Сравнительная оценка малогабаритных

КОМБИКОРМОВЫХ АГРЕГАТОВ

Продолжительность работы – 4 часа

 

Цель работы – изучение общего устройства и работы малогабаритных комбикормовых агрегатов и проведение сравнительной оценки по удельным показателям.

 

порядок выполнения работы

 

1. Изучить общие положения.

2. Произвести расчет основных оценочных показателей.

 

Содержание отчета

 

1. Вычертить схему ИТАИ-2.

2. Привести и заполнить таблицу 1.

3. Построить гистограммы по удельным показателям.

4. Привести выводы по работе.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Экономическая обстановка в России в начале 90-х годов способствовала развитию малого предпринимательства, в том числе и в животноводстве. Рост транспортных расходов породил стремление приблизить производство комбикормов к источникам сырья и рынкам сбыта. При этом приходилось действовать в условиях ограниченных финансовых ресурсов. Новые формы организации производства требовали малогабаритного оборудования (мощностью до 1 т/ч), которое позволяло бы размещать производство в приспособленных помещениях с минимальными затратами на пусконаладочные работы.

Производство комбикормов включает следующие основные операции: дозирование, измельчение и смешивание компонентов. Рассмотрим ряд установок для приготовления сухих рассыпных комбикормов и кормовых смесей из фуражного зерна злаковых, бобовых и масличных культур, побочных продуктов переработки зерна, травяной муки, премиксов, минерального и других видов сырья и добавок. Подобные установки характеризуются малой производительностью, периодичностью действия и находят применение в небольших коллективных и фермерских хозяйствах.

На рис. 1 представлены общий вид и функциональная схема комбикормового мини-завода “ПРОК” для коллективных и фермерских хозяйств мощностью 500…700 кг/ч.

 

Рис. 1 - Общий вид и технологическая схема

комбикормового мини-завода “ПРОК”

 

Работа установки осуществляется следующим образом. Фуражное зерно (в необходимых пропорциях) загружается в приемный бункер 1 и далее поступает в молотковую дробилку 4 за счет создаваемого ею разряжения. Измельченная фракция потоком воздуха по трубопроводу подается в смеситель 5. БВМД добавки, не требующие измельчения, вместе с 15…20 кг измельченного зерна засыпают в бункер 2. После включения привода 6 шнека 7 происходит смешивание компонентов. Регулировка степени помола (3…5 мм) осуществляется как заменой сит в молотковой дробилке, так и задвижкой, регулирующей подачу в нее зерна. Разгрузка производится через специальный патрубок. Агрегат смонтирован на одной раме, но имеет раздельный привод на дробилку и смеситель. Имеется пульт управления 3.

Особенностью установки является молотковая дробилка, обеспечивающая измельчение и пневмотранспортировку зерна из загрузочного бункера в вертикальных смеситель. Неудобства при эксплуатации связаны с необходимостью предварительного взвешивания компонентов и смешивания добавок с порцией измельченного зерна. Разработан и уменьшенный типоразмер установки “ПРОК” производительностью 200…250 кг/ч.

Аналогичное конструктивное исполнение имеют агрегаты для приготовления зерновой смеси с ручной загрузкой, изготавливаемые предприятием “Белагротех” – малогабаритный комбикормовый агрегат с пневмотранспортером МКА-1,поставляемый ОАО “ВНИИКОМЖ”. МКА-1 оборудован пневмозаборным устройством, что позволяет производить загрузку зерна с расстояния до 8 м при его напольном хранении.

Другим вариантом компоновки является комбикормовый агрегат “КОМБИ-1М”, разработанный в МГУПП, общий вид и функциональная схема которого даны на рис. 2.

Рис. 2 - Комбикормовый агрегат “КОМБИ –1М”

 

Фуражное зерно наклонным винтовым конвейером 3 через магнитный сепаратор 4 подается в молотковую дробилку 1, откуда по мере измельчения самотеком поступает в горизонтальный смеситель 2. Предлагается модификация, в которой смеситель смонтирован на тензометрических весах. Подача БВМД осуществляется через специальное окно в смесителе, все механизмы имеют привод от одного электродвигателя.

Передвижная комбикормовая установка АКП (КБ “Мотор”) выполнена в виде двух агрегатов (рис. 3) – загрузочного 11 и кормоприготовительного 5. Для загрузки и перемещения сыпучих масс использованы гибкие винтовые транспортеры (ГВТ). Фуражное зерно с помощью загрузочного блока, состоящего из ГВТ, смонтированного на тележке 10, подается в весоприемный бункер 9, который расположен на взвешивающей платформе. Бункер имеет откидной лоток, через который подаются добавки. После дозирования и накопления все компоненты самотеком поступают в молотковую дробилку 8 и далее по ГВТ 6 в смеситель 4. Выгрузка производится через разгрузочный ГВТ 1. Кормоприготовительный агрегат смонтирован на передвижной платформе 7 с дышлом 2. Управление осуществляется с пульта 3.

Рис. 3 - Агрегат комбикормовый передвижной АКП

 

В Алтайском ГАУ разработан малогабаритный комбикормовый агрегат “ИТАИ-2”. (Разработка отмечена дипломами и медалью выставок), который предназначен для приготовления (непосредственно на фермах) комбикормов из зернофуража собственного производства и покупных кормовых добавок.

В комплект агрегата входят: бункер для зерновых компонентов 1 (рис. 4), многокомпонентный дозатор вибрационного типа 2, молотковая дробилка 3, выгрузной шнек-смеситель 4, дозатор кормовых добавок 5, пробоотборник 6.

Перед работой отсеки бункера 1 заполняются поочередно исходными компонентами, многокомпонентный дозатор 2 настраивается на их выдачу в заданном процентном соотношении. Дозатор добавок 5 также настраивается на заданную подачу. Затем поочередно включаются шнек-смеситель 4, дробилка 3 и дозаторы 2 и 5. Выгрузка готовой продукции производится в склад или транспортное средство.

Комплект монтируется в складском или другом помещении и обслуживается одним оператором.

Технологическое решение данного комбикормового агрегата защищено свидетельством на полезную модель № 2711, выданном комитетом РФ по патентам и товарным знакам (опубликовано в Бюллетене изобретений 16.09.96, бюл. № 9). Отдельные машины и узлы агрегата защищены шестью авторскими свидетельствами и патентами (№№ 1382764, 1556731, 1720944, 1821125, 2133142, 2116721).

 

Рис. 4 - Схема комбикормового агрегата “ИТАИ –2”

Рис. 5 – Технологическая схема приготовления комбикормов

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ

 

1. Согласно имеющимся технологическим характеристикам приведенных выше комбикормовых заводов (внесенным в табл.) произвести расчет основных оценочных показателей.

 

 

Таблица – Основные данные для расчетов

 

Изготовитель, разработчик
Технические данные, критерии оценки	ОАО “ПРОК” г. Москва	Белогротех г. Белгород	КОМБИ-1М Г. Москва	АКП КБ “Мотор”	АО “БОЭЗ” с.Бежецк	ОАО ВНИИКОМЖ г. Москва	ОАО ВНИИКП Г. Воронеж	ОАО Мельинвест г.Н. Новгород	ИТАИ –2 Г. Барнаул
1. Производительность, т/ч	до 0,7	до 1,0	до 0,7	до 1,0	до 1,0	до 1,0	до 1,0	до 2,0	до 2,5
2. Установленная мощность, кВт	9,7	17,6	7,5	18,7	19,8	13,2	27,0		17,0
3. Габаритные размеры (ширина × длина × высота)	2,85× 1,62× 2,85	2× 3×	2,2× 1,2× 2,1	3,48× 1,63× 2,3	5,25× 4,4× 4,5	3,2× 1,5× 2,8	9,0× 5,5× 4,0	18,2×8,0× 5,0	2,5× 2,0× 4,5
4. Масса, кг
5. Техническая производительность т/ч
6. Удельная материалоемкость, кг×ч/т
7. Удельная энергоемкость, кВт×ч/т
8. Габаритность, м^3×ч/т

 

2. Построить гистограммы по показателям, 6, 7, 8.

3. Привести выводы по работе.

 

Практическая работа № 2

 

РАСЧЕТ МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ

 

Продолжительность изучения – 2 часа

 

Цель работы – изучение способов измельчения, измельчающих машин и расчет основных параметров молотковых дробилок.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Изучить общие положения и устройство молотковых дробилок, находящихся на кафедре.

2. Провести расчет основных показателей согласно заданного варианта.

 

Содержание отчета

 

1. Вычертить схему молотковой дробилки.

2. Выписать задание согласно варианта и привести методику расчета с подстановкой цифровых данных.

3. Привести выводы по работе.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Измельчение (рис.1) условно подразделяют на дробление (крупное, среднее и мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое).

В большинстве случаев эти виды воздействия на материал используют комбинированно; при этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструкцией машины, применяемой для измельчения. Так, дробление твердых и хрупких материалов производят раздавливанием, раскалыванием и ударом, твердых и вязких – раздавливанием и истиранием.

а б в г

 

Рис. 1 - Способы измельчения материалов:

а – раздавливание; б – раскалывание; в – истирание; г – удар

 

По своему назначению измельчающие машины условно делятся на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления и мельницы тонкого и сверхтонкого измельчения.

По основному способу механического воздействия на материал измельчающие машины можно разделить на раскалывающие, разделывающие, истирающе – разделывающие, ударные, ударно – истирающие и коллоидные измельчители.

В зависимости от конструкции различают щековые, конусные, валковые и молотковые дробилки, дезинтеграторы и дисмембраторы, барабанные, кольцевые (ролико – маятниковые), шаровые, вибрационные и струйные мельницы.

На пищевых предприятиях большое распространение получили молотковые дробилки – машины ударного действия, используемые для получения высокодисперсной смеси измельченных частиц. Они эффективны при разрушении хрупких материалов (сахара-песка, соли, зерна и др.) и менее эффективны при измельчении влажных продуктов с высоким содержанием жира. В таких машинах разрушение продукта происходит в результате ударов по нему стальных молотков, ударов частиц продукта о кожух дробилки и истирания их о штампованное сито, являющееся основной частью корпуса дробилки.

Молотковые дробилки (рис. 2), работающие по принципу удара, применяют для мелкого и тонкого измельчения. Молотки 1 дробилки шарнирно закреплены на диске 2, который вращается в цилиндрическом корпусе 3 с продольными рифлениями 4 на внутренней поверхности.

При вращении вала 5 материал, непрерывно поступающий в корпус через загрузочную воронку 6, измельчается, подвергаясь ударному воздействию со стороны молотков и рифлений.

Измельченный продукт выгружается через сетку 7 в нижней части корпуса, что позволяет выводить из рабочего пространства частицы размером не более заданного.

 

Рис. 2 - Схема молотковой дробилки

Задание: выполнить расчет молотковой дробилки, если заданы:

D – диаметр ротора дробилки, м;

V – минимальная окружная скорость молотков, м/с;

конструктивные размеры молотка прямоугольной формы с двумя отверстиями:

а – длина, м;

b – ширина, м;

δ – высота, м;

с – расстояние от центра тяжести молотка до оси подвеса, м;

l – расстояние от оси подвеса до конца молотка, м

Таблица – Варианты заданий

 

Номер варианта	D, м	b, м	а, м	V, м/с	δ, м
	0,031	0,035	0,080		0,008
	0,032	0,035	0,080		0,008
	0,033	0,035	0,080		0,008
	0,034	0,035	0,080		0,008
	0,035	0,035	0,081		0,008
	0,035	0,036	0,081		0,008
	0,034	0,036	0,081		0,008
	0,034	0,036	0,081		0,009
	0,033	0,036	0,081		0,009
	0,033	0,036	0,082		0,009
	0,032	0,036	0,082		0,009
	0,032	0,037	0,082		0,009
	0,031	0,037	0,082		0,009
	0,031	0,037	0,082		0,009
	0,031	0,037	0,083		0,009
	0,032	0,037	0,083		0,009
	0,032	0,037	0,083		0,008
	0,032	0,038	0,083		0,008
	0,033	0,038	0,083		0,008
	0,033	0,038	0,084		0,008
	0,034	0,038	0,084		0,008
	0,034	0,038	0,084		0,008
	0,035	0,039	0,085		0,009
	0,035	0,039	0,085		0,009
	0,036	0,039	0,085		0,009

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

 

Задаемся исходными данными согласно варианта (табл.1).

1. Определяем расстояние с от центра тяжести молотка до оси подвеса (рис. 3) по формуле:

 

, (1)

 

где а, b – длина и ширина молотка, м. (см. табл.1).

Рис. 3 – Молоток прямоугольной формы с одним отверстием

 

2. Чтобы на вал и подшипники дробилки не передавались ударные импульсы от молотков, квадрат радиуса инерции молотка r_с относительно точки его подвеса к диску должен быть равен расстоянию с (от центра тяжести молотка до оси подвеса) умноженному на расстояние l расстояние (от той же оси подвеса до конца молотка), т.е.:

(2)

 

где l – расстояние от конца молотка до его оси подвеса, м .. Определяется из выражения (3).

(3)

 

3. Исходя из конструктивных соображений (см. рис. 2) расстояние от оси подвеса молотка до оси ротора l_o (во избежание нарушения устойчивой работы молотковой дробилки) должно быть больше расстояния от конца молотка до оси его подвеса l.

 

l_o>l,

 

Примем

 

4. Определяем радиус наиболее удаленной от оси ротора точки молотка по формуле:

 

м

 

5. Находим центробежную силу инерции молотков из выражения:

 

н (4)

 

где G_м – масса молотка,; кг

ω - угловая скорость вращения молотка. Для современных дробилок, ω = 350 с^-1;

R_c - радиус окружности расположения центров тяжести молотков; м. Примем

Величину G_м найдем как:

 

 

где а, b, δ - соответственно длина, ширина и толщина одного молотка (см. табл.)

ρ_м - плотность стали. Принимаем согласно справочных данных. ρ_м = 7800 кг/м³

 

Подставив значения G_м и R_c в выражение (4) получим

 

(5)

 

6. Диаметр ротора D находим из условия

 

м (6)

 

7. Производительность молотковой дробилки находим из формулы:

т/ч (7)

 

где К₁ – эмпирический коэффициент, который зависит от типа и размеров ячеек ситовой поверхности, физико – механических свойств сырья (вид, прочность, крупность и др.);

К₁ =(1,3…1,7) ∙ 10^-4 – для сит с размером отверстий от 3 до 10 мм;

ρ_n - плотность измельчаемого продукта, кг/м³. Примем ρ_n =780 кг/м³

L – длина ротора дробилки в м; L =(0,32…0,64)Д.

 

8. Мощность электродвигателя молотковой дробилки, кВт:

 

или кВт (8)

 

где К₂ = (6,4…10,5) – эмпирический коэффициент, учитывающий степень измельчения продукта (меньшее значение К₂ применяют при грубом измельчении, а большее – при тонком).

 

9. Удельный расход энергии на процесс измельчения.

 

кВт∙ч/т (9)

 

У современных молотковых дробилок удельный расход составляет 8…10 кВт∙ч/т.

Практическая работа № 3

 

РАСЧЕТ ВАЛЬЦОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ