К.т.н. Дудін В.Ю.,

к.т.н. Колбасін О.О.,

магістрант Андруховець Є.Г.

Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет, Україна

Дослідження процесу різання стеблових кормів

Подрібненню, як способу підготування стеблових кормів до згодовування сільськогосподарським тваринам надають важливе значення, тому що це дозволяє підвищити перетравленність кормів, а з іншого боку зменшити витрати корму на енергетичні витрати організму тварини. Крім того, під час підготовки стеблових кормів до згодовування найбільшу питому вагу серед загальних витрат займає процес їх подрібнення. При цьому для різноманітних видів сільськогосподарських тварин потрібна і різна міра подрібнення стеблових кормів. Тому вивчення процесу подрібнення стеблових кормів, з метою його оптимізації, на основі узагальнення і проведення теоретичних і експериментальних досліджень є актуальним, а значним резервом по вдосконаленню процесу є вивчення фізико-механічних властивостей, що проявляються в реальних умовах подрібнення.

Як свідчать дослідження [1, 2, 3], повне зусилля різання стеблових кормів залежить від:

- фізико-механічних властивостей матеріалу, що подрібнюється, - модуля пружності, опору матеріалу на вигин і на розрив, коефіцієнта тертя по матеріалу ножа, щільності матеріалу, що подрібнюється;

- конструктивних параметрів – кута різання, кута заточування ножа, його форми;

- технологічних параметрів - швидкості різання.

В зв’язку з цим, метою досліджень було визначення оптимального співвідношення конструктивних та технологічно-режимних параметрів ріжучого апарату подрібнювача стеблових кормів з точки зору зменшення енергоємності процесу. Нами було проведено дослідження впливу кута нахилу ножа t і швидкості різання V_різ на зусилля різання Р_різ стебел кукурудзи, вологістю 56…62 %. Для цього було розроблено та виготовлено експериментальну установку, приведену на рис. 1. В конструкції дослідної установки передбачена можливість зміни швидкості різання в межах 1,5…12 м/с, шляхом зміни сили стиснення пружини та кута різання в межах 0...45°, шляхом повороту ножа навколо осі в кріпленні. Товщина полотна ножів – 2,5 мм, кут заточування 17 °.

а б

Рисунок 1 - Принципова схема (а) та загальний вигляд (б) установки для дослідження процесу різання стеблових кормів: 1 - рухома платформа; 2 - повзун; 3 - стійка; 4 - ніж; 5 - тензобалка; 6 - пружина; 7 - верхня опора; 8 - пристрій натягнення пружини; 9 - електричний контакт; 10 - нижня опора; 11 - аналогово-цифровий перетворювач NI-6008; 12 - тензопідсилювач "Топаз - 3-01"; 13 - ПЕОМ

Аналізуючи отримані в результаті проведення експерименту з використанням прямого ножа дані (рис. 2) можна стверджувати, що швидкість різання при всих значеннях кута нахилу ножа впливає на досліджуваний показник майже лінійно – зі збільшенням швидкості різання зусилля стрімко зменшується. Так при нормальному різанні (t=0°) в досліджуваному діапазоні швидкостей зусилля різання зменшилось з 121 Н до 98 Н, тобто на 19 %, при максимальному куті нахилу ножа (t=45°) – з 96 Н до 84 Н (на 12,5 %).

Рисунок 2 - Залежність зусилля різання стебел кукурудзи

від кута нахилу ножа та швидкості різання

Що стосується кута нахилу ножа, то з його збільшенням в діапазоні кутівід 0 до 34 ° зусилля різання різко зменшується, після чого практично стабілізується. При цьому збільшення кута різання навіть при мінімальній швидкості призводить до зменшення зусилля різання більш ніж на 20 %.

Література:

1. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т I - III / Горячкин В.П. - М.: «Колос», 1965. - 1578 с.

2. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов / Резник Н.Е. - М.: Машиностроение, 1975. - 314 с.

3. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм / С.В. Мельников. – Л.: Колос, 1978. – 560 с.