Вивчення методів підвищення ефективності використання технічних засобів для виготовлення кормових сумішей для великої рогатої худоби. Порівняльна характеристика подрібнювачів-змішувачів за конструкцією, принципами роботи та енергомісткістю процесу.
Аннотация к работе
Відомо, що на приготування однакового обсягу кормової суміші у кормоцехах безперервної дії при застосуванні комбінованих подрібнювачів-змішувачів витрачається значно менше енергетичних і трудових ресурсів порівняно з кормоцехами порційної дії, оснащених спеціальними подрібнювачами окремих вихідних компонентів та змішувачами. Агрегати з молотковими робочими органами мають певні недоліки, зокрема, велика нерівномірність продуктів подрібнення та висока енергоємність процесу. Ножові подрібнювачі-змішувачі з вертикальним розміщенням вала відрізняються простотою конструкції та обслуговування і мають ширші можливості при подрібненні вологих кормових компонентів. Дисертація виконана на кафедрі механізації виробничих процесів у тваринництві Національного аграрного університету відповідно до плану науково-дослідних робіт 1995 - 2000 рр.. за галузевою темою № 0196 U 001970 “Розробити принципи ресурсозбереження та підвищення ефективності кормовиробництва і кормоприготування” і відповідає вимогам паспорту спеціальності 05.02.01 - механізація сільськогосподарського виробництва (пункти 1, 2, 3), затвердженого Президією ВАК України від 14. 10. 1998 р. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому що: теоретично обґрунтуванні конструктивно-режимні параметри подрібнювача-змішувача кормів; розроблено математичні залежності для визначення питомої витрати енергії процесу, кількості часток заданого розміру та рівномірності змішування; визначені раціональні режими роботи та основні конструктивні параметри подрібнювача-змішувача кормів; обґрунтовано і розроблено нове технічне рішення подрібнювача-змішувача, в якому форма кожуха ротора сприяє подрібненню кормів та видаленню їх з робочої камери, а діаметр лопатевої кидалки, та розвантажувальної камери зменшено до діаметра робочої камери.У першому розділі “Стан питання і задачі досліджень” приводиться аналіз перспективних технологій годівлі великої рогатої худоби, ефективності згодовування кормових компонентів у вигляді багатокомпонентної кормової суміші та зоотехнічних вимог, які ставляться до процесу приготування кормових сумішок. Аналіз результатів проведених досліджень показує, що окремі питання, які характеризують ефективність роботи подрібнювачів-змішувачів, вивчені недостатньо, а конструктивно-технологічні схеми подрібнювачів-змішувачів не відзначаються раціональністю. Для досягнення поставленої мети - підвищення ефективності подрібнювача-змішувача безперервної дії - необхідно було дослідити і вирішити такі завдання: - визначити перспективні напрямки вдосконалення подрібнювачів-змішувачів безперервної дії; Розроблена конструктивно-функціональна схема установки для подрібнення-змішування кормів, в якій з метою зменшення споживаної потужності а також покращення якості подрібнення та змішування кормових компонентів на валу ротора подрібнювача-змішувача встановлено кожух, що має форму зрізаного конуса, вставленого широкою основою до низу, діаметр вивантажувальної та робочої камер рівні між собою. Це забезпечує поступове ущільнення подрібнювального матеріалу, сприяє подачі його до різальних елементів, подрібненню та витісненню крізь розвантажувальну горловину, а частіше стикання кормових компонентів з різальними елементами приводить до покращення рівномірності їх змішування.Аналіз процесів підготовки кормів до згодовування на фермах великої рогатої худоби показав, що серед подрібнювачів-змішувачів, які застосовуються для приготування кормових сумішок, найбільш ефективні - ножові з вертикальним розміщенням вала. В результаті проведеного теоретичного аналізу обґрунтовано раціональну форму кожуха ротора у вигляді зрізаного конуса, встановленого широкою основою до низу, і розроблено удосконалену конструктивно-функціональну схему подрібнювача-змішувача, яка сприяє інтенсифікації переробки кормових компонентів та вивантаженні готової кормової суміші. Одержані математичні моделі, які відображають залежність енергетичних та якісних показників процесу переробки кормів від основних параметрів подрібнювача-змішувача (кількість ножів на роторі, товщина ножа, частота обертання ротора, діаметр нижньої основи кожуха ротора). Виявлено, що ступінь впливу на якість продуктів подрібнення, рівномірність змішування та енергетичні показники можна проранжувати за таким порядком: частота обертання ротора, діаметр нижньої основи кожуха ротора, кількість ножів.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
Аналіз процесів підготовки кормів до згодовування на фермах великої рогатої худоби показав, що серед подрібнювачів-змішувачів, які застосовуються для приготування кормових сумішок, найбільш ефективні - ножові з вертикальним розміщенням вала. Проте і вони, не в повній мірі відповідають вимогам енергозберігаючих технологій і потребують додаткових досліджень, та подальшого удосконалення.
В результаті проведеного теоретичного аналізу обґрунтовано раціональну форму кожуха ротора у вигляді зрізаного конуса, встановленого широкою основою до низу, і розроблено удосконалену конструктивно-функціональну схему подрібнювача-змішувача, яка сприяє інтенсифікації переробки кормових компонентів та вивантаженні готової кормової суміші.
Встановлено, що з метою підвищення якості приготовленої кормової суміші та зниження енергоємкості процесу подрібнення-змішування діаметр нижньої основи кожуха ротора повинен бути в межах 0,44-0,53 м при діаметрі робочої камери 0,8 м.
3. Одержані математичні моделі, які відображають залежність енергетичних та якісних показників процесу переробки кормів від основних параметрів подрібнювача-змішувача (кількість ножів на роторі, товщина ножа, частота обертання ротора, діаметр нижньої основи кожуха ротора).
Виявлено, що ступінь впливу на якість продуктів подрібнення, рівномірність змішування та енергетичні показники можна проранжувати за таким порядком: частота обертання ротора, діаметр нижньої основи кожуха ротора, кількість ножів.
В результаті вирішення компромісної задачі на екстремум стосовно критеріїв оптимізації визначені раціональні конструктивно-режимні параметри подрібнювача-змішувача кормів: кількість ножів 10-12, товщина ножа 0,01-0,013 м, частота обертання ротора 15-17 с-1.
4. Питомі енергетичні затрати в процесі роботи подрібнювача-змішувача залежать від ступеня подрібнення перероблюваної кормової сировини та її здатності до подрібнення, а також лобової площі лопатевої кидалки, радіусу робочої камери і частоти обертання ротора.
5. Аналіз структури енергетичних затрат залежно від основних параметрів подрібнювача-змішувача свідчить, що в результаті їх раціоналізації можна зменшити вентиляційну дію ротора з 60 % (в існуючому варіанті ИСК-3А) до 20-30 % від загального балансу споживаної потужності. В результаті створюються передумови підвищення коефіцієнт корисної дії машини та зниження питомої енергоємкості процесу приготування кормів в 1,3 - 1,4 разу.
6. При виробничій перевірці подрібнювача-змішувача кормів, розробленого з урахуванням результатів виконаних досліджень, продуктивність на приготуванні кормової суміші становила 15-20 т/год, а при подрібнені грубих кормів - 4-6,5 т/год; питомі енерговитрати відповідно - 1,25-2,67 та 2,1-3,25 КВТ-год/т; критерії подрібнення і змішування кормів відповідали зоотехнічним вимогам.
Річний економічний ефект подрібнювача-змішувача становить 8953,8 грн. (за цінами 1998 року).
Список литературы
Хмельовський В.С. Зниження енергозатрат на приготування кормосумішок в цехах безперервної дії / Механізація сільськогосподарського виробництва // Зб. наук. праць. - К.: НАУ, - 1997. - Том 3. - С. 33-35.
Ревенко І.І., Хмельовський В.С. Аналіз енергомісткості подрібнювача-змішувача кормів // Науковий вісник НАУ. - К.: НАУ. - 1998. - Вип. 10. - С. 182-186.
Ревенко І.І., Хмельовський В.С. Удосконалення та обгрунтування параметрів подрібнювача-змішувача кормів // Механізація сільськогосподарського виробництва. - Київ: - НАУ. - 1999. - Том 4. - С. 139-142.
Ревенко І.І., Хмельовський В.С. Визначення відстані між ярусами ножів подрібнювача-змішувача кормів // Вісник Сумського державного аграрного університету. - Суми: - СДАУ. - 2000. - вип. 5. - С. 79-82.
Ревенко І.І., Хмельовський В.С., Рибка Ю.М. Раціональні принципи компоновки обладнання кормоприготувальних цехів // Тези доповідей ювілейної наукової конференції викладачів, наукових співробітників та аспірантів, присвяченої 65-річчю факультету МСГ. - Київ: НАУ. - 1994. - С. 69.
Ревенко І.І., Хмельовський В.С. До розробки конструктивно-функціональної схеми кормоприготувального агрегату для малих ферм /Проблеми АПК: пошук, дослідження // Матеріали наукової конференції. - К.: НАУ, - 1995. - С. 34.