Дипломная работа: Розробка машини для подрібнення коренебульбоплодів

Перетирання (мал. 3.2, б). У цьому випадку під дією відносно незначних нормальних зусиль перероблюваний матеріал притискається до робочої поверхні або затискується між двома поверхнями, а потім дотичні зусилля Т руйнують його, зміщуючи одні частинки матеріалу відносно інших. У разі перетирання матеріал у більшості випадків також піддається об'ємному деформуванню.

Мал. 3.2. Основні способи подрібнення

а – роздавлювання; б – перетирання; в – розбивання; г – різання

Розбивання (мал. 3.2, в). Руйнування матеріалу відбувається в результаті динамічного навантаження протягом дуже короткого відрізку часу.

Розрізняють зосереджений удар, коли зусилля діє на обмежену ділянку поверхні перероблюваного матеріалу (розміри ударника помітно менші за розміри куска, що руйнується), та розподілений, якщо матеріал піддається деформуванню повністю або ж у великому об'ємі. У першому випадку руйнування матеріалу настає в місцях або площинах локалізації, навантаження і концентрації напружень в результаті розколювання, розривання на частинки. При розподіленому ударі явища нагадують процес роздавлювання, але прискорений у багато разів.

При різанні (мал. 3.2, г) перероблюваний матеріал піддається локальному деформуванню в результаті зусиль, що передаються кромкою (вершина двогранного кута) ножа. Завдяки цій особливості різання є найекономічнішим за витратами енергії способом подрібнення, особливо в разі переробки матеріалів, що відзначаються пружністю та пластичністю.

Інші можливі способи подрібнення за принципом механічної силової дії на перероблюваний матеріал можуть являти собою різновид одного з чотирьох основних способів або який-небудь їх комбінований варіант. Наприклад, розколювання дією клина – це різновид різання, а розколювання шляхом стискування – роздавлювання; розламування – це роздавлювання на не суцільній (двоопорній) основі; розпилювання – різання з перетиранням.

Таким чином, незалежно від способу силової дії безпосереднє руйнування настає від розтягуючих та дотичних напружень у тому випадку, якщо вони перевищують місцеву міцність матеріалу. При цьому дотичні напруження порушують внутрішні зв'язки речовини шляхом зсуву, а розтягуючі ведуть до розривання зв'язків. Деякі вчені зсув також розглядають як особливий випадок непрямого розтягування.

Проте в жодному з розглянутих вище способів подрібнення не здійснюється безпосереднє розтягування перероблюваного матеріалу. В практиці подрібнення розривні напруження в матеріалі звичайно виникають більш складним шляхом від нормальних (стискування) та дотичних зусиль. І цілком закономірно, що чим складніший механізм перетворення прикладених зусиль в елементарні руйнівні напруження в перероблюваному матеріалі, тим нижче енергетичний коефіцієнт корисної дії прийнятого способу подрібнення.

Із опору матеріалів відомо, що міцність їх залежить не тільки від величини, але й від характеру напруженого стану.

Наприклад, багато твердих ізотропних тіл витримують без руйнування дію навіть дуже високого однакового всебічного навантаження, якщо воно спрямоване на ущільнення матеріалу. Проте ті ж тіла часто руйнуються при значно менших напруженнях розтягування або зсуву. Звідси виходить, що для різних матеріалів не в однаковій мірі підходить, а іноді і не підходить той чи інший спосіб подрібнення.

Крім того, різні способи силової дії (подрібнення) стосовно до одного й того ж матеріалу забезпечують неоднакові характерні форми часток і фракційний склад продукту. Так, дуже тонке подрібнення (до пиловидного стану) простіше здійснювати шляхом розтирання, дещо складніше – в результаті розбивання з підпорою чи роздавлюванням. Різання та вільні удари забезпечують відносно крупне подрібнення з малим утворенням пиловидної фракції. Причому подрібнення високошвидкісними ударами дозволяє одержувати рівномірніший фракційний склад продукту, ніж за допомогою ударів, що наносяться з низькою швидкістю або в результаті статичного руйнування.

3.2 Зоотехнічні вимоги до подрібнення коренебульбоплодів

Продукцію тваринництва одержують переважно за рахунок використання кормових ресурсів рослинного походження (власного виробництва чи на основі кооперування з кормовиробничими підприємствами). Для цього колективні, державні і фермерські господарства вирощують зернофуражні культури, коренебульбоплоди, а також однорічні і багаторічні трави на зелену масу, силос, сінаж та сіно.

З метою забезпечення високоефективного використання поживної цінності більшість кормів необхідно заготовляти і готувати до згодовування відповідно до діючих стандартів або зоотехнічних вимог, які враховують фізіологічні особливості тварин або птиці. Сутність цих вимог полягає у наступному.

Збирати кормові культури необхідно в період, коли вони мають найбільшу врожайність та поживну цінність. Якість кормів визначається не лише їх поживною цінністю, а й наявністю або відсутністю) в них баластних, некорисних чи інколи навіть шкідливих включень. Останні можуть спричиняти травмування чи отруєння споживачів, знижувати ефективність роботи та надійність технологічного обладнання.

Для попередження таких явищ корми в процесі підготовки до згодовування очищають. Допустимий ступінь залишкового забруднення залежить від виду кормів, а також характеру включень та їх можливих наслідків. Так, домішки землі не повинні перевищувати 1-2%, піску – 0,3-1%, металеві домішки розміром до 2 мм з незагостреними краями – 30мг на 1 кг корму, насіння отруйних трав – 0,25 %.

Для високоефективного використання кормів важливим є забезпечення оптимальної крупносгі кормових часток, що залежить від біологічного виду та віку тварин і птиці, а також від виду кормової сировини й характеру використання кормів (згодовування роздільне чи в складі кормових сумішей, у розсипному стані чи у вигляді гранул або брикетів). З цією метою кормову сировину перед згодовуванням подрібнюють.

Доведено, що готувати комбікорми для свиней необхідно з інгредієнтів дрібного (середній розмір частинок – 0,2-1 мм) помелу, а для великої рогатої худоби і птиці – середнього (1-1,8 мм) та крупного (1,8-2,6 мм). Грубі корми для свиней слід переробляти до розміру частинок 1-2 мм, для великої рогатої худоби – на січку завдовжки 30-50 мм при роздільному згодовуванні і 10-15 мм у складі кормових сумішей.

Таблиця 3.1

Зоотехнічні вимоги до параметрів кормових сумішей

Коренебульбоплоди перед згодовуванням (не раніше як за 1,5-2год) рекомендується подрібнювати на частинки розміром 5-10 мм для свиней і на стружку завтовшки 10-15 мм для великої рогатої худоби.

Готові кормові суміші повинні задовольняти зоотехнічним вимогам, наведеним у таблиці 3.1.

3.3 Аналіз існуючих машин та обладнання для подрібнення коренебульбоплодів

Коренерізка КПИ-4 призначена для подрібнення коренеплодів. Вона складається з приймальної камери, до бокової стінки якої приварена протирізальна пластина, верхнього диска з горизонтальними ножами, змінних дек, середнього диска з вертикальними ножами, нижнього розвантажувального диска, рами та електропривода.

Машина може працювати в кількох режимах:

–  на валу встановлюють розвантажувальний диск та диск з ножем № 8 і використовують деку без зубів. У цьому разі коренеплоди подрібнюються на кусочки товщиною до 10 мм;

–  на верхньому диску замість ножа № 8 встановлюють ніж № 5. При цьому одержують кусочки товщиною до 7 мм;

–  на валу додатково встановлюють середній диск з вертикальними ножами, а на верхньому диску — ніж № 8 і використовують деку із зубами. Одержують пасту з частинками розмірами до 3-5 мм;

–  так як у попередньому варіанті, але на верхньому диску замість ножа № 8 встановлюють ніж № 5. Паста матиме розмір часток до 1-2 мм.

Машина призначена для автономного використання і не має захисного пристрою від потрапляння каміння.

Подрібнювач соковитих кормів ИКС-5М (мал. 3.3) призначений для миття і подрібнення коренеплодів. Він має приймальний бункер 1, у нижній частині якого є камене-вловлювач 2, гвинтову мийку 3, зрошувач 4, барабан-подрібнювач 6, деку 7, водяний насос 8, ванну для води і два електроприводи 5 і 10. У процесі роботи коренеплоди завантажувальним транспортером подаються в бункер і потрапляють у воду, де відбувається відмокання часток землі. Шнек забирає коренебульбоплоди і транспортує вверх до подрібнювача. При цьому коренебульбоплоди інтенсивно труться об стрічку і трубу шнека та між собою. Крім того, в процесі транспортування вони обмиваються чистою водою із зрошувача.

Мал. 3.3. Конструктивно функціональна схема подрібнювача ИКС-5М

1 – приймальний бункер; 2 – каменевловлювач; 3 – гвинтова мийка; 4 – зрошувач; 5, 10 – електропроводи; 6 – барабан-подрібнювач; 7 – дека; 8 – водяний насос; 9 – фільтр; 11 – ванна для води; 12 – лоток.

Вимиті коренебульбоплоди потрапляють у подрібнювач під удари шарнірно підвішених молотків, які взаємодіють із зубчастою декою. Завдяки високій коловій швидкості барабана продукти подрібнення викидаються по напрямному кожуху. Машина налагоджена на одержання пасти з частинками розмірами від 2 до 60 мм і не має пристрою для широкого регулювання ступеня подрібнення коренеплодів. Часткове регулювання ступеня подрібнення продукту можливе шляхом знімання деки.

У машині передбачено багаторазове використання води» що значно знижує її втрати на миття коренебульбоплодів. Із ванни 11 через фільтр 9 вода засмоктується насосом 8 і подається у зрошувач 4 для розбризкування у гвинтовій мийці назустріч коренеплодам. Після миття брудна вода знову надходить у ванну, де перед повторним використанням частково відстоюється. У міру забруднення воду випускають через люки 12 у відстійник і далі в каналізацію. Каміння чи інші предмети, що потрапляють у бункер разом з коренебульбоплодами і мають питому вагу більшу ніж у води, при обертанні шнека потрапляють у заглиблення, з якого періодично вибираються вручну.

У разі потреби машину можна використовувати як гвинтову мийку. При цьому барабан-подрібнювач ії деку знімають.

Привод гвинтової мийки здійснюється від електродвигуна 10 потужністю 1,5 кВт через черв'ячний редуктор і ланцюгову передачу, а барабана-подрібнювача та водяного насоса — від електродвигуна 5 потужністю 7 кВт через клинопасову передачу.

Подрібнювач-каменевловлювач ИКМ-5 (мал. 3.4) призначений для відокремлення каміння від коренебульбоплодів, їх миття і подрібнення на частки розміром до 10 мм (для свиней) або 15 мм (для великої рогатої худоби).Фін складається з ванни 4, гвинтової мийки 3 з диском-активатором 2, транспортера 16 для видалення каміння, горизонтально-дискової коренерізки 13 і рами 1. Робочі органи машини приводяться в дію від окремих електроприводів. Електропривод коренерізки має дві швидкості обертання, що дозволяє регулювати ступінь подрібнення коренеплодів.

Мал. 3.4. Конструктивно-функціональна схема подрібнювача-каменовловлювача ИКМ-5

1 – рама; 2 – диск-активатор; 3 – гвинтова мийка; 4 – ванна; 5, 14 – жувальні лопаті; 8 – дека; 9 – вертикальні ножі; 10 – горизонтальні ножі; 11 – проти різальний елемент; 12 – кришка; 13 – горизонтально-дискова коренерізка; 15 – зрошувач; 16 – транспортер для видалення каміння.

До початку роботи машини ванну 4 заповнюють водою. Коренебульбоплоди подають у ванну через завантажувальне вікно. Там вони відмиваються від землі вихровим потоком води, що створюється диском-активатором. Каміння та інші важкі предмети, що потрапляють у ванну, тонуть у воді і опускаються на диск-активатор. Із нього відцентровою силою поступово закидаються в приймальну горловину транспортера-каменевловлювача 16 і виносяться ним за межі мийки. З ванни коренебульбоплоди захоплюються шнеком 3 і піднімаються вверх, де додатково обмиваються водою із зрошувача 15. Забруднена вода зливається патрубком у відстійник каналізації. Вимиті коренеплоди надходять до камери подрібнювача. Горизонтальними ножами верхнього диска коренеплоди розрізаються на стружку, яка надходить начеревній диск і відцентровою силою відкидається до нерухомої проти різальної деки. Під дією вертикальних ножів 9 і деки відбувається подальше подрібнення корму. Подрібнений продукт через деку потрапляє на нижній диск і його лопатами видаляється з машини.

Зубчасту деку 8 використовують у випадку переробки коренебульбоплодів для свиней. При цьому електродвигун переключають на 1000 об/хв. У разі подрібнення коренеплодів для великої рогатої худоби електродвигун переключають на 500 об/хв, знімають деку, а при необхідності і вертикальні ножі, що знаходяться на середньому диску.

При переробці мерзлих коренебульбоплодів на верхньому диску встановлюють зубчасті горизонтальні ножі і частоту обертання електродвигуна 1000 об/хв.

Мал.. 3.5. Конструктивно-функціональна схема мийки-подрібнювача ИКМ-Ф-10:

1 – ванна; 2 – диск-активатор; 3 – транспортер для видалення каміння; 4 – шнек; 5 – кожух шнека; 6 – електропривод мийки; 7 – дискова коренерізка; 8 – електродвигун коренерізки.

Для одержання крупних фракцій знімають зубчасту деку і всі вертикальні ножі.

Машину використовують також як мийку. Для цього знімають верхній диск та зубчасту деку, на їх місце ставлять стопор нижнього диска, а електродвигун переключають на 500 об/хв.

При перевантаженні шнека або подрібнювача відкривають кришку 12 для запобігання виникнню поломок машини.

Подрібнювач ИКМ-Ф-10 (мал. 3.5) призначений для очистки від каміння, миття і подрібнення коренебульбоплодів для свиней і великої рогатої худоби. Може використовуватись у поточних технологічних лініях кормоцехів тваринницьких ферм, обладнаних системою водопостачання та каналізацією, а також як самостійна машина.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13