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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».