Результаты исследования малогабаритной энергосберегающей зерноплющилки для фермерского хозяйства
Внутри обечайки 18 (рис. 1) консольно установлен валец 15, который вращается на валу 19 в подшипниках. Другим концом вал 19 закреплен на платформе 14, которая одним концом шарнирно закреплена на раме 1, а другим концом опирается на пружину 7, одетую на шпильку 9, шарнирно закрепленную на раме 1 и проходящую через имеющееся в платформе 14 отверстие. Жесткость пружины 7 может изменяться… Читать ещё >
Результаты исследования малогабаритной энергосберегающей зерноплющилки для фермерского хозяйства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В Пензенской области только в личных подсобных хозяйствах (ЛПХ) для потребления животным и птице ежегодно скармливается 250…300 тыс. тонн зерна, в основном в виде дробленого зерна, муки и цельного зерна. По сравнению с дробленым зерном плющеного зерна надо на 10% меньше за счет лучшей перевариваемости и усвояемости животными [1].
Так уже более 10 лет поступают финские аграрии. По словам Аймо Карте, основателя и владельца фирмы «Аймо картен Конепая», являющейся мировым лидером по технологиям и машинам для плющения зерна, при этом коровы больше дают молока, свиньи и бройлеры быстрее набирают вес [2].
В хозяйствах, где молочное стадо кормят плющеным зерном, отличается увеличение удоев на 10…15%, а у свиней отмечается увеличение прироста на 8,5…14,3%. Такой корм лучше, чем дробленка, усваивается животными, в нем больше питательных веществ, он не пылит, следовательно, благотворительно влияет на здоровье и людей, и животных. Как показали исследования, при плющении происходят преобразования крахмальных зерен в декстрины, мальтозу и сахарозу. Содержание сахаров возрастает в 2…3 раза в сравнении с дробленым зерном [3].
Получение однородных питательных смесей, применяемых, при производстве комбикормов является основной целью процесса смешивания сыпучих материалов. Взаиморасположение частиц компонентов в перемешиваемой смеси будет более всего удовлетворять физико-механическим требованиям, предъявляемым к данному виду кормов, чем более однородными будут частицы зерновой массы, являющиеся основой приготовления комбикормов [4].
С этой целью нами была разработана и испытана малогабаритная энергосберегающая зерноплющилка для фермерского хозяйства [5].
В условиях эксплуатации в миниплющилке в полости между плющильным вальцом и внутренней поверхностью обечайки скапливается зерновая масса, образуя клин, который препятствует запуску в работу плющилки. В конструкции серийно выпускаемых миниплющилок зерна не предусмотрен механизм, облегчающий запуск их в работу [6 — 8]. В конструкции миниплющилки [5] дополнительно на шпильке устанавливается жестко закрепленный эксцентрик с рычагом, предназначенный для подъема платформы с установленным на ней валом плющильного вальца, тем самым, увеличивая зазор между вальцом и внутренней поверхностью обечайки.
Исследования по оценке легкости пуска миниплющилки в работу осуществлялись путем подсчета количества успешно выполненных запусков миниплющилки из 10 попыток без применения эксцентрикового устройства и с его использованием.
При наличии в зерновом ворохе твердых включений возможна поломка деталей плющилки из-за попадания этих включений в зазор между плющильным вальцом и внутренней поверхностью обечайки. В конструкции миниплющилки предусмотрено демпфирующее устройство, позволяющее увеличивать зазор для пропуска твердых включений, встречающихся в потоке зерновой смеси.
Внутри обечайки 18 (рис. 1) консольно установлен валец 15, который вращается на валу 19 в подшипниках. Другим концом вал 19 закреплен на платформе 14, которая одним концом шарнирно закреплена на раме 1, а другим концом опирается на пружину 7, одетую на шпильку 9, шарнирно закрепленную на раме 1 и проходящую через имеющееся в платформе 14 отверстие. Жесткость пружины 7 может изменяться регулировочной гайкой 6, за счет ее перемещения по резьбе шпильки 9.
Исследования проводились путем добавления в объем зернового вороха равный 10 кг твердых включений различного размера (5…12 мм) и пропускания данных навесок зерновой смеси с твердыми включениями через миниплющилку. Исследования проводились на зерне пшеницы. Плющилка запускалась, в бункер засыпалась зерновая смесь и открывалась заслонка, пропуская поток зерна с включениями к плющильной паре. Надежность пропуска твердых включений контролировалась визуально по отсутствию заклинивания установки [9].
Производительность миниплющилки зерна, по техническим условиям [10], составляет 250±5 кг/ч. Для выявления изменения производительности миниплющилки при плющении различных видов зерна были проведены исследования на производительность. Плющение проводили на зерне пшеницы и ячменя. Плющилка запускалась, в бункер засыпалось зерно и открывалась заслонка, пропуская поток зерна к плющильной паре. Непрерывная работа плющилки осуществлялась в течение часа, после чего плющенное зерно взвешивалось.
Толщина плющения зерна миниплющилкой регулируется гайкой 8 (рис. 1), которая установлена на шпильке 9 под платформой 14. Возможная величина зазора, устанавливаемого между плющильным вальцом и внутренней поверхностью обечайки, и напрямую влияющая на толщину конечного продукта, может изменяться от 0,6…2,0 мм.
Через плющилку пропускалась контрольная навеска зерна при различных величинах зазора в вальцовой паре. Затем произвольно их конечного продукта отбиралось по 50 зерен и проводились измерения их толщины. Полученная статистическая информация обрабатывалась для выявления среднего значения величины плющенного зерна при различных установленных зазорах в миниплющилке.
В результате проведенных экспериментов выявили, что без применения эксцентрика запуск миниплющилки в работу при условии зернового клина в зазоре внутренней поверхности обечайки и плющильного вальца затруднен. В шести случаях из десяти миниплющилку заклинивало при запуске плющильной пары (рис. 2).
После включения эксцентрикового устройства пуск миниплющилки был успешным во всех случаях.
Рис. 2 График циклов пуска миниплющилки
1 — цикл пуска миниплющилки с использованием эксцентрикового устройства; 2 — цикл пуска миниплющилки без использования эксцентрикового устройства Исследования на пропуск твердых включений в зерновой массе миниплющилкой выявили, что устройство пропуска твердых включений в полной мере выполняет свои функции. Заклинивания и остановки плющилки не было выявлено при пропускании твердых включений величиной от 5 до 12 мм.
Миниплющилка зерна на зерне пшеницы и ячменя показала производительность близкую к номинальному значению по техническим условиям: на зерне пшеницы — 251 кг/ч, а при плющении ячменя — 243 кг зерна (рис. 3).
Рис. 3 Производительность миниплющилки на разных видах зерна
1 — номинальная производительность по ТУ; 2 — производительность на пшенице; 3 — производительность на ячмене энергосберегающий зерноплющилка производительность Измерив пятьдесят образцов готовой продукции, получили статистический ряд:
Показатели. | Интервалы размеров. | |||||||
0,58…0,6. | 0,6…0,62. | 0,62…0,64. | 0,64…0,66. | 0,66…0,68. | 0,68…0,7. | 0,7…0,72. | ||
Частота mi. | ||||||||
Опытная вероятность Рi. | 0,02. | 0,12. | 0,28. | 0,34. | 0,14. | 0,08. | 0,02. | |
Средний размер интервала tср | 0,58. | 0,6. | 0,62. | 0,64. | 0,66. | 0,68. | 0,7. | |
Накопленная опытная вероятность РУРi. | 0,02. | 0,14. | 0,42. | 0,76. | 0,9. | 0,98. | ||
В дальнейших расчетах определили коэффициент вариации и выявили, что теоретический закон распределения может быть как нормальный, так и закон распределения Вейбулла. Для последующих расчетов пользовались нормальным законом распределения (ЗНР).
По вычисленному критерию Стьюдента, с вероятностью 95% можно утверждать, что среднее значение толщины плющенного зерна будет находиться в интервале от 0,63 до 0,64 мм. При этом относительная ошибка расчета толщины плющения не превышает 1,12%.
Построили полигон, гистограмму и кривую ЗНР (рис. 4).
Рис. 4 Полигон, гистограмма и кривая ЗНР
- (при установленном зазоре 0,6 мм)
- 1 — полигон; 2 — кривая ЗНР; 3 — гистограмма
При проведении исследований по определению точности толщины плющения зерна на установленном максимальном зазоре плющильной пары 2,0 мм с вероятностью 95% получили, что среднее значение толщины плющенного зерна будет находиться в интервале от 2,2 до 2,24 мм.
Обобщив полученные опытные данные и для более эффективной эксплуатации плющилки [5] в фермерском хозяйстве можно рекомендовать [9]:
Запускать плющилку в работу при помощи эксцентрикового механизма.
Плющить зерно только после его доочистки, размер присутствующих твердых включений в зерновой массе не должен превышать 12 мм.
Величина зазора между внутренней поверхностью обечайки и плющильным вальцом может находиться в интервале от 0,6…2,0 мм для получения фракций готового продукта близких к величине выставленного зазора.
Рылякин, Е. Г. Миниплющилка для личного подсобного хозяйства [Текст] / ІI Международная науч.-практ. конф. «Наука и инновации — 2009». — Przemysl, Польша: Sp. z o.o. «Nauka I studia», 2009, С.45−48.
Рылякин Е. Г. Обзор технических средств приготовления плющеного зерна, представленных на российском рынке сельхозтехники [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2011, № 4. — Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2011/598 (доступ свободный) — Загл. с экрана. — Яз. рус.
Селезнев А.Д., Савиных В. Н., Хруцкий В. И., Минько Л. Ф. Технология производства комбикормов в хозяйствах на основе влажного плющеного зерна [Электронный ресурс] // Труды международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 2008, Т.3. — Режим доступа: http://elibrary.ru/item.asp?id=18 154 107 (доступ свободный) — Загл. с экрана. — Яз. рус.
Воронин В.В., Адигамов К. А., Петренко С. С., Сизякин С. А. Критерии и способы оценки качества смешивания сыпучих материалов [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 4 (часть 2). — Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1400 (доступ свободный) — Загл. с экрана. — Яз. рус.
Миниплющилка зерна [Текст]: пат. на полезную модель 77 560 Рос. Федерация: МКИ5 F15B21/04 / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин, О. С. Пугачев; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия». ;
№ 2 008 127 525/22, заявл. 07.07.2008; опубл. 27.10.2008, Бюл. № 30.
U.S. PATENT DOCUMENTS US 6,347,755 B1, Int. Cl.7 B02C 4/42. Roller mill / Rene Hostettler. — Appl. No.: US 09/555,645, PCT Filed: Aug. 19, 1998.
U.S. PATENT DOCUMENTS US 3,593,929 A, Int. Cl.7 B02C 7/10. Eccentric rotary groundwood mill / Frank P. Hughes. — Appl. No.: 742,667, PCT Filed: July 5, 1968.
Мини-плющилка [Текст]: пат. 2 399 418 Рос. Федерация: МПК B02B3/04 / П. А. Власов, Е. Г. Рылякин; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия». ;
№ 2 009 113 082/13, заявл. 07.04.2009; опубл. 20.09.2010, Бюл. № 26.
Рылякин, Е. Г. Исследование работоспособности малогабаритной энергосберегающей плющилки [Текст] / Е. Г. Рылякин // Материали за 5-а международна научна практична конференция, «Образование и науката на 21 век», 2009. Том 10. Екология. Селско стопанство. Ветеринарна наука. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД,? С.48−51.
Рылякин Е. Г. Развитие современных технических средств в технологии приготовления плющеного зерна [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2013, № 4. — Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2027 (доступ свободный) — Загл. с экрана. — Яз. рус.