CC BY
1Вестник АПК
Ставрополья
№ 4(16), 2014
Агроинженерия
45
УДК 631.363.25
Грицай Д. И., Капустин И. В., Детистова О. И., Марченко В. И.
Gritsay D. I., Kapustin I. V., Detistova O. I., Marchenko V. I.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
UNIVERSAL FEED-PREPARED MACHINE
Рассмотрена проблема приготовления кормов в хозяйствах малых форм собственности и предложена оригинальная конструкция энергосберегающей машины для измельчения и смешивания компонентов комбикорма.
The problem of feed preparation by farms of small farms of property is studied, and the original design of the energy-efficient machine to prepare and mix ingredients of combined feeds is proposed.
Ключевые слова: кормоприготовление, измельчение, смешивание, криволинейные ножи, ножевой диск.
Key words: feed preparation, grinding, mixing, curved knives, cutter discs.
Грицай Дмитрий Иванович -
кандидат технических наук,
доцент кафедры технологического оборудования
животноводческих и перерабатывающих предприятий
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: (8652) 31-59-28
E-mail: qritcay_kirill@mail.ru
Капустин Иван Васильевич -
кандидат технических наук,
профессор кафедры технологического оборудования животноводческих и перерабатывающих предприятий Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: 8-928-285-51-83 E-mail: elena79-26reg@mail.ru
Детистова Ольга Ивановна -
кандидат технических наук,
доцент кафедры технологического оборудования
животноводческих и перерабатывающих предприятий
Ставропольский государственный аграрный университет
г. Ставрополь
Тел.: (8652) 31-59-28
E-mail: detistova.o.i@ya.ru
Марченко Виктор Иванович -
кандидат технических наук,
доцент кафедры технологического оборудования животноводческих и перерабатывающих предприятий Ставропольский государственный аграрный университет г. Ставрополь Тел.: (8652) 31-59-28 E-mail: marchenko59@mail.ru
Gritsay Dmitry Ivanovich -
Ph. D. in Technical Sciences Docent of Department of Technological Equipment of Livestock and Processing Enterprises Stavropol State Agrarian University Tel.: (8652) 31-59-28 E-mail: qritcay_kirill@mail.ru
Kapustin Ivan Vasil'evich -
Ph. D. in Technical Sciences Professor of Department of Technological Equipment of Livestock and Processing Enterprises Stavropol State Agrarian University Tel.: 8-928-285-51-83 E-mail: elena79-26reg@mail.ru
Detistova Olga Ivanovna -
Ph. D. in Technical Sciences Docent of Department of Technological Equipment of Livestock and Processing Enterprises Stavropol State Agrarian University Tel.: (8652) 31-59-28 E-mail: detistova.o.i@ya.ru
Marchenko Viktor Ivanovich -
Ph. D. in Technical Sciences Docent of Department of Technological Equipment of Livestock and Processing Enterprises Stavropol State Agrarian University Tel.: (8652) 31-59-28 E-mail: marchenko59@mail.ru
В настоящее время практически во всех регионах страны интенсивно развиваются личные подсобные и крестьянские фермерские хозяйства по производству продукции животноводства. По данным министерства сельского хозяйства Ставропольского края, около 70 % молока производится в индивидуальном секторе при высоких энергетических затратах. Наиболее энергозатратными являются процессы, связанные с приготовлением и раздачей сочных кормов, на долю которых в совокупности приходится до 30-35 % суммарных энергозатрат на производство тонны молока. В связи с этим совершенствование имеющегося и разработка ново-
го энергосберегающего оборудования для механизации процессов приготовления кормов в вышеназванных формах хозяйств является актуальным [1].
В России редко встречаются машины, выполняющие одновременно несколько технологических операций в процессе приготовления кормов животным. Особенно остро стоит проблема измельчения растительных кормов с широким диапазоном влажности и смешивания сыпучих кормов.
Известны различные конструкции малогабаритных устройств, предназначенных для измельчения и смешивания ограниченных объемов кормов в условиях крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств [2].
46
,,„ „„„,„,„,„„,„„. Ставрополья
научно-практическии журнал
Решением проблемы является разработка универсального малогабаритного энергосберегающего измельчителя-смесителя кормов, обладающего:
- снижением энергозатрат за счет выполнения конструкции, обеспечивающей измельчение материалов в режиме скользящего резания;
- обеспечением высокой производительности за счет подачи готового корма к следующей технологической операции;
- варьированием степени измельчения путем регулировки высоты возвышения ножей над поверхностью диска;
- возможностью быстрой перенастройки измельчителя-смесителя из режима работы «измельчение» на режим «смешивание» путем несложной перенастройки аппарата [3, 4].
Для обоснованного выбора конструкции устройств и машин, воздействующих на сельскохозяйственные материалы, согласно учению академика В. П. Горячкина, необходимо знать и учитывать физико-механические свойства обрабатываемого сырья [5].
В соответствии с этим положением и на основе расчета ряда конструктивно-режимных параметров нами обоснована рациональная конструкция универсального малогабаритного измельчителя-смесителя кормов для крестьянских (фермерских) хозяйств [6].
Универсальный малогабаритный измельчитель-смеситель кормов (рис.) содержит загрузочный бункер 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 смешивающие пластины, размещенные на валу 4. На ножевом диске 5 расположены регулируемые наклонные криволинейные ножи 6 с окнами 7 под ними для прохода резки (стружки). Ножевой диск 5 выполнен в виде ротора, представляющего собой колесо с лопастями 8, направленными под углом в сторону, обратную вращению ротора, равным 70-80°, и фиксируется осевым стопором 9 к валу 4 либо наружным стопором 10 к стенке бункера 1. Смешивающие пластины фиксируются осевыми стопорами 11 и 12 к валу 4 либо наружными стопорами 13 и 14 к стенке бункера 1. Такое крепление смешивающих пластин и ножевого диска 5 на валу 4 обеспечивают три варианта работы: а) привод осуществляется на ножевой диск; б) привод передается на смешивающие пластины; в) привод передается на смешивающие пластины и ножевой диск. Вращение приводного вала 4 осуществляется от электродвигателя 15 через клиноременную передачу 16. Частотный регулятор 17 обеспечивает регулировку оборотов двигателя 15. Загрузочный бункер 1 закрыт съемной крышкой 18 с выполненным в ней загрузочным окном 19. Гибкий рукав 20 для отвода готовой продукции зафиксирован на выгрузной горловине 21, оснащенной регулировочной заслонкой 22. Названные узлы
и элементы размещены на станине 23, представляющей собой сварную раму.
Измельчение материала происходит следующим образом. Неизмельченный (цельный) материал подается в бункер 1 на ножевой диск 5, вращающийся на валу 4. Наклонные криволинейные ножи 6, жестко связанные с ножевым диском 5, отрезают стружку, которая через сквозные окна 7 ножевого диска 5 попадает в пространство под ним, откуда измельченная резка подается лопастями 8 наружу по гибкому рукаву 20 через выгрузную горловину 21. При этом верхняя 2 и нижняя 3 смешивающие пластины фиксируются наружными стопорами 13 и 14 к стенке бункера 1.
Наклонные криволинейные ножи 6 размещены на ножевом диске 5 попарно в одном направлении, удовлетворяющем условиям минимального и максимального углов скольжения, по теории режущего аппарата, с криволинейными лезвием. Такое расположение ножей дает эффект «скользящего резания», обеспечивающего чистый срез материала и снижение энергозатрат в 1,4...2,5 раза по сравнению с резанием в режиме «рубка» [6, 7].
Для выполнения смешивания сыпучего материала, используемого при приготовлении кормов, необходима перенастройка малогабаритного измельчителя-смесителя кормов. Осевые стопоры 11 и 12 верхней 2 и нижней 3 смешивающих пластин фиксируют к приводному валу 4, а наружные стопоры 13 и 14 отпускают, переводя смешивающие пластины 2 и 3 из режима работы «измельчение» в режим работы «смешивание». Ножевой диск 5, наоборот, фиксируют наружным стопором 10 к стенке бункера 1, предварительно отпустив осевой стопор 9 и установив максимальную высоту возвышения наклонных криволинейных ножей 6.
Измельчитель-смеситель кормов на смешивании работает следующим образом. Через загрузочное окно 19 съемной крышки 18 продукт поступает в загрузочный бункер 1. Смешивание кормовых смесей происходит при помощи вращения верхней 2 и нижней 3 смешивающих пластин, жестко зафиксированных к приводному валу 4. Приводной вал 4 работает от электродвигателя 15 через клиноременную передачу 16.
Для выполнения разгрузки смеси, достигшей необходимой степени смешения и определенной однородности, открывают загрузочную заслонку 21, наружный стопор 10 отпускают, а осевой стопор 9 фиксируют к приводному валу 4, переводя ножевой диск 5 с лопастями 8 в режим работы швырялки. Готовый продукт выводится из бункера малогабаритного измельчителя-смесителя кормов аналогично процессу измельчения материала.
Регулировка степени однородности смеси осуществляется подбором режимов смешивания при помощи изменения оборотов двигателя 15, установленным на станине 23 частотным регулятором 17.
Рисунок - Универсальный малогабаритный измельчитель-смеситель кормов
Разработка универсального малогабаритного измельчителя-смесителя по сравнению с другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- универсальность и пригодность для измельчения материалов с широким диапазоном влажности;
быстрая перенастройка аппарата при работе в различных режимах; низкие энергозатраты; простота в обслуживании и безопасность работы.
Литература
1. Технологическое и техническое обеспечение процессов машинного доения коров, обработки и переработки молока / В. И. Трухачев, И. В. Капустин, В. И. Буд-ков, Д. И. Грицай. Ставрополь : АГрУс, 2012. 300 с.
2. Детистова О. И., Чернявский Н. А., Бож-ко А. Ю. Средства механизации кормо-приготовления для крестьянских (фермерских) хозяйств // Сборник научных трудов БмогМ. 2012. Т. 6, № 2. С. 53-55.
3. Грицай Д. И., Ангилеев О. Г. Приготовление измельченной кукурузной смеси в фермерских и личных подсобных хозяйствах // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 7. С. 12-13.
4. Грицай Д. И. Разработка технологии и средств механизации приготовления зерностержневой кормосмеси (ЗСКС) в крестьянских (фермерских) хозяйствах :
References
1. Technologies and logistics processes, machine milking cows, treatment and processing of milk / V. I. Trukhachev, I. V. Kapustin, V. I. Budkov, D. I. Gritsay. Stavropol : AGRUS, 2012. 300 p.
2. Detistova O. I., Chernyavsky N. A., Bog-ko A. Means of mechanization of preparation of forages for country (farmer) farms // Sworld Proceedings of international scientific and practical conference. 2012. Vol. 6, № 2. P. 53-55.
3. Gritsay D. I., Angileev O. G. Production of granulated corn mixture in peasant farms and smallholdings // Mechanization and electrification of agriculture. 2007. № 7. P. 12-13.
4. Gritsay D. I. Development of technology and mechanization means for production of grain and rod feed mixture in (pea sant) farms : Ph. D. thesis in Technical science / Горский го-
48
,,„ „„„,„,„,„„,„„. Jj Ставрополья
научно-практический журнал
дис. ... канд. техн. наук / Горский государственный аграрный университет. Ставрополь, 2007. 152 с.
5. Горячкин В. П. Общие принципы испытания сельскохозяйственных машин и орудий. Соч. в 4 т. Т. 4. М., 1940. С. 45.
6. Грицай Д. И., Детистова О. И., Иванов Д. В. Расчет конструктивных параметров ножевого измельчителя початков кукурузы неполной технической спелости // Вестник АПК Ставрополья. 2013. № 1 (9). С. 65-67.
7. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л. : Колос, 1978. С. 178-189.
8. Иванов Д. В., Агузаров А. М. Способ обработки силосуемых кормов биоконсервантами и устройство для его осуществления // Young Science. 2014. № 2. C. 36 - 39. URL: http://yscience.ru/articles/YS2014-V2-D4-A19.pdf
9. Савельева Е. В. Автоматизированные системы контроля и учёта электрической энергии - решение проблемы управления энергопотреблением // Young Science. 2014. № 2. C. 48 - 51. URL: http://yscience. ru/articles/YS2014-V2-D4-A22.pdf
сударственный аграрный университет. Vladikavkaz, 2007. P. 152.
5. Goryachkin V. P. General principles for testing of agricultural machinery and implements. Op. in 4 volumes. Vol. 4. M., 1940. P. 45.
6. Gritsay D. I., Detistova O. I., Ivanov D. V. Calculation of structural parameters of cutter grinder corn cobs incomplete technical maturity // Agricultural bulletin of Stavropol region Stavropol. 2013. № 1 (9). P. 65-67.
7. Melnikov S. V. Mechanization and automation of cattle farms. L. : Kolos, 1978. P. 178-189.
8. Ivanov D. V., Agouzarov A. M. Method of processing silage feed biokonservantami and device for its implementation // Young Science. 2014. № 2. P. 36 - 39. URL: http://yscience.ru/ articles/YS2014-V2-D4-A19.pdf
9. Savelyeva E. V. Automated control systems and electricity meters - addressing energy management // Young Science. 2014. № 2. P. 48 - 51. URL: http://yscience.ru/articles/ YS2014-V2-D4-A22.pdf
