Введення: для забезпечення галузі тваринництва АПК Росії кормами потрібної кількості та якості необхідно проводити дослідження з проектування і створення комплексу технічних засобів, які можна застосувати для великих, середніх і дрібних господарств. Наукові дослідження і розробки з проектування і створення макетів таких засобів проводяться на кафедрі механізації тваринництва і безпеки життєдіяльності ФГБОУ ВО Кубанський ГАУ. Матеріали і методи: була розроблена конструкція шестерневого прес-гранулятора з основним робочим органом, що складається з матриці з каналами пресування і шестерень, що беруть участь в складному русі при обкатуванні матриці. У статті описані конструкція і робочий процес пресування матеріалу, що складається з подрібнених фракцій фуражного зерна в зазначеному прес-грануляторі. Результати та обговорення: в статті запропонована наукова гіпотеза про залежність тиску в каналі прес-гранулятора від форми поздовжнього перетину каналу, зокрема розглянута форма у вигляді конуса. При певних припущеннях про властивості суцільного середовища, що складається з деформованих частинок, отримана аналітична залежність між тиском на вході і тиском на виході каналу пресування, яке необхідно для забезпечення пресування гранул, і геометричними розмірами каналів. Висновок: зазначена гіпотеза дозволяє визначити геометричні параметри матриці шестерневого прес-гранулятора в залежності від значень тиску, необхідних для формування гранул з кормової суміші. Опис процесу стиснення в каналі пресування розглянуто з урахуванням об'ємного стиснення матеріалу і об'ємної деформації частинок, з яких він складається; розглянуті поздовжнє, поперечне і залишкове напруження в гранулах.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Фролов Володимир Юрійович, Самурганов Євген Ерманекосовіч, Самурганов Гавриїл Євгенович


ANALYTICAL ASPECTS OF TECHNOLOGICAL PROCESS OF EXTRUSION IN A GEAR PELET-PRESS

Introduction: in order to provide the livestock industry in the Russian agro-industrial complex with feed of the right quantity and quality, it is necessary to conduct research on the design and creation of a set of technical equipment applicable to large, medium and small farms . Scientific research and development on the design and creation of models of such tools are carried out at the department of mechanization of animal husbandry and life safety of FSBEI HE Kuban SAU. Materials and methods: the design of the gear pellet-press with main working body that comprises the matrix with forming (pressing) channels and gears, involved in a complex process by rolling on the matrix. The article describes the design and the working pressing process of the feed that contains ground feed grain fractions in the mentioned gear pellet-press. Results and discussions: the article proposes a scientific hypothesis about the dependence of the pressure in the channel of the pellet-press on the shape of the longitudinal section of the channel, in particular, the shape in the form of a cone is considered. Under certain assumptions about the properties of a continuous medium consisting of deformable particles, an analytical relationship is obtained between the inlet pressure and outlet pressureof the forming (pressing) channel, which is necessary to ensure the granules are pressed, and the geometric dimensions of the channels. Conclusion: the hypothesis allows determining the geometric parameters of the matrix of the gear pellet-press depending on the pressure values ​​necessary for the formation of granules from the feed mixture. A description of the compression process in the forming (pressing) channel is considered taking into account volumetric compression of the material and volumetric deformation of the particles of which it consists; longitudinal, transverse and residual stresses in granules are considered.


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал: вісник НГІЕІ


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІТИЧНІ АСПЕКТИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРЕСУВАННЯ КОРМІВ У шестеренні Прес-гранулятори'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІТИЧНІ АСПЕКТИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРЕСУВАННЯ КОРМІВ У шестеренні Прес-гранулятори»

    ?_05.20.01 ТЕХНОЛОГІЇ І ЗАСОБИ МЕХАНІЗАЦІЇ СІЛЬСЬКОГО ХОЗЯЙСТВА_

    05.20.01 УДК 636.085.6

    АНАЛІТИЧНІ АСПЕКТИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПРЕСУВАННЯ КОРМІВ У шестеренні Прес-гранулятори

    © 2019

    Володимир Юрійович Фролов, доктор технічних наук, доцент кафедри «Механізація тваринництва і БЖД» Євген Ерманекосовіч Самурганов, кандидат технічних наук, доцент Гавриїл Євгенович Самурганов, магістрант кафедри «Механізація тваринництва і БЖД»

    Кубанський державний аграрний університет імені І. Т. Трубілін, Краснодар (Росія)

    анотація

    Введення: для забезпечення галузі тваринництва АПК Росії кормами потрібної кількості та якості необхідно проводити дослідження з проектування і створення комплексу технічних засобів, які можна застосувати для великих, середніх і дрібних господарств. Наукові дослідження і розробки з проектування і створення макетів таких засобів проводяться на кафедрі механізації тваринництва і безпеки життєдіяльності ФГБОУ ВО Кубанський ГАУ.

    Матеріали і методи: була розроблена конструкція шестерневого прес-гранулятора з основним робочим органом, що складається з матриці з каналами пресування і шестерень, що беруть участь в складному русі при обкатуванні матриці. У статті описані конструкція і робочий процес пресування матеріалу, що складається з подрібнених фракцій фуражного зерна в зазначеному прес-грануляторі.

    Результати та обговорення: в статті запропонована наукова гіпотеза про залежність тиску в каналі прес-гранулятора від форми поздовжнього перетину каналу, зокрема розглянута форма у вигляді конуса. При певних припущеннях про властивості суцільного середовища, що складається з деформованих частинок, отримана аналітична залежність між тиском на вході і тиском на виході каналу пресування, яке необхідно для забезпечення пресування гранул, і геометричними розмірами каналів.

    Висновок: зазначена гіпотеза дозволяє визначити геометричні параметри матриці шестерневого прес-гранулятора залежно від значень тиску, необхідних для формування гранул з кормової суміші. Опис процесу стиснення в каналі пресування розглянуто з урахуванням об'ємного стиснення матеріалу і об'ємної деформації частинок, з яких він складається; розглянуті поздовжнє, поперечне і залишкове напруження в гранулах.

    Ключові слова: гранула, тиск, канал пресування, кормова суміш, коефіцієнт стиснення, матриця, залишкову напругу в гранулі, щільність, шестерінчастий прес-гранулятор.

    Для цитування: Фролов В. Ю., Самурганов Е. Е., Самурганов Г. Е. Аналітичні аспекти технологічного процесу пресування кормів в шестеренні прес-грануляторі // Вісник НГІЕІ. 2019. № 12 (103). С. 5-13.

    ANALYTICAL ASPECTS OF TECHNOLOGICAL PROCESS OF EXTRUSION IN A GEAR PELET-PRESS

    © 2019

    Vladimir Yurievich Frolov, Dr. Sci. (Engineering), professor, the head of the chair

    of «Mechanization of Livestock Production and Life Safety» Evgeniy Yermanekosovich Samurganov, Ph. D. (Engineering), associate professor Gavriil Evgenievich Samurganov, the post-graduate student of the chair of «Mechanization of Livestock Production and Life Safety» Kuban State Agrarian University named after I. T. Trubilin Krasnodar (Russia)

    Abstract

    Introduction: in order to provide the livestock industry in the Russian agro-industrial complex with feed of the right quantity and quality, it is necessary to conduct research on the design and creation of a set of technical equipment applicable to large, medium and small farms . Scientific research and development on the design and creation of models of such tools are carried out at the department of mechanization of animal husbandry and life safety of FSBEI HE Kuban SAU. Materials and methods: the design of the gear pellet-press with main working body that comprises the matrix with forming (pressing) channels and gears, involved in a complex process by rolling on the matrix. The article describes

    5

    the design and the working pressing process of the feed that contains ground feed grain fractions in the mentioned gear pellet-press.

    Results and discussions: the article proposes a scientific hypothesis about the dependence of the pressure in the channel of the pellet-press on the shape of the longitudinal section of the channel, in particular, the shape in the form of a cone is considered. Under certain assumptions about the properties of a continuous medium consisting of deformable particles, an analytical relationship is obtained between the inlet pressure and outlet pressureof the forming (pressing) channel, which is necessary to ensure the granules are pressed, and the geometric dimensions of the channels. Conclusion: the hypothesis allows determining the geometric parameters of the matrix of the gear pellet-press depending on the pressure values ​​necessary for the formation of granules from the feed mixture. A description of the compression process in the forming (pressing) channel is considered taking into account volumetric compression of the material and volumetric deformation of the particles of which it consists; longitudinal, transverse and residual stresses in granules are considered.

    Key words: gear pellet-press, pressmatrix, forming (pressing) channel, pressure, density, feed mixture, granule, compression ratio, residual stress in the granule.

    For citation: Frolov V. Y., Samurganov E. Y., Samurganov G. E. Analytical aspects of technological process of extrusion in a gear pelet-press // Bulletin NGIEI. 2019. 2019. № 12 (103). P. 5-13.

    Вступ

    Підприємства тваринництва малих форм господарювання недостатньо забезпечені технікою, яка дозволила б приготувати корму з високими якісними показниками, у вигляді і кількості без порушення раціональних режимів годівлі, утримання та розведення тварин. Велика частка техніки, що використовується в господарствах, випускається країнами Європи та Азії і становить понад 90% [1, с. 144]. У Росії заводи з випуску технологічного обладнання для тваринницьких ферм закриті або тільки починають виробництво високопродуктивного обладнання в основному для великих господарств, в той час як дрібні господарства потребують технічних засобах малої продуктивності [2, с. 37].

    У зв'язку з цим, пропонується конструктивно-технологічна схема прес-гранулятора (рис. 1), яка включає в себе опору 2, обкатувати головки 6, що знаходяться в зачепленні з матрицею 7, що має центральний отвір, конусні канали 8 і привід обертання, що відрізняється тим , що має розташовані один в іншому бункери, один з яких зовнішній 1 - для сухого матеріалу і розташований на опорі циліндричної форми, інший внутрішній 3 - для рідкого зв'язує компонента і виконаний у вигляді усіченого конуса з каліброваними отворами 4 в нижній частині, у верхній частині , з зовнішньої сторони бункера, на різних рівнях розташовані перемішують лопаті 5, при цьому нижня частина внутрішнього бункера вставлена ​​в центральний отвір матриці, а її поверхня виконана у вигляді усіченого конуса з радіально розташованими зубами з конусними каналами пресування, центральна вісь яких встановлена ​​перпендикулярно робочих поверхонь обкатувати

    головок, встановлених нерухомо і виконаних у вигляді шестерень, причому матриця і внутрішній бункер повідомлені з приводом і встановлені з можливістю обертання в одному напрямку; на нижньому боці матриці розташований чистик 9 під кутом 450 для зрізання виходить матеріалу. Вал приводу розташований в нижній частині опори і проходить через центральний отвір матриці, в якому встановлена ​​нижня частина бункера.

    Мал. 1. Конструктивно-технологічна схема прес-гранулятора: 1 - зовнішній бункер; 2 - опора; 3 - внутрішній бункер; 4 - калібровані отвори; 5 - перемішують лопаті; 6 - обкатувати головки; 7 - матриця; 8 - конусні канали; 9 - чистик Fig. 1. Technological design scheme of the gear pellet-press: 1 - external hopper; 2 - bearing; 3 - internal hopper; 4 - gaged orifices; 5 - stirring blades; 6 - rolling gears; 7 - matrix; 8 - conic channels; 9 - scraping knife

    матеріали та методи

    Опис роботи прес-гранулятора: кормова суміш з попередньо подрібнених зернових компонентів подається в зовнішній бункер за рахунок сили тяжіння. Сухий матеріал змішується перемішують лопатами, вступаючи на матрицю гравітаційним способом. Через горловину внутрішнього бункера подається зв'язує компонент, що проходить через калібровані отвори в нижній частині внутрішнього бункера, змішуючись із сухою кормовою сумішшю безпосередньо перед попаданням в зону стиснення, утворена маса продавлюється рухливими шестернями, робоча поверхня яких розташована під кутом 900 до центральної осі конусного каналу. Підготовлена ​​суміш через вхідні отвори потрапляє в конусні канали матриці. У каналах відбувається баротерміческій процес стиснення суміші, що зв'язує компонент здійснює адгезионное вплив на кормосмесь, в результаті спресований, ущільнений в каналі матеріал перетворюється в гранули і на виході зрізається чистиком, розташованим під кутом 450 до нижньої частини матриці, в результаті чого виходять гранули (пелле- ти).

    Кормову суміш можна розглядати як сукупність елементів малого об'єму, лінійні розміри яких змінюються від 0,01 мм до 2-3 мм. Розміри елементів повинні бути обрані настільки малими, щоб забезпечувати рівномірний розподіл напружень у всіх напрямках всередині обсягу, заповненого кормовою сумішшю [3, с. 70].

    При такому підході кормову суміш можна розглядати як суцільне середовище, континуум, до якого можна застосувати елементи механіки суцільного середовища і елементи механіки рідин. У межах виділеного пункту стан напруги змінюється, як правило, в просторі і в часі. Механіка явищ, що відбуваються в кормовій суміші, пов'язана з процесами ущільнення, деформації, руйнування та налипання елементів, що утворюють суміш. Ці механічні властивості суміші визначаються відповідними вимірами таких величин, як щільність (об'ємна і насипна), пружність, механічне напруження, коефіцієнт стиснення і ін. [4, с. 74].

    Припустимо, в певний момент всі частинки суміші мають однакові вектори швидкості, якщо вектори не змінюються в часі, має місце стаціонарний процес або потік (аналогія з ламінарним плином рідини). Швидкість частинки кормової суміші, що потрапила в робочу зону стиснення, може позначатися вектором швидкості, исхо-

    дящім від даної частки в напрямку руху, довжина якого пропорційна абсолютній величині швидкості частинки [5, с. 99].

    Рух кормової суміші в бункері для змішування і в просторі між матрицею і шестернями є турбулентним, а в каналі пресування рух можна вважати і стаціонарним, і ламінарним потоком.

    Потік суміші в певний момент часу можна уявити лініями потоку - кривими, для яких дотичні в кожній точці збігаються з векторами швидкості в цій точці в даний момент часу. При стаціонарному потоці лінії струму не змінюються в часі. В цьому випадку шляху переміщення частинок (шляху потоку) збігаються з лініями потоку. При нестаціонарному потоці картина розташування ліній потоку відноситься лише до одиничного моменту, і простої залежності між лініями потоку і шляхами потоку немає [6, с.72].

    Кожен елемент обсягу при описі процесу в даний момент часу можна кількісно оцінити деформацією. Одночасно можна визначити розподіл ущільнень і напрямків головних деформацій. Порівнюючи подібну миттєву картину з картиною, що спостерігалася раніше, можна визначити ступінь ущільнення і деформації [7, с. 5-7].

    Для вивчення процесу руху суміші, зміни швидкості та інших параметрів в часі можливі два підходи.

    Виходячи з теореми Лагранжа, в суцільному середовищі виділяється деякий нескінченно малий об'ємний елемент, і спостерігаючи за ним, вивчають зміни в часі його кінематичних характеристик. При такому підході зміни, що відбуваються з ним, розглядаються як функції часу і, таким чином, простежується весь шлях руху виділеного елемента. Це шлях переміщення елемента можна відновити по полю швидкостей, тобто по картині розподілу швидкостей.

    Л. Ейлер пропонує замість вивчення шляхів переміщення окремих частинок розглядати зміну процесів, що відбуваються в фіксованій точці суцільного середовища в обраній системі координат. Тоді суцільне середовище в даній точці постійно замінюється іншим середовищем, але порівнюються значення досліджуваної величини, наприклад, швидкості руху. Прикладом також може бути вивчення коливань напруги в часі на вході в канал пресування і інших характерних точках каналу [8, с. 17-18, 21].

    Процес повинен задовольняти трьом основним умовам: рівнянь, що описує механічні-

    етичні властивості, диференціальних рівнянь рівноваги і граничним умовам.

    Припустимо, відомі такі властивості розглянутої суцільного середовища, як уплотняемость, коефіцієнт стиснення, деформованість, опір стисненню, тертя між сумішшю і каналом, а також налипання суміші на поверхню матеріалу. Ці механічні властивості для об'ємного елемента представлені у вигляді рівнянь залежності напруги від деформації [9, с. 155-157].

    Передбачається, що процеси визначаються сукупністю об'ємних елементів і що напруга на гранях об'ємного елемента розподіляється рівномірно, проте в дійсності спостерігаються невеликі відмінності напружень в різних точках елемента, які є істотним чинником [10, с. 98].

    Зазвичай, на процес накладаються деякі зовнішні умови, яким він повинен задовольняти в будь-який момент, наприклад, тиск на виході з каналу пресування.

    Більшість видів кормових сумішей є дисперсні системи, що складаються з двох або більше компонентів. Всі ці дисперсні суміші можна моделювати у вигляді сипучого тіла, ньютоновских і неньютоновскіх рідин, а також низкою спеціальних моделей [11, с. 26].

    Процеси обробки кормових сумішей є часто не тільки механічними або гідродинамічними, але і тепловими, які супроводжуються складними фізико-хімічними або мікробіологічними явищами. Головне завдання приготування кормів полягає в управлінні механічними процесами освіти, деформації та руйнування дисперсних систем різного типу і отриманні на цій основі кормових матеріалів із заданими технологічними та поживними властивостями [12, с. 135].

    Фізичними властивостями кормових сумішей є вологість, гранулометричний склад (розміри частинок і їх співвідношення), об'ємна маса, щільність, пористість, водопоглощаемость, у-

    доотдача, гігроскопічність, теплоємність, теплопровідність і т. д.

    Серед перерахованих найважливіше значення має властивість вологості корму, що істотно впливає на інші властивості. Багато технологічних процесів протікають тільки при певній вологості: подрібнення зерна ударом, гранулювання і брикетування і т. Д. [13, ^ 202].

    Механічні властивості кормів описуються коефіцієнтами зовнішнього і внутрішнього тертя, бічного розпору, кутом природного укосу, характеристиками опору стисненню.

    Найбільш істотними властивостями кормових сумішей для того чи іншого технологічного процесу є ті, які визначають їх реакцію на зовнішні механічні дії. Такі властивості називають технологічними, вони можуть бути з ряду фізичних або механічних. Наприклад, для процесів пресуванні кормів - деформаційні властивості, при подрібненні фуражного зерна - його властивості міцності [14, с. 27].

    Фізичні, механічні і технологічні властивості будь-якого корму взаємопов'язані. Найчастіше це детермінована зв'язок, в інших випадках -більше слабка, Корельована.

    Кормова суміш за складом компонентів, розмірами і щільності частинок, отриманих при подрібненні і перемішуванні, може бути найрізноманітнішою. При аналітичному обґрунтуванні технологічного процесу стиснення приймемо такі припущення:

    - вважаємо подрібнену кормосмесь однорідної по щільності і гранулометричному складу;

    - розміри частинок значно менше радіусів отворів каналів пресування;

    - зволоження суміші веде до підвищення гра-нулообразованія і зменшення коефіцієнта тертя об конусоподібну поверхню каналу пресування [15, с. 55-57].

    Розглянемо рух виділеного обсягу кормової суміші у вигляді усіченого конуса висотою через канал пресування.

    Мал. 2. Елемент кормосмеси в прес каналі у вигляді усіченого конуса Fig. 2. The particle of a feed mixture in the pressing (forming) channel in the shape of a truncated cone

    8

    З огляду на осьової симетрії каналу перейдемо до циліндричної системі координат (р, ФД), де вісь «х» - вісь симетрії каналу, тоді елемент площі бічної поверхні «ds = p'dqvdx», тут р - полярний радіус, ф - полярний кут, x - координата точки по осі «Х». Вирішальним фактором, що робить вплив на суміш в каналі, є тиск Pсо боку стінок каналу. Це тиск породжується нормальною реакцією «dN» на елементарну площадку «dS» бічній поверхні (рис. 2) виділеного конуса [16, с. 505-506]:

    (1)

    де N - нормальна реакція стінки каналу, Н; S -

    Площа, м2; P - тиск, Па,

    або

    dN = Р | dS = Р | р | dtp | dx. (2)

    Очевидно нормальна реакція стінки каналу на бічну поверхню конуса буде знайдена інтегруванням по всій бічній поверхні конуса [17, с. 39-41]:

    В результаті перетворень отримано загальний вираз для нормальної реакції:

    (4)

    Подальші обчислення обумовлені від виду залежності полярного радіусу і тиску від координати «х».

    Полярний радіус для виділеного конуса є функцією координати «х»:

    к = 1яа = (6)

    = (7)

    = _ (8)

    де R - радіус каналу на вході, м; г - радіус каналу на виході, м; k - коефіцієнт; L - довжина каналу, м.

    Мал. 3. Лінійне розподіл тиску Fig. 3. Linear pressure distribution

    Припустимо, що залежність тиску на бічну поверхню виділеного конуса «Р» від координати «х» - лінійна [18, с. 64]:

    Р (х) = Ро + к-х, (9)

    де P0 - тиск кормової суміші на вході в канал; k - коефіцієнт пропорційності, Па м; x -поточна координата точки бічній поверхні, м; Pв - тиск на виході каналу, необхідне для гранулювання, Па.

    Підставляючи вирази (5) і (6) в вираз (3), і, інтегруючи, отримаємо вираз для нормальної реакції:

    ь

    N = Р | р-йх =

    0

    ь

    = (Р + до | х) | (г + а | (Ь - х)) | йх =

    = 2xj (P | r + до | r | x + P | a | (L - x) =

    0

    + До | a | (L - x) | x) | dx =

    L L2

    = 2ж (Р | r | L + до | r | - + P | a | L2 - p | a |-) +

    L3 L3

    + До | a --- до | a -

    2 3

    або після спрощень

    до | r + P | a

    N = 2ж (p | r | L + -

    L2

    | L | + до | a -). (10) 2 6

    Отримано вираз для тиску на виході з пресує каналу.

    Можливо визначення напруженого стану будь-якого елементу кормової суміші. Перший етап полягає у визначенні стану деформації об'ємного елемента. Потім роблять певні припущення щодо механічної поведінки суміші (наприклад, припускають, що суміш в каналі поводиться як пружний матеріал) і визначають напругу станом деформації. Це дозволяє встановити напрямки і величини головних напружень.

    Пресована кормова суміш при проході через канал піддається таким видам деформації:

    - поздовжнє стиснення;

    - поперечне стиснення;

    - кручення;

    - вигин [19, с. 89].

    Зробимо спрощує припущення про те, що відсутні деформації кручення і вигину, що відповідає ламінарному «течією», вважаючи суміш однорідною, і характер взаємодії з-

    стінкою каналу в кожній точці поперечного перерізу каналу однаковий.

    Виділимо елементарний обсяг кормової суміші в каналі пресування у формі циліндра, який в результаті пресування змінився в розмірах від радіуса підстави «Я» і висоти «Н», до радіусу підстави «г» і висоти «Ь». В результаті проходу цього циліндра через канал він зазнає деформації об'ємного стиснення. Коефіцієнт об'ємного стиснення:

    де У0 = тгН.2 Н - початковий обсяг циліндра до стиснення на вході в канал; V - тсг2Ь - обсяг циліндра після стиснення на виході з каналу.

    Таким чином коефіцієнт стиснення визначиться виразом:

    З аналізу формули слід, що коефіцієнт об'ємного стиснення при зменшенні радіусу каналу в «до» раз збільшується в «к2» раз і чисельно завжди більше 1.

    Так як маса виділеного циліндра суміші не змінюється в процесі стиснення, то залежність між густиною до і після стиснення запишеться у вигляді рівняння:

    Звідси щільність гранул після стиснення суміші: Р = про. (14)

    б)

    Мал. 4. Напруження виділеного циліндра в суміші:

    а) поздовжнє стиснення; б) поперечний стиск Fig. 4. Stresses of the selected cylinder in the mixture: a) longitudinal compression; b) transverse compression

    Поздовжнє стиснення характеризується нормальним напругою:

    Р =

    F

    пр

    па,

    (15)

    де Fnp - поздовжня сила, Н; S - площа основа-

    2

    ня, м;

    F

    Р =

    поперечний стиснення

    пр

    kR 2

    т = |

    F ",

    S

    (16)

    (17)

    де Fnon - поперечна сила, Н; S - площа бічної поверхні, м2;

    т = |

    F

    2жгІ

    (18)

    Результат спільного одночасного дії поздовжньої сили стиснення і поперечної сили нормальної реакції стінки каналу проявляється в освіті гранул на виході з каналу [20, с. 200-201].

    Тиск на виході з каналу пресування знаходимо діленням нормальної реакції до площі бічної поверхні зрізаного конуса:

    =

    N

    з

    2 (P0 • r • L +

    k • r + P • a 2

    (R + r) J (R - r) 2 + L

    • L2 + k • a-)

    (19)

    Результати та обговорення

    В результаті теоретичного обґрунтування процесу пресування отримано вираз (19), яке дозволяє визначити такий конструктивний параметр, як необхідну довжину «Ь» пресує каналу при відомих вхідному і вихідному радіусах і тиску кормової суміші, необхідному для освіти гранул.

    Тиск на виході з каналу пресування пов'язано з геометричними розмірами прес-гранулятора виразом (19):

    2 (P • r • L + -

    = |

    k • r + P • a 2

    L + k • aL) 6

    (Я + г) в1 (Я - г) 2 +} 2 '

    Висновок При проведенні розрахунків геометричних параметрів прес-гранулятора потрібно враховувати властивості пресованого матеріалу, зокрема тиск, що забезпечує отримання гранул.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Астахов А. С., Іскандарія Н. І. Механізація роздачі кормів на фермах великої рогатої худоби. М.: ЦНІІТЕМ, 1971. 170 с.

    2. Передня В. І. Механізація приготування кормосумішей. Мн. : Изд-воУроджай, 1982. 130 с.

    3. Адлер Ю. П., Маркова Є. В., Грановський Ю. В. Планування експерименту при пошуку оптимальних умов. М.: Изд-во Наука, 1976. 280 с.

    4. Протодьянова М. М., Гедера Р. І. Методика раціонального планування експериментів. М.: Изд-во Наука, 1970. 259 с.

    5. Мельников С. В. Механізація і автоматизація тваринницьких ферм. Л.: Вид-во Колос, 1978. 560 с.

    6. Мельников С. В. Планування експерименту в дослідженнях сільськогосподарських процесів / Под ред. С. В. Мельникова, В. Р. Альошкіна, П. М. Рощина. 2-е изд., Перераб, і доп. Л.: Вид-во Колос. Ленингр. отд-ня, 1972, 200 с.

    7. Механізація процесів в тваринництві та кормовиробництві. Межвуз. зб. науч. тр. 1985. 80 с.

    8. Краснов І. М., Ладигін Е. А., Щербина В. І., Щербина А. В., Матвейкина Ж. В. Гранулирование кормів шестеренними пресами: монографія. Зерноград: Азово-Чорноморський інженерний інститут ФГТУ ВО Донський ГАУ, 2016. 234 с.

    9. Азаров Б. М. Технологічне обладнання харчових виробництв. М.: Изд-во Агропромиздат, 1988.

    463 с.

    10. Норден А. Н. Теорія поверхонь. М.: Изд-во ФИЗМАТЛИТ, 1956. 260 с.

    11. Альошкін В. Р., Рощин Н. М. Механізація тваринництва. М.: Изд-во Агропромиздат, 1985. 346 с.

    12. Аляб'єв Е. В. Приготування, зберігання та роздача кормів на тваринницьких фермах. М.: Изд-во Колос, 1977. 383 с.

    13.Сироватка В. І., Дьомін, А. В. Джалилов А. Х. Механізація приготування кормів. М.: Изд-во Агропромиздат, 1985.368 з.

    14. обухает Г. М., Зайцев П. В. Подача пресованого корму мобільним роздавальником. Мех. і електро. соц. сіл. госп-ва. 1976, № 7. 160 с.

    15. Господарів І. А. Проектування технологічного обладнання харчових виробництв. СПб. : Изд-во Лань, 1-е изд., 2011. 272 ​​с.

    16. Проектування, конструювання і розрахунок харчових технологій / Под ред. В. А. Панфілової, 1-е изд. СПб. : Изд-во Лань, 2013. 912 с.

    17. Кутлембетов А. А., Мільов А. Д. Машини для роздачі пресованих грубих кормів // Трактори і сільськогосподарські машини. 1988. № 6. С. 39-41.

    18. Новіков Б. В. Методика розрахунку прес-екструдера з «гріють» шайбами ​​// Наук. праці СІМСХ. Саратов: 1983, 178 с.

    19. Машини та обладнання для цехів і підприємств малої потужності з переробки с.-г. сировини. М.: Изд-во Інформагротех, 1992. 256 с.

    20. Федоренко І. Я., Садів В. В. Ресурсозберігаючі технології та обладнання в тваринництві. СПб. : Изд-во Лань. 1-е изд. 2012. 304 с.

    Дата надходження статті до редакції 10.09.2019, прийнята до публікації 11.10.2019.

    Інформація про авторів: Володимир Юрійович Фролов, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри «Механізація тваринництва і БЖД»

    Адреса: Кубанський державний аграрний університет імені І. Т. Трубілін, 350044, г. Краснодар, Росія, вул. Калініна, 13 E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Spin-код: 5236-4331

    Самурганов Євген Ерманекосовіч, доцент, кандидат технічних наук

    Адреса: Кубанський державний аграрний університет імені І. Т. Трубілін, 350044, г. Краснодар, Росія, вул. Калініна, 13 E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Spin-код: 8386-5713

    Самурганов Гавриїл Євгенович, магістрант кафедри «Механізація тваринництва і БЖД»

    Адреса: Кубанський державний аграрний університет імені І. Т. Трубілін, 350044, г. Краснодар,

    Росія, вул. Калініна, 13

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Spin-код: 6921-2520

    Заявлений внесок авторів: Фролов Володимир Юрійович: загальне керівництво проектом, наукове керівництво.

    Самурганов Євген Ерманекосовіч: спільне здійснення аналізу наукової літератури з проблеми дослідження.

    Самурганов Гавриїл Євгенович: збір та обробка матеріалів, верстка і форматування роботи, проведення аналізу та підготовка початкових висновків.

    Всі автори прочитали і схвалили остаточний варіант рукопису.

    REFERENCES

    1. Astakhov A. S. Mekhanizatsya razdachi kormov na fermakh krupnogo rogatogo skota [Mechanization of feed distribution on cattle farms], Moscow: TSNIITEM, 1971. 170 p.

    2. Perednya V. I. Mekhanizatsya prigotovlenya kormosmesej [Mechanization of feed mix preparation], Minsk: Publ. Urodzhay, 1982. 130 p.

    3. Adler Yu. P., Markova E. V., GranovskyYu. V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal'nykh usloviy [Experiment planning with optimal terms], Moscow .: Publ. Nauka, 1976. 280 p.

    4. Protodyanova M. M., Geder R. I. Metodika ratsional'nogo planirovaniya eksperimentov [Methodics of rational planning of experiments], Moscow: Publ. Nauka, 1970. 259 p.

    5. Melnikov S. V. Mekhanizatsya i avtomatisatsya zhivotnovodcheskikh ferm [Mechanization and automatization of livestock farms], Leningrad: Publ. Kolos, 1978. 560 p.

    6. Melnikov S. V., Aleshkin V. R., Roshchin P. M. Planirovanie eksperimenta v issledovaniyakh sel'skokhozyaystvennykh processov [Experiment planning in agricultural process research], 2nd ed., Revised and ext. Leningrad: Publ. Kolos. Leningra. Dept., 1972. 200 p.

    7. Mekhanizatsya protsessov v zhivotnovodstve i kormoproizvodstve [Mechanization of livestock feed-preparation processes], Mezhvuz. Sat scientific tr., [Interuniv. collect. of scient. papers], 1985. Vol. 3. 180 p.

    8. Krasnov IN, Ladygin EA, Shcherbina VI, Shcherbina AV, Matveykina JV Granulirovanie kormov shesterennym pressom [Geared press feed granulation], monografiya, Zernograd: Azov-Black Sea Engineering Institute of the Federal State Educational Institution of Higher Education Don Don GAU, 2016. 234 p.

    9. Azarov B. M. Technologicheskoe oborudovanie pishevykh proizvodstv [Technological equipment for feed production], Moscow: Publ.Agropromizdat, 1988. 463 p.

    10. Norden A. N. Teorya poverkhnostei [Theory of surfaces], Moscow: Publ. FIZMATLIT, 1956. 260 p.

    11. Aleshkin V. R., Roshchin N. M. Mekhanizatsya zhivotnovodstva [Mechanization of animal husbandry], In Melnikova S. V. (ed.), Moscow: Publ. Agropromizdat, 1985. 346 p.

    12. Alyabyev E. V. Prigotovlenie, khranenie i razdacha kormov na zhivotnovodcheskikh fermakh [Preparation, storage and distribution of the feed on livestock farms], Moscow: Publ.Kolos, 1977. 383 p.

    13. Cheesemaker V. I., Demin, A. V. Jalilov A. Kh. Mekhanizatsya prigotovlenya kormov [Mechanization of feed preparation], Moscow: Agropromizdat, 1985.368 p.

    14. Obukhan G. M., Zaitsev P. V. Podacha pressovannogo korma mobil'nym ​​razdatchikom [Pressed feed supply by mobile dispenser], Mekhanizatsiya i electrifikaciya socialnogosel'skogo khozyaystva [Mechanization and electrification of the social agriculture], 1976, Vol. 2, No. 7, pp. 159-165.

    15. Khozyaev I. A. Proektirovanie tekhnologicheskogo oborudovaniya pishevykh proizvodstv [Engineering of technological equipment for feed production], Saint-Petersburg: Publ. «Lan '», 1st ed., 2011. 272 ​​p.

    16. Proektirovanie, konstruirovanie i raschet pishevykh tekhnologiy [Engineering, designing and calculation of the feed technologies], In Panfilova V. A. (ed.), 1st ed., Saint-Petersburg: Publ. «Lan '», 2013. 912 p.

    17. Kutlembetov A. A., Milev A. D. Mashiny dlya razdachi pressovannykh grubykh kormov [Machines for pressed roughage distribution], Traktory i sel'skokhozyaystvennye mashiny [Tractors and agricultural machines], 1988, Vol. 1, No. 6, pp. 39-44.

    18. Novikov B. V. Metodika rascheta press-ekstrudera s «greiushimi» shaibami [Method for calculating a press extruder with «heating» washers], Nauchnye trudy SIMSKH [Scientificpapers of IMAG], Saratov: 1983. 178 p.

    19. Mashinyi oborudovanie dlya cekhov i predpriyatiy maloy moshnosti po pererabotke s.-kh. syr'ya [Machines and equipment for small shops and farms processing of agricultural material], Moscow: Publ.Informgrotech, 1992. 256 p.

    20. Fedorenkol. Ya., Sadov V. V. Resursosberegayushie tekhnologii i oborudovanie v zhivotnovodstve [Resource-saving technologies and equipment in the livestock]. Saint-Petersburg: Publ. «Lan '», 1st ed. 2012. 304 p.

    Submitted 10.09.2019; revised 11.10.2019.

    About authors:

    Vladimir Yu. Frolov, Dr. Sci. (Engineering), Professor, the head of the chair «Mechanization of Livestock Production and Life Safety»

    Address: Kuban state agrarian University named after I. T. Trubilin, 350044, Russia, Krasnodar, Kalinina Str., 13 E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Spin-Kog: 5236-4331

    Evgeniy E. Samurganov, Ph. D. (Engineering), associate professor

    Address: Kuban state agrarian University named after I. T. Trubilin, 350044, Russia, Krasnodar, Kalinina Str, 13 E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Spin-Kog: 8386-5713

    Gavriil E. Samurganov, the post-graduate student of the chair of «Mechanization of Livestock Production and Life Safety» Address: Kuban state agrarian University named after IT Trubilin, 350044, Russia, Krasnodar (Russia), Kalinina Str, 13 Spin-Kog : 6921-2520

    Contribution of the authors: Vladimir Yu. Frolov: managed the research project, research supervision Evgeniy E. Samurganov: carried out the analysis of scientific literature in a given field

    Gavriil E. Samurganov: collection and processing of materials, made the layout and the formatting of the article, analysis and preparation of the initial ideas.

    All authors have read and approved the final manuscript.


    Ключові слова: ГРАНУЛА /ТИСК /КАНАЛ ПРЕСУВАННЯ /КОРМОВА СУМІШ /КОЕФІЦІЄНТ стиснення /МАТРИЦЯ /Залишкова напруга в гранулах /ЩІЛЬНІСТЬ /Шестеренні ПРЕС-ГРАНУЛЯТОР /GEAR PELLET-PRESS /PRESSMATRIX /FORMING (PRESSING) CHANNEL /PRESSURE /DENSITY /FEED MIXTURE /GRANULE /COMPRESSION RATIO /RESIDUAL STRESS IN THE GRANULE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити