УДК 631.363

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАЗОРА В РЕЖУЩЕЙ ПАРЕ НА ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Карпин Владимир Юрьевич
Петрозаводский государственный университет
кандидат технических наук, доцент

Аннотация
Данная статья посвящена исследованию влияния зазора в режущей паре на энергозатраты процесса измельчения листостебельных кормов. В статье автор опирается на данные, полученные в результате экспериментального исследования. По результатам экспериментального исследования автор получил функциональную зависимость энергозатрат процесса измельчения листостебельных кормов от зазора в режущей паре.

Ключевые слова: зазор, измельчение, листостебельные корма, режущая пара, резание, функциональная зависимость, энергозатраты


INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF THE GAP IN THE CUTTING PAIR ON THE CHOPPING PROCESS ENERGY CONSUMPTION

Karpin Vladimir Yuryevich
Petrozavodsk State University
Candidate of Technical Sciences, associate professor

Abstract
This article is devoted to the research of the influence of gap in the cutting pair on the energy consumption of the chopping process of leafy feed. In this article the author based upon the data obtained from the experimental research. By the results of an experimental research the author have obtained the functional dependence of the energy consumption of the chopping process on gap in the cutting pair.

Keywords: chopping, cutting, cutting pair, functional dependence, gap, leafy feed, power inputs


Библиографическая ссылка на статью:
Карпин В.Ю. Исследование влияния зазора в режущей паре на энергозатраты процесса измельчения // Современная техника и технологии. 2015. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/03/6025 (дата обращения: 03.10.2017).

Процесс измельчения по своей роли в технологии приготовления листостебельных кормов для сельскохозяйственных животных, а также по доли энергозатрат является одним из наиболее значимых. На этот процесс во всем мире расходуется до 50 % электроэнергии, затрачиваемой на приготовление кормов, причем большая часть электроэнергии расходуется непроизвольно и нерационально: превращается в тепло и другие виды энергии [1–4]. Вследствие этого весьма актуальным становится изучение наиболее значимых параметров процесса измельчения листостебельных кормов. Одним из таких параметров является зазор в режущей паре δ.

Вопросам влияния зазора в режущей паре на энергозатраты процесса измельчения посвящены работы В. П. Горячкина, Н. Е. Резника, J. B. Liljedahl, Б. И. Вагина, Н. А. Барсова, Г. И. Малинова, А. Н. Познышева, Т. А. Гаврилова и других ученых [1, 5–8].

Анализ работ приведенных авторов позволяет сделать следующий вывод: с увеличением зазора в режущей паре увеличиваются и энергозатраты процесса измельчения, вследствие того, что при большом зазоре перерезаемый материал по линии действия лезвия не имеет опоры, поэтому создается консоль, изгибающаяся под действием давления. В связи с этим при значительном зазоре происходит резание с изгибом материала, что приводит к увеличению площади сечения разрезаемого материала. Кроме того, отогнутая часть стеблей заклинивается в зазоре между лезвием и противорежущей пластиной, что приводит к дополнительным усилиям на преодоление сил трения [1].

Целью исследования, результаты которого отражены в данной статье, является снижение энергозатрат операции измельчения листостебельных кормов.

Исследования влияния зазора в режущей паре на энергозатраты процесса измельчения листостебельных кормов проводились на стенде для исследования параметров процесса резания лезвием (рис. 1) [1, 9].


а


б

Рисунок 1 – Стенд для исследования параметров процесса резания лезвием

С целью выявления влияния зазора в режущей паре на энергозатраты процесса измельчения листостебельных кормов во время проведения опытов на стенде изменяли зазор между лезвием ножа и противорежущей пластиной в пределах от 0,1 до 0,6 мм с шагом 0,1 мм.

Методика проведения исследования была следующей. На стенд крепили ножи, в тиски устанавливали листостебельную массу и запускали электродвигатель стенда. Плавно опуская рукоятку с нажимным переключателем стойки стенда, на которой крепится диск с ножами, вниз, производили перерезание листостебельной массы. Энергозатраты (мощность N) фиксировали посредством счетчика электрической энергии.

В ходе исследования осуществлялась пятикратная повторность опытов.

По окончании исследований была получена выборка данных мощности, затраченной на процесс измельчения. Статистическая обработка полученных данных произведена общепринятыми методами математической статистики [10–12] для 5%-го уровня значимости (табл. 1).

Таблица 1 – Результаты исследования по определению мощности, затрачиваемой на измельчение

Параметры

Зазор в режущей паре δ, мм

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Мощность N, Вт

23,6

28,5

32,4

37,5

43,7

48,2

Для наглядности полученные результаты представлены в виде графика (рис. 2).

Рисунок 2 – График изменения мощности от зазора в режущей паре

Анализ табл. 1 и рис. 2 позволил установить следующее: между мощности, затрачиваемой на измельчение листостебельной массы, и зазором в режущей паре существует сложная зависимость. Наиболее близко (R2 = 0,997) описывает полученную на рис. 2 кривую уравнение

N = 12,857·δ2 + 40,629·δ + 19,480.

Результаты исследования влияния зазора в режущей паре на энергозатраты операции измельчение листостебельных кормов позволяют сделать вывод, что для снижения энергозатрат операции измельчения листостебельных кормов необходимо, чтобы величина зазора в режущей паре находилась в интервале 0,1…0,2 мм.


Библиографический список
  1. Гаврилов, Т. А. Исследование процесса измельчения мягких субпродуктов и разработка конструкции измельчителя для звероводства : дис. … канд. техн. наук : 05.20.01 / Гаврилов Тиммо Александрович. – Санкт-Петербург–Пушкин, 2014. – 147 с.
  2. Гаврилов, Т. А. Исследование температурного режима в режущем механизме измельчителей мясного корма / Т. А. Гаврилов, Г. И. Малинов, В. Ю. Карпин, В. Ф. Кондрашов // Техника в сельском хозяйстве. – 2014. – № 1. – С. 29–31.
  3. Малинов, Г. И. Изучение влияния толщины упруговязкого материала на работу измельчения / Г. И. Малинов, В. Ф. Кондрашов, Т. А. Гаврилов // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 7. – С. 30–32.
  4. Малинов, Г. И. Определение углов скольжения лезвия в процессе опорного резания / Г. И. Малинов, В. Ф. Кондрашов, Т. А. Гаврилов // Ученые записки ПетрГУ. – 2012. – № 8 (129). – С. 40–42.
  5. Гаврилов, Т. А. О ресурсосберегающих технологиях экологически безопасной утилизации древесной коры / Т. А. Гаврилов, Л. С. Паталайнен, Г. Н. Колесников // Современные научные исследования и инновации, 2014. – № 7 (39). – С. 59–64.
  6. Гаврилов, Т. А. Исследование влияния угла скольжения лезвия ножа на снижение работы резания / Т. А. Гаврилов // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. – 2014. – Т. 2. – № 7. – С. 31–34.
  7. Измельчение мясного сырья в звероводстве / Г. И. Малинов, Т. А. Гаврилов, В. Ф. Кондрашов, Л. А. Черняев, Л. С. Паталайнен. – Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2013. – 63 с.
  8. Гаврилов, Т. А. Экспериментальное исследование процесса измельчения мясного сырья при различных скоростях резания / Т. А. Гаврилов // Ученые записки ПетрГУ. – 2013. – № 8 (137). – С. 98–100.
  9. Патент 131163 Российская Федерация, G01M7/08 (2006.01). Стенд для исследования параметров процесса резания лезвием / Т. А. Гаврилов, В. Ф. Кондрашов, Е. А. Тихонов. – № 2013113203/28; заявл. 25.03.2013; опубл. 10.08.2013.
  10. Гаврилов, Т. А. Повышение эффективности звероводческого производства путем совершенствования методики составления рационов кормления / Т. А. Гаврилов, А. В. Няникова, Л. С. Паталайнен, А. К. Широких // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ), 2013. – №07 (091). – С. 1194–1203.
  11. Карпин, В. Ю. Повышение эффективности работы технологической линии производства сухих животных кормов путем моделирования процесса линии и рабочих органов измельчителя костей сельскохозяйственных животных : дис. … канд. техн. наук : 05.20.01 / Карпин Владимир Юрьевич. – Санкт-Петербург–Пушкин, 2001. – 197 с.
  12. Гаврилов, Т. А. Исследование эффективности работы оборудования для тонкого измельчения мясо-рыбных кормов / Т. А. Гаврилов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ), 2013. – №03 (087). – С. 112–122.


Все статьи автора «Карпин Владимир Юрьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: