3.3. Машины для измельчения рисовой соломы повышенной влажности

Под действием атмосферных осадков влажность соломы, хранящейся под открытым небом, достигает 40 %, а в некоторых случаях бывает и выше. Солому такой влажности, и в особенности рисовую, отличающуюся повышенной эластичностью и прочностью стеблей, дробилки серийного производства не в состоянии измельчать. Первые порции влажных стеблей соломы наматываются на рабочие органы дробилок и тормозят их до полной остановки.

Специалистами МИМСХ в конструкции измельчителей-дробилок КДУ-2, ДИС-1, КСХИ, "Волгарь-5" внесены изменения, обеспечившие использование этих машин для измельчения рисовой соломы повышенной влажности.

По результатам исследований физико-механических свойств соломы известно, что из всех процессов (изгиб, растяжение, перетирание, срез), используемых в машинах для измельчения, наименее энергоемкий - процесс резания. Так, например, если максимальное сопротивление разрыву стебля риса достигает 76 Н, то максимальное сопротивление среза не превышает 37 Н. Соответственно меньше затрачивается работы на разрушение стеблей резанием, чем на разрыв, о чем свидетельствуют данные таблицы 2. Поэтому в дробилках для измельчения влажной рисовой соломы обычные прямоугольные молотки заменены модернизированными, снабженными режущими элементами. В целях унификации используют обычные пластинчатые молотки с закрепленными на них стандартными насеченными сегментами жатвенных машин (табл. 9). Основания этих молотков изготовлены из запасных молотков дробилок, которые укорочены до требуемой длины (рис. 14). Сегменты 1 скреплены с основаниями 3 молотков при помощи двух заклепок 2. Для предупреждения зависания стеблей на молотках элементы сегмента, выступающие за пределы прямоугольного основания, скошены.

Рис. 14. Модернизированные констструкции молотков: 1 - сегмент; 2 - заклепка; 3 - основание

Таблица 9. Размеры модернизированных молотков

В дробилках для измельчения рисовой соломы повышенной влажности помимо изменения конструкции молотков внесены изменения в конструкции и других сборочных единиц.

В дробилке КДУ-2 (рис. 15, а) в связи с тем, что во влажной соломе нет пыли, сняли циклон 4 со шлюзовым затвором 3, фильтрующий рукав 1, пневмопровод 5 и вентилятор б.Отверстие дробильной камеры, открывшееся при снятии пневмопровода, заглушено жестяным диском 15 (рис. 15, б). Для устранения забивания горловины сняли бункер 12 и электросваркой вырезали пластинку, разделяющую горловину на две части, переставили наверх нижнюю короткую деку 8 дробильной камеры (она короче верхней на 50 мм), а длинную верхнюю 11 установили внизу камеры. Вместо решета установили выбросную горловину, а на люке откидной крышки - дефлектор 16 с козьюьком.

Рис. 15. Технологические схемы кормодробилки КДУ-2 при измельчении: а - сухих кормов; б - влажных кормов; 1 - фильтрующий рукав; 2 - раструб мешкодержателя; 3 - шлюзовый затвор; 4 - циклон; 5 - пневмопровод; б - вентилятор; 7 - дробильная камера; 8, 11 - нижняя и верхняя деки; 9, 10 - нижний и верхний транспортеры; 12 - бункер; 13 - дека ножевого барабана; 14 - ножевой барабан; 15 - жестяной диск; 16 - дефлектор; 17 - молоток с сегментом; 18 - транспортерная лента; 19 - ребристая планка

Увеличением окружной скорости вращения ножевого барабана 14 с 9,5 до 16,8 м/с и установкой за ним рифленой деки 13 улучшен процесс резания влажной соломы, исключено наматывание стеблей на режущий барабан, увеличена подача дробилки и степень измельчения. Скорость вращения ножевого барабана увеличена заменой шкива диаметром 410 мм на шкив диаметром 230 мм.

Корпус деки 3 (рис. 16) для ножевого барабана изготовлен из стального листа. К нему приварены ушки 1 и изогнутые из проволоки диаметром 8 мм рифы 2. На молотковом барабане половина комплекта серийных молотков заменена (см. рис. 15, б) молотками 17 модернизированной конструкции.

Рис. 16. Дека ножевого барабана: 1 - ушко; 2 - риф; 3 - корпус деки

Часть стеблей сухой соломы, попадая в щели между пластинами нажимного (верхнего) транспортера 10 (см. рис. 15, а), выносится обратно из камеры режущего аппарата и притормаживает нижний транспортер 9. Для устранения этого пластинчатый транспортер заводского изготовления заменен ленточно-планчатым транспортером (см. рис. 15, б и I),состоящим из прорезиненной ленты 18 с наклепанными на ней стальными ребристыми планками 19. Для повышения производительности дробилки скорость нижнего транспортера увеличена с 0,22 до 0,75 м/с. Это достигнуто как за счет замены приводного шкива ножевого барабана, так и за счет замены ведущей звездочки с 13 зубьями на звездочку с 25 зубьями у цепной передачи подающего транспортера.

Дробилка-измельчитель-смеситель ДИС-1М не обеспечивает надлежащего качества измельчения рисовой соломы: в обработанной массе содержится до 48 % недопускаемых по зоотехническим требованиям частиц длиной более 50 мм (табл. 10).

Таблица 10. Гранулометрический состав измельчаемой и измельченной рисовой соломы

Молотки заводского изготовления измельчающего аппарата ДИС-1 М заменены модернизированными.

Установка сегментов на молотках (см. рис. 14 и рис. 17) существенно улучшила качество измельчения соломы. Установлено, что при минимальном зазоре i_min = 5 мм (см. рис. 17) между концом режущего сегмента и поверхностью рифлей деки 4 качество доизмельчения рисовой соломы модернизированной дробилкой ДИС-1 М соответствует зоотехническим требованиям (см. табл. 10). Подача дробилки при этом составляет 5 т/ч.

Рис. 17. Схема измельчителя ДИС-1 М с молотками модернизированной конструкции: 1 - бункер; 2 - диск ротора; 3 - молоток модернизированной конструкции; 4 - дека

Затраты средств на модернизацию ДИС-1 М во много раз меньше затрат на приобретение и установку более совершенного измельчителя-смесителл ИСК-3, который не измельчает рисовую солому.

Модернизированная ДИС-1 М успешно работает на измельчении рисовой соломы в совхозе "Пятиозерный" Красноперекопского района Крымской области.

Испытания двухбарабанного (с вращающимся бункером) измельчителя грубых кормов, разработанного Кировским сельскохозяйственным институтом (КСХИ), показали, что при измельчении рисовой соломы решета забиваются чаще. Поэтому под молотковыми барабанами установили рифленые деки (рис. 18). Расстояние между торцами молотков и поверхностью рифленых дек, замеренное на выходе, так же, как и у ДИС-1 М, равнялось 5 мм.

Рис. 18. Схема измельчителя КСХИ с молотками модернизированной конструкции: 1 - бункер; 2 - лопасть, расположенная по винтовой линии; 3 - ролик фрикционного привода бункера; 4 - противорежущая гребенка; 5 - ротор с молотками; 6 - дека; 7 - транспортер для измельченной массы

Измельчитель КСХИ с молотками без режущих элементов, хорошо измельчающий пшеничную и ячменную солому повышенной влажности, из-за высокой прочности, вязкости и эластичности рисовой соломы не обеспечивает требуемого качества измельчения. Гранулометрический анализ показал, что качество измельчения не удовлетворяет зоотехническим требованиям: в измельченной соломе всего лишь 38 % частиц длиной 30...50 мм и 36 % - длиной более 50 мм (см. табл. 9).

Основания молотков с режущими кромками (см. рис. 14 и рис. 18) для модернизированного измельчителя КСХИ изготовлены из запасных укороченных молотков дробилки АВМ-1,5. На концах их профрезерованы пазы глубиной 2 мм, шириной 25 мм и просверлены отверстия диаметром 6 мм под заклепки для крепления сегментов.

Применение молотков с сегментами существенно улучшает качество измельчения и снижает энергоемкость машины.

Испытывали два варианта роторов измельчителя КСХИ модернизированной конструкции: с тремя комплектами модернизированных молотков; с тремя комплектами молотков заводского изготовления и тремя комплектами молотков модернизированной конструкции. Наилучшее качество измельчения (см. табл. 10) получено при втором варианте. В этом случае при влажности соломы w = 30 % в измельченной массе содержалось 67 % частиц с оптимальной длиной l = 30...50 мм, а частиц с длиной более 50 мм - всего 7 %; при w = 9 % содержание частиц оптимальной длины составило 78 %. При частоте вращения бункера 12 мин-1 мощность привода измельчителя снизилась примерно на 11,4%.

При установке на роторе трех комплектов молотков с сегментами содержание частиц оптимальной длины в измельченной массе получилось примерно такое же, как и в предыдущем варианте, мелких же частиц - гораздо меньше (всего 10 % вместо 26), а содержание частиц длиной более 50 мм увеличилось на 17 %. Вместе с тем снизилась потребляемая мощность на 15,7 %.

Вращающийся бункер с винтовыми лопастями, установленными внутри него, предупреждает зависание соломы и сводообразование, обеспечивает хорошую подачу соломы к измельчающему аппарату. При влажностях 9 и 31 % производительность измельчителя составляет примерно 4,4 и 7 т/ч.

Измельчитель КСХИ с ротором, модернизированным по второй схеме (см. рис. 18) применяют в совхозе "Герои Сиваша" Красноперекопского района Крымской области.

В модернизированном измельчителе "Волгарь-5" режущий аппарат заменен молотково-режущим. Он состоит из гребенки противореза 1 и барабана (рис. 19, а), который имеет четыре диска 4, приваренных к валу. На каждом из дисков шарнирно закреплены по восемь молотков с насеченными стандартными сегментами.

Вместо заводской противорежущей пластины установлен гребенчатый противорез, который крепят к корпусу измельчителя винтами. Противорез состоит из стального угольника, к которому приварены кронштейны. Болтами к кронштейнам прикреплены спаренные насеченные сегменты.

В аппарате вторичного резания за второй и восьмой противорежущими пластинами 10 установлено только два ножа 9 модернизированной конструкции, к которым приклепаны насеченные сегменты (рис. 19, б). Для совмещения плоскостей сегментов с плоскостями ножей на поверхностях последних предварительно выфрезерованы пазы глубиной, равной толщине сегментов.

Рис. 19. Схемы модернизированных режущих аппаратов измельчителя 'Волгарь-5': аппарат первичного (а), нож и противорез аппарата вторичного (б) резания: 1 - противорез; 2 - сегмент; 3 - основание молотка; 4 - диск барабана; 5 - палец; 6 - гайка; 7 - болт; 8 - вал; 9 - вращающийся нож; 10 - неподвижная пластина

Работа измельчителя с модернизированными режущими аппаратами испытывалась при измельчении сухой ( w = 12 %) и влажной (w = 45 %) рисовой соломы при частотах вращения первичного режущего аппарата - n = 1000... 1500 мин^-1 и вторичного режущего аппарата - n = 620... 1120 мин^-1. Качество измельчения соломы в указанном диапазоне частот практически не изменялось и соответствовало зоотехническим требованиям, предъявляемым к измельченным грубым кормам.

Производительность модернизированного измельчителя "Волгарь-5" соответствует паспортной, причем энергоемкость снижена примерно в 1,3 раза. Как установлено проведенными испытаниями, применение молотков с сегментами не только улучшает качество измельчения, но и снижает примерно на 20...30 % затраты энергии на измельчение. Предложенное работниками МИМСХ переоборудование дробилок-измельчйтелей ДИС-1 М, КСХИ, "Волгарь-5" можно провести в условиях мастерской совхоза или колхоза.

Затупившиеся в процессе эксплуатации измельчителя сегменты можно перевернуть и использовать вторично, а затем заменить новыми. Противорежущую гребенку модернизированного режущего аппарата "Волгарь-5" можно снять, заменить на ней затупленные сегменты и вновь установить без снятия барабана.

Гранулометрические составы массы рисовой соломы, измельченной переоборудованными дробилками, приведены в таблице 10.

Модернизация дробилок-измельчителей КДУ-2, ДИС-1 М, КСХИ и "Волгарь-5" позволяет расширить область применения этих машин и успешно использовать для измельчения рисовой соломы.

Использовав описанный выше опыт МИМСХ, рационализаторы рисосовхоза "Пятиозерный" Красноперекопского района переоборудовали измельчитель ИРТ-165 для измельчения рисовой соломы. С этой целью демонтировали измельчающий аппарат, разобрали на детали ротор. Из 52 дисков ротора использовали 21. В каждом из них равномерно по окружности (диаметр 270 мм) просверлили восемь дополнительных отверстий диаметром 22 мм под укороченные пальцы молотков. На валу 18 ротора установили поочередно диски 16 (рис. 20) и вновь изготовленные дистанционные втулки 17 длиной по 45 мм. Молотки серийного производства заменили молотками модернизированной конструкции с сегментами (см. рис. 14). Основания молотков изготовлены из разрезанных на две части запасных молотков агрегата АВМ-1,5. Пазы для установки сегментов на основаниях обработаны на фрезерном станке. Молотки с режущими сегментами установлены на пальцах, вставленных в отверстия дисков. Расстояние между лезвиями сегментов молотков одного ряда - 50 мм и между смежными рядами сегментов - 21 и 29 мм (рис. 20, б) сохраняются за счет дистанционных втулок, устанавливаемых на пальцах между молотками. От продольных перемещений пальцы фиксируются шплинтами. Смежные ряды пальцеё смещены по окружности дисков на одно отверстие. Такое расположение пальцев позволяет с минимальными затратами труда заменить любой молоток с изношенным лезвием или поменять местами молотки смежных рядов для использования неизношенных лезвий сегментов.

Рис. 20. Схема модернизированного измельчающего аппарата ИРТ-165 (а) и схема расположения деталей ротора (б): 1, 7, 11, 13 - болты; 2 - бичи; 3 - дека; 4 - ось; 5 - втулка; 6 - противорежущий элемент; 8 - пластина; 9 - днище бункера; 10 - ограничительная гребенка; 12 - удлинитель; 14 - режущий элемент (сегмент) молотка; 15 - палец; 16 - диск; 17 - распорная втулка; 18 - вал ротора

Начальное измельчение стеблей соломы осуществляется при помощи сегментов, установленных на молотках и противорезах; окончательное измельчение и ращепление стеблей - при помощи молотков и рифленой деки.

Противорез составлен из четырех одинаковых секций с пятью сегментами на каждой. К корпусу секции 8, изготовленному из уголка, приварены кронштейны с просверленными отверстиями (диаметр 6,5 мм) для болтов М-6, которыми крепят сегменты противорезов. Такое крепление позволяет без особых затруднений заменить сегменты при износе новыми.

Для изготовления деки 3 используют часть решета заводского изготовления молотковой камеры, к которой приваривают девять бичей от барабана зерноуборочного комбайна, ушко для болта 1 и втулку 5 оси 4 шарнирного крепления деки к корпусу дробильной камеры. Рифли смежных бичей (см. рис. 20, вид Б) расположены под углом один к другому.

Над каждым четвертым диском ротора, начиная отсчет со второго, устанавливают пластины ограничительной гребенки 10, соединенной болтами 11 с удлинителем 12 днища бункера 9.

Переоборудованный описанным способом измельчитель ИРТ-165 качественно измельчает влажную рисовую солому при малых затратах энергии.