Результаты испытаний гранулятора кормов ПШ-120

Большинство животноводческих предприятий терпят убытки при транспортировке кормов, их раздаче, к тому же поедае-мость некоторых видов кормов сельскохозяйственными животными очень низкая. Это, а также целый ряд проблем, связанных с работой средств механизации и автоматизации на животноводческих комплексах и фермах, может быть решено за счет использования полнорационных смесей в гранулированном и брикетированном виде. Как показывают исследования, использование брикетированных и гранулированных кормов позволяет увеличить прирост живой массы у откармливаемых животных на 15– 25%, повысить удои молока на 5–10%, снизить затраты корма на производство единицы животноводческой продукции на 5-10%, сократить потери кормов [1].

В связи с этим ФГБОУ ВПО АЧГАА разработан и изготовлен образец шесте-рённого гранулятора кормов ПШ-120, испытания которого проведены в ФГБУ «Северо-Кавказская МИС».

Гранулятор (рисунок 1) предназначен для использования в мелких и частных фермерских хозяйствах, где небольшой годовой объём работ, и обеспечивает приготовление гранул из предварительно равномерно увлажненных до 20% измельченных растительных материалов (при содержании зерновой части не менее 60%).

Используется он в качестве отдельной машины или при наличии необходимого дополнительного оборудования (дозатора-смесителя, увлажнителя, транспортеров и т.д.) может применяться в поточных линиях по производству кормовых гранул.

В грануляторе кормов ПШ-120 используются рабочие органы оригинальной конструкции - прессующие матрицы ше-стерённого типа, разработанные В.И. Щербиной [2].

В движение матрицы приводятся от электродвигателя через соединительную муфту, редуктор и соединительное звено.

Рисунок 1 - Общий вид гранулятора кормов ПШ-120 (панели сняты)

Матрицы состоят из зубчатых колёс 1 и 2 (рисунок 2), в которых изготовлены каналы 3, расположенные во впадинах, между зубьями 4. На периферии зубчатых колес, с их торцевых поверхностей жестко закреплены две кольцевые реборды 5 и 8 (рисунок 3), внешний диаметр которых равен делительному диаметру зубчатых колес

1, а внутренний - на 5-10% меньше. Кольцевые реборды такой ширины обеспечивают постоянное сечение каналов в местах зацепления выступов зубчатых колес. К каждому зубчатому колесу при помощи резьбовых соединений 2 закреплена вставка.

1; 2 – зубчатые колёса; 3 – прессующий канал; 4 – зуб Рисунок 2 – Схема зацепления зубчатых колёс-матриц

На поверхности вставки выполнены выступы, которые частично погружены в каналы. Высота выступов вставки составляет 0,2–0,4 от глубины каналов зубчатого колеса, благодаря чему даже при полном погружении выступов в каналы поперечное сечение их уменьшается только на 20–40%.

1 – зубчатое колесо; 2 и 3 – болты; 4 – нижняя кольцевая реборда; 5 – скалыватель гранул;

6 – фланец; 7 – винт; 8 – верхняя кольцевая реборда

Рисунок 3 – Схема матрицы

Таблица 1 – Техническая характеристика гранулятора кормов ПШ-120

Показатель	Значение показателя
	по ТЗ	по данным испытаний
Установленная мощность двигателя, кВт	2,2	2,2
Удельный расход электроэнергии за время сменной работы, кВт·ч/т	Нет данных	15,1–19,2
Производительность за 1 час, т/ч: – основного времени – эксплуатационного времени	До 0,12 Нет данных	0,131–0,146 0,110–0,123
Тип матрицы	Шестеренчатая
Количество матриц, шт.	2	2
Количество прессующих каналов в матрице, шт.	36	36
Диаметр делительной окружности матрицы, мм	288	288
Модуль зуба матрицы, мм	8	8
Ширина рабочей поверхности матрицы, мм	Нет данных	20
Частота вращения матрицы, мин-1	Не более 160	160
Габаритные размеры, мм: длина × ширина × высота	1100×800×1500	1005×750×1330

Техническая характеристика гранулятора кормов ПШ-120 представлена в таб- лице 1 (в сравнении с техническим заданием ТЗ).

Технологический процесс работы гранулятора следующий: корм из бункера подается в приемную камеру; одновременно с этим матрица получает вращение от электродвигателя. Вторая матрица вращается за счет зацепления ее зубьев с зубьями приводной матрицы.

При вращении матриц корм заполняет межзубовое пространство и вдавливается поверхностью зубьев в каналы прессования. Противодавление сжатому корму обеспечивается силами трения между ним и внутренней поверхностью канала прессования. За время пребывания корма в канале прессования напряжение в нем постепенно затухает, и гранула упрочняется.

Сформированные гранулы выдавливаются новыми порциями корма из каналов прессования и отламываются, ударяясь о скалыватели. Отколовшиеся гранулы попадают на решета, по поверхности которых они, под действием силы тяжести, осыпаются на лоток и далее в подставленную емкость.

Несгранулированный корм, который выбрасывается из межзубового пространства матриц, проваливается через ячейки решет и по желобам ссыпается на лотки. Проходя через окна, выполненные в лотках, он попадает в предварительно подставленные емкости, а затем после увлажнения – на повторное гранулирование.

Одной из основных оценок работы гранулятора кормов является оценка готовой продукции – гранул, которые должны соответствовать ГОСТ 23513–79 «Брикеты и гранулы кормовые».

Испытания гранулятора проводились на частных рецептурах, принятых в хозяйстве, а именно, на переработке измельченной пшеницы (фон 1) и измельченной пшеницы с добавлением 10% измельченного жмыха подсолнечника (фон 2) [3]. Показатели зоотехнической оценки определялись согласно СТО АИСТ 19.5. Температура основного компонента была 27,5 оС и 29,0 оС соответственно; влажность кор-мосмеси увлажненной составила 13,79% в первом случае и 16,66% – во втором; модуль помола зерновой части по фонам составлял 1,59 и 1,62 мм соответственно, жмыха – 1,49 мм. Насыпная плотность зер- новой части по фонам – 671,8 и 653,9 кг/м3 соответственно, жмыха – 548,3 кг/м3.

Производительность машины на переработке измельченной пшеницы составила 0,149 т/ч, при добавлении в кор-мосмесь подсолнечного жмыха – 0,173 т/ч. В качестве связующего добавителя использовалась вода, количество ее определялось субъективно. Показатели зоотехнической оценки гранул, полученных на грануляторе ПШ-120, представлены в таблице 2.

Следует отметить, что в данной технологии не предусмотрена термическая обработка корма, что способствует большему сохранению ценных питательных веществ в готовой продукции.

По данным таблицы 2 можно сделать вывод о том, что при производстве гранул из одной измельченной пшеницы при высокой производительности машины получены гранулы достаточно хорошего качества (по всем физическим показателям отвечают ГОСТ 23513). При использовании в рецепте в качестве дополнительного компонента жмыха подсолнечника производительность машины увеличивается (из-за высокой масляничности компонента), однако, ухудшаются некоторые показатели качества: увеличиваются доля неспрессо-ванного материала, крошимость гранул, проход гранул через сито диаметром 2 мм.

В технологии приготовления кормовых гранул процесс гранулирования занимает первое место по энергоёмкости, поэтому оценка электропривода гранулятора требует отдельного внимания.

Для привода матриц гранулятора кормов ПШ-120 установлен трехфазный асинхронный электродвигатель закрытого обдуваемого исполнения установленной мощностью 2,2 кВт.

При производительности 0,131 т/ч гранул в час основного времени из измельченной пшеницы среднее значение величины тока составило 4,97 А, потребляемой мощности – 2,52 кВт, при этом расходы активной и реактивной энергии за один час составили соответственно 2,52 кВт·ч и 2,21 кВар·ч, средний коэффициент мощности – 0,74. Удельные энергозатраты с учетом расхода активной энергии – 69,25 МДж/т.

Таблица 2 – Зоотехнические показатели гранул, полученных на грануляторе

Показатель	Значение показателя
	по ГОСТ 23513-79	по данным испытаний
		фон 1	фон 2
		измельчен ная пшеница	измельченная пшеница+жмых подсолнечника
Производительность гранулятора, т/ч	Нет данных	0,149	0,173
Качество гранул после пресса: – температура, оС – влажность, % – доля неспрессованного материала, % – доля крошки, %	То же -//- -//- -//-	36,4 15,79 4,77 4,18	36,9 14,43 10,12 7,74
Качество гранул после охлаждения: – температура, оС – влажность, % – снижение влажности, % – длительность охлаждения, мин	-//- -//- -//- -//-	31,5 15,66 0,13 9,58	33,2 13,83 0,6 10,34
Содержание в ворохе, %: – гранул – крошки	-//- -//-	97,8 2,2	95,2 4,8
Качество готовой продукции: – температура, оС – влажность, % – превышение температуры над температурой окружающего воздуха, оС – крошимость гранул, %	-//9–14 Нет данных Не более 12	30,9 10,7 2,2 11,27	32,6 10,1 2,0 29,5
Плотность гранул, кг/м3	600–1300	1170	1260
Размер гранул, мм: – длина – сечение или диаметр, мм	Не более 40 6–25	15,1 10,1×8,4	15,2 10,2×8,2
Насыпная плотность гранул, кг/м3: – горячих – остывших	Нет данных То же	645,1 642,5	637,2 627,8
Проход гранул через сито с отверстиями диаметром 2 мм, %	Не более 10	1,18	3,48
Содержание металломагнитной примеси, мг/кг	Нет данных	0	0
Массовая доля золы, не растворимой в соляной кислоте, %	То же	2,21	2,27

При производительности 0,146 т/ч гранул в час основного времени из измельченной пшеницы со жмыхом подсолнечника среднее значение величины тока составило 4,67 А, потребляемой мощности – 2,21 кВт.

При этом расходы активной и реактивной энергии за один час составили соответственно 2,21 кВт·ч и 2,21 кВар·ч, средний коэффициент мощности – 0,7.

Удельные энергозатраты с учетом расхода активной энергии – 54,49 МДж/т.

Оценка выбора электродвигателя показала, что по параметрам сети, показателям нагруженности гранулятора, условиям пуска и режима работы выбор электродвигателя обоснован, однако, его выключатель АД-4 не обеспечивает защиту электродви-23

гателя от перегрузок и короткого замыкания.

За период испытаний наработка гранулятора ПШ-120 составила 103 ч основного времени, при этом отказы не выявлены, что соответствует требованиям проекта ТУ (100 ч). Коэффициенты готовности с учетом организационного времени и по оперативному времени равны 1,0, что также соответствует требованиям проекта ТУ (0,97 и 0,98 соответственно).

Отмечены удобство и безопасность проведения технического обслуживания гранулятора.

По результатам испытаний ФГБУ «Северо-Кавказская МИС» сделан вывод:

гранулятор ПШ-120 рекомендовать к производству и применению в сельскохозяйственном производстве.