются шнековым транспортером в норию, которая загружает их в смеситель непрерывного действия. - шнек; 2 - сепаратор ЗСМ-10; 3 - нория; 4 - верхний распределительный шнек; 5 — шнек подбункерный; 6 и 7 - дробилки ДКУ-1; 8 и 9 - распределительные шнеки; 10 - сборный шнек; 11 - весовые дозаторы типа ДК; 12 - смеситель периодического действия; 13 - нория; 14 - шнек надбун-керный; 15 - бункера готовой продукции; 16 - шнек; 17 - нория; Г- 8 -бункера для исходных компонентов; 9 - 13 - бункера для измельченных компонентов; 14-бункердля белково-витаминных добавок. Рисунок 1.5 - Схема технологического процесса комбикормового цеха с индивидуальным весовым дозированием Недостатками рассмотренной схемы является, то что перед тем как по f пасть в смеситель, компоненты проходят через ряд транспортного оборудо 25 вания. Это может нарушать точность дозировки, исходных материалов, что в свою очередь влияет на процесс смешивания, снижая однородность смеси и понижая качество приготовленного комбикорма. Поэтому необходимо разработать такую технологическую схему приготовления комбинированных кормов, которая обеспечивала бы равномерность дозирования согласно рецепта комбикорма.
Методика определения влажности и объемной массы зерна
Наиболее распространенными операциями приготовления комбикормов являются: накопление комбикормов, их измельчение, накопление измельченных компонентов их дозирование и смешивание. Последние годы измельчение компонентов на молотковых дробилках заменяется плющением. Физико-механические и другие свойства не измельченных зерновых компонентов, а также измельченных на молотковых дробилках достаточно исследованы, а физико-механические свойства плющеных компонентов практически не исследовались. В связи с этим для обоснования конструктивно-технологических параметров и режимов работы комбикормового агрегата с объемным многокомпонентным дозатором, а также оптимизации технологического процесса получения качественных комбикормов необходимо знать те физико-механические свойства сырья, которые влияют на энергетические и качественные показатели дозирования. Поэтому задачей экспериментального исследования является определение числовых значений характеристик плющеного зерна. В соответствии с поставленной задачей программа исследований предусматривает: 1 - определение влияния влажности на объёмную массу и коэффициент трения плющеного зерна по стали; 2 - определение влияния влажности на сыпучесть (текучесть, угол естественного откоса, угол внутреннего трения) плющеного зерна; 3 - определение влияния влажности на динамический коэффициент трения по стали плющеного зерна. Исследованию подвергалось плющеное зерно: пшеница «Мироновская», ячмень «Московский», овёс «Горизонт». 2.1.2. Методика определения влажности и объёмной массы зерна. Способность сырья и комбикормов поглощать пары воды из воздуха или выделять их в окружающую среду называется гигроскопичностью. Влажность зерна определялась в соответствии с ГОСТом 13586-85. Зерно высушивалось в сушильном шкафу при температуре 130 С в течение 60 минут. Влажность W зерна в процентах вычислялась по формуле У=\00-Щ т2+ПК (2.1) тх где ш/ - масса навески плющеного зерна до высушивания, г; Ш2 - масса навески плющеного зерна после высушивания, г ПК - поправочный коэффициент, (пшеница, ячмень - 0,20 %) Требуемая влажность зерна достигалась путем добавления в него воды. Необходимое количество воды определялось по формуле: Атв =т ym-wKj (2.2) где т - масса навески зерна до увлажнения, кг; WK - конечная (задаваемая) влажность, %; Wu - начальная (исходная) влажность, %. После увлажнения зерно выдерживалось в эксикаторе в течение суток. В процессе опытов хранение зерна осуществлялось в герметизированных эксикаторах. Это позволяло поддерживать влажность зерна на протяжении исследований постоянной. Объёмная масса определялась литровой пуркой ПХ - 1 с падающим грузом по ГОСТу 10840-64. Результат подсчитывался по формуле _G3 У (2.3) п где Сз - масса зерна в пурке, кг; Vn - объём пурки, равный 0,001 м . 2.1.3. Методика определения угла естественного откоса. Угол естественного откоса методом высыпания из воронки определяли с помощью прибора изображенного на рисунке 2.1. Прибор состоит из воронки 1 с закрывающимся выпускным отверстием, подставки 2 для укрепления воронки и линейки 3 с транспортиром и отвесом для замера угла. Рисунок 2.1. Схема прибора для измерения угла естественного откоса при высыпании из воронки. Воронку 1 укрепляли на определенной высоте от горизонтальной плоскости и заполняли доверху исследуемым сыпучим материалом. При высыпании из воронки на плоскость исследуемый сыпучий материал образует конус. Угол между образующей и линией диаметра основания конуса и есть угол естественного откоса. Его измеряли при помощи линейки и транспортира 3, с трехкратной повторностью. 2.1.4. Методика определения коэффициента внутреннего трения. Определение коэффициента внутреннего трения. Величину угла внутреннего трения принимают равной углу естественного откоса сыпучего материала. При движении массы сыпучего материала по поверхности из различных материалов угол ср определяли сопротивлением сдвигу испытуемой сыпучей массы по этим материалам. Коэффициент трения сырья и комбикормов о различные материалы (fM) и есть коэффициент сопротивления сдвигу данного сыпучего груза по этим материалам Л, = , (2.4) где тм - предельное касательное напряжение сдвига массы сыпучего сырья или комбикормов по плоскости из данного материала, кг/см2; ст - предельное напряжение сжатия в массе сырья или комбикормов на плоскости сдвига, кг/см . Коэффициенты трения сыпучих масс о поверхности в состоянии покоя и в движения различны. 2.1.5. Методика определения коэффициента трения плющеного зерна по стали.
Определение статического коэффициента трения плющеного зерна по стали, производили на приборе, состоящим из двух пластин, которые шарнирно соединены между собой. Одна пластина неподвижна и расположена горизонтально, а вторая пластина имела возможность менять угол наклона, который регистрировали с помощью транспортира. На верхнюю пластину насыпали слой зерна и медленно увеличивали угол её наклона. Как только зерно приходило в движение, фиксировали угол наклона верхней пластины. Значение статического коэффициента трения находили по формуле fcm tga (2.5) где а - угол наклона верхней пластины. 2.1.6. Методика определения текучести плющеного зерна. Текучесть сыпучих материалов характеризует их способность вытекать с той или иной скоростью из отверстий. Она зависит от гранулометрического состава материала, формы и размера частиц, коэффициента внутреннего трения, влажности и т.д. Текучесть сыпучих материалов определяет многие конструктивные особенности бункерных и дозирующих устройств, смесителей. Текучесть можно охарактеризовать коэффициентом текучести К. Данный коэффициент определяется по формуле f-r2 58 Я = —— (2.6) где t - время вытекания сыпучего материала из воронки, с; г - радиус отверстия воронки, мм; Гм- навеска сыпучего материала, засыпанная в воронку, г. Прибор для определения коэффициента текучести К (рис.2.2) имеет конусную воронку 1, закреплённую в стойках 2, опирающихся на подставку 5. Угол конусности воронки равен 60. Диаметр нижнего отверстия равен 30 мм. Трубка воронки имеет длину 3 мм от нижнего основания конуса и закрывается заслонкой 3. Опыт для определения коэффициента текучести проводился следующим образом. В воронку, при закрытой заслонке, насыпалось 200 гр исследуемого зерна. Затем открывалась заслонка, одновременно включался секундомер, с помощью которого определялось время истечения зерна в колбу 4. Для опытов использовали секундомер «Агат» 4282 с ценой деления 0,2 с. Коэффициент текучести определялся по приведенной выше формуле.
Конструктивно-технологические схемы комбикормовых агрегатов с объемным дозатором
Для приготовления комбикорма с предварительным дозированием целого зерна нами предложен следующий комбикормовый агрегат (рис.3.1), состоящий из бункеров 1 исходных компонентов, закрепленных неподвижно на раме 2 агрегата кронштейнами 3. Бункеры имеют телескопические выгрузные горловины 4 с корпусами дозаторов 5, внутри которых размещен вал 6, проходящий через подшипниковые опоры 7, закрепленные на раме 2. Корпуса 5 выгрузными горловинами соединены с приемной камерой дробилки 9 при помощи гибкого переходника. Дробилка 9 снабжена выгрузными транспортерами 10 и 11. загрузка бункера 1 осуществляется загрузочным 12 и распределительным 13 шнеками. Комбикормовый агрегат работает следующим образом. Исходные компоненты комбикорма загрузочным 12 и распределительным 13 шнеками загружаются в бункера 1, откуда через телескопические выгрузные горловины 4, они поступают в дозаторы 5, расположенные на общем валу 6, проходящем через подшипниковые опоры 7, закрепленные на раме 2. Дозаторы настроены согласно рецепта комбикорма. Продозированные компоненты через приемные камеры 8 поступают в дробилку 9. Если в составе рецепта комбикорма имеются компоненты, не требующие измельчения, то их посредством перекидных заслонок, установленных в горловинах (не показаны), направляют прямо на горизонтальный выгрузной транспортер 10. В дробилке компоненты измельчаются и смешиваются, а далее выгрузными транспортерами 10 и 11 транспортируются с одновременным перемешиванием в бункер готового комбикорма (не показан). Готовый комбикорм отправляется на хранение или скармливание. 1-бункера исходных компонентов; 2 - рама агрегата; 3 - кронштейн; 4 -телескопические выгрузные горловины; 5 - корпуса дозаторов; 6 - вал; 7-опоры; 8- приемные камеры; 9 - дробилка; 10,11 - выгрузные транспортеры; 12- загрузочный шнек; 13 - распределительный шнек. Рисунок 3.1. - Комбикормовый агрегат с объемным дозатором неиз-мельченного зерна.
Комбикормовый агрегат, представленный на рисунке 3.2, работает следующим образом. Исходные компоненты загрузочным шнеком 1 подаются на распределительный шнек 2, при помощи которого осуществляется загрузка бункеров 3 . Из них поочередно исходные компоненты поступают в плющилку 4, откуда распределительным шнеком 5 измельченный материал загружается в бункеры 6 измельченных компонентов. Из этих бункеров измельченный зерновой материал поступает в дозаторы 7, каждый из которых настроен согласно рецепта комбикорма. Отдозированные компоненты комбикорма поступают в лопастной смеситель 9, для смешивания. Выгрузное устройство 10 направляет готовый комбикорм на скармливание или хранение. ІУУУУУУЛЛЛЛЛЛЛ УЧ/Уу\А/у\/\/ч/уА7\У 1- загрузочный шнек; 2- верхний распределительный шнек; 3- бункера исходных компонентов; 4- плющилка; 5- подплющильный распределительный шнек; 6 - бункера измельченных компонентов; 7 - дозаторы; 8 - дозатор БВД; 9 - лопастной смеситель; 10 - выгрузное устройство. Рисунок 3.2. - Комбикормовый агрегат с дозированием измельченного зерна Комбикормовые агрегаты содержат многокомпонентный дозатор роторы, которого расположены на общем валу. Его устройство представлено на рисунке 3.3. Дозирующее устройство представляет собой корпуса дозаторов 4, внутри которых размещен вал, проходящий через подшипниковые опоры, закрепленные на раме. На валу находятся роторы 3 с прямолинейными лопастями 5, установленными в радиальных пазах 6 в пределах каждого корпуса дозатора. Лопасти 5 пружинами 7, размещенными под ними, прижимаются к внутренней поверхности корпусов дозаторов 4. При помощи винтовых механизмов 8, установленных на раме агрегата, корпуса дозаторов 4 могут перемещаться в вертикальных направляющих пазах. 1 - бункер исходных компонентов; 2 - телескопическая выгрузная горловина; 3 - ротор; 4 - корпус дозатора; 5- прямолинейные лопасти; 6 - радиальные пазы; 7 - пружины; 8 - винтовой механизм; 9 - гибкий переходник. Рисунок 3.3. - Дозирующее устройство Согласно рецепта комбикорма настраивают дозаторы. Для этой цели либо поднимают корпуса 4 дозатора, либо опускают их, что влияет на толщину слоя компонента, захватываемого лопастями 5 при вращении ротора 3 (привод не показан). При вертикальном перемещении корпусов 4 ротор 3 с опорой остается неподвижным. Поднимать корпус 4 дозатора для изменения подачи компонента целесообразно до совмещения его оси с осью вала. Дальнейшее же перемещение корпуса может привести к уплотнению захватываемого материала, и заклиниванию дозатора. Дозаторы предварительно протарированы, а на подъемном винтовом механизме 8 установлена шкала -таблица количества дозируемой массы. 3.2. Теоретическое обоснование выбора объема порции дозируемого и материала. площади сегмента воспользуемся рисунком 3.4. Корпус 1 дозирующего устройства имеет форму круга с радиусом R (м), внутри которого вращается ротор 2 радиуса г (м), смещенный по вертикали относительно корпуса с эксцентриситетом е (м). Дуга DM- загрузочное окно, через которое компонент корма поступает в дозатор. Предположим, что уг w ловая скорость ротора 2 дозатора такова, что к моменту начала закрытия ок на объем CDGH между соседними лопастями заполнен полностью.
Результаты экспериментального исследования влияния эксцентриситета на производительность, равномерность и и энергоёмкость дозирования...
Нами были проведены исследования влияния эксцентриситета на объем порции, выдаваемой дозатором производительность и равномерность дозирования многокомпонентным дозатором. Исследования проводились на лабораторной установке представленной на рисунке 4.1 Установка изготовлена в натуральную величину и имеет размеры: длина лопасти I := 0,020 м; длина паза /, := 0,055 м; расстояние от центра вала до начала паза А0 := 0,0015 м; радиус ротора г := 0,07 м; внутренний радиус корпуса R := 0,08 м; масса лопасти т :=0,05 кг; обороты вала 50 об/мин; угловая скорость со:- , 0) = 6.283 рад; длина пружины в свободном состоянии h0 := 0,04 м; жесткость двух пружин с = 1.2 х 103 Н/м; На рисунке 4.3 представлены зависимости влияния эксцентриситета на производительность дозатора при работе с целым зерном. Анализируя зависимости, следует заметить, что данные по дозированию зерновых культур отличаются между собой незначительно и имеют общую Л тенденцию: с уменьшением эксцентриситета с 6,5 до 2,5 мм при частоте 102 вращения вала 50 об/мин производительность дозатора изменяется с 8 до 200 кг/час, что соответствует теоретическим расчетам. Необходимо отметить, что наибольшая производительность наблюдается на пшенице от 9 до 200 кг/час, а наименьшая на овсе от 8 до 116 кг/час. Это можно объяснить тем, что овес является культурой, у которой меньшая объемная масса. Рисунок 4.3. - Графическая зависимость влияния эксцентриситета е (мм) на производительность Q (кг/ч) объемного дозатора при работе с целым зерном при частоте вращения 50 об/мин. На рисунке 4.4. представлены зависимости влияния эксцентриситета на производительность дозатора при работе с плющеным зерном. Анализируя зависимости по дозированию плющеных зерновых культур, необходимо отметить, что дозирование плющеного овса нужно производить, используя систему ворошения или вибрации. Текучесть овса сама по себе низкая. Она еще больше снижается в связи с плющением. Отделенные от эндосперма околоплодные оболочки слеживаются, образуют своды, теряют возможность движения. Рисунок 4.4. - Графическая зависимость влияния эксцентриситета є (мм) на производительность Q (кг/ч) объемного дозатора при работе с плющеным зерном при частоте вращения 50 об/мин.
С уменьшением эксцентриситета с 6,5 до 2,5 мм при частоте вращения вала 50 об/мин производительность дозатора изменяется от 12 до 165 кг/час, что практически соответствует дозированию на целом зерне и теоретическим расчетам. Снижение производительности на дозировании плющеного зерна вызвано уменьшением объемной массы плющеного зерна. Наибольшая производительность наблюдается на пшенице от 13 до 165 кг/час. Анализируя зависимости представленные, на рис.4.5,4.6,4.7,4.8 можно отметить следующее, что неравномерность дозирования на целом зерне пшеницы, ячменя, овса и плющеном зерне пшеницы и ячменя с уменьшением эксцентриситета с 6,5 до 2,5 мм не превышает 5 % .
В процессе лабораторных исследований влияния эксцентриситета на работу дозатора уделялось внимание затратам энергии, которые он потреблял при дозировании. Для этого в электрическую схему питания двигателя дозатора был подключен ваттметр (рис. 4.2). Как показали наблюдения, затраты энергии при работе дозатора под нагрузкой отличаются от работы на холостом ходу. В большей мере расход энергии зависит от эксцентриситета и частоты вращения вала. На рисунке 4.9. представлена графическая зависимость мощности Ыдт (Вт) на привод дозатора в зависимости от эксцентриситета е, при частоте вращения 50 об/мин. 3,5 4 4,5 5 5,5 пшеница ячмень Рисунок 4.9,- Графическая зависимость мощности Ылоз на привод дозатора от изменения эксцентриситета е при частоте вращения 50 об/мин при работе на целом зерне пшеницы и ячменя. Анализируя зависимости, представленные на рисунках 4.9,4.10,4.11 можно отметить, что с увеличением эксцентриситета с 2,5 до 6,5 мм мощность на привод дозатора снижается. Мощность снижается с 135 Вт при эксцентриситете 2,5 мм до 125 Вт при эксцентриситете 6,5 мм на пшенице и ячмене и с 136 до 125 Вт на овсе. 107 . Из зависимостей видно, что мощность на дозирование пшеницы, ячменя и овса затрачивается примерно в одинаковом количестве. При работе с плющеным зерном пшеницы и ячменя, аналогично происходит снижение мощности с 150 Вт при эксцентриситете 2,5 мм до 130 Вт при эксцентриситете 6,5 мм. Снижение мощности на привод дозатора при увеличении эксцентриситета связано с уменьшением производительности дозатора. Анализируя зависимости, представленные на рисунках 4.12, 4.13, 4.14 можно отметить следующее. Энергоёмкость процесса дозирования с увеличением эксцентриситета снижается. Из зависимостей 4.12, 4.13 так же видно, что затраты энергии на дозирование целого зерна пшеницы меньше, чем ячменя и овса. Наименьшие затраты энергии наблюдаются при дозировании целого зерна пшеницы.
