Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Рамзаев Александр Владимирович. Параметры и режимы работы шнекового измельчителя-транспортера прессованных грубых кормов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Рамзаев Александр Владимрович; [Место защиты: Азово-Черноморс. гос. агроинженер. акад.].- Зерноград, 2008.- 152 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/877

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ ....4

1 ПРАКТИЧЕСКИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
НЕОБХОДИМОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРЕССОВАННЫХ ГРУБЫХ КОРМОВ 11

  1. Особенности обработки грубых стебельчатых кормов и подстилки, требования к их подготовке 11

  2. Анализ основных конструктивно-технологических схем и принцип работы измельчителей грубых кормов и подстилки 14

  3. Обзор исследований технологического процесса отбора кормовых материалов ножевыми и шнековыми рабочими органами 34

  4. Анализ научных исследований процесса резания при измельчении грубых кормов 40

  5. Обоснование научной гипотезы, цель и задачи исследований 44

2 АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ШНЕКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ-ТРАНСПОРТЕРА
ПРЕССОВАННЫХ ГРУБЫХ КОРМОВ 46

  1. Обоснование характеристик взаимодействия ножей измельчителя с материалом 46

  2. Кинематика шнекового измельчителя-транспортера 49

  3. Энергетика процесса измельчения и подачи грубых кормов 62

  4. Выводы 67

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ШНЕКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ-
ТРАНСПОРТЕРА 69

  1. Программа исследований 69

  2. Оборудование для проведения экспериментальных исследований 69

  3. Общая методика экспериментальных исследований 75

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 85

  1. Некоторые физико - механические свойства грубых кормов 85

  2. Результаты исследования влияния параметров конструкции

на процесс измельчении прессованной соломы 92

  1. Результаты исследования взаимосвязей параметров измельчителя и энерготехнологических показателей процесса измельчения прессованного сена 104

  2. Методика инженерного расчета шнекового измельчителя-транспортера 113

4.5 Выводы 115

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 117

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 126

ЛИТЕРАТУРА 128

ПРИЛОЖЕНИЕ 141

Введение к работе:

В настоящее время животноводство России находится в сложной ситуации. Производство мяса говядины за период с 1990 по 1998 г. уменьшилось на 38 %, производство молока сократилось на 39% /42/ . Сброс поголовья крупного рогатого скота за последние 15 лет составил 25,5 млн. голов, при этом многие сельскохозяйственные районы остались практически без скотоводства. Подобное негативное положение, охватившее практически все отрасли сельского хозяйства страны, возросший в несколько раз импорт продуктов питания, заставляет думать об обеспечении продовольственной безопасности страны /19/.

Экономическая ситуация после финансового кризиса второй половины 1998г. создала предпосылки для развития животноводства. Однако возрождение отечественного животноводства, способного конкурировать с зарубежным, невозможно без применения современных технологий производства и средств механизации. Износ имеющейся техники и оборудования на животноводческих фермах превышает 90%, большинство средств механизации значительно уступают зарубежным аналогам. Традиционные технологии кормления животных практически себя исчерпали и не могут служить базисом для существенного скачка в наращивании объемов и повышении качества продукции. Отчетливо прослеживающаяся тенденция к развитию многоукладное в сельском хозяйстве ведет к пересмотру подходов к разработке животноводческой техники, которая должна иметь конкретную направленность на определенную группу потребителя, быть универсальной и на основе базовых образцов обеспечивать необходимый типоразмерный ряд для ее наиболее эффективного применения /8/.

Восстановление положительных тенденций в животноводстве может иметь место только при условии совершенствования в сфере производства и приготовления кормов. Известно, что основными в формировании себестоимости при производстве продукции скотоводства являются затраты на корма

(50-70% стоимости молока и говядины) /19/. Решающим для увеличения производства животноводческой продукции в настоящее время является фактор кормления, который на 70-80% определяет уровень продуктивности /33/.

Одним из направлений современного подхода к разработке кормопри-готовительной техники является создание многофункциональных агрегатов, обеспечивающих применение новых технологий кормления крупного рогатого скота с соблюдением детализированных норм для различных половозрастных групп животных, снижение материальных, трудовых и энергетических затрат /22,40,75/.

Однако при создании таких агрегатов пришлось столкнуться с рядом трудностей в выборе их параметров и режимов работы, так как в нашей стране исследования рабочих процессов многофункциональных агрегатов проводились в недостаточном объеме, а зарубежные фирмы, производящие аналогичные машины, не раскрывают их параметры.

На молочных фермах наибольшее количество рабочего времени затрачивается на доение - 37%, кормление - 28% и уборку навоза - 16% /95/. В этих процессах расход энергии, приходящийся на погрузку, транспортирование, подготовку и раздачу кормов превышает 32%) от общего расхода. На фермах с высоким уровнем продуктивности, в год на одно животное необходимо обработать 7-8 т силоса, сенажа, сена /113/.

Многофункциональные агрегаты для измельчения и транспортирования грубых кормов следует рассматривать как часть единой кормопригото-вительной системы, эффективность применения которой определяется рациональным соотношением технологических и конструктивных параметров устройств.

В настоящее время все большее распространение получает применение прессованных грубых кормов в тюках и рулонах наряду с рассыпными. Для технологичности их применения на корм, а также в качестве подстилки, необходимо их предварительное распаковывание или измельчение.

Применяемые в нынешней ситуации измельчители грубых кормов предназначены либо для измельчения рассыпного материала, такие как дробилка-измельчитель ДИС-1М, измельчитель грубых кормов ИГК-Ф-4, ИГК-ЗОБ, измельчители растительных материалов ИРМ-15М и ИРМ-50, либо для измельчения прессованных грубых кормов, к которым относятся дробилки-измельчители ИРТ-Ф-80, ИРТ-Ф-165 /17, 18, 51/. Практически все они обладают высокой энергоёмкостью, большими габаритными размерами, а их универсализация ограничивается конструктивными особенностями рабочих органов и транспортирующих устройств.

Для снижения энергоемкости, улучшения качественных показателей и универсальности измельчителей необходимы дальнейшие исследования существующих и создание новых типов рабочих органов на основе уточнения физико — механических свойств и технологических особенностей прессованных грубых кормов в связи с их популяризацией, изучение вопросов взаимодействия рабочих элементов с монолитом стебельных материалов и др.

Таким образом возникает необходимость создания измельчителя — транспортера прессованных грубых кормов, обеспечивающего их измельчение в широком диапазоне степени измельчения как для использования в качестве корма, так и на подстилку для животных. Так же рабочий орган такого измельчителя должен обеспечивать подачу измельченного материала в заданном направлении, согласно технологической схемы его последующего использования.

Целью работы является обоснование параметров и режимов работы шнекового измельчителя-транспортера прессованных грубых кормов, обеспечивающего снижение энергетических затрат на процесс подготовки корма и подстилки в животноводческих хозяйствах.

Объект исследования: технологический процесс измельчения прессованных грубых кормов на корм и подстилку измельчителем-транспортером со шнековым рабочим органом.

Предмет исследования: закономерности процесса измельчения прессованных грубых кормов на корм и подстилку измельчителем-транспортером со шнековым рабочим органом.

Методика исследования включала теоретический анализ процесса взаимодействия шнекового измельчителя-транспортера с грубыми кормами в тюках и рулонах; взаимосвязь параметров рабочего органа с энерготехнологическими показателями процесса измельчения; лабораторные и производственные исследования по обоснованию конструкции измельчителя; статистическую оценку; оценку достоверности, адекватности и эффективности.

Реализация результатов исследования. Шнековый измельчитель-транспортер прессованных грубых кормов в течении 2007 года прошел производственную проверку по измельчению прессованного сена на корм и подстилку в ОАО «Сорго» Зерноградского района Ростовской области при содержании 100 голов КРС.

Методика определения параметров процесса измельчения прессованных грубых кормов и параметров шнекового измельчителя-транспортера используется в учебном процессе кафедры «Механизация и технология в животноводстве» Федерального государственного общеобразовательного учреждения высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» при обучении студентов инженерных факультетов.

Научная новизна исследований:

обоснована конструктивно-технологическая схема шнекового измельчителя-транспортера прессованных грубых кормов;

установлены зависимости показателей процесса измельчения прессованных грубых кормов от основных параметров и режимов работы измельчителя-транспортера;

определены рациональные значения, параметров и режимов работы исследуемого шнекового измельчителя-транспортера.

Научная гипотеза. Снижение энергетических и эксплуатационных затрат на процесс измельчения прессованных грубых кормов шнековым измельчителем-транспортером может быть достигнуто за счет изменения усилия подачи измельчаемого материала к шнековому рабочему органу и предварительного уплотнения слоя материала перед прорезанием его радиальным ножом рабочего органа.

Рабочая гипотеза. Снижение энергетических и эксплуатационных затрат на процесс измельчения прессованных грубых кормов шнековым измельчителем-транспортером достигается за счет закрепления по периферии витков шнека под углом 90 к плоскости витков полосы, в результате чего получен их Г-образный профиль. Прилегающие к полосе слои измельчаемого материала уплотняются в поперечном и продольном направлении относительно оси шнека, а затем несколько раз прорезаются следующими друг за другом ножами.

Результаты исследований изложены в диссертационной работе, состоящей из пяти глав основного текста.

В первой главе «Практические и теоретические предпосылки необходимости совершенствования процесса измельчения прессованных грубых кормов» в результате аналитического обзора исследований, опытно-конструкторских разработок и передового опыта установлена актуальность темы, определены цель, объект и предмет исследования для получения новых научных результатов, необходимых для решения поставленных задач.

Во второй главе «Аналитические исследования технологического процесса шнекового измельчителя-трнаспортера прессованных грубых кормов» изложены результаты теоретических исследований режимов работы и основных параметров шнекового измельчителя-транспортера, обеспечивающих получение заданных качественных показателей измельченного корма при минимальных затратах энергии на данный процесс. В выводах по главе сформулированы задачи экспериментальных исследований, необходимых для проверки теоретических предпосылок и характеристик объекта.

Третья глава «Программа и методика экспериментальных исследований шнекового измельчителя-транспортера» содержит результаты исследований разработанные методики исследований, описание приборов, приспособлений и средств измерения, регистрации и обработки результатов, требования к экспериментальной установке, описание методики статистической обработки, формализации, оценки достоверности и адекватности результатов исследований.

Четвертая глава «Результаты экспериментальных исследований» содержит результаты выполнения программы исследований, представленные в виде таблиц, графиков зависимостей и взаимосвязей параметров и режимов работы шнекового измельчителя-транспортера и решения задач, сформулированных в первой главе. Завершается глава методикой инженерного расчета основных параметров шнекового измельчителя-транспортера и выводами.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения результатов исследования» в соответствии с методическими рекомендациями определены показатели эффективности применения предлагаемой конструкции шнекового измельчителя-транспортера в расчете на 500 тонн измельчаемого сырья.

На защиту выносятся следующие основные положения:

теоретические и экспериментальные зависимости процесса измельчения прессованных грубых кормов шнековым рабочим органом измельчителя-транспортера;

техническое средство для реализации процесса измельчения прессованных грубых кормов;

методика инженерного расчета основных параметров рабочих органов шнекового измельчителя-транспортера.

Практическая значимость исследований состоит в том, что полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при создании шнекового измельителя-транспортера прессованных

грубых кормов и могут быть рекомендованы для проектирования аналогичных машин.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА в 2001 - 2008 годах и на международной конференции в ФГОУ ВПО ДонГАУ в 2004 году.

Публикация результатов исследования. По результатам исследования опубликованы 8 статей в сборниках научных трудов ФГОУ ВПО АЧГАА, ФГОУ ВПО ЧГАУ, а также в ежемесячном теоретическом и научно-практическом журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства». Получен один патент на изобретение.

Содержание работы. Диссертационная работа содержит введение, пять глав, общие выводы, библиографический список из 124 наименований, в том числе 11 на иностранных языках, и приложения на 12 страницах, которые включают патент на изобретение, поверхности отклика и графики экспериментальной зависимости, акты внедрения. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 49 рисунков, 10 таблиц.

Работа выполнена на кафедре «Механизация технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Федерального государственного общеобразовательного учреждения высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» (г. Зерноград, Ростовской обл.), в соответствии с планом НИР академии.

Подобные работы
Тупицын Виктор Евгеньевич
Обоснование параметров и режимов работы мобильного измельчителя-раздатчика грубых кормов с ножевым барабаном
Абрамов Александр Александрович
Обоснование параметров и режимов работы измельчителя зерна скалывающего типа
Заммоев Аслан Узеирович
Параметры и режимы работы измельчительного устройства подборщика-измельчителя срезанных ветвей плодовых деревьев
Лемаева Мария Николаевна
Разработка измельчителя корнеплодов и обоснование его оптимальных конструктивных параметров и режимов работы
Владычкин Евгений Николаевич
Параметры и режимы энергосберегающего процесса гранулирования кормов одноматричным шестеренным прессом
Юнин Вячеслав Александрович
Повышение эффективности работы агрегата для полосного подсева трав в дернину пут#м оптимизации параметров и режимов работы активного дискового рабочего органа
Волков Александр Евгеньевич
Повышение эффективности работы чизельного плуга для засоренных камнями почв путем обоснования его конструктивных параметров и режимов работы
Шарипов Азат Гибатович
Повышение эффективности процесса разделения соевой суспензии путем обоснования параметров и режимов работы фильтрующей центрифуги
Щербак Наталья Александровна
Обоснование параметров и режимов работы системы автопоения крупного рогатого скота при стойловом содержании
Голубев Вячеслав Викторович
Обоснование параметров и режимов работы почвообрабатывающего катка для предпосевной обработки почвы под мелкосеменные культуры

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net