УДК 631.363

ВЛИЯНИЕ УГЛА ЗАТОЧКИ ЛЕЗВИЯ НОЖА НА ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ОПЕРАЦИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Карпин Владимир Юрьевич
Петрозаводский государственный университет
кандидат технических наук, доцент

Аннотация
Данная статья посвящена исследованию влияния угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение листостебельных кормов. В статье автор опирается на данные, полученные в результате экспериментального исследования. По результатам экспериментального исследования автор получил функциональную зависимость энергозатрат операции измельчение листостебельных кормов от угла заточки лезвия ножа.

Ключевые слова: измельчение, лезвие ножа, листостебельные корма, резание, угол заточки, функциональная зависимость, энергозатраты


THE INFLUENCE OF THE SHARPENING ANGLE OF KNIFE BLADE ON THE ENERGY CONSUMPTION OF THE CHOPPING OPERATION

Karpin Vladimir Yuryevich
Petrozavodsk State University
Candidate of Technical Sciences, associate professor

Abstract
This article is devoted to the research of the influence of sharpening angle of knife blade on the energy consumption of the chopping operation of leafy feed. In this article the author based upon the data obtained from the experimental research. By the results of an experimental research the author have obtained the functional dependence of the energy consumption of the chopping operation on the sharpening angle of knife blade.

Keywords: chopping, cutting, functional dependence, knife blade, leafy feed, power inputs, sharpening angle


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Карпин В.Ю. Влияние угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/48941 (дата обращения: 29.09.2017).

Операция измельчение листостебельных кормов по своей роли в технологии приготовления кормов для сельскохозяйственных животных, а также по доли затрат энергии является одной из наиболее значимых. На эту операцию во всем мире расходуется до 50 % электроэнергии, затрачиваемой на приготовление кормов, причем большая часть электроэнергии расходуется непроизвольно и нерационально: превращается в тепло и другие виды энергии [1–4]. Вследствие этого весьма актуальным становится изучение наиболее значимых параметров операции измельчения листостебельных кормов. Одним из таких параметров является угол заточки лезвия ножа β.
Угол заточки лезвия ножа – угол, образованный фасками лезвия у его режущей кромки, измеряемый в плоскости, перпендикулярной кромке [3]. Основой для выбора угла заточки лезвия ножа являются эмпирические данные.
Вопросам влияния угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение посвящены работы Н. Е. Резника, А. И. Бекенева, Ш. Н. Нуртаева, Н. А. Барсова, Г. И. Малинова, В. А. Зяблова, А. Н. Познышева, И. Ф. Василенко, Т. А. Гаврилова и других ученых [3, 5–8].
Анализ работ приведенных авторов позволяет сделать следующий вывод: с уменьшением угла заточки лезвия ножа уменьшаются и энергозатраты операции измельчение, вследствие чего угол заточки лезвия ножа должен быть минимально возможным для конкретного вида измельчаемого сырья. Но при этом необходимо отметить, что чем меньше угол заточки лезвия ножа, тем меньшую прочность и износостойкость он имеет [3].
Целью исследования, результаты которого отражены в данной статье, является снижение энергозатрат операции измельчения листостебельных кормов.
Исследования влияния угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение листостебельных кормов проводились на стенде для исследования параметров процесса резания лезвием (рис. 1) [3, 9].


а

б

Рисунок 1 – Стенд для исследования параметров процесса резания лезвием

С целью выявления влияния угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение листостебельных кормов во время проведения опытов на стенд устанавливали ножи с разными углами заточки лезвия в пределах от 20 ° до 60 ° с шагом 10 °.
Методика проведения исследования была следующей. На стенд крепили ножи, в тиски устанавливали листостебельную массу и запускали электродвигатель стенда. Плавно опуская рукоятку с нажимным переключателем стойки стенда, на которой крепится диск с ножами, вниз, производили перерезание листостебельной массы. Энергозатраты (мощность N) фиксировали посредством счетчика электрической энергии.
В ходе исследования осуществлялась пятикратная повторность опытов.
По окончании исследований была получена выборка данных мощности, затраченной на процесс измельчения. Статистическая обработка полученных данных произведена общепринятыми методами математической статистики [10–12] для 5%-го уровня значимости (табл. 1).

Таблица 1 – Результаты исследования по определению мощности, затрачиваемой на измельчение листостебельной массы
Параметры
Угол заточки лезвия ножа β, °
10
20
30
40
50
60
Мощность N, Вт
25,9
26,1
28,2
31,1
34,5
38,9

Для наглядности полученные результаты представлены в виде графика (рис. 2).


Рисунок 2 – График изменения мощности от угла заточки лезвия ножа

Анализ табл. 1 и рис. 2 позволил установить следующее: между мощности, затрачиваемой на измельчение листостебельной массы, и углом заточки лезвия ножа существует сложная зависимость. Наиболее близко (R2 = 0,998) описывает полученную на рис. 2 кривую уравнение

N = 0,005·β2 – 0,062·β + 25,840.

Результаты исследования влияния угла заточки лезвия ножа на энергозатраты операции измельчение листостебельных кормов позволяют сделать вывод, что для снижения энергозатрат операции измельчения листостебельных кормов необходимо, чтобы величина угла заточки лезвия ножа находилась в интервале 20…30 °.


Библиографический список
  1. Малинов, Г. И. Изучение влияния толщины упруговязкого материала на работу измельчения / Г. И. Малинов, В. Ф. Кондрашов, Т. А. Гаврилов // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 7. – С. 30–32.
  2. Малинов, Г. И. Определение углов скольжения лезвия в процессе опорного резания / Г. И. Малинов, В. Ф. Кондрашов, Т. А. Гаврилов // Ученые записки ПетрГУ. – 2012. – № 8 (129). – С. 40–42.
  3. Гаврилов, Т. А. Исследование процесса измельчения мягких субпродуктов и разработка конструкции измельчителя для звероводства : дис. … канд. техн. наук : 05.20.01 / Гаврилов Тиммо Александрович. – Санкт-Петербург–Пушкин, 2014. – 147 с.
  4. Гаврилов, Т. А. Исследование температурного режима в режущем механизме измельчителей мясного корма / Т. А. Гаврилов, Г. И. Малинов, В. Ю. Карпин, В. Ф. Кондрашов // Техника в сельском хозяйстве. – 2014. – № 1. – С. 29–31.
  5. Измельчение мясного сырья в звероводстве / Г. И. Малинов, Т. А. Гаврилов, В. Ф. Кондрашов, Л. А. Черняев, Л. С. Паталайнен. – Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2013. – 63 с.
  6. Гаврилов, Т. А. Экспериментальное исследование процесса измельчения мясного сырья при различных скоростях резания / Т. А. Гаврилов // Ученые записки ПетрГУ. – 2013. – № 8 (137). – С. 98–100.
  7. Гаврилов, Т. А. О ресурсосберегающих технологиях экологически безопасной утилизации древесной коры / Т. А. Гаврилов, Л. С. Паталайнен, Г. Н. Колесников // Современные научные исследования и инновации, 2014. – № 7 (39). – С. 59–64.
  8. Гаврилов, Т. А. Исследование влияния угла скольжения лезвия ножа на снижение работы резания / Т. А. Гаврилов // Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. – 2014. – Т. 2. – № 7. – С. 31–34.
  9. Патент 131163 Российская Федерация, G01M7/08 (2006.01). Стенд для исследования параметров процесса резания лезвием / Т. А. Гаврилов, В. Ф. Кондрашов, Е. А. Тихонов. – № 2013113203/28; заявл. 25.03.2013; опубл. 10.08.2013.
  10. Карпин, В. Ю. Повышение эффективности работы технологической линии производства сухих животных кормов путем моделирования процесса линии и рабочих органов измельчителя костей сельскохозяйственных животных : дис. … канд. техн. наук : 05.20.01 / Карпин Владимир Юрьевич. – Санкт-Петербург–Пушкин, 2001. – 197 с.
  11. Гаврилов, Т. А. Исследование эффективности работы оборудования для тонкого измельчения мясо-рыбных кормов / Т. А. Гаврилов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ), 2013. – №03 (087). – С. 112–122.
  12. Гаврилов, Т. А. Повышение эффективности звероводческого производства путем совершенствования методики составления рационов кормления / Т. А. Гаврилов, А. В. Няникова, Л. С. Паталайнен, А. К. Широких // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ), 2013. – №07 (091). – С. 1194–1203.

 



Все статьи автора «Карпин Владимир Юрьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: