«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ...»
– М.: МАМИ, 2009. – 46 с.
2. Гусеницы – эксплуатация и очистка – [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://25gus.ru/news/1393/ 3. Протасов С.К. Резиновые гусеницы // Основные Средства. – 2011. – № 2. – С. 72–74.
УДК А.А. Овчинников, В.Ф. Дмитриев, Б.З. Нуров Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов
БЕСФАСКОВЫЕ НОЖИ В ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯХ
КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ
Изучение различных видов измельчающих устройств для подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию показали, что применение наиболее распространённых типов приводит к большой материалоёмкости, сложной конструкции и производству не более 17 % частиц с зоотехническивостре боваными размерами. Применение измельчителей с бесфасковыми ножами в матричном исполнении позволяет исключать потерю исходной массы до нуля, получать до 78–80 % частиц с востребованными размерами и сниже нием затрат мощности на привод в 5–10 раз.Известные измельчители корнеклубнеплодов являются комбайнами, сочетающими в себе несколько наиболее простых машин (дозатор, транс портёр подачи, измельчитель, отделитель инородных примесей, предохра нитель, устройство отвода измельчённого продукта. Все составляющие сложной машины должны работать синхронно, надежно и выдавать за прошенное качество продукта для последующей технологической опера ции. Некоторые из них имеют менее типичные для измельчителя рабочие органы (рис. 1), состоящие из захватывающего ротора 1 и двух рядов но жей 2 и 3. Захватывающий ротор имеет от двух до пяти граблин, передаю щих растительную массу от подборщика в кузов, протаскивая её между ножами. Длина резки продукта регулируется выводом из работы несколь ких ножей [1]. У моделей Claas и Kemper измельчающий аппарат вместо подающего ротора с управляемыми граблинамизаменён на ротор с захва тами, расположенными по винтовой линии.
Рис. 1. Многофункциональный измельчитель фирмы Claas:
1 – захватывающий ротор;
2 – ножи первого ряда;
3 – ножи второго ряда Данный тип машин при работе с корнеклубнеплодами будет их повреж дать, вызывая потерю сока, что экономически недопустимо. Как видно, вновь созданные, «хорошие» машины для измельчения одного вида корма на подготовку другого – некорректно. В каждом конкретном случае [2] ре комендует проектировать блок-модуль перспективной техники на базе оптимальных по функциональному назначению узлов (рис. 2), работаю щих на распространённом сырье и производящих продукт с зоотехниче ски востребованными параметрами.
Рис. 2. Схемы перспективных направлений совершенствования измельчителей корнеклубнеплодов: а – транспортёрно-пальцевый;
б–конусно-дисковый;
в – барабанно-транспортёрный: г – двуступеньчатого измельчения;
Транспортёрно-пальцевый измельчитель (рис. 2. а) предназначен для из мельчения корнеплодов и бахчевых. Он имеет активный подающий транс портёр, протягивающий корнеплоды через пакет ножей, установленных под углом 30–42° к горизонту и в проекции образующих угол атаки 70–135°.
Корнеплоды, при измельчении, вовлекаются во вращательное движе ние, а отдельные частички застревают между ножами, отчего стружка по лучается рваной с различной толщиной в поперечном сечении.
Конусно-дисковые (рис. 2. б), состоящие из подающего шнека и после довательно установленных с уменьшающим диаметром заострённых ко лец. Недостаток – обильное образование сока и большие удельные затраты энергии.
Барабанный ножевой аппарат с подающе-уплотнительным транспортё рами (рис. 2. в). Они могут работать со средним качеством измельчения только на калиброванных корнеплодах, чего нет в природе а получить их весьма трудоёмко [3, 4]. Подающе - прижимной транспортёр фиксирует только крупные корнеплоды, а те, что поменьше размером попадают мно гократно к ножевому аппарату, частично срезаются, отбрасываются назад и вновь подаются на измельчение.
Барабанный ножевой аппарат с подающе-уплотнительным транспортёра ми, подающим шнеком и измельчающим аппаратом рубищего типа (рис. 2. в) широко распространён в мире, но обладает высокой энергоёмкостью и производит только 17 % частиц востребованного размера.
Измельчитель поршневого типа (рис. 2. д) предназначен для производ ства пасты. Он продавливает всю массу корнеплодов через фильеры отвер стий матрицы.
Измельчители (рис. 2. е) с подающим шнеком и измельчающими ножа ми на конце, совершенствуют вторую ступень серийной машины «Вол гарь-5», одновременно, исключая первый измельчающий барабанный ап парат и добавляя в конец ножей дырчатую матрицу. Исторически эта ма шина была создана намного лет раньше предыдущей. Она предназначалась для производства пасты из корнеплодов. Поэтому, её «недостатки» пере измельчение частиц, малый коэффициент использования живого сечения матрицы и большие удельные затраты унаследованы от аналогов. Положи тельная сторона этой машины: она объединяет в своей конструкции по дающий механизм шнекового типа, который одновременно выполняет функции фиксатора корнеплодов. Шнек продавливает корнеплод через фильеры, и одновременно приводит в действие измельчающие ножи.
Данная модель заслуживает наибольшего вниманиядля её модерниза циииз-за её простоты, ноеё матрица имеет низкий КПД рабочей плоскости, а также ограниченна возможность размещения корнеплода в межвитковом пространстве шнека, высокая энергоёмкость и незащищённость от поло мок шнека и матрицы попавшими инородными включениями.
Во время подготовки корнеклубнеплодов измельчением они подверга ются воздействию ножей и противорежущих пластин. Каждый нож за один оборот (ход) совершает только часть рабочим циклом, а остальную идет вхолостую или совершает вредную работу. Конструктивный коэффициен тиспользования ножа, у многих измельчителей не превышает:
горизонтально – дисковых – вертикально дисковых – барабанных – В каждом из указанных измельчителей могут устанавливаться ножи толщиной 2–5 мм следующих основных видов:плоский;
прямой с гребён чатой поверхностью;
совочковый.
Режущая кромка ножа затачивается с одной стороны под углом 18–25°.
Каждый тип ножей имеет свой характер работы. Плоский нож предна значен для формирования плоских ломтиков, толщиной b, равной сечению среза продукта и длиной l в пределах от размера диаметра хвостика до максимальной длины корнеплода. Такие параметры ломтиков (стружки) не соответствуют зоотехническим требованиям, так как они позволяют жи вотным выбирать из кормосмеси наиболее лакомые кусочки, а малоценный объёмистый корм оставлять не съеденным, оставаясь при этом голодными.
Гребёнчатый нож измельчает корнеплод на стружку с шириной, равной ширине гребня, толщиной равной установки ножа и длиной l, равной дли не отрезаемой плоскости продукта. Такая стружка соответствует требовани ям готового корма для молодняка КРС, свиней и птиц. Для подготовки кор неклубнеплодов конкретной группе животных требуется свой комплект но жей и их установка на диске или барабане для резания, но достичь желаемо го эффекта невозможно, так-как корнеплоды в процессе резания фиксируют ся на 10–70 % по их длине. Поэтому только эта часть всего вороха корнепло дов может управляться по производству качествастружки, что не эффективно для экономики производства продукции животноводства.
Совочкообразные ножи. Они крепятся также как и гребёнчатые, со сме щением по длине один относительно другого на величину, /2, где – рас стояние между осями соседних совочков. Достоинством этих ножей является ровная поверхность стружки без её деформирования во время среза. Недос татки: они дают две различные по величине и форме стружки, затачивать их очень сложно и они не устраняют недостатки предыдущих типов ножей.
Общим недостатком рассмотренных типов ножей является большое усилие на отбрасывание стружки от ножа, которое можно выразить рацио нальной формулой В.П. Горячкина где P– общее усилие резания корнеплода;
– сопротивление деформации отрезаемого слоя, а также сопротивле ние на передней и задней гранях ножа;
– усилие на отбрасывание стружки.
зависит, главным образом, от механической прочности материала, толщины лезвия ножа, толщины отрезаемой стружки и в небольшой мере от угла заточки.
– зависит от физико-механических свойств измельчаемого материала и качеств рабочей поверхности ножа. При этом оно возрастает с увеличе нием скорости резания.
Исходя из анализа перечисленных свойств измельчителей оптимальность процесса резания можно достичь при условии: толщина лезвия 0,1–0, 2 мм, ширина ленты ножа 15–20 мм. Допустимое напряжение при этом составит 75–100 кг/. При угле заточки равном 0. В качестве измельчающего элемента Н.Е. Резник рекомендует принимать бесфасковыйнож, обеспечи вающий минимальное усилие резания в 5–10 раз меньше, чем у известных на практике ножей. Однако рекомендованный тип ножа использовался как единичный для лабораторных исследований и не предусматривал процесса защиты рабочего органа и управления качеством. Рекомендованная нами матрица выполненна в виде набранных параллельных или взаимно пер пендикулярныхрядов лезвий.
На рабочей измельчающей матрице (диске, барабане и т.п.) находятся от до 12 и более ножей. Следовтельно, КПД режущего органа нужно считать не по использованию длины ножа, а по отношению конструктивной площади измельчающей матрицы к площади, обрабатываемой ножами. Истинное зна чение использования матрицы (диска, барабана) окажется в 15–50 раз мень ше. Поэтому мы считаем, что заниматься модернизацией ножей – это кон структивный тупик.Нужно совершенствовать весь режущий аппарат – матрицу доведя её КПД 100 %.
Форму и размер фильер следует выбирать из условия формирования па раметров стружки максимально приближённых к естественным кормам для данной группы животных и птиц с учётом предпочтительного потребления.
Анализ качества стружки, полученной на разных типах измельчителей показал, что качество поверхности создают ножас помощью определённой формы, имеющие различные коэффициенты использования и конфигура ции (рис. 4).
Рис. 4. Формы фильеров, сформированных, в матрице измельчающего элемента Основным параметром матрицы является коэффициент полезного дей ствия режущей поверхности (K – коэффициент проходного сечения), оп ределяемый по формуле где – плошадь отверстий в фильере;
F – площадь матрицы, соответствующая номенклатурной пропускной способности готового продукта,.
Выражая через геометрические параметры отверстия в фильере, со ответствующего зоотехническим требованиям выдаваемой стружки для определённой возрастной группы животных, получим:
S – площадь Iго отверстия в матрице;
число отверстий в матрице;
размеры прямоугольной матрицы;
диаметркруглой матрицы.
размеры отверстий вдоль направлений Aи B через получим – погрешность значение можно опустить из-за малости.
для различных форм отверстий, формирующих стружку:
круглых с диаметром 2,5;
5,6;
8.0;
10,0;
15,0 мм треугольных с размерами сторон равными квадратным отверстиям круглых, расположенных в шахматном порядке шестиугольных Следовательно, прямоугольная форма фильера матрицы будет опти мальной и более технологичной, которая принята за основу.
Следующим определяющим параметром стружки, выбрали, по анало гии с естественной формой растений – длину.
Длина стружки, большинством измельчителей формируется как толщи на ломтика или средняя длина стебельной массы. Она колеблется от раз мера мезги или от самого маленького размера части корнеплода в виде хвостика равного 18–22 мм до максимальной длины корнеплода равного 380 мм. Теоретически конструктивнаядлина ножа, для сахарной свёклы принимается – 280 мм, для кормовой свёклы – 320 мм, картофеля – мм. Диаметр корнеклубнеплода измельчающими машинами не учитывает ся, а он для кормовой свёклы может быть более – 182 мм. Полученный из неё ломтик более дискомфортен для животного, чем целый корнеплод, так как его невозможно «захватить» языком и откусить.
Измельчающий аппарат, должен выдать запрошенную длину частиц при ограниченных зоотехническими нормами, максимальных поперечных раз мерах, а подающий механизм корнеклубнеплодов должен обеспечить на дёжную подачу любого вида и размера корнеплода к измельчающему ме ханизму с исключением его проворачивания. Отвечать этим требованиям может только матрица ссамозащитным устройством и набором бесфаско вых лезвий и подающий шнековый механизм.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Машиностроение. Энциклопедия. /Ред. совет К.В. Фролов (пред) и др. – М.: ма шиностроение. Сельскохозяйственные машины и оборудование. Т. IV-16. И.П. Ксене вич, Г.П. Варламов, Н.И. Колчин и др. /Под ред. И.П. Ксеневича. 1998. – 720 с.2. Волосевич П.Н. Общая оценка работы картофелесортировальной машины с решё тами, образованными правильными шестиугольными отверстиями. / Международная научно-практическая конференция, посвящённая 70-летию профессора Дубинина В.Ф., Материалы Международной научно-практической конференции – Саратов. Издатель ство «КУБиК», 2010. С. 31–37. Н.И. Вавилова. Саратов, 2012. № 11, С. 92-95.
3. Овчинников А.А. Модель экосистемы – животноводческая ферма. Вопросы науч но-технического прогресса на железнодорожном транспорте и агропромышленном комплексе. Международный сборник научных трудов. Выпуск 18. Часть 1. – Самара.
СамИИТ. 1999. С. 23–28.
4. Ахунов Т.Б. Исследование принципов механической калибровки плодов бахче вых культур. Диссертация канд. техн. наук. – Саратов, 1971. – 19 с.
УДК 621. 433. Н.В. Осовин, Р.И. Муратов Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРА К-700А ДЛЯ РАБОТЫ
ПО ГАЗОДИЗЕЛЬНОМУ ЦИКЛУ
В настоящее время рациональное использование энергетических ресур сов является наиболее важной задачей, особенно на фоне снижения миро вых запасов нефти и постоянного рост цен на нефтепродукты, а так же экологической ситуации [1]. Крупным потребителем топливно энергетических ресурсов является сельское хозяйство, на его долю прихо дится до 40 % от общего расхода топлива.Одним из решений задачи является применение альтернативных видов топлива, одним из которых является природный газ – метан.
В России, в частности в Саратовской области эксплуатируются образцы газодизельных систем разработки ООО «ППП Дизельавтоматика»;
НТЦ «Авангард».
Использование газодизельного цикла позволяет в значительной мере сократить затраты на топливные ресурсы, за счет уменьшения потребления дизельного топлива. Так годовая экономия для газобаллонных тракторов типа К–700А составляет более 300 тыс. руб. в год на один трактор, при сроке окупаемости дополнительного оборудования около года.
Применение метана в качестве топлива предполагает установку на такие тракторы газового оборудования, в частности баллонов для хранения газа.
На трактор К-700А монтируется кассета, которая включает 24 баллона (рис. 1). Дополнительная нагрузка увеличивает эксплуатационную массу трактора. Данное обстоятельство может негативно отразиться на степени воздействия движителей трактора на агротехнические свойства почвы.
Увеличение эксплуатационной массы трактора может негативно отра зиться на степени воздействия движителей трактора на агротехнические свойства почвы [2].
Для определения степени воздействия движителей на свойства почвы газобаллонного трактора по сравнению с серийным были проведены ис следования по следующим параметрам: плотность, влажность, твердость, глубина следа, макроагрегатный состав почвы.
Рис. 1. Трактор К-700А с газобаллонным оборудованием По результатам исследований увеличение плотности почвы после про хода движителей газобаллонного трактора по сравнению с серийным со ставляет около 2,5 % (рис. 2), твердости на 3,4 %, глубины следа на 3,5 %.
Однако уменьшение внутреннего давления в шинах экспериментально трак тора позволяет снизить величину воздействия на плотность почвы до 1,5 %, на твердость до 2,3 % и глубину следа до 1,5 % (рис. 3). Производя сравнение результатов коэффициентов качества почвы видно, что при величине внут реннего давления в шинах экспериментального трактора равное Р=1,0 Бар коэффициенты распыления, глыбистости, структурности, которые опреде ляют макроагрегатный состав почвы выше на 4–3,6 % чем после прохода серийного трактора.
Рис. 2. Изменения плотности почвы после прохода серийного серийного и экспериментального тракторов Таким образом, в среднем по всем параметрам изменение степени воздей ствия газобаллонного трактора на агротехнические свойства почвы не пре вышает 4 %. Для минимизации воздействия движителей экспериментального трактора рекомендуется снизить давление в шинах с 1,2 до 1,0 бар, что по зволит приблизить значения показателей уплотнения почвы движителями га зобаллонного трактора к значения показателей серийного трактора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигате лях. / В.А. Марков и др. – М.: ООО НИЦ «Инженер» (Союз НИО), ООО «Онико-М», 2011. – 563 с.2. Осовин Н.В., Володин В.В., Русинов А.В. Изменение плотности почвы после про хода трактора К-701 с газовым оборудованием // Проблемы эксплуатации и ремонта автотракторной техники: матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной летию со дня рождения Г. П. Шаронова. – Саратов, 2012. – С. 135–138.
3. Тракторы «Кировец» К-701 и К-700А. М.: В/О «Тракторэкспорт», 1986. – 236 с.
4. Русинов А.В. Агротехнической проходимости энергонасыщенных сельскохозяй ственных тракторов. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. – 116 с.
УДК 621. И.М. Павленко, С.Ф. Степанов Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, г. Саратов, Россия
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
МУЛЬТИМОДУЛЬНОЙ ВЭС
В настоящее время около 70 % территории нашей страны находится в зоне децентрализованного электроснабжения, большая часть. Электро снабжение потребителей на этих территориях осуществляется от автоном ных дизельных электростанций, однако себестоимость электроэнергии в таких регионах намного дороже.Актуальность применения ветроэлектрических станций в настоящее время не подвергается сомнению. Однако следует отметить, что развитие современных ветроустановок (ВЭУ) большой мощности, размах лопастей которых достигает 100 метров и более, сдерживается из-за таких недостат ков, как сложность монтажа, транспортировки, эксплуатации. Поврежде ния отдельных элементов крупных ВЭУ приводят к серьезным авариям.
Наиболее перспективным направлением развития современной ветро энергетики является повышение надежности, ремонтопригодности, удоб ства обслуживания ВЭУ при обеспечении качества генерируемой электро энергии. Поэтому параллельно с разработками крупных ВЭУ развивается альтернативное направление – распределенная или «кластерно-сотовая»
ветроэнергетика, в качестве источника электроэнергии которой использу ется мультимодульные ветроэлектростанции (МВЭС), представляющие собой объединение в одной конструкции многих модулей небольшой мощности. Все модули закреплены на общей вращающейся раме, установ ленной на опоре, имеют единый датчик направления и скорости ветра и блок управления вращающейся рамой. Каждый из съемных модулей МВЭС (рис. 1) содержит многолопастное ветроколесо – генератор, соеди ненное с преобразователем частоты, блок аккумуляторных батарей.
Рис. 1 – Блок-схема модуля мультимодульной ветроэлектростанции В качестве генератора используется синхронный генератор на постоян ных магнитах, ротор которого является составной частью многолопастного ветроколеса.
Особенностью синхронных генераторов на постоянных магнитах явля ется сложность стабилизации и регулирования выходного напряжения при изменяющейся частоте вращения ротора.
Значение ЭДС в обмотке якоря при холостом ходе (1) можно определить где k ф – коэффициент формы кривой поля;
k 0 – обмоточный коэффициент;
w ф – число витков в фазе;
Ф 0 – магнитный поток в воздушном зазоре;
f – частота тока.
Используя известные зависимости для синхронных генераторов на по стоянных магнитах выразим зависимость длины перемещения магнита Lизм.
от частоты вращения ротора (2) где В м 0 – индукция при холостом ходе в нейтральном сечении магнита;
bм – ширина постоянного магнита;
0 – коэффициент рассеяния;
n – частота вращения магнитного поля статора;
p – число пар полюсов.
Для осуществления предлагаемого принципа регулирования в диапазо не скоростей ветра vном vв vmax генератор модуля МВЭС содержит элек тромеханическую систему перемещения ветроколеса (ЭМП ВК), которая состоит из электромагнита перемещения, расположенного на одном конце неподвижного вала, и кольцевого постоянного магнита, жестко закреплен ного в ступице ветроколеса. Электромагнит перемещения закреплен в не подвижной втулке, которая выполнена в виде металлического цилиндра с торцевым кольцевым пазом, в котором уложена обмотка. Между ступицей ветроколеса и вторым концом неподвижного вала вдоль его оси располо жена пружина. Блок управления (БУ) электромагнитом перемещения вет роколеса установлен в каждом съемном модуле МВЭС и связан с электро магнитом перемещения, датчиками тока и напряжения.
Для регулирования напряжения генератора в области скоростей ветра vмин vв vном каждый модуль содержит преобразователь частоты, который выполнен на основе инвертора тока. Преобразователь частоты включает вы прямитель, сглаживающий фильтр, инвертор тока и синусоидальный фильтр.
Регулирование напряжения преобразователем частоты осуществляется с по мощью вентильно-индуктивного компенсатора: при повышении напряжения на выходе генератора отключается часть конденсаторов, а при минимальных значениях напряжения в цепь подключаются все конденсаторы.
МВЭС со специальным электрогенерирующим комплексом с синхронным генератором на постоянных магнитах и преобразователем частоты на основе инвертора тока обеспечивает выработку качественной электроэнергии при изменении нагрузки и скорости ветра, обладает высокой ремонтопригодно стью, надежностью, удобна в транспортировке, монтаже, эксплуатации.
Соломенкова О.Б. Мультимодульная ветроэлектростанция с инверторами тока для стабилизации выходного напряжения [Текст] : автореферат дис. канд. техн. наук :
05.24.12. – Саратов, 2012. – 18 с.
УДК 629.1- П.И. Павлов, П.С. Бедило, Д.В. Швечихин Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
АКТИВИЗАТОР ДЛЯ РАЗГРУЗКИ ПЛОХОСЫПУЧИХ ГРУЗОВ
ИЗ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Анализ сельскохозяйственного производства позволяет сделать вывод, что транспортирование грузов остается одним из основных технологиче ских процессов. Особенность сельскохозяйственных грузов заключается в большом различии физико-механических свойств, а также в том, что с те чением времени в них происходят биологические, химические и физиче ские процессы, существенно изменяющие их качества [1]. Существующи ми классификациями принято разделять сельскохозяйственные грузы на сыпучие, связные, уплотненные, корнеклубнеплоды, жидкие и штучные.Среди существующего многообразия грузов в отдельную группу можно выделить грузы плохосыпучие, способные к прилипанию или примерза нию к кузову транспортного средства. При разгрузке кузова транспортного средства часть данных грузов может остаться на днище кузова.
На кафедре «Детали машин, ПТМ и сопротивление материалов» СГАУ разработана конструктивно-технологическая схема активизатора разгрузки тракторного прицепа. Схема активизатора представлена на рисунках 1, 2.
Предлагаемый активизатор разгрузки представляет собой подвижно ус тановленный над днищем кузова 1 скребок 2, который перемещается вдоль днища кузова посредством двух канатов 3 и 4 огибающих блоки 5–8. Бло ки 5, 6 закреплены к днищу кузова, блоки 7, 8 установлены на подвижных балках 9, 10. Подвижная балка 9 установлена на штоках приводных гидро цилиндров 11. Выдвижение штоков гидроцилиндров 11 при рабочем ходе приводит к перемещению рабочих ветвей канатов 3, 4 и связанного с ними скребка 2. В обратное положение скребок возвращается под действием пружин 12, закрепленных с одной стороны к подвижной балке 10 с другой к кузову транспортного средства.
Рис. 1. Схема активизатора выгрузки тракторного прицепа (вид сбоку) Рис. 2. Схема активизатора выгрузки тракторного прицепа (вид сверху) Активизатор разгрузки работает следующим образом. При разгрузке ку зов транспортного средства переводится в наклонное положение. При этом часть плохо сыпучего груза остается в кузове. Для полной разгрузки кузо ва включается активизатор. Для этого создается давление в приводных гидроцилиндрах и их штоки начинают выдвигаться. Вместе со штоками гидроцилиндров перемещается подвижная балка 9 с установленными на них блоками 5. Перемещение блоков 5 приводит к движению рабочих ветвей канатов с закрепленным на них скребком. При движении скребок давит на груз, обеспечивая полную разгрузку кузова. По завершении разгрузки кузова давление в гидроцилиндрах постепенно снижается и за счет натяжения воз вратных пружин 11 вся система возвращается в исходное состояние.
Применение предлагаемого активизатора позволяет повысить произво дительность разгрузки кузова за счет сокращения времени цикла разгрузки и повысить надежность работы активизатора разгрузки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Павлов П.И., Демин Е.Е., Шок О.В. «Физико-механические свойства сельскохозяй ственных грузов». – Саратов: Издательство Поволжского межрегионального учебного центра, 2006 – 132 с.УДК 631. П.И. Павлов, Г.В. Левченко, А.О. Везиров Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ПОГРУЗЧИК-СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ТЕПЛИЧНОГО ОВОЩЕВОДСТВА
Урожай продукции в овощеводстве защищённого грунта напрямую свя зан с качеством субстрата, на котором выращивают растения. Особенность приготовления субстратов заключается в необходимости тщательного пе ремешивания компонентов. В Саратовском ГАУ разработан погрузчик смеситель (рис. 1) для приготовления субстратов для овощеводства закры того грунта (Патент РФ № 117906) При поступательном движении базовой машины рабочий орган внедря ется в груз. При вращении вала 1 во взаимодействие с грузом вступают от деляющие зубья 3, имеющими криволинейную форму с остриём вращаю щемся по большему радиусу и основанием вращающемся по меньшему ра диусу, которые разрушают внутренние связи в материале и при дальней шем перемещении по поверхности отделяющих зубьев порция отделённо го материала полностью разрушается и частицы груза взаимно перемеши ваются. Затем ленточный шнек 2, захватывая и осуществляя полное пере мешивание, перемещает отделенный материал в область отгрузки.Рис. 1. Погрузчик-смеситель для тепличных субстратов:
Проведенные производственные испытания опытного образца погрузчика смесителя (рис. 2) позволили установить оптимальные значения конструк тивных и режимных параметров: диаметр шнека ленточного D = 0,6 м, час тота вращения рабочего органа n = 290..300 об/мин., количество зубьев от деляющих z = 24 шт. Производительность предлагаемого погрузчика смесителя составлила от 35 до 40 кг/с.
Рис. 2. Опытный образец погрузчика-смесителя.
УДК 621.867. П.И. Павлов, Т.В. Овчинникова Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ
ПРИМЕСЕЙ ПЫЛИ ИЗ ЗЕРНА ПОДАЧЕЙ
ВОЗДУШНОГО ПОТОКА В ВЫГРУЗНОЙ ШНЕК
Содержание примесей пыли и семян сорняков в зерне, выгружаемом из бункера комбайна, составляет до 5–10 % [1, 2]. После выгрузки в кузов транспортного средства данные примеси вместе с зерном перемещаются к местам хранения. При грузоподъемности 8 т вместе с зерном перемещает ся до 800 кг различных примесей, что приводит к снижению производи тельности работы транспортного средства и значительным затратам топ лива. Предложенная модернизация выгрузного шнека комбайна [3, 4] по зволит снизить содержание пыли и других мелких примесей в зерне, вы гружаемом из бункера в кузов транспортного средства.Согласно конструктивно-технологической схемы бункера и выгрузного шнека зерноуборочного комбайна зерно из бункера подается горизонталь ным шнеком к кожуху наклонного выгрузного шнека. Кожух по отношению к горизонтальному шнеку бункера расположен вертикально, зерно под дей ствием силы тяжести попадает на витки выгрузного шнека. Такое движение зерна, при котором оно некоторое время находится в свободном падении, позволяет с помощью воздушного потока отделить содержащиеся в нем легкие примеси. В предложенной модернизации в боковой стенке кожуха сделано отверстие, закрытое перфорированной панелью. К панели присое динен воздуховод, в свою очередь соединенный с кожухом вентилятора.
Вентилятор создает разряжение, которое через воздуховод и отверстия в па нели передается в кожух, соединяющий бункер и выгрузной шнек. Благода ря этому легкие примеси отводятся от зернового потока в атмосферу.
Для обоснования параметров воздушного потока необходимо провести теоретический анализ процесса движения массы бункерного зерна от гори зонтального шнека к выгрузному. Бункерное зерно представляет собой мас су, состоящую из зерновок различного размера, некоторого количества дробленых зерновок, примесей пыли, семян сорных растений, оболочек, по ловы. Данная масса под действием силы тяжести Fg движется вниз (рис. 1).
Так же на частицы будет действовать сила инерции. Так как скорость движения груза в горизонтальном шнеке не велика, действием силы инер ции можно пренебречь. Падению частиц вниз препятствует только сила аэродинамического сопротивления Fас, связанная с парусностью частиц.
При подаче внутрь кожуха всасывающего воздушного потока на частицы зерна будет действовать сила Fвп, направленная перпендикулярно силе тя жести Fg, и силе аэродинамического сопротивления Fас. Движению частиц под действием силы Fвп будет препятствовать сила сопротивления прохож дению воздушного потока от сыпящегося зерна Fсз. Таким образом, все действующие силы расположены в плоской вертикальной системе коорди нат. Уравнения сил по осям будут иметь вид:
где m – масса частицы, кг;
x’’и y’ – вторая производная от координат по горизонтальной и верти кальной оси (ускорение по соответствующей оси).
Рис. 1. Схема сил, действующих на частицу зерновой массы Сила, действующая со стороны воздушного потока Fвп будет равна про изведению давления р (мПа), создаваемого воздушным потоком на пло щадь проекции А (мм2) частицы бункерного зерна на плоскость перпенди кулярную направлению воздушного потока.
Сила сопротивления прохождению воздушного потока Fсз обусловлена тем, что воздушный поток не может свободно проходит сквозь сыпящуюся массу зерна. Величина силы Fсз может быть определена как произведение:
где ксз – коэффициент сопротивления сыпящегося зерна движению аэ росмеси;
µ – коэффициент массовой концентрации аэросмеси;
в – плотность воздуха, кг/м3;
р – скорость движения аэросмеси, м/c.
Анализ рисунка 1 и уравнений (1) – (4) позволяет определить необхо димую величину давления р (мПа), создаваемого воздушным потоком.
Давление должно обеспечить такую скорость аэросмеси при которой час тицы пыли, движущиеся под действием силы тяжести вниз, успевали бы под действием силы воздушного потока сместиться к боковому отверстию в стенке кожуха.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Комплексная механизация погрузочно-разгрузочных работ с зерном / Иванов А.И., Лейкин А.Я. и др. – М.: «Колос», 1971. – 232 с.2. Панов А.А. Технология послеуборочной обработки семян зерновых культур. – М.:
Колос, 1981. – 144 с.
3. Патент на полезную модель № 107517. Пневмовинтовой конвейер / Павлов П.И., Салихов А.Н., Овчинникова Т.В., Мигунов И.А., Миленко Р.С. Опубл. 20.08.2011, бюл.
изобр. № 23.
УДК 631.363. И.М. Павлов, В.С. Юрков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА
ТРАКТОРА С ПОГРУЗЧИКОМ
Использование трактора с навешенным на него погрузочным оборудо ванием на полевых – посеве, обработке почвы – и транспортных работах приводит к увеличению эксплуатационных издержек и, как следствие, по вышению себестоимости продукции. Рассмотрим влияние дополнительной вертикальной нагрузки на колеса трактора и расход топлива.Сопротивление перекатыванию Fп колес для горизонтального участка определяем по выражению где R – вертикальная нагрузка, кН., – коэффициент сопротивления.
Зависимость сопротивления перекатыванию колес от вертикальной на грузки на различных фонах приведено на рисунке. 1.
Определим эффективность трактора без погрузчика и с погрузчиком на различных операциях по удельному расходу топлива.
Вес трактора равен G = 36,3 кН.
– номинальная частота вращения двигателя, где К – число пар шестерен трансмиссии, К 6.
Pе – мощность двигателя, Pе 60 кВт.
Касательная сила F к Мощность на крюке Pкр где G т – часовой расход топлива, Gт Зависимость удельного расхода топлива от коэффициента сопротивле ния перекатывания приведена на рисунке 2.
Рис. 1. Сопротивление перекатыванию:
1 – песок сухой µ=0,15, 2 – грунтовая дорога сухая, укатанная µ=0,03, 3 – асфальтная дорога µ=0,02.
Расход топлива трактора с погрузчиком и без него для разных видов работ:
культивация qе 20,09 г/кВт ч;
посев qе 18,98 г/кВт ч;
на транспортных работах qе 5,13 г/кВт ч.
Применение тракторов с навешенными на фронтальными погрузчиками на транспортных и полевых операциях приводит к повышению расхода топлива:
на транспорте – 2 %;
посеве –6 %;
культивации –6 %.
Разработка быстросъемных погрузчиков позволит решить возникшую проблему.
УДК 631.363. И.М. Павлов, В.С. Юрков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
РЕАКЦИИ ОПОР ПОГРУЗЧИКА
В современных условиях в сельскохозяйственном производстве стре мятся к эффективному использованию мобильных энергетических средств – тракторов. Часто на них навешиваются погрузочные средства, например, фронтальные погрузчики. Многие выпускаемые погрузчики отличаются высокой трудоемкостью монтажа-демонтажа, в связи с чем их не снимают, и на полевых работах тракторы, наряду с почвообрабатывающими орудия ми, на себе перемещают и погрузочное оборудование.Дополнительная нагрузка, приходящаяся на передние колеса трактора, повышает сопротивление перекатыванию, разгружает задние ведущие ко леса и снижает тяговую способность. Целью статьи является определение дополнительных нагрузок от погрузочного оборудования, действующих на колеса трактора.
Реакции колес трактора без погрузочного оборудования определяются из условия (рис. 1, а) где L – колесная база трактора, м, L1 – расстояние от центра тяжести трактора до оси ведущих колес, м, Gт – сила тяжести трактора, кН.
Реакции опор – нагрузки на колеса – трактора МТЗ-82 без погрузочного оборудования Нагрузки, действующие на колеса трактора с монтированным погрузоч ным оборудованием, определим из уравнения моментов относительно зад ней оси (рис. 1, б) где Gп, xп – соответственно сила тяжести и координата центра тяжести погрузочного оборудования.
а – без погрузочного оборудования, б – с погрузочным оборудованием Для определения координат xп и yп центра тяжести погрузочного обо рудования воспользуемся формулами координат центра масс механиче ской системы где mi, xi, yi – соответственно масса и координаты составных частей по грузочного оборудования: механизма навески, стрелы, рабочего органа и др.
Начало системы координат выберем в точке А. Координаты центра тя жести С погрузочного оборудования грузоподъемностью 0,8 т при макси мальном вылете стрелы: хС = 0,79 м;
уС = 2,15 м. Реакция передних опор погрузчика RA 29,7 кН.
Составив уравнение равновесия сил в вертикальной плоскости, опреде лим реакцию задних опор RB.
Реакции на передние колеса трактора c погрузочным оборудованием на 15 кН больше, чем на задние. Зависимость нагрузки на передние опоры от положения центра тяжести С погрузочного оборудования показана на ри сунке 2.
Таким образом, дополнительные вертикальные нагрузки от погрузочно го оборудования разгружают заднюю ось трактора и загружают переднюю ось, что способствует возникновению пробуксовки ведущих колес и уве личению сопротивления перекатыванию агрегата.
Рис. 2. Нагрузка на передние колеса погрузчика УДК 62- А.С. Поляков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМЕСЕВОГО БИОТОПЛИВА
В последнее время в качестве топлива для дизелей всё более широко применяют топлива, производимые из растительных масел. Эти топлива являются реальной альтернативой моторным топливам в различных регио нах мира – в Европе, США, странах центральной и Латинской Америки, в странах юго-восточной Азии. Причем эти топлива используют в различ ных отраслях – на автомобильном и железнодорожном транспорте, в сель ском хозяйстве в энергетике. Это объясняется простотой экологичностью процесса получения растительных масел, их сравнительно невысокой стоимостью и приемлемой воспламеняемостью в условиях КС дизеля.Источником растительных масел являются масличные растения, содер жащие в различных своих частях (главным образом в семенах или плодах) растительные жиры. Различают собственно масличные растения (рапс, горчица, подсолнечник, клещевина, лен-кудряш, кунжут, масличный мак, сафлор, тунговое дерево, маслина и др.) и растения, масла которых явля ются побочным продуктом при их промышленном использовании (хлоп чатник, лен-долгунец, конопля).
Наибольшее промышленное значение имеют следующие виды масел:
бобовое (соевое), рапсовое, подсолнечное, пальмовое, касторовое, хлопко вое, арахисовое, оливковое. Подходящими культурами для нашей страны является сафлор, рапс и подсолнечник.
Возможность использования растительных масел и их производных как топлива для дизелей определяется их физико-химическими свойствами.
Растительные масла состоят главным образом (на 95–97 %) из триацилгли церидов – сложных эфиров глицерина и различных жирных кислот, а так же моно- и диацилглицеридов [1]. Ацилглицеридов, в свою очередь, со держат в своем составе молекулы различных жирных (карбоновых) кислот, связанных с молекулой глицерина C3H5(OH)3. При этом жирнокислотный состав растительных масел включает как ненасыщенные жирные кислоты (линолевую, олеиновую, линоленовую кислоты), так и насыщенные кисло ты (пальмитиновую, стеариновую, арахисовую, миристиновую кислоты).
Особенности жирнокислотного, фракционного, и элементарного соста вов различных растительных масел предопределяют их физико химические свойства. Растительные масла при нормальных условиях мо гут находиться в твердом состоянии, но чаще они представляют собой маслянистые жидкости с повышенными по сравнению с ДТ плотностью (обычно =900-1000 кг/м3) и кинематической вязкостью (=60-100 мм2 /с при 20С и =30-40 мм2/с при 40С) и сравнительно невысокой температу рой самовоспламенения [2] (табл. 1).
Вязкость кинематическая, Количество воздуха, не обходимое для сгорания Теплота сгорания низшая, Температура самовоспла Массовое содержание се Массовое содержание, % Кислотность, мг Установлено [5], что биотопливо состоящее из смеси масла (полученно го из растительного сырья) с дизельным топливом в пропорции 75–80 % дизельного топлива и 20–25 % масла обладает наилучшими свойствами, связанными с рабочими характеристиками двигателя, эмиссией отработан ных газов и токсичностью.
Схема установки теплообменника в системе питания топливом:
1-бак для топлива;
2-теплообменник;
3-топливопроводы;
4-фильтр грубой очистки;
5-фильтр тонкой очистки;
6-насос топливный высокого давления Применение биотоплива требует конструктивных изменений топливной системы низкого давления (ТСНД). Для ТСНД трактора МТЗ-1221 необхо димо увеличить внутренний диаметр топливопровода «бак – топливопод качивающий насос» до 10 мм. Для сохранения работоспособности данного участка линии низкого давления необходимо приблизить вязкость биотоп лива к вязкости дизельного топлива. В соответствие с вязкостно температурной характеристикой биотоплива это достигается при нагреве его до 60–80 С [2], для этого используют теплообменник который уста навливается между трехходовым краном и фильтром грубой очистки. Пуск и подогрев двигателя осуществляется на дизельном топливе. Температура охлаждающей жидкости доводиться до 60–80 °С после чего с помощью трехходового крана происходит переключение на питание биотопливом.
В качестве теплообменника можно использовать любое устройство по зволяющее подогреть биотопливо до нужной температуры. Так например для дизельного двигателя, работающего на смеси 20 % масла 80 % ди зельного топлива СГАУ им. Н.И. Вавилова предложено устройство ульт развуковой обработки биотоплива (патент на полезную модель 88396) [3].
В последнее время для применения смесевых биотоплив проводят иссле дования с маслами полученными из других разных растений. Для региона Поволжья перспективным направлением получения смесевых биотоплив яв ляются культуры рыжика и технической редьки. В настоящее время публи кованных исследований недостаточно для использования этих культур.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Девянин С.Н., Марков В.А., Семенов В.Г. Растительные масла и топлива на их ос нове для дизельных двигателей. – М.: Издательский центр ФГОУ ВПО МГАУ, 2007.2. Кожевников А.А., Загородских Б.П. Адаптация топливной аппаратуры тракторных двигателей для работы на биотопливе: Рекомендации производству. – Саратов, 2011.
3. Фадеев С.А., Загородских Б.П., Кожевников А.А. «Использование биотоплива в тракторном дизеле. Совершенствование технологий и организации обеспечения рабо тоспособности машин. – Саратов, 2009.
4. Кожевников А.А., Загородских Б.П., Фадеев С.А. Эффективность использования биотоплива в тракторных двигателях: рекомендации производству. – Саратов, 2010.
5. Уханов А.П., Рачкин В.А., Уханов Д.А. Рапсовое биотопливо. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – 229 с.
УДК 621.456- Н.Н. Решетник Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ВОЗМОЖНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ
БЛИЗКИХ ДИАМЕТРОВ ПО ОДНОМУ КОПИРУ
Теоретические расчеты, выполненные в работе [1] позволили установить, что при изменении масштаба копирования, такие параметры поршневого кольца, как среднее удельное давление q, упругость кольца Q и замок в свободном состоянии А практически не меняются, а зависят только от ус тановочного диаметра копирной обточки.Параметром, который резко реагирует на изменение масштаба копиро вания, является эпюра радиальных давлений или ее аналог – овальность поршневого кольца, сжатого гибкой лентой, что также теоретически под тверждено в работе [ 1].
Для экспериментальной проверки возможности изготовления поршне вых колец близких диаметров по одному копиру на Клинцовском заводе поршневых колец был проведен эксперимент – изготовлены поршневые кольца 260 мм с разными параметрами по копиру, установленному на станке АР-67 и предназначенному для обработки поршневых колец 230 мм.
Основные параметры поршневых колец 260 мм представлены в таб лице 1.
Диаметры копирной обточки, установленные для каждого типа кольца при обработке опытных партий поршневых колец 260мм, составляли:
Поршневое кольцо № 1-5Д49.22.03-1 - 276,1 мм Поршневое кольцо № 1-5Д49.22.04-1 - 276,1 мм Поршневое кольцо № 1-5Д49.22.05-1 - 276,5 мм т.е. в отличие от заданных по ТУ чертежа не превышало 1,0 (табл. 1 ) Основные параметры поршневых колец 260 мм по ТУ чертежа кольца Модуль Эпю- Оваль- Средн. Тангенц. Средн.
1-5Д49.22. 1-5Д49.22. 1-5Д49.22. Результаты измерений параметров готовых колец опытных партий, приведены в таблице 2.
Параметры колец 260 мм, изготовленных по копиру для кольца 230 мм ТУ чертежа тии коль- упругость, н давление, н/мм гибкой ленте, мм Помимо этого, на одноштифтовом эпюромере конструкции ЦНИДИ была замерена эпюра радиальных давлений колец № 1-5Д47.22.03-1 и № 1-5Д49.22.05-1. В соответствии с методикой измерения эпюры давлений по периметру поршневого кольца на данном приборе измерению подверга лись силы в 11 точках каждого кольца [2].
Результаты измерений изображены на рисунках 1 и 2.
Рис. 1. Эпюра радиальных давлений поршневого кольца диаметром 260 мм (черт. 1- 5Д47.22.03.1 ), изготовленного по копиру кольца диаметром 230мм Анализируя результаты экспериментальных исследований, представ ленных в таблицах 1, 2, и на рисунках 1 и 2, следует отметить следующее:
все основные параметры поршневых колец 260 мм соответствуют ТУ чертежа колец;
овальность поршневых колец всех опытных партий несколько пре вышает заданных по ТУ чертежа (табл. 1 и табл. 2);
упругость и среднее удельное давление также соответствуют ТУ чертежа для каждого кольца (табл. 1 и табл. 2).
Повышенная овальность в гибкой ленте всех колец опытных партий свидетельствует о более высоком условном модуле упругости Е маслот ных отливок опытных поршневых колец.
Эпюры радиальных сил опытных поршневых колец представлены на рис.1 и 2 также свидетельствуют о повышенном давлении у колец в районе замка, т.е. воспроизведена «грушевидная» эпюра радиальных давлений, что было заложено в ТУ чертежа колец.
Таким образом, экспериментально было подтверждена возможность из готовления поршневых колец близких номинальных диаметров с заданны ми по ТУ чертежа параметрами по одному копиру.
Рис. 2. Эпюра радиальных давлений поршневого кольца диаметром 260 мм ( черт. 1-5 Д 47.22.05.- 1 ), изготовленного по копиру кольца диаметром 230мм Выполненные экспериментальные исследования подтвердили высокую точность разработанных методик «обратного» расчета (по заданному про филю копира определять форму в свободном состоянии и основные пара метры кольца). Использование указанных методик позволяет в производ ственных условиях заводов обрабатывать по одному копиру, установлен ному на станке, поршневые кольца разных диаметров и поршневые кольца одного диаметра, но с разными параметрами в пределах возможности станка по обработке колец минимального и максимального диаметра и возможности регулирования масштаба копирования копирного узла станка.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Загребин Г.Г. Теоретическое обоснование технологических расчетов при копир ном способе формообразования поршневых колец. Диссертация канд. тех. наук. ЛКИ Л, 1977.2. Отчет по научно-исследовательской работе. Авторский надзор за изготовлением поршневых колец диаметром 260 мм по копиру диаметром 230 мм и внедрением ко пирного способа обработки поршневых колец. – Саратов, 1991.
УДК: 664.34:665. Ф.Я. Рудик1, Н.Л. Моргунова1, М.С. Тулиева Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана, г. Уральск, Ресрублика Казахстан
ОЧИСТКА МАСЕЛ ОТСТАИВАНИЕМ И ФИЛЬТРАЦИЕЙ
Процесс отстаивания относится к физическому методу очистки нерафи нированных масел, где используется эффект статического выделения час тиц твердых включений под действием гравитационных сил [1]. Это про исходит за счет отделения осаждением твердой фазы от жидкости и ско рость описывается законом Стокса где d – диаметр твердой частицы, м;g – ускорение свободного падения, м/с2;
т – плотность частицы, кг/м3;
– плотность сплошной фазы (среды), кг/м3;
– коэффициент динамической вязкости сплошной фазы (среды) Пас.
Известно, что в нерафинированных маслах твердые включения имеют различную дисперсность и имеют вид крупных конгломератов и тонкодис персных взвесей. Следовательно, анализируя выражение (1) можно сделать вывод, что все они будут оседать с различной скоростью и, соответствен но, временем оседания. Добиться высокого качества отделения частиц из суспензий не представляется возможным также и по причине высокой вяз кости масла, что возбуждает противодействие скорости осаждения. По пытки снизить вязкость масла нагревом вызывают эффект растворения в нем части дисперсной фазы, что ведет к повышению количества взвеси, осаждаемой в течение длительного периода уже при хранении масла и ве дущей к его порче.
По этой причине процесс отстаивания используется как первичная очи стка, предполагающая использование в процессе производства, как нера финированных, так и рафинированных масел, более эффективных спосо бов (рис. 1) [2]. Сырое масло поступает на первую степень отстоя, где осуществляется очистка от крупнодисперсных твердых включений, для обеспечения качества очистки в центробежной установке. Микрофильтро вание обеспечивает разделение суспензии путем ее транспортирования че рез пористую перегородку. При этом качество очистки зависит от размера пор, на перегородке задерживаются лишь те частички, размер которых больше размера пор перегородки.
Маслопресс Рис. 1. Схема производства нерафинированного подсолнечного масла Процесс микрофильтрования по времени достаточно длителен и зависит от объема фильтра, отнесенного к единице поверхности где V – объем фильтра, м3;
S – площадь поверхности фильтрования, м2;
– продолжительность фильтрования, с.
Дифференциальное уравнение фильтрования имеет вид где Р – разность давлений до и после фильтровальной перегородки, Па;
- коэффициент динамической вязкости суспензии Пас;
Rос – сопротивление слоя осадка, м-1;
Rфп – сопротивление фильтровальной перегородки, м-1.
Затем следует окончательная операция отстаивания и получение товар ного масла. Следует отметить, что абсолютное большинство мелких това ропроизводителей игнорируют центробежную очистку и фильтрацию.
Имеется лишь конечное отстаивание, осуществляемое до момента реали зации масла.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Янина Л.И. и др. Технология переработки жиров.– М.: Пищепромиздат, 1998. – 452 с.
2. Анилиз современных технологий и оборудования для переработки масличных культур/Научн.докл. –М.: Росинформагротех, 2000. – 63 с.
УДК: 664.34:665. Ф.Я. Рудик1, Н.Л. Моргунова1, М.С. Тулиева Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана, г. Уральск, Республика Казахстан
ОЧИСТКА МАСЕЛ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕМ
Эффективность очистки масел центрифугированием значительно выше, чем отстаиванием. Если при отстаивании протекает простой статический процесс, где сила, действующая на частицу, зависит только от ее массы где m – масса осаждаемой твердой частицы, кг;g – ускорение силы тяжести, м/с2, то при центрифугировании процесс под воздействием центробежного ускорения преобразуется в динамический где – центробежное ускорение, – окружная скорость вращения суспензии, м/с, R – радиус вращения, м.
В первом случае (1) скорость осаждения частицы в суспензии зависит от массы при постоянном g, а масса твердых частиц от их размеров и они находятся в широком диапазоне, следовательно, время осаждения и каче ство очистки непредсказуемы. Частицы с большой массой оседают доста точно быстро, а взвесь – долго и не вся.
Во втором случае (2) все твердые частицы вне зависимости от массы за счет центробежного ускорения подают суспензию на пакет конических та релок, на которых и осуществляется осаждение твердых частиц.
В классическом варианте работа центрифуги представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Центрифуга для разделения суспензий (кларификатор) Суспензия по центральной трубе 1 поступает в емкость вращающегося барабана 2, состоящего из пакета конических тарелок 3. Более тяжелая часть суспензии под действием центробежных сил отбрасывается к стен кам барабана и по каналу 4 выводится наружу. Очищенное масло, пред ставляющее собой легкую фракцию, по каналу 5 выводится в накопитель ные емкости.
Очистку масла центрифугированием следует считать предварительной, так как под действием центробежных сил отделяется и выводится только твердая фракция, находящаяся в виде крупных конгломератов. Мелкодис персная взвесь частиц, показатели плотности которой ненамного отлича ются от плотности масла, не успевает оседать на стенках конических таре лок и барабана и потоком легкой фракции выводится из установки. Остав шаяся часть твердой фракции с течением времени уже при хранении масла отрицательно воздействует на его качество. Мелкодисперсные взвешен ные частички при хранении в начальной стадии подвергаются медленной коагуляции [1, 2], при которой соединяются части сталкивающихся частиц до размера 10-4 см и при этом они приобретают седиментационную устой чивость, не оседают и не всплывают. Медленная коагуляция ведет к появ лению мутности масла, что говорит о начале процесса его порчи. В после дующем, с течением времени, наблюдается рост частиц, переходящий в образование сгустков, выпадающих в осадок. Часто в масле образуется рыхлая пространственная сетка, называемая коагуляционной структурой.
Расслоение дисперсной системы не происходит, масло становится непри годным для употребления в пищу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кройт Г.Р. Наука о коллоидах. – М.: т. 1, 1955. – 540 с.2. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1975. – 512 с.
УДК 631. Ю.А. Савельев, А.Н. Крючин Самарская государственная сельскохозяйственная академия, г. Самара, Россия
ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ДИСКОВО-ШТИФТОВОГО
ВЫСЕВАЮЩЕГО АППАРАТА С АКТИВАТОРОМ
Одной из важнейших проблем решаемых семеноводческими организа циями является обеспечение сельхозпроизводителей высококачественным семенным материалом, предназначенным для поддержания пастбищ и лу гов, являющихся неотъемлемой частью кормовой базы отечественного жи вотноводства. В рамках этой работы происходит оценка урожайности культур, их устойчивости к механическим воздействиям и климатическим факторам, совместимости с другими злаками в составах травосмесей. Од нако высев семян большинства луговых и пастбищных трав и травосмесей и по сей день является затруднительным. Это обусловлено тем, что по фи зико-механическим свойствам они относятся к слабосыпучим или несыпу чим материалам.От качественного выполнения посева зависит полнота использования растениями потенциальных ресурсов почвы, и соответственно их продук тивность.
Определяющую роль в формировании равномерно распределенных се мян и растений по рядкам играет высевающий аппарат.
Изучение процессов дозирования различными высевающими устройст вами и проведенные исследования в лаборатории посевных машин Самар ской ГСХА определили, что более высокая равномерность распределения семян в продольном направлении при дозировании плохосыпучих и связ ных посевных материалов достигается штифтовыми дозирующими уст ройствами, в частности штифтово-дисковыми высевающими аппаратами.
Дисково-штифтовые высевающие аппараты состоят из следующих ос новных элементов: высевающего диска, в котором с жестко смонтированы или установлены с гарантированным зазором подпружиненные штифты.
Во втором случае они нижними концами опираются на направляющую шайбу, расположенную под высевающим диском, копируя ее поверхность.
При вращении диска штифты, проходя под загрузочным окном бункера, внедряются в посевной материал, отделяя порции семян и транспортируя совместно с высевающим диском к скребку, установленному напротив вы севной щели, или вращающемуся семясбрасывающему валику.
Недостатком подобных устройств является неустойчивое дозирование связного посевного материала и недостаточная производительность для семян с низкой сыпучестью, обусловленная невозможностью выхода штифтов за пределы козырька, что сопровождается образованием сводов над загрузочным отверстием бункера.
Отмеченные недостатки можно устранить применением активаторов истечения трудносыпучих материалов в семенном ящике. На рисунке представлены основные типы применяющихся в настоящее время актива торов [1, 2, 3, 4].
Применение подобных устройств усложняет конструкцию высевающего аппарата, требует разработки отдельного привода, синхронизации с основ ным дозирующим устройством и затрудняет очистку бункера.
Нами предлагается для повышения устойчивости дозирования семян трав и травосмесей дисково-штифтовым высевающим аппаратом, совер шенствование конструкции его направляющей шайбы. В устройстве, взя том за прототип [6], направляющая шайба образована витком кольцевого прямого геликоида. В отличие от данного исполнения, в предлагаемой конструкции сектор направляющей шайбы, расположенный непосредст венно под загрузочным отверстием семенного ящика представляет собой поверхность в виде синусоидальной волны, выполненной в окружном на правлении, амплитуда которой постоянна и численно превышает расстоя ние между высевающим диском и козырьком.
Рис. 1. Дозирующие устройства с механическими активаторами:
а) с горизонтальным спиральным активатором;
б) с вертикальным спиральным активатором;
в) с горизонтальным штифтовым активатором;
Технологическая схема работы высевающего аппарата выглядит сле дующим образом.
При вращении высевающего диска штифты, скользят по поверхности направляющей шайбы, повторяя ее форму подпружиненными опорными концами. При прохождении зоны загрузки штифты, двигаясь по волнисто му сектору направляющей, совершают возвратно-поступательные движе ния в вертикальной плоскости. Причем верхние концы штифтов поднима ются выше поверхности козырька. Таким образом, каждый ряд штифтов, поочередно внедряясь в посевной материал, расположенный в бункере, разрушает образующиеся своды над загрузочным отверстием. После взаи модействия с рабочими органами семенная масса транспортируется к вы севной щели, где скребком сбрасывается в воронку эжекторного устройст ва. При приближении к скребку штифты, проходя опорными подпружи ненными концами нисходящую ступень, образованную в направляющей шайбе, утопают в поверхности высевающего диска. После прохождения под скребком штифты плавно поднимаются в рабочее положение и выше описанный технологический цикл повторяется.
Благодаря такому исполнению штифтового высевающего аппарата, ак тивизируется процесс истечения семенного материала из бункера и запол нение рабочего объема между штифтами, что способствует повышению устойчивости дозирования и дает возможность работать устройству с бо лее высокой частотой вращения, то есть с большей производительностью.
«