ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА ЗА СЧЁТ УЛУЧШЕНИЯ СЕПАРАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Семён Сергеевич Ус, магистрант. Россия, 675000, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, magusus@mail.ru

Евгений Евгеньевич Кузнецов, доктор технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет». Россия, 675000, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, ji.tor@mail.ru

Сергей Васильевич Щитов, доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет». Россия, 675000, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, shitov.sv1955@mail.ru

Alexander S. Vtornikov, postgraduate. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, avtornikov@mail.ru

Sergey N. Markov, postgraduate. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, toyota103@mail.ru

Alexander A. Shuravin, postgraduate. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, sh.aleksandr.2019@mail.ru

Semyon S. Us, Master's degree student. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, magusus@mail.ru

Evgeny E. Kuznetsov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, ji.tor@mail.ru

Sergey V. Shchitov, Doctor of Technical Sciences, Professor. Far Eastern State Agrarian University. 86, Polytechnic St., Blagoveshchensk, Amur region, 675000, Russia, shitov.sv1955@mail.ru

-Ф-

Научная статья

УДК 631.363.2

doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-159-162

Повышение производительности дробилки зерна за счёт улучшения сепарации

Алексей Анатольевич Петров1, Владимир Александрович Шахов1, Денис Васильевич Наумов2,

Алексей Николаевич Кондрашов1, Нина Константиновна Комарова1

1 Оренбургский государственный аграрный университет

2 Оренбургский институт путей сообщения - филиал Самарского государственного университета

путей сообщения

Аннотация. Концептуальный анализ комплексной проблематики по формированию процесса разрушения зернового материала выявил тенденциозный аспект, заключающийся в совершенствовании дробилок посредством оптимизации режима взаимодействия ударного механизма с частицами зерноматериала и собственно конфигурации ударного элемента. Достоверность такого подхода сомнений не вызывает, но в практике развития дробильных машин он является не единственным, поскольку эффективность работы любого устройства определяется завершённостью и технологичностью каждого такта в функциональном цикле реализуемого процесса. В этой связи современные исследования направлены на изучение и устранение факторов, препятствующих формированию кондиционного состояния готового продукта. Речь идёт об улучшении технологических свойств всех функциональных элементов в системе циклового обеспечения базового технологического процесса с целью изменения его структуры и режимных параметров. Такой подход конструктивный, обусловливает совершенствование всей технологической системы кормоприготов-ления, где проблема внедрения энергосберегающего, но высокопроизводительного оборудования требует постоянного внимания и оперативного решения.

Ключевые слова: технологическая система кормоприготовления, дробилка зерна, сепарация, пропускная способность, повышение производительности.

Для цитирования: Повышение производительности дробилки зерна за счёт улучшения сепарации / А.А. Петров, В.А. Шахов, Д.В. Наумов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 159 - 162. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-159-162.

Original article

Increasing the productivity of the grain crusher due to improved separation

Alexey A. Petrov1, Vladimir A. Shakhov1, Denis V. Naumov2, Alexey N. Kondrashov1,

Nina K. Komarova1

1 Orenburg State Agrarian University

2 Orenburg Transport Institute - branch of the Samara State Transport University

Annotation. Conceptual analysis of the complex problematics for the formation of the process of destruction of grain material revealed a tendentious aspect, which consists in improving crushers by optimizing the interaction mode of the impact mechanism with particles of grain material and the actual configuration of the

impact element. The reliability of this approach does not cause doubts, but in the practice of the development of crushing machines it is not the only one, since the efficiency of any device is determined by the completeness and manufacturability of each cycle in the functional cycle of the process being implemented. In this regard, modern research is aimed at studying and eliminating the factors that prevent the formation of the conditioned state of the finished product. We are talking about improving the technological properties of all functional elements in the system of cyclic support of the basic technological process in order to change its structure and operating parameters. Such a constructive approach leads to the improvement of the entire technological system of forage preparation, where the problem of introducing energy-saving but high-performance equipment requires constant attention and prompt solutions.

Keywords: technological feed preparation system, grain crusher, separation, throughput, productivity increase.

For citation: Increasing the productivity of the grain crusher due to improved separation / A.A. Petrov, V.A. Shakhov, D.V. Naumov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 89(3): 159 - 162. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021 -89-3-159-162.

Для получения концентрированных кормов из зерна злаковых культур в кормопроизводстве широко применяются дробилки зерна. Их основная функция - измельчение сыпучего зернового материала. Конструкции дробилок зерна постоянно совершенствуются, но качество получаемого продукта не в полной мере отвечает зоотехническим требованиям по гранулометрическому составу. Ранее проведённые теоретические и практические исследования позволили значительно продвинуться в области совершенствования зерновых дробилок различного типа [1, 2]. Повышение производительности и качества получаемого продукта, снижение энергоёмкости остаются актуальными задачами в процессе совершенствования конструкций зерновых дробилок.

Цель исследования - улучшение пропускной способности (производительности) дробилки посредством повышения эффективности процесса измельчения зернового материала и выгрузки из дробильной камеры готового продукта.

Материал и методы. Дробилка зерна предназначена для измельчения сыпучего зернового материала и может быть использована в сель-

ском хозяйстве, а именно в кормопроизводстве. С целью увеличения пропускной способности дробилки были разработаны условия для направленного к просеивающей поверхности движения воздушно-продуктового потока за счёт конфигурации рабочей камеры, создаваемой молотками аэродинамической силы и ударного воздействия на зерновую частицу [3 - 8].

В ходе проведения эксперимента были применены методы математического анализа и теории моделирования, а также аналитических исследований природы законов разрушения и механики взаимодействия независимых частиц в циркулирующем потоке, обобщения теоретического материала и патентного поиска.

Результаты исследования. Достижение технического результата - улучшение пропускной способности дробилки - было обеспечено совершенствованием её конструкции. Авторами предложена конструкция, в которой рабочая камера выполнена в виде усечённого конуса, на внутренней поверхности которого установлены две полуокружные деки с винтовыми выступами, направленными по ходу вращения ротора. При этом малая торцевая сторона служит для уста-

Рис. 1 - Схема дробилки зерна

Рис. 2 - Общий вид рабочей камеры

новки изогнутого наружу решета, а на противоположной торцевой стороне (фланцевая плита) расположены радиальные окна жалюзийного типа с регулируемой площадью проходного сечения с целью формирования управляемого по напору поточного движения воздуха в рабочей камере. Движение воздушного потока возникает при вращении ротора с молотками, имеющими изогнутую относительно продольной оси форму, с уширением на конце, развёрнутым по ходу движения. При этом установка на роторе каждого последующего ряда молотков осуществляется со смещением на угол в 45 град. по ходу вращения относительно предыдущего.

Схема предлагаемой дробилки представлена на рисунках 1 и 2.

Дробилка зерна содержит электродвигатель 1, загрузочный бункер 2, воздушную заслонку 3, фланцевую плиту 4, корпус 5, на внутренней поверхности которого расположены деки 6, ротор 7 с шарнирно подвешенными на осях 8 молотками 9, сепарирующее решето 10 и выгрузной кожух 11.

Работа дробилки заключается в следующем: исходный продукт через загрузочную горловину

подаётся в рабочую камеру и попадает под удары молотков первого ряда, после чего ударяется о поверхность деки или об молотки следующего ряда и так далее. В результате вращения ротора молотками через окна жалюзийного типа осуществляется забор воздуха. За счёт конусности рабочей камеры, наличия на деках выступов, расположенных по винтовой линии, воздушно-продуктовый поток приобретает спиралевидное движение, направленное для выгрузки к торцевому изогнутому наружу решету, тем самым увеличивает производительность дробилки.

Вывод. Воздушная заслонка управляет напором воздуха в рабочей камере, позволяя осуществлять дополнительное регулирование крупности помола.

Литература

1. Коношин И.В., Звеков А.В., Черепков А.В. Повышение эффективности функционирования молотковых дробилок при измельчении зерна // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 1 (13). С. 127 - 132.

2. Савиных П.А., Нечаев В.Н. Совершенствование комбикормового оборудования как фактор повышения качества продукции // Вестник НГИЭИ. 2016. № 4 (59). С. 111 - 118.

3. Пат. RU 173 615 В02С 13/13 Дробилка зерна / Е.М. Асманкин, Д.В. Наумов, А.А. Петров, Ю.А. Ушаков, В.Е. Медведев; опубл. 04.09.2017; Бюл. № 25.

4. Устройство для управления ВПП в дробилках зерна молоткового типа / Д.В. Наумов, В.А. Шахов, А.А. Петров [и др.] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: матер. междунар. науч.-практич. конф. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2017. С. 89 - 93.

5. Иванов О.О., Пронин В.А., Рябова Е.А. Управление сегрегированными потоками сыпучих материалов для их обработки методами разделения и соединения // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2016. № 3 (22). С. 397 - 410.

6. Искендеров Р.Р., Лебедев А.Т. Молотковые дробилки: достоинства и недостатки // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 1 (17). С. 27 - 30.

7. Клушанцев Б.В., Косарев А.И. Дробилки. Конструкция, расчёт, особенности эксплуатации. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.

8. Коношин И.В., Звеков А.В., Черепков А.В. Использование в молотковых дробилках решёт с регулируемым живым сечением // Кормопроизводство. 2014. № 1. С. 44 -48.

Алексей Анатольевич Петров, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, kaf34@orensau.ru

Владимир Александрович Шахов, доктор технических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, shahov-v@yandex.ru

Денис Васильевич Наумов, кандидат технических наук, доцент. Оренбургский институт путей сообщения - филиал ФГБОУ ВО «Самарский государственный университет путей сообщения». 460004, г. Оренбург, пр-т Бр. Коростелёвых, 28/1 -28/2, naumov3091@mail.ru

Алексей Николаевич Кондрашов, кандидат технических наук, доцент. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, kondrashov_79@mail.ru

Нина Константиновна Комарова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, kafedrafiziki@bk.ru

Alexey A. Petrov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, kaf34@orensau.ru

Vladimir A. Shakhov, Doctor of Technical Sciences, Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, shahov-v@yandex.ru

Denis V. Naumov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. The Orenburg Institute of Railways is a branch of the Samara State University of Railways. 460004, Orenburg, 28/1 - 28/2, Br. Korostelev Ave., naumov3091@mail.ru

Alexey N. Kondrashov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, kondrashov_79@mail.ru

Nina K. Komarova, Doctor of Agriculture, Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St.,

Orenburg, 460014, Russia, kafedrafiziki@bk.ru

-♦-

Научная статья

УДК 631.363.21

doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-162-166

Энергосберегающий способ ударного измельчения зерновых материалов

Хамза Сартаевич Кукаев, Евгений Михайлович Асманкин, Юрий Андреевич Ушаков,

Владимир Александрович Шахов, Альфия Фагитовна Абдюкаева

Оренбургский государственный аграрный университет

Аннотация. В статье рассмотрены основные недостатки машин, использующих ударное измельчение зерна. Цель исследования - снижение удельной энергии дробления и повышение производительности измельчителя. В соответствии с целью предлагается способ ударного дробления зерновых продуктов, заключающийся в заданном количестве последовательных ударных воздействий на материал с одинаковой необходимой скоростью. Все удары должны быть центральными с малыми временными промежутками между ними, а трение материала о рабочие элементы камеры в зоне дробления отсутствует. Приводится конструктивно-технологическая схема измельчителя, реализующая указанный способ. Найдены выражения для расчёта некоторых конструктивных параметров измельчителя, а так же выполнена предварительная оценка производительности машины.

Ключевые слова: измельчитель зерна, способ, конструктивная схема, расчёт.

Для цитирования: Энергосберегающий способ ударного измельчения зерновых материалов / Х.С. Кукаев, Е.М. Асманкин, Ю.А. Ушаков [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 162 - 166. doi: 10.37670/2073-0853-2021-89-3-162-166.

Original article

Energy-saving method of impact milling for cereals

Khamza S. Kukayev, Evgeny M. Asmankin, Yuriy A. Ushakov,

Vladimir A. Shakhov, Alfiya F. Abdyukaeva

Orenburg State Agrarian University

Annotation. The article discusses the main disadvantages of machines using impact milling for cereals. The purpose of the study is to reduce the specific crushing energy and increase the productivity of the grinder. In accordance with the goal, a method of impact crushing of grain products is proposed, which consists in a given number of successive impacts on the material at the same required speed, and all the impacts must be central with small time intervals between them, and there is no friction of the material against the working elements of the chamber in the crushing zone. The design and technological scheme of the grinder is presented, which implements the specified method. Expressions are found for calculating some design parameters of the mill, as well as a preliminary assessment of the performance of the machine.

Keywords: grain mill, method, design scheme, calculation.

For citation: Energy-saving method of impact milling for cereals / K.S. Kukayev, E.M. Asmankin, Yu.A. Ushakov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 89 (3): 162 - 166. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-08532021-89-3-162-166.

Одним из важных этапов в производстве комбикормов является дробление зерновых материалов. Увеличение суммарной площади измельчённых частиц зерна способствует хорошей усвояемости питательных веществ в пищеварительном тракте животного. Согласно зоотехниче-

ским требованиям размеры частиц корма должны находиться в определённых пределах [1].

Среди измельчителей наибольшее распространение получили машины ударного действия. В них разрушение зерновки происходит под действием свободного удара рабочими органами