CC BY
32
УДК 631.22.014
СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ПРИЦЕПНЫХ КОРМОРАЗДАТЧИКОВ
B.П. Карпов, кандидат технических наук
C.А. Жуков, инженер-исследователь
Институт механизации животноводства - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected]
Аннотация. Проанализированы тенденции развития и удельные показатели технических характеристик нескольких групп прицепных кормораздатчиков, в частности, семейство современных кормораздатчиков-смесителей, обобщенно называемых «миксерами», фирмы «Запагромаш», выпускаемых и продающихся в России под общим брендом «Хозяин», простых кормораздатчиков, современных и разработанных много лет назад, и перспективной разработки ВНИИМЖ - кормораздатчика-смесителя МИР-10. В результате анализа установлено, что металлоемкость «миксеров» на 70%, а энергоемкость в 2-3 раза выше, чем у МИР-10. На одном уровне с ним по металлоемкости находятся простые кормораздатчики, не выполняющие функцию смешивания, но несколько более энергоемкие. Поэтому в анализе вся техника разделена по этим показателям на два уровня: «миксеры» и все остальные. Различие обеспечивает энергоемкая технология смешивания, предусматривающая силовое воздействие сразу на всю массу корма, загруженного в бункер. В этом плане более предпочтительной представляется технология смешивания в барабанном смесителе как менее энергоемкая и имеющая определенный потенциал для улучшения характеристик кормораздатчика.
Ключевые слова: кормораздатчик-смеситель, эффективность, металлоемкость, энергоемкость.
Введение. Сравнение эффективности конструкций различных технических средств на основе сравнительного тестового анализа их основных технико-экономических показателей широко применяется в различных отраслях техники, в частности, в автомобилестроении. В предыдущей статье [1] мы провели такой анализ методом сравнения удельных показателей лучших мировых образцов современных кормораздатчиков-смесителей с системой фрезерно-транспортерной самозагрузки и разрабатываемого ВНИИМЖем многоцелевого кормораздатчика-смесителя МИР-10, также имеющего систему самозагрузки. Было установлено существенное преимущество МИР-10 по металлоемкости и особенно по энергозатратам перед импортными машинами вследствие более рациональной технологической схемы.
Однако точность этого сравнения несколько страдает от того, что машины эти не вполне сопоставимы: импортные кормораздатчики самоходные, а МИР-10 - прицепной. Несмотря на то, что для большей объективности к массе МИР-10 была добавлена масса
трактора МТЗ-82, было решено провести такой анализ с прицепными машинами, в качестве которых наиболее подходит семейство кормораздатчиков-смесителей фирмы «Запагромаш», выпускаемых и в наибольшем количестве продающихся в России под общим брендом «Хозяин».
Цель разработки - получить по ряду независимых критериев общую оценку качества и и технического уровня находящихся в производстве кормораздатчиков-смесителей «Хозяин» и разрабатываемого кормораздатчика МИР-10. Все кормораздатчики являются прицепными, и большинство из них имеют систему самозагрузки.
Методика оценки. Использовались ключевые показатели оценки совершенства машин. Как и в предыдущем случае, они представлены в удельном виде, т.е. отнесены к основному размерному показателю - емкости бункера:
Общий вес машины
- в е с о в о и =- - основной
Емкость бункера
критерий конструктивно-технологического совершенства машины;
Механизация, автоматизация и машинные технологии в животноводстве
энергетическим
Потребная мощность
Емкость бункера
показатель энергетического совершенства машины и выполняемого ею технологического процесса.
Для оценки представлены кормораздатчики-смесители с различной системой самозагрузки - фрезерной, грейферной и др., без самозагрузки, а также отдельные образцы простых раздатчиков, не являющихся смесителями. Сделано это для оценки влияния функции смешивания на металлоемкость и энергетику процесса. Анализировались модификации миксеров, различающихся размерами (емкостью бункера) более чем в три раза, а также технологическими схемами - с разным количеством вертикальных и горизонтальных шнеков, что, в основном, покрывает широкую картину имеющихся в настоящий момент в мировой практике технических решений.
Результаты оценки. В таблице представлены данные технических характеристик кормораздатчиков-смесителей - абсолютные показатели и эти же показатели в удельном виде, т.е. отнесенные к универсальному размерному критерию - емкости бункера. Более наглядное представление о различии между этими качественными показателями дает их графическое изображение на рисунках 1,2.
Первое, на что нужно обратить внимание - существенная, примерно на 70% больше, средняя металлоемкость классических «миксеров» по сравнению с МИР-10, особенно заметная для кормосмесителей малой емкости. Это особенно важно, т.к. подобная закономерность существует и для общей стоимости кормосмесителя, поскольку цена такого типа машин очень сильно коррелирует с их весом. На одном уровне с МИР-10 по металлоемкости находятся простые кормораздатчики, не выполняющие функцию смешивания, как новые по конструкции, так и разработанные много лет назад. Получается разделение машин по металлоемкости на два резко разделяющихся класса: кормораздатчики-смесители, выполняющие определенную операцию, а именно - смешивание путем силового воздействия одновременно на
всю массу загруженных в бункер кормов; и все остальные.
Таблица. Технические показатели
Абсолютные значения Удельные показатели кормораздатчиков
Модель Емкость бункера, м3 Собственный вес, т Потребная мощность, кВт Удельная металлоемкость, т/м3 Удельная энергоемкость, кВт/м3
Кормораздатчики-смесители «Хозяин» фирмы «Запагромаш»
ИСРК - 6 6 2,4 59 0,4 9,8
СРК - 11 10 3,8 59 0,38 5,9
СРК - 12 12 4,5 59 0,375 4,9
СРК - 12Ф 12 5,5 59 0,46 4,9
СРК - 12Г 12 5 59 0,42 4,9
СРК - 14В 14 5,6 59 0,4 4,2
СРК - 15 15 4,9 59 0,33 3,9
СРК - 15Ф 15 5,4 75 0,36 5
СРК - 18В 18 6,06 95 0,34 5,3
СРК - 21В 21 7,2 95 0,34 4,5
Кормораздатчики-смесители (разработки России)
РИСП - 10 10 3,9 59 0,39 5,9
МИР - 10 10 2,5 25 0,25 2,5
Кормораздатчики без функции смешивания
КРФ - 10 10 2,9 10 0,29 1
КТУ - 10 10 2,2 10 0,22 1
0,5
0,4
о
к го I .0
е; 01
Ч
>
0,3
0,2
0,1
♦ Нои ♦ (х03я =мп
♦ ..........
1 ■ к » кр-ф-10 1 мир-10 ь кту - 10
0
10
20 30
Емкость бункера, м3
Рис. 1. Удельная металлоемкость кормораздатчиков
На графике показатели смесителей-раздатчиков фирмы «Хозяин» и российских разработок (МИР-10, КТУ-10, КР-Ф-10) разделены для наглядности на две группы. Так как для сравнения была принята такая многочисленная линейка смесителей-раздатчиков, как
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(31)-2018
27
от фирмы «Хозяин», то мы провели линию тренда, чтобы сложилась более полная картина направления развития данной линейки продукции.
« 10
s
9
со 9 *
£ 8 н
и
о 7
V 7
8 6 ^
а с
ai 5 i
<п
4
3
к го i •О
е; 01
£ 2
1 0
♦
\ H ozain
\ (Хо >зяин)
\ ж ♦
♦ ♦
► ^ \
1 1 МИР-10
0
5
10
15 20 25 Емкость бункера, м3
Рис. 2. Удельная энергоемкость кормораздатчиков
Большая разница между этими группами машин наблюдается по показателю удельной энергоемкости (рис. 2). Здесь более заметно влияние размеров смесителя на показатели энергетики (до двух раз в представленном диапазоне), но наибольшие различия в этот показатель вносят, скорее всего, наличие и характер функции смешивания. Так, простые кормораздатчики в 4-5 раз менее энергоемки по сравнению с миксерами, а МИР-10 - в 2-3 раза. Причины этого мы уже рассматривали ранее: вместо силового воздействия на всю массу корма процесс смешивания в МИР-10,
который является барабанным смесителем, осуществляется за счет свободного пересыпания частиц корма в цилиндрическом барабане под действием силы тяжести, т.е. сил гравитации, при минимальных энергозатратах. Вместе с тем необходимо еще раз подчеркнуть, что миксеры перемешивают корма качественно и достаточно быстро, хотя и ценой высоких энергозатрат.
Заключение. Сравнение общей эффективности прицепных кормораздатчиков различной конструкции показывает, что кормораздатчики-смесители типа классического миксера независимо от технологической схемы, количества и расположения шнеков как тип машин являются в несколько раз более энергоемкими и, соответственно, металлоемкими на фоне общего уровня машин такого назначения. Имеется потенциал для разработки отечественных машин с улучшенными характеристиками.
Литература:
1. Карпов В.П. Оценка эффективности кормораздатчика МИР-10 в сравнении с уровнем зарубежных конструкций // Вестник ВНИИМЖ. 2017. №4. С. 145-148.
2. Создание многофункционального измельчителя-смесителя кормов роторного типа / Скоркин В.К. и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №4. С. 27-31.
Literatura:
1. Karpov V.P. Ocenka ehffektivnosti kormorazdatchika MIR-10 v sravnenii s urovnem zarubezhnyh konstrukcij // Vestnik VNIIMZH. 2017. №4. S. 145-148.
2. Sozdanie mnogofunkcional'nogo izmel'chitelya-smesi-telya kormov rotornogo tipa / Skorkin V.K. i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2016. №4. S. 27-31.
THE TRAILED FEEDERS DESIGNS' EFFECTIVENESS COMPARISON V.P. Karpov, candidate of technical sciences S.A. Zhukov, engineer-researcher
Institute of livestock mechanization- filial of FGBNY FNAC VIM
Abstract. The trends of development and specific indicators of some groups of trailed feeders' technical characteristics, in particular, the collection of modern feeders-mixers, collectively called "mixers", of the "Zapagromash" company, manufactured and sold in Russia under the "Hozain" brand name, as well as simple feeders, modern ones and developed many years ago, as well VNIIMJ prospective development - MIR-10 feeder-mixer are analyzed. As a result of this analysis it was found that "mixers" metal capacity is in 70%, and the energy intensity is in 2-3 times higher than that of MIR-10. At the same level with it on the metal capacity are simple feeders not-mixers, but they are somewhat more energy-intensive. Therefore, in this analysis, all machinery is divided into two levels according to these indicators: "mixers" and all the other ones. This difference provides energy-intensive technology of mixing, realizing the power effect at once on the entire mass of feed loaded into the hopper. In this regard, the mixing technology in the drum's mixer is more preferable so it is lesser energy-intensive and has a certain potential for the feeder's characteristics improving.
Keywords: feeder-mixer, efficiency, metal capacity, energy consumption.
