CC BY
50
Рис. 3. Факторная зависимость изменения качества крошения почвы от расстояния между центрами вращения реактивной и активной батареи зубовых дисков ЬА по горизонтали и количества зубьев
щения реактивной и активной батареи зубовых дисков по горизонтали ЬА = 235,8 мм, количество зубьев на диске активной батареи зубовых дисков 2К = 8 шт, высота расположения центра вращения активной батареи зубовых дисков до основания ножа-рыхлителя НА = 198 мм.
В результате применения сле-доразрыхлителя с комбинированными рабочими органами, с обоснованными оптимальными конструктивно-технологическими параметрами, достигается качественное рыхление и выравнивание поверхностного слоя в следах трактора МТЗ-80. Глубина обработанного следа по поверхности не превышает 20 мм, а качество крошения соответствует агротехническим требованиям [3, 4].
Глубина заделки семян по обработанным следам трактора следоразрыхлителем с комбинированными рабочими органами соответствует агротехническим требованиям. Наблюдение за всходами зерновых культур по следам трактора, обработанных комбинированным рабочим органом следоразрых-лителя, показали, что динамика их развития соответствует динамике всходов на контроле — неуплотнённых участках [3].
Список литературы
1. Пат. 2282958 Российская Федерация, МПК А 01 В 37/00. Следоразрыхлитель трактора / Ю.А. Савельев ,
С.Н. Мокрицкий , М.Р. Фатхутдинов; заявитель и патентообладатель Самарская гос. с.-х. академия. — № 2004131601/12; заяв. 29.10.04; опубл. 10.09.06. Бюл. № 25. — 5 с.
2. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. — М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. — 304 с.
3. Савельев, Ю.А. Результаты экспериментальных исследований работы комбинированного рабочего органа сле-доразрыхлителя / Ю.А. Савельев, М.Р. Фатхутдинов // Известия Самарской ГСХА. — Самара, 2006. — № 3. — С. 152.
4. Савельев, Ю.А. Оптимизация конструктивно-технологических параметров активной батареи зубовых дисков комбинированного рабочего органа следоразрыхлите-ля / Ю.А. Савельев, М.Р. Фатхутдинов // Известия Самарской ГСХА. — Самара, 2008. — № 3. — С. 15-17.
УДК 631.363
С.А. Букрин
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет»
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННОГО СМЕСИТЕЛЯ СЫПУЧИХ КОРМОВ С АКТИВНЫМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
Производство комбикормов и кормовых сухих смесей — сложный многофакторный процесс, в котором важной операцией является смешивание. Однако существующие для этого технические средства не обеспечивают качественного однородного смешивания на уровне микрообъемов. Считается, что для производства комбикормов и кормовых сухих смесей непосредственно в хозяй-
ствах достаточно обеспечить однородность смеси на 90...95 % [1].
В конструкции современных смесителей используют самый прогрессивный и эффективный метод смешивания — «псевдоожиженный» или «ква-зиневесомый». За короткий промежуток времени этот метод позволяет получать однородную смесь компонентов с разной объемной массой и различны-
71
ми размерами частиц [2]. В создании смесителей нового поколения перспективным является полезное использование вибрации, при которой компоненты смеси приводятся в состояние «псевдоожижения» и «виброкипения». Вибрация, являясь одним из видов механического воздействия на дисперсные системы, к которым относятся сыпучие корма, — наиболее эффективное средство управления их динамическим состоянием. Отличительная особенность вибрации — возможность воздействия как на значительные объемы сыпучей среды, так и на ее тончайшие слои за счет регулирования параметров вибрации. Вибрационные смесители менее энерго- и металлоемкие [3, 4].
По принципу работы вибросмесители подразделяются на два типа: периодического и непрерывного действия.
Недостатком вибрационных смесителей сыпучих кормов, производимых как отечественными, так и зарубежными фирмами Buhler (Швейцария), Van Aarsen, Ottevanger (Голландия), Cristy (Великобритания), Riela, HeemHorst (Германия), Forberg AS (Норвегия), является высокая удельная энергоемкость [5].
Для разработки наиболее эффективной конструкции вибрационного смесителя было изучено формирование циркуляционных движений сыпучих сред в состоянии виброкипения. Процесс виброкипения сопровождается возникновением в объеме сыпучей среды сложных циркуляционных движений, основное влияние на которые оказывают интенсивность и характер вибрационных воздействий, форма и устройство вибрирующего контейнера [6, 7].
Вибросмеситель (рис. 1) состоит из контейнера 2 в виде закрытого цилиндрического желоба, который имеет загрузочную горловину 5, разгрузочный люк 8 и торцевые стенки с подшипниковыми опорами 13, в которых вращается вал 3. Разгрузочный люк 8 установлен в нижней части контейнера по всей его длине и закреплен посредством шарниров 11 и защелки 12. Контейнер установлен
на раме 1 при помощи пружин 10. Внутри контейнера на валу 3 одним концом закреплены перемешивающие пружины 9, установленные перпендикулярно его оси и по спирали, их длина меньше расстояния между пружинами, находящимися в одной плоскости по длине вала, при этом данное расстояние меньше радиуса контейнера. Расстояние между соседними пружинами больше или равно диаметру пружин. Установка перемешивающих пружин 9 на валу таким образом предотвращает зацепление их друг за друга и внутреннюю поверхность контейнера, а также обеспечивает сложное вращательно-колебательное движение сыпучего материала, при котором достигается высокое качество смеси. На концах вала с наружной стороны контейнера расположены вибровозбудители 4, позволяющие регулировать амплитуду колебаний контейнера с валом.
Вибрационный смеситель работает следующим образом. Вал 3 приводится во вращение посредством электродвигателя 7 через упругую муфту 6. Смешиваемые компоненты загружаются через загрузочную горловину 5. Дебалансное вращение вала приводит к колебательному движению контейнера с валом по круговой эллипсоидальной траектории с высокими ускорениями. Эти ускорения столь велики, что находящаяся в контейнере масса сыпучего материала при колебаниях то отрывается от внутренней поверхности корпуса, то контактирует с ней, тем самым увеличивается интенсивность вибрации сыпучего материала. В свою очередь, установленные на валу перемешивающие цилиндрические пружины получают вращательно-колебательные движения от вала с контейнером. И в результате этого процесса сыпучий материал приводится в состояние «виброкипения», которое способствует интенсивной циркуляции и смешиванию его компонентов.
Внутри цилиндрического контейнера установлен активный рабочий орган, представляющий собой вал с закрепленными на нем перемешивающими элементами в виде цилиндрических пружин, что
А-А
Рис. 1. Схема вибрационного смесителя сыпучих кормов с активным перемешивающим рабочим органом 72 ------------------------------------- ВестникФГ0УВП0МГАУ№4'2008 ----------------------------------------
приводит к повышению эффективности процесса смешивания.
Интенсивная циркуляция сыпучего материала в вибрирующем контейнере вибросмесителя приводит к сокращению времени приготовления высококачественной смеси, повышению его производительности и снижению удельной энергоемкости процесса. Выгрузка готовой смеси сыпучего материала из контейнера осуществляется посредством разгрузочного люка.
Мощность Nc, необходимая для привода вибрационного смесителя, определяется силами сопротивления, действующими на перемешивающий элемент.
Рассмотрим схему сил (рис. 2), действующих на частицу сыпучего материала в плоскости, перпендикулярной к оси вала вибрационного смесителя. Когда перемешивающий элемент погружен в материал, на него действует равнодействующая R всех сопротивлений, отклоненная от нормали N на угол трения ф. Для преодоления этой равнодействующей необходимо приложить со стороны перемешивающего элемента усилие Р, равное R, но противоположно направленное.
Нормальную составляющую Pn усилия P необходимо разложить по направлениям окружной и осевой скоростей, в результате получим окружное усилие P , сообщающее частицам перемешиваемого материала вращательное движение, и осевое усилие Po, перемещающее эти частицы в осевом направлении. При этом:
Pp = Pn cos а;
Po"= Pn sin «,
где а — угол наклона перемешивающего элемента к оси вращения вибрационного смесителя.
Кроме того, под действием нормальной составляющей равнодействующей R в плоскости движе-
ния частиц по перемешивающему элементу возникает сила трения Fтр, направленная против относительного движения частиц по перемешивающему элементу:
F = Р .
тр •/ п
Разложив силу трения Fтр на окружную и осевую составляющие, получим
К.р = ^ р ^ «;
К.о = ^ со:5 « = К0™ «.
При движении погруженного перемешивающего элемента в перемешиваемый материал принимаем, что сопротивления вдоль нее распределяются по закону треугольника (пропорционально длине радиуса) и точка приложения равнодействующей Я (рис. 3) находится в центре тяжести этого треугольника на расстоянии двух третей длины Ь перемешивающего элемента от оси вращения.
При не полностью заполненном контейнере и вращении перемешивающих элементов глубина их погружений в перемешиваемый материал является величиной переменной. С учетом выше изложенного нормальная составляющая сил
Рп = 9,81рйср Fпэ 1Е2 ( 45 + | ^,
где Нср — средняя глубина, равная половине наибольшей глубины погружения перемешивающих элементов, м; Fпэ — проекция площади перемешивающего элемента,
погруженного в перемешиваемый материал, на направле-
2
ние вращения, м ; ф — угол внутреннего трения, град.
Перемешивающие элементы в вибрационном смесителе действуют подобно шнеку и сообщают перемешиваемой массе окружную (вращательную) ур и осевую Уо скорости.
Рис. 2. Схема сил, действующих на частицу сыпучего материала
Рис. 3. Конструктивные размеры вибрационного смесителя
Окружная скорость:
v = юг
ур ^cp’
где Гер — средний радиус, или расстояние от оси вращения до точки приложения равнодействующей сил сопротивлений, м.
Осевая скорость:
vo = vo cos a sin а,
где а — угол наклона перемешивающего элемента к оси вращения вала вибрационного смесителя, град.
Мощность, потребляемая вибрационным смесителем, кВт:
N = (Ppvp + PoVo)Zn.3
1000 ,
где ZD3 — число одновременно погружаемых перемешивающих элементов в перемешиваемый материал.
Список литературы
1. Завражнов, А.И. Механизация животноводства /
A.И. Завражнов, Д.И. Николаев. — М.: Агропромиздат, 1990. — 157с.
2. Щеблыкин, В. Новые смесители для предприятий /
B. Щеблыкин, Л. Кортунов, А. Сухарев // Комбикорма. — № 3. — 1999.
3. Гончаревич, И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. — М.: Наука, 1981. — 320 с.
4. Леонтьев, П.И. Технологическое оборудование кормоцехов / П.И. Леонтьев [и др.]. — М.: Колос, 1984. — 157 с.
5. Нойешутц, Д. Смесители нового поколения / Д. Ной-ешутц // Комбикорма. — № 2. — 2001.
6. Гончаревич, И.Ф. Вибрация: нестандартный путь. Вибрация в природе и технике / И.Ф. Гончаревич. М.: — Наука, 1986. — 209 с.
7. Гончаревич, И.Ф. Вибротехника в горном производстве / И.Ф. Гончаревич. — М.: Наука, 1992. — 319 с.
УДК 633.34.001.5.(470.66)
И.Я. Шишхаев, научн. сотр., ассистент У.А. Делаев, канд. с.-х. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чеченский государственный университет»
УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН СОИ РАЗНЫХ ЭКОТИПОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ И НОРМ ВЫСЕВА В УСЛОВИЯХ
лесостепной зоны восточного
Одним из основных приемов сортовой агротехники является выбор оптимального срока посева соответственно требованиям растений к условиям освещенности (интенсивность света и фотопериод), тепло-и влагообеспеченности по фазам роста и развития. Оценка сортов по отношению к фотопериоду значима для установления возможного ареала их распространения.
Соя, как теплолюбивое растение, в процессе селекции адаптирована к довольствованию и ограниченными ресурсами этого фактора. Для современных ранних сортов сои северного экотипа для завершенного цикла произрастания достаточная сумма активных температур составляет 1700.1800 °С, а для поздних сортов в южных зонах — 3300.3600 °С, т. е. диапазон суммарных активных температур (больше 10 °С) может колебаться по сортам в 2 раза.
По фазам роста и развития растений требования сои к теплу изменяются. По обобщенным сведениям для прорастания семян сои минимальная температура составляет 6.7 °С, достаточная — 12.14 °С и оптимальная — 20.22 °С; для всходов — соответственно 8.10, 15.18 и 20.22 °С.
ПРЕДКАВКАЗЬЯ
Этих показателей и следует придерживаться при выборе оптимального срока посева сои [1].
По ресурсам тепла и света (ФАР) лесостепная зона Восточного Предкавказья благоприятна для возделывания ранних, средних и поздних сортов сои с периодом вегетации 85.180 дней.
Лимитирующим фактором для получения высоких урожаев сои здесь является недостаточность естественных ресурсов влаги.
По сведениям многих исследователей, на начальный период роста сои приходится 30 % общего водопотребления агроценозом, а на цветение-созревание — 70 %. Наиболее критическим по влаго-потребности является период формирования семян [2]. Поэтому при выборе наилучшего срока посева сои во всех зонах, в том числе и в Чеченской Республике, крайне целесообразно учитывать особенность водопотребления сои по фазам вегетации применительно к среднемноголетним показателям количества осадков по декадам. Учитывая нестабильность погодных условий по годам и периодам вегетации и биологические особенности новых сортов сои, продолжение исследований в этом направлении не только не утратило актуальности, но, наоборот,
