Шляхи підвищення ефективності роботи малогабаритних кормодробарок (стр. 6 из 11)

провести математичну обробку експериментальних даних та встановити інтервал раціональних значень параметрів ротора з шарнірно закріпленими молотками малогабаритної зернової кормодробарки.

4.2Умови проведення експериментальних досліджень

Експериментальні дослідження проводилися з метою уточнення кінематичних параметрів молоткових робочих органів у процесі роботи дробарки, технологічних параметрів процесу подрібнення зернових кормів, а також з метою перевірки виконаних нами теоретичних досліджень.

Дослідження проводилися в лабораторії кафедри "Механізіції тваринництва" Житомирського національного агроекологічного університету за прийнятими [26] та розробленими методиками на спеціально виготовлених установках.

Для виконання експерименту використовувалося зерно пшениці вологістю 12,5 - 14,5 % зі вмістом смітних домішок до 5 % та кількістю пилу 0,26% від загальної маси. Якість вихідного продукту, вологість, та ступінь подрібнення визначали згідно з ГОСТ 8770 - 58; для вівса - ГОСТ 12770 - 73; для кукурудзи - ГОСТ 136 - 68; для бобів - ГОСТ 10417 - 74. Проби відбиралися з ГОСТ 13586.3 - 83 “Метод отбора проб”

4.3 Методика проведення досліджень по вивченню раціональних режимів роботи кормодробарок

З метою виявлення, при якому з зазначених показників лінійного співвідношення ротора виконується вимога досягнення максимальної швидкості і мінімальних кутів відхилення молотка в момент початку удару,

Рис.4.1 Установка для дослідження коливань моделі молотка:

1 - корпус приладу; 2 - механізм створення опору; 3 - поворотна вісь підвісу; 4 - електродвигун; 5 - диск; 6 - тахометр стробоскопічний 2ТСт 32-456; 7 - противага; 8 - нерухома шкала; 9 - захисний кожух; 10 - регулятор частоти обертання диску; 11 - напівпровідниковий блок живлення; 12 - механізм вмикання лампи; 13 - тахогенератор; 14 - шкала відхилення моделі молотка (математичного маятника); 15 - нитка маятника; 16 - стальна кулька було проведено серію дослідів на спеціально розробленій і виготовленій установці.

На установці (рис.4.1) маятник, що складається зі сталевої кульки 16 та гнучкої капронової нитки 15, моделює молоток дробарки, який закріплений на диску з віссю 5 за допомогою гвинта. Таке закріплення дозволяє легко змінювати довжину маятника і, відповідно, значення показника лінійного співвідношення між радіусом підвісу r_o і зведеною довжиною молотка l_зв.

Вісь підвісу маятника вільно обертається в підшипниках, що встановлені на диску 5.

У зв'язку з незначністю опорів поворотові осі і дуже малими масами нитки і кульки маятник установки з достатнім ступенем точності можна прийняти за математичний, а відстань від осі пальця до центра кульки рівним приведеній довжині молотка.

Для проведення дослідів при різних кутових швидкостях диска привід якого здійснюється двигуном 4 постійного струму (типу ПЛО-7-2 з номінальною потужністю 110 Вт), підключеного через напівпровідниковий блок живлення 11 до мережі перемінного струму. Регулювання числа обертів виконується лінійним автотрансформатором 10, включеним у ланцюг обмотки ротора двигуна.

Для виміру швидкості обертання диска вал двигуна з'єднаний з валом тахогенератора 13, до клем якого підключений вольтметр, що фіксує частоту обертання диска 5 з маятником. На диску закріплена шкала кутових амплітуд коливань маятника 14, що обертається разом з диском 5. Центр цієї шкали сполучений з віссю підвісу маятника, а її нульова відмітка розташована на радіусі диска, що проходить через вісь підвісу.

Положення шкали 14 і разом з нею осі підвісу маятника в кожен момент часу можна визначати по круговій шкалі 8, закріпленій разом із захисним кожухом 9 нерухомо на корпусі 1. Нульова відмітка нерухомої шкали розташована внизу. При кожному обороті вала контакт механізму вмикання 12, установлений на рухомому текстолітовому кільці, замикає сталеві пружинні контакти електричного ланцюга стробоскопа 6. Безінерційна лампа стробоскопа при кожному обороті висвітлює на мить диск, маятник і тоді його шкала представляються спостерігачеві нерухомими.

Це дозволяє відраховувати по нерухомій шкалі 8 кут повороту осі, а по рухомій шкалі 14 - кут відхилення маятника від радіально - рівноважного положення. Механізм вмикання лампи 12 дозволяє вільний поворот втулки на будь - який кут. Обмежується поворот втулки кутом у 360º за допомогою гвинта і пружного, нерухомо закріпленого обмежувача.

Поворотом втулки разом із пружинними контактами, здійснюваним при обертанні диска, досягається зміна моменту включення лампи стробоскопа і, відповідно, миттєве висвітлення маятника при будь-яких, наперед обраних положеннях його осі підвісу.

Коливання маятника збуджуються механізмом створення опору 2 (рис.4.4), що складається з гумової пластини, об яку при кожному оберті диска вдаряється кулька маятника. Пластина з допомогою кронштейна закріплена на гвинті, підйом і опускання якого здійснюється поворотом гайки (рис.4.2, поз.6).

Поворотові гвинта при цьому перешкоджає шпонка, установлена на корпусі приладу що вільно входить в подовжній паз гвинта. Регулюванням розташування пластини по висоті досягається удари кульки по однієї і тій же площадці пластини при різній довжині маятника. Ця площадка відзначена пофарбованою плямою.

Реакція пластини імітує реакцію порцій матеріалу, що подрібнюється, які надходить у дробильну камеру.

При русі в продуктово-повітряному шарі робочої камери відбувається безліч зіткнень молотка з твердими частками шару, але вони менш інтенсивні, мають безладний, хаотичний, неперіодичний характер. Зіткнення ж молотків з порціями матеріалу, що надходять у камеру, мають періодичний характер, що визначає коливання молотка. Тому дослідження періодичних коливань маятника проведені з одною пластиною.

Експеримент проводився в наступній послідовності.

Рис.4.2 Дослідження руху моделі молотка к_L= 4:

1 - модель молотка (математичний маятник), 2 - шкала кутового відхилення моделі молотка, 3 - шкала кутового положення осі підвісу моделі молотка, 4 - захисний кожух, 5 - диск, що обертається, 6 - механізм створення опору, 7 - опорний стіл

Відстань r_овід осі обертання диска до осі підвісу маятника у всіх дослідах цієї серії постійна і дорівнює 0,09 м. Довжина l_зв маятника послідовно встановлювалась рівною 0,0225; 0,030; 0,040; 0,060 м, що відповідало значенням показника лінійного співвідношення k_L4; 3; 2,25; 1,5. З метою збереження постійної величини кінетичної енергії кульки при удару на різних довжинах маятника кутові швидкості обертання w_е диска підбиралися так, щоб величина кінетичної енергії

була постійною.

Для маятника довжиною l_зв= 0,030 м прийнятеw_е30=104,7 с^-1 (відповідне n=1000 об/хв), відповідно прийняті w_е22,5=111,7 с^-1, w_е40=96,6 с^-1, w_е60=83,8 с^-1,w_е90=69,8 с^-1.

З маятником довжиною l_зв=0,040 м (k_L=2,25) досліди проведені також при кутових швидкостях обертання w_e=733; 104,7; 125,6; 175,1 с^-1. При прийнятих значеннях w_e30 відцентрова сила маси кульки маятника більше сили ваги в:

раз,

у зв'язку з чим коливання, викликані змінами моменту гравітаційних сил ваги маятника при його обертанні, настільки незначні, що в дослідах, проведених без удару кульки об пластину (пластина опущена), відхилення маятника від радіально-рівноважного стану в усіх положеннях осі підвісу не були помічені [52].

4.4 Методика визначення енергетичних показників роботи молоткової кормодробарки

Для визначення витрат енергії на подрібнення зернових кормів було вдосконалено стенд для дослідження процесу роботи молоткової кормодробарки (рис.4.1 і рис.4.2), що дає можливість визначити раціональні параметри фізичного маятника по куту відхилення при взаємодії з шаром зернових кормів і при цьому фіксувати витрачену потужність [52].

Виконання фізичного маятника у вигляді сталевого пластинчатого молотка виключає похибку від еластичності нитки фізичного маятника, що наближує умови проведення експерименту до відповідного процесу у молотковій кормодробарці. Вдосконалення джерела живлення забезпечує можливість визначати потужність, затрачену в процесі роботи, а встановлення прозорої передньої стінки захисного кожуха дає змогу контролювати фізичні параметри процесу подрібнення зернових матеріалів.

Вид А

Рис.4.3 Схема стенду для дослідження роботи молоткової дробарки:

1 - корпус, 2 - електродвигун, 3 - вал, 4 - диск, 5 - вісь маятника, 6 - молоток, 7 - шкала кутових відхилень, 8 - кожух, 9 - горловина, 10 - передня стінка, 11 - шкала товщини шару, 12 - механізм замикання контактів.13 - стробоскоп, 14 - тахогенератор, 15 - вольтметр, 16 - джерело живлення, 17 - прилад К - 505

Стенд для дослідження процесу роботи молоткової дробарки (рис.4.3) містить корпус 1, де встановлено електродвигун постійного струму 2, на одному кінці вала 3 якого закріплено диск 4 з віссю 5, на якій навішений фізичний маятник у вигляді пластинчатого молотка 6. На диску 4 розміщена шкала 7 для визначення кутових відхилень молотка 6. Зона обертання диска 4 захищена циліндричним кожухом 8 з горловиною 9 для завантаження кормів у верхній частині та прозорою передньою стінкою 10, на якій є шкала 11 для визначення товщини шару зернових кормів. На вільному кінці вала 3 встановлено механізм замикання контактів 12 стробоскопічної лампи 13 і тахогенератор 14, пов’язаний з вольтметром 15 для визначення частоти обертання вала двигуна 2, що живиться від джерела постійного струму 16.