Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

14.09.2015

Теоретические и экспериментальные исследования, конструкторские работы, изготовление и испытания экспериментального образца принципиально нового стационарного раздатчика кормов для свиней на базе качающеегося (вибрационного) транспортера проводятся сотрудниками ГАУ ВИИТиН (г. Тамбов) под руководством д.т.н., профессора Н.П. Тишанинова. По своим техническим и технологическим параметрам этот вид транспортирующих устройств можно отнести к спирально-винтовым (пружинным) транспортерам, однако в отличие от последних у разрабатываемого качающегося транспортера рабочим органом, перемещающим корм, является сам кожух.
Устройство экспериментальной установки такого транспортера представлено на рис. 6.2.1-6.2.3.
Авторы данной работы считают, что областью применения качающихся транспортеров может быть перемещение сыпучих материалов на короткие расстояния с положительными и отрицательными углами наклона (к горизонту), а также в горизонтальной плоскости. К преимуществам относят простоту конструкции, возможность герметизации груза при его транспортировании, малый износ грузонесущих устройств (желоба) и сравнительно небольшой расход энергии.

Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Основными недостатками качающихся транспортеров считают передачу вибрационных нагрузок на опорные конструкции, ограничения по длине транспортирования груза и его физико-механическим свойствам (только сыпучий материал), малый срок службы упругих элементов и подшипников привода. Однако авторы считают, что устранение этих недостатков возможно при использовании «двухтрубных (симметрично расположенных от привода желобов) уравновешенных конвейеров», у которых длина транспортирования может достигать 60 м. Если такой качающийся конвейер (транспортер) будет работать с резонансными частотами колебаний, то, по мнению авторов, имеется возможность варьирования массой подвесной части и частотой колебаний для выбора оптимальных значений производительности и длины транспортирования груза.
Условие резонансных колебаний должно иметь следующий вид:
С = Mω2,

где С - жесткость системы, н/м; M - общая масса подвесной части транспортера, кг; ω - частота колебаний, с-1.
С учетом расчетных значений массы подвесной части эта зависимость примет следующий вид:
С = ω2 * l (m + S * р2),

где m - масса погонного метра кожуха; р2 - объемная масса груза; S - площадь сечения слоя материала; l - длина кожуха.
Предельное значение жесткости системы предлагается определять с учетом условий прочности опорных стоек, их числа и радиуса кривошипа по следующей формуле:
Cпр = Мизг.пр.n0/e*rk.

Производительность данного устройства предлагается определять по формуле:
W = S*pr*VT,

где VT = К*а*ω*сл.β√1-1/Г - расчетное значение скорости транспортирования (расчетная зависимость предложена В.К. Дьячковым); К - опытный коэффициент (для зерна К = 0,9...1,1); a - амплитуда колебаний, м; β - угол направления колебаний, рад.; Г - коэффициент режима работы (Г=2,0).
При экспериментальных исследованиях авторами была установлена зависимость производительности транспортера от частоты вращения «ω» и величины эксцентриситета «ε» эксцентрикового привода, а также угла наклона транспортера к горизонту "α" и длины транспортирования материала "L".
Например, производительность установки в зависимости от частоты вращения эксцентрика можно определить по следующим эмпирическим выражениям:
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Установлено, что при наклоне транспортера под углом α = 1°45' и эксцентриситете ε = 5,0 и 10,0 мм производительность возрастает соответственно в 2,3 и 1,7 раза. Эмпирические зависимости этих показателей имеют следующий вид:
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Влияние длины экспериментального транспортера на его производительность представлена в виде графиков на рис. 6.2.4. При этом было установлено, что величина подачи данного устройства существенно зависит от протяженности (длины) транспортировки сыпучего материала. В опытах этот параметр изменялся от 1 до 5 метров, а величина подачи при этом снижалась примерно в 1,5 раза. Такой же вывод можно сделать и на основании результатов опытов по замерам коэффициента заполнения желоба (кожуха) транспортера (рис.6.2.5).
Если длина транспортирования материала составляла 0,5 м (до 1-го выгрузного окна), то коэффициент заполнения (р находился в пределах 55...64%, при lт = 1,5 м φ = 50...75%, а при lт = 3,5 м он увеличивался до 78%; можно предположить, что при значительном дальнейшем увеличении длины транспортирования оборудование «забьется» кормом.
На этом основании можно сделать следующее предварительное заключение: необходимо провести исследования по транспортированию данными устройствами сыпучих материалов на другие расстояния (не менее 50 м, т.е. половину длины наиболее распространенного типового свинарника).
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Одновременно с проведением экспериментально-теоретических исследований автоматизированного кормораздатчика на базе качающегося транспортера были обоснованы основные параметры групповой самокормушки для свиней, разработана и испытана ее конструкция.
Авторы рекомендуют применять самокормушку прямоугольной формы со спаренными групповыми корытами для кормления животных (рис. 6.2.6).
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Ее вместимость авторы рекомендуют принимать с учетом интенсивности потребления корма животными данного станка и резервного запаса корма в кормушке. При расчете резервного запаса (табл. 6.1.) среднеквадратичное отклонение в интенсивности поедания корма было предусмотрено в пределах 5...15 %, а кратность кормления животных - в пределах от 1 до 3 раз в сутки. Из таблицы видно, что максимальный резервный запас корма в кормушке 40,5 кг соответствует наибольшему значению (15%) отклонений в интенсивности потребления корма и его разовой (в сутки) загрузке в самокормушку. В итоге авторы рекомендуют при расчете вместимости бункера самокормушки учитывать наиболее эффективный режим работы обслуживающего персонала (заполнять кормушку кормом не чаще 1 раза в сутки) и максимальное значение резервного запаса корма.
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Что касается самой конструкции экспериментальной самокормушки, то можно сделать следующее предположение: у самокормушки с выгрузным окном по всей ее ширине будут наблюдаться большие потери корма, т.к. он заполняет почти весь ее объем и животные будут вываливать корм на пол.
По этой причине такие самокормушки чаще всего имеют регулируемую по величине щель, через которую корм из бункера дозированно поступает в кормушку, а для предупреждения его зависания применяют «ворошилки» различных конструкций.
В устройстве бункерных самокормушек заслуживает внимание предложение авторов данной работы по совершенствованию конструкции датчиков уровня сыпучих материалов. В частности, бункерные самокормушки они оснастили датчиками уровня с «...прилегающим коромыслом» (рис.6.2.7), которое под воздействием массы сыпучего материала, поступающего из специального отвода, поворачивается и замыкает магнитоуправляемые контакты датчика уровня корма. По сигналу этого датчика подача корма прекращается.
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

Следует считать такие датчики уровня с рычажной системой и магнитоуправляемыми контактами более надежными в работе, и их можно рекомендовать к применению. Однако на коромысле (см. рис.6.2.7) целесообразно закреплять не магнитоуправляемый контакт (поз. 8), а постоянный магнит, который при повороте коромысла (рычага) 7 замкнет контакты данного устройства и будет служить упором 9.
Для защиты такого устройства от преждевременного срабатывания и надежности работы предложено оградить этот датчик кожухом 5, а для направленного динамического воздействия на коромысло 7 сыпучий материал должен подаваться через специальный отвод 6.
Однако наиболее перспективным решением авторы данной разработки считают конструкцию датчиков уровня сыпучего материала с независимой его подачей на подвижное коромысло этого датчика (рис. 6.2.8).
Стационарный раздатчик кормов для свиней на базе качающегося транспортера

В этом случае рабочая площадка коромысла 4 расположена на расстоянии «S» от торца самотечного патрубка транспортера и не закрывает его торец. Такое исполнение обеспечит гарантированное опорожнение подающего патрубка от корма после отключения оборудования и повысит надежность работы всей системы электроавтоматики.