Научная статья на тему 'Расчет рабочего объема спирально-винтового дозатора'

Расчет рабочего объема спирально-винтового дозатора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
438
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СПИРАЛЬНО-ВИНТОВОЙ ДОЗАТОР / ДИСКРЕТНОЕ ДОЗИРОВАНИЕ / МЕЖВИТКОВЫЙ ОБЪЕМ / ПЕРЕМЕЩАЕМЫЙ ОБЪЕМ / ПОРЦИЯ / SPIRAL SCREW FEEDER / DISCRETE BATCHING / INTER-TRACK VOLUME / MOVABLE VOLUME / PORTION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Лялин Е. А., Трутнев М. А.

Для дозированной выдачи комбикормов животным в хозяйствах используют объемные дозаторы, одним из которых является спирально-винтовой дозатор (СВД). Частота вращения винтовой спирали может изменяться с течением времени при изменении напряжения и нагрузки на привод, при этом будет изменяться объем выдаваемой дозы. Для устранения этого недостатка предлагается ввести дискретное дозирование, задавая число оборотов спирали (количество доз, выдаваемых за один оборот). Описан процесс движения комбикорма в кожухе СВД, рассмотрены различные его виды. На основе теоретических исследований процесса движения материала в СВД получены выражения для определения объема материала, перемещаемого за один оборот спирали. Данные выражения позволяют определить количество оборотов спирали для выдачи необходимой порции корма (в пределах 1…2 кг), с шагом, кратным объему межвиткового пространства спиралей. В качестве дозируемого материала взят гранулированный комбикорм (ГОСТ 9268-70). Экспериментальными исследованиями на территории Пермской ГСХА с использованием макетного образца СВД с радиусами спиралей 20, 24 и 35 мм установлено, что средние объемы порции выдаваемого комбикорма за один оборот спирали близки к расчетным значениям, определенным по формуле (17). Отклонения теоретического объема дозы от экспериментального составили 3,2…12%. Наименьшее отклонение 3,2%, зафиксировано на спирали с радиусом 35 мм, что подтверждает возможность практического применения полученного выражения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CALCULATING WORK VOLUME OF SPIRAL-HELICAL BATCHER

For dispensing animal feed to animals bulk dispensers are used in the farms. One of them is spiral-screw feeder (SSF). Helical speed can vary with time when changing the voltage and the load on the actuator. Issued dose volume will vary in a continuous mode. To eliminate this drawback it is proposed to conduct a discrete dosage by setting the number of spiral turns (the number of units issued in one revolution). The process of movement of feed, consider various types of motion in the housing SSF. On the basis of theoretical research in the process of movement of the material (SSF), we obtained expression (6, 12, 15, 17) to determine the volume of material moved at a spiral turn, these expressions make it possible to determine the number of turns of the spiral for the issuance of the necessary food portions within 1...2 kg increments fold volume inter-turn space spirals. Granulated feed (GOST 9268 70) was taken as dosing material. Experimental studies in the Perm State Agricultural Academy with the model sample SSF found that the average volume of a portion of feed SSF issued in one spiral turn close to the calculated values determined by the formula (17). Deviations from the theoretical volume of the dose of the experimental totaled 3.2... 12%. The smallest error 3.2% is on spiral with a radius of 35 mm, which proves the practical application of the resulting expression.

Текст научной работы на тему «Расчет рабочего объема спирально-винтового дозатора»

5. Protokol № 6-25-2000 (4030232) priemochnykh ispytanii seyalki kombinirovannoi dlya poseva semyan trav v deminu SDKP-2,8 (Protocol No. 6-25-2000 (4030232) of testing combined sowing machine for grass seeds into sod), Orichi, Kirovskaya MIS, 200, 36 p.

6. Seyalka dlya poseva semyan trav v derninu Sowing machine fro grass seeds into sod): pat. 2196412 Ros. Federatsi-ya, No. A 01 C 7/00; opubl. 20.01.03, Byul. No. 2, 4 p.

7. Seyalka dlya polosnogo poseva semyan trav v derninu (Sowing machine for band planting grass seeds into sod) : pat. 2400040 Ros. Federatsiya No. A 01 C 7/00, opubl. 27.09.10, Byul. No. 2, 6 p.

8. Seyalka derninnaya (Sod sowing machine) : pat. 2109424 Ros. Federatsiya No. A01B49/06, A01C7/00, opubl. 27.04.98, 6 p.

9. Seyalka polosnogo poseva (Band sowing machine) : pat. 2283565 Ros. Federatsiya No. A 01 C 7/00; opubl. 20.09.06, Byul. No. 26, 7 p.

10. Kurbanov R. F., Saitov V. E., Khodyrev I. N. Sozontov A. V. Seyalka dlya polosnogo poseva semyan trav v derninu (Sowing machine for band planting grass seeds into sod), Zayavka na izobretenie No. 2016105039 ot 15.02.2016, 7 p.

11. Kurbanov R. F., Khodyrev I. N. Uluchshenie ekspluatatsionnykh pokazatelei sel'skokhozyaistvennoi energetiki (Improvement of exploitation indicators of farming energetics) , Materialy IKh Mezhdunarod. nauch.-prakt. konf. (Nauka -Tekhnologiya - Resursosberezhenie), g. Kirov, Vyatskaya GSKhA, 2016, Vyp. 17, pp. 143-147.

12. Khodyrev I. N. Posev ozimykh zlakovykh kul'tur kak sredstvo povysheniya proizvodstvennogo dolgoletiya pose-vov mnogoletnikh bobovykh trav (Sowing winter cereals as a means of increase in production longevity of perennial grasses), Vestnik nauchnykh konferentsii: Materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Nauka i obrazovanie v zhizni sovremennogo obshchestva»: Sb. nauch. tr., - g. Tambov: 31 marta 2016. Chast' 4, pp. 118-122.

13. OST 70.4.2.-80. Ispytaniya sel'skokhozyaistvennoi tekhniki. Mashiny i orudiya dlya poverkhnostnoi obrabotki pochvy. Programma i metody ispytanii (Tests of farming machinery. Machinery and equipment for surface tillage. Programme and methods.), Moscow, Izd-vo standartov, 1980, 125 p.

УДК 631.362

РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ОБЪЕМА СПИРАЛЬНО-ВИНТОВОГО ДОЗАТОРА

Е. А. Лялин; М. А. Трутнев, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990, E- mail: [email protected]

Аннотация. Для дозированной выдачи комбикормов животным в хозяйствах используют объемные дозаторы, одним из которых является спирально-винтовой дозатор (СВД). Частота вращения винтовой спирали может изменяться с течением времени при изменении напряжения и нагрузки на привод, при этом будет изменяться объем выдаваемой дозы. Для устранения этого недостатка предлагается ввести дискретное дозирование, задавая число оборотов спирали (количество доз, выдаваемых за один оборот). Описан процесс движения комбикорма в кожухе СВД, рассмотрены различные его виды. На основе теоретических исследований процесса движения материала в СВД получены выражения для определения объема материала, перемещаемого за один оборот спирали. Данные выражения позволяют определить количество оборотов спирали для выдачи необходимой порции корма (в пределах 1.. .2 кг), с шагом, кратным объему межвиткового пространства спиралей. В качестве дозируемого материала взят гранулированный комбикорм (ГОСТ 9268-70). Экспериментальными исследованиями на территории Пермской ГСХА с использованием макетного образца СВД с радиусами спиралей 20, 24 и 35 мм установлено, что средние объемы порции выдаваемого комбикорма за один оборот спирали близки к расчетным значениям, определенным по формуле (17). Отклонения теоретического объема дозы от экспериментального составили 3,2.12%. Наименьшее отклонение - 3,2%, зафиксировано на спирали с радиусом 35 мм, что подтверждает возможность практического применения полученного выражения.

Ключевые слова: спирально-винтовой дозатор, дискретное дозирование, межвитковый объем, перемещаемый объем, порция.

Введение. Для дозирования сухих и полужидких кормов в хозяйствах применяются спирально-винтовые дозаторы (СВД) (рис. 1), которые представляют собой цилиндрический кожух 1, снабженный загрузочным бункером 2 и выгрузной горловиной 3. В кожухе расположена винтовая спираль 4, приводимая при-

водом 5. Такой способ дозированной раздачи кормов имеет большое распространение на птицеводческих, свиноводческих и молочнотоварных фермах, так как дозатор имеет простую конструкцию, что позволяет легко его чистить и заменить рабочий орган - спиральный винт (пружину) [1-3].

Рис. 1. Общий вид спирально-винтового дозатора

Данный дозатор в большинстве случаев дозирует корм за счет изменения продолжительности работы функционирования рабочего органа - винтовой спирали, подачу в этом случае определяют по формуле [4]:

0 = 1 5 (Di - sing"' с ° s ( Р^} ■ 7о ,(1)

^ DK V к sin сс) COS Яр Г и Л J

где n - частота вращения винтовой спирали, с-1; DK - диаметр кожуха, м; 5 - диаметр проволоки спирали, м; ар - расчетный (рабочий) угол подъема винтовой линии оси проволоки спирали, град.; Yo - объемный (насыпной) вес материала, т/м ; РСр = 90° - (ар + ф);

ф - угол трения продукта по винтовой поверхности пружины, град.;

а - угол наклона винтовой линии спирали, град.

Частота вращения винтовой спирали в реальных условиях эксплуатации может изменяться, например, при увеличении или уменьшении нагрузки на привод, а также при изменении напряжения в сети, если привод включен в аккумуляторную сеть постоянного тока. Поэтому, если дозирование материала осуществляется продолжительностью непрерывной работы, то объем выдаваемой дозы будет изменяться. В связи с этим целью является повышение точности дозированной вы-

дачи комбикорма за счет дискретного режима работы спирально-винтового дозатора.

Теоретические предпосылки. Для исключения влияния фактора изменения частоты вращения предлагается изменять расходную характеристику, задавая число оборотов спирали [5].

В этом случае объем материала, выдаваемый за один оборот спирали, находят по общепринятому выражению [4]:

V = тгЯ2 5( 1 - 1 ПС ^^ м 3 , (2)

где Яв - радиус витка пружины, м; 8 - шаг спирали, м; у - коэффициент заполнения; а - угол подъема направляющей винтовой линии, град.;

ф - угол трения продукта по винтовой поверхности пружины, град.

Однако данное выражение верно только для идеального (линейного) движения материала в кожухе.

Но если зазор между спиралью и кожухом будет значительно превышать размеры частиц перемещаемого материала, то порция, выдаваемая за один оборот, в продольном сечении будет иметь трапецеидальную форму (рис. 2).

Рис. 2. Схема движения материала в спирально-винтовом дозаторе и распределение относительных объемов для низкооборотной спирали

На участке «г1-г2» распределение движения слоя материала в зависимости от радиуса запишется в виде:

5(Г£-Г2)

^ (Г!-Г2)

(3)

где Г! - 1-ьш радиус движения материала; г1 - наружный диаметр спирали; г2 - внутренний радиус кожуха.

Выразив элементарный расход материала через бесконечно малую площадку ds, можно написать:

сСлл = $<Сз , (4)

где 81 - функция радиуса, определяемая формулой (3);

ds - площадка в виде кольца радиусом г и толщиной dг.

Интегрируя выражение (4) по всей площади поперечного сечения от г0 до г2, получим формулу для расчета объема порции, выдаваемой спиралью за один оборот:

V = 2 л J Si (г) гС г = о

= 2 лS [/0Г1 гС г + (г - г2)гСг+. (5)

После вычисления интеграла формула примет вид:

V =^.(г2+г2-г1 + г2) . (6)

Существенный интерес представляет рассмотрение различных вариантов распределения относительного перемещения материала в

поперечном сечении спиралей с учетом активного движения несыпучего материала только лишь внутри спиралей, так как визуальные наблюдения показали, что в случае использования спиралей со сравнительно небольшими диаметрами под воздействием импульсов со стороны витков и гравитации комбикорм внутри них также продвигается к выгрузному окну. Однако с увеличением диаметра спирали распределение скоростей в поперечном сечении желоба может существенно измениться, то есть вокруг продольной оси спирали может возникнуть так называемая «мёртвая зона» в виде стержня, образованного из комбикорма. Кроме того, следует отметить, что в практическом плане равенство внутреннего радиуса желоба с наружным радиусом спирали исключает возможность возникновения активного слоя.

Таким образом, если диаметр спирали значительно больше среднего размера частиц дозируемого комбикорма, то распределение материала в поперечном сечении спирали происходит следующим образом (рис. 3). Согласно распределению перемещаемого объема в поперечном сечении желоба, на участке «г1 -r2» Si = S = const, а на участке «0 - г1» уравнение прямой CD с координатами C(S; r1), D(kS;0) определяется из уравнения прямой, проходящей через две точки [7-9].

Так как х = Si, а у = r, то соотношение можно написать:

Si-kS _ г

S-kS 71

(7)

Риа 3. Распределение материала в поперечном сечении спирально-винтового дозатора

Из соотношения толщины материала (7) на участке «0-г1» уравнение прямой CD имеет вид:

$ си =7 [г ( 1-Л ) + (8)

где к - коэффициент, учитывающий уменьшение объема перемещения комбикорма в поперечном сечении спирали.

На участке «г2-г3» с учетом координат А(0;г3), В(S;r2) соотношение толщины слоя имеет вид:

5-0

г-г3 г2~г3

откуда

ab — s

r-r3

(9)

(10)

г2-г3

Объем дозы, выдаваемой за один оборот, найдется путем интегрирования по отмеченным трем участкам и последующих преобразований:

г3

у = 2 ^ (г) rdr = о

= 2 nrS I-— Г1 r2d г + к Г.7"1 г dг + f72 г dг +

L Jo Jo Jr1

+ ^^3(г~гз) г d г]. (11)

После интегрирования формула (11) имеет вид:

У = у [ (г32 + гз ■ г2 + г22) - ( 1 - к) г2]. (12)

Если при дозировании плохо сыпучего комбикорма зазор между кожухом и спиралью приближается к нулю, то минимальную скорость имеет комбикорм, расположенный вокруг продольной оси спирали, а максимальную скорость - те слои, которые соприкасаются с витками или находятся вблизи них с внутренней стороны кожуха (рис. 4).

Рис. 4. Схема движения комбикорма в желобе СВД с зазором меньше среднего размера перемещаемых частиц между кожухом и спиралью

Причем, по аналогии с работами [10-12], приняли допущение о том, что радиус кожуха практически равен внешнему радиусу спирали, т.е. г = г2, а диаметр проволоки dпр= г2 - г1.

Согласно распределению перемещаемого объема в поперечном сечении желоба (рисунок 4) перемещение комбикорма за один оборот находится по формуле (8).

Представленное уравнение движения материала 81СО (8), позволяет рассчитывать объем материала, перемещаемого спиралью за один оборот, для чего элементарный объем выразим через бесконечно малую площадку <¿8:

Б* = Sds. (13)

Здесь площадка ds рассматривается в виде кольца радиусом г и толщиной dr, что позволяет после интегрирования по всей площади поперечного сечения по двум участкам спирали получить объем, перемещаемый спиралью за один оборот:

Преобразовав формулу (14) получим:

7 = у[ ( fc-1) г2 + 3 г22].

(15)

При дозировании несыпучего комбикорма объем материала, перемещаемый по продольной оси спирали, равен нулю (рис. 5), и этот участок является зоной зависания комбикорма. Распределение движения комбикорма на участке «0 - г1» в зависимости от радиуса запишем в виде:

V =

2nS(l—k) П

Г1 г 2dr + 2 тг5/с Г1 rdr +

•'О ''О

5

r-L '

(16)

rS

+2 тт5 Г rdr = pf1 + 2 ^fc I^P +

jTl - -

ri

+2 7Г5|

= -7t5(1 - k)rl + nSkr? + 7г5г22 +

'Г 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

откуда Sj Сд = — , а на участке «ri - r2» длина

перемещения комбикорма за один оборот спирали Sj = S = с о ns t.

+75г2 = 75 [2 (1 - fc)г2 + (fc - 1 ) г2 + r22].

Рис. 5. Схема движения комбикорма в СВД с образованием зоны зависания комбикорма

В связи с этим объем дозы выдаваемой СВД за один оборот спирали находится интегрированием по всей площади поперечного

сечения от г = 0 д о г = г2:

r-L Г2

2nS Г Г

V =- I г2 dr + 2 77:5" I rdr =

1 о гг

гз г2 г2

_ + 2 75 _

3 2

0 п

+тг5(г22 - г2) == у (3 г2 - г2 ). (17)

Полученные расчетные формулы позволяют, в зависимости от физико-механических свойств комбикорма и вида его движения в кожухе СВД, определить объем выдаваемой порции материала за один оборот спирали и определить количество оборотов спирали, необходимое для получения (выдачи) заданной порции комбикорма животному.

Следует отметить, данные формулы применимы только в том случае, если коэффициент заполнения межвиткового пространства будет равен единице, что обеспечивается длиной загрузочного окна [13] и формой загрузочного бункера, которую следует выбирать на основании [14].

Методика. Экспериментальные исследования проведены в соответствии с методикой, описанной в статье [15]. В качестве дозируемого материала взят гранулированный комбикорм (ГОСТ 9268 - 70) со средними значениями диаметра гранул ¿ср= 5 мм и насыпной плотности у0= 586 кг/м . Для данного комбикорма и для различных типоразмеров СВД рассчитаны объемы порции, выдаваемой за 1 оборот по формулам 2, 6, 12, 15, 17.

Результаты проведенных опытов и расчет объема порции сведены в таблицу, где Як -внутренний радиус кожуха (трубы); гсп -

внешний радиус спирали; гсп внут - внутренний корма, выдаваемый за один оборот спирали, радиус спирали; S - шаг спирали; Vт - теоре- полученный опытным путем; J0,95 - довери-тический объем комбикорма, выдаваемый за тельный интервал для среднего значения один оборот спирали; Voп. ср - объем комби- размера дозы.

Таблица

Типоразмер и объем порции спирально-винтового дозатора

Типоразмер СВД Rк, мм Гсп, мм Гсп внут., мм Б, мм № рас. фор-лы Ут, см3 V 4 оп. ср.; 3 см3 10,95, см3

2 48,67

6 62,22

1 21,5 20 12 46 12 58,75 30,73 30,27; 31,19

15 54,31

17 50,84

2 67,41

6 69,75

2 25 24 12 37 12 66,96 53,97 53,47; 54,47

15 64,13

17 61,34

2 225,31

6 235,28

3 37,5 35 23 57 12 219,50 193,87 191,8; 195,94

15 203,47

17 187,69

При анализе полученных данных замечено, что теоретическое значение объема значительно отличается от экспериментальных данных. Это связано с тем, что полученные выражения справедливы только для случая, когда используется тянущий привод спирали (спираль тянется внутри кожуха СВД - тянущий режим). Когда используется вращающийся режим спирали, частицы материала имеют не прямолинейное движение вдоль кожуха, а перемещаются вихреобразно. При таком движении корма происходит его отставание от линейной скорости спирали, и данный факт требует детального рассмотрения движения частиц в СВД. С учетом того факта, что скорость перемещаемого материала отстает от линейной скорости спирального винта, стоит ввести коэффициент отставания, который также будет учитывать физико-механические свойства перемещаемого комбикорма (в частности, коэффициент трения комбикорма о кожух спирали).

Выводы. 1. Для повышения точности дозирования выдаваемого комбикорма спирально-

винтовым дозатором перспективным является использование его в дискретном режиме.

2. На основе теоретических исследований процесса движения материала в спирально-винтовом дозаторе (СВД) получены выражения (6,12,15,17) для определения объема материала, перемещаемого за один оборот спирали; данные выражения позволяют определить количество оборотов спирали для выдачи необходимой (заданной) порции корма в пределах 1...2 кг, с шагом, кратным объему меж-виткового пространства спиралей.

3. Экспериментальными исследованиями на макетном образце СВД установлено, что средние объемы порции выдаваемого комбикорма за один оборот спирали близки к расчетным значениям, определенным по формуле (17). Отклонения теоретического объема дозы от экспериментального составляют 3,2.12%. Наименьшее отклонение - 3,2%, зафиксировано на спирали с радиусом 35 мм, это подтверждает возможность практического применения полученного выражения (17).

Литература

1. Золотарев П. С. Спирально-винтовой транспортер для сыпучих материалов // Техника и оборудование для села. 2009. № 12, С. 25-26.

2. Лялин Е. А., Трутнев М. А. Теоретическое описание процесса подачи спирально-винтового дозатора // Материалы Всерос. науч.-практич. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов (Пермь, 11-14 марта 2014 года) (Молодежная наука 2014: технологии, инновации). Пермь : ИПЦ "Прокростъ", 2014. Ч. 4. С. 26-28.

3. Arkhangel'skii V. Yu., Varenykh N. M., Chulkov V. P. Plant for automated batching of granular materials: design and analysis // Chemical and Petroleum Engineering. 2005. Т. 41. № 3-4. С. 167-173.

4. Омельченко А. А., Куцин Л. М. Кормораздающие устройства. М. : Машиностроение, 1971. 208 с.

5. Устройство для управления дозатором кормораздатчика : пат. 64018 Рос. Федерация № А01К5/02; заявл. 07.02.07 ; опубл. 27.06.07. 3 с.

6. Экструдированные корма для молодняка свиней и телок / Б. Булка [и др.] // Комбикорма. 2005. № 8. С. 57-58.

7. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М. : Наука, 2006. С. 37.

8. Cleary P. W. DEM modelling of particulate flow in a screw feeder Model description // Progressin Computational Fluid Dynamics, an International Journal. 2007. V. 7. № 2-4. PP. 128-138.

9. Shimizu Y., Cundall P. A. Three-dimensional DEM simulations of bulk handling by screw conveyors // Journal of Engineering Mechanics. 2001. V. 127. № 9. PP. 864-872.

10. Исаев Ю. М. К вопросу о выгрузке сыпучих материалов из складов / Ю.М. Исаев [и др.] // Сб. науч. трудов УГСХА. Ульяновск : УГСХА, 1999. С. 27-34.

11. Исаев Ю. М. Определение закономерностей движения частицы в пружинном транспортере // Фундаментальные исследования. 2006. № 5. С. 44-45.

12. Воронина М. В. Повышение эффективности разгрузки контейнер-бункеров и зерноскладов путем обоснования параметров пружинно-винтовых выпускных устройств : дис. ... канд. техн. наук. Ульяновск-Саратов, 2001. 163 с.

13. Лялин Е. А., Трутнев М. А. К обоснованию длины загрузочного окна спирально-винтового дозатора // Материалы Всерос. науч.-практич. конф., посвящ. 85-летию основания Пермской ГСХА и 150-летию со дня рождения Д.Н. Прянишникова (Пермь, 11-13 ноября 2015 года) (Агротехнологии XXI века). Пермь : ИПЦ "Прокростъ", 2015. Ч. 4. С.18-21.

14. Винтовые транспортеры (шнеки) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.teleskopicheskie-pogruzchiki.ru/catalog/transportiruyushie-mashini/vintovie-transporteri-shneki.html (Дата обращения: 11.03.2016)

15. Лялин Е. А. Красносельских Д. А., Трутнев М. А. Программа, методика и результаты экспериментальных исследований спирально-винтового дозатора // Материалы Всерос. науч.-практич. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвящ. 85-летию основания ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА и 150-летию со дня рождения Д.Н. Прянишникова (Пермь, 10-13 марта 2015 года) (Молодежная наука 2015: технологии, инновации). Пермь : ИПЦ "Прокростъ", 2015. Ч. 3. С. 334-338.

CALCULATING WORK VOLUME OF SPIRAL-HELICAL BATCHER E. A. Lialin

M. A. Trutnev, Cand. Eng. Sci., Associate Professor Perm State Agricultural Academy, Perm, Russia, 113, G.Khasana St., Perm 614025 Russia, E-mail: [email protected]

ABSTRACT

For dispensing animal feed to animals bulk dispensers are used in the farms. One of them is spiralscrew feeder (SSF). Helical speed can vary with time when changing the voltage and the load on the actuator. Issued dose volume will vary in a continuous mode. To eliminate this drawback it is proposed to conduct a discrete dosage by setting the number of spiral turns (the number of units issued in one revolution). The process of movement of feed, consider various types of motion in the housing SSF. On the basis of theoretical research in the process of movement of the material (SSF), we obtained expression (6, 12, 15, 17) to determine the volume of material moved at a spiral turn, these expressions make it possible to determine the number of turns of the spiral for the issuance of the necessary food portions within 1...2 kg increments fold volume inter-turn space spirals. Granulated feed (GOST 9268 - 70) was taken as dosing material. Experimental studies in the Perm State Agricultural Academy with the model sample SSF found that the average volume of a portion of feed SSF issued in one spiral turn close to the calculated values determined by the formula (17). Deviations from the theoretical volume of the dose of the experimental totaled 3.2 ... 12%. The smallest error -3.2% is on spiral with a radius of 35 mm, which proves the practical application of the resulting expression.

Key words: spiral screw feeder, discrete batching, inter-track volume, movable volume, portion.

References

1. Zolotarev P. S. Spiral'no-vintovoi transporter dlya sypuchikh materialov (Spiral-helix transporter for loose material), Tekhnika i oborudovanie dlya sela, 2009, No. 12, pp. 25-26.

2. Lyalin E. A., Trutnev M. A. Teoreticheskoe opisanie protsessa podachi spiral'no-vintovogo dozatora (Theoretical description of supply process of spiral-helical dosator), Materialy Vseros. nauch.-praktich. konf. molodykh uchenykh, aspir-antov i studentov (Perm', 11-14 marta 2014 goda) (Molodezhnaya nauka 2014: tekhnologii, innovatsii), Perm, IPTs "Prokrost", 2014, Ch. 4, pp. 26-28.

3. Arkhangel'skii V. Yu., Varenykh N. M., Chulkov V. P. Plant for automated batching of granular materials: design and analysis, Chemical and Petroleum Engineering, 2005, T. 41, No. 3-4, pp. 167-173.

4. Omel'chenko A. A., Kutsin L. M. Kormorazdayushchie ustroistva (Feed dispensers), Moscow, Mashinostroenie, 1971, 208 p.

5. Ustroistvo dlya upravleniya dozatorom kormorazdatchika (Control unit for feed dispenser), pat. 64018 Ros. Feder-atsiya № A01K5/02, zayavl. 07.02.07 , opubl. 27.06.07, 3 p.

6. Ekstrudirovannye korma dlya molodnyaka svinei i telok (Extruded feed for piglets and heifers), B. Bulka [i dr.], Kombikorma, 2005, No. 8, pp. 57-58.

7. Vygodskii M. Ya. Spravochnik po vysshei matematike (Guide on higher mathematics), Moscow, Nauka, 2006, P. 37.

8. Cleary P. W. DEM modelling of particulate flow in a screw feeder Model description, Progressin Computational Fluid Dynamics, an International Journal, 2007, V. 7, No. 2-4, pp. 128-138.

9. Shimizu Y., Cundall P. A. Three-dimensional DEM simulations of bulk handling by screw conveyors, Journal of Engineering Mechanics, 2001, V. 127, No. 9, pp. 864-872.

10. Isaev Yu.M., Artem'ev V.G., Pogodin V.P., Voronina M.V. K voprosu o vygruzke sypuchikh materialov iz skladov (To the issue of unloading loose materials out of stores) , Sb. nauch. trudov UGSKhA, Ul'yanovsk, UGSKhA, 1999, pp. 27-34.

11. Isaev Yu. M. Opredelenie zakonomernostei dvizheniya chastitsy v pruzhinnom transportere (Determining regulations of particles movement in coil transporter), Fundamental'nye issledovaniya, 2006, No. 5, pp. 44-45.

12. Voronina M. V. Povyshenie effektivnosti razgruzki konteiner-bunkerov i zernoskladov putem obosnovaniya par-ametrov pruzhinno-vintovykh vypusknykh ustroistv (Increase of efficiency of unloading container-bunkers and grain stores by means of justification of parameters of coil-helical escapement mechanism), dis. ... kand. tekhn. nauk, Ul'yanovsk-Saratov, 2001, 163 p.

13. Lyalin E. A., Trutnev M. A. K obosnovaniyu dliny zagruzochnogo okna spiral'no-vintovogo dozatora (To justification of loading window length in spiral-helical dosator), Materialy Vseros. nauch.-praktich. konf., posvyashch. 85-letiyu os-novaniya Permskoi GSKhA i 150-letiyu so dnya rozhdeniya D.N. Pryanishnikova (Perm', 11-13 noyabrya 2015 goda) (Agrotekhnologii KhKhI veka), Perm, IPTs "Prokrost", 2015, Ch. 4, pp.18-21.

14. Vintovye transportery (shneki) (Helical transporters) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: http://www.teleskopicheskie-pogruzchiki.ru/catalog/transportiruyushie-mashini/vintovie-transporteri-shneki.html (Data obrashcheniya: 11.03.2016)

15. Lyalin E. A. Krasnosel'skikh D. A., Trutnev M. A. Programma, metodika i rezul'taty eksperimental'nykh issledo-vanii spiral'no-vintovogo dozatora (Programme, methodology and results of investigations of spiral-helical dosator), Materi-aly Vseros. nauch.-praktich. konf. molodykh uchenykh, aspirantov i studentov, posvyashch. 85-letiyu osnovaniya FGBOU VPO Permskaya GSKhA i 150-letiyu so dnya rozhdeniya D.N. Pryanishnikova (Perm', 10-13 marta 2015 goda) (Molodezhnaya nauka 2015: tekhnologii, innovatsii), Perm, IPTs "Prokrost", 2015, Ch. 3, pp. 334-338.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.