Vestnik of Kazan State Agrarian UniversityVestnik of Kazan State Agrarian UniversityВестник Казанского государственного аграрного университета2073-0462129010.12737/2436Технические наукиТехнические наукиDetermination of the optimal position of grain crusher boot screen of the impulse-reflective actionОпределение оптимального положения загрузочного окна дробилки зерна ударно-отражательного действияБулатов Сергей ЮрьевичBulatov Sergey ЮрьевичСавиныхПетр АлексеевичSavinykhPetr Алексеевич
доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
МироновКонстантин ЕвгеньевичMironovKonstantin Evgen'evichmieronow@mail.ruГНУ НИИСХ Северо-Востока РоссельхозакадемииРоссияГНУ НИИСХ Северо-Востока РоссельхозакадемииRussian FederationНижегородский государственный инженерно-экономический институтNizhny Novgorod State Institute of Engineering and Economics0502201405022014847681https://naukaru.ru/en/nauka/article/1290/view
Получены экспериментальные данные по влиянию расположения загрузочных окон дробилки зерна ударно-отражательного действия на показатели рабочего процесса. Проведен их анализ и выявлено оптимальное расположение загрузочного окна с точки зрения снижения энергозатрат на процесс измельчения зерна.
We have developed an experimental setup of corn crusher of shock-reflective action. The experimental data on the impact of the loading windows location of corn crusher of shock-reflective effect on its activity were obtained. Their analyses were carried out and we identified the optimal location of the loading window, from the point of view of the of energy consumption reduction of grain refinement process. The authors studied the influence of feed delivery through the lower, upper and both loading windows simultaneously. According to the results of the experiments, we constructed graphs of energy consumption change, depending on the capacity of the crusher, during the loading the crushed feed through the top, bottom and both windows. As a result of this work it was founded that: the lowest cost crusher throughput 90 kg per hour are observed, while loading the feed through both windows; increasing the capacity over 90 kg per hour implies a sharp increase in power consumption, when applying the feed through both windows, and minimal consumption - when filing through the upper window; minimum energy fall is when feeding the feed through the top of window and hitting speed of n=2900 ... 5100 min-1. Thus revealed, that in order to reduce the energy consumption for a finished product, we must conduct further studies at loading the feed through the top window, and the rotor speed must be within n=2900 ... 5100 min-1.
Введение. Правильно подобранный рацион кормов с необходимым набором питательных веществ позволяет достичь высоких экономических показателей в животноводстве. В состав полноценных комбикормов входят концентрированные корма, приготовление которых в условиях фермерских хозяйств требует разработки дробилок зерна невысокой производительности (100-300 кг/ч) с качеством измельчения, удовлетворяющим зоотехническим требованиям при минимальных энергозатратах.При измельчении зерна важен способ подачи материала в камеру дробилки. При правильной организации подачи можно добиться существенного снижения энергозатрат на процесс измельчения.Цель исследования – определить влияние расположения загрузочного окна на энергетические показатели процесса измельчения и тем самым выявить наиболее перспективную конструктивно-технологическую схему для проведения дальнейших исследований.Лабораторные установки и методы исследования. Нами разработана экспериментальная установка дробилки зерна ударно-отражательного действия(рис.1) [1,2]. Зерно, подлежащее измельчению, попадает в камеру измельчения 5 через загрузочное окно 3, расположенное на боковой стенке 4 дробилки. Отличительной особенностью установки является то, что измельчение происходит не молотками, а билами 8, ударная плоскость которых располагается под углом. В силу такого конструктивного исполнения бил зерновки, не достигшие нужного размера, ударяясь о боковую стенку-плиту 7 дробилки, доизмельчаются. Измельченный материал выводится через выгрузное окно 9. Размер дерти определяется диаметром отверстий решета 10.Измерение потребляемой электродвигателем дробилки мощности проводили с использованием прибора Mastech MS2203, с помощью которого можно замерить силу тока, напряжение и мощность.Рассев измельченного продукта проводили на лабораторном классификаторе РЛ-1 с набором сит, взвешивание проб осуществляли лабораторными весами ВК-300.01.Анализ и обсуждение результатов эксперимента. Исследовали влияние подачи материала через нижнее, верхнее и оба загрузочных окна одновременно. Расположение загрузочных окон представлено на рисунке 2. Их положение и размеры определены, исходя из геометрических размеров дробилки и расположения рабочих органов с учетом равномерной подачи зерна на плоскости бил.На первом этапе исследований определяли максимальную пропускную способность дробилки. Линейная скорость бил составляла 42 м/с (что соответствовало частоте вращения ротора n = 3000 мин-1), угол наклона бил 45°, решето с диаметром отверстий 4 мм и углом обхвата 360º. В качестве измельчаемого материала использовали ячмень влажностью 14,8 % и температурой 23 °С.Максимальная пропускная способность дробилки при данных настроечных параметрах составила Qmax= 135 кг/ч.
Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 297 с.Adler Yu.P., Markova E.V., Granovskiy Yu.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimalnykh usloviy. [Planning an experiment in finding optimal conditions]. Moscow: Nauka, 1976. P. 297.ГОСТ Р 51550-2000. Комбикорма-концентраты для свиней. Общие технические условия. М. Изд-во стандартов, 2000. 124 с.GOST R 51550-2000. Kombikorma-kontsentraty dlya sviney. Obschie tekhnicheskie usloviya. (All-Union State Standard R 51550-2000. Concentrated mixed feed for pigs. General specifications). M.: Izd-vo standartov, 2000. P. 124.Зиганшин Б. Г. Повышение эффективности технических средств приготовления кормов в животноводстве на основе расширения технологических возможностей измельчителей: Дис. д-ра. техн. наук, Казань, 2004. 304 c.Ziganshin B.G. Povyshenie effektivnosti tekhnicheskikh sredstv prigotovleniya kormov v zhivotnovodstve na osnove rasshireniya tekhnologicheskikh vozmozhnostey izmelchiteley: dis. d-ra tekhn. nauk. (Hardware in livestock feed preparation improvement by expanding technological capabilities of shredders: Dissertation … Doctor of Technics), Kazan, 2004. P. 304.Миронов К.Е. Влияние конструктивных особенностей на характеристики зернодробилок. Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института. Серия технические науки. Выпуск 1(8). - Княгинино: НГИЭИ, 2012.Mironov K.E. Influence of design features on the characteristics of corn-crushers. [Vliyanie konstruktivnykh osobennostey na kharakteristiki zernodrobilok]. Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno-ekonomicheskogo instituta. - The Herald of Nizhny Novgorod State Engineering-Economic Institute. Technical sciences series. Issue 1 (8). - Knyaginino: NGIEI, 2012.Миронов К. Е. Исследование способов совершенствования качества измельчения фуражного зерна. Материалы научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Проблемы и перспективы развития аграрной экономики». Княгинино: НГИЭИ, 2013.Mironov K.E. Issledovanie sposobov sovershenstvovaniya kachestva izmelcheniya furazhnogo zerna. Materialy nauchni-prakticheskoy konferentsii studentov i molodykh uchenykh “Problemy i perspektivy razvitiya agrarnoy ekonomiki”. (A study of ways to improve the quality of crushing cornmeal. Proceedings of the scientific and practical conference of students and young scientists “Problems and prospects of agrarian economy development”). Knyaginino: NGIEI, 2013.Миронов К. Е. Исследование факторов, влияющих на энергоемкость зернодробилки ударно-отражательного действия. Научный вестник Таврийского государственного агротехнического университета. - Мелитополь: ТДАТУ, 2013. - вып.13, Т.4.Mironov K.E. A study of factors, affecting the energy consumption of crusher of shock- reflective action. [Issledovanie faktorov, vliyayuschikh na energoemkost zernodrobilki udarno-otrazhatelnogo deystviya]. Nauchnuy vestnik Tavriyskogo gosudarstvennogo agrotekhnicheskogo universiteta. - Scientific herald of Taurian State Agrotechnical University. - Melitopol: TDATU, 2013. - Issue 13, Vol. 4.Миронов К. Е. Оценка равномерности измельчения зерна. Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института. серия технические науки, Выпуск 2 (21). - Княгинино: НГИЭИ, 2013.Mironov K.E. Evaluation of uniformity of grain refinement. [Otsenka ravnomernosti izmelcheniya zerna]. Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno-ekonomicheskogo instituta. - The Herald of Nizhny Novgorod State Engineering-Economic Institute. Technical sciences series, Issue 2 (21). - Knyaginino: NGIEI, 2013.Миронов К. Е. Приготовление кормов и физико-механические свойства зерна. Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института. Серия технические науки. Выпуск 12 (19). - Княгинино: НГИЭИ, 2012.Mironov K.E. Feed preparation and physical and mechanical properties of corn. [Prigotovlenie kormov i fiziko-mekhanicheskie svoystva zerna]. Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno-ekonomicheskogo instituta. - The Herald of Nizhny Novgorod State Engineering-Economic Institute. Technical sciences series. Issue 12 (19). - Knyaginino: NGIEI, 2012.Савиных П. А., Миронов К. Е. Дробилка зерна удароно-отражательного действия. Научный вестник Таврийского государственного агротехнического университета. Мелитополь: ТДАТУ. 2012. Выпуск 2. Т.4. С 48-51.Savinykh P.A., Mironov K.E. Corn crusher of shok - reflective action. [Drobilka zerna udarno-otrazhatelnogo deystviya]. Nauchnuy vestnik Tavriyskogo gosudarstvennogo agrotekhnicheskogo universiteta. - Scientific herald of Taurian State Agrotechnical University. Melitopol: TDATU, 2012. Issue 2. Vol. 4. P. 48-51.Савиных П. А., Миронов К. Е. «Изучение факторов, влияющих на характеристики зернодробилки ударно-отражательного действия». Материалы XVII Международной науч.-практ. конф. «Социально-экономические проблемы развития муниципальных образований». - Княгинино: НГИЭИ, 2012.Savinykh P.A., Mironov K.E. “Izuchenie faktorov, vliyayuschikh na kharakteristii zernodrobilki udarno-otrazhatelnogo deystviya”. Materialy XVII Mezhdunarodnoy nauch.-prakt. konf. “Sotsialno-ekonomicheskie problemy razvitiya munitsipalnykh obrazovaniy”. (Study of factors, affecting the performance of crusher shock- reflective action. Proceedings of the XVII International scientific and practical conference “Social and economic problems of municipalities”). - Knyaginino: NGIEI, 2012.Савиных П. А., Миронов К. Е. Совершенствование способов измельчения зерна. XVI международная научно-практическая конференция «Социально-экономические проблемы развития муниципальных образований». - Княгинино., НГИЭИ, 2011.Savinykh P.A., Mironov K.E. Sovershenstvovanie sposobov izmelcheniya zerna. Materialy XVII Mezhdunarodnoy nauch.-prakt. konf. “Sotsialno-ekonomicheskie problemy razvitiya munitsipalnykh obrazovaniy”. (Improving of grain crushing methods. Proceedings of XVII International Scientific and Practical Conference “Social and economic problems of municipalities”). - Knyaginino: NGIEI, 2011.Сысуев В. А., Алешкин А. В., Савиных П. А. Кормоприготовительные машины. Теория, разработка, эксперимент: В двух томах. - Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2008. - Т.1. - 640 с.Sysuev V.A., Aleshkin A.V., Savinykh P.A. Kormoprigotovitelnye mashiny.Teoriy,razrabotka, eksperiment. [Feed production machine. Theory, development, experiment: In two volumes. - Kirov: Zonalnuy NIISKH Severo-Vostoka, 2008. - Vol. 1. - P. 640.