Обоснование способа и параметров процесса подачи корнеклубнеплодов на сухую очистку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование способа и параметров процесса подачи корнеклубнеплодов на сухую очистку

Основное влияние на продуктивность животных в период лактации и успешное выращивание молодняка оказывает организация рационального кормления животных полноценными кормами. Такое кормление предусматривает выдачу полнорационных многокомпонентных кормовых смесей животным в соответствии с их физиологическими потребностями. Исследованиями ученых и практикой доказано, что повышение продуктивности животных достигается в том случае, когда кормовой рацион сбалансирован по всем питательным веществам, а количество корма каждому животному выдается в строгом соответствии с зоотехнической нормой.

Важнейшими источниками углеводов, витаминов и минеральных веществ для животных являются корнеклубнеплоды. Они отличаются хорошими вкусовыми качествами, обладают диетическими свойствами и охотно поедаются животными [1].

При соблюдении соответствующей агротехники корнеплоды могут давать с единицы площади больше питательных веществ, чем травы и зерновые (кроме кукурузы). Наиболее часто в кормовом рационе используются кормовая свекла, морковь, свекла сахарная и полусахарная, топинамбур, турнепс, брюква и картофель. Корнеплоды сорта куузику, а также ряд других корнеплодов из-за больших размеров и формы практически не могут быть подвергнуты измельчению с помощью серийно выпускаемых машин и, как правило, скармливаются животным в неподготовленном виде и в малых объёмах, что снижает эффективность их использования [2, 3].

Цель исследования. Целью исследований является обоснование способа подачи корнеклубнеплодов (ККП) на сухую очистку, а также параметров питателя-дозатора для линии приготовления кормовых смесей свиньям.

Задачи исследований:

- разработать структурную схему механизированного процесса подачи корнеклубнеплодов на сухую очистку с учётом взаимосвязи параметров данных процессов;

- обосновать параметры процесса дозированной подачи корнеклубнеплодов в системе «питатель - очиститель - измельчитель»;

- разработать аппаратурную схему линии очистки корнеклубнеплодов и их приготовления свиньям.

На рис. 1 представлена структурная схема системы «питатель-дозатор корнеклубнеплодов - очиститель корнеклубнеплодов».

корнеплод очиститель дозатор

Рис. 1. Структурная схема подсистемы «питатель - очиститель»

Согласно данной структурной схеме, процесс подачи исходного вороха сырья на сухую очистку характеризуется начальной загрязнённостью корнеклубнеплодов - размерно-весовыми параметрами корнеклубнеплодов и почвенных комков, находящихся в исходном ворохе - а также совокупностью конструктивно-режимных параметров - питателя.

К параметрам отнесены: скорость движения подающего транспортёра - , скор

ость движения приёмного транспортёра - , высота планки падающего транспортёра - , высота установки первого ограничителя - , высота ограничителей - , размер смещения ограничителей относительно друг друга по высоте - (рис. 2) [4].

В общем виде функциональные зависимости для процесса подачи можно представить как:



(1)

где: подача корнеплодов;

плотность потока подачи корнеплодов;

ритм потока подачи;

энергоёмкость процесса подачи.

На рис. 2 приведена конструктивно-технологическая схема питателя корнеплодов по а.с. №1584846 [4]. Для данной схемы питателя и способа дискретной двухрядной подачи корнеплодов важными характеристиками являются: ритм потока подачи - ; и интенсивность или плотность потока - П.

В таблице 1 представлена циклограмма работы машин в линии обработки корнеклубнеплодов.

Для данного процесса число пар корнеклубнеплодов, которое может быть измельчено за промежуток времени , составит:

(2)

где время цикла (измельчения одной пары корнеклубнеплодов).

Для ритма (шага) потока корнеклубнеплодов:

(3)

Для интенсивности потока:

(4)

Рис. 2. Схема к обоснованию конструктивно-режимных параметров питателя-дозатора корнеклубнеплодов

а) - вид сбоку; б) - вид сверху

1 - подъёмный лоток; 2 - бункер; 3 - ограничитель высоты потока корнеплодов;

4 - подающий транспортёр; 5 - планка транспортёра; 6 - приёмный транспортёр.

При показатель интенсивности имеет минимальное значение, равное 1, при котором все пары корнеплодов измельчаются последовательно друг за другом.

При чего в соответствии с принятой схемой быть не может. Однако при реализации данной схемы возможен случай, когда из-за разброса корнеплодов и Этот факт позволяет обеспечивать бесперебойную работу измельчителя, что является существенным достоинством принятого способа обработки корнеплодов.

Таблица 1. Циклограмма к обоснованию параметров и режимов работы оборудования в системе «подачаприемтранспортировкасухая очисткаизмельчение корнеплода»

Время поступления корнеплодов на обработку определяется в соответствии с законом теории массового обслуживания - законом Эрланга.

При табличном объёме уравнение объёма одного корнеплода составит:

(5)

где средневзвешенный диаметр корнеплодов.

Объём порции корнеплодов

, (6)

При малых значениях получаем:

, (7)

Средний диаметр корнеплодов определили согласно неравенству Чебышева П.Л. .

При различных диаметрах корнеплодов объём одного корнеплода определяется по выборке штук, а средний объём в питателе - по формуле:

(8)

Представительность выборки также определяется по неравенству Чебышева П.Л.

(9)

Откуда

(10)

Производительность питателя корнеклубнеплодов, в зависимости от принятой схемы их подачи, определили как

(11)

где время цикла подачи одной порции корнеплодов.

Значение есть сумма времени подачи и времени простоя транспортёра питателя :

(12)

Первую составляющую суммы (12) представим как

(13)

а вторую:

(14)

где: длина приёмного транспортёра;

ширина питателя;

скорость движения рабочего органа приёмного транспортёра.

Тогда

(15)

При этом количество корнеплодов в ряду равно:

(16)

а скорость движения подающего транспортёра:

(17)

где время движения полотна транспортёра питателя.

Мощность, затрачиваемая на привод питателя:

(18)

где: плотность корнеплодов;

ускорение свободного падения;

коэффициент трения корнеплодов по материалу;

коэффициент, учитывающий угол наклона транспортёра питателя.

Для принятой схемы питателя геометрические параметры определяются из следующих соотношений:

- для шага установки планок подающего транспортёра:

(19)

- для высоты планок:

(20)

- для расстояния между нижней кромкой первого ограничителя и полотном подающего транспортёра:

(21)

- для величины смещения между первым и вторым ограничителями:

(22)

- для размеров по высоте первого и второго ограничителей:

(23)

- для ширины приёмного транспортёра:

(24)

Скорость движения приёмного транспортёра должна быть согласована с продолжительностью измельчения корнеплода в камере измельчителя, и тогда, с учётом выражения (14), запишем:

(25)

где продолжительность измельчения 2-х корнеплодов в двухсекционной камере измельчителя, которая равна:

(26)

С учётом этого выражения имеем:

(27)

С целью сглаживания разброса размерно-весовых характеристик корнеплодов путём их усреднения принимаем двухрядный способ подачи корнеплодов и в очиститель, и в измельчитель.

С целью проверки теоретических положений проведена оценка размерно-весовых характеристик корнеплодов сорта куузику.

РВХ корнеплодов определяют выбор конструктивно-режимных параметров, так как в конечном итоге качество выполнения рабочего процесса питателем обусловлено равномерностью поступления корнеплодов вначале в рабочее пространство очистителя, а затем - в двухсекционную камеру дискового измельчителя.

Анализ результатов измерений параметров и , а также определение параметра подтвердили случайный характер изменения этих величин.

При оценке распределения длины, наибольшего диаметра и коэффициента формы куузику определены: математическое ожидание , среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации

Результаты измерений и расчётов показали, что длина корнеплодов куузику изменяется от 200 до 450 мм, её математическое ожидание равно , для коэффициента формы вероятность всего измеренного интервала варьирования составляет

Для длины корнеплодов вероятность измеренного интервала

В объёме выборки наибольшую плотность интервала имеет диаметр куузику

Исследования также показали, что использование нормальной кривой распределения Гаусса приемлемо для оценки дискретных случайных величин размерных параметров корнеплодов куузику.

В теоретических расчётах необходимо учитывать среднее значение размерных характеристик из исследуемых интервалов, вероятность которых составляет более .

Согласно полученным данным, весовые характеристики корнеплодов составляют:

,

.

Таким образом, разброс значений массы корнеплодов находится в пределах .

Исходя из полученных результатов по определению РВХ корнеплодов конструктивные параметры питателя должны иметь следующие значения:

- для шага установки планок подающего транспортёра

;

- для высоты планок

;

- для расстояния между нижней кромкой первого ограничителя и полотном подающего транспортёра

;

- для величины смещения между первым и вторым ограничителями

;

- для размеров по высоте первого и второго ограничителей

;

- для ширины приёмного транспортёра

.

В результате хронометража установлено, что

Тогда при ширине бункера питателя скорость приёмного транспортёра равна: .

Разработанные технологические и технические решения реализованы путём их использования в линии приготовления и раздачи кормовых смесей на свиноводческой ферме (рис. 3) [5].

Рис. 3. Конструктивно-технологическая схема линии приготовления и раздачи кормовых смесей свиньям

1 - питатель-дозатор ККП; 2 - транспортёр; 3 - очиститель ККП;

4 - измельчитель КПП; 5 - транспортёр; 6 - раздатчик-смеситель;

7 - кормушки; 8 - бункера-дозаторы (ККП, концкормов (КК) и соевой муки (СМ) и т.д.)

корнеплод очиститель дозатор

Разработан инновационный способ дозированной дискретной двухрядной подачи корнеклубнеплодов, который реализован в технологической линии приготовления кормовых смесей свиньям.

Аналитическим и экспериментальным путём обоснованы оптимальные параметры технических средств, входящих в данную линию.

Полученные данные позволяют проектировать линии данного типа, металлоёмкость которых в сравнении с базовым вариантом, использующим мойку ККП, ниже в 2,13 раза, а энергоёмкость - ниже на 59%.

Список использованных источников

1. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных / под редакцией А.М. Венедиктова. Россельхозиздат. - 1983. - 303 с.

2. Завражков А.И., Николаев Д.И. Механизация приготовления и хранения кормов. - М.: Агропромиздат. - 1990. - 336 с.

3. Кирсанов В.В. Механизация и автоматизация животноводства. - М.: Академия. - 2004. - 400 с.

4. А.С. №1584846 Питатель корнеклубнеплодов / Авторы Доценко С.М. и др. Опубликовано в Б.И. №30 от 15.08.1990 г.

5. Патент РФ №2486761 Способ приготовления кормового продукта / Авторы Доценко С.М., Крючкова Л.Г. Опубликовано в Б.И. №19 от 10.07.2013 г.

Размещено на Allbest.ru