Повышение эффективности сепарации измельченного зерна в молотковых дробилках

ВВЕДЕНИЕ Стр.
9
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11
1.1 Технологические процессы сельского хозяйства 11
1.2 Способы воздействия на материал при измельчении 17
1.3 Способы воздействия на материал при измельчении 19
1.4 Краткий обзор существующих видов измельчителей 23
1.5 Обзор конструктивно-технологических схем молотковых дробилок 30
1.6 Обзор способов сепарации измельченного зерна вне камеры измельчения 34
1.7 Обзор конструкций сепараторов 37
1.8 Классификация отверстий решет зерноочистительных машин 39
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЕПАРИРУЮЩЕГО РЕШЕТА 40
2.1 Исследование движения частицы материала в цилиндрической части сепарирующего решета 40
2.2 Условие прохождение измельчённой частицы сквозь сепарирующее решето 46
2.3 Вероятность прохождения частицы через сепарирующее решето при круглом и квадратном отверстии 48
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 50
3.1 Программа экспериментальных исследований 50
3.2 Методика экспериментальных исследований 50
3.2.1 Приборы и аппаратура 50
3.2.2 Лабораторная установка 52
3.2.3 Определение основных показателей процесса измельчения зерна
в дробилке кормов 57
3.2.4 Выбор критериев оптимизации 59
3.2.5 Методика определения физико-механических
и технологических свойств измельчаемого зерна 60
3.2.6 Методика проведения многофакторного эксперимента 61
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ДРОБИЛКИ ЗЕРНА 64
4.1 Исследование влияния конструктивно-технологических параметров на рабочий процесс дробилки 64
4.1.1 Исследование параметров дробилки при квадратных отверстиях сепарирующего решета 64
4.1.1.1 Исследование влияния зазора в бункере на производительность дробилки при квадратных отверстиях 68
4.1.1.2 Исследование влияния производительности бункера на полезную мощность дробилки при квадратных отверстиях 68
4.1.1.3 Исследование влияния производительности бункера на удельные энергозатраты дробилки при квадратных отверстиях 69
4.1.1.4 Исследование влияния производительности бункера на модуль помола дробилки при квадратных отверстиях 70
4.1.1.5 Помольные характеристики 71
5 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ДРОБИЛКИ КОРМОВ 73
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
78

Весь текст будет доступен после покупки

Увеличение производства животноводческой продукции, несомненно, зависит от обеспечения сельскохозяйственных животных достаточным количеством кормов хорошего качества и рационального их использования.
Решение этой задачи во многом зависит от уровня технических средств и способов переработки зерна. Эффективное и своевременное проведение этой технологической операции снижает потери и себестоимость приготовления кормов. В настоящее время при производстве животноводческой продукции сельхозпроизводитель в основном базируется на корма собственного производства. Концентрированные корма в последнее время занимают 45%...50% рациона.
В России на кормовые цели расходуется до 50 млн.т. фуражного зерна [3]. Измельчение зерна — весьма важный этап в технологическом процессе производства комбикорма. От него во многом зависит качество готовой продукции. Основными машинами для измельчения зерна в комбикормовой промышленности и сельскохозяйственных предприятиях являются молотковые дробилки. В инженерном отношении изучение процесса измельчения зерна имеет важное значение, так как эта операция является наиболее энергоёмкой и дорогостоящей.
Цель исследования: усовершенствование конструктивно-технологической схемы дробилки зерна, путем исследования влияния геометрической формы отверстий сепарирующего решета на технологический процесс.
Объект исследования: процесс сепарации дерти модернизированной дробилкой зерна.
Предмет исследования: влияние формы отверстий сепарирующего решета на показатели работы дробилки.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1) обоснована конструктивно-технологическая схема дробилки зерна, с сепаратором имеющим квадратные отверстия диаметром 6мм.;
2) теоретически и экспериментально доказана большая эффективность квадратных отверстий по сравнению с круглыми;
3) получены экспериментальные зависимости основных показателей дробилки при использовании решёт с квадратными отверстиями диаметром 10мм и 6мм. Проведён сравнительный анализ полученных данных.
Практическая ценность и реализация результатов исследований: проведённые исследования позволяют усовершенствовать работу существующих дробилок зерна, а так же могут быть использованы при проектировании и изготовлении новых машин. Лабораторная установка изготовлена и испытана в ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА на кафедре Эксплуатация и ремонт машин.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительные отзывы:
- в сборнике: Научные разработки и инновации в решении стратегических задач агропромышленного комплекса. Материалы Международной научно практической конференции. В 2-х томах. Ижевск 2022 С. 223-227.
На защиту выносятся следующие положения:
1) Конструктивно-технологическая схема дробилки зерна;
2) Теоретическое обоснование конструктивных параметров сепаратора;
3) Результаты производственных испытаний;
4) Энергетические и экономические показатели дробилки зерна.

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологические процессы сельского хозяйства
Сельское хозяйство неотделимо от жизнедеятельности человека и является надежной опорой любого государства. С каждым годом развитие мировой науки и техники позволяет получать всё большие объемы продукции, как растительного, так и животного происхождения. Это накладывает определенные предпосылки к развитию аграрного сектора и в нашей стране, которая имеет достаточно высокие (4 место в мире по данным 2010 года) показатели по выращиванию зерновых культур.
Агропромышленный комплекс, включающий сельское хозяйство и пищевую промышленность, одним из подразделов которой является производство кормов для животных, - важнейший сектор экономики. Вклад этого сектора в валовой региональный продукт составляет до 20 процентов, из которых 15 процентов приходятся на сельское хозяйство и 3 процента - на пищевую промышленность. Отличительной чертой сельскохозяйственной отрасли этого федерального округа является преобладание доли личных подсобных хозяйств (24,6% от численности по России, 68150 ед. по данным 2013 года).
В целях реализации имеющихся преимуществ и открывающихся возможностей целесообразно расширить доступ к рынкам, сократить отставание в технологиях, увеличить инвестиционную привлекательность перерабатывающих мощностей, что, несомненно, поможет технологическому и энергетическому развитию округа и других регионов РФ.
Поэтому для укрепления и развития отрасли животноводства необходимо создание прочной кормовой базы, что невозможно без переработки (измельчения) зерновых материалов. Кормление занимает 60 - 70% себестоимости продукции, а измельчение является одним из наиболее энергоемких процессов при производстве кормов и потребляет до 70% электроэнергии, затрачиваемой на весь технологический процесс.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алёшкин, В.Р. Механизация животноводства / Алёшкин В.Р., Рощин П.М. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1993. – 319 с.
2. Алиев, Т.А. Экспериментальный анализ / Т.А. Алиев. – М.: Машиностроение, 1991. – 272 с.
3. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. – М.: Наука, 1976. – 283 с.
4. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. / И.И. Артоболевский – М.: Наука, 1988. – 640 с.
5. ГОСТ 9267-68. Комбикорма-концентраты для свиней. Технические условия. Переиздание с изменениями. – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 6 с.
6. ГОСТ 9268-90. Комбикорма-концентраты для крупного рогатого скота. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 10 с.
7. ГОСТ 18221-72. Комбикорма полнорационные для сельскохозяйственной птицы. Технические условия. Переиздание с изменениями. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 13 с.
8. ГОСТ 28098-89. Дробилки кормов молотковые. Общие технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 2 с.
9. ГОСТ 10199-81. Комбикорма-концентраты для овец. – М.: Изд-во стандартов, 1981. – 6 с.
10. ГОСТ 13299-71. Комбикорма-концентраты для поросят-сосунов. – М.: Изд-во стандартов, 1976. – 6 с.
11. ГОСТ 21055-96. Комбикорма полнорационные для беконного откорма свиней. Общие технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 9 с.
12. ГОСТ 24055-88 – ГОСТ 24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 46 с.
13. ГОСТ 23728-88. Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 25 с.
14. ГОСТ 13496.8?72 Комбикорма. Методы определения крупности размола и содержания неразмолотых семян культурных и дикорастущих растений. Изменённая редакция. ? М.:Изд?во стандартов, 1989.
15. ГОСТ Р 51419?99 (ИСО 6498?98) Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Подготовка испытуемых проб. Переиздание. ?М.: Изд?во стандартов, 2002.
16. ГОСТ 13496.0?80 Комбикорма. Часть 4. Корма. Комбикорма. Комбикормовое сырьё. Методы анализа. Изменённая редакция. ? М.: Изд?во стандартов, 2002.
17. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 26 с.
18. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения.–М. :Изд-во стандартов,1980.–18 с.
19. ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.– М.:Изд-во стандартов,2004. –47 с.
20. Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: учеб.пособие / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. – М.: Высш.шк., 1986. – 415 с.
21. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах / В.Дюк. – СПб.: Питер, 1997. – 240 с.
22. Зуев, Ф.Г. Пневматическое транспортирование на зерноперерабатывающих предприятиях: учеб. пособие / Ф.Г. Зуев. – М.: «Колос», 1976. – 344 с.
23. Завражнов, А.И. Механизация приготовления и хранения кормов: учеб. пособие / А.И. Завражнов, Д.И.Николаев – М.:Агропромиздат,1990.–336 с.
24. Карлов, М.Е. Сельскохозяйственные машины: учеб.пособие / М.Е.Карлов. – Ижевск: Удмуртия, 1972. – 443 с.
25. Кулаковский, И.В. Машины и оборудование для приготовления кормов: Справочник / И.В.Кулаковский, Ф.С.Кирпичников, Е.И.Резник. – М.: Россельхозиздат, 1987. – Ч.1. – 288 с.
26. Леканов С. В., Стрикунов Н. И. Классификация сепарирующих поверхностей зерноочистительных машин // Молодой ученый. — 2016. — №11. — С. 406-409. — URL https://moluch.ru/archive/115/30510/ (дата обращения: 10.01.2018).
27. Мельников, С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм: учебн. для вузов / С.В. Мельников. – Л.: Колос, 1978. – 560 с.
28. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В.Мельников, В.Р.Алешкин, П.М.Рощин. – Л.: Колос,1980. – 168 с.
29. Никитин, Н. Н. Курс теоретической механики / Н. Н. Никитин. – М.: Высш. шк., 1990. – 607 с.
30. Основные типы кормов [Электронный ресурс]. – сайт Аграрный сектор, 2012 - . – Режим доступа: http://agrarnyisector.ru/zhivotnovodstvo/osnovnye-tipy-kormov-vkhodyashhie-v-sostav-raciona-kormleniya-korov.html, свободный. – Загл. с экрана.
31. Пат.№ 155692 Российская Федерация, МПК В02С13/00. Дробилка зерна / Мусин Р.Р., Зиганшин Б.Г., Хайдаров Р.Р., Хасанова Ф.Ф.; заявитель и патентообладатель Казанская государственная сельскохозяйственная академия – № 2015117206/13; заявл. 05.05.15; опубл. 20.10.15.
32. Пат.№ 169262 Российская Федерация, МПК A23N 17/00 . Малогабаритная установка для приготовления комбикорма / Широбоков В.И., Жигалов В.А., Хохряков С.В., Дородов П.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия"– №2016128013; заявл. 11.07.16; опубл. 13.03.17, Бюл. № 8
33. Пат.№ 2131776 Российская Федерация, МПК В02С13/02. Дробилка безрешотная молотковая / Зиганшин Б.Г., Волков И.Е., Хисметов Н.З.; заявитель и патентообладатель Казанская государственная сельскохозяйственная академия – № 97105443/03; заявл. 07.04.97; опубл. 20.06.99.
34. Пат.№2317146 Российская Федерация, МПК В02С13, В02С9/00. Молотковая дробилка / Савиных П.А., Сычугов Ю.В., Турубанов Н.В., Касьянов В.Л.; заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Зональный науч.-исслед. ин-т сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого – №2006121264/03; заявл. 15.06.06; опубл. 20.02.08, Бюл. № 35
35. Пат.№2380159 Российская Федерация, МПК В02С13/04. Молотковая дробилка для фуражного зерна с разделительной камерой / Труфанов В.В., Барбицкий А.П., Яровой М.Н., Алныкина А.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки – № 2008144270/03 ; заявл. 07.11.08; опубл. 27.01.10, Бюл. № 3.
36. Пат.№ 2520653 Российская Федерация, МПК В02С13/04. Молотковая дробилка / Коношин И.В., Черепков А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ОрелГАУ – №2012149728/13; заявл. 21.11.12; опубл. 27.06.14, Бюл. № 18.
37. Пат.№ 2543287 Российская Федерация, МПК B02C 13/04, B02C 13/28 . Молотковая дробилка / Глебов Леонид, Хальбедель Павел; заявитель и патентообладатель Торуньский завод мельничного оборудования АО "СПОМАШ" – №2012140713/13; заявл. 23.02.11; опубл. 27.02.15, Бюл. № 6
38. Палкин, А.В. Повышение эффективности функционирования безрешетной дробилки кормов: дис. … канд. техн. наук / А.В.Палкин. – Киров, 2000 – 160 с.
39. Практикум по сельскохозяйственным машинам : учеб. пособие для с.-х. вузов / А.И. Любимов [и др.]. – Москва: Колос, 1971. – 204 с.
40. Прищеп, Л.Г. Учебник сельского электрика / Л.Г. Прищеп. – М.: Агропромиздат, 1986. – 509 с.
41. Савиных, П.А. Повышение эффективности функционирования технологических линий приготовления и раздачи кормов путем совершенствования процессов и средств механизации: дис. … д-ра техн. наук / П.А. Савиных. – Киров, 1999 – 505 с. Стукалин, Ф.Г. Циклон-сепаратор / Ф.Г.
42. Средства механизации промышленного животноводства : учеб. пособие / под ред. В.Д. Шеповалова. – М.: Колос,1981. – 255 с.
43. Стукалин, В.И Широбоков, В.А. Николаев // Материалы XIX научно-практической конференции Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. – Ижевск: «ШЕП», 1999.
44. Сысуев, В.А. Кормоприготовительные машины. В 2 т. Т. 1. Теория, разработка, эксперимент / В.А. Сысуев, А.В. Алешкин, П.А. Савиных. – Киров. : Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2008. – 640 с.
45. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: учеб. для вузов. – 12-е изд., стер. / С.М. Тарг. – М.: Высшая школа, 2002. – 416 с.
46. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин: учебник / под ред. Е.С.Босой.– М.: Машиностроение, 1978. – 568 с.
47. Федоров, О.С. Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путем совершенствования способа сепарации: дис.…канд. техн. наук / О.С. Федоров. ? Ижевск, 2010. – 136 с.
48. Федоров, О.С. Совершенствование конструкции зерновых молотковых дробилок / О.С. Федоров // Интеллектуальные системы в производстве. – 2008. – №2. – С.110 – 113.
49. Халтурин, В.С. Совершенствование конструктивных и технологических параметров молотковой дробилки зерна с колосниковой решеткой: дис.…канд. техн. наук / В.С. Халтурин. ? Киров, 1998. – 196 с.
50. bibliolink.ru : электронная библиотека [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// bibliolink.ru , свободный. – Загл. с экрана.
51. Sebestuen E.J. Grinding of animal feeding stuffs. // Journal of Flaut and Animal Feed Milling, May,- 1974.

Весь текст будет доступен после покупки