Содержание к диссертации
Сгр,
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СОСГШНЙЕ МЕХАНИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА
ДОЗИРОВАНИЯ ТРУДНОСШУЧИХ КОРМОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ . . 11
1.1. Способы дозирования трудносыпучих компонентов
при приготовлении комбикормов ....... 11
Анализ дозаторов непрерывного действия для сыпучих кормов.. ......... 14
Анализ исследований дозирования винтовыми уст* ройствами.. 20
Анализ исследований вибрационных питателей и дозаторов. ... .:;"ї 25
1.4.1. Вибрация, динамические модели, подача (про
изводительность) 25
1.4.2, Вибрация и энергоемкость 28
1.4.3. Вибрация и трудносыпучие среды 29
1.4.4, Вибрация в сочетании с другими видами движения 30
Состояние исследований по дозированию вибро-винтошми устройствами. Анализ конструкций и классификация вибровинтошх дозаторов. 32
&ВОДН, рабочая гипотеза 38
Цель и задачи исследования " 40
Программа и общая методика исследования.,...,. 41
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЗИРОВАНИЯ ТРУДНОСШУЧИХ K0F4OB С ПРИМЕНЕНИЕМ УГЛОВОЙ ВИБРАЦИИ... 44
2#1. Задачи теоретических исследований 44
2.2. Построение детерминированно-стохэстической мо
дели дозирования сыпучего корма вибровинтовым
устройством 44
2#3. Движение корта при дозировании вибровинтовым
устройством 51
Стр.
2.4. Условие пошшения равномерности и величины
подачи , 60
2.5. Условия снижения энергозатрат при дозировании
вибровинтовым дозатором , .„ 63
Движение норма во взвешенном состоянии 63
Движение корма по винту под действием силы тяжести 66
Снижение коэффициентов трения при угловой вибраний , 68
Принцип образования угловой вибрации 75
&ВОДВ по главе , ...# «, 77
ГЛАВА 3. НЕГОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 79
Общая методика экспериментальных исследований.. 79
Принцип работа виОровинтового дозатора с инер-пионно-импульсным механизмом (ИИМ). Описание экспериментального стенда с лабораторным оборудованием 80
Методика экспериментальных исследований особенностей динамики вибровинтового дозатора с ИИМ,» 92
Физико-механические свойства исследуемых кормов 94
Методика экспериментальных исследований технологических характеристик вибровинтового дозатора 97
Методика планирования и обработки результатов экспериментальных исследований *,,,.* ЮО
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Задачи экспериментальных исследований 111
Результаты экспериментальных исследований особенностей динамики виОровинтового дозатора с ИИМ 111
Методика и результаты исследований закономерностей изменения крутящего момента М^кр^ неравномерности вращения винта 8 . 112
Закономерности изменения амплитуды колебаний винта вибровинтового дозатора ,. 1В
Стр.
Закономерности изменения энергозатрат вибровинтового дозатора .* ...,*... ^
Анализ сравнительных испытаний винтового и вибровинтового дозатора ., 122
Влияние интенсивности угловой вибрации на неравномерность подачи и энергозатрата при перемещении норма. Обоснование границ ее применения.. 125
Стохастическое описание рабочего проиесса вибро-винтового дозатора и количественная опенка влияния факторов ..*........ 127
Изменение подачи Q от частота вращения и колебаний винта rtt к. и статического момента деба-лансов те ,. 133
Изменение неравномерности подачи Су от частоты вращения и колебаний винта Л и Л и статического момента дебалансов ҐЇІЄ .*..,..
Изменение удельной энергоемкости Jfy от частота вращения и колебаний винта /I и к и статического момента дебалансов ШВ - .* 141
4.10.Оптимизация технологических режимов 143
4#11. Выводы по главе 148
ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПЮШРКА, МЕТОДИКА ШЕОРА РЕЖИ
МОВ РАБОТЫ ВИБРОВИНТ0В0ГО ДОЗАТОРА И ЭКОНОМИЧЕС
КАЯ ОЦЕНКА РЕЗЛїМКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 150
Производственная проверка вибровинтового дозатора с инерционно-импульсным механизмом 150
Методика юбора рекимов работы вибровинтового дозатора * 153
Экономическая опенка результатов исследования.. 156
Выводы по главе 165
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 166
ЛИТЕРАТУРА , ....... 169
Стр.
Приложение 1. Реализация результатов исследования 187
Приложение 2, Программа расчета системы дифференциальных
уравнений на языке "ФОРТРАН".- 195
Приложение 3. Статистическая обработка результатов экспе
риментов на ЦВМ* 1033 196
Приложение 4. Расчет оценок влияния исследуемых факторов
на расчетные отклики 200
Приложение 5. Таблицы расчета результатов эксперименталь
ных исследований 202
Приложение 6. Графическая интерпретация результатов иссле
дования., 210
Введение к работе
Выполнение одобренной майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС Продовольственной программы связано с увеличением количества и качества продукции животноводства. Как известно, объем и эффективность производства животноводческой продукции зависят от уровня кормления животных и от сбалансированности рационов по питательным веществам. Наиболее эффективное использование содержащихся в кормах питательных веществ обеспечивается кормлением животных комбикормами, представляющими сложную смесь из кормовых продуктов, составленную по научно обоснованным реиеп-
тэм.
Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по
дальнейшему увеличению производства и погашению качества кормов" [1] предусматривает довести к 1985 году производство комбикормов на мекхозяйственных, совхозных, колхозных комбикормовых предприятиях до 30 млн.т. [з] . В 1990 г. выработка комбикормов должна быть доведена до 54 млн.т. К 1985 г. около 60$ комбикормов будет приготавливаться в цехах колхозов,совхозов и межхозяйственных предприятиях, несмотря на наращивание комбикормовой промышленности.
В связи с интенсификацией производства комбикормов особое внимание уделяется созданию и модернизации оборудования для приготовления комбикормов .
Важная роль в обеспечении рационального кормления животных принадлежит устройствам и машинам, дозирующим компоненты комбикорма в соответствии с рационами. По данным Днепропетровской опытной станции животноводства, скармливание комбикормов, сбалансированных по питательным веществам и микроэлементам, повышает продуктивность животных на 25>..30 [93 ] . Оиибки в дозировании могут нарушить сбалансированность рациона и даже привести
- 7 ~
к гибели животных. Особое затруднение вызывает дозированное введение в состав комбикормов некоторых трудносыпучих компонентов, относящихся к группе трудносыпучих кормов ввиду особенностей фиаико-механических свойств [127,148] : мелкодиспере-ности, высокого угла естественного откоса; отличающихся слеки-вэемостью; предрасположенных к сводообразованию. К ним относятся травяная мука, овсяная дерть, бентонит натрия С наполнитель).
Одной из причин, тормозящих решение этой задачи,является отсутствие в линии приготовления комбикормов дозирующего оборудования для трудносыпучих компонентов, отвечающего зоотехническим требованиям и требованиям современной технологии непре-ривно-поточного производства.
Способы дозирования, лежащие в основе применяемого в настоящее время технологического оборудования для приготовления комбикормов, не обеспечивают необходимого качества дозирования при работе с трудносыпучими кормами, рабочий процесс характеризуется нысойой энергоемкостью.
В связи с этим возникла необходимость в разработке более соверяенного способа дозирования трудносыпучих кормов, создание на этой основе дозирующего оборудования, отвечающего зоотехническим и технологическим требованиям современного производства кормов.
Учитывая актуальность дозирования трудноснпучих компонентов комбикорма, состояние техники дозирования и направления интенсификации технологических.процессов, была поставлена цель : снизить неравномерность подачи и удельную энергоемкость процессе дозирования трудносыпучих кормов путем применения угловой вибрации на вращающемся винтовом рабочем органе дозатора.
ЇЇЗД!?!!?* JjQgHBgg* Рабочий процесс вибровинтового дозатора
предложено рассматривать как многомерную динамическую нелинейную систему, имеющую большое количество взаимосвязанных координат, и состояние которой при выполнении рабочего пропесса изменяется под влиянием внешних возмущений. Для анализа и управления такой системой предлагается детерминированно-стохэс-тическая модель, представленная структурной схемой. Математическое описание звеньев этой модели получено в ходе теоретических и экспериментальна исследований. Определенн условия, способствующие снижению удельной энергоемкости и неравномерности подачи сыпучего и трудносыпучего корма, Предложены уравнения , описывающие закономерности движения корма в вибровинтовом дозаторе. Получены урввнения, определяющие связь "эффективных" коэффициентов трения и динамических параметров вибровинтового дозатора. Закономерности изменения удельной энергоемкости и неравномерности подачи при дозировании трудносыпучих кормов от динамических параметров вибровин тового дозатора определены через уравнения регрессии на основании экспериментальных исследований.
Исследованы закономерности изменения управляющих динамических параметров вибровинтового дозатора: частот колебаний винта, частоты вращения винта,статического момента дебэлансов.
Экспериментально обоснованы граниш интенсивности угловой вибраний, обеспечиващей технологический эффект по неравномерности подачи и удельной энергоемкости дозирования трудносыпучих кормов.
Практическая ценность работа. На основании теоретических и экспериментальных исследований предложено для обеспечения зоотехнических и технологических требований при работе с трудносыпучими кормами применять дозирование с угловой вибрацией, осуществляемое вибровинтовнм дозатором с инерционно-импульсным механизмом* Разработаны рабочие чертежи вибровинтового доза-
-9^
тора. Предложена методика выбора оптимальных режимов работы вибровинТоаого дозатора, поэводящэя при заданной подаче определить частоту вращения и колебаний винта, массу дебалансов инерционно-импульсного механизма для обеспечения минимальной удельной энергоемкости процесса и неравномерности подачи кормэ.
ESS^USS^U^K?^-^^0^,,^??1.^?59^^' Результаты исследования использованы при разработке конструкции опытно-промышленного образца вибровинтового дозатора для линии дозирования труцносыпучих компонентов комбикорма в цехе амидокарбамидных добавок Борисовского межхозяйственного предприятия по приготовлению кормов (Челябинская область).
Техническая документация: рабочие чертежи и методика проектирования вибровинтового дозатора трудносыпучих кормов приняты научно-исследовательским отделом для комплексной механизации приготовления кормов ШИИЖИШАШ {г.Киев), отделом механизации НЙИСХ Северного Зауралья (г.Тюмень), ШКТБ СиСНШТШ (г.Новосибирск), ОПКТБ ЗаурэлНИИСХ Сг.Тдаень), Тюменьсельхозпроект для применения при проектировании вибровинтовых машин в линиях . непрерывного действия для подачи и дозирования различных трудносыпучих кормов. Челябинский межотраслевой ЦПИ заложил в свой обменный фонд комплект рабочих чертежей вибровинтового дозатора для рассылки по запросам.
Апдобаыия. Основные положения диссертационной работа доложены и одобрены на научно-технических конференциях ЧИМЭСХ (г.Челябинск,1977...1988 гг.), научно-производственной конференции КазСХИ (г.Алма-Ата, 1977 г.), на второй и третьей Всесоюзных научных конференциях по инерционно-импульсным механизмам, приводам и устройствам (г.Челябинск,1977, 1982 гг.), на зональной конференции "Состояние и перспективы развития механизации животноводства в Сибири" (г.Новосибирску.Краснообск, 1982 г.), на заседании отдела по машинам для комплексной механизации при-
готовлений кормов ШИИІИШШ (г.Киев, 1983 г,), на заседании отдела механизации НИИСХ Северного Зауралья (г/Тюмень,п.Московский, 1983 г.).
Публикация, Основные положения диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах,общим объемом 2(22 п.л.
5їУ!іІ2Е!!Л_2^і5!-Ш5Н^ * Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, литература и приложений; ивлоке-нэ на 223 страницах машинописного текста ( основной текст на 138 страницах), содержит 49 рисунков, 19 таблиц и прилоне-ний - 39 с.
Работа выполнена на кафедре "Механизация животноводческих ферм" Челябинского ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификэнии сельского хозяйства по координационному плану МСХ по проблеме 0-СХ.102 "Разработать общую и зональную системы машин для животноводства и птицеводства на 1986-1990 гг. и долгосрочный прогноз развития комплексной механизации и автоматизации до 2000 года" и тематическому плану научно-исследовательских работ ЧИМЭСХ на 1981 --1985 гг. по теме 10 "Разработать эффективные методы использования техники в животноводстве и организации труда с учетом производства продукции на индустриальной основе,обеспечивающей снижение затрат труда и увеличение нагрузки на одного работающего, занятого в животноводстве".
