Operating conditions of extruder screws in livestock feed production | Условия эксплуатации шнеков экструдеров в кормопроизводстве для животноводства.

English. The forage quality affects the farm animal performance. Feed preparation can be optimized due to the use of extruders. Extruder screws are subject to abrasive and corrosive wear. Extruder screw wear is an important criterion in assessing the performance of the machine. The analysis of feed extruder production has shown that the majority of extruders and spare parts for them are imported. To provide for domestic substitutes for expensive imported working tools having high wear resistance and serviceability, it was considered the operating conditions of feed extruders and revealed the most significant causes of screw wear. They analyzed scientific publications on estimation of various parameters (structure of steels, content of foreign impurities in steel composition, steel density, temperature, heating, etc.) influencing wear resistance and corrosion resistance of feed extruder screws; particular attention was paid to the molecular structure changes of processed raw materials. As a result, it is established that screw wear is caused by the discrepancy of their geometrical and physical-mechanical parameters, increased acidity of processed mixture and peculiarities of the operation mode such as increased values of the temperature of 100 to 180 deg. C, the moisture content of fodder mixtures of 10 to 30%, and the extrusion pressure of 3 to 5 MPa). Fodder chemical composition obtained depends on the feed type; protein content might vary from 20 to 40%, carbohydrates – from 50 to 80%, fats – from 10 to 35%. It is possible to increase the durability of extruder working tools by depositing wear-resistant and corrosion-resistant coatings on their working edges. It is necessary to develop domestic technologies and robotic means for strengthening of working tools of agricultural machines for livestock breeding. New materials and technologies are needed to solve this problem.

Russian. 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 град. C, влажность кормовых смесей 10…30%, давление прессования 3,0…5,0 МПа). В зависимости от типа получаемого корма его химический состав варьируетя: содержание белков может составлять 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.