CC BY
6
6. Тарасов Л.В. Современный курс физики. Механика / Л.В. Тарасов. - М. : Оникс, 2009. - 592 с.
7. Яблонский А.А. Курс теоретической механики / А.А. Яблонский. - М. : Высшая школа, 1986. -412 с.
8. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики : учеб. для втузов / С.М. Тарг. - 10-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1986. - 416 с.
9. Подскребко Э.Н. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных : учеб. пособие / Э.Н. Подскребко, Н.Ф. Пестова. - Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 132 с.
10. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления : учебник : В 2-х т. Т. 1 / Н.С. Пискунов. - СПб. : Мифрил. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1996. - 416 с.
11. Проников А.С. Надежность машин / А.С. Проников. - М. : Машиностроение, 1978. -592 с.
Лучинович Анастасия Александровна, ассистент, Омский ГАУ, aa.luchinovich35.06.04@ omgau.org; Редреев Григорий Васильевич, канд. техн. наук, доц., завкафедрой, Омский ГАУ, gv.redreev@omgau.org; Сорокин Анатолий Ни-кифорович, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, an.sorokin@omgau.org; Червенчук Владимир Дмитриевич, канд. техн. наук, доц., Омский ГАУ, vd.chervenchuk@omgau.org.
6. Tarasov L.V. Sovremennyj kurs fiziki. Me-khanika / L.V. Tarasov. - M. : Oniks, 2009. - 592 s.
7. Yablonskij A.A. Kurs teoreticheskoj mekha-niki / A.A. Yablonskij. - M. : Vysshaya shkola, 1986. -412 s.
8. Targ S.M. Kratkij kurs teoreticheskoj me-khaniki : ucheb. dlya vtuzov / S.M. Targ. - 10-e izd., pererab. i dop. - M. : Vyssh. shk., 1986. - 416 s.
9. Podskrebko E.N. Differencial'noe ischislenie funkcij neskol'kih peremennyh : ucheb. posobie / E.N. Podskrebko, N.F. Pestova. - Tomsk : Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2008. -132 s.
10. Piskunov N.S. Differencial'noe i integ-ral'noe ischisleniya : uchebnik : V 2-h t. T. 1 / N.S. Piskunov. - SPb. : Mifril. Gl. red. fiz.-mat. lit., 1996. - 416 s.
11. Pronikov A.S. Nadezhnost' mashin / A.S. Pronikov. - M. : Mashinostroenie, 1978. - 592 s.
Luchinovich Anastasia Aleksandrovna, assistant, Omsk SAU, aa.luchinovich35.06.04@omgau.org; Redreev Grigory Vasil'evich, Cand. Techn. Sci., Ass. Prof., head of the Department, Omsk SAU, gv.redreev@omgau.org; Sorokin Anatoly Nikiforo-vich, Cand. Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, an.sorokin@omgau.org; Chervenchuk Vladimir Dmitrievich, Cand. Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, vd.chervenchuk@omgau.org.
УДК 631.363.21
УК. САБИЕВ1, Н.С. СЕРГЕЕВ2
1 Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск 2Южно-Уральский государственный аграрный университет, Челябинск
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рапс как важная масличная культура может быть измельчен в питательную муку, используемую в кормах для животных, или прессован для извлечения масла, которое применяется при приготовлении многих пищевых продуктов или в производстве биодизеля. Частичная замена концентратов рапсовой мукой в объеме 8-12% от общей массы в рационе лактирующих коров способствует повышению молочной продуктивности на 1,1-1,8 кг в пересчете на молоко 4%-ной жирности. Для снижения затрат энергии при отжиме и снижения остаточного масла в жмыхе предложено предварительное измельчение семян масличных культур. При этом данная кормовая добавка дает небольшой эффект в плане повышения продуктивности у животных, так как уже при извлечении масла из семян рапса, при содержании в нем 4045% масла, извлекается большая часть питательных веществ вместе с выжатым маслом, которые нужны для более быстрого продуктивного развития животных. Предлагается использовать измельчение цельных семян рапса для получения рапсовой муки, несмотря на их высокую масличность. Но с данной зада-
© Сабиев У.К., Сергеев Н.С., 2019
чей молотковые дробилки серийного производства не справляются. Предложено новое устройство с режущими элементами криволинейной формы, позволяющее измельчать семена масличных культур и фуражного зерна способом «скалывания - срез». Результаты экспериментов показали, что подобный измельчитель способен перерабатывать семена рапса с жирностью до 50% без выделения жира.
Ключевые слова: измельчение, рапсовая мука и масло, биодизельное топливо, измельчитель семян
рапса.
Введение
Развитие сельского хозяйства, в том числе животноводства, повышение продуктивности животных зависит от состояния кормовой базы, подбора видов и сортов кормовых культур в каждом конкретном хозяйстве.
Несбалансированность рационов по энергии и протеину не только не способствует реализации потенциала продуктивности животных, но и повышает расход кормов. Поэтому необходимо обратить внимание на структуру высокобелковых кормовых культур.
Основным источником белка были и остаются растительные корма, доля которых составляет более 90%. В хозяйствах региона следует возделывать высокобелковые культуры, в том числе рапс, для сельскохозяйственных нужд. Рапс является масличной культурой из семейства горчичных и занимает важное место в рационе кормления животных. Семена рапса очень богаты маслом. Они могут быть измельчены в питательную муку, используемую в кормах для животных, или прессованы для извлечения масла, которое используется при приготовлении многих пищевых продуктов или в производстве биодизеля. Следует отметить, что площади посева рапса имеют большие колебания по годам, при этом урожайность остается низкой. Основными причинами данного положения являются нарушение технологии возделывания, недостаточное научно-техническое и экономическое обоснование культуры в севооборотах. Кроме того, не создана материально-техническая база для сушки, хранения и переработки семян рапса с целью получения более качественного масла и жмыха. Масло при этом не нашло широкого применения в условиях сельскохозяйственного производства.
Объекты и методы
Из науки и практики известно, что скармливание кормов из рапса допускается всем видам сельскохозяйственных животных различных возрастных групп. Эффект от скармливания для крупного рогатого скота определяется ростом производства продукции животноводства за счет увеличения продуктивности, повышения среднесуточных привесов животных при их откорме и улучшения качества готового продукта с учетом получаемой дополнительной прибыли в расчете на 1 т молока базисной жирности, 1 ц мяса и других зоотехнических факторов [1; 2].
Еще в ряде областей Советского Союза было отмечено, что от скармливания молочному скоту кормов из рапса происходит увеличение производства молока и получение дополнительной прибыли.
Таблица 1
Эффективность частичной замены кормов рапсовыми в рационах дойных коров
(данные ВНИПТИ рапса)
Показатель Зеленая масса Силос Мука из семян рапса Жмых
Продолжительность скармливания рапсового корма в рационе, дней 90 150 90 305
Суточная норма введения рапсового корма в рацион, кг 20 10 0,4-0,8 0,5-1,0
Увеличение среднесуточного удоя, кг 1,2 0,8 1,3-1,4 0,6-1,0
Увеличение массовой доли жира в молоке, % 0,17 0,13 0,12-0,20 0,15-0,23
Для изучения влияния цельных семян рапса и рапсовой муки на молочную продуктивность дойных коров в г. Омске осуществлялись сравнительные исследования. Опыты проводились в зимний период на трех группах по 10 голов черно-пестрой породы в каждой.
Питательность используемых рапсовых семян и муки, а также рациона животных определялась по известным общепринятым методикам зоотехнического анализа. С помощью контрольных доек определялась молочная продуктивность коров, участвующих в эксперименте. Три раза в месяц проводился контрольный учет съеденных кормов для установления фактической поедаемости. Переваримость семян рапса рассматривали визуально, по количеству целых семян в кале животных при последующей деконтации средней пробы водопроводной водой через мелкое сито. Клинические и биохимические показатели крови определяли общепринятыми методами. Кормление коров в ходе эксперимента осуществлялось по нормам ВИЖа, с учетом живого веса и планируемых надоев.
Учет молочной продуктивности коров, получавших в рационе рапсовую муку и цельные семена рапса, показал повышение продуктивности. Среднесуточный надой в основном периоде опыта у животных, которым скармливались рапсовые корма по 0,380,40 кг на голову в сутки, повысился на 1,04-1,82 кг, или на 10,8-18,9%. Максимальный среднесуточный надой был отмечен у животных, получавших 0,38 кг рапсовой муки взамен 0,8 кг концентратов, что увеличило содержание жира в рационе, а также количество незаменимых аминокислот. Количество белка в молоке подопытных животных всех групп было примерно одинаковым - 3,30-3,33%. Таким образом, скармливание дойным коровам рапсовой муки положительно сказалось на среднесуточных надоях и качественных показателях молока [2].
Применение рапса повышает энергетическую и протеиновую обеспеченность рационов кормления животных, экономит концентраты продовольственных культур.
С целью определения оптимальных рационов кормления для дойных коров с использованием муки из семян рапса, полученной на центробежно-роторном измельчителе [3; 4], учеными ЧИМЭСХ (ЧГАУ) были проведены научно-производственные опыты в учебном хозяйстве университета. В основной рацион для коров контрольной группы входили: 4 кг сена, 20 кг силоса, 10 кг сенажа, 0,5 кг шрота подсолнечного, 1 кг патоки, 0,6 кг белково-витаминной добавки, 4,2 кг концентратов. В рационе коров второй, третьей, четвертой и пятой опытных групп проводили замену 12, 14, 16, 18% концентратов эквивалентным количеством рапсовой муки.
Для кормления коров использовали рапсовую муку из семян сорта Хана. Перед скармливанием в биохимлаборатории СибНИИСХа (Омский аграрный научный центр) г. Омска был проведен анализ семян рапса на содержание эруковой кислоты и глюко-зинолатов. В муке рапса эруковая кислота отсутствовала, глюкозинолат составлял 3,5% (допускается 4-5%). В период опыта также учитывали зоотехнические и биохимические показатели молока. Показатели молочной продуктивности коров контрольной и опытных групп представлены в табл. 2.
Таблица 2
Показатели молочной продуктивности коров
Группа Кол-во коров в группе, гол. Валовое производство молока, кг Жирность молока за период опыта, % Среднесуточный удой, кг
фактическая жирность, % 4%-ная жирность
Контрольная № 1 44 33050 3,67 14,17 13,0
Опытная № 2 37 30360 3,67 16,4 14,1
Опытная № 3 43 34775 3,78 15,2 14,4
Опытная № 4 43 36690 3,79 15,6 14,8
Опытная № 5 38 31580 3,81 14,17 13,0
Среднесуточный удой коров контрольной группы был ниже на 2,23; 1,03; 1,43 кг, чем удой второй, третьей, четвертой групп соответственно. Жирность молока коров контрольной группы находилась на одном уровне со второй опытной группой, но ниже на 0,11; 0,12; 0,14% по сравнению с третьей, четвертой и пятой. Среднесуточный удой коров второй, третьей и четвертой опытных групп в пересчете на молоко 4%-ной жирности на 1,1-1,8 кг выше, а пятой опытной группы был на уровне среднесуточного удоя коров контрольной группы.
Таким образом, частичная замена концентратов рапсовой мукой в объеме 8-12% от общей массы в рационе лактирующих коров способствует повышению молочной продуктивности на 1,1-1,8 кг в пересчете на молоко 4%-ной жирности. Оптимальная добавка рапсовой муки в рацион коров составляет 14-16% [2].
Вышеизложенное доказывает значимость рапсовой муки как ингредиента в составе комбикормов при кормлении дойных животных.
Известно также, что семена рапса могут использоваться не только для кормовых нужд животноводства, но и для производства масла. Масло рапса привлекает все большее внимание в качестве источника возобновляемого сырья для отраслей химической промышленности и энергетики. Спектр его использования для технических целей чрезвычайно широк - от исходного материала для химического синтеза до различных смазочных веществ и биодизельного топлива [5].
Наиболее распространенным способом получения рапсового масла является холодное прессование целых семян. Однако при этом в жмыхе остается около 10% масла. Для снижения затрат энергии на прессование и количества остаточного масла перед прессованием целесообразно произвести измельчение семян рапса. Прессование измельченной массы позволяет снизить остаточное количество масла до 5-6%, которое можно использовать рационально - в качестве кормовых добавок для животных и птицы, для приготовления биодизельного топлива. При измельчении семян и их холодном прессовании выход масла может быть определен по следующей зависимости:
где Qм - количество масла, полученного методом холодного прессования, т; Qc - количество измельченных семян рапса, т; /л - масличность семян рапса, %; 8 - остаток масла в жмыхе после прессования, %.
Рассмотрены машины для обработки и измельчения семян рапса и фуражного зерна [6], указаны их преимущества и недостатки [7; 8]. Отмечено, что рапсовая кормовая добавка, то есть рапсовая мука, является побочным продуктом после получения жмыха и его измельчения. Далее кормовую добавку используют при производстве комбикормов. Но эффект от добавки небольшой в плане повышения продуктивности у животных, так как уже при извлечении масла из семян рапса (при содержании его 40-45%) извлекается большая часть питательных веществ вместе с выжатым маслом, которые нужны для более быстрого продуктивного развития животных. Поэтому предлагается использовать измельчение цельных семян рапса для получения рапсовой муки, несмотря на их высокую масличность. С данной задачей молотковые дробилки серийного производства не справляются, и приходится разрабатывать машины подобного функционального назначения. Кроме того, известно, что дробилки молоткового типа имеют ряд существенных недостатков, таких как большой расход электроэнергии, большая доля пылевидной фракции (до 30%), неоднородность измельченного продукта и невозможность измельчения семян масличных культур.
Ом =
100
- тонн,
Результаты исследований
Одним из вариантов решения вопроса измельчения семян масличных культур и фуражного зерна является предлагаемое устройство для измельчения (рисунок) с оригинальными рабочими органами в виде кольцевых выступов, в которых в радиальном направлении выполнены сквозные пазы по циклоиде, причем радиус циклоиды увеличивается от центра к периферии, а стенки пазов имеют переменный угол наклона к рабочей поверхности дисков в пределах от 45 до 90° [9].
Устройство для измельчения зерновых материалов, в том числе семян масличных культур, состоит из корпуса 1, крышки 2, загрузочного 3 и выходного патрубка 4. Внутри корпуса соосно установлены два диска (5 и 6). На дисках 5 и 6 закреплены кольцевые выступы 7 и 8. Нижний диск 5 установлен на фланце 9 полого вала 10, верхний диск 6 закреплен на фланце 11 вала 12. Вал 12 расположен в полости вала 10, соосно валу 10. Верхняя часть вала 12 выполнена полой, а его полость сообщается радиальными окнами 13 с пространством между дисками 5 и 6. Кольцевые выступы 7 и 8 закреплены на дисках 5 и 6 при помощи болтов 14. Выступы 7 верхнего диска 6 расположены между выступами 9 нижнего диска 5. В кольцевых выступах 7 и 8 сквозные пазы 15 выполнены по одинаковым циклоидам, причем радиус циклоиды увеличивается от центра к периферии. Направление сквозных пазов верхнего диска выполнено противоположно направлению сквозных пазов нижнего диска, они образуют между собой ик-собразный угол защемления. Сквозные пазы имеют переменный угол наклона стенок пазов к рабочей поверхности дисков в пределах от 45 до 90°.
Измельчитель семян рапса и фуражного зерна
Устройство для измельчения работает следующим образом. Обрабатываемый зерновой материал из загрузочного патрубка 3 через радиальные окна 13 в полом валу 12 подается в пространство между дисками 5 и 6, которые приводятся во вращение в противоположных направлениях. Проходя под действием центробежных сил по радиальным сквозным пазам 15, выполненным по циклоиде в кольцевых выступах 7 и 8, зерно, имеющее меньшую твердость и плотность, приобретает меньшую скорость, чем зерно, имеющее большую твердость и плотность, а следовательно, преимущественно измельчается за счет среза и скалывания на режущих парах, образованных соседними кольцевыми выступами, расположенными ближе к центру противоположных дисков 5 и 6, где установлен оптимальный угол резания для более мягкого материала. Измельчаемый материал движется к периферии под действием центробежных сил по пазам 15, выполненным по циклоиде, радиус которой увеличивается от центра к периферии, где установлен оптимальный угол резания для более плотного и твердого материала. При таком способе измельчения готовый продукт по своему гранулометрическому составу выровнен и однороден, качество помола продукта выше, чем у измельченного в молотковой или другой дробилке. При измельчении фуражного зерна наличие пылевидной фракции составляет не более 5%, что дает возможность сбережения исходного кормового материала и увеличения продуктивности животных.
По результатам расчетов и экспериментальных исследований определена форма режущей части измельчающего элемента криволинейной формы в виде эксцентрично поставленной окружности радиусом, равным 60 мм. Выявлено, что измельчители с такими оригинальными режущими элементами способны перерабатывать семена рапса с жирностью до 50% без выделения жира, обеспечивая тем самым хорошую сыпучесть при смешивании с другими кормовыми компонентами. Устройство способно измельчать все виды масличных, злаковых и белковых культур с целью получения белково-витаминных добавок. Небольшие габаритные размеры измельчителей позволяют применять их как в составе поточно-технологических линий кормоцехов, малогабаритных комбикормовых агрегатов, так и в качестве самостоятельных машин на отдельных производственных участках. Благодаря своей надежности, экономичности, простоте в эксплуатации и обслуживании, разработанный измельчитель и его модификации идеально подходят как для малых производств (ИП, КХ, КФХ и т.д.), так и для крупных предприятий, в том числе сельскохозяйственного назначения, при производстве комбикормов в местах непосредственного потребления [10; 11].
Выводы
Частичная замена концентратов рапсовой мукой в объеме 8-12% от общей массы в рационе лактирующих коров способствует повышению молочной продуктивности на 1,1-1,8 кг в пересчете на молоко 4%-ной жирности. Оптимальная добавка рапсовой муки в рацион коров составляет 14-16%.
Предложен разработанный и проверенный в производственных условиях измельчитель, способный перерабатывать семена масличных культур (например, рапса) с жирностью до 50% без выделения жира, с оригинальными режущими элементами криволинейной формы.
U.K. Sabiev1, N.S. Sergeev2
1Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk 2South-Ural State Agrarian University, Chelyabinsk
Universal grinder for agricultural production
Rapeseed as an important oilseed crop can be ground into alimentary flour which is used in animal feed or pressed in order to extract oil which is used in the preparation of many food products or in the production of biodiesel. The partial substitution of concentrated feed products with rapeseed flour up in the amount of 8-12%
of the total weight in the diet of lactating cows increases milk productivity by 1.1-1.8 kg in terms of milk with 4% fat content. In order to reduce energy consumption during pressing as well as to reduce residual oil in press cakes, preliminary grinding of the seeds of oilseed crops is proposed. In this case, the effect of this feed additive is small in terms of animal productivity increase, since already during the extraction of oil from rapeseed seeds, containing 40-45% of the oil, most of the nutrients which are needed for faster productive development of animals are extracted together with the squeezed oil. Therefore, grinding of whole rapeseed seeds to produce rape-seed flour is proposed, despite their high oil content. However, mass-produced hammer grinders cannot cope with this task. A new device with curved cutting elements, which allows the grinding of seeds of oilseed crops and feed grains following the "chipping - cut" method, is proposed. The results of the experiments showed that this type of grinder is able to process rapeseed seeds with a fat content of up to 50% without the release of fat.
Keywords: grinding, rapeseed flour and oil, biodiesel, rapeseed grinder.
Список литературы
1. Рапс озимый и яровой (практич. руководство). - М. : Госагрокомитет, 1988. - 44 с.
2. Сергеев Н. С. Использование рапсовой муки в рационе дойных коров / Н.С. Сергеев, Т.В. Прыкина, Н.К. Шахмаев // Материалы XLIII науч.-техн. конф. - Челябинск : ЧГАУ, 2004.
3. Сергеев Н.С. Центробежно-роторные измельчители для переработки фуражного зерна и семян рапса / Н.С. Сергеев // Зоотехния. - М., 2007. -№ 5. - С. 27-29.
4. Сыроватка В.И. Изыскание энергосберегающих рабочих органов для измельчения семян рапса и фуражного зерна / В.И. Сыроватка, Н.С. Сергеев // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. - М. - 2008. - Т. 18. - № 3. - С. 3-12.
5. Производство и применение биодизеля : справ. пособие / А.Р. Алабаев [и др.]. - М. : АПК и ПРО, 2006. - 80 с.
6. Золотарев С.В. Ударно-центробежные измельчители фуражного зерна (основы теории и расчета) / С.В. Золотарев. - Барнаул : ГИИП «Алтай», 2001. - 200 с.
7. Сабиев У.К. Сравнительный анализ устройств для измельчения зерновых материалов / У.К. Сабиев, А.С. Пушкарев // Вестн. Ом. гос. аг-рар. ун-та. - 2016. - № 1. - С. 221-226.
8. Energy reguirements for size reduction of wheat using a roller mill / Q. Fang, E. Haque, G.K. Spillman, P.V. Reddy, J.L. Steele // Presented at the 1995 ASAE Annual international meeting, 956675. ASAE, 2950 Niles Rd., St. Joseph, Ml 49085-9659 USA.
9. Сабиев У.К. Измельчитель зерновых материалов / У.К. Сабиев, А. С. Пушкарев // Сельский механизатор. - 2018. - № 3. - С. 22-23.
10. Садов В.В. Обоснование структуры и состава технологических линий для производства комбикормов в сельскохозяйственных предприятиях : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / В.В. Садов. -Барнаул, 2018. - С. 39.
11. Федоренко И.Я. Технологическая оптимизация хозяйственных комбикормовых предприятий : монография / И.Я. Федоренко, В.В. Садов. -Барнаул : РИО Алтайского ГАУ, 2017. - 249 с.
Referens
1. Raps ozimyj i yarovoj (praktich. ruko-vodstvo). - M. : Gosagrokomitet, 1988. - 44 s.
2. Sergeev N.S. Ispol'zovanie rapsovoj muki v racione dojnyh korov / N.S. Sergeev, T.V. Prykina, N.K. Shahmaev // Materialy XLIII nauch.-tekhn. konf. -Chelyabinsk : CHGAU, 2004.
3. Sergeev N.S. Centrobezhno-rotornye iz-mel'chiteli dlya pererabotki furazhnogo zerna i semyan rapsa / N.S. Sergeev // Zootekhniya. - M., 2007. -№ 5. - S. 27-29.
4. Syrovatka V.I. Izyskanie energosberegayush-chih rabochih organov dlya izmel'cheniya semyan rapsa i furazhnogo zerna / V.I. Syrovatka, N.S. Sergeev // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotno-vodstva. - M. - 2008. - T. 18. - № 3. - S. 3-12.
5. Proizvodstvo i primenenie biodizelya : sprav. posobie / Alabaev A.R. [i dr.]. - M. : APK i PRO, 2006. - 80 s.
6. Zolotarev S.V. Udarno-centrobezhnye iz-mel'chiteli furazhnogo zerna (osnovy teorii i rascheta) / S.V. Zolotarev. - Barnaul : GIIP "Altaj", 2001. - 200 s.
7. Sabiev U.K. Sravnitel'nyj analiz ustrojstv dlya izmel'cheniya zernovyh materialov / U.K. Sabiev, A.S. Pushkarev // Vestn. Om.gos. agrar. un-ta. - 2016. -№ 1. - S. 221-226.
8. Energy reguirements for size reduction of wheat using a roller mill / Q. Fang, E. Haque, G.K. Spillman, P.V. Reddy, J.L. Steele // Presented at the 1995 ASAE Annual international meeting, 956675. ASAE, 2950 Niles Rd., St. Joseph, Ml 49085-9659 USA.
9. Sabiev U.K. Izmel'chitel' zernovyh materialov / U.K. Sabiev, A.S. Pushkarev // Sel'skij mekhani-zator. - 2018. - № 3. - S. 22-23.
10. Sadov V. V. Obosnovanie struktury i sostava tekhnologicheskih linij dlya proizvodstva kombikor-mov v sel'skohozyajstvennyh predpriyatiyah : avtoref. dis. ... d-ra tekhn. nauk / V.V. Sadov. - Barnaul, 2018. -S. 39.
11. Fedorenko I.Ya. Tekhnologicheskaya opti-mizaciya hozyajstvennyh kombikormovyh predpriyatij : monografiya / I.Ya. Fedorenko, V.V. Sadov. - Barnaul : RIO Altajskogo GAU, 2017. - 249 s.
Сабиев Уахит Калижанович, д-р техн. наук, проф., Омский ГАУ, uk.sabiev@omgau.org; Сергеев Николай Степанович, д-р техн. наук, проф., Южно-Уральский государственный аграрный университет, Челябинск, s.n.st@ mail.ru.
Sabiev Uakhit Kalizhanovich, Dr. Techn. Sci., Prof., Omsk SAU, uk.sabiev@omgau.org; Sergeev Nikolaj Stepanovich, Dr. Techn. Sci., Prof., South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk, s.n.st @mail.ru.
УДК 631.362.3
ВВ. ТРОЦЕНКО1, А.И. ЗАБУДСКИЙ1, ИВ. ТРОЦЕНКО1, Н.В. КОМЕНДАНТОВА2
1 Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск 2Отделение Пенсионного фонда России по Омской области, Омск
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ СИЛОВОМ НАГРУЖЕНИИ
При механизированной обработке партий ячменя в результате взаимодействия отдельных зерен с рабочими органами машин в них возникают напряжения, превышающие допустимые, в результате они разрушаются. Статья посвящена актуальной проблеме - повышению эффективности производства ячменя за счет снижения механических повреждений при выполнении техпроцессов уборки, послеуборочной и предпосевной обработки. Предлагается оценка величины возникающих напряжений при силовом на-гружении в зерновках ячменя методами теории упругости. Для этого зерно ячменя смоделировано в форме тороида, позволяющей вычислить величину возникающих в зерновках напряжений. Выявлено, что эта величина напряжений при механизированной обработке зависит от кривизны контактируемых тел, модулей их упругости, коэффициентов Пуассона, влажности зернового материала, а также скорости соударения зерна с рабочим органом. Экспериментально доказана адекватность модели реальной зерновке по объему на 85-90%, определены значения модуля упругости зерна ячменя, а также предельной сжимающей силы и площадки контакта в зависимости от влажности зерна с достаточно высоким значением коэффициента достоверности аппроксимации. Установлено, что для снижения механических повреждений и повышения эффективности производства ячменя необходимо проводить обработку при влажности зерна не более 20%, следить за состоянием кромок рабочих органов, не допускать их заострения, применять рабочие органы из материала с модулем упругости значительно меньшим, чем у стали, снижать скорость соударения зерен с рабочим органом. Использование полученных теоретических зависимостей позволит конструкторам сельхозмашин при известном значении сжимающей силы проводить оценку величин возникающих в ней напряжений.
Ключевые слова - механические повреждения, контактные напряжения, тороид, модуль упругости, влажность зерна, эллипс контакта.
Введение
Современный технологический процесс производства зерна, как и многих сельхозкультур, невозможен без использования машин. Однако при механизированной обработке партий зерна в результате взаимодействия с рабочими органами машин отдельные зерна получают травмы, т.е. механически повреждаются. Количество механически поврежденных зерен в партии (далее - механических повреждений), по данным [1; 2], достигает 60% и более, значительно превышая пределы стандартов на качество зернового материала, соответственно это влияет на его дальнейшее использование. Для семенного зерна в таком случает отмечают снижение полевой всхожести и урожайности, для продовольственного - ухудшение технологических свойств. Кроме того, партии зерна с механическими повреждениями менее стойки в хранении. Так как полностью исключить повреждения зерна при механизированной обработке невозможно, по-
© Троценко В.В., Забудский А.И., Троценко И.В., Комендантова Н.В., 2019
