Theoretical evaluation of design of root and tuber chopper
Authors: Свистунов А. , Оболенский Н. , Смирнов Р. 
Published: August 2021

Корнеклубнеплоды представляют собой один из наиболее распространённых видов корма, поскольку они отличаются хорошей поедаемостью, легко усваиваются и оказывают положительное влияние на физиологическое состояние животных. Однако при их измельчении зачастую получают низкокачественный продукт, несоответствующий зоотехническим требованиям. Поэтому разработка эффективной схемы измельчителя корнеклубнеплодов является одним из актуальных направлений кормопроизводства. Целью данного исследования было совершенствование конструкции и обоснование основных параметров измельчителя корнеклубнеплодов, обеспечивающих повышение качества кормов и снижение энергетических и материальных затрат. В работе представлено теоретическое доказательство необходимости защемления клубней в рабочей камере измельчителя корнеклубнеплодов для минимального выделения сока, а также исследован процесс резания клубня горизонтальными ножами. Было установлено, что при выборе окружной скорости режущего диска необходимо исходить из вида измельчаемых корнеклубнеплодов и их физико-механических свойств. В зоне, где режущая сила равна 0, целесообразно нож установить по радиусу или даже с уклоном в противоположную сторону. С целью получения минимального количества выделяемого сока было получено аналитическое выражение (2) и построены графики, с помощью которых можно определить предельную величину угла наклона стенки бункера, исходя из размера измельчаемых корнеклубнеплодов и толщины нарезаемых ломтиков. При измельчении клубней диаметром до 60 мм вылет ножа должен быть установлен в пределах 18‒20 мм, а зазор между кромкой стенки бункера и режущим диском — 28 мм. Это обеспечит гарантированное защемление клубня между горизонтальным ножом и стенкой загрузочного бункера. Полученные уравнения довольно точно описывают процесс измельчения корнеклубнеплодов и могут быть использованы для практических расчётов аналогичных измельчителей.
Easy digestible root and tuber crops, widely used as forage have good palatability and positive effect on physiological condition of livestock. But their chopping often results in low-quality fodder. Therefore the development of effective chopper design is of great importance for fodder production. The investigation aimed at improvement of chopper design and validation of its main parameters to increase feed quality, reduce energy consumption and forage loss. This report gives theoretical evaluation of tuber pinching in a working chamber to reduce juice loss and cutting by horizontal blades. Choosing speed of cutting blade, it is important to consider type of tuber and root crops and their physical and mechanical properties. Blade should be adjusted radially or inclined in opposite side in the zone, having cutting force of 0. To reduce juice loss the research obtained equation (2) and graphs, determining limit value of hopper wall angle, depending on size of roots, tubers and final slices. For tubers of up to 60 mm in diameter blade distance to a tuber should be 18‒20 mm, while space between the edge of hopper wall and cutting blade — 28 mm. This guarantees tuber pinching between horizontal blade and hopper wall.