Влияние параметров шнекового дозатора на его точность дозирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. При производстве комбикормов необходимо строгое соблюдение количества отдельных компонентов в общей массе кормосмеси. В этом аспекте особую роль занимает процесс дозирования компонентов, проходящий в автоматизированным режиме в современных условиях. В работе рассматривается процесс дозирования компонентов комбикорма шнековым дозатором, который имеет ряд преимуществ перед другими видами дозаторов при введении сыпучих компонентов кормов. Однако, важным его недостатком является малая точность из-за наличия некоторого количества материала, находящегося в состоянии свободного падения. В работе описаны теоретические исследования, позволяющие в дальнейшем скорректировать работу шнековых дозаторов.

Цель работы — определить влияние конструктивных особенностей и режима работы дозатора, а также физико-механических свойств компонентов комбикорма на массу навески.

Методы. В работе использованы математические методы, основанные на физических законах. При проведении вычислительного эксперимента использована система компьютерной математики MathCad Prime 6.0.

Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований изучена зависимость количества материала, находящегося в состоянии свободного падения, от высоты падения, подачи материала и скорости витания частиц материала. При этом установлено, с увеличением высоты падения происходит рост количества материала, находящегося в падении, по экспоненциальной зависимости. При дозировании компонентов с разными физико-механическими свойствами при фиксированных значениях подачи материала и высоты столба падения наблюдается большее количество компонентов в состоянии свободного падения, имеющих меньшую скорость витания.

Заключение. Исследование рационально использовать при взвешивании небольших довесок до 500 г для различного рода добавок. Полученные результаты исследования позволят скорректировать программу управления работой дозатора.

Об авторах

Сергей Юрьевич Булатов

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: bulatov_sergey_urevich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9099-0447
SPIN-код: 8060-9771

доцент, доктор техн. наук, профессор кафедры «Технический сервис»

Россия, Нижегородская обл., 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Алексей Юрьевич Исупов

Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н. В. Рудницкого (ФАНЦ НИИСХ Северо-Востока)

Email: isupoff.aleks@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3399-5089
SPIN-код: 5349-5383

кандидат техн. наук, доцент кафедры механики и инженерной графики

Россия, Киров

Владимир Николаевич Нечаев

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: nechaev-v@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-7566-6013
SPIN-код: 9562-7900

кандидат техн. наук, доцент кафедры «Технические и биологические системы»

Россия, Нижегородская обл., 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Алексей Николаевич Пронин

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Email: aleksei031323@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-2410-3382
SPIN-код: 7573-7552

аспирант кафедры «Технический сервис»

Россия, Нижегородская обл., 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Оксана Александровна Тареева

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: oksya-kn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2682-1216
SPIN-код: 1242-4318

доцент, кандидат техн. наук, профессор кафедры «Технические и биологические системы»

Россия, Нижегородская обл., 606340, Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а

Список литературы

  1. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. Итоги работы агропромышленного комплекса за 2022 год подвели в ходе заседания коллегии министерства сельского хозяйства и продовольственных ресурсов Нижегородской области 7 апреля. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://mcx.gov.ru/press-service/regions/itogi-raboty-apk-za-2022-god-podveli-na-kollegii-ministerstva-selskogo-khozyaystva-i-prodovolstvenny/
  2. Сабиев У.К., Амрин Р.Н., Кушнерик А.Н. Краткий анализ многокомпонентных дозаторов сыпучих кормов // Вестник ОмГАУ. 2016. № 2 (22). С. 238–241.
  3. Мишуров Н. П. Рекомендуемые технологии производства комбикормов в хозяйствах // Вестник ВНИИМЖ. 2015. №4. С. 6–14.
  4. Сысуев В.А., Алёшкин А.В., Савиных П.А. Кормоприготовительные машины. Теория, разработка, эксперимент. Том 1. Киров : Зональный НИИСХ, 2009.
  5. Сыроватка В.И. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. Москва : ГНУ ВНИИМЖ, 2010.
  6. Ведищев С.М. Совершенствование технологий и технических средств приготовления и раздачи кормосмесей в сельскохозяйственных свиноводческих организациях: дис. ... доктора техн. наук. Тамбов, 2018. [дата обращения: 12.05.2023] Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01008717393
  7. Шестов Д.А. Анализ процессов дозирования и взвешивания сыпучих материалов // Инновации в сельском хозяйстве. 2012. № 1 (1). С. 40–44.
  8. Лялин Е.А. Обоснование основных конструктивно-технологических параметров спирально-винтового дозатора комбикормов: дис. ... кандидат техн. наук. Пермь, 2019. [дата обращения: 12.05.2023] Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41472660
  9. Садов В.В. Обоснование структуры и состава технологических линий для производства комбикормов в сельскохозяйственных предприятиях: дис...доктора техн. наук. Барнаул, 2017. [дата обращения: 12.05.2023] Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01008705706
  10. Федоренко И.Я. Технологические процессы и оборудование для приготовления кормов. Москва : Форум, 2015.
  11. Фуфачев В.С. Повышение эффективности функционирования комбикормового агрегата путем совершенствования технологического процесса и рабочих органов дозатора: автореф. дис. … кандидат техн. наук. Киров, 2009. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01003466261
  12. Патент РФ № 2146220 / 15.08.1995. Нэф П., Бюлер К. Микродозирующее устройство. [дата обращения: 12.05.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2146220C1_20000310
  13. Патент РФ № 2486479 / 27.06.2013. Бюл. № 18. Курдюмов В.И., Артемьев В.Г., Барышов А.О. Дозатор — смеситель сыпучих материалов [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2486479C1_20130627
  14. Патент РФ № 2746166 / 08.04.2021. Бюл. № 10. Ковалева О.В., Чичигин А.С., Камнев К.А., и др. Шнековый дозатор для сыпучих компонентов. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2746166C1_20210408
  15. Патент РФ № 2213709 / 10.10.2003. Бюл. № 28. Еременков В.В., Субботин К.Ю., Постников В.В. Питатель сыпучих и комкующихся компонентов стекольной шихты. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2213709C2_20031010
  16. Патент РФ № 2235978 / 10.09.2004. Бюл. № 25. Гаранин Л.П., Брехов Г.В., Куценко Г.В., и др. Весовой дозатор дискретного действия для взрывоопасных порошкообразных материалов. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://patenton.ru/patent/RU2235978C1
  17. Патент РФ № 2281803/ 20.08.2006. Бюл. № 23. Баранов Н.Ф., Фуфачев В.С. Дозатор сыпучих материалов. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet
  18. Патент РФ № 2011411/ 08.02.1991. Василенко Н.В., Ивашов Е.Н., Ориничев С.М., и др. Дозатор сыпучих материалов. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet
  19. Патент РФ № 2287263/ 20.11.2006. Бюл. № 32. Мухин В.А., Шестера Ю.В., Акульшин А.А., и др. Бункер-дозатор сыпучих кормов. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet
  20. Патент РФ № 2742563/ 08.02.2021. Бюл. № 4. Сидоркин В.И., Новиков Н.Н., Гайбарян М.А., и др. Шнековый дозатор твердых минеральных удобрений. [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet
  21. Мартыненко Я.Ф. Промышленное производство. Москва : Колос, 1975.
  22. Кукта Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов. Москва : Агропромиздат, 1987.
  23. Сергеев А.Г., Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., и др. Оценка характеристик системы дозирования компонентов комбикорма в условиях хозяйства // Аграрный научный журнал. 2020. № 8. С. 93–99.
  24. Корольков В.Г. Имитационная модель системы управления процессом дозирования компонентов комбикорма // Естественные и математические науки в современном мире. 2014. № 16. С. 67–73.
  25. Межгосударственный стандарт ГОСТ 10223-97 «Дозаторы весовые и дискретного действия», общие требования, введен 1 июля 1999 г.
  26. Хайлис Г.А. и др. Механико-технологические свойства сельскохозяйственных материалов. Луцк : ЛГТУ, 1998.
  27. Мельников С.В. Методика изучения физико-механических свойств сельскохозяйственных растений. Москва : ВИСХОМ, 1960.
  28. Строймеханика. Оборудование для работы с сыпучими материалами производства различных сухих смесей [internet] [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: https://www.stroymehanika.ru/article_3.php
  29. Скорости пневмотранспортирования и скорости витания некоторых материалов [internet] [дата обращения 12.05.2023] Режим доступа: http://asp-hpz.narod.ru/load/kursovye_proekty/skorosti_pnevmotransportirovanija_i_skorosti_vitanija_nekotorykh_materialov/7-1-0-68
  30. Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., Сергеев А.Г., и др. Результаты исследований весового дозирования ингредиентов комбикорма // Техника и оборудование для села. 2021. № 1 (283). С. 20–24.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Расчетная схема к определению времени полета частицы сыпучего материла.

Скачать (80KB)
3. Рис. 2. Расчетные схемы к определению объема конуса a) и центра тяжести матриала, находящегося в межвитковом пространстве шнека b).

Скачать (222KB)
4. Рис. 3. Пример численного поиска времени падения в MathCad Prime 6.0.

Скачать (35KB)
5. Рис. 4. Зависимость количества сыпучего материала в состоянии свободного падения от времени падения и подачи.

Скачать (82KB)
6. Рис. 5. Влияние высоты падения и подачи материала на массу в свободном падении.

Скачать (146KB)
7. Рис. 6. Зависимость высоты столба падения от скорости витания материала и массы материала в свободном падении.

Скачать (83KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).