CC BY
39
05.20.00 ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
05.20.01
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИБРАЦИОННОГО ОТДЕЛИТЕЛЯ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ЗЕРНА
Баженов Владимир Аркадиевич, кандидат технических наук,
доцент кафедры «Автоматизированный электропривод» Мякишев Андрей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Петров Виталий Анатолиевич, ассистент кафедры «Эксплуатация и ремонт машин» Федоров Олег Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация и ремонт машин» Широбоков Владимир Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация и ремонт машин» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», Ижевск (Россия)
Аннотация. Введение. Статья посвящена исследованиям в области отделения неорганических примесей при дроблении зерна для кормления сельскохозяйственных животных.
Материалы и методы. Рассматриваются зоотехнические и технико-экономические требования при дроблении зерна для скармливания животным. Приводятся сведения о неэффективной работе устройств для очистки зерна от неорганических примесей и возникающие вследствие этого проблемы. Представлены некоторые устройства для удаления примесей из измельчаемого зерна, их недостатки и преимущества. Приведена схема лабораторной установки вибрационного отделителя примесей из зерна и некоторые результаты предшествующих исследований. Поставлены цель и задачи исследований.
Результаты и обсуждение. Приведены результаты исследований лабораторной установки для отделения неорганических примесей из зерна с использованием вибрации. Установлены зависимости скоростей погружения примеси (гравия) во взаимно перпендикулярных плоскостях, а также результирующей скорости от амплитуды колебаний вибрационного лотка. Для определения пропускной способности вибрационного лотка найдена зависимость толщины слоя зерна на вибрационном лотке от амплитуды его колебаний. Предложена конструкция вибрационного отделителя примесей из зерна, установленного в приёмном бункере.
Заключение. Полученные зависимости позволяют определить конструктивные параметры вибрационного отделителя примесей по известной методике и установленных параметрах вибрации конкретной дробилки зерна в условиях сельскохозяйственных предприятий, а также могут быть использованы при модернизации существующего или проектирования нового оборудования для очистки зерна от неорганических примесей в процессе дробления.
Ключевые слова: анализ, амплитуда, бункер, вибрация, гравий, дробилка, зерно, задачи, зависимости, исследование, колебания, молотковая, модернизация, отделитель, очистка, примеси, проблема, результаты, ресурс, сепарация, скорость, схема, требования, устройство, установка, частота, цель, эффективность.
RESULTS OF PILOT STUDIES OF THE VIBRATION SEPARATOR OF IMPURITY FROM GRAIN LOTS
© 2016
Bazhenov Vladimir Arkadievich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Automated electric drive» Myakishev Andrey Aleksandrovich, the candidate of technical sciences, The associate professor of the chair «Health and safety» Petrov Vitaly Anatolievich, the assistant of the chair «Exploitation and repair of machines» Fedorov Oleg Sergeevich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Exploitation and repair of machines»
Shirobokov Vladimir Ivanovich, the candidate of technical sciences, the associate professor of the chair «Exploitation and repair of machines» Federal state budgetary educational institution of higher professional education «Izhevsk state agricultural Academy», Izhevsk (Russia)
Annotation. Introduction. Article is devoted to probes in the field of compartment of inorganic impurity when crushing grain for feeding of farm animals.
Materials and methods. Zoo technical and technical and economic requirements when crushing grain for feeding are considered by an animal. Data on inefficient operation of antipollution devices of grain from inorganic impurities and the problems arising in the investigation of it are provided. Some devices for removal of impurity from the crushed grain, their shortcomings and advantages are presented. The scheme of laboratory installation of a vibration separator of impurity from grain and some results of the previous probes is provided. The object and research problems are set.
Results and discussion. Results of probes of laboratory installation for compartment of inorganic impurity from grain with vibration use are given. Dependences of speeds of immersion of impurity (gravel) in mutually perpendicular planes, and also re-
27
УДК 631.3:658.562 © 2016
sultant speed from amplitude of fluctuations of a vibration tray are established. For determination of capacity of a vibration tray dependence of thickness of a layer of grain on a vibration tray from amplitude of its fluctuations is found. The construction of a vibration separator of impurity from the grain installed in the receiving hopper is offered.
Conclusion. The received dependences allow to determine design data of a vibration separator of impurity by the known technique and the set parameters of vibration of a concrete crusher of grain in the conditions of the agricultural enterprises, and also can be used at modernization existing or design of the new equipment for purification of grain of inorganic impurity in the course of crushing.
Key words: amplitude, cleaning, cleaning of grain, construction of a vibration separator, crusher, dependences, efficiency, frequency, grain, gravel, hammer crusher, inorganic impurities, modernization, oscillations, probe, receiving hopper, resource, scheme, separation, speed, separator of impurities, vibration.
Введение
Решение проблемы эффективного использования кормов животными во многом зависит от технико-экономических и качественных показателей работы оборудования для приготовления как кормовых смесей, так и отдельных компонентов рациона. Существующее оборудование для измельчения (дробления), например, зерновых кормов не в полной мере удовлетворяет зоотехническим и технико-экономическим требования. Одной из причин этого является неэффективное отделение неорганических (минеральных и металлических) примесей из зерна, поступающего в дробильную камеру дробилки. Имеющееся оборудование для очистки зерна от неорганических примесей на сельскохозяйственных предприятиях имеет большие массогабаритные показатели, является энергоёмким и используется в основном для очистки семенного материала.
В связи с этим возникает необходимость модернизации существующего или проектирования нового оборудования для очистки зерна от неорганических примесей в процессе дробления.
Материалы и методы
Зоотехнические требования и стандарты на комбикорма для сельскохозяйственных животных преду-
сматривают жесткие ограничения по количеству минеральных и металломагнитных примесей в готовом продукте. Так, например, допустимая массовая доля метал-ломагнитной примеси (частиц размером до 2 мм включительно) составляет не более 10 мг для молодняка свиней и не более 30 мг в 1 кг комбикорма для свиней на откорме, а допустимое содержание золы для этих же групп животных - 0,3 и 0,5 % соответственно [5, с. 65]. Для крупного рогатого скота допустимое содержание указанных примесей составляет: до 20 мг для телят и до 30 мг в 1 кг комбикорма для дойных коров, а содержание золы не более 0,7 % для обоих групп животных [5, с. 48]. Кроме того, неорганические примеси значительно снижают ресурс работы дробилки зерна, вызывая интенсивный износ решёт, дек и молотков. Исследованиями [12, с. 17] установлено, что при попадании в дробильную камеру инородных предметов (камней, металлических предметов) сепарирующие решета, а иногда и молотки, как правило, выходят из строя или интенсивно изнашиваются. В качестве примера на рисунке 1 представлены изношенные рабочие органы молотковой дробилки зерна: молоток, дека и решето, а на рисунке 2 - разрушенные решёта дробилок.
б
Рисунок 1 - Изношенные рабочие органы дробилки зерна: а - молоток; б - дека; в - решето
б
Рисунок 2 - Разрушенные решёта дробилок зерна: а - решето дробилки КДУ-2, диаметр отверстий 6 мм; б - решето дробилки ДКР-5М, диаметр отверстий 8 мм
а
в
а
Анализ работы ротационной дробилки кормов ДКР-5 в производственных условиях показал несостоятельность установленной перед дробильной камерой ловушки примесей [19, с. 2], что и подтверждается рисунком 2, б. Постоянный магнит, установленный в ловушке примесей или в бункере дробилки, не может обеспечить удаление из корма металломагнитных примесей в силу постепенного ослабления магнитного поля со временем [7, с. 101] и не воздействует на минеральные примеси.
Имеются разработки в плане удаления неорганических примесей из зерна при дроблении. В дробилке для фуражного зерна [8, с. 2; 16], которая содержит загрузочный бункер 9, дробильный барабан 1 без решета, систему транспортирования воздушно-продуктового потока, циклон 4 с сепаратором 5 и возвратным пневмопроводом 8 в корпусе вентилятора-швырялки 3 установлена ловушка твердых включений 12 (рисунок 3). Эффективность работы дробилки доказана исследованиями [12].
Пыль 1 10
Рисунок 3 - Схема дробилки для фуражного зерна: 1 - дробильный барабан; 2 - молотки;
3 - вентилятор-швырялка; 4 - циклон; 5 - сепаратор;
6, 7 - пневмопровод; 8 - возвратный пневмопровод;
9 - бункер; 10 - пылепровод; 11 - шлюзовой затвор;
12 -ловушка твёрдых включений
Исследования рабочего процесса данной дробилки [12; 20] и наблюдения позволили выяснить, что твёрдые включения (неорганические примеси) вместе с зерном поступают в дробильную камеру 1, затем через пневмопровод 6 - в вентилятор-швырялку 3 и оседают в нижней части корпуса в ловушке твёрдых включений 12. Отсутствие решета в дробильной камере, недостаточный напор вентилятора-швырялки для транспортирования неорганических примесей в циклон, сепаратор и в дробильную камеру и наличие ловушки твёрдых включений повышает эффективность работы дробилки за счёт снижения износа рабочих органов дробилки. Недостатком работы данной дробилки является то, что неорганические примеси, прежде чем попасть в ловушку твёрдых включений, проходят через дробильную камеру и вызывают износ молотков и дек.
Анализ работ [3; 6; 11] позволил разработать устройство для отделения неорганических примесей из зерна непосредственно перед дроблением с использованием вибрации. Дробилка для зерна (рисунок 4 ) [9, с. 2] аналогична по общему устройству с дробилкой для фураж-
ного зерна. Отличием является то, что в придонной части загрузочного бункера 9, на стенке параллельной оси дробильного барабана 1 установлен с возможностью осевого поворота слабонаклоненный вибрационный отделитель примесей 14, выполненный в виде Г-образной пластины. Дополнительно на стенке загрузочного бункера 9 установлен магнит 16 для улавливания металломагнитных примесей. Для создания вибрации в нижней части Г-образной пластины смонтирован вибропривод 15, выполненный на основе магнитострикционного преобразователя. Для повышения эффективности работы сепаратора 5 установлена распределительная заслонка 13.
13 10
Рисунок 4 - Схема дробилки для зерна: 1 - дробильный барабан; 2 - молотки;
3 - вентилятор-швырялка; 4 - циклон; 5 - сепаратор;
6, 7 - пневмопровод; 8 - возвратный пневмопровод;
9 - бункер; 10 - пылепровод; 11 - шлюзовой затвор;
12 - ловушка твёрдых включений;
13 - распределительная заслонка;
14 - вибрационный отделитель; 15 - вибропривод;
16 - магнит
Отделение неорганических примесей происходит в следующем порядке. Зерно или зерновая масса с примесями в загрузочном бункере 9 стекает по наклонной стенке на слабонаклоненный вибрационный отделитель 14, в котором под действием вибраций более плотные частицы примесей осаждаются на основание и скатываются по наклонной поверхности в противоположную от оси поворота сторону. При этом магнитные инородные включения задерживаются магнитом 16 при стекании зерна по наклонной стенке загрузочного бункера 9. А более-менее плотная зерновая смесь пересыпается через барьер Г-образного основания вибрационного отделителя 14 и поступает в дробильную камеру 1 равномерным потоком по активной длине дробильной камеры. Оставшиеся частицы неорганических примесей дополнительно удерживаются в ловушке твёрдых включений 12.
Для изучения процесса отделения неорганических примесей из зерна с использованием вибрации и обоснования некоторых конструктивных параметров вибрационного отделителя (рисунок 4) проведён анализ устройств для удаления минеральных и металлических примесей из зерна [16], была разработана, изготовлена и исследована лабораторная установка [1; 2; 15; 17; 21]. Конструктивно-технологическая схема вибрационного отделителя примесей приведена на рисунке 5 [1, с. 159].
Рисунок 5 - Конструктивно-технологическая схема: 1 - бункер; 2 - лоток; 3 - вибратор; 4 - заслонка
Вибрационный отделитель примесей работает следующим образом. Зерно вместе с примесями из бункера 1 через заслонку 4 поступает на вибрационный лоток 2 и под действием напора зерна в бункере и вибрации направляется через порожек в приёмный бункер. Действие вибрации на зерно приводит его в состояние «псевдожидкости». Поэтому примеси, имеющие большую плотность, оседают на дно вибролотка и удерживаются порожком. Разработанная конструкция позволяет регулировать в широких пределах значимые факторы, необходимые для теоретического и практического обоснования параметров вибросепаратора: амплитуда, частота, угол наклона вибролотка и др. Из рабочего процесса становится очевидным необходимость определения минимальной длины рабочей части вибролотка или минимального расстояния от бункера до порожка в зависимости от параметров вибрации лотка, главным образом от частоты и амплитуды колебаний.
В результате исследований [15, с. 79] показана принципиальная возможность использования вибрации для отделения неорганических примесей, определены зависимости амплитуды колебаний лотка от угла раствора грузиков вибратора на холостом ходу и под нагрузкой при постоянных значениях других параметров. Установлены минимальные значения вертикальной и горизонтальной составляющих скорости погружения примесей при определённых значениях частоты и амплитуды колебаний.
Результаты предварительных исследований вибрационного отделителя примесей для дробилок зерна позволили получить зависимости: мощности холостого хода и частоты вращения вала вибратора от подаваемого напряжения на электродвигатель вибратора [17, с. 65]; скоростей движения примесей в зерновом ворохе от их плотности [17, с. 66]. Для значений параметров работы виброотделителя примесей: амплитуде 2,88*10-3 м и частоте колебаний вибролотка 41 с-1 и при толщине зернового вороха над вибратором - 62 мм определена минимальная длина вибролотка при отделении гравия, которая составила 0,277 м [17, с. 66]. Те же исследования показали, что наихудшими условиями погружения в зерновой ворох под действием вибрации обладает гравий, попавший на зерно в середине вибрационного лотка. Выяснилось также, что скорость погружения примесей у вертикальных стенок вибрационного лотка значительно выше.
Исследование устройства для отделения примесей из зернового вороха [2, с. 209] позволило: получить зависимости скоростей погружения и скорости течения зерна от амплитуды для различных по плотности примесей при
фиксированных значения частоты колебаний; разработать схему модернизированного вибрационного лотка для удаления неорганических примесей из зернового вороха.
Исследования работы вибрационного уловителя примесей из зернового вороха [21, с. 221] определили зависимость амплитуды колебаний от массы дисбаланса и производительности и толщины зерна на вибрационном лотке от амплитуды колебаний. Полученные аналитические зависимости позволяют определить минимально необходимые конструктивные параметры вибрационного лотка для конкретных производственных условий, замерив толщину зерна на вибролотке; частоту и амплитуду виброколебаний дробилки и задавшись производительностью линии измельчения зерна [21, с. 221].
Исследование параметров вибрации ротационной дробилки зерна ДКР-5Д в производственных условиях [18, с. 67-68] выявило следующее. Наихудшими условиями вибропобуждения зернового вороха является интенсивность колебаний в 140,2 дБ в направлении оси Х. Для эффективного удаления металлических и минеральных примесей необходимо использовать вибрацию самой дробилки, длину уловителя увеличить до 0,3 м при амплитуде колебаний 1,68 мм. Для лучшего отделения примесей за счет использования вибрации дробилки необходимо установить вертикальный рассекатель по ходу движения потока зерна высотой не менее высоты порожка, установленного перед дробильной камерой.
В целом проведённые исследования [2; 15; 17; 21] выявили следующее: показана принципиальная возможность использования вибрации для отделения неорганических примесей; наихудшими условиями отделения неорганических примесей обладает гравий; скорость погружения примесей у вертикальной стенки вибрационного лотка значительно выше, чем в середине лотка; минимальная длина лотка вибрационного отделителя примесей может находиться в пределах 0,277...0,3 м; для удаления примесей из зерна перед дроблением возможно использование неизбежно возникающей вибрации дробилки вследствие переменной нагрузочной характеристики процесса дробления [13, с. 5].
Цель и задачи
Целью работы является повышение эффективности функционирования молотковых дробилок зерна путём совершенствования процесса отделения минеральных и металлических примесей из зернового вороха. В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи: на основании анализа существующих схем и устройств разработать конструктивно-технологическую схему вибрационного уловителя примесей; провести экспериментальные исследования и определить параметры виброуловителя.
С целью реализации поставленной цели и задач проведены однофакторные лабораторные исследования на разработанной ранее лабораторной установке [16] с пятикратной повторностью. Исходным материалом для исследований явились: в качестве зерна - рожь с относительной влажностью 5,1 % и насыпной массой 698 кг/м3, определённых по известным методикам [4]; в качестве примеси использовался гравий со средним диаметром 16,3 *10"3 м и плотностью 2 778 кг/м3. В качестве средств измерения использованы: тахометр DT-2234A - для определения частоты вращения вала вибратора; секундомер СДСпрЛ - для регистрации времени опыта; виброметр портативный ОКТАВА-110А - для определения амплитуды колебаний. Для вибропуждения лотка (рисунок 5) масса дисбаланса на вибраторе составила 6,4х10_3 кг на радиусе 3*Ш"2 м. В процессе опыта гравий укладывался у
вертикальной стенки лотка, регистрировалась интенсивность вибрации в зависимости от частоты вращения вала вибратора в трёх плоскостях, толщина зерна на вибролотке, фиксировалось время полного погружения примеси и путь движения примеси вдоль лотка рассчитывались скорости движения гравия в плоскостях Х и У. Перевод интенсивности вибрации в амплитуду колебаний осуществлялся по известной методике [10, 14].
Результаты и обсуждение В таблице 1 приведены результаты экспериментальных исследований зависимости суммарной интен-
сивности вибрации и толщины зерновой массы на лотке от частоты вращения вала вибратора. В производственных условиях частота вращения может быть постоянной или меняется незначительно и определяющим является амплитуда колебаний, которая зависит ещё и от массы неуравновешенного груза (дисбаланса). Поэтому для использования результатов лабораторных исследований на производстве в таблице 1 и для наглядности на рисунках 6, 7 и 8 приведены необходимые данные для определения конструктивных параметров вибрационного отделителя неорганических примесей.
Таблица 1 - Результаты лабораторных исследований и расчётные значения параметров
Параметр Номер опыта
1 2 3 4 5
Частота вращения, с-1 26,22 30,89 34,82 42,25 48,50
Суммарная интенсивность вибрации, дБ 199,11 207,87 209,28 215,84 216,40
Толщина зерновой массы на лотке, х10-2 м 6,9 6,5 6,2 4,3 4,2
Результирующая амплитуда колебаний, м*10-3 0,41 0,56 0,54 0,70 0,82
Скорость движения гравия Ух, м/с*10-3 0,22 1,28 6,20 14,00 17,30
Скорость погружения гравия Уу, м/с*10-3 0,14 0,51 0,79 2,89 5,50
Результирующая скорость Уху, м/с*10-3 0,26 1,38 6,25 14,30 18,15
Рисунок 6 - Зависимость скорости движения Ух и скорости погружения гравия Уу от амплитуды колебаний вибролотка
Получены эмпирические зависимости скорости движения Ух гравия, скорости погружения гравия в зерно Уу, результирующей скорости Уху и толщины слоя зерна на вибрационном лотке И от результирующей амплитуды колебаний, соотвественно представленных формулами (1), (2), (3) и (4) (в скобках указана сходимость с результатами лабораторных исследований).
" ■ 0,7288А + 0,1307; (Я2 = 0,9247).
Ух = -0,6866А3 + 1,2833А2 ■
Уу = 0,0329А2 - 0,0273А + 0,0058 ;
(Я2 = 0,9938). А3 + 1,262А2 - ( (Я2 = 0,9312). 3576,9А2 + 203 (Я2 = 0,9803).
Уху = -0,671 А3 + 1,262А2 - 0,719А + 0,1292;
И = 1954,9А3 - 3576,9А2 + 2032,9А - 297,85;
(1) (2)
(3)
(4)
Алгоритм определения минимальной длины лотка вибрационного отделителя неорганических примесей заключается в следующем: определяется интенсивность колебаний бункера дробилки; рассчитывается амплитуда колебаний [10; 14]; определяется скорость погружения примесей по формуле (2); находится время погружения примеси на глубину И; рассчитывается минимальная длина лотка с учётом скорости движения примеси Ух по формуле (1).
Результаты исследований позволили разработать конструктивно-технологическую схему вибрационного отделителя примесей, установленного в бункер дробилки зерна (рисунок 9).
Рисунок 7 - Зависимость результирующей скорости погружения примесей Уху от амплитуды колебаний вибролотка
Ъ, м-10Л(-3) 70
65
60
55
50
45
40
Ъ
Полиномиальная (Ъ)
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
А, м- 10л(-3)
Рисунок 8 - Зависимость толщины слоя на вибролотке Ъ от амплитуды колебаний
Рисунок 9 - Конструктивно-технологическая дробилки зерна с вибрационным отделителем примесей: 1 - дробильный барабан; 2 - молотки; 3 - вентилятор-швырялка; 4 - циклон; 5 - сепаратор; 6, 7 - пневмопровод; 8 - возвратный пневмопровод; 9 - бункер; 10 - пылепровод; 11 - шлюзовой затвор; 12 - ловушка твёрдых включений; 13 - распределительная заслонка; 14 - вибрационный отделитель; 15 - вертикальные рассекатели; 16 - магнит;
17 - задвижка; 18 - направляющая заслонка; 19 - порожек
Дробилка для зерна с вибрационным отделителем неорганических примесей работает следующим образом. Подлежащее измельчению зерно загружается в бункер 9. При открытии задвижки 17 в загрузочном бункере 9 зерно стекает по наклонной стенке бункера 9 мимо магнита 16 на слабонаклоненный вибрационный отделитель 14, в котором в первую очередь отделяются крупные неорганические примеси и отводятся из бункера при помощи направляющей заслонки 18, а зерно и мелкие неорганические примеси проваливаются между рассекателями 15 и под действием вибраций плотные частицы неорганических примесей осаждаются на основание вибрационного грохота 14 и скатываются по наклонной поверхности в противоположную от оси поворота сторону и дополнительно удерживаются порожком 19. А менее плотная зерновая смесь пересыпается через порожек 19 вибрационного отделителя 14 и поступает в дробильную камеру 1 равномерным потоком по активной длине дробильного барабана. При этом магнитные примеси задерживаются магнитом 16 при стекании зерна по наклонной стенке загрузочного бункера 9. Полученная в дробильной камере продуктовая смесь под напором воздушного напора, создаваемого ротором 2, и всасывающего действия вентиля-тора-швырялки 3 поступают в камеру вентилятора-швырялки 3, в которой частицы смеси дополнительно ускоряются и через вертикальный кормопровод 7 поступают в циклон 4, во внутренний объем сепарирующего конуса 5, в верхней (цилиндрической) его части. При этом оставшиеся инородные, твердые включения смеси, имеющие больший удельный вес, чем остальные частицы смеси, под действием центробежных сил оседают в ловушке твердых включений 12. Удаление инородных включений производят периодически путем поворота основания вибрационного отделителя 14.
Расстояние между рассекателями потока зерна можно принять равным двойному среднему диаметру исходного измельчаемого материала.
Для примера, минимальная длина вибрационного лотка для дробилки с амплитудой колебаний 0,82 х10-3 м и при расчётной толщине зерна на лотке 0,1 м, которая определяет производительность дробилки, составит 0,31 м. В сравнении с ранее проведёнными исследованиями [2, с. 209], где минимальная длина лотка определена при толщине зерна на вибролотке 0,048 м, можно утверждать, что пропускная способность увеличится почти в два раза и составит 0,6 кг/с при ширине вибрационного лотка 0,5 м.
Заключение
Проведённые исследования позволили разработать конструктивно-технологическую схему вибрационного уловителя примесей для дробилок зерна и найти экспериментальные зависимости, позволяющие определить длину лотка вибрационного отделителя примесей, определив интенсивность вибрации конкретной дробилки зерна и задавшись пропускной способностью (толщиной зерна на лотке и шириной бункера).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Байтуков Р. С., Широбоков В. И., Мяки-шев А. А., Баженов В. А. Исследование вибрационного уловителя примесей для дробилок зерна // Теория и практика - устойчивому развитию агропромышленного комплекса : материалы Всероссийской науч.-практ. конф., 17-20 фев. 2015 г. Ижевск : ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2015. Т. 2. С. 158-162.
2. Витвинова М. А. Разработка устройства для отделения примесей из зернового вороха // Научные тру-
ды студентов Ижевской ГСХА : сборник статей [Электронный ресурс] / отв. за выпуск Н. М. Итешина. Электрон. дан. (1 файл). Ижевск : ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2016. № 1 (2). С. 206-210. Режим доступа: Ъttp://nts-izЪgsЪa.ru/assets/naucЪtrudstud_1-2016.pdf (Дата обращения: 07.11.2016).
3. Гортинский В. В., Демский А. Б., Борис -кин М. А. Процессы сепарирования на зерноперерабаты-вающих предприятиях. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Колос, 1980. 304 с.
4. ГОСТ 13586.5-93 Межгосударственный стандарт. Зерно. Методика определения влажности. Дата введения 1995-01-01
5. Комбикорма. Часть 1. Комбикорма-концентраты. Технические условия : Сб. ГОСТов. М. : ИПК Издательство стандартов, 2002. 118 с.
6. Лапшин В. Л., Тельнов Н. В. Исследование влияния амплитуды колебаний деки на процесс вибросепарации слюдяного сырья // Горн. информ. -аналит. бюл. М. : Изд-во Моск. горн. ун-та, 2010. № 6. С. 251-265.
7. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм : учеб. для вузов. Л. : Колос, 1978. 536 с.
8. Широбоков В. И., Стукалин Ф. Г., Жигалов В. А., Николаев В. А., Федоров О. С. Пат. № 83946 Российская Федерация, МПК В 02 С 13/00, Дробилка для фуражного зерна; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. № 2008141746/22; заявл. 21.10.08; опубл. 27.06.09, Бюл. № 18. 2 с.
9. Широбоков В. И., Жигалов В. А., Федоров О. С., Бастригов А. Г., Панченко Н. С. Пат. № 124190 Российская Федерация, МПК В 02 С 13/04, Дробилка для зерна; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. № 2012121280/13; заявл. 23.05.12; опубл. 20.01.13, Бюл. № 2. 2 с.
10. Специальная оценка условий труда : учебн. пособие / Сост. А. А. Мякишев. Ижевск : ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2015. 108 с.
11. Тищенко Л. Н., Абдуева Ф. М., Ольшанский В. П. К расчету вибровязкости псевдоожиженной сыпучей среды при виброцентробежном сепарировании // Сучасш напрямки технологи та мехашзаци процеав пе-реробних i харчових виробництв: Вюник ХНТУСГ. Харшв : ХНТУСГ, 2007. Вип. 58. С. 44-51.
12. Федоров О. С. Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки путём совершенствования способа сепарации : дис... канд. техн. наук. Ижевск, ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. 2010. 136 с.
13. Фоменков А. П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. М. : Колос, 1984 г. 288 с.
14. Чурин С. М. Исследование вибрации. Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. 2005. 28 с.
15. Широбоков В. И., Григорьев А. М. Вибрационный уловитель примесей для молотковых дробилок зерна // Вестник ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. 2013. № 2 (35). С. 77-79.
16. Широбоков В. И., Байтуков Р. С., Байтуко-ва Е. В. Анализ устройств для удаления минеральных и металлических примесей из зернового вороха // Наука, инновации и образование в современном АПК : материалы Международной науч.-практ. конф., 11-14 фев. 2014 г. Ижевск : ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2014. Т. 3. С. 150-154.
17. Широбоков В. И., Баженов В. А., Мяки-шев А. А., Бастригов А. Г. Результаты предварительных исследований вибрационного отделителя примесей для
дробилок зерна // Вестник ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. 2015. № 3 (44). С. 61-68.
18. Широбоков В. И., Мякишев А. А., Баженов В. А. Параметры вибрации ротационной дробилки зерна ДКР-5Д // Научное и кадровое обеспечение АПК для продовольственного импортозамещения : материалы Всероссийской науч.-практ. конф., 16-19 февр. 2016 г. В 3 т. Ижевск : ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2016. Т. 3. С. 65-69.
19. Широбоков В. И., Бастригов А. Г., Панчен-ко Н. С., Хохряков С. В., Мартюшев А. А. Анализ работы ротационной дробилки кормов ДКР-5 // Научное и кадровое обеспечение АПК для продовольственного импортозамещения : материалы Всероссийской науч.-практ. конф., 16-19 февр. 2016 г. В 3 т. Ижевск : ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2016. Т. 3. С. 60-65.
20. Широбоков В. И., Иванов А. Г., Федоров О. С. Модернизированная дробилка фуражного зерна // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2010. № 1. С. 21-23.
21. Яковлев К. В. Исследование работы вибрационного уловителя примесей из зернового вороха // Научные труды студентов Ижевской ГСХА : сборник статей [Электронный ресурс] / отв. за выпуск Н. М. Итешина. Электрон. дан. (1 файл). Ижевск : ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2016. № 1 (2). С. 219-222. Режим доступа: http ://nts-izhgsha. ru/assets/nauchtrudstud_ 1-2016 .pdf (Дата обращения: 07.11.2016).
REFERENCES
1. Baytukov R. S., SHirobokov V. I., Myaki-shev A. A., Bazhenov V. A. Issledovanie vibratsionnogo ulo-vitelya primesey dlya drobilok zerna (Probe of a vibration trap of impurity for grain crushers), Teoriya i praktika - us-toychivomu razvitiyu agropromishlennogo kompleksa : mate-riali Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf., 17-20 fev. 2015 g. Izhevsk : FGBOU VPO Izhevskaya GSHA, 2015. T. 2. pp. 158-162.
2. Vitvinova M. A. Razrabotka ustroystva dlya otde-leniya primesey iz zernovogo voroha (Development of the device for compartment of impurity from grain lots), Nauch-nie trudi studentov Izhevskoy GSHA : sbornik statey [Elek-tronniy resurs] / otv. za vipusk N. M. Iteshina. Elektron. dan. (1 fayl). Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. No. 1 (2). pp. 206-210. Rezhim dostupa: http://nts-izhgsha.ru/assets/nauchtrudstud_1-2016.pdf (Data obrasche-niya: 07.11.2016).
3. Gortinskiy V. V., Demskiy A. B., Boriskin M. A. Protsessi separirovaniya na zernopererabativayuschih pred-priyatiyah (Processes of separation of grain handling companies). 2-e izd., pererab. i dop. M. : Kolos, 1980. 304 p.
4. GOST 13586.5-93 Mezhgosudarstvenniy standart. Zerno. Metodika opredeleniya vlazhnosti (Grain. Method of determining humidity). Data vvedeniya 1995-01-01.
5. Kombikorma. CHast' 1. Kombikorma-kontsen-trati. Tehnicheskie usloviya (Feed. Part 1. Mixed feed concentrates. Specifications), Sb. GOSTov. M. : IPK Izda-tel'stvo standartov, 2002. 118 p.
6. Lapshin V. L., Tel'nov N. V. Issledovanie vliya-niya amplitudi kolebaniy deki na protsess vibroseparatsii slyudyanogo sir'ya (Probe of influence of amplitude of fluctuations of a sound board on process of vibroseparation of mica raw materials), Gorn. inform.-analit. byul. M. : Izd-vo Mosk. gorn. un-ta, 2010. No. 6. pp. 251-265.
7. Mel'nikov S. V. Mehanizatsiya i avtomatizatsiya zhivotnovodcheskih ferm (Mechanization and automation of livestock farms), ucheb. dlya vuzov. L. : Kolos, 1978. 536 p.
8. SHirobokov V. I., Stukalin F. G., ZHigalov V. A., Nikolaev V. A., Fedorov O. S. Pat. No. 83946 Rossiyskaya Federatsiya, MPK V 02 S 13/00, Drobilka dlya furazhnogo zerna (Crusher for coarse grains); zayavitel' i patentooblada-tel' FGOU VPO Izhevskaya GSHA. No. 2008141746/22; zayavl. 21.10.08; opubl. 27.06.09, Byul. No. 18. 2 p.
9. SHirobokov V. I., ZHigalov V. A., Fedorov O. S., Bastrigov A. G., Panchenko N. S. Pat. No. 124190 Rossiyskaya Federatsiya, MPK V 02 S 13/04, Drobilka dlya zerna (Crusher for grain); zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. No. 2012121280/13; zayavl. 23.05.12; opubl. 20.01.13, Byul. No. 2. 2 p.
10. Spetsial'naya otsenka usloviy truda (The special assessment of working conditions), uchebn. posobie / Sost. A. A. Myakishev. Izhevsk : FGBOU VPO Izhevskaya GSHA, 2015. 108 p.
11. Tischenko L. N., Abdueva F. M., Ol'shans-kiy V. P. K raschetu vibrovyazkosti psevdoozhizhennoy sipuchey sredi pri vibrotsentrobezhnom separirovanii (To calculation of vibroviscosity of the fluidized loose environment at vibrocentrifugal separation), Suchasni napryamki tehnologii ta mehanizatsii protsesiv pererobnih i harchovih virobnitstv: Visnik HNTUSG. Harkiv : HNTUSG, 2007. Vip. 58. pp. 44-51.
12. Fedorov O. S. Povishenie effektivnosti funktsio-nirovaniya molotkovoy drobilki putyom sovershenstvovaniya sposoba separatsii (Increase of efficiency of functioning of hammer mill by improving the method of separation), dis... kand. tehn. nauk. Izhevsk, FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. 2010. 136 p.
13. Fomenkov A. P. Elektroprivod sel'skohozyayst-vennih mashin, agregatov i potochnih liniy (Electric agricultural machines, units and production lines). M. : Kolos, 1984 g. 288 p.
14. CHurin S. M. Issledovanie vibratsii (The study of vibration). Izhevsk : FGOU VPO Izhevskaya GSHA. 2 0 05. 28 p.
15. SHirobokov V. I., Grigor'ev A. M. Vibratsionniy ulovitel' primesey dlya molotkovih drobilok zerna (A vibration trap of impurity for the molotkovykh of crushers of grain), Vestnik FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. 2013. No. 2 (35). pp. 77-79.
16. SHirobokov V. I., Baytukov R. S., Baytuko-va E. V. Analiz ustroystv dlya udaleniya mineral'nih i metal-licheskih primesey iz zernovogo voroha (The analysis of devices for removal of mineral and metal impurity from grain lots), Nauka, innovatsii i obrazovanie v sovremennom APK: materiali Mezhdunarodnoy nauch.-prakt. konf., 11-14 fev. 2014 g. Izhevsk : FGBOU VPO Izhevskaya GSHA, 2014. T. 3. pp. 150-154.
17. SHirobokov V. I., Bazhenov V. A., Myakishev A. A., Bastrigov A. G. Rezul'tati predvaritel'nih issle-dovaniy vibratsionnogo otdelitelya primesey dlya drobilok zerna (Results of preliminary probes of a vibration separator of impurity for grain crushers), Vestnik FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. 2015. No. 3 (44). pp. 61-68.
18. SHirobokov V. I., Myakishev A. A., Bazhe-nov V. A. Parametri vibratsii rotatsionnoy drobilki zerna DKR-5D (Parameters of vibration of a rotational crusher of DKR-5D grain), Nauchnoe i kadrovoe obespechenie APK dlya prodovol'stvennogo importozamescheniya : materiali Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf., 16-19 fevr. 2016 g. V 3 t. Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. T. 3. pp. 65-69.
19. SHirobokov V. I., Bastrigov A. G., Panchenko N. S., Hohryakov S. V., Martyushev A. A. Analiz raboti rotatsionnoy drobilki kormov DKR-5 (Analysis of wo rk of a
rotational crusher of forages of DKR-5), Nauchnoe i kadro-voe obespechenie APK dlya prodovol'stvennogo importoza-mescheniya : materiali Vserossiyskoy nauch.-prakt. konf., 16-19 fevr. 2016 g. V 3 t. Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. T. 3. pp. 60-65.
20. SHirobokov V. I., Ivanov A. G., Fedorov O. S. Modernizirovannaya drobilka furazhnogo zerna (The modernized crusher of fodder grain), Traktori i sel'skoho-zyaystvennie mashini. 2010. No. 1. pp. 21-23.
21. YAkovlev K. V. Issledovanie raboti vibratsionno-go ulovitelya primesey iz zernovogo voroha (Probe of work of a vibration trap of impurity from grain lots), Nauchnie trudi studentov Izhevskoy GSHA : sbornik statey [Elektronniy resurs] / otv. za vipusk N. M. Iteshina. Elektron. dan. (1 fayl). Izhevsk : FGBOU VO Izhevskaya GSHA, 2016. No. 1 (2). pp. 219-222. Rezhim dostupa: http://nts-izhgsha.ru/assets/ nauchtrudstud_1-2016.pdf (Data obrascheniya: 07.11.2016).
Дата поступления статьи в редакцию 26.08.2016.
05.20.02 УДК 637.02
РАЗРАБОТКА СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ С ПЕРЕДВИЖНЫМИ РЕЗОНАТОРАМИ ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ СЫРЬЯ
© 2016
Белов Александр Анатольевич, к.т.н., доцент
Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)», г. Чебоксары (Россия), Жданкин Георгий Валерьевич, к.э.н., доцент, первый проректор, проректор по учебно-методической работе ФГБОУ ВО «Нижегородская ГСХА», г. Нижний Новгород (Россия), Михайлова Ольга Валентиновна, д.т.н., доцент, профессор Волжского филиала ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)», г. Чебоксары (Россия), Юнусов Губейдулла Сибятуллович, д.т.н., профессор ФГБОУ ВО «Марийский ГУ», г. Йошкар-Ола (Россия)
Аннотация. Описана сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья. Установка предназначена для термообработки сырья в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в процессе дробления. Она содержит внутри вертикально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса концентрически соосно установленные ситовый цилиндр и вращающийся с помощью электродвигателя диск. С одной стороны диска по периферии шарнирно подвешены молотки, а с другой жестко установлены полусферы. На боковую поверхность экранирующего корпуса установлены: измельчающий механизм, пристыкованный к ситовому цилиндру, сверхвысокочастотные генераторы с излучателями, направленными в стационарные полусферы. Они вмонтированы через ситовый цилиндр так, что при стыковании с передвижной полусферой образуют дифракционный сферический резонатор. Выгрузной патрубок пристыкован к нижней части экранирующего корпуса там, где имеется перфорация. Диск, ситовый цилиндр, покрытый абразивным материалом, полусферы выполнены из неферромагнитного материала. При стыковке передвижной полусферы, загруженной сырьем, со стационарной полусферой образуется дифракционный сферический резонатор, внутри которого образуются стоячие волны СВЧ-диапазона, благодаря чему происходит диэлектрический нагрев сырья и его обеззараживание. Включают электродвигатель 8 привода диска 3 и измельчающий механизм 10 для предварительного измельчения и дозированной подачи измельченного сырья в пространство ситового цилиндра.
При анализе результатов исследований воспользовались компьютерными программами MicrosoftExcel 10.0, Statistic 5.0. Трехмерное моделирование конструктивного исполнения сверхвысокочастотной установки проводили в программе Компас-3БУ15. Обоснование параметров электродинамической системы проводили по программе трехмерного компьютерного моделирования электрического поля CSTStudioSuite 2015.
Ключевые слова: выгрузной патрубок, диск, измельчающий механизм, передвижные полусферы, сверхвысокочастотные генераторы, ситовый цилиндр, сферический резонатор, термомеханическое воздействие, шарнирно закрепленные молотки, экранирующий корпус, электромагнитное поле сверхвысокой частоты.
DEVELOPMENT OF MICROWAVE INSTALLATION WITH MOBILE RESONATORS FOR THERMOMECHANICAL DESTRUCTION OF RAW MATERIALS
© 2016
Belov Alexander Anatolievich, the candidate of technical sciences, the associate professor
The Volga branch of FSBEI «Moscow state automobile and road technical university (MADI)», Cheboksary (Russia), Zhdankin Georgiy Valerievich, the candidate of economic sciences, the associate professor, the vice-rector for educational-methodical work «Nizhny Novgorod state agricultural academy», Nizhny Novgorod (Russia), Mihailova Оlga Valentinovna, the doctor of technical sciences, the associate professor, the professor
The Volga branch of FSBEI «Moscow state automobile and road technical university (MADI)», Cheboksary (Russia), Ynusov Gubeidulla Sibytullovich, the doctor of technical sciences, the associate professor «Mariysk state University», Yoshkar-Ola (Russia)
Annotation. Described microwave system with mobile shield for the thermo-mechanical destruction of raw materials. The unit is designed for heat treatment of raw materials in the electromagnetic field of ultrahigh frequency in the crushing process. It contains vertically located cylindrical shielding casing concentrically coaxially mounted sieve cylinder and rotating with the motor drive. On one side of the disk at the periphery of the pivotally suspended hammers, and with another gesture to set the hemisphere. On the lateral surface of the shielding housing is installed: the grinding mechanism attached to mobile cylinder, ultra high fre-
