CC BY
113
-05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ -
05.20.01 УДК 631.363.21
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДРОБИЛКИ ЗЕРНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
© 2018
Александр Владимирович Созонтов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация и ремонт машинно-тракторного парка» Леонид Александрович Лопатин, аспирант кафедры «Эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка»
Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Киров (Россия)
Аннотация
Введение: статья посвящена решению актуальной народнохозяйственной задачи, заключающейся в разработке измельчителя фуражного зерна, способного производить продукцию высокого качества при минимальных затратах электроэнергии. Для более полной оценки проблемы выполнен обзор основных конструкций применяемых измельчителей, различных рабочих органов и типов измельчающих аппаратов, служащих для приготовления дерти, соответствующей зоотехническим требованиям при скармливании различным видам животных. Выявлено направление дальнейшего совершенствования устройств для измельчения зерновых материалов. Материалы и методы: описывается конструктивно-технологическая схема используемой в экспериментальных исследованиях дробилки зерна ударного действия, в измельчающей камере которой установлены кольцевые деки, выполненные рифлеными в радиальном направлении. Отличительной особенностью установки является то, что измельчение происходит не молотками, а лопатками, жестко закрепленными на крыльчатке ротора. Следствием этого является повышение эффективности воздействия рабочих органов на зерно. Результаты: с целью оценки основных показателей измельчения и повышения эффективности рабочего процесса предложенной дробилки реализован полный факторный эксперимент по матрице плана 23. В результате обработки опытных данных получены математические модели зависимости критериев оптимизации от исследуемых факторов: диаметра отверстий решета, количества лопаток на крыльчатке, скорости крыльчаток ротора. Обсуждение: по полученным результатам путем наложения двумерных сечений найдено компромиссное решение, обеспечивающее получение качественного готового продукта при приемлемых удельных энергозатратах. Заключение: экспериментальные исследования, направленные на оптимизацию рабочих органов дробилки зерна ударного действия, позволили достичь производительности до 130 кг/ч при энергоемкости, равной 2,94 кВтч/(тед.ст.изм.), а готовый продукт имеет средневзвешенный размер частиц 0,59 мм. Ключевые слова: готовый продукт, дробилка, измельчение, кольцевой канал, конструктивно-технологическая схема, лопатки, оптимальное значение, пропускная способность, рифленые торцевые поверхности дек, средневзвешенный размер частиц, удельные энергозатраты, фуражное зерно, экспериментальная установка.
Для цитирования: Лопатин Л. А. Исследование и оптимизация рабочего процесса дробилки зерна ударного действия // Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85). С. 27-36.
INVESTIGATION AND OPTIMIZATION OF THE WORKING PROCESS OF THE CRUSHER GRAIN PERCUSSION
© 2018
Aleksandr Vladimirovich Sozontov, Ph. D. (Engineering), the associate professor of the chair «Operation and repair of the machine and tractor park» LeonidAleksandrovich Lopatin, the post-graduate student of the chair «Operation and repair of the machine and tractor park»
Vyatka state agricultural academy, Kirov (Russia)
Abstract
Introduction: the article is devoted to solution of actual economic problems, involves the development of fodder grain grinder capable of producing high quality products at minimum cost of energy. For a more complete assessment of the problem a review of the basic structures used grinders, various working bodies and types of grinding machines that are used to cooking dirty, appropriate zoo technical requirements when fed different species of animals. It was identified the direction of further improvement of the device for grinding grain materials.
Materials and Methods: the constructive technological scheme of impact action, used in experimental studies, is described, in the grinding chamber of which there are annular decks made corrugated in the radial direction. A distinctive
27
feature of the installation is that grinding is not done with hammers, but with blades rigidly fixed on the impeller of the rotor. A consequence of this is an increase in the effectiveness of the influence of the working organs on grain. Results: with the purpose of evaluating the main grinding parameters and increasing the efficiency of the working process of the proposed crusher, a full factor experiment on the plan matrix 23 is realized. As a result of processing the experimental data, mathematical models of the dependence of the optimization criteria on the investigated factors are obtained: the diameter of the sieve holes, the number of blades on the impeller, the speed of the impeller impellers. Discussion: based on the obtained results, a compromise solution was found by applying two-dimensional cross-sections to ensure the production of a high-quality finished product at acceptable specific energy inputs. Conclusions. experimental studies aimed at optimizing the working organs of the impact crusher have made it possible to achieve a capacity of up to 130 kg/h with an energy capacity of 2.94 kW-h/(t-u.d.g) and the finished product has a weighted average particle size 0,59 mm.
Keywords: finished product, crusher, grinding, annular channel, constructive technological scheme, blades, optimum value, and throughput, corrugated end surface of the deck, weighted average particle size, specific energy consumption, feed grain, and experimental plant.
For citation: Lopatin L. A. Investigation and optimization of the working process of the crusher grain percussion // Bulletin NGIEI. 2018. № 6 (85). P. 27-36.
Введение
В современных условия развития животноводства проявляется возрастающая потребность в высококачественных кормах. Особое место в рационах животных занимают зерновые ингредиенты, которые являются концентрированными источниками питательных и биологически активных веществ. Скармливание полнорационного комбикорма, сбалансированного по основным элементам питания, микроэлементам и витаминам, на 25-30 % эффективнее монокорма, приготовленного из одной культуры зернофуража [1, с. 12; 2, с. 3].
Процесс приготовления комбикормов сопряжен с рядом операций по переработке фуражного зерна. Наиболее часто реализуется следующая схема технологической линии современного комбикормового агрегата: каждый исходный компонент накапливается, дозируется, отдельно измельчается до необходимой крупности и подается в накопитель-смеситель, затем происходит смешивание компонентов и выгрузка готового продукта [3, с. 274].
Значительное влияние на качество готового продукта оказывает измельчение исходного сырья. Целью измельчения является получение равномерного гранулометрического состава измельченного продукта, который влияет как на качество последующего процесса смешивания, так и на степень усвоения корма организмом животных. В комбикормовой промышленности и хозяйствах основной измельчающей машиной является молотковая дробилка. Она проста по устройству и не предъявляет высоких требований к эксплуатации, но при измельчении в ней компонентов комбикорма получают продукт, в котором имеются недоизмельченные частицы и значительное содержание пылевидной
фракции. Обзор патентной литературы свидетельствует о многообразии направлений совершенствования дробилок [4, с. 208]. Разнообразие конструктивных решений, применяемых для разрушения зерна, говорит о том, что до настоящего времени все еще ведутся изыскания по оптимизации технических средств для измельчения кормовых материалов. Одним из перспективных направлений развития измельчающего оборудования в последние годы становится разработка и совершенствование ударно-центробежных, дисковых измельчителей фуражного зерна, дезинтеграторов.
Работа Р. А. Дружинина [5, с. 105] посвящена исследованию рабочего процесса ударно -центробежного измельчителя сыпучих материалов [6, с. 1]. Активными рабочими органами измельчителя являются два вертикальных встречно вращающихся диска, имеющие на внутренних поверхностях ударные элементы треугольной формы в виде ножей, концентрически размещенные в рядах, при этом один из дисков имеет радиальные разгонные лопатки. Интенсификация процесса измельчения происходит за счет совместного влияния ударных и скалывающих воздействий ножей и лопаток. В ходе экспериментальных исследований автором установлено, что в качестве оптимальных параметров ударно-центробежного измельчителя можно рекомендовать: частота вращения загрузочного диска - 900 мин-1, частота вращения отбойного диска - 2750 мин-1, количество ножей - 24 шт. на диаметре дисков - 320 мм, зазор между ножами дисков - 4 мм. При таком сочетании показателями работы рассматриваемого измельчителя являются: пропускная способность 2=1,05 т/ч, средний размер частиц готового продукта а?ср=1,34 мм, удельные энер-
гозатраты £=1,55
кВт ■ ч
и содержание пыле-
т ■ ед.ст.изм.
видных частиц не более 5 % при отсутствии в полученной массе целых зерен. В настоящее время широко используются измельчители, в которых рабочее пространство образуется между поверхностями двух дисков, как правило, один из них неподвижный. В. А. Федоров [7, с. 3], изучив структуру зернового сырья, приходит к выводу, что зерно есть материал средней твердости, поэтому рациональным способом разрушения его является резание. В результате автором разработана конструкция дискового измельчителя, на измельчающих поверхностях которой с эксцентриситетом установлены с одной стороны ножи, а с противоположной - проти-ворежущие пластины. При этом с целью обеспечения резания со скольжением и своевременного сброса измельчаемого материала ножи закреплены наклонно от радиального положения в сторону, противоположную направлению вращения ротора. Основными параметрами измельчителя по данным производственных испытаний являются: производительность 2=820 кг/ч, удельная энергоемкость кВт ■ ч
£=2,42
средневзвешенный размер час-
т ■ ед.ст.изм.
тиц а?ср=1,45 мм при скорости измельчения У=25 м/^ зазоре между измельчающими органами 0,95 мм, угле заточки ножа 70°, эксцентриситете 30 мм на диаметре ротора 370 мм. В приготовленной дерти целое зерно отсутствовало, а содержание пылевидной фракции около 5 %.
Конструктивное решение измельчителя дискового типа [8, с. 1] предполагает снижение энергоемкости процесса и получение различных модулей помола за счет ступенчатой установки на один вал двух пар дисков с оригинальными рабочими органами. Дисковые пары при взаимодействии образуют три пояса деформации: приемный, подводящий и модульный. Последний пояс, расположенный на периферийной части диска, обеспечивает заданный гранулометрический состав. Геометрия поверхностей дисков формируется бороздками треугольного сечения, обращенными углублениями в направлении вращения. Исследованиями В. В. Иванова [9, с. 18] обоснованы рациональные параметры и режимы работы дисковой пары измельчителя: подача 6000 кг/м2, частота вращения подвижного диска 600 мин-1, зазор в модульном поясе 0,5 мм, обеспечивающие получение готового продукта мелкого, среднего и крупного помола при энергоемкости процесса 1,40, кВт ■ ч „
1,86 - . Технологическое решение конструкт
ции измельчителя штифтового типа - дезинтеграто-
ра [10, с. 1] позволяет использовать меньшие скорости вращения рабочих органов. Это возможно благодаря вращению в противоположных направлениях двух тарельчатых роторов, на измельчающих поверхностях которых закреплены плоско-ударные элементы. Они расположены по концентрическим окружностям, образуя несколько ступеней измельчения. Измельчаемое сырье в дезинтеграторе подвергается ударно-отражательным и разрывающим воздействиям. Результаты экспериментальных исследований Н. С. Сергеева [11, с. 25] свидетельствуют о том, что при рациональном режиме измельчения (угловая скорость роторов 228 с-1, окружная скорость ударных элементов 26...40 м/с) при модуле помола равном 1,5...1,6 мм, удельная энергоемкость кВт ■ ч
составит 4,0...6,0 -.
т
И. Г. Соминич [12, с. 321] отмечает, что под действием ударов зерно измельчается лишь до определенного предела, так как с уменьшением массы частиц уменьшается и сила удара. Мелкая (переизмельченная) фракция образуется за счет трения частиц о рабочую поверхность дробильной камеры, друг о друга и острые грани деки и решета.
Проведенные экспериментальные исследования А. В. Акименко [13, с. 15] показали преимущество дробилки с ротором, имеющим жестко закрепленные рабочие элементы иглообразной конфигурации [14, с. 1], по сравнению с молотковым. Вследствие большого количества и равномерного расположения рабочих элементов возрастает частота ударов по измельчаемому сырью, снижается доля энергии, затрачиваемой на холостое перемещение, за счет этого повышается эффективность процесса измельчения. Автором установлены оптимальные конструктивно-технологические параметры ротора с иглообразными элементами: окружная скорость ротора - 65-70 м/с, количество иглообразных элементов - 900-1100 шт./м2 длиной 40-50 мм и диаметром 4-6 мм. При данных значениях исследуемых факторов наблюдаются минимальные удельные
„ , „ кВт ■ ч
энергозатраты £=2,8 -, а готовый про-
т ■ ед.ст.изм.
дукт имеет средневзвешенный размер частиц а?ср=1,25 мм с содержание пылевидной фракции 4,5 % и остатком на сите 3 мм - 0 %.
В работе [15, с. 25] авторы при сравнительном анализе энергозатрат ударных дробилок с жестким и шарнирным креплением рабочих органов к ротору делают вывод, что шарнирно подвешенный молоток не позволяет передать всю энергию, направленную на разрушение измельчаемого сырья, теряя полезную энергию измельчения на преодоление сил
инерции молотков и трения в шарнирах в местах их креплений к ротору.
Роль деки в процессе измельчения не достаточно изучена. Особенность влияния деки состоит в том, что данный элемент дробилки участвует во вторичных ударах при разрушении материала. Причем, скорость соударения материала и деки больше скорости молотков [16, с. 97; 17, с. 112]. В связи с этим, создание условий для взаимодействия частиц с декой играет важную роль. Вместе со стенками корпуса дека затормаживает движение воздушно-продуктового потока, увеличивая относительную скорость соударения молотков с материалом [18, с. 311].
Величина угла наклона передней грани рифлей деки в пределах 40...450 интенсифицирует измельчение и влияет на скорость продукта в зоне деки. С увеличением угла эффективность измельчения уменьшается [19, с. 155]. Наиболее интенсивное измельчение происходит при расположении передней грани рифлей перпендикулярно направлению движения продукта [20, с. 120].
В работе [21, с. 6] приводятся данные испытаний дробилки с вихревой камерой, способствующей организации воздушного потока по типу диаметрального вентилятора. Испытания показали снижение энергозатрат на 13.15 % и повышение пропускной способности на 35 %.
В. А. Одегов [22, с. 117] исследуя скорость воздушного потока в дробильной камере молотковой дробилки с различными видами дек, приходит к выводу, что дека из перфорированных вихревых камер создает локальные вихри по периметру дробильной камеры и тем самым снижает скорость воздушного потока в рабочей зоне измельчения в 1,5.3,5 раза. Замедление движения воздушно-продуктового слоя, способствует увеличению относительной скорости рабочих органов, что повышает эффективность дробления.
В результате выполненных аналитических исследований выявлено основное направление совершенствования и создания энергосберегающего устройства для измельчения растительного сырья: максимальное использование рабочего пространства дробильной камеры путем создания новых поверхностей, за счет которых произойдет увеличение контакта между измельчаемым материалом и рабочими органами.
Материалы и методы
Выявив необходимость дальнейших исследований, направленных на совершенствование процесса измельчения, предлагается вариант конструк-
тивно-технологической схемы дробилки зерна ударного действия (рис. 1).
Экспериментальная дробилка содержит загрузочную горловину 1 и выгрузной патрубок 2, дробильную камеру 3 с крыльчатками ротора 4, деками 5 и решетом 6, охватывающим ротор. Деки 5 выполнены в виде колец, установленных между крыльчатками ротора 4, причем охватывающее ротор решето 6 и деки 5 образуют кольцевые каналы
7, при этом торцевые поверхности дек выполнены рифлеными в радиальном направлении.
Дробилка работает следующим образом. Материал, подлежащий измельчению, попадает в камеру измельчения через загрузочную горловину 1, расположенную на стенке дробилки, где попадает под удары вращающихся рабочих органов. Отличительной особенностью установки является то, что измельчение происходит не молотками, а лопатками
8, жестко закрепленными на крыльчатке ротора 4. Зерно получает первые удары и отбрасывается к периферии в кольцевые каналы дек 7, ударяясь о деки 5 и решето 6. Таким образом, материал, подвергается многократным разрушающими ударам лопаток 8 и за счет центробежных сил при установившемся процессе по всей внутренней поверхности дробильной камеры 3 образует вращающийся слой. Под воздействием активных рабочих органов -лопаток 8 и пассивных - кольцевых дек 5 с рифлями 9 и пазами 10, а также решета 6 происходит разрушение и измельчение материала. Готовый продукт выводится из дробильной камеры 3 через решето 6, охватывающее вращающиеся крыльчатки ротора 4 и кольцевые каналы 7, в выгрузной патрубок 2.
Предлагаемая конструктивно-технологическая схема дробилки ударного действия обладает рядом преимуществ перед существующими конструкциями дробилок. Во-первых, пазы, выполненные на деках, позволяют уменьшить скорость движения измельчаемого материала за счет затормаживания воздушно-продуктового слоя в дробильной камере. Это достигается тем, что в кольцевых каналах за счет рифления торцевых поверхностей дек наблюдается вихревой эффект, который изменяет траекторию движения частиц с увеличением осевой составляющей скорости, уменьшая окружную скорость воздушно-продуктового слоя, увеличивая скорость и количество соударений лопаток по измельчаемому материалу. Во-вторых, жесткое закрепление лопаток к ротору крыльчатки повышает эффективность процесса дробления и коэффициент полезного действия дробильной машины в целом.
Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема экспериментальной дробилки: 1 - загрузочная горловина; 2 - выгрузной патрубок; 3 - дробильная камера; 4 - крыльчатка ротора; 5 - дека; 6 - решето; 7 - кольцевые каналы; 8 - лопатка; 9 - рифли дек; 10 - паз дек Fig. 1. Structural-technological scheme of the experimental crusher: 1 - charging mouth; 2 - discharge nozzle; 3 - crushing chamber; 4 - rotor impeller; 5 - deck; 6 - sieve; 7 - ring channels; 8 - scapula; 9 - fluted deck; 10 - the groove of the decks
С целью исследования и оптимизации основных характеристик рабочего процесса дробилки зерна ударного действия, а также оценки ее энергетической эффективности в лаборатории ФГБОУ ВО Вятской ГСХА изготовлена экспериментальная установка с возможностью изменения конструктивных факторов.
Для снятия и контроля данных, необходимых для расчёта показателей работы объекта исследований, а также для управления экспериментальной дробилкой использовался частотный преобразователь модели ESQ-A900, по которому при помощи видеосъемки фиксировали энергозатраты. Опыты проводились в трехкратной повторности с фиксацией длительности измельчения и с взвешиванием измельченной массы.
Для определения средневзвешенного размера и гранулометрического состава измельчённого материала проводился анализ навески массой 0,1 кг, взятой из контрольного помола. Навеска просеивалась на лабораторном классификаторе ЛР-3М в течение 5 мин. При лабораторных исследованиях использовали набор сит с отверстиями (0,20; 0,30; 0,39; 0,512; 1,00; 1,50; 2,00; 3,00)10"3 м. Взвешива-
ние проб, а также остаток на каждом из сит и в сборном дне осуществляли на лабораторных весах ВК-600 с точностью до 0,01 г.
Результаты Исследование и оптимизацию рабочего процесса дробилки зерна ударного действия проводили планированием активного эксперимента. Для решения этой задачи реализована матрица плана 23. В качестве измельчаемого материала использовали ячмень с эквивалентным диаметром 3,62 мм влажностью 12-14 %. При этом исследовалось влияние таких конструктивных факторов, как:
х1 - диаметр отверстий решета й (2,4 и 4,0 мм); х2 - количество лопаток на крыльчатке г (24 и 48 шт.);
х3 - скорость крыльчаток V (59,8 и 72,6 м/О. Эффективность рабочего процесса дробилки оценивали по основным показателям процесса измельчения:
У1 - пропускная способность Q, кг/ч; У2 - удельные энергозатраты процесса Е, кВтч/(тед.ст.изм.);
У3 - средневзвешенный размер готового продукта, йср, мм.
Таблица 1. Матрица плана 23 и результаты экспериментальных исследований Table 1. The matrix of the plan 23 and the results of experimental studies
Обозначения/ Designation Факторы / Factors Критерии оптимизации / Optimization criterion
Xl X2 x5 У1 У 2 У з
Уровни варьирования Факторов / Variation levels factors Диаметр отверстий решета d, мм / Diameter of sieve holes d, mm Количество лопаток на крыльчатке z, шт. / Number of blades on the impeller z, pcs. Скорость крыльчаток V, м/с / Speed of impellers V, m/s Пропускная способность / Throughput Удельные энергозатраты / Specific energy consumption Средневзвешенный размер частиц / Weighted average particle size
Q, кг/ч / Q, kg/h Е, кВт ■ ч ! т ■ ед.ст.изм. Е, kW -h/(t-u.d.g) d^, мм / d^, mm
Верхний(+1)/ Upper (+1) 4,0 48 72,6
Нижний (-1) / Lower (-1) 2,4 24 59,8
Опыт 1 -1 -1 -1 108 2,96 0,549
2 +1 -1 -1 166 3,25 0,741
3 -1 +1 -1 112 3,04 0,520
4 +1 +1 -1 176 2,94 0,764
5 -1 -1 +1 91 2,93 0,416
6 +1 -1 +1 135 2,31 0,586
7 -1 +1 +1 101 2,68 0,404
8 +1 +1 +1 113 3,13 0,552
3,08 до 2,88_кВт'ч_, в том числе мощность холо-
т ■ ед.ст.изм.
стого хода возрастает в 1,6 раза. Коэффициент вариации гранулометрического состава готового продукта V при этом увеличивается, что свидетельствует о том, что происходит переизмельчение готового продукта, связанное с несвоевременной эвакуацией из дробиль но й камер ы измельче нных частиц.
Заключение Таким образом, результаты проведенных опытов позволяют использовать для дальнейших исследований следующие оптимальные конструктивные показатели экспериментальной дробилки: диаметр отверстий решета й=3 мм, количество лопаток на крыльчатке г=48 штук и скорость крыльчаток Р=66,2 м/с при пропускной способности 2=130 кг/ч, £=2,94 кВт ■ч и ^ср=0,590 мм. Полученный
т ■ ед.ст.изм.
при этом готовый продукт удовлетворяет зоотехническим требованиям для поросят-сосунов (0,5-0,8 мм).
Результаты, полученные на данном этапе исследований, следует считать предварительными. Дальнейшие изыскания будут направлены на исследование влияния конструктивных параметров рифленых дек, выполненных в виде колец, на рабочий процесс дробилки зерна ударного действия.
Матрица плана эксперимента и результаты опытов, рассчитанные по трехкратной повторности, представлены в таблице 1. По результатам эксперимента рассчитаны коэффициенты регрессии, а также получены математические модели зависимости критериев оптимизации от исследуемых факторов: б = 125,25 + 22,25х1 - 15,25х3 -3, 25 8, 25 х3 3, 25 ;
E = 2,91 + 0,04*2 - 0,14*3 + + 0,09**2 - 0,06** + о,1*2*з; dcp = 0,567 + 0,094Xj - 0,007Х2 - 0,077Х3 -- 0,004XjX2 - 0,015** - 0,005Х2Х3.
(1) (2) (3)
Обсуждение
По полученным моделям регрессии построены двумерные сечения поверхностей отклика (рис. 2). Графический анализ показывает, что необходимо решать компромиссную задачу, направленную на получение качественного продукта при приемлемых удельных энергозатратах.
Наиболее существенное влияние на процесс измельчения оказывают диаметр отверстий решета и скорость крыльчаток ротора. Увеличение скорости крыльчаток V с 59,8 до 72,6 м/с приводит к уменьшению полезных удельных энергозатрат Е с
72,6
V,
м/с
66,2
59,8
2,4 3,2 d, мм 4,0
Рис. 2. Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующее зависимость удельных энергозатрат
Е, кВтч/(тед.ст.изм) (-) и коэффициента вариации гранулометрического состава готового продукта v, %
(--) от диаметра отверстий решета d (фактор x1) и скорости крыльчаток V (фактор x3) при установленном
количестве лопаток на крыльчатке z=48 штук Fig. 2. The two-dimensional section of the response surface, which characterizes the dependence of the specific energy
consumption E, kW-h/(t-u.d.g) (-) and the coefficient of variation of the granulometric composition of the finished
product v,% (--) on the diameter of the sieve holes d (factor xi ) and speed of the impellers V (factor x3) with the
number of blades installed on the impeller z = 48 pieces
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глебов Л. А., Демский А. Б., Веденьев В. Ф., Темиров М. М., Огурцов Ю. М. Технологическое оборудование предприятий отрасли (зерноперерабатывающие предприятия). М. : ДеЛи принт, 2006. 816 с.
2. Сабиев У. К. Интенсификация технологических процессов приготовления комбикормов в условиях сельскохозяйственных предприятий : автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01. Барнаул, 2012. 43 с.
3. Лопатин Л. А. Малогабаритные комбикормовые агрегаты и их конструктивно-технологические схемы // Основные направления развития техники и технологии в АПК: материалы и доклады VII Всероссийской научно-практической конференции. Княгинино : НГИЭУ, 2016. С. 273-276.
4. Перминов В. Н., Лопатин Л. А., Баранов Н. Ф. Обзор конструкций дробилок фуражного зерна // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы X Международной научно-практической конференции «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: Сборник научных трудов, посвященный 65-летию со дня образования инженерного факультета Вятской ГСХА. Киров : Вятская ГСХА, 2017. Вып. 18. С. 208-213.
5. Дружинин Р. А. Совершенствование рабочего процесса ударно-центробежного измельчителя : дис. ... канд. техн. наук: 05.0.01. Воронеж, 2014. 169 с.
6. Труфанов В. В., Опрышко В. М., Яровой М. Н., Дружинин Р. А. Патент Рос. Федерации № 2438782, МПК B 02 C 7/02. Устройство для измельчения сыпучих материалов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГАУ им. К. Д. Глинки. № 2010113075/03. Заявл. 05.04.2010; опубл. 10.01.2012. Бюл. № 1. 5 с.
7. Федоров В. А. Разработка и обоснование основных параметров центробежного дискового измельчителя фуражного зерна : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. Челябинск, 2000. 20 с.
8. Иванов В. В., Шварц С. А., Семенихин А. М., Гуриненко Л. А., Ященко В. В. Патент Рос. Федерации № 2511291, МПК В 02 С 9/00. Дисковый измельчитель кормового зерна; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. № 2012142839/13. Заявл. 08.10.2012; опубл. 10.04.2014. Бюл № 10. 6 с.
9. Иванов В. В. Совершенствование режимов работы дискового измельчителя кормового зерна : дис. ... канд. техн. наук: 05.0.01 / Иванов Вячеслав Владимирович. Зерноград, 2014. 132 с.
10. Леонтьев П. И., Косилов А. Н., Золотарев С. В., Сергеев Н. С. №1671340 А1 СССР, МКИ В 02 С 13/22. Дезинтегратор для зерна; заявитель и патентообладатель Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. № 4657685/13. Заявл. 01.03.89; опубл. 23.08.91. Бюл. № 32. 2 с.
11. Сергеев Н. С. Центробежно-роторные измельчители фуражного зерна : автореф. дис. .д-ра техн. наук: 05.20.01. Челябинск, 2008. 40 с.
12. Соминич Н. Г. Механизация животноводческих ферм. 3-е перераб. и доп. Изд. М. : Сельхозгиз, 1959. 544 с.
z=48 шт.
4 г / / ' / // / / ^ // / /
А 4. // // /У /7 /. /У // у
И г ю ю -i Г / // / /
/ ✓ У ✓ Si It ri yf п ? >J 1 * У- J' г / / /V
13. Акименко А. В. Разработка и обоснование конструктивных и режимных параметров малогабаритной дробилки фуражного зерна : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. Воронеж, 2011. 19 с.
14. Сундеев А. А., Акименко А. В. Патент Рос. Федерации № 2320414, МПК В 02 С 13/00. Ротор дробилки; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки. № 2006105188/03. Заявл. 20.02.2006; опубл. 27.03.2008. Бюл № 9. 4 с.
15. Власенко Д. А., Павлиненко О. И., Левченко Э. П. Энергозатраты ударных дробилок с жестким и шарнирным креплением бил к ротору // Вестник донецкого национального технического университета. Донецк : Донецкий национальный технический университет, 2016. С. 21-26.
16. Кошелев А. Н., Глебов Л. А. Производство комбикормов и кормовых смесей. М. : Агропромиздат, 1986. 176 с.
17. Сыроватка В. И. Основные закономерности процесса измельчения зерна в молотковой дробилке // Электрификация сельского хозяйства: Труды ВИЭСХ. М. : Колос, 1964. Т.14. С. 89-157.
18. Мельников С. В. Экспериментальные основы теории процесса измельчения кормов на фермах молотковыми дробилками : дис. ... док-ра техн. наук: 410. Ленинград, 1969. 509 с.
19. Жислин Я. М. Оборудование для производства комбикормов, обогатительных смесей, премиксов. 2-е изд., доп. и перераб. М. : Колос, 1981. 319 с.
20. Мянд А. Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты. М. : Машиностроение, 1970. 231 с.
21. Мельников С. В., Кирпичников Ф .С. Оптимизация работы молотковой дробилки, работающей в замкнутой воздушной системе // Механизация производственных процессов в животноводстве: Записки ЛСХИ. Л.-Пушкин, 1974. Т. 260. С. 3-10.
22. Одегов В. А. К вопросу совершенствования рабочего процесса молотковой дробилки зерна // Науке нового века - знания молодых: Тезисы докладов научной конференции аспирантов и соискателей. Киров : Вятская ГСХА, 2001. С. 117-118.
Дата поступления статьи в редакцию 23.04.2018, принята к публикации 28.05.2018.
Информация об авторах: Созонтов Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатации и ремонта машинно-тракторного парка» Адрес: Вятская государственная сельскохозяйственная академия, 610017, Россия, Киров, Октябрьский проспект, 133 E-mail: [email protected] Spin-код: 2555-6327
Лопатин Леонид Александрович, аспирант кафедры «Эксплуатация и ремонт машинно-тракторного парка»
Адрес: Вятская государственная сельскохозяйственная академия,
610017, Россия, Киров, Октябрьский проспект, 133
E-mail: [email protected]
Spin-код: 3660-2351
Заявленный вклад авторов:
Созонтов Александр Владимирович: научное руководство, формулирование основной концепции исследования, анализ и дополнение текста статьи.
Лопатин Леонид Александрович: сбор и обработка материалов, анализ полученных результатов, написание окончательного варианта текста.
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Glebov L. A., Demskij A. B., Veden'ev V. F., Temirov M. M., Ogurcov Yu. M. Tekhnologicheskoe oborudovanie predpriyatij otrasli [Technological equipment of enterprises of the branch], Moscow: DeLi print, 2006, 816 р.
2. Sabiev U. K. Intensifikaciya tekhnologicheskih processov prigotovleniya kombikormov v usloviyah sel'skohozyajstvennyh predpriyatij avtoref. dis. ... d-ra tekhn. nauk [Intensification of technological processes of preparation of mixed fodders in the conditions of the agricultural enterprises Dr. Sci. (Engineering) Thesis.], 05.20.01, Barnaul, 2012, 43 p.
3. Lopatin L. A. Malogabaritnye kombikormovye agregaty i ih konstruktivno-tekhnologicheskie skhemy [Small-sized mixed feed units and their design and technological schemes], Osnovnye napravleniya razvitiya tekhniki i tekhnologii v APK, materialy i doklady VII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii [The main directions of the development of technology and technology in agribusiness: materials and reports of the VII All-Russian Scientific and Practical Conference]. Knyaginino, NGIEU, 2016, pp. 273-276.
4. Perminov V. N., Lopatin L. A., Baranov N. F. Obzor konstrukcij drobilok furazhnogo zerna [Overview of the construction of grain feed crushers], Uluchshenie ekspluatacionnyh pokazatelej sel'skohozyajstvennoj energetiki, Materialy X Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Nauka - Tekhnologiya - Resursosberezhenie», Sbornik nauchnyh trudov, posvyashchennyj 65-letiyu so dnya obrazovaniya inzhenernogo fakul'teta Vyatskoj GSKHA [Improving the operational performance of agricultural energy. Materials of the X International Scientific and Practical Conference «Science - Technology - Resource Saving»: A collection of scientific papers dedicated to the 65th anniversary of the formation of the Faculty of Engineering of the Vyatka State Agricultural Academy]. Kirov, Vyatskaya GSKHA, 2017, Vol., No. 18, pp. 208-213.
5. Druzhinin R. A. Sovershenstvovanie rabochego processa udarno-centrobezhnogo izmel'chitelya dis. ... kand. tekhn. nauk [Perfection of the working process of the impact-centrifugal shredder Ph. D. (Engineering) Diss.], , 05.0.01, Voronezh, 2014, 169 p.
6. Trufanov V. V., Opryshko V. M., YArovoj M. N., Druzhinin R. A. Patent Ros. Federacii No. 2438782, MPK V 02 S 7/02, Ustrojstvo dlya izmel'cheniya sypuchih materialov [Device for grinding loose materials], zayavitel' i patentoobladatel' FGOU VPO VGAU im. K.D. Glinki, No. 2010113075/03, Zayavl. 05.04.2010, opubl. 10.01.2012, Byul. No. 1. 5 p.
7. Fedorov V. A. Razrabotka i obosnovanie osnovnyh parametrov centrobezhnogo diskovogo izmel'chitelya furazhnogo zerna avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk [Development and justification of the main parameters of a centrifugal disk grinder for fodder grain Ph. D. (Engineering) Thesis], 05.20.01, Chelyabinsk, 2000, 20 p.
8. Ivanov V. V., SHvarc S. A., Semenihin A. M., Gurinenko L. A., YAshchenko V. V. Patent Ros. Federacii No. 2511291, MPK V 02 S 9/00, Diskovyj izmel'chitel' kormovogo zerna [Disk shredder forage grain], zayavitel' i patentoobladatel' FGOU VPO ACHGAA, No. 2012142839/13, Zayavl. 08.10.2012, opubl. 10.04.2014, Byul No 10. 6 p.
9. Ivanov V. V. Sovershenstvovanie rezhimov raboty diskovogo izmel'chitelya kormovogo zerna dis. ... kand. tekhn. nauk [Perfection of operating modes of disk grinder of feed grain Ph. D. (Engineering) Diss.], 05.0.01, Zernograd, 2014, 132 p.
10. Leont'ev P. I.,. Kosilov A. N, Zolotarev S. V., Sergeev N. S. No. 1671340 A1 SSSR, MKI V 02 S 13/22. Dezintegrator dlya zerna [Disintegrator for grain], zayavitel' i patentoobladatel' Chelyabinskij institut mekhanizacii i ehlektrifikacii sel'skogo hozyajstva, No. 4657685/13, Zayavl. 01.03.89, opubl. 23.08.91, Byul. No. 32. 2 p.
11. Sergeev N. S. Centrobezhno-rotornye izmel'chiteli furazhnogo zerna, avtoref. dis. ...d-ra tekhn. nauk [Centrifugal rotary grinders for fodder grain. Dr. Sci. (Engineering) Thesis], 05.20.01, CHelyabinsk, 2008, 40 s.
12. Sominich N. G. Mekhanizaciya zhivotnovodcheskih ferm [Mechanization of livestock farms], 3-e pererab. i dop. Izd, Moscow: Sel'hozgiz, 1959, 544 p.
13. Akimenko A. V. Razrabotka i obosnovanie konstruktivnyh i rezhimnyh parametrov malogabaritnoj drobilki furazhnogo zerna, avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk [Development and substantiation of constructive and regime parameters of a small-sized crusher of forage grains Ph. D. (Engineering) Thesis], 05.20.01, Voronezh, 2011, 19 p.
14. Sundeev A. A., Akimenko A. V. Patent Ros. Federacii No. 2320414, MPK V 02 S 13/00, Rotor drobilki [Rotor Crusher], zayavitel' i patentoobladatel' FGOU VPO VGAU im. K.D. Glinki, No. 2006105188/03, Zayavl. 20.02.2006, opubl. 27.03.2008, Byul No. 9, 4 p.
15. Vlasenko D. A., Pavlinenko O. I., Levchenko Eh. P. EHnergozatraty udarnyh drobilok s zhestkim i sharnirnym krepleniem bil k rotoru [Energy costs of impact crushers with rigid and hinged attachment beat to the rotor], Vestnik doneckogo nacional'nogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Donetsk National Technical University], Doneck, Doneckij nacional'nyj tekhnicheskij universitet, 2016, pp. 21-26.
16. Koshelev A. N., Glebov L. A. Proizvodstvo kombikormov i kormovyh smesej [Manufacture of mixed fodders and fodder mixes], Moscow: Agropromizdat, 1986, 176 p.
17. Syrovatka V. I. Osnovnye zakonomernosti processa izmel'cheniya zerna v molotkovoj drobilke [The main regularities of the process of grinding grain in a hammer mill], EHlektrifikaciya sel'skogo hozyajstva: Trudy VIEHSKH [Electrification of agriculture: Proceedings VIESH], Moscow, Kolos, 1964, Vol. 14. pp. 89-157.
18. Mel'nikov S. V. Eksperimental'nye osnovy teorii processa izmel'cheniya kormov na fermah molotkovymi drobilkami dis. ... dok-ra tekhn. nauk [Experimental foundations of the theory of the process of grinding feed on farms with hammer crushers. Dr. Sci. (Engineering) Diss.], 410, Leningrad, 1969, 509 p.
19. ZHislin Ya. M. Oborudovanie dlya proizvodstva kombikormov, obogatitel'nyh smesej, premiksov [Equipment for the production of mixed fodders, concentrating mixtures, premixes], 2-e izd., dop. i pererab, Moscow: Kolos, 1981, 319 p.
20. Myand A. Eh. Kormoprigotovitel'nye mashiny i agregaty [Feed preparation machines and aggregates], Moscow: Mashinostroenie, 1970, 231 p.
21. Mel'nikov S. V., Kirpichnikov F. S. Optimizaciya raboty molotkovoj drobilki, rabotayushchej v zamknutoj vozdushnoj sisteme [Optimization of the hammer mill operating in a closed air system], Mekhanizaciya proizvodstvennyh processov v zhivotnovodstve: Zapiski LSKHI [Mechanization of production processes in animal husbandry: Notes LSHI], L.-Pushkin, 1974, Vol. 60, pp. 3-10.
22. Odegov V. A. K voprosu sovershenstvovaniya rabochego processa molotkovoj drobilki zerna [On the improvement of the working process of the hammer mill], Nauke novogo veka - znaniya molodyh: Tezisy dokladov nauchnoj konferencii aspirantov i soiskatelej [Science of the new century - knowledge of the young: Abstracts of the scientific conference of graduate students and job seekers], Kirov, Vyatskaya GSKHA, 2001, pp. 117-118.
Submitted 23.04.2018, revised 28.05.2018.
About the authors: Aleksandr V. Sozontov, Ph. D. (Engineering),
the associate professor of the chair «Operation and repair of the machine and tractor park» Address: Vyatka state agricultural academy, 610017, Russia, Kirov, October prospect, 133 E-mail: [email protected] Spin-code: 2555-6327
Leonid A. Lopatin, postgraduate student of the chair «Operation and repair of the machine and tractor park» Address: Vyatka state agricultural academy, 610017, Russia, Kirov, October prospect, 133 E-mail: [email protected] Spin-code: 3660-2351
Contribution of the authors:
Aleksandr V. Sozontov: research supervision, developed the theoretical framework, analysing and supplementing the text. Leonid A. Lopatin: collection and processing of materials, analysed data, writing the final text.
Author have read and approved the final manuscript.
05.20.02
УДК 631.371:621.31-52
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ
© 2018
Надежда Петровна Кондратьева, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод» Иван Ревович Владыкин, к.т.н., доцент кафедры «Автоматизированный электропривод» Ирина Андреевна Баранова, к.физ-мат.н., доцент кафедры «Автоматизированный электропривод» Сергей Иосифович Юран, д.т.н., профессор кафедры «Автоматизированный электропривод»
Андрей Иванович Батурин, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод» ФГБОУ ВО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия) Роман Геннадьевич Большин, кандидат технических наук Мария Геннадьевна Краснолуцкая, исследователь, преподаватель-исследователь Негосударственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Учебно-научный инновационный центр «Омега», Ижевск (Россия)
Аннотация
Введение: снижение энергетических затрат при производстве и хранении растениеводческой продукции за счет поддержания требуемых параметров микроклимата (температура, влажность, освещенность) является актуальной задачей. Приведены результаты исследований по автоматическому управлению параметрами микроклимата в защищенном грунте при выращивании овощных культур, хранении зерна в зернохранилищах и создании системы освещения меристемных растений путем использования программируемых логических контроллеров (ПЛК).
