Обоснование конструктивно-технологической схемы, параметров и режима работы шестеренного гранулятора кормов

• Автор: Щербина, Андрей Витальевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ГРАНУЛИРОВАНИЯ КОРМОВ И ПРЕССОВОГО

ОБОРУДОВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ технологического процесса гранулирования

кормов

1.2 Обзор оборудования для производства гранул

1.3 Анализ научных исследований процесса производства

твердых гранул из сыпучего сырья растительного
происхождения.
1.4 Релаксация напряжений в грануле и криволинейиость
матричного канала.
1.5 Анализ исследований режима работы прессующих
устройств.
Цель и задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ШЕСТЕРЕННОГО
ПРЕССА С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ АКТИВНОЙ МАТРИЦЕЙ И
ВНУТРЕННИМИ ПРЕССУЮЩИМИ ВАЛЬЦАМИ
2.1 Сравнительный анализ рабочих органов шестеренных
прессов и выбор базовой конструктивнотехнологической схемы пресса
2.2 Технологический процесс гранулирования комбикорма
шестеренным прессом с активной матрицей и внутренними прессующими вальцами
2.3 Деформация сырья в рабочем пространстве
2.4 Давление и работа сжатия материала в шестеренном прессе
2.5 Определение угла отклонения каналов прессования в матрице
от радиального направления.
2.6 Анализ сил в рабочем органе и определение мощности
привода шестеренного пресса.
2.7 Упрочнение гранул в канале прессования.
ВЫВОДЫ
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ КОРМА
ШЕСТЕРЕННЫМ ПРЕССОМ С ВНУТРЕННИМИ
ПРЕССУЮЩИМИ ВАЛЬЦАМИ.
3.1 Программа экспериментального исследования
3.2 Общая методика экспериментального исследования.
3.3 Методика определения физикомеханических свойств
кормовых смесей.
3.4 Методика экспериментального исследования процесса
релаксации напряжений в сжатом комбикорме.
3.5 Методика определения долевого участия зубчатого венца в
подаче и деформации сырья в рабочем органе шестеренного типа
3.6 Методика экспериментального определения рационального
режима работы гранулятора с зафиксированной частотой сжимающих воздействий на корм.
3.7 Методика измерения производительности гранулятора
3.8 Методика измерения мощности привода и определения
энергоемкости процесса гранулирования.
3.9 Методика обработки результатов измерений и определения
погрешности полученных результатов
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ КОРМОВ
ШЕСТЕРЕННЫМ ПРЕССОМ.
4.1 Результаты сравнительного анализа конструктивных схем шестеренных прессов
4.2 Анализ результатов исследования упруговязких свойств комбикорма.
4.3 Влияние зубчатого венца матрицы и вальца на деформацию материала в зазоре между ними
4.4 Зависимость угла. ориентации оси канала прессования от геометрических соотношений матрицы и прессующего вальца
4.5 Анализ исследования частоты воздействий и долевой подачи сырья на процесс уплотнения гранул и производительность
пресса
4.6 Производственные показатели работы исследуемого
шестеренного пресса.
ВЫВОДЫ.
5 МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ПРЕССА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 Дополнения к методике инженерного расчета шестеренного пресса
5.2 Экономическое обоснование эффективности использования шестеренного гранулятора кормов.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В четвертой главе дан анализ результатов экспериментов и сформулированы рекомендации производству. Техникоэкономические показатели производственного применения разработанных прессов изложены в пятой главе. Они показывают, что дополнительные капвложения окупаются за две трети года, а полный срок окупаемости затрат на разработку новых прессов и их внедрение в производство не превышает трех лет. По результатам исследований разработаны новые технические решения и получено 4 патента на изобретения и 1 патент на полезную модель. Результаты исследований внедрены в ООО Агропродмаш, ЗАО ЮгАгроХолдинг и ЗАО ДонМаслоПродукт. Они могут быть полезны при обучении специалистов, в осуществлении исследовательских работ, а также при разработке аналогичного оборудования нового поколения проектными и конструкторскими организациями. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ КОРМОВ И ПРЕССОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ. Известные технологии гранулирования материалов 8, , , , и др. По виду корма гранулы заготавливаются из отдельных видов сырья моногранулы или из смесей нескольких компонентов. По способу приготовления гранулы формируются сухим или влажным способом с последующим досушиванием ,, , , . По длительности хранения гранулы изготавливают более прочными для длительного хранения и использования в течение всего года и менее прочными для кратковременного хранения и использования с целью придания компактности и исключения потерь рассыпного материала при транспортировке и дозированной подаче , , . По наличию связующих веществ и консервантов в гранулы с целыо облегчения формирования твердого тела или предупреждения окислительных процессов включаются вязкие склеивающие вещества и другие антиокислители или компонентыобогатители , , , , . По назначению для животных, птицы и рыб. В соответствии с этим технология их приготовления состоит из нескольких последовательно выполняемых операций. Традиционная общая технология заготовки гранул включает рис. При изготовлении мягких рыхлых гранул возможно использование упругих оболочек, сохраняющих форму гранул. Известны работы Н. Рисунок 1. Технологическая схема приготовления гранул из кормовых
Основным элементом этой технологии является процесс прессования рассыпных кормовых смесей в твердые изделия гранулирование. По энергоемкости процесса гранулирование также занимает первое место среди всего применяемого оборудования. В приготовлении гранул из кормовых смесей наиболее распространенным связующим веществом является вода, которой увлажняют смссь непосредственно перед прессованием в обычном виде или в виде пара. Известны исследования по введению в смесь антиокислителя, например, сантохина, хлореллы или жиров в качестве связующего вещества. В практике изготовления топливных брикетов применяются специфические связующие вещества. Например, в процессе приготовления брикетов из угольной пыли добавляется ный раствор натриевой соли сульфокислоты или лигносульфоната. Известен патент США , С Ь 5, , по которому в измельченное твердое топливо уголь добавляется не более 5 массовых процента алкилцеллюлозы. Известны примеры использования крахмала, гидроокси или карбоксиметилцеллюлозы и других вязких веществ. Установки прессы для гранулирования можно подразделить на пять основных типов, отличающихся конструктивными особенностями. К первому типу относят прессы, формирующие гранулы в ячейках двух вращающихся навстречу друг другу валков, имеющих углубления на поверхности , . В этих ячейках исходный продукт обжимается, а затем выпадает. Такой пресс не обеспечивает высокой прочности и плотности гранул, имеет небольшую выдержку материала под давлением. Ко второму типу относят шестеренные грануляторы. Продукт, поступающий на шестерни, выдавливается через отверстия у основания зубьев. Неподвижный нож срезает гранулы. На прессах этой конструкции вырабатывают в основном гранулы диаметром мм. Они к настоящему времени все еще мало изучены. К третьему типу относят прессы, имеющие неподвижные матрицы с различными диаметрами отверстий, через которые шнек продавливает продукт , . Полученные гранулы срезаются ножом.