Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

902

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
09.01.2024
Размер:
11.08 Mб
Скачать

Сила давления лопатки на внутреннюю поверхность статора меняется в течении полу-

оборота от максимального значения до минимального в зависимости от положения лопатки. Поэтому при const сила трения будет меняться.

F тр N mR 2

Максимальное трение будет происходить в верхней части статора, а минимальное трение будет иметь место в нижней части статора.

Вывод. Разработана математическая модель для определения силы трения лопаток ротора о внутреннюю поверхность статора при воздействии изменяемых центробежных сил. В результате переменного воздействия лопаток ротора на внутреннюю стенку статора происходит неравномерная выработка его внутренней поверхности.

Литература

1.Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Учебник для тех вузов. – 7-е изд.стер. - СПб.: Издательство «Лань», 2010-876 с.

2.Мжельский Н.И. Вакуумные насосы для доильных установок. М., Машиностроение, 1974 ,152 с.

УДК 62.97

Е.В. Одинцев – магистрант 2 курса, И.М. Скумбин – доцент, канд. геол.-минерал. наук;

Ю.Е. Куимов – научный руководитель, доцент, канд. техн. наук, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДЛЯ УТОЧНЕННОГО РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация. В предлагаемой статье представлены формулы для уточненного расчета коэффициента трения любых материалов.

Ключевые слова: момент силы, момент инерции, коэффициент трения.

Цель работы заключается в разработке методики для определения коэффициента трения любых материалов.

Исследованием явления трения впервые занимался Леонардо да Винчи. В конце XVII в. французский физик Амонтон установил независимость силы трения от величины поверхности соприкасания тел. Законы трения были сформированы французским физиком Кулоном. [2]

Процесс трения, согласно современным представлениям, не является стационарным. При скольжении двух тел друг по другу происходит схватывание, срыв и срез микронеровностей трущихся поверхностей.

На схеме, представленной ниже, рассмотрим силу трения и представим методику для определения коэффициента трения материалов.

Силой трения (Fтр) называют силу, возникающую при относительном движении тел. Эмпирически установлено, что сила трения скольжения зависит от силы взаимного давления тел (реакции опоры) N, материалов поверхностей трущихся тел, скоростей относительного движения.

351

Схема проведения опыта по изучению коэффициента трения.
Находим силу трения:
Fтр N (1)
Сила нормальной реакции опоры зависит от веса тела. Она равна ему по модулю, но противоположна по направлению. Вес тела (P) можно вычислить, зная массу тела. Таким образом, если не учитывать векторность величин, можно записать, что N = P = mg= Fт2. Тогда сила трения находится по формуле:

FTP

m2

g

(2)

 

 

 

где - коэффициент трения величина безразмерная. Коэффициент трения определяют эмпирически (опытным путем).

m2 масса тела, (кг); g - ускорение свободного падения = 9.81 (м/c2) Сила тяжести груза находится по формуле:

FT1 m1 g

(3)

 

где m1 - масса груза, (кг)

 

T1 T 2 (T1 T 2) – сила которая тратиться на раскручивание блока массой m3

 

Где T 1 - натяжение нити между блоком и грузом,

 

T 2 - натяжение нити между блоком и телом.

 

Составляем баланс сил. Все силы переносим на координату.

 

FT1 - совпадает с направлением координаты, а T1 направлена в обратную сторону, что

показывает отрицательную координату.

 

По второму закону Ньютона

 

FT1 T1 m1a

где a - линейное ускорение (м/с2).

a r

где ε - угловое ускорение. Используя формулу (4) запишем:

T1 FT1 m1 a

Движение тела m2 определяется соотношением:

T 2 FTP m2 a

T 2 m2 a FTP

Момент инерции блока:

I

m3 r2

2

 

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

где: m3 - масса блока, (кг); r

- радиус блока, (м)

 

Момент силы действующий на блок

 

 

M (T1 T 2) r

 

(10)

 

Используя основной закон динамики вращения запишем

 

 

M I

 

(11)

 

 

 

Подставляя формулы (5), (9) в формулу (11) получим

3

2

 

a

 

M m

r

r

 

2

 

(12)

 

 

 

 

Приравнивания (10) и (12) запишем

(

 

T 2

)

r

m3 r a

 

T1

 

 

2

(13)

 

 

 

 

 

Вместо T1 и T 2 подставим формулы (6) и (8)

352

m1 g m1 a m2 a m2 g m3 a

(14)

2

где T1 m1 g m1 a

T 2 m2 a m2 g

 

m1 g m1 a m2 a

m3 a

m2 g

 

 

(15)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

m1 g m1 a m2 a

m3 a

 

 

m1 g

 

 

 

m2

m3

 

2

 

 

 

a m1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m2 g

 

 

 

 

 

m2 g

 

 

(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Путь, пройденный грузом или телом

 

a t2

2

 

 

a

 

 

 

 

2

t

2

 

 

 

 

 

 

(17)

 

 

 

 

 

0 t

at2

 

 

 

(18)

 

 

2

 

 

 

0 0

at 2

 

 

 

2

 

На значение коэффициента трения любой пары тел, между которыми рассматривается сила трения, оказывает влияние качество обработки поверхностей трущихся тел, присутствия на них грязи, скорости движения тел друг относительно друга и т.д . Поэтому те значения коэффициентов сил трения, которые указаны в справочных таблицах, полностью совпадают с действительностью лишь при условиях, в которых они были получены. Следовательно, значения коэффициентов сил трения нельзя считать неизменной для одной и той же пары трущихся тел.

Методика разработана с целью сравнения с результатами полученными другими авторами. Если значения сходятся или близки, то наша методика верна и возможно определить коэффициент трения любых материалов.

Коэффициенты трения некоторых пар материалов, рассчитанные по предложенной методике, приведены в таблице.

Таблица

Коэффициенты трения для различных пар материалов, полученных при помощи данной методики

Чугунчугун

0,3

 

 

Чугунсталь

0,19

 

 

Чугунтекстолит

0,38

 

 

Чугунфторопласт с графитом

0,19

 

 

Вывод: разработана уточненная методика для расчета коэффициента трения материалов с учетом скорости движения и пройденного расстояния трущегося тела. Метод точнее динамометра, так как возможно рассчитать коэффициент трения при различных скоростях движения тел.

Литература

1.Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики – 16-е изд., стер. –М.: Высш. шк., 2006-416 с.

2.Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Учебник для тех вузов. – 7-е изд.стер.- СПб.: Издательство «Лань», 2010-876 с.

353

УДК 631.37

Е.Н. Перетягин – магистрант 1 курса; А.Т. Манташов – научный руководитель, профессор,

ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

АНАЛИЗ СПОСОБОВ УМЕНЬШЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Аннотация. В статье описаны основные компоненты продуктов сгорания дизельных двигателей внутреннего сгорания и их влияние на организм человека. Представлена классификация систем очистки отработавших газов двигателя в зависимости от места и способа воздействия. Сделаны выводы о причинах отсутствия универсальных технических средств уменьшающих токсичность отработавших газов.

Ключевые слова: отработавшие газы, компоненты, токсичность, дизельный двигатель, сажа, нейтрализатор, оксид азота, частицы, фильтр, рециркуляция.

Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от ее решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человека. Токсичные вещества нарушают рост растений, способствуя снижению урожаев, потерям в животноводстве, постепенной гибели деревьев.

Автомобильные и тракторные двигатели внутреннего сгорания загрязняют атмосферу вредными веществами, выбрасываемыми с отработавшими и картерными газами, а также топливными испарениями. При этом 95—99 % вредных выбросов современных двигателей приходится на отработавшие газы, состав которых сложен и зависит от конструкции двигателя, его мощности, скоростного и нагрузочного режима работы.

Основными загрязнителями окружающей среды являются продукты неполного сгорания и окислы. В дизельных двигателях нормируются выбросы оксида углерода (СО), несгоревшие углеводороды (СН), оксиды азота (NОХ) и твѐрдые частицы (сажа), причѐм основными факторами, определяющими токсичность, является наличие в отработавших газах NОХ и сажи. Общая доля этих компонентов в суммарном приведѐнном выборе вредных веществ составляет 93…95% (на NОХ приходится 49…50%, на твѐрдые частицы – 44…45%) [4].

Оксиды азота попадая в организм человека соединяются с водой (Н2О), образуя в дыхательных путях соединения азотной (HNO3) и азотистой (HNO2) кислот. При отравлении оксидами азота характерно наличие скрытого периода. Человек удовлетворительно чувствует себя при работе с опасными концентрациями оксидов азота, а впоследствии тяжело заболевает. Вдыхание с воздухом 0,01% оксидов азота в течение 0,5-1,0 часа может вызвать серьезные заболевания. Кроме того, оксиды азота участвуют в процессах, ведущих к образованию смога [5].

Сажа - мелкая пыль, засоряет дыхательные пути, раздражает их и может явиться причиной хронических заболеваний. Главная опасность сажи заключается в том, что на ее поверхности адсорбируются токсичные и канцерогенные вещества, которые, попадая в организм человека не выводится из него до конца его жизни и являются основной из причин возникновения онкологических заболеваний [5].

Виды твѐрдых частиц, выбрасываемых дизельными двигателями в окружающую среду, могут быть разделены на 4 группы или фракции соединений [1]:

1)Углеродная, занимающая около 75 % от общего количества в выбросах твѐрдых частиц. Раздражающе действует на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывает воспалительные процессы в лѐгких, при высоких концентрациях и длительном воздействии вызывает рак лѐгких. Является причиной нарушений деятельности сердечно-сосудистой системы, вызывает возникновение аритмий, стенокардию, инфаркт миокарда, тромбоз сосудов.

2)Органическая, которая занимает около 19 % от общего количества выброса твѐрдых частиц. Оказывает раздражающее и общетоксичное действие, а также включает некоторые соединения мутагенов и концерогенов.

354

3)Неорганические примеси, занимающие около 5 % от объѐма выброса твѐрдых частиц – это соединения тяжѐлых металлов, которые являются сильными ядами (оксид хрома, соединения мышьяка, канцерогены и др.).

4)Сульфаты и нитраты, доля которых около 1 % от общего объѐма – это аэрозоль, раздражающая слизистые дыхательных путей и глаз. Вызывает их атрофические изменения, бронхиты, пневмосклерозы, язвенную болезнь. Ведѐт к функциональным изменениям деятельности сердечно-сосудистой и центральной нервной системы, заболеваниям печени.

Диапазон твѐрдых частиц, в отработавших газах охватывает пять порядков – от 100 мкм до 0,001 мкм; 98 % массы составляют частицы диаметром менее 10 мкм, 94 % - менее 2,5 мкм, 92 % - менее 1 мкм [1].

Негативное воздействие аэрозолей на живые организмы связано не только с их химическим составом, но и с физическими свойствами, в частности, с высокой дисперсностью. Чем меньше частицы, тем большей проникающей способностью они обладают и тем в более глубокие отделы дыхательной системы человека могут поступать. Кроме того аэрозоль при одинаковой массе имеет большую площадь поверхности.

Твѐрдые частицы отработавших газов занимают лишь 3…10 % от всех частиц, выбрасываемых в атмосферу дизельными двигателями, но в последнее время именно они вызывают наибольшие опасения, так как доказана взаимосвязь между заболеваемостью раком и воздействием дисперсного материала, т. е. фракция твѐрдых частиц размером менее 1 мкм является одной из самой опасной для здоровья человека [1].

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: I – чрезвычайно опасные, II – высокоопасные, III – умеренно опасные и IV – мало опасные. В отработавших газах дизельных двигателей к первой группе относится большинство канцерогенных веществ, которые могут быть на поверхности сажи, ко второй группе относятся оксид азота и несгоревшие углеводороды, все остальные вещества относятся

ктретьей или четвѐртой группе [5].

Способы и средства для снижения токсичности вредных веществ, входящих в состав отработавших газов дизельного двигателя, сводятся к воздействию на рабочий процесс или отработавшие газы двигателя [3, 5].

По воздействию на отработавшие газы способы подразумевают использование:

-сажевых фильтров (керамические или керамические с каталитическим покрытием);

-жидкостных нейтрализаторов (барботажного типа, поверхностно-плѐночные, ударноинерционные, центробежного типа, динамические, насадочные и распыливающие);

-каталитических нейтрализаторов (алюминево-платиновые, металооксидные);

-пламенных нейтрализаторов.

По совершенствованию рабочего процесса способы подразумевают использование:

-устройства для уменьшения дымности (механический или пневматический корректор регулятора топливного насоса высокого давления);

-рециркуляции отработавших газов;

-автоматической регулировки угла опережения впрыска топлива;

-совершенствование смесеобразования;

-присадок к топливу (антидымные или интенсифицирующих горение);

-альтернативных видов топлива (топливо растительного происхождения, сжиженный или сжатый газ, спирт, водород и др.);

-добавление воды к рабочему телу (окислителю (воздух) или топливу);

-озонирование воздушного заряда (обработкой ультрафиолетовым излучением или в генераторах озона);

-использование гибридных установок.

Анализ способов уменьшения токсичности показывает, что в настоящее время отсутствует универсальный способ выполнения требований экологической безопасности по компонентам отработавших газов по следующим причинам [2]:

355

-для уменьшения NОХ требуется снижение температуры процесса сгорания, для чего используется рециркуляция отработавших газов, подача воды к рабочему телу, уменьшение угла опережения подачи топлива и другие способы;

-для уменьшения СН требуется повышение полноты сгорания, что достигается путѐм увеличения угла опережения впрыска топлива, применением присадок к топливу, озонирование воздушного заряда и другие способы;

-для уменьшения СО требуется улучшение процесса смесеобразования и сгорания, что достигается увеличением давления впрыска топлива в камеру сгорания, двухфазная подача топлива, применение присадок к топливу и др.;

-для уменьшения концентрации твѐрдых частиц (сажи) используется увеличение избытка воздуха, что обеспечивается применением наддува, охлаждением воздушного заряда, коррекцией подачи топлива, применением присадок к топливу, жидкофазная нейтрализация, применение сажевых фильтров, каталитическое окисление дизельной сажи и др.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что мероприятия направленные на уменьшение концентрации какого-либо компонента продуктов сгорания неизменно влечѐт за собой увеличение концентрации другого.

Одним из способов уменьшения концентрации твѐрдых частиц в выхлопных газах дизельного двигателя без влияния на другие токсичные компоненты является термическое некаталитическое окисление (пламенные нейтрализаторы).

Метод пламенного дожигания основан на способности токсичных компонентов отработавших газов окисляться при высокой температуре и наличии свободного кислорода в газовой смеси до конечных окислов – воды и углекислого газа. Минимальная температура для интенсивной реакции окисления альдегидов 550 0С, оксида углерода и углеводородов 700 0С [3].

В общем виде пламенный дожигатель представляет теплоизолированный сосуд, соединѐнный с выпускной системой двигателя, с двухсторонней подачей выхлопных газов. Термическое окисление вредных примесей в выхлопных газах осуществляется за счѐт их собственного тепла. С целью увеличения температуры выхлопных газов до 700…800 0С корпус нейтрализатора дополнительно термоизолируется от окружающей среды и иногда используется сжигание дополнительного количества топлива. Воздух, идущий на окисление сажи, предварительно нагревается горячими стенками двигателя.

Данный метод обезвреживания отработавших газов не нашѐл широкого распространения, так как необходимы затраты дополнительной тепловой энергии для поддержания в тепловой камере нейтрализатора необходимой температуры. Также вследствие возрастания давления отработавших газов в выпускной системе происходит некоторое уменьшение мощности при увеличении удельного расхода топлива.

Таким образом разработка методов и универсальных технических средств снижения вредных выбросов дизельных двигателей с минимальными затратами на модернизацию актуальна и требует более глубокого изучения.

Литература

1.Булаев В. Г. Экологическая безопасность тягового подвижного состава – Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2010. – 164 с.

2.Двигатели внутреннего сгорания: учебник: в 3 кн. / В. Н. Луканин [и др.]; ред.: В. Н. Луканин, М. Г. Шатров. - М.: Высшая школа, 2010. - 479с.

3.Кудряшова Е. Ю. Анализ систем снижения токсичности отработавших газов // Машинно-технологическая станция. 2012. №6. с 20-23.

4.Кутенев В.Ф., Звонов В.А., Корнилов Г.С. Научно-технические проблемы улучшения экологических показателей автотранспорта // Автомобильная промышленность. 1998. №11. с. 7-11.

5.Тришкин И. Б. Вопросы теории снижения токсичности дизелей: [монография] / И. Б. Тришкин. - Рязань: Федеральное гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Рязанский гос. агротехнологический ун-т им. П. А. Костычева", 2009. - 199 с.

356

УДК 631.3

А.М. Помыткин, А.Д. Худякова – студент; В.Д. Галкин – научный руководитель, профессор, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОЛОТИЛЬНО-СЕПАРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ

Аннотация. Целью работы является выявление направлений совершенствования моло- тильно-сепарирующих устройств зерноуборочных комбайнов. Приведены направления совершенствования зерноуборочных комбайнов и их молотильносепарирующих устройств как оте-

чественных и импортных марок (JOHNDEERE,ROSTSELMASH, Claas).

Ключевые слова: комбайны, зерно, молотильно-сепарирующие устройства.

Технологии уборки зерновых культур с каждым годом совершенствуются и ведется разработка и выпуск новых комбайнов, их рабочих органов, которые направлены на более качественный обмолот зерна и снижение затрат энергии.

Целью работы является выявление направлений совершенствования зерноуборочных комбайнов и их молотильно-сепарирующих устройств.

Лидерами по производству и реализации зерноуборочных машин являются фирмы CLAAS (Германия),JohnDeere, NewHolland,Case (CША).Оставшуюся долю рынка комбайнов занимают Великобритания, Италия, Финляндия, Баларусь, Россия и Украина [1].

Основными направлениями совершенствования комбайнов являются: повышение устойчивости протекания технологического процесса, снижение потерь зерна и его засоренности при неблагопроятных условиях уборки, сокращение расхода топлива, снижение воздействия на почву, повышение надежности, экологической безопасности, создание комфортных условий для комбайнеров.

Внастоящей статье приведены некоторые конструктивно-технологические схемы моло- тильно-сепарирующих устройств новых комбайнов.

Вмолотильно-сепарирующем устройстве комбайна JohnDeereS660 [3] использутсяновый принцип обмолотатолщина слоя соломы уменьшается по конической области обмолота, в передней части наиболее легко отделяемое зерно извлекается посредством трения обмолачиваемой массы при ее перемещении, в задней части конуса отделяются оставшиеся зерна, требующие более интенсивного обмолота.

Зерноуборочные комбайны марок TUCANO фирмы CLAAS(Германия) - единственные в своем классе, оснащенные молотилкой APS, позволяющей повысить производительность на 20% при неизменном расходе топлива [4]. Инновационные технологии CLAAS уже перед молотильным барабаном позволяют увеличить скорость потока зерновой массы от 3 м/с до 20 м/с, что обеспечивает максимальную эффективность всех последующих процессов. Благодаря предварительному ускорению хлебной массы, обеспечивается ее разделение − поток хлебной массы становится более тонким и равномерным. Кроме этого повышается эффективность сепарация зерна благодаря центробежным силам. При этом до 30% зерна отделяется через подбарабанье, расположенное под ускорителем, что значительно снижает нагрузку на основную деку.

Зерноуборочный комбайн TORUM Рссийской компании ROSTSELMASHодин из самых

высокопроизводительных в мире роторных зерноуборочных комбайнов [2]. Эта машина способна за один сезон убрать свыше 2 000 га различных культур, обмолачивая от 40 т зерна в час, т.е. свыше 300 т за восьмичасовую смену. Помимо высокой производительности и экономичности, комбайны TORUM отличает способность эффективно работать на засоренных и влажных фонах. Это обусловлено применением в конструкции технологического тракта уникальной системы обмолота AdvancedRotorSystem (ARS), которая включает сразу три инновационных решения: битерную наклонную камеру, ротор с вращающейся декой и тремя точками обмолота и бесступенчатый привод ротора.AdvancedRotorSystem – это уникальная, не имеющая аналогов

357

система обмолота, которая обеспечивает значительное повышение производительности роторного комбайна, особенно на уборке в сложных условиях.Вращающаяся дека имеет два преимущества перед традиционной стационарной. Во-первых, она обеспечивает большую площадь обмолота, что позволяет использовать весь потенциал роторного молотильного устройства, повысить его производительность. Во-вторых, обуславливает возможность работать на влажных или засорѐнных хлебах, рисе за счѐт предотвращения образования застойных (мѐртвых) зон и способности деки к самоочищению.Дека имеет три молотильные секции, которые позволяют выставлять молотильный зазор в одном сечении. Благодаря этому масса обмолачивается трижды за один оборот ротора.

Среди отечественных разработок перспективным является универсальный молотильный аппарат с зубовыми бичами, разработанный в институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства [1]. Молотильный аппарат состоит из барабана и решетчатого подбарабанья. Барабан имеет корпус , подбичники с зубовыми бичами. На двух диаметрально противоположных зубовых бичах установлены обтекаемые планки . Эти планки частично перекрывают зубья по длине так, что рабочая часть последних оказывается короче, чем зубья остальных рядов.

Молотильный аппарат позволяет повысить надежность технологического процесса обмолота. При меньшей энергоемкости - снизить потери зерна не менее, чем в 1,5 раза, а степень травмирования – на 30%.

В таблице 1 представлены результаты испытаний комбайнов в полевых условиях.

 

 

 

Таблица 1

Результаты испытаний комбайнов в полевых условиях

 

 

Значение показателя

Показатель

JONH DEERE

Claas

ROSTSELMASH

 

S660

TUCANO 340

TORUM 740

Номинальная мощность

239/

205/

294/

Двигателя, кВт./ л.с.

325

279

400

Производительность за

 

 

 

1 час, га (т)

 

 

 

- основного времени

5,84(18,6)

3,17(11,82)

6,04(35,39)

- сменного времени

4,42(12,6)

2,31(8,63)

4,11(24,06)

- эксплуатационного времени

4,55(12,5)

2,28(8,51)

4,05(23,74)

Фактическая высота среза, см

13,4

12,4

16,1

Потери зерна за молотилкой,%

0,76

1,58

1,08

Качество зерна из бункера комбайна, %

 

 

 

-дробление

0,95

0,48

0,2

-содержание сорной примеси

0,24

0,7

0,8

Цена комбайна, руб.

10840678

7384500

6641857

Себестоимость уборки, руб/га

1696,9

1248,9

1353,3

Выводы. 1. Основными направлениями совершенствования зерноуборочных комбайнов являются: повышение устойчивости протекания технологического процесса, снижение потерь зерна и его засоренности при неблагопроятных условиях уборки, сокращение расхода топлива, снижение воздействия на почву, повышение надежности, экологической безопасности, создание комфортных условий для комбайнеров.

2. Молотильный аппарат с зубовыми бичами, разработанный в институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства, позволяет повысить надежность технологического процесса обмолота, при меньшей энергоемкости - снизить потери зерна не менее, чем в 1,5 раза, а степень травмирования – на 30%.

По показателям качества работы молотильно-сепарирущих устройств роторного типа и цене комбайна, зерноуборочный комбайн TORUM 740 Российской компании ROSTSELMASHодин из самых высокопроизводительных в мире роторных зерноуборочных комбайнов, является прямым конкурентом зарубежных комбайнов.

358

Литература

1.Липовский М.И., Перекопский А.Н. Зерноуборочный комбайн: от прошлого – к настоящему. – СПб.:

ИАЭП, 2015.-316с.

2.TORUM 740 [Электронный ресурс] / Сельхозтехника Ростсельмаш.- режим доступа: https://rostselmash.com/, свободный.(Дата обращения:10.03.2017г.)

3.TUCANO 340 [Электронный ресурс] / CLAAS: Стартовая страница.- режим доступа: http://www.deere.ru/ , свободный.(Дата обращения:10.03.2017г.)

4.S660 [Электронный ресурс] / John Deere RU.- режим доступа: http://www.claas.ru/ , свободный.(Дата обра-

щения:10.03.2017г.)

УДК 631.363

М.А. Устюгов – магистрант 1 курса, Д.А. Козлова – магистрант 1 курса, А.В. Костицин – аспирант 1 года обучения; Н.В. Трутнев – научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ВЛИЯНИЯ МАТРИЦЫ НА ПРОЦЕСС ЭКСТРУДИРОВАНИЯ

Аннотация. Обоснована актуальность темы исследования,рассмотрены существующие матрицы экструдеров, описано влияние матрицы на свойства экструдированных зерновых кормов, приведена классификация матриц экструдеров.

Ключевые слова: обзор исследований, экструдер, матрица, экструзионная головка, фильера.

Введение. Многообразие перерабатываемых кормов, отражается на конструкции, исполнении и режимах работы экструдеров и связанного с ним вспомогательного оборудования. В каждом нормально работающем шнековом экструдере происходят следующие процессы: продвижение перерабатываемого материала к выдавливающему концу шнека, перемешивание, нагрев его до необходимой температуры за счѐт трения исходного материала о рабочие органы, или с помощью наружных нагревательных элементов, пластификация или расплавление, гомогенизация и, наконец, выдавливание через формующий инструмент благодаря образуемому шнеком давлению.

Методика. Наиболее интенсивно структурообразование расплавов биополимеров протекает под действием сил сдвига и сжатия в головке экструдера и фильере, что обусловлено изменением реологических условий течения в этих зонах. В зависимости от конструкции фильер можно получать экструдаты всех трех типов структур: пористой, волокнистой и однородной макроструктуры. Волокнистые и однородные макроструктуры получают, используя специально охлаждаемые фильеры с отношением длины к диаметру значительно больше единицы, в которых происходит постепенное понижение давления и охлаждение расплава биополимеров до температуры ниже 110...115 °С. При получении экструдатов пористой макроструктуры используют короткие неохлаждаемые фильеры. Скорость сдвига при этом максимальна и лежит в пределах от 50 до 3000 . При экструдировании черновых материалов неизменно возникают колебания давления в предматричной зоне экструдера, в связи с чем, у матриц, устанавливаемых на такие экструдеры должно быть ещѐ одно важное назначение - стабилизация давления в указанной зоне.

При несоблюдении указанного условия неизбежными будут колебания в качестве полученного корма. Через матрицы осуществляется формование и выход продукции под высоким давлением в форме, определяемой конфигурацией фильер, которая весьма разнообразна. Фильеры матриц состоят, как правило, из цилиндрических формующих каналов и входных полостей переменного сечения, служащие для облегчения входа в формующий канал прессуемого материала [1].

Для выявления наиболее перспективного конструктивного решения по конфигурации матрицы для экструдироваиия зерновых материалов проведѐн анализ существующих типов матриц (рисунок 1) [4].

359

Наконечник формующей головки экструдера (рисунок 1, а) выполнен в виде цилиндра с диаметром, равным внутреннему диаметру шнека, а на втулке снята фаска, что снижает сопротивление при нагнетании продукта шнеком в зазор в матрице. В зазоре топкий слой материала находится при сложном сдвиге, расплавляется, становится похожим на ньютоновскую жидкость, происходит полная гомогенизация компонентов обрабатываемого сырья. Экструдат выводится через отверстие в шайбе небольшой толщины, что снижает потери на преодоление сопротивлений в формующей области [4].

Экструдер со сменными формующими насадками (рисунок 1, б) позволяет получать продукт различных форм. Кроме того, для лучшей гомогенизации продукта перед сменными насадками установлена специальная решѐтка [4].

Рисунок 1 - Матрицы экструдеров а - с одним отверстием; б - со сменными насадками;

в- с внутренним элементом; г - с боковым расположением фильер; д - с множеством фильер;

е- с возможностью ввода дополнительных компонентов; ж - с вращающимся дорном;

з - с ножами; и - короткой и фильерой; к - с возможностью контроля давления; л, м, н, о, п, р, с, т - компенсационные матрицы.

Матрица по источнику (рисунок 1, в) позволяет получить форму продукта в виде ядра, окружѐнного оболочкой [4].

360

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]