Научная статья на тему 'Разработка и исследования питающего устройства плющилки зерна'

Разработка и исследования питающего устройства плющилки зерна Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
219
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛЮЩЕНИЕ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ / EFFICIENCY / КОРМ / FODDER / ЗАТРАТЫ / ЗЕРНО / GRAIN / ПИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО / ВАЛ / CRUSHING / CONSUMPTION / FEEDING UNIT / ROLLER

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Савиных П.А., Казаков В.А., Мошонкин А.М.

Для нужд кормопроизводства разработана структурная и конструктивно-технологическая схема плющилки кормового зерна с питающим устройством. С целью повышения эффективности процесса получения плющёного корма проведены теоретические исследования параметров перемещения зерновки: определена оптимальная величина и направление скорости движения зерновки V0 , при которой требуется наименьшее время для прохождения зерновкой рабочей зоны плющения, и наблюдается наибольшая пропускная способность при плющении зерна: V0 = V = ω R, где ω R линейная скорость на рабочих поверхностях вальцов для плющения радиусом R, вращающихся навстречу друг другу со скоростью ω. Изготовлен экспериментальный (опытный) образец плющилки зерна с питающим устройством, имеющим вращающийся рабочий орган питающий валец. Проведены экспериментальные исследования питающего устройства: изучено влияние изменения величины окружной скорости (линейной скорости наружных кромок лопастей) питающего вальца на основные технико-экономические показатели технологического процесса получения плющёного зернового корма пропускную способность машины (т/ч) и удельное потребление энергии (кВт*ч/т). Установлено, что поступление зерна в зону плющения из питающего устройства со скоростью, равной или близкой к окружной скорости вальцов для плющения (8,5 м/с), приводит к повышению пропускной способности плющилки с 0,596 т/ч до 1,22 т/ч (в 2,04 раза) и снижению энергоёмкости процесса с 6,225 кВт*ч/т до 3,75 кВт*ч/т (в 1,6 раза), при этом наилучшие показатели получения плющёного корма наблюдаются в интервале скоростей ввода зерна в зону плющения 8...9 м/с, что практически соответствует окружной скорости вальцов для плющения.

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.

STUDY AND DEVELOPMENT OF FEEDING UNIT OF GRAIN CRUSHER

Constructive-technological and structural design of grain crusher with feeding unit was developed for fodder production. Theoretical research of movement parameters of grain was conducted in order to improve technological process of forage crushing. The optimal value and direction of speed for grain movement V0, which takes the least time to complete the working area by grain and provides the highest throughput in crushing process is determined: V0 = Vmax = ωR, where ωR is the linear speed on the working surfaces of crushing rollers of radius R rotating towards each other at the speed ω. The experimental (prototype) sample of grain crusher with feeding unit with rotating working body feeding roller is made. The following experimental research of feeding unit was carried out: the influence of changes in circumferential speed (linear speed of the outer edges of blades) of feeding roller on the main technical and economic parameters such as throughput of the machine (t/h) and specific energy consumption (kW*h/t) during the technological process of crashed grain fodder production. It is established that the entry of grain into the crushing area of feeding unit at a rate equal or close to the circumferential speed of crushing rollers (8.5 m/s) leads to an increase in throughput of grain crusher from 0.596 t/h to 1.22 t/h (2.04 times), reduce in energy consumption during the process from 6.225 kW*h/t to 3.75 kW*h/t (1.6 times). Whereas, the best performance of obtaining the crashed fodder is observed in the interval of entering speed of grain in crushing area equal to 8...9 m/s, that practically corresponds to the circumferential speed of crushing rollers.

Текст научной работы на тему «Разработка и исследования питающего устройства плющилки зерна»

References

1. Technical information axial piston pumps series 90, Sauer-Danfoss company, Germany, march 2016, 91 p.

2. Technical information axial piston motors series 90, Sauer-Danfoss company, Germany, september 2016, 44 p.

3. Eaton heavy duty hydrostatic transmissions. Models 33 through 76. Eaton Corporation, USA, june 1997, 32 p.

4. Axial piston fixed motor A2FM series 6, Bosch Rexroth Group, Germany, june 2012, 46 p.

5. Axial piston variable pump A4VTG series 33, Bosch Rexroth Group, Germany, august 2012, 20 p.

6. Zemskov A.M. Tekhnologiya povysheniya dolgovechnosti ob"emnogo gidroprivoda (na primere GST-112), (Technology to increase the durability of hydraulic gear), dis. ... kand. tekhn. nauk, Saransk, 2014, pp. 13-42.

7. Frolov L.B. Izmerenie krutyashchego momenta (Torque measurement), Moskva, Izd-vo Energiya, 1967, 120 p.

8. Maslov N.A. Sozdanie stenda dlya posleremontnyh ispytanij gidromotorov dorozhnyh, stroitel'nyh i pod"emno-transportnyh mashin (Creation of stand for post-repair testing of hydraulic motors of road, construction and lift-and-carry machines), dis. ... kand. tekhn. nauk, Novosibirsk, 2006, pp. 8-25.

9. Kolchin, A.V., Kargiev B.Sh. Dinamicheskie metody diagnostirovaniya gidrotransmissij sel'skohozyajstvennyh kombajnov (Dynamic methods of hydro transmission diagnosis of agricultural combines), teoreticheskoe i nauchno-prakticheskoe izdanie Trudy GOSNITI, 2005, No. 98, pp. 15-23.

10. Stend dlya ispytaniya agregatov gidroob"emnyh privodov (Stand for testing the aggregates of hydrostatic gear), pat. 2146339 Ros. Federaciya. No 99106747/06; zayavl. 31.03.1999; opubl. 10.03.00, Byul. No 7. 7 p.

11. Stend dlya ispytaniya reguliruemyh aksial'no-porshnevyh gidronasosov i gidromotorov (Stand for testing the adjustable axial piston hydraulic pumps and hydraulic motors), pat. 2381385 Ros. Federaciya. No 2008137350/06; zayavl. 19.09.08; opubl. 10.02.10, Byul. No 4. 7 p.

12. Ustrojstvo ocenki tekhnicheskogo sostoyaniya gidrostaticheskoj transmissii (The device for assessing the technical condition of hydrostatic transmission), pat. 74328 Ros. Federaciya. No 2008106421/22; zayavl. 19.02.08; opubl. 27.06.08, Byul. No 18. 4 p.

13. Stend dlya ispytaniya gidromotorov (Stand for hydraulic motors testing), pat. 47057 Ros. Federaciya. No 2005108014/22: zayavl. 21.03.05; opubl. 10.08.05, Byul. No 22. 5 p.

14. Hydraulic Component Test Stand model 850 Product Brochure, Aidco test systems, USA, 2017, 4 p.

15. Rossijskij proizvoditel' stendov dlya toplivnoj apparatury dizelej i gidroagregatov razlichnoj tekhniki Proizvod-stvennoe Ob"edinenie OOO «Stendovoe oborudovanie» (The OOO "Stendovoe Oborudovanie" production association, Russian manufacturer of stands for diesel fuel equipment and hydraulic units of various equipment), Elektronnyj resurs, Rezhim dostupa: http://dta-stend.ru/contacts/ (data obrashcheniya 8.05.18).

16. OOO «Gidrospecstend» razrabotka i izgotovlenie ispytatel'nyh stendov dlya specializirovannoj tekhniki (The OOO "Gidrospetsstend" development and production of stands for special-purpose equipment testing), Elektronnyj resurs, Rezhim dostupa: http://hydrospecstand.ru (data obrashcheniya 10.05.18).

УДК 631.353

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ ПИТАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПЛЮЩИЛКИ ЗЕРНА

П. А. Савиных, д-р техн. наук, профессор;

В. А. Казаков, канд. техн. наук; А. М. Мошонкин, аспирант,

ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока,

ул. Ленина, 166а, г. Киров, Россия, 610007

E-mail: priemnaya@fanc-sv.ru

Аннотация. Для нужд кормопроизводства разработана структурная и конструктивно-технологическая схема плющилки кормового зерна с питающим устройством. С целью повышения эффективности процесса получения плющеного корма проведены теоретические исследования параметров перемещения зерновки: определена оптимальная величина и направление скорости движения зерновки V0, при которой требуется наименьшее время для прохождения зерновкой рабочей зоны плющения, и наблюдается наибольшая пропускная способность при плющении зерна: V0 = V = юЛ, где юЛ - линейная скорость на рабочих поверхностях вальцов для плющения радиусом R, вращающихся навстречу друг другу со скоростью ш. Изготовлен экспериментальный (опытный) образец плющилки зерна с питающим устройством, имеющим вращающийся рабочий орган - питающий валец. Проведены экспериментальные исследования

питающего устройства: изучено влияние изменения величины окружной скорости (линейной скорости наружных кромок лопастей) питающего вальца на основные технико-экономические показатели технологического процесса получения плющеного зернового корма - пропускную способность машины (т/ч) и удельное потребление энергии (кВт*ч/т). Установлено, что поступление зерна в зону плющения из питающего устройства со скоростью, равной или близкой к окружной скорости вальцов для плющения (8,5 м/с), приводит к повышению пропускной способности плющилки с 0,596 т/ч до 1,22 т/ч (в 2,04 раза) и снижению энергоемкости процесса с 6,225 кВт*ч/т до 3,75 кВт*ч/т (в 1,6 раза), при этом наилучшие показатели получения плющеного корма наблюдаются в интервале скоростей ввода зерна в зону плющения 8...9 м/с, что практически соответствует окружной скорости вальцов для плющения.

Ключевые слова: плющение, эффективность, корм, затраты, зерно, питающее устройство, вал.

Введение. Современное состояние сельскохозяйственного производства предполагает стабильно высокие показатели получения животноводческой продукции на основе применения передовых технологий ведения производства и организации труда, достаточный уровень обеспеченности сбалансированными кормами для всех групп сельскохозяйственных животных [1]. В животноводческой отрасли сельского хозяйства остается актуальной проблема эффективного получения концентрированных кормов на основе кормового зерна, сухого или влажного, решить которую в значительной мере возможно, применяя технологии и машины плющения фуражного зерна для приготовления готового корма - плющеного зерна для различных групп сельскохозяйственных животных [2, 3, 4]. Процесс получения плющеного корма из зерна, известный из уровня техники, состоит из деформации и разрушения (плющения) зерен при прохождении их через зазор между вращающимися навстречу друг другу вальцами. Для его исполнения предлагается плющилка зерна, новизна технологического процесса которой

заключается в том, что зерно в нужном количестве, с необходимой скоростью и направлением подается в рабочую зону (межвальцовый зазор) плющилки - питающее устройство. В ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока проведен анализ патентной и научно-технической литературы по технологиям и техническим средствам приготовления зерновых кормов, и как составной их части - получения плющеного зерна [5-8], с учетом которых определена цель исследований - разработка структурной и конструктивно-технологической схемы плющилки зерна с питающим устройством; усовершенствование технологического процесса получения плющеного зернового корма путем оптимизации конструктивно-технологических параметров питающего устройства.

Методика. Разработана структурная (рис. 1) и конструктивно-технологическая (рис. 2) схемы плющилки зерна с питающим устройством. Операции технологического процесса получения зернового корма новой плющилкой, согласно [9], условно разделяются на две группы: механические перемещения (транспортирование) и преобразования.

(с1,УоМ Т)

* 0'=0>р ОШ^УЖТ)

Рис. 1. Структурная схема и технологические операции в плющилке кормового зерна

Первая группа включает в себя подачу кормового зерна на плющение (участок траектории движения зерновки ОВ), вывод полученного корма из рабочей зоны плющилки наружу (участок СО); преобразования включа-

ют в себя плющение кормового зерна (участок ВС). Перемещения и преобразования организуют непрерывный технологический процесс получения плющеного корма, их оптимальное сочетание определяет эффек-

тивность протекания технологического про- щим устройством для подачи зерна в её рабо-

цесса любой машины. чую зону представлена на рисунке 2, а и б;

Конструктивно-технологическая схема новизна плющилки подтверждена патентами

плющилки сухого и влажного зерна с питаю- на изобретение ЯИ 257780 и ЯИ 2628297.

4 Т 6 11 .2

2 5 4

7

11 3

5 8 12

а б

Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема плющилки кормового зерна (а)

и её питающего устройства (б)

Плющилка зерна состоит из рамы 1, питающего бункера 2 с окном 3 и регулировочной заслонкой 4, канала 5, питающего вальца 6 с канавками, вальцов для плющения 7 и 8. Левый валец 7 установлен на неподвижной опоре, а правый 8 - на раме 2 с возможностью регулировки зазора 14. Приводы вальцов 6, 7 и 8 осуществляются от электродвигателя 9 клиноременными передачами 10. Установка питающего вальца 6 в питающем бункере 2 плющилки над регулируемым по высоте окном 3 разрыхляет поступающее в бункер на плющение зерно 11, что устраняет его зависание в бункере 2, тем самым обеспечивает не-

прерывность и равномерность подачи зерна 11 на плющение и, следовательно, повышает производительность плющилки.

Результаты. С целью оптимизации технологического процесса плющения зерна, с учётом результатов предыдущих исследований [10, 11], проведены теоретические исследования технологической операции преобразований - плющения зерна, которые определили величины параметров перемещения фуражного зерна - скорость и направление движения зерновок в точку ввода их в зону преобразований - т. В (рис. 1, рис. 3 а, рис. 3 б), при которых плющение наиболее эффективно.

8

г1

б

Рис. 3. Технологический процесс получения плющёного зернового корма плющилкой (а)

и движение зерновки в зоне плющения (б)

а

Полный технологический процесс плющения зерна двумя вальцами в общем виде представлен на рисунке 3 а. Преобразования, происходящие при плющении, заключаются в следующем. Зерновка 11 попадает в питающий бункер 2 (рис. 3 а), захватывается лопастью 5 питающего вальца, движется вместе с ней и приобретает начальную скорость У1, отрывается от лопасти в т. О и движется вниз - в зону плющения (т. В) (рис. 3 а, б), образованную вальцами 7 и 8. Принимаем, что величина V1 будет меньше или равной окружной скорости вальцов для плющения V, так как в противном случае произойдёт заваливание зоны плющения зерном, вследствие чего резко снизится пропускная способность плющилки. Скорость зерновки меняется с V1 до Vo , т.к. при движении она находится под действием силы тяжести, и преодолевает сопротивление воздуха. Расстояние I, пройденное зерновкой, невелико, поэтому принимаем допущение: V1=V0. Окружная скорость вращающихся навстречу друг другу вальцов 7 и 8 будет составлять величину юЯ = V, (м/с), где ю (рад/с) - частота вращения вальцов для плющения, Я, (м) - радиус. Для настоящих исследований принимаем общий случай: V0 <юЯ = V.

Захваченная в точке В (согласно [12]) зерновка движется, ускоряясь с V0 (точка В) до

V = юЯ (точка С), и проходит расстояние I = ВС (рис. 2), расплющиваясь с толщины d = Б0 до величины межвальцового зазора Н1 = Б. Принимаем, что минимальное время ^ прохождения рабочей зоны плющения I = ВС каждой зерновкой обеспечивает максимальную производительность плющилки.

Уравнение движения зерновки в рабочей зоне в общем виде будет иметь вид (рис. 3, б): тШ = год + Ртр + р, (1) где т - масса зерновки, Fтр= Р/ - сила трения, Р = N - распорная сила.

Проецируем (1) на ось 02:

тШ = тд + Р/ (2)

Величину Р вычисляем согласно [13].

Выражение (2) интегрируем и решаем: йУ

т— = тд + РТр . (3)

Получаем выражение:

т 2 \т 2/

+ У01 + 10. (4)

А так как (— + —) = А - величина посто-

\т 2/

янная, то (4) запишем следующим образом:

1 = АЬ2 + У01 + 10 . (5)

С учётом ограничений: О <У0 < V = а>Я и 1тах < VЯ о ~ 5). выполнены графические зависимости ( от V0 и I (рис. 4).

Рис. 4. Движение зерновки в рабочей зоне плющения в зависимости от скорости V0

её ввода в рабочую зону

Анализ теоретических исследований (представленный на рис. 4) показывает, что наибольшая пропускная способность плющения зерна наблюдается при наименьшем времени прохождения зерновкой зоны плющения: данное условие выполняется, если скорость ввода зерновки в рабочую зону плюще-

ния V0 равна линейной скорости на рабочих поверхностях вальцов для плющения: у0 = V = соЯ.

Следующим этапом оптимизации технологического процесса получения плющеного зернового корма плющилкой с питающим устройством являются эксперимен-

тальные исследования. Для этих целей раз- готовлен его опытный образец (рис. 5 а) с работана конструктивно-технологическая вращающимся рабочим органом - питаю-схема питающего устройства (рис. 2 б) и из- щим вальцом (рис. 5 б).

а б

Рис. 5. Общий вид опытного образца питающего устройства (а) и её рабочего органа -

питающего вальца (б)

Питающее устройство установлено на серийно выпускаемую плющилку ПЗ-1. Общий вид опытного образца машины для плющения с устройством ввода представлен на рисунке 6, конструктивно-технологическая схема -на рисунке 2, а. Перед установкой питающего устройства серийно выпускаемая кормоприго-

товительная машина (плющилка зерна) ПЗ-1 со следующими техническими показателями: диаметром вальцов для плющения В = 275 мм, частотой вращения вальцов п = 600 мин- , шириной вальцов В = 150 мм, после регулировки межвальцового зазора до к1 = 0,9 мм - проверена на работоспособность.

Рис. 6. Общий вид плющилки зерна ПЗ-1 с установленным на ней питающим устройством

В результате установлено следующее: требление энергии - 6,225 кВт*ч/т при каче-

при плющении фуражного ячменя сорта Аба- стве полученного продукта, удовлетворяюще-

ва влажностью 12% производительность ма- го зоотехническим требованиям. Затем пита-

шины ПЗ-1 составила 0,596 т/ч, удельное по- ющее устройство с диаметром питающего

вальца D пит=200 мм, количеством лопаток Z = 16 шт., шириной l = 150 мм установлено над рабочей зоной плющения на высоте L = 330 мм; за счёт смены шкивов привода клиноремённой передачи имеется возможность менять обороты питающего вальца, и, как следствие, - скорость V подачи кормового зерна из питающего бункера в рабочую зону (зону плющения) плющилки зерна.

Целью данного этапа экспериментальных исследований являлось изучение влияния изменения величины окружной скорости (линейной скорости наружных кромок лопастей) питающего вальца на основные технико-экономические показатели процесса получения плющёного зернового корма - пропускную способность машины (т/ч) и удельное потребление энергии (кВт*ч/т).

При проведении однофакторных экспериментов меняли шкивы привода питающего вальца и устанавливали его обороты в 450, 500, 800 и 900 мин- , что соответствует окружной скорости наружных кромок лопастей вальца 4,71, 5,23, 8,37 и 9,42 м/с соответственно. Межвальцовый зазор (0,9 мм), пара-

метры зерна для плющения оставались неизменными (как при плющении без питающего устройства): кормовой ячмень сорта Абава влажность зерна - 12%, средневзвешенный размер по толщине зерна - 2,85 мм. Опыты проводились в трёхкратной повторности, результаты опытов обрабатывали согласно общепринятым методикам.

По результатам проведенных однофак-торных экспериментов построены графические зависимости изменения основных показателей технологического процесса плющилки зерна с питающим устройством от частоты оборотов и, соответственно, окружной скорости питающего вальца (рис. 7). Принято допущение, что зерно по подводящему каналу поступает в рабочую зону плющения с той же скоростью V0, с которой сходит с лопастей питающего вальца: V0= V1, т.к. расстояние ^ пройденное зерновкой в канале, невелико, а при плющении зерна без питающего устройства зерно свободно падает из питающего бункера через окно в нём без сопротивления воздуха и имеет скорость в т. В, равную 0,24 м/с.

Я,

кВт*ч

т кШ*Ь

t

О, т/ч

т

0,9

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

200

400

600 п, минтт'1 1000

Я,

кВт*ч

т кШ*Ь

t

1,3

О, т/ч

т

0,9 0,7 0,5

1 1 1 1 1 « %

N ч! - /= юЯ \

О 1 1 1 ч 1 \ 1 \| ъа Ч 1

1 \/ 1 У яГ " % »

1 1 1 1 1 1

6 /, м/с т/э 10

Рис. 7. Зависимости изменения производительности плющения Q и удельных энергозатрат q плющилки зерна от частоты оборотов п и окружной скорости V0 (б) питающего вальца

7

а

7

4

3

0

2

4

б

Анализ полученных зависимостей показывает высокую эффективность применения питающего устройства: поступление зерна в зону плющения со скоростью, равной или близкой к окружной скорости вальцов для плющения (8,5 м/с), приводит к повышению пропускной способности плющилки с 0,596 т/ч до 1,22 т/ч (в 2,04 раза), снижает энергоёмкость процесса с 6,225 кВт*ч/т до 3,75 кВт*ч/т (в 1,6 раза), при этом наилучшие показатели технологического процесса плющения наблюдаются в интервале скоростей ввода зерна в зону плющения - 8...9 м/с, что практически соответствует окружной скорости вальцов для плющения (для плющилки ПЗ-1 данная скорость равна 8,5 м/с). Следовательно, экспериментальные исследования подтверждают представленные выше теоретические предположения о том, что пропускная способность плющения достигает своего максимума при подводе зерна в зону плющения со скоростью, равной окружной скорости вальцов для плющения.

Выводы. 1. Разработана структурная и конструктивно-технологическая схема плющилки кормового зерна и её питающего устройства. Проведены теоретические исследования параметров перемещения зерновки в тех-

нологическом процессе получения плющёного корма: определена оптимальная величина скорости V0 ввода зерновки в зону плющения, при которой наблюдается наибольшая пропускная способность плющилки: V0 = V = шR, где V -окружная скорость вальцов для плющения.

2. Экспериментально установлено, что подача зерна в рабочую зону (зону плющения) плющилки из питающего устройства со скоростью, равной или близкой к окружной скорости вальцов для плющения (8,5 м/с), приводит к повышению пропускной способности плющилки с 0,596 т/ч до 1,22 т/ч (в 2,04 раза), снижает энергоёмкость процесса с 6,225 кВт*ч/т до 3,75 кВт*ч/т (в 1,6 раза), при этом наилучшие показатели плющения наблюдаются в интервале скоростей ввода зерна в зону плющения 8...9 м/с, что практически соответствует окружной скорости рабочих поверхностей вальцов для плющения.

Исследования позволяют на стадии проектирования разработать плющилку зерна с высоким качеством производимого ею продукта, минимальной энергоёмкостью рабочего процесса и максимально возможной пропускной способностью для выбранной конструктивно-технологической схемы.

Литература

1. Сычугов Н. П., Сычугов Ю. В., Исупов В. И. Механизация послеуборочной обработки зерна и семян трав. Киров : ФГУИПП «Вятка», 2003. 368 с.

2. Рекомендации по заготовке и использованию высоковлажного фуражного зерна / В. А. Сысуев, В. И. Сыро-ватка, В. Д. Попов [и др.]. М. : Россельхозакадемия, 2006. 130 с.

3. Направления совершенствования технологии обработки зерна при производстве комбикормов / В. А. Шар-шунов, А. В. Червяков [и др.] // Материалы общего собрания Академии агрегатных наук Республики Беларусь. Минск, 1999. С. 51-60.

4. Сычугов Ю. В. Повышение эффективности послеуборочной обработки зерна путем совершенствования технических средств и технологических линий // Разработка и внедрение технологий и технических средств для АПК Северо-Восточного региона РФ : Материалы Международной научно-практической конференции 10-11 июля 2007 г. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 2007. С. 181-185.

5. Sebestuen E. J. Grinding of animal feeding stuffs // Journal of Flaut and Animal Feed Milling. Мау. 1974. P. 32-39.

6. Савиных П. А., Сычугов Ю. В., Казаков В. А. Ресурсо-энергосберегающие технологии и машины для обработки зерна и получения кормов // Problemy intensyfikacji produkcji zwierzçcej z uwzglçdnieniem poprawy struktury obszarowej gospodarstw rodzinnych, ochrony srodowiska i standardôw UE. Materialy na konferencjç 18-19 wrzesnia 2012. Warszawa: Institute Technologczno-Przyrodniczy w Falentfch, 2012. Р. 244-248.

7. Савиных П. А., Казаков В. А. Новая плющилка для производства зерновых кормов // Вестник Марийского государственного университета. 2015. № 2 (2). С. 44-48.

8. Казаков В. А. Технические средства для получения плющенного фуражного зерна // Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики : материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф. «Наука-Технология-Ресурсосбережение», г. Киров, 03 февраля 2015 г. Киров : ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2015. Вып. 16. С. 87-92.

9. Марсов В. И., Славуцкий В. А. Автоматическое управление технологическими процессами на предприятиях строительной индустрии. Стройиздат : Ленинградское отделение, 1975. 287 с.

10. Sysuev Vasiliy, Semjons Ivanovs, Peter Savinyh, Vladimir Kazakov. The movement and transformation of grain in a two-stage crusher // In: Engineering for Rural Development, Proceedings, Volume 14, Jelgava, pp. 22-27.

11. Казаков В. А., Мошонкин А. М. Усовершенствование питающего устройства двухступенчатой плющилки зерна // Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России : Сб. материалов Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, посвящается 100-летию академика Д. К. Беляева. Т. 3. Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская ГСХА, 2017. С. 75-79.

12. Ромалийский В. С. Плющилка для влажного зерна // Комбикорма. 2004. № 6. С. 23.

13. Андрианов А. М. Определение производительности плющилки для зерна. // Механизация подготовки кормов в животноводстве : Сб. науч. тр. Воронежского СХИ им. К.Д. Глинки. Воронеж, 1984. С. 25-35.

STUDY AND DEVELOPMENT OF FEEDING UNIT OF GRAIN CRUSHER

P. A. Savinykh, Dr. Tech. Sci., Professor V. A. Kazakov, Cand. Tech. Sci. A. M. Moshonkin, Post-Graduate Student Federal Agrarian Research Center of North-East 166a, Lenina St., Kirov, 610007, Russia E-mail: priemnaya@fanc-sv.ru

ABSTRACT

Constructive-technological and structural design of grain crusher with feeding unit was developed for fodder production. Theoretical research of movement parameters of grain was conducted in order to improve technological process of forage crushing. The optimal value and direction of speed for grain movement V0, which takes the least time to complete the working area by grain and provides the highest throughput in crushing process is determined: V0 = Vmax = rnR, where rnR is the linear speed on the working surfaces of crushing rollers of radius R rotating towards each other at the speed ю. The experimental (prototype) sample of grain crusher with feeding unit with rotating working body -feeding roller is made. The following experimental research of feeding unit was carried out: the influence of changes in circumferential speed (linear speed of the outer edges of blades) of feeding roller on the main technical and economic parameters such as throughput of the machine (t/h) and specific energy consumption (kW*h/t) during the technological process of crashed grain fodder production. It is established that the entry of grain into the crushing area of feeding unit at a rate equal or close to the circumferential speed of crushing rollers (8.5 m/s) leads to an increase in throughput of grain crusher from 0.596 t/h to 1.22 t/h (2.04 times), reduce in energy consumption during the process from 6.225 kW*h/t to 3.75 kW*h/t (1.6 times). Whereas, the best performance of obtaining the crashed fodder is observed in the interval of entering speed of grain in crushing area equal to 8...9 m/s, that practically corresponds to the circumferential speed of crushing rollers. Key words: crushing, efficiency, fodder, consumption, grain, feeding unit, roller.

References

1. Sychugov N. P., Sychugov Yu. V., Isupov V. I. Mekhanizatsiya posleuborochnoi obrabotki zerna i semyan trav (Mechanization of post-harvesting treatment of grain and grass seeds), Kirov, FGUIPP «Vyatka», 2003, 368 p.

2. Sysuev V. A., Syrovatka V. I., Popov V. D. et al. Rekomendatsii po zagotovke i ispol'zovaniyu vysokovlazhnogo fura-zhnogo zerna (Recommendations on stocking and use humid forage grain), Moscow, Rossel'khozakademiya, 2006, 130 p.

3. Sharshunov V. A., Chervyakov A. V. et al. Napravleniya sovershenstvovaniya tekhnologii obrabotki zerna pri pro-izvodstve kombikormov (Directions of development of grain processing technology in the production of fodders), Materialy obshchego sobraniya Akademii agregatnykh nauk Respubliki Belarus', Minsk, 1999, pp. 51-60.

4. Sychugov Yu. V. Povyshenie effektivnosti posleuborochnoi obrabotki zerna putem sovershenstvovaniya tekhnich-eskikh sredstv i tekhnologicheskikh linii (Increase in efficiency of post-harvesting treatment of grain by the modernization of technical facilities and technological line), Razrabotka i vnedrenie tekhnologii i tekhnicheskikh sredstv dlya APK Severo-Vostochnogo regiona RF, Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii 10-11 iyulya 2007 g., Kirov, NIISKh Severo-Vostoka, 2007, pp. 181-185.

5. Sebestuen E. J. Grinding of animal feeding stuffs, Journal of Flaut and Animal Feed Milling, Mau, 1974, pp. 32-39.

6. Savinykh P. A., Sychugov Yu. V., Kazakov V. A. Resurso-energosberegayushchie tekhnologii i mashiny dlya obrabotki zerna i polucheniya kormov (Resource- and-energy saving technologies and machines for grain processing and fodder obtaining), Problemy intensyfikacji produkcji zwierz^cej z uwzgl^dnieniem poprawy struktury obszarowej gosp o-darstw rodzinnych, ochrony srodowiska i standardow UE, Materialy na konferenj 18-19 wrzesnia 2012, Warszawa, Institute Technologczno-Przyrodniczy w Falentfch, 2012, pp. 244-248.

7. Savinykh P. A., Kazakov V. A. Novaya plyushchilka dlya proizvodstva zernovykh kormov (New grain crusher for the production of grain fodders), Vestnik Mariiskogo gosudarstvennogo universiteta, 2015, № 2 (2), pp. 44-48.

8. Kazakov V. A. Tekhnicheskie sredstva dlya polucheniya plyushchennogo furazhnogo zerna (Technical facilities for obtaining the crushed forage grain), Uluchshenie ekspluatatsionnykh pokazatelei sel'skokhozyaistvennoi energetiki, materialy VIII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. «Nauka-Tekhnologiya-Resursosberezhenie», g. Kirov, 03 fevralya 2015 g., Kirov, FGBOU VPO Vyatskaya GSKhA, 2015, Vyp. 16, pp. 87-92.

9. Marsov V. I., Slavutskii V. A. Avtomaticheskoe upravlenie tekhnologicheskimi protsessami na predpriyatiyakh stroitel'noi industrii (Automatic control of technological processes at the enterprises of construction industry), Stroiizdat, Leningradskoe otdelenie, 1975, 287 p.

10. Sysuev Vasiliy, Semjons Ivanovs, Peter Savinyh, Vladimir Kazakov The movement and transformation of grain in a two-stage crusher, In: Engineering for Rural Development, Proceedings, Volume 14, Jelgava, pp. 22-27..

11. Kazakov V. A., Moshonkin A. M. Usovershenstvovanie pitayushchego ustroistva dvukhstupenchatoi plyushchilki zerna (Improvement of feeding unit in a two-stage grain crusher), Agrarnaya nauka v usloviyakh mo-dernizatsii i inno-vatsionnogo razvitiya APK Rossii, Sb. materialov Vserossiiskoi nauchno-metodicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchaetsya 100-letiyu akademika D. K. Belyaeva, T. 3, Ivanovo, FGBOU VO Ivanovskaya GSKhA, 2017, pp. 75-79.

12. Romaliiskii V. S. Plyushchilka dlya vlazhnogo zerna (Crusher for wet grain), Kombikorma, 2004, № 6, P. 23.

13. Andrianov A. M. Opredelenie proizvoditel'nosti plyushchilki dlya zerna (Determination of production performance of grain crusher), Mekhanizatsiya podgotovki kormov v zhivotnovodstve, Sb. nauch. tr. Voronezhskogo SKhI im. K.D. Glinki, Voronezh, 1984, pp. 25-35.

УДК 665.3: 532.685

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СВЯЗИ МАССОВОЙ И ОБЪЕМНОЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ МАСЛА В СЕМЕНАХ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Е. В. Славнов, д-р техн. наук, профессор; ФГБУН Пермский ФИЦ УрО РАН, ул. Королева 1, г. Пермь, Россия, 614000 E-mail: slavnov@icmm .ru;

М. А. Трутнев, канд. техн. наук, доцент; А. В. Костицин, аспирант, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990 E-mail: kaftog@pgsha.ru

Аннотация. Исследования проведены в лаборатории «Микромеханика структурно-неоднородных сред» ФГБУН Пермский ФИЦ УрО РАН и лаборатории освоения агрозоотехно-логий ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ. Согласно ГОСТу 10857-64, одной из оценок семян масличных культур является масличность, то есть массовая концентрация масла в семенах Стм. Однако, при математическом описании отжима масла используются уравнения, в которых среда рассматривается как двухкомпонентная смесь, содержащая жидкую (масло) и плотную (все остальное) компоненты с соответствующими плотностями рм, рпк. При этом в расчетах используется объемная концентрация масла CVM, которая связана с массовой зависимостью

f _ а-Стм , где a = рпк /рм. Затруднение вызывает определение плотности плотной ком™ " Стм (а-1) +1

поненты рпк. Для решения этой задачи и вычисления зависимости объемной концентрации от массовой разработана методика и проведены экспериментальные исследования на семенах рапса и подсолнечника. Предлагаемая методика осуществляется в две стадии. На первой из них определяется масличность семян (массовая концентрация масла Стм) и плотность отжатого из них масла рм. Далее измельчают навеску семян, например, экструзией, и получают «раствор» плотной компоненты в масле, плотность которого известна. Подготовленный образец взвешивают и помещают в цилиндр с хорошо притертым поршнем. Образец уплотняют давлением и вычисляют его объем по высоте образца в цилиндре при известной площади внутреннего диаметра цилиндра. На второй стадии вычисляют плотности плотной компоненты и объемной

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.