Основные показатели, характеризующие процесс измельчения

 

1. Удельная поверхность измельчения измеряется м²/кг или м^-1, характеризует развитость поверхности частиц материала и представляет собой отношение суммарной площади поверхности частиц к их объему или массе (S_уд).

2. Степень измельчения (λ) – это отношение характерного размера кусков (D) исходного материала к соответствующему размеру (d) частиц продуктов измельчения.

Определение затрат энергии на измельчение кормов

При разрушении кусков материала внешние силы, прикладываемые со стороны рабочих органов машин – измельчителей, совершают работу. Эта работа расходуется на увеличение макро- и микротрещин, находящихся как в толще материала, так и частично выходящих на поверхность. Кроме этого, внутри твердого тела могут находиться инородные включения, которые деформируют его структуру. Воздействие внешних сил увеличивает величину и этой деформации.

Увеличение макро- и микротрещин, а также увеличение деформации за счет инородных тел приводит к разрушению твердого тела, сначала по слабым сечениям на куски в виде больших обломков. Эти обломки по своей твердости превышают первоначальное твердое тело, так как содержат внутри себя гораздо меньше макро- и микротрещин и деформации, поэтому для дальнейшего их разрушения необходимо увеличение силы, воздействуя извне.

При достижении определенной концентрации дефектов и, соответственно, размеров частиц наступает момент, когда тело не способно дальше разрушаться, т.е. наступил предел прочности.

На преодоление сил сцепления, расширение макро- и микротрещин, увеличение деформации за счет инородных тел расходуется основная масса прилагаемой энергии извне. Кроме этого, частично расходуется энергия на увеличение температуры тела и распыление тела внутри рабочей камеры. Но величина этой энергии мала по сравнению с той, что идет непосредственно на разрушение.

 

2.

Процесс резания лезвием представляет собой частичный случай измельчения, подчиненный его общим закономерностям, но имеет ряд особенностей и рассматривается отдельно.

Теорию резания разработал Горячкин.

В зависимости от вида рабочего органа различают три вида резания:

· лезвием;

· пуансоном;

· резцом.

При резании пуансоном и резцом сама рабочая кромка (лезвие) непосредственного воздействия на материал практически не оказывает, а действует как клин, нагрузка которого на материал сосредоточена на передней грани. Процесс протекает со снятием стружки (для резца).

При резании лезвием материал разрушается, в основном, под действием вершины двухгранного угла, процессу этого разрушения обязательно должно сопутствовать уплотнение разрушаемого материала. В зависимости от вида лезвия и его движений во время разрушения различают три вида резания лезвием:

· нормальное;

· наклонное;

· скользящее.

При нормальном резании или рубке вектор силы, приложенный к ножу, совпадает с вектором скорости движения ножа и направлен перпендикулярно к измельчаемой поверхности.

Наклонное резание.

При резании лезвием материал разрушается, в основном, непосредственно под действием вершины двухгранного угла. При этом процессу резания должно предшествовать уплотнение материала. Силу сжатия ножа, способную возбудить процесс резания, называют критической силой.

Резание может протекать без скольжения материала относительно пучка и со скольжением. Облегченное проникновение ножа в материал при скольжении объясняется перепиливанием микровыступами лезвия волокон материала в результате чего между соседними волокнами возникает напряжение растяжения и сдвига. При этом предел прочности материала уменьшается по сравнению с деформацией сжатия, которую вызывает нормальная сила.

При наклонном резании эффект скольжения вызывается уменьшением фактического угла заточки лезвия и процесс скольжения ножа о волокна идет только в области лезвия ножа.

При наклонном резании нож движется в направлении резания, т.е. скорость движения ножа совпадает с направлением движения прилагаемой силы. Проекция этой скорости на нормаль покажет величину скорости с которой действует нормальная сила.

Скользящее резание.

При скользящем резании эффект создается специально за счет вращательного движения ножа.

 

3.

«Волгарь-5»

ИГК-30Б

КДУ-2

 

4.

При резании резцом основную роль играет клин резца и резание им используется для измельчения корнеклубнеплодов. Процесс при резании резцом идет со снятием стружки.

В соответствии с теории клина процесс образования стружки (резки) протекает следующим образом: клин с углом А внедряется в материал под действием силы Р, сжимает его на пути а. Когда сила Р достигает некоторого предела, то происходит разрезание его на участке а и скалывание по длине l.

Линия скалывания опережает лезвие клина и дальнейшее его продвижение идет без воздействия на материал до следующего момента соприкосновения с ним. Материал снимается с клина в виде стружки (неровной поверхности его в результате различного воздействия клина). Процесс воздействия силы идет с переменным усилием. Перед врезанием клина сила равна 0, при уплотнении материала на пути его сжатия она достигает максимума и в момент скалывания снова равна 0.

Скользящее движение материала по лезвию резца отсутствует, так как резание идет по принципу рубки.

Для измельчения корнеплодов применяются также ножи различной формы: плоские с прямым сплошным лезвием, гребенчатые или зубчатые, плоские с криволинейным лезвием, совочкообразные.