Условия эксплуатации шнеков экструдеров в кормопроизводстве для животноводства

Качество корма влияет на продуктивность сельскохозяйственных животных. Оптимизировать его приготовление можно с помощью экструдеров. Шнеки экструдеров подвергаются абразивному и коррозионному изнашиванию. Износ шнека экструдера является важным критерием при оценке работоспособности машины. Анализ производства кормовых экструдеров показал, что большинство экструдеров для кормопроизводства и запасных частей к ним являются импортными. С целью необходимости замены дорогостоящих импортных рабочих органов отечественными, обладающими высокой износостойкостью и работоспособностью, рассмотрены условия эксплуатации кормовых экструдеров и выявлены наиболее значимые причины износа шнеков. Проведен анализ научных публикаций по оценке различных показателей (структура сталей, содержание сторонних примесей в составе сталей, плотность сталей, температура, нагрев и др.), влияющих на износостойкость и коррозионную стойкость шнеков кормовых экструдеров. Рассмотрены процессы, протекающие в молекулярной структуре перерабатываемого сырья. В результате установлено, что износ шнеков обусловлен несоответствием их геометрических и физико-механических параметров, повышенной кислотностью перерабатываемой смеси и особенностями режима работы (повышенные значения температуры 100…180°C, влажность кормовых смесей 10…30%, давление прессования 3,0…5,0 МПа). В зависимости от типа получаемого корма его химический состав варьируется: содержание белков – от 20 до 40%, углеводов – 50…80%, жиров – 10…35%. Повысить прочность рабочих органов экструдеров можно за счет получения износостойких и стойких к коррозии покрытий на рабочих кромках рабочих органов экструдеров. Необходимо разрабатывать отечественные технологии и роботизированные средства в целях упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин для животноводства. Для решения этой задачи необходимы новые материалы и технологии.

1. Babajanyan А., Pakhomov V., Rudoy D., Braginets S., Maltseva T. The results of the study of the amino acid composition of compound feeds during the extrusion of wheat grain with the addition of Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens L.). E3S Web of Conferences: International Scientific Conference «Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East» (AFE-2022). 2023;371:01074. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202337101074

2. Тимофеева Д.В., Коротков В.Г., Попов В.П., Антимонов С.В., Соловых С.Ю. Обоснование оптимальных параметров экструдирования различных видов сырья в канале одношнекового пресс-экструдера // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Материалы Всероссийской научно-методической конференции. Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2014. С. 1298-1305. EDN: SLHHVP

3. Ерохин М.Н., Гайдар С.М., Скороходов Д.М., Ветрова С.М., Барчукова А.С. Износостойкость низколегированных сталей в абразивной среде // Агроинженерия. 2023. Т. 25, № 3. С. 72-78. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2023-3-72-78

4. Овечкина Л.Ю., Бузоверов С.Ю., Лобанов В.И. Повышение эффективности процесса смешивания комбикормов путем модернизации рабочего органа смесителя // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2021. № 4-1 (55). С. 75-78. https://doi.org/10.24412/2500-1000-2021-4-1-75-78

5. Бузоверов С.Ю. Использование процесса экструдирования для повышения качества зерновых продуктов // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. № 8-2. С. 9-12. https://doi.org/10.24411/2500-1000-2019-11479

6. Offiah V., Kontogiorgos V., Falade K.O. Extrusion processing of raw food materials and by-products: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019;59(18):2979-2998. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1480007

7. Коротков В.Г., Полищук В.Ю., Мусиенко Д.А. Влияние влажности и высоты фильеры на процесс экструдирования комбикормов // Вестник Оренбургского государственного университета. 2000. № 2. С. 117-119. EDN: HVZAXN

8. Басов С.С. Анализ видов износа и методов упрочнения шнеков кормовых экструдеров // Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов: Сборник научных статей 4-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Байкова. Курск: Юго-Западный государственный университет, 2023. С. 42-46. EDN: BTMCLQ

9. Дорохов А.С., Катаев Ю.В., Краснящих К.А., Скороходов Д.М. Контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники автоматизированным измерительным устройством // Наука без границ. 2018. № 2 (19). С. 44-50. EDN: YSWRRS

10. Скороходов Д.М., Басов С.С., Денисов В.А., Свиридов А.С. Исследование микротвердости боридных покрытий, полученных на стали 65Г из различных составов борирующих смесей // Технический сервис машин. 2021. № 2 (143). С. 144-150. https://doi.org/10.22314/2618-8287-2021-59-2-144-150

11. Казанцев С.П. Новая технология получения комбинированных диффузионных покрытий // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2003. № 7. С. 30-32. EDN: ZFDIGH

12. Казанцев С.П. Совершенствование технологии восстановления и упрочнения деталей машин железоборидными покрытиями // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2005. № 1. С. 30-31. EDN: HVBPTB