Классификация факторов, влияющих на эффективность рабочего процесса дробилки

1 Конструктивные:

1) Способ питания;

2) Размеры рабочей камеры;

3) Размеры и форма молотков;

4) Количество пакетов молотков и количество молотков в пакете;

5) Порядок расстановки молотков;

6) Зазор между концами молотков и решетом;

7) Тип решета, его толщина, размер и форма отверстий;

8) Конструкция и размер деки.

Перемещение материала в дробильной камере рабочей поверхностью молотка зависит от диаметра ротора. Чем меньше диаметр ротора, тем меньше затрачивается энергии на бесполезное перемещение материала, тем эффективнее работа дробилки. Целесообразно выбирать диаметр ротора в пределах 200 - 500 мм.

Ряд авторов [32, 33] исходя, из результатов своих исследований указывают на необходимость увеличения числа молотков на роторе дробилки. Однако автор работы [34] считает, что увеличение числа молотков на роторе дробилки приводит лишь к увеличению мощности на привод дробилки без существенного возрастания производительности. В работах [35, 36] также отмечается целесообразность уменьшения числа молотков на роторе.

В.А. Елисеев и А.М. Тарасенко в работе [37] установили, что для дробилки с диаметром ротора 0,5 м оптимальным является число пакетов молотков, равное 9...10. Однако увеличение числа пакетов вызывает некоторый рост удельного расхода энергии. Аналогичные результаты приводит автор работы [38].

Конструкция рабочих органов:

а) Молотки: форма, размеры, количество, способ размещения, масса;

б) Форма (тип), размеры деки: угол охвата;

в) Решето: угол охвата, размеры отверстий, форма (тип отверстий, живое сечение).

Организация воздушного режима.

а) Внутри камеры по типу центробежного вентилятора, по типу диаметрального вентилятора;

б) В дробильной установке: незамкнутой, замкнутый с внешним и встроенным вентиляторами, без вентилятора.

2 Механические:

1) Скорость поступления исходного материала в камеру измельчения;

2) Окружная скорость молотков;

3) Воздушный режим дробилки;

4) Колебания молотков;

5) Момент инерции ротора;

6) Скорость слоя.

Исследования рабочего процесса молотковых дробилок проведенные В. В. Степановым показали, что при обеспечении центрального удара по зерну, жмыху и другим кормам скорость молотков, равная 40-45 м/сек, при надлежащей массе молотков, во всех случаях является разрушительной.

Для разрушения зерна ячменя необходимы следующие скорости удара:

для разрушения 18% массы 26,1 м/с;

для разрушения 65% массы 65,5 м/с;

для разрушения 100% массы 100-144 м/с.

В современных конструкциях кормодробилок скорости молотков находится в пределах от 40 до 80 м/с, в дробилках комбикормовых заводов – до 100 м/с и выше.

Скорости молотков в современных кормодробилках

Дробилки	Скорость молотков, м/с
Ф-1М	77,0
КДУ-2	71,3
КДМ-2	71,3
КДМ-3	76,5
ДМ-440У	68,0
ДБ-5	76,5
ДДМ	75,0
А1-ДДР	97,0

Угловое ускорение барабана должно соответствовать определенным пределам, иначе вся конструкция барабана в процессе дробления будет испытывать значительные динамические перегрузки, что в свою очередь ускорит износ рабочих органов (молотков). По данным Н.Р. Худабердиева, для барабанов кормодробилок угловое ускорение составляет Е = 10-17 рад/с² [39].

Степень неравномерности вращения барабана является важной динамической характеристикой барабана, оцениваемая относительным изменением угловой скорости.

Неравномерность вращения Q_w возникает вследствии колебаний нагрузки, обусловленных непостоянством свойств материала и подачи его в машину. В расчетах допускают Q_w = 0,04-0,07.

При оптимальной загрузке измельчаемый материал перемещается по рабочей поверхности дробильной камеры в направлении вращения ротора рыхлым слоем толщиной 15-35 мм. Скорость слоя в зоне деки составляет 20-25%, а в зоне решета она равна почти половине скорости молотков. Это нежелательно, так как снижает эффект удара молотков по частицам, затрачивается энергия на перемещение слоя и в результате трения образуется переизмельченный продукт. Скорость частиц продукта, движущихся в воздушном круговом потоке у поверхности гладкого штампованного сита, составляет 45-57% от окружной скорости молотков при зазоре между молотком и ситом, равном 4 мм.

3 Технологические:

1) Физико-механические свойства исходного материала (влажность, пленчатость, крупность);

2) Предварительное плющение исходного материала;

3) Величина подачи исходного материала;

4) Рециркуляция крупной фракции;

5) Степень измельчения готового продукта.

Технологический процесс измельчения кормов на молотковых дробилках весьма сложен и зависит от степени измельчения, технологических свойств кормов, физико-механических свойств измельчаемого материала и загрузки рабочей камеры и др.

Степень измельчения кормов n называется отношение средневзвешенного диаметра частиц исходного материала Dс к средневзвешенному диаметру частиц измельченного материала d_c, т.е. n=D_c/d_c.

Однако в связи со сложностью определения средневзвешенных диаметров частиц D_с и d_c в практике сельскохозяйственного производства и в комбикормовой промышленности пользуются упрощенным понятием и методом определения степени измельчения, разработанным в Пушкинской зоотехнической лаборатории.

Сущность метода заключается в определении величины среднеарифметического размера поперечного сечения частиц размолотого корма показателя М в мм.

Технологические свойства кормов - совокупность химических и физико-механических свойств, обуславливающих поведение сырья в процессе переработки.

Химические свойства сырья зависят от его состава, т.е. содержания в компонентах комбикормов протеина, клетчатки, жира и других веществ.

Основные физико-механические свойства компонентов и комбикормов: влажность, гранулометрический состав, структурно-механические свойства, плотность, объемная масса, фрикционные свойства, аэродинамические свойства, вязкость, самосортирование и др.

Влажность - один из важнейших показателей физических свойств компонентов и комбикормов.

Зерновые корма по содержанию влаги делятся на сухие (до 14%), средней сухости (14-15,5%), влажные (15,5-17%) и сырые (свыше 17%). Сухие и средней сухости зерновые корма сравнительно легко измельчаются. Измельчение влажных кормов затруднительно из-за повышения абсолютной деформации зерна, которую она претерпевает до разрушения. Сырые же корма во все не пригодны к измельчению. Сушка сырых зерновых кормов является обязательным условием их переработки.

Физико-механические свойства кормов указывают структурные особенности продукта с его реакцией на механические воздействия. Эти свойства определяют процесс измельчения сырья, выход и качество продуктов дробления, расход электроэнергии на измельчения зерна и различных компонентов комбикормов. Главными критериями оценки механических свойств материалов служат прочность и твердость.

а) Прочность представляет собой способность материала противостоять разрушению под воздействием приложенных усилий, обуславливает расход энергии на дробление и конечном итоге, выбор рабочих органов дробильных машин. Этот показатель определяют расходом энергии на единицу вновь образованной поверхности П=Е/F.

б) Твердость зерна - способность его поверхностных слоев сопротивляться деформациям. Для зерна измеряют микротвердость. Микротвердость зерна оценивают по величине отпечатка алмазной пирамидки на поверхности среза зерна (определяют на приборе ПТМ-3). Микротвердость оболочек сухого зерна пшеницы 50…70 МПа, а эндосперма 70…170 МПа. При повышении влажности до 16…17% микротвердость снижается: оболочек до 20…30 МПа, эндосперма до 40…70 МПа. При влажности около 25% микротвердость эндоспермы зерна разных культур становится одинаковой.

Многие авторы, занимающиеся процессами разрушения зерна, исследовали влияние отдельных факторов, но в связи со сложностью протекания процессов разрушения были вынуждены оставлять остальные факторы неизменными. Проведение исследований на различных моделях дробилок, отсутствие единой методики, а также влияние различных факторов привели к появлению выводов и рекомендаций, которые зачастую противоречили друг другу. Поэтому разработка новых конструкций молотковых дробилок долгое время осуществлялась без достаточного научного обоснования[40-44].

Дата добавления: 2015-07-19