Повышение эффективности рабочего процесса ротора-вентилятора молотковой дробилки зерна закрытого типа

• Автор: Нечаев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Классификация молотковых дробилок зерна
1.2 Параметры дробилок, влияющие на их рабочий процесс
1.3 Краткий обзор конструкций дробилок зерна
1.4 Некоторые сведения при выборе вентилятора для пневмотранспортирования материала в комбикормовом
агрегате
1.5 Задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
ДРОБИЛКИ ЗЕРНА
2.1 Влияние геометрических параметров рабочего колеса ротора-
вентилятора на его напорные характеристики
2.2 Исследование процесса движения частицы по лопатке ротора-
вентилятора
2.3 Исследование движения частицы в камере измельчения дробилки
зерна с ротором-вентилятором
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика экспериментальных исследований
3.2.1 Приборы и оборудование
3.2.2 Экспериментальная установка
3.2.3 Методика снятия аэродинамических характеристик
3.2.4 Методика исследования полей скоростей воздушного потока
в рабочей камере дробилки
3.2.5 Методика проведения испытаний дозатора
3.2.6 Методика определения основных показателей рабочего процесса измельчения и технологических характеристик материала
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Исследование влияния коэффициента перекрытия камеры
измельчения дробилки на аэродинамические характеристики

4.2 Исследование формы лопаток вентилятора
4.3 Исследования распределения воздушного потока в рабочей
камере дробилки
4.4 Результаты производственных испытаний
4.5 Результаты оптимизационного эксперимента
5 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ДРОБИЛКИ ЗЕРНА С РОТОРОМ-
ВЕНТИЛЯТОРОМ
5.1 Технико-экономическое обоснование применения дробилки
зерна с ротором-вентилятором
5.1.1 Определение вида перерабатываемого сырья
5.1.2 Анализ рынка и выбор базы сравнения
5.1.3 Расчет технико-экономических показателей
5.2 Расчет энергетической эффективности
5.3 Результаты производственной проверки
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А Патент РФ на полезную модель № 129843. Молотковая
дробилка с ротором-вентилятором
Приложение Б Программа для расчета параметров движения частицы
материала по лопатке ротора-вентилятора
Приложение В Исходные данные и результаты теоретических расчетов траектории движения зерновки в межлопаточном пространстве
Приложение Г Данные об оценке адекватности и значимости факторов
модели
Приложение Д Акты производственных испытаний дробилки зерна с
ротором-вентилятором и внедрения результатов законченных научных исследований
Приложение Е Информационное письмо о предоставлении гранта
Нижегородской области в сфере науки, технологий и техники
Приложение Ж Техническое задание на выполнение научно-
исследовательских и опытно-конструкторских работ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Главными задачами, стоящими перед сельскохозяйственным производством согласно Госпрограммы развития сельского хозяйства на 2013...2020 годы [48], являются обеспечение продовольственной безопасности страны и повышение конкурентоспособности российской сельскохозпродукции на внутреннем и внешнем рынках в рамках вступления России в ВТО. Важное место в реализации данных проблем отводится повышению производительности труда на основе применения передовых технологий и высокоэффективных систем машин и оборудования в растениеводстве и животноводстве.
Одним из самых трудоемких процессов животноводства является кормо-приготовление, а именно: операции измельчения кормов, скармливаемых животным. Существенную долю в структуре кормовых рационов занимают концкорма, поэтому важную роль играет технология подготовки их скармливанию.
В настоящее время наибольшее распространение получила технология производства комбикормов непосредственно в хозяйствах. Однако опыт эксплуатации дробилок комбикормовых агрегатов с пневматической загрузкой и выгрузкой исходных компонентов комбикорма выявил их существенные недостатки. Это, прежде всего, низкий КПД воздушного потока, невысокая пропускная способность и недостаточное качество получаемого продукта. В связи с этим у сельхозпроизводителя возникает множество проблем: снижение объемов производства и качества продукции, повышение затрат труда на производство кормов, снижение продуктивности животных, уменьшение рентабельности.
Несмотря на широкое распространение молотковых дробилок с пневматической загрузкой материала, их рабочий процесс недостаточно изучен, что обуславливает необходимость проведения исследований в данном направлении.
Цель работы и задачи исследования. Цель исследования - снижение энергозатрат рабочего процесса дробилки зерна закрытого типа путем оптимизации конструктивно-технологических параметров ротора-вентилятора.
Для достижения данной цели поставлены следующие задачи исследований:
- разработать конструктивно-технологическую схему и экспериментальную установку молотковой дробилки зерна с ротором-вентилятором;

Центробежный вентилятор необходим для всасывания материала через загрузочное устройство в дробилку и с последующей транспортировкой в бункер-смеситель.
Основными рабочими органами радиального вентилятора являются: корпус (кожух) и лопаточное колесо (рис. 1.10). При этом в целях уменьшения гидравлических потерь рекомендуется применять спиральный корпус, окружающий крылач вентилятора так, чтобы пространство между наружной кромкой лопастей и кожухом постепенно делалось шире [28, 39, 88].
Назначение же лопаточного колеса - передавать энергию привода вентилятора перемещаемой воздушно-продуктовой смеси. Рабочие колеса изготавливаются трех модификаций: с лопатками, загнутыми вперед, радиальными лопатками и загнутыми назад. При этом по форме они могут быть как прямые, так и криволинейные. Колеса с лопатками, загнутыми вперед, передают воздуху большое количество скоростной энергии, а с лопатками, отогнутыми назад, в развиваемом полном давлении преобладает статическое давление [28].
Рисунок 1.10 - Схема радиального вентилятора
М.И. Невельсон [52] отмечает, что прямые лопатки, загнутые назад, будучи весьма простыми по форме, являются в то же время вполне удовлетворительными с аэродинамической точки зрения.