Повышение эффективности функционирования бункерного измельчителя-раздатчика стебельных кормов путём оптимизации параметров молоткового ротора

• Автор: Кошурников, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ исследований процесса измельчения стебельных материалов

1.2 Обзор конструкций лабораторных установок для исследования процесса разрушения стебельных кормов

1.3 Анализ конструкций молотковых рабочих органов

1.4 Возможные схемы подачи материала к ротору

1.5 Анализ конструкций бункерных измельчителей

стебельных кормов

1.6 Цель и задачи научных исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ СТЕБЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ МОЛОТКОВЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
2.1 Анализ распространения напряжений в стебле в процессе ударного разрушения
2.2 Обоснование угла установки рабочей грани молотка
2.3 Теоретическое обоснование конструктивных параметров измельчителяраздатчика стебельных кормов
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Методика экспериментальных исследований
3.2.1 Приборы и аппаратура
3.2.2 Экспериментальная установка
3.2.3 Оценка эффективности процесса измельчения стебельных кормов
3.2.4 Методика проведения испытаний усовершенствованного
измельчителяраздатчика стебельных кормов
3.2.5 Общая методика исследований
3.2.6 Методика определения физикомеханических свойств исходного материала
3.2.7 Оценка фракционного состава измельченных частиц
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Исследование процесса разрушения стебельных материалов молотковым рабочим органом
4.1.1 Влияние окружной скорости, угла наклона рабочей грани молотка и влажности измельчаемого материала
на усилие разрушения стеблей
4.2 Результаты экспериментальных исследований усовершенствованного измельчителяраздатчика
стебел ьн ых кормов
4.2.1 Совершенствование конструкции измельчителяраздатчика стебельных кормов
4.2.2 Результаты исследований агрегата методом однофакторных экспериментов
4.2.3 Оптимизация рабочего процесса усовершенствованного измельчителяраздатчика ,
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯРАЗДАТЧИКА СТЕБЕЛЬНЫХ КОРМОВ
5.1 Техникоэкономические показатели
5.2 Энергетическая эффективность измельчителяраздатчика
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Из многообразия существующих машин для переработки стебельных кормов многие ученые отдают предпочтение измельчителям, снабженными молотковым рабочими органами. С.В. Мельникова в том, что при оценке работы измельчающих устройств необходимо принимать во внимание оптимальное соотношение трех показателей: затрат энергии на измельчение, пропускной способности и степени измельчения, при этом ограничиваться одним или двумя показателями нецелесообразно [, ]. С.В. Мельников разработал методику расчета конструктивных параметров молотковых дробилок. При установке в дробилку уравновешенных молотков исключается возможность передачи их реакции ударных импульсов на ось подвеса, что обеспечивает равномерность нагрузки на подшипники вала ротора и нормальную работу дробилки. Причем, лучший показатель получают при расстоянии равном 0, м. Исследованиями данного ученого [, ] на основе волновой теории разрушения доказано, что стебель считается незащем-ленным по концам, если его длина не превышает 0,. Исходя из этого можно предположить, что для снижения энергоемкости процесса измельчения расстояние между молотками не следует выбирать более 0, м. Современное представление о процессе измельчения стебельных кормов, с учетом развития технических средств для этих целей, нашло своё отражение в научных трудах академика В. А. Сысуева и его школы [1, 2, 7]. Из краткого анализа научных работ можно заключить, что к настоящему времени имеется большое количество исследований процесса измельчения стебельных кормов, которые являются основой для совершенствования и разработки новых конструкций измельчителей. Проблема усовершенствования измельчителей стебельных кормов, повышения эффективности их технологического процесса не может быть решена без дополнительных исследований. Для проведения исследований силового взаимодействия рабочего органа с материалом при его измельчении рядом авторов разработаны различного типа приборы [, , , , , , , , , , , 7, 1]. Н.Е. Резником был создан универсальный копёр-динамограф (рис. С использованием данного копра проводились исследования зависимостей работы, затрачиваемой на разрушение от различных параметров ножа, а также физико-механических свойств материалов. Копер состоит из основания 1, телескопических колонн 2, маятника 3, на нижнем конце которого крепится режущий элемент 4, и циферблата 5 для фиксации углов подъема маятника. В плоскости качания маятника установлен динамограф 6 и пишущее устройство для замеров работы резания на скоростях до ,0 м/с. Увеличение скорости резания в подобных устройствах может быть осуществлено главным образом за счет удлинения маятника. Это вызывает рост общей массы маятника, тем более, что его конструкцию с удлинением необходимо делать жестче, чтобы устранить погрешности, вызываемые изгибом. Все это уменьшает чувствительность копра и увеличивает погрешность получаемых на нем данных. Рис. Схема универсального копра-динамографа Н. В.П. Для этого им была сконструирована следующая конструкция (рис. На одну чашку 2 рычажных весов накладывались различного веса грузы, а вместо другой был укреплён нож 1, лезвием вверх. Перпендикулярно к лезвию ножа прикасался стебель 3, зажатый в тиски 4, которые можно было вместе с соломинкой продвигать вдоль лезвия ножа при различных давлениях. При этом измерялось перемещение стебля вдоль лезвия, необходимое для её разрушения. Рис. Схема прибора В. Как заключает В. П. Горячкин, «разрушение соломинки прямым движением требует значительного усилия, но такой же разрез достигается и при слабом давлении, если пользоваться скользящим движением». Скользящим резанием в своё время занимался В. А. Желиговский [7]. Свои эксперименты акад. В.А. Желиговский провёл на сконструированном им приборе, имевшем раму 1 (рис. З.), на продольной балке которой лезвием вверх крепился нож 2. Над лезвием ножа располагалась каретка 3, в окнах которой поперёк ножа укреплялись стебли перерезаемого материала. Ширина окон каретки вдоль ножа составляла ,0 мм. К каретке была подвешена платформа 8, на которой устанавливались соответствующие грузики.