CC BY
27
МЕХАНИЗАЦИЯ АПК
MECHANIZATION OF AGROINDUSTRIAL COMPLEX
УДК 636.085
Петроченко B.B., к.т.н., Якименко А.В., доцент; Якименко В.П., к.т.н., ДальГАУ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ СИЛ ТРЕНИЯ КОРМОВОГО МАТЕРИАЛА В ФОРМУЮЩЕЙ ГОЛОВКЕ ПРЕССА
В статье предложено использовать на шнековых прессах-грануляторах многозаходную часть, помогающую проталкиванию прессуемой массы через формующую головку. А также рассмотрен способ расчета сил трения прессуемой массы, которые и определяют противодавление создаваемое фильерой. Способ расчета заключается в том, что кормовой материал в пазу фильеры и в винтовых каналах многозаходной части условно делиться на бесконечно малые объемы. А противодавление находится через сумму элементарных сил трения, создаваемых этими бесконечно малыми объемами, которые изменяются в зависимости от длины фильеры по прогрессии. Вычисление данной прогрессии осуществляется по формулам, описанным в статье.
Petrochenko V.V., Jakimenko A.V., Jakimenko V.P.
TO DEFINITION OF FRICTION FORCES OF THE FODDER MATERIAL IN THE FORMING HEAD PRESS
In this article it was offered to use on screw press-grainer multi-start screw helping with pushing the pressed mass through forming head. And also here was examined the way of calculation of friction forces of the pressed mass which define counter-pressure created by spinneret. The way of calculation is that a fodder material in groove of spinneret and in screw channels of multi-start part is conditionally divided into infinitesimal volumes. And counter-pressure determines through the sum of elementary forces of friction created by these infinitesimal volumes which change depending on length of spinneret on a progression. Calculation of the given progression is carried out under the formulas described in this article.
Гранулирование кормовых смесей на шнековых прессах является энергоемким процессом вследствие значительных сил трения уплотняемой массы о внутренние поверхности пресса. Снизить затраты энергии
на процесс прессования можно введя в конструкцию шнека многозаходную часть (МЧ) (рис. 1), создающую дополнительную движущую силу в зоне формующей головки.
L
Рис. 1. Формующая головка пресса
38
На кормовой материал (КМ), находящийся в винтовом канале (ВК) многозаход-ной части с одной стороны действуют давление шнека, а с другой противодавление, создаваемое КМ, находящимся в выходном конце формующей головки, которые вызывают касательные напряжения, являющиеся причиной возникновения силы трения. Касательные напряжения на протяжении формующей головки не остаются постоянными,
они возрастают, если рассматривать их в направление противоположенном движению КМ. Для определения суммарного трения прессуемой массы о детали формующей головки необходимо выявить закон их изменения по длине головки. Для этого разобьем КМ, находящийся в ВК и в пазу на множество бесконечно малых объемов dv с длиной dx (рис. 2).
dx
dFipn
L
Рис. 2. К определению сил, действующих на КМ в ВК (а) и в пазу (б)
Сила трения первого элементарного объема кормового материала в винтовом канале находится по формуле [1]
dFTpBKi Pyn^B^M-Mdx/F0^ (1)
где Руп - давление упора, создаваемое КМ, находящимся в выходном конце формующей головки, Па;
£ - коэффициент бокового распора;
Пвк - периметр винтового канала в плоскости поперечного сечения шнека, м;
Укм-м - коэффициент трения КМ по металлу;
a - угол подъема винтовых линий много-заходной части шнека.
На второй элементарный объем КМ, кроме Руп, будет также действовать противодавление, создаваемое первым объемом КМ [2]:
dFTpBK2 (Руп +dFTp ^^да^бх^0^ (2)
где SBK - площадь сечения винтового канала, в плоскости, перпендикулярной оси шнека, м2.
Для третьего элементарного объема сила трения определится следующим образом [2]: dFTp вк3 (Руп +(dFTpBKi+ dFTpBKi)/SBK) х
x^B/KM_Mdx/cosa ит.д. (3)
Очевидно, что закон изменения силы трения по длине формующей головки представляет собой прогрессию, сумма членов которой является суммарной силой трения, и находится по следующей формуле:
F
тр ВК
^dxп„/„,_, +1У
I SBKC0S« У
Р
уп
(4)
где k - число элементарных объемов КМ в винтовом канале,
k = L/dx, (5)
где L - длина рассматриваемого участка, м.
Следовательно, суммарное трение определится как предел суммы k-тых членов прогрессии,
F-=й
£dxnBK /км_,
cos a
'-+1
L
^ dx
- P„
S . (6)
Изменение силы трения в ВК и в пазах происходит по-разному, из-за различной их длины и периметра. Но так как оба слоя КМ находятся в непосредственном контакте друг с другом, то касательные напряжения, возни-каемые в них, будут определяться максимальным напряжением qMax. В данном случае Цмах будет возникать в винтовом канале, так как он имеет большую площадь соприкосновения с КМ, чем перекрываемые им пазы шлицов. Отсюда следует, что изменение силы трения в пазах будет зависеть от изменения касательного напряжения в ВК,
FTpn ПпЙХ/км-м(^вк 1+ qBK 2+* • • + qBK k), (7)
где Пп - периметр паза, м;
39
qBK i, qBK 2,^,qBK k - касательные напряжения, возникаемые в элементарных объемах КМ в винтовом канале, Па. Следовательно, данная закономерность будет несколько иной:
F = lim Р
трп
^dxnBK /„
____*~BKJ КМ-М ^ 1
S,cos а
dx
^км-мПп dx, (8)
Аналогично находится сила трения КМ в ВК о выступы шлицов фильеры:
FoSoe - 0ё =limn do^Q
D,
EdoI .. /.. .
^ aed ei -i
S aecos a
Л d0 -1\
D
L
X&aeEsei - её L - id0, (9)
где uBK - длина дуги окружности многозаход-ной части, приходящаяся на ВК, м; Kskm-шл - коэффициент снижения площади соприкосновения КМ в ВК с выступами шлицов,
Kskm-шл ^м-шл/^ (10)
где SKM_mn - фактическая площадь соприкосновения КМ в одном ВК с выступами
2
шлицов, м .
S - площадь поверхности КМ в ВК, взятая по дуге окружности многозаходной части, м2.
Сила трения КМ в ВК о КМ в пазах:
F,, .. .. = lim
оо ei -ei
do^Q
D.r
EdoI ../.. ..
^ ae J ei -ei
,scosa
+1
- D.r
x Eu--E s /-, do,
^ ae S ei — ei J ei —ei 1
(11)
ЛТо-1
где KSkm_km - коэффициент снижения площади соприкосновения КМ в ВК с КМ в пазу,
Kskm-km ^м-км/^ (12)
где SKM_KM - фактическая площадь соприкосновения КМ в одном ВК с КМ в перекрываемых им пазах, м2;
Теперь, зная силы трения прессуемой массы в формующей головке, можно рассчитать создаваемое ею противодавление и производительность пресса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кавецкий, Г. Д. Процессы и аппараты пищевых технологий./Г.Д. Кавецкий - М.: Колос, 2000. - 552 с.
2. Петроченко, В.В. Совершенствование процесса прессования кормов шнековым прессом./ В.В. Петороченко - автореф. дис. канд. техн. наук. - Благовещенск, 2005. - 20 с.
УДК:631.55.631.1:636.086.1
Присяжная И.М., Присяжный М.М., к.т.н.; ДальНИПТИМЭСХ;
Присяжная С.П., д.т.н., профессор, ДальГАУ КАЧЕСТВО РАБОТЫ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕЙ СОЛОМЫ ПРИ КОМБАЙНОВОЙ УБОРКЕ СОИ
Показано кормовое достоинство половы и соломы и обосновывается технология уборки сои со сбором половы, измельчением и рассеиванием соломы. Приведён анализ качества работы измельчителей соломы различных конструкций при комбайновой уборке сои.
Prisjazhnaja I.M., Prisjazhniy М.М., Prisjazhnaja S.P.
WORK QUALITY OF STRAW GRINDERS AT COMBINE HARVESTING OF SOYA
Here is shown the fodder advantage of chaff and straw and the technology of soya harvesting with gathering of chaff, crushing and dispersion of straw is proved. The analysis of work quality of straw grinders of various designs at combine harvesting of soya is brought in this article.
В хозяйствах Амурской области соя в структуре посева составляет более 40 %. Ее посевы в 2007 году были размещены на площади 314 тыс. га. урожайность составляла 0,8 т/га. Многолетние исследования биологической урожайности сои показывают, что отношение массы зерна (100 %) к массе соломы и половы составляет соответственно (61 - 72) и (47 - 53) %.
Избыток ресурса незерновой части урожая сои используется нерационально из-за несовершенства применяемых технологий уборки. Потери соломы достигают более 40 %, а полова теряется практически полностью.
Ограниченное использование соевой соломы (11 %) в структуре грубых кормов при скармливании их в животноводстве [1] связано с большими затратами на ее сволакивание, погрузку и транспортировку к животно-
40
