CC BY
108
Из выражения (8) видно, что при п=еоп81 и увеличении угла рабочего хода лопатки ф будет возрастать время смешивания компонентов в смесительной камере, что скажется на качестве смеси.
Следовательно, на основе полученных теоретических зависимостей для определения технологических и режимных параметров процесса смешивания компонентов компоста на основе полужидкого навоза соломы и минеральных удобрений в мобильном смесителе выявлены режимные параметры, которые необходимо определить экспериментальным путем, основными из которых являются число оборотов вала смесителя (псмб), рабочий угол хода
лопатки (ф), время смешивания в рабочей зоне смесителя (t).
Литература
1. Бондаренко, А.М. Механико-технологические основы процессов производства и использования высококачественных органических удобрений: монография / А.М. Бондаренко. - Зерноград, 2001. -289 с.
2. Машины и аппараты пищевых производств: учеб. для вузов / В.А. Панфилов, С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др. - В 2 кн. Кн. 1. - Москва: Высшая школа. - 2001. - 703 с.: ил.
Сведения об авторах
Бондаренко Анатолий Михайлович - д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе, зав. кафедрой землеустройства и кадастров Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел.: 8(86359) 41-1-61.
Самойлова Татьяна Филипповна - ассистент кафедры землеустройства и кадастров Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Information about the authors
Bondarenko Anatolyi Mikhailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, prorector of research work, head of the Land management and inventories department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 41-1-61.
Samoylova Tatiyana Filippovna - assistant of the Land management and inventories department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
УДК 631.363
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ГРАНУЛЯТОРА КОРМОВ ПШ-120 © 2013 г. В.В. Скидело, И.Н. Краснов, Ж.В. Матвейкина
Дано общее устройство и принцип работы шестерённого гранулятора кормов с условной маркой ПШ-120, имеющего две горизонтальные матрицы. Приведены результаты его испытаний в ФГБУ «Северо-Кавказская МИС», по данным которых установлены производительность гранулятора, затраты мощности на привод и показатели качества получаемых гранул.
Ключевые слова: гранула, гранулятор, кормосмесь.
The general device and the principle of operation of the forage gear granulator with the pro forma PSh-120 brand, having two horizontal matrixes is considered. The results of its tests in the North Caucasian Machine-Testing Station are considered. The productivity of the granulator, costs of the drive power and indicators of granules quality are established by these results.
Key words: granule, granulator, fodder mix.
Большинство животноводческих предприятий терпят убытки при транспортировке кормов, их раздаче, к тому же поедае-мость некоторых видов кормов сельскохозяйственными животными очень низкая. Это, а также целый ряд проблем, связанных с работой средств механизации и автоматизации на животноводческих комплексах и фермах, может быть решено за счет использования полнорационных смесей в гранулированном и брикетированном виде. Как показывают исследования, использование брикетированных и гранулированных кормов позволяет увеличить прирост живой массы у откармливаемых животных на 1525%, повысить удои молока на 5-10%, снизить затраты корма на производство единицы животноводческой продукции на 5-10%, сократить потери кормов [1].
В связи с этим ФГБОУ ВПО АЧГАА разработан и изготовлен образец шесте-рённого гранулятора кормов ПШ-120, испытания которого проведены в ФГБУ «Северо-Кавказская МИС».
Гранулятор (рисунок 1) предназначен для использования в мелких и частных фермерских хозяйствах, где небольшой годовой объём работ, и обеспечивает приготовление гранул из предварительно равномерно увлажненных до 20% измельченных растительных материалов (при содержании зерновой части не менее 60%).
Используется он в качестве отдельной машины или при наличии необходимого дополнительного оборудования (дозатора-смесителя, увлажнителя, транспортеров и т. д.) может применяться в поточных линиях по производству кормовых гранул.
В грануляторе кормов ПШ-120 используются рабочие органы оригинальной конструкции - прессующие матрицы ше-стерённого типа, разработанные В.И. Щербиной [2].
В движение матрицы приводятся от электродвигателя через соединительную муфту, редуктор и соединительное звено.
Рисунок 1 - Общий вид гранулятора кормов ПШ-120 (панели сняты)
Матрицы состоят из зубчатых колёс 1 и 2 (рисунок 2), в которых изготовлены каналы 3, расположенные во впадинах, между зубьями 4. На периферии зубчатых колес, с их торцевых поверхностей жестко закреплены две кольцевые реборды 5 и 8 (рисунок 3), внешний диаметр которых равен делительному диаметру зубчатых колес
1, а внутренний - на 5-10% меньше. Кольцевые реборды такой ширины обеспечивают постоянное сечение каналов в местах зацепления выступов зубчатых колес. К каждому зубчатому колесу при помощи резьбовых соединений 2 закреплена вставка.
1; 2 - зубчатые колёса; 3 - прессующий канал; 4 - зуб Рисунок 2 - Схема зацепления зубчатых колёс-матриц
На поверхности вставки выполнены колеса, благодаря чему даже при полном
выступы, которые частично погружены в погружении выступов в каналы поперечное
каналы. Высота выступов вставки состав- сечение их уменьшается только на 20-40%. ляет 0,2-0,4 от глубины каналов зубчатого
1 - зубчатое колесо; 2 и 3 - болты; 4 - нижняя кольцевая реборда; 5 - скалыватель гранул; 6 - фланец; 7 - винт; 8 - верхняя кольцевая реборда Рисунок 3 - Схема матрицы
Таблица 1 - Техническая характеристика гранулятора кормов ПШ-120
Показатель Значение показателя
по ТЗ по данным испытаний
Установленная мощность двигателя, кВт 2,2 2; 2
Удельный расход электроэнергии за время сменной работы, кВт-ч/т Нет данных 15,1- 19,2
Производительность за 1 час, т/ч: - основного времени - эксплуатационного времени До 0,12 Нет данных 0,1310,110- 0,146 0,123
Тип матрицы Шестеренчатая
Количество матриц, шт. 2 2
Количество прессующих каналов в матрице, шт. 36 36
Диаметр делительной окружности матрицы, мм 288 288
Модуль зуба матрицы, мм 8 8
Ширина рабочей поверхности матрицы, мм Нет данных 20
Частота вращения матрицы, мин-1 Не более 160 160
Габаритные размеры, мм: длина х ширина х высота 1100x800x1500 1005x750x1330
Техническая характеристика грануля- лице 1 (в сравнении с техническим задани-тора кормов ПШ-120 представлена в таб- ем ТЗ).
22
Технологический процесс работы гранулятора следующий: корм из бункера подается в приемную камеру; одновременно с этим матрица получает вращение от электродвигателя. Вторая матрица вращается за счет зацепления ее зубьев с зубьями приводной матрицы.
При вращении матриц корм заполняет межзубовое пространство и вдавливается поверхностью зубьев в каналы прессования. Противодавление сжатому корму обеспечивается силами трения между ним и внутренней поверхностью канала прессования. За время пребывания корма в канале прессования напряжение в нем постепенно затухает, и гранула упрочняется.
Сформированные гранулы выдавливаются новыми порциями корма из каналов прессования и отламываются, ударяясь о скалыватели. Отколовшиеся гранулы попадают на решета, по поверхности которых они, под действием силы тяжести, осыпаются на лоток и далее в подставленную емкость.
Несгранулированный корм, который выбрасывается из межзубового пространства матриц, проваливается через ячейки решет и по желобам ссыпается на лотки. Проходя через окна, выполненные в лотках, он попадает в предварительно подставленные емкости, а затем после увлажнения - на повторное гранулирование.
Одной из основных оценок работы гранулятора кормов является оценка готовой продукции - гранул, которые должны соответствовать ГОСТ 23513-79 «Брикеты и гранулы кормовые».
Испытания гранулятора проводились на частных рецептурах, принятых в хозяйстве, а именно, на переработке измельченной пшеницы (фон 1) и измельченной пшеницы с добавлением 10% измельченного жмыха подсолнечника (фон 2) [3]. Показатели зоотехнической оценки определялись согласно СТО АИСТ 19.5. Температура основного компонента была 27,5 оС и 29,0 оС соответственно; влажность кор-мосмеси увлажненной составила 13,79% в первом случае и 16,66% - во втором; модуль помола зерновой части по фонам составлял 1,59 и 1,62 мм соответственно, жмыха - 1,49 мм. Насыпная плотность зер-
новой части по фонам - 671,8 и 653,9 кг/м3 соответственно, жмыха - 548,3 кг/м3.
Производительность машины на переработке измельченной пшеницы составила 0,149 т/ч, при добавлении в кор-мосмесь подсолнечного жмыха - 0,173 т/ч. В качестве связующего добавителя использовалась вода, количество ее определялось субъективно. Показатели зоотехнической оценки гранул, полученных на грануляторе ПШ-120, представлены в таблице 2.
Следует отметить, что в данной технологии не предусмотрена термическая обработка корма, что способствует большему сохранению ценных питательных веществ в готовой продукции.
По данным таблицы 2 можно сделать вывод о том, что при производстве гранул из одной измельченной пшеницы при высокой производительности машины получены гранулы достаточно хорошего качества (по всем физическим показателям отвечают ГОСТ 23513). При использовании в рецепте в качестве дополнительного компонента жмыха подсолнечника производительность машины увеличивается (из-за высокой масляничности компонента), однако, ухудшаются некоторые показатели качества: увеличиваются доля неспрессо-ванного материала, крошимость гранул, проход гранул через сито диаметром 2 мм.
В технологии приготовления кормовых гранул процесс гранулирования занимает первое место по энергоёмкости, поэтому оценка электропривода гранулятора требует отдельного внимания.
Для привода матриц гранулятора кормов ПШ-120 установлен трехфазный асинхронный электродвигатель закрытого обдуваемого исполнения установленной мощностью 2,2 кВт.
При производительности 0,131 т/ч гранул в час основного времени из измельченной пшеницы среднее значение величины тока составило 4,97 А, потребляемой мощности - 2,52 кВт, при этом расходы активной и реактивной энергии за один час составили соответственно 2,52 кВт-ч и 2,21 кВар-ч, средний коэффициент мощности - 0,74. Удельные энергозатраты с учетом расхода активной энергии -69,25 МДж/т.
Таблица 2 - Зоотехнические показатели гранул, полученных на грануляторе
Значение показателя
по данным испытаний
Показатель по ГОСТ 23513-79 фон 1 фон 2
измельченная пшеница измельченная пшеница+жмых подсолнечника
Производительность гранулятора, т/ч Нет данных 0,149 0,173
Качество гранул после пресса:
- температура, С То же 36,4 36,9
- влажность, % 15,79 14,43
- доля неспрессованного материала, % - доля крошки, % 4,77 4,18 10,12 7,74
Качество гранул после охлаждения:
- температура, С 31,5 33 ,2
- влажность, % 15,66 13,83
- снижение влажности, % 0,13 0,6
- длительность охлаждения, мин 9,58 10,34
Содержание в ворохе, %: - гранул 97,8 95,2
- крошки 2,2 4, 8
Качество готовой продукции:
- температура, С - влажность, % -//9-14 30,9 10,7 32,6 10,1
- превышение температуры над темпера- Нет данных 2,2 2, 0
турой окружающего воздуха, оС
- крошимость гранул, % Не более 12 11,27 29,5
Плотность гранул, кг/м3 600-1300 1170 1260
Размер гранул, мм: - длина Не более 40 15,1 15,2
- сечение или диаметр, мм 6-25 10,1x8,4 10,2 х8,2
Насыпная плотность гранул, кг/м3:
- горячих Нет данных 645,1 637,2
- остывших То же 642,5 627,8
Проход гранул через сито с отверстиями диаметром 2 мм,% Не более 10 1,18 3,48
Содержание металломагнитной примеси, мг/кг Нет данных 0 0
Массовая доля золы, не растворимой То же 2,21 2,27
в соляной кислоте, %
При производительности 0,146 т/ч гранул в час основного времени из измельченной пшеницы со жмыхом подсолнечника среднее значение величины тока составило 4,67 А, потребляемой мощности -2,21 кВт.
При этом расходы активной и реактивной энергии за один час составили соответственно 2,21 кВт-ч и 2,21 кВар-ч,
средний коэффициент мощности - 0,7. Удельные энергозатраты с учетом расхода активной энергии - 54,49 МДж/т.
Оценка выбора электродвигателя показала, что по параметрам сети, показателям нагруженности гранулятора, условиям пуска и режима работы выбор электродвигателя обоснован, однако, его выключатель АД-4 не обеспечивает защиту электродви-
гателя от перегрузок и короткого замыкания.
За период испытаний наработка гра-нулятора ПШ-120 составила 103 ч основного времени, при этом отказы не выявлены, что соответствует требованиям проекта ТУ (100 ч). Коэффициенты готовности с учетом организационного времени и по оперативному времени равны 1,0, что также соответствует требованиям проекта ТУ (0,97 и 0,98 соответственно).
Отмечены удобство и безопасность проведения технического обслуживания гранулятора.
По результатам испытаний ФГБУ «Северо-Кавказская МИС» сделан вывод:
гранулятор ПШ-120 рекомендовать к производству и применению в сельскохозяйственном производстве.
Литература
1. Родина, Л.Н. Обоснование параметров и режима работы шестеренного гранулятора плунжерного действия: диссертация кандидата технических наук. -Зерноград, 2005. - 140 с.
2. Патент РФ № 2452169. Пресс шестеренный // Щербина В.И., Таранов М.А., Хижняк В.И. и др. Опубл. 10.06.2012.
3. Протокол № 11-63-11 (1010013) от 12 декабря 2011 года Приёмочных испытаний гранулятора кормов ПШ-120.
Сведения об авторах
Скидело Виктор Владимирович - аспирант кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград), инженер ФГБУ «СевероКавказская МИС». Тел.: 8(86359) 41-6-57, 8(86359) 42-5-78. Е-mail: [email protected].
Краснов Иван Николаевич - д-р техн. наук, профессор кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 43-1-71. Е-mail: [email protected].
Матвейкина Жанна Владимировна - канд. техн. наук, доцент кафедры землеустройства и кадастров Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8-906-185-57-77. Е-mail: [email protected].
Information about the authors
Skidelo Victor Vladimirovich - post-graduate student of the Mechanization and production technology and processing of agricultural production department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy, engineer of the North Caucasian Machine-Testing Station (Zerno-grad). Phone: 8(86359) 41-6-57, 8(86359) 42-5-78. Е-mail: [email protected].
Krasnov Ivan Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Mechanization and production technology and processing of agricultural production department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 43-1-71. Е-mail: [email protected].
Matveikina Zhanna Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Land management and inventories department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-906-185-57-77. Е-mail: [email protected].
