Підвищення ефективності технологічного процесу дозування концентрованих кормів - Автореферат

Дисертаційна робота „Підвищення ефективності технологічного процесу дозування концентрованих кормів” виконувалась у відповідності з планом науково-дослідної роботи Луганського національного аграрного університету „Комплексна механізація виробничих процесів в АПК” (№ Державної реєстрації 0104V005400) на кафедрі механізації виробничих процесів у тваринництві в період з 2001 по 2005 роки під керівництвом д.т.н., професора М.В. Брагінця. Для досягнення поставленої мети в роботі було визначено такі завдання: провести критичний аналіз існуючих способів та конструкцій для дозування кормів, розробити класифікацію проаналізованих способів та конструкцій і виявити тенденції підвищення ефективності технологічного процесу дозування концентрованих кормів; обґрунтувати конструктивно-технологічну схему та раціональні параметри робочих органів дозатора і теоретично описати технологічний процес лопатевого спірально-гвинтового дозатора концентрованих кормів; розробити методику інженерного розрахунку дозатора концентрованих кормів із підвищеною несучою здатністю; уперше визначено фактори, які впливають на ефективність технологічного процесу дозування концентрованих кормів лопатевим спірально-гвинтовим дозатором;У другому розділі „Теоретичне обґрунтування процесу дозування концентрованих кормів лопатевим спірально-гвинтовим дозатором” на основі аналізу існуючих тенденцій розвитку дозаторів кормів було обґрунтовано та створено нову конструктивно-технологічну схему лопатевого спірально-гвинтового дозатора концентрованих кормів (рис. Лопатевий спірально-гвинтовий дозатор складається з таких елементів: електроприводу 1, який через фланець 2 приводить в дію циліндричну гвинтову спіраль 3 із закріпленими на ній лопатями 8, яка розміщена всередині кормопроводу (матеріалопроводу) 4. Матеріал подається через завантажувальне вікно, підхоплюється спіраллю 3 та транспортується нею до вивантажувального вікна 7, де матеріал виходить назовні. Загальновідомо, що в швидкохідних гвинтових транспортерах, у тому числі й у спірально-гвинтових дозаторах дозований матеріал набуває форми порожнистого циліндра, „розмазуючись” по внутрішній поверхні кормопроводу, і рухається по цій поверхні по гвинтовій траєкторії. Потужність двигуна при роботі лопатевого спірально-гвинтового дозатора витрачається на такі процеси: 1) на переборювання сил інерції при завантаженні матеріалу в дозатор (швидкість частки матеріалу практично миттєво змінюється від 0 до ?а) - N1;Розвязання задачі підвищення ефективності технологічного процесу дозування концентрованих кормів до цього часу залишається актуальною задачею, оскільки не виключена ручна праця, а існуючі пристрої для дозування концентрованих кормів метало-та енергоємні, що знижує ефективність їх застосування. Аналіз існуючих способів, пристроїв та робочих органів для дозування концентрованих кормів, наукових досліджень і патентів, присвячених дозуванню, дозволили обґрунтувати, розробити та створити конструктивно-технологічну схему дозатора концентрованих кормів із підвищеною несучою здатністю. Виконані аналітико-теоретичні дослідження дозволили теоретично обґрунтувати робочий процес лопатевого спірально-гвинтового дозатора з підвищеною несучою здатністю та визначити конструктивно-технологічні параметри дозатора (1-18).

Основний зміст роботи

Розвязання задачі підвищення ефективності технологічного процесу дозування концентрованих кормів до цього часу залишається актуальною задачею, оскільки не виключена ручна праця, а існуючі пристрої для дозування концентрованих кормів метало- та енергоємні, що знижує ефективність їх застосування.

Аналіз існуючих способів, пристроїв та робочих органів для дозування концентрованих кормів, наукових досліджень і патентів, присвячених дозуванню, дозволили обґрунтувати, розробити та створити конструктивно-технологічну схему дозатора концентрованих кормів із підвищеною несучою здатністю.

Виконані аналітико-теоретичні дослідження дозволили теоретично обґрунтувати робочий процес лопатевого спірально-гвинтового дозатора з підвищеною несучою здатністю та визначити конструктивно-технологічні параметри дозатора (1-18).

Експериментальні дослідження технологічного процесу лопатевого спірально-гвинтового дозатора концентрованих кормів дозволили: - визначити механіко-технологічні властивості дозованих сухих сипких кормів - комбікорму та зерна фуражної пшениці (відповідно, коефіцієнти тертя по сталі 0,816 та 0,412, коефіцієнти внутрішнього тертя 0,703 та 0,520, відносна вологість 12,11 та 11,34%);

- оптимізувати за допомогою методів багатофакторного планування та розвязання компромісної задачі основні конструктивно-технологічні характеристики лопатевого спірально-гвинтового дозатора концентрованих кормів (13,15 с-1, 32,35°, 64,1 мм), при цьому продуктивність склала 1,268 кг/с, а питома енергоємність 600 Вт·с/кг;

- визначити точність роботи дозатора (середнє відхилення знаходилось в межах 0,47...4,69%);

- визначити експериментальну продуктивність та потужність на переміщення матеріалу в лопатевому спірально-гвинтовому дозаторі (максимальна продуктивність і потужність на переміщення склали відповідно 1,5 кг/с та 1200 Вт).

5.Лабораторні випробування лопатевого спірально-гвинтового дозатора підтвердили висунуту гіпотезу й довели можливість підвищення ефективності дозування концентрованих кормів за рахунок підвищення несучої здатності шляхом використання лопатей із регульованим шагом і кутом атаки (продуктивність в середньому збільшилася на 20...30 %, при цьому точність залишалася в межах дозволеного відхилення).

6. Використання розробленого лопатевого спірально-гвинтового дозатора дозволило отримати річний економічний ефект і термін окупності додаткових капітальних вкладень відповідно: - при порівнянні із бункером-дозатором ПРММ-5 - 998 грн та 1 рік;

- при порівнянні із ручним способом дозування - 2104 грн та 0,48 року.

7. Розроблені рекомендації щодо використання лопатевого спірально-гвинтового дозатора та методика його інженерного розрахунку підтверджують можливість ефективного використання цієї машини на тваринницьких підприємствах різних розмірів та форм власності. Дані розробки можуть бути корисними науково-дослідним та проектно-конструкторським організаціям та установам, які працюють над проблемою дозування та транспортування сипких матеріалів.

1. Брагинец Н.В., Вольвак С.Ф., Лангазов В.В. К обоснованию значимости дозирования кормов / Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2002. - № 17 (29). - С. 29 - 33 (частка здобувача 50 %).

2. Брагинец Н.В., Вольвак С.Ф., Лангазов В.В. Выбор дозатора концентрированных кормов для малых ферм / Збірник наукових праць Луганського національного університету. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2003. - № 31 (43). - С. 65 - 69 (частка здобувача 60 %).

3. Лангазов В.В. Анализ теоретических исследований по определению производительности спирально-винтовых дозаторов / Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2004. - № 42 (54). - С. 98 - 103.

4. Лангазов В.В. Определение производительности лопастного спирально-винтового дозатора / Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 24. Технічний сервіс АПК. Техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні. - Харків ХДТУСГ, 2004. - С. 95 - 98.

5. Лангазов В.В. Определение абсолютной скорости частицы, движущейся повнутренней поверхности лопастного спирально-винтового дозатора / Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2005. - № 49 (72). - С. 155 - 159.

6. Пат. 7161 Україна, МКИ B 65 G 33/14, B 65 G 33/16. Спірально-лопатевий конвеєр (дозатор) : Пат. 7161 Україна, МКИ B 65 G 33/14, B 65 G 33/16 / Брагінець М.В., Лангазов В.В.; ЛНАУ. - Заявл. 29.09.2004; Опубл. 15.06.2005; Бюл. № 6. - 2 с (частка здобувача 75 %).