Как соорудить гранулятор для комбикорма?

Принцип работы

Процесс формирования гранул происходит путем придачи формы измельченному сырью во время прохождения через отверстия в матрице.

Этот сложный цикл, ранее распространенный только на предприятиях химической промышленности при изготовлении пластмасс, в животноводстве стал применяться относительно недавно.

Устройство Гранулятор требует небольшого количества комплектующих и запчастей.

В общем виде он состоит из следующих элементов:

• основание;
• электродвигатель мощностью не меньше 15 кВт;
• матрица;
• редуктор;
• вал;
• емкости под сырье и готовый продукт.

Главной деталью является матрица, именно от ее качества зависит форма и размер гранул корма.

Пошаговая инструкция для изготовления гранулятора своими руками:

• Первое с чего нам нужно начать это изготовление корпуса, для этого используем нашу трубу;
• Далее делаем матрицу;
• Изготавливаем посадочное отверстие и подгоняем матрицу;
• Делаем загрузочное отверстие и отверстие выхода готовых гранул
• Точим вал, крепим его к червяку для посадки на него роликов;
• Изготавливаем ролики и пуансон, собираем все в один узел. Понятие пуансон здесь подразумевает просто обычный вал для соединения роликов, а посередине его отверстие для соединения с валом от червячного редуктора;
• Изготавливаем перегородку между червячным механизмом и выгрузным отверстием, к валу крепим лопасти для выгрузки гранул;
• Крепим червяк;
• Делаем площадку под электродвигатель.

Изготовление корпуса

Как я уже говорил, для корпуса мы будем использовать обычную толстостенную трубу, диаметром от 50 см, если такую трубу вы не можете найти, то можно даже применять трубу меньших размеров, но производительность будет занижена.

Высота корпуса должна быть около 70 см. Где то в середине делаем посадочное отверстие под матрицу, для этого навариваем по кругу сваркой металл толщиной 2-3 см и высотой 3-4см, а затем протачиваем это на токарном станке по кругу, делая посадку более точной. При проточке нужно крепить трубу таким образом, чтобы не было ее биения, так как матрица должна быть перпендикулярна роликам.

В нижнюю часть мы будем вставлять наш червячный редуктор, поэтому все можно сразу разметить и подготовить необходимые отверстия.

Сверху корпуса у нас будет загрузка, а под матрицей выгрузка пеллет. Где то на расстоянии 15 см от нижней части матрицы, у нас будет площадка, разделяющая отсек выгрузки пеллет и червячный механизм. В этом месте нам нужно будет сделать перегародку, можно из обычного железа толщиной 3-5 мм.

Для этого достаточно вырезать ее болгаркой или резаком. Отмечается вырезаемый круг прикладыванием нашего корпуса к листу железу и обводом мела.

Перегородка должна будет иметь отверстие в центре, для прохода вала от червяка к роликам. Ее задача недопущение попадания пеллет и отсева на червячный редуктор. В этом же месте делается люк для выгрузки готовых пеллет.

Изготовление матрицы

Матрицу можно сделать из листового металла толщиной от 4 см. Для этого нужно сначала вырезать резаком примерный диаметр круга из листового металла. Затем этот металл нужно обработать на токарном станке, чтобы она плотно заходила в посадочное отверстие.

После подгонки матрицы, в ней нужно насверлить отверстия необходимым диаметром. Можно при покупке железа предусмотреть его на несколько матриц разных диаметров, но последующую делать только после того как будет нормально работать станок. Это позволит в следующей матрице учесть ошибки которые вы допустили при изготовлении первого экземпляра.

Для облегчения процесса сверления можно начертить в компьютере отверстия и по ним уже непосредственно ее сверлить.

Нужно помнить, что отверстия должны быть расположены в шахматном порядке и мертвых зон не должно у вас образовываться. Это позволит повысить производительность пресса на 15 – 20%. Расстояние между отверстиями в норме должно быть около 3 мм.

Довольно удобный и современный способ изготовления матрицы, это использование станков по металлу с ЧПУ. Нарисовали в программе рисунок, и станок с помощью лазера вырежет вам нужную картинку.

Не забываем – после рассверливания, нужно сделать зенковку матрицы.

Работы на токарном станке:

• На червячный редуктор необходимо надставить вал и соединить его с валом роликов. Нам нужно выточить такой вал. Соединения вала должно быть обязательно через сквозной шплинт, чтобы в работе вал не поднимался с пуансоном. На валу нужно сделать переход от большего диаметра к меньшему. Это делается для того чтобы на данный переход подкладывать шайбочки и регулировать зазор между матрицей и роликами;
• Нужно выточить ролики;
• Вытачиваем пуансон.

Сборка

После вытачивания роликов на них можно нарезать обычной болгаркой полосы. На пуансон одеваются подшипники и затем ролики. Весь узел собирается.

Следующим шагом будет крепление червячного редуктора к корпусу. Все крепления лучше делать на болты и минимум пользоваться сварочным аппаратом.

Вырезаем площадку под электродвигатель, устанавливаем его и соединяем с помощью шкивов с червячным редуктором. Выводим провода и при необходимости подключаем двигатель, делаем кнопку включения выключения станка.

Производим заключительную сборку гранулятора и его пуско наладку.

Виды

Грануляторы бывают нескольких типов. К самым распространенным относятся:

1. С самодельной матрицей. Такой вид является наиболее доступным и бюджетным, не требует большого количества материала и запчастей. Аппарат такого типа отличается повышенной надежностью.
2. Из мясорубки. Изготовление изделия почти не требует ресурсов, однако качество производимого корма будет на порядок ниже, чем в предыдущем варианте. Какой тип гранулятора выбрать – каждый должен определить сам, исходя из потребностей своего хозяйства.

Преимущества

К наиболее весомым относятся:

• возможность хорошо сэкономить, не покупая гранулятор серийного производства;
• возможность самостоятельно выбрать размер гранул, производительность аппарата, мощность его электродвигателя и других важнейших характеристик;
• полезные свойства гранулированного корма по сравнению с иными видами.

Можно приготовить комбинированный корм, содержащий все необходимые витамины, микро- и макроэлементы, белки, жиры и углеводы в определенных, заранее заданных пропорциях.

Технология производства

Для любого хозяина идея превратить отходы в топливо, или даже на этом заработать денег, является привлекательной. В принципе, сделать пеллеты своими руками реально, но ожидать от них промышленного качества не стоит. Заставить на работать импортный пеллетный котел на самодельных гранулах вряд ли получится, но самодельный или твердотопливный агрегат отлично с ними справляется.

Оборудование, которое необходимо для производства пеллет из опилок или щепы

Технология производства древесных пеллет состоит из нескольких последовательных этапов:

• Крупное дробление сырья. Фрагменты должны быть не более 1,25 см³. Это подготовка для более качественной сушки. Для этой операции нужна дробилка.
• Сушка в сушильной камере. Сырье доводят до влажности 8-12%. Камеры есть разных типов, в некоторых используют прямой нагрев (в сушильную камеру подается раскаленный воздух из топки), в других греется теплообменник, а от него — воздух в сушилке. Второй вариант менее эффективен, но в этом случае исключена возможность попадания сажи в сырье. Даже небольшое количество сажи способно окрасить щепу. В результате по качеству пеллеты могут относится к «белым» (если использовали соответствующее сырье), а по цвету — к серым.
• Мелкое дробление. Просушенную древесину подают в дробилки (обычно молоткового типа). На выходе фрагменты древесины имеют размеры на более 1,5 мм для белых и серых пеллет, и 4 мм для промышленных.
• Увлажнение. Древесные волокна с малой влажностью не смогут склеиться. Потому их увлажняют. Если используются отходы сосны, ели, впрыскивается вода. Сырье из твердых пород — дуба, березы, бука — обрабатывается горячим паром.
• Прессование. Тут работают прессы разных конструкций. Сырье продавливается через матрицу (плоскую или круглую), которые и формируют цилиндры заданных размеров.
• Охлаждение. Под воздействием высокого давления пеллеты нагреваются до 70-90 °C. В таком состоянии они легко крошатся, потому их оставлют остывать.
• Готовые гранулы просеиваются (от остатков не склеившихся частиц) и фасуют.

Как видите, процесс многоступенчатый, требует довольно большого количества оборудования. Тем не менее, при наличии дешевого или бесплатного сырья производить пеллеты своими руками выгодно.

Особенности производства пеллет из соломы

Сделать пеллеты из соломы проще. Она изначально идет сухой, потому этап сушки отсутствует. Если же есть мокрая солома, ее сушат в естественных условиях на солнце, а затем измельчают и подмешивают к сухой, добиваясь тем самым требуемой влажности исходного сырья перед прессованием.

Легче происходит и измельчение. Для этого требуется соломорезка, которая сразу нарезает сырье на фрагменты требуемой длины. Так что измельчение тоже проходит за один раз. После доведения массы до требуемой влажности, ее продавливают через пресс. И тут все проще: так как сырье более мягкое, усилий требуется меньше. Менее мощное оборудование — меньшие затраты. При этом производительность линии может быть высокой.

Как видите, оборудования для производства пеллет из соломы требуется меньше, да и затрат времени и энергии тоже меньше.

Размеры

Определить размер будущего аппарата очень важно перед началом изготовления гранулятора из мясорубки.

Всего нужно измерить следующие показатели:

• параметры сетки (частоту и диаметр ячеек);
• длину цилиндра;
• размеры ножей;
• размеры крышки.

Лучше всего использовать типовые чертежи, чтобы изготовить бытовой гранулятор комбикорма быстро и без долгих расчетов правильных размеров.

Чертежи были составлены профессионалами, поэтому можно не переживать за успех в изготовлении прибора.

Так, например, диаметр корпуса должен составлять 54 миллиметра, а основные размеры подбираются пропорционально радиусу внутреннего вала, который равен 11-13 миллиметрам.

Как сделать гранулятор?

С плоской матрицей

Главными элементами являются:

• цилиндр;
• матрица;
• кожух;
• ролики;
• защитная крышка.

Корпус должен состоять из двух составляющих частей: внешней и внутренней. При этом диаметр должен выбираться такой, чтобы матрица в верхней части конструкции могла свободно вращаться.

Всегда должен оставаться небольшой зазор между внутренним и внешним корпусами.

Изготовление гранулятора для комбикорма не требует дорогостоящих материалов и запчастей.

Для изготовления самодельного гранулятора понадобится:

• мощный электродвигатель;
• вращательный вал;
• стальные или жестяные листы;
• углы; крепежные болты;
• сварочный аппарат;
• линейка; штангенциркуль;
• болгарка; гаечные ключи;
• перфоратор; фломастер или маркер.

Если есть возможность, лучше использовать комплектующие из высококачественной или легированной стали.

Сначала нужно приготовить диск толщиной двадцать миллиметров или больше.

Необходимо помнить: толщина влияет на размер гранул и на производительность. Поэтому при увеличении толщины нужно выбирать более мощный электродвигатель.

Этапы изготовления:

1. Проделать отверстие в диске, приложить шестерни к валу и прикрепить его с помощью муфты перпендикулярно корпусу.
2. При помощи подшипников и муфты следует закрепить редуктор в нижней части аппарата.
3. Затем приварить ушки к обеим частям корпуса, предварительно соединив их с помощью болтов.
4. Сварить раму из углов или швеллера. Установить на сам гранулятор.
5. Поместить в аппарат ролики и матрицу. Жестко прикрепить изделие к станине при помощи болтов.
6. Установить электродвигатель.
7. После этого присоединить редуктор к выходной части вращающегося вала.
8. После окончательной сборки аппарата в качестве финального штриха нужно нанести краску по металлу, если корпус выполнен не из нержавеющей стали.

Первый запуск необходимо проводить только после полного высыхания слоя краски.

Из мясорубки

Чтобы изготовить гранулятор для пеллет своими руками из мясорубки, чертежи и другие сложные схемы не понадобятся. Достаточно просто найти ненужную механическую мясорубку.

При обработке твердого сырья такое устройство быстро потеряет пригодность и эффективность. Однако простота изготовления позволяет без особого труда сделать такой аппарат даже начинающему фермеру.

Как уже было сказано выше, гранулятор из мясорубки не может перерабатывать твердые продукты. Однако этот недостаток с лихвой компенсируется преимуществами.

Достоинства такого типа гранулятора:

• дешевизна;
• малое количество материалов и запчастей;
• простота в изготовлении и эксплуатации;
• хорошая обработка травы и сена для изготовления корма;
• изготовление мелких и средних по размеру гранул.

Чаще всего в домашних условиях предпочитают делать грануляторы именно такого типа, чтобы возникало меньше проблем с изготовлением корпусов.

Чтобы изготовить гранулятор из мясорубки, необходимо заранее собрать все необходимое, чтобы не отвлекаться непосредственно во время работы.

Из материалов и запчастей понадобятся:

• мясорубка со всеми деталями;
• шкивы 1:2;
• стальная болванка;
• ремень;
• сварочный аппарат;
• электрический двигатель на 220 Вольт.

Сложных чертежей при изготовлении аппарата такого типа не потребуется. Следует измерить сетку, матрицу, габариты корпуса и вала.

Проводить расчеты нужно с учетом, что матрица должна примыкать к червячной передаче, поэтому необходимо предусмотреть небольшое углубление.

Если ребра корпуса мясорубки будут мешать процессу, их необходимо удалить. Затем следует установить пресс на верстак и устойчиво закрепить его крепежными болтами. В ножках мясорубки нужно просверлить отверстие.

Матрица

Желательно изготавливать матрицу по трафарету, сделанному от руки или с помощью графического редактора и чертежного проектировочного программного обеспечения.

Важно учитывать размер вала, который должен быть просверлен в центре матричного диска.

Зачастую размер отверстий зависит от диаметра болванки:

1. Если деталь для планируемого аппарата составляет 20 мм, подходящий диаметр – 3 мм. При толщине в 25 следует выбрать диаметр в 4 миллиметра.
2. Если толщина равна 40 мм, диаметр не может быть меньше 6. Отверстие нужно отшлифовать, затем установить матрицу на наконечник шнекового вала.

Крышка

Обычная крышка от мясорубки не подойдет, поэтому необходимо изготовить ее специально. Выточить новую резьбу для крышки возможно двумя способами: приварив проволоку или сделав надрезы болгаркой.

Необходимо учитывать диаметр проволоки, чтобы не нарушить всю конструкцию.

Лучше изготовить крышку с припуском: если вы захотите поставить матрицу побольше, не придется изготавливать новую защитную крышку.

Нож для пеллет

В шнеке мясорубки необходимо просверлить отверстие для крепления ножа с помощью болта с наружной стороны матрицы. Очень важно использовать качественные крепежные болты.

Установка шкивов

Шкивы следует прикрепить симметрично, очень точно, потому что именно они будут выполнять главное действие – передавать движение переводному ремню.

Шкивы будут испытывать повышенную нагрузку, поэтому они должны быть качественными и износостойкими. Ведущий шкив необходимо присоединять к валу двигателя, ведомый – к ручке.

Натяжка ремня, расчет установки двигателя

Шкивы нужно медленно соединить с двигателем ременной передачей. Необходимо учитывать возможную пробуксовку.

На колесе, на которое будет натягиваться ремень, должны отсутствовать зубцы, иначе деталь будет сильно перегреваться, и риск поломки гранулятора возрастет в разы.

Наладка и доработка

После сборки устройства нужно приварить емкость к отверстию, оставшемуся от корпуса мясорубки. Такая воронка будет служить для засыпки сырья для изготовления корма.

Нужно провести тестовый запуск готового механизма, чтобы удостовериться в его работе пока без грубого сырья и вовремя исправить возможные недостатки.

Очень важно отслеживать положение всех деталей, правильность их работы, оценить натяжение ремня.

Шнековый пресс

Данный механизм применяется для изготовления гранулированного корма из зерновых и гранул из соломы, которые используются в качестве подкормки.

Всего за час работы возможно переработать 200 килограммов сырья в 200 килограммов готового комбикорма. Можно регулировать количество продукта путем корректировки мощности и производительности оборудования.

Принцип работы следующий: сырье подается в верхнюю часть аппарата, которая движется внутри колеса, продавливается шнекером сквозь отверстия в матрице и приобретает форму гранул.

Достоинства такого типа грануляторов:

• высокая производительность;
• простота конструкции;
• легкость изготовления своими руками.

Если усовершенствовать прибор и подобрать более износостойкие компоненты, можно перерабатывать даже древесину.

Материалы нужны такие же, как и при изготовлении гранулятора с плоской матрицей, отличия появляются именно в самой матрице.

Для изготовления понадобятся:

• винт DIN 478 M5- 10;
• вал;
• подшипник DIN 625-6207;
• крышка подшипника;
• стопорное кольцо DIN 471-35-1,5;
• втулка;
• ролик.

Из крупного оборудования для изготовления понадобятся: сварочный аппарат, болгарка, сверлильный и токарный станки.

Материалы:

• мотор;
• редуктор;
• подшипники – 2 шт. под диаметр посадочного отверстия;
• металлическая болванка под матрицу;
• прут металлический 10 мм;
• трубы для корпуса.

Конструкция должна быть стальной, поэтому комплектующие должны быть надежными, прочными, но не тверже стали, чтобы шнековый гранулятор проработал долго.

Для построения чертежа самыми главными параметрами являются габариты самого устройства, диаметр шнека и тип матрицы: с размерами и частотностью ячеек.

Каждый выбирает габариты самостоятельно, но наиболее распространенными считаются:

• частота оборотов редуктора – 120-150 оборотов в минуту;
• угол конуса – 70°;
• диаметр корпуса – 58 миллиметров;
• высота шнека – 52 миллиметра;
• диаметр выходного отверстия вала – 30 миллиметров.

Чаще всего параметры деталей изменяются при увеличении производительности: чем она выше, чем более крупные требуются габариты.

Применять нужно шариковые и конусные роликовые подшипники.

Изготовление шнека

Это самый важный этап, позволяющий изготовить шнековый гранулятор своими руками.

Этапы изготовления шнека:

• выбор вала;
• проточка посадочных отверстий под подшипники;
• накатка и обварка прута;
• обработка болгаркой.

Чем больше шаг резьбы, тем выше производительность, а давление на матрицу – ниже.

Матрица

Существует такая закономерность: чем больше сечение матрицы, тем выше КПД. Маленькие отверстия нужно расширить дрелью и обязательно отшлифовать.

Прочность гранул корма зависит от их длины, которая определяется толщиной матричного диска.

При этом нужно учитывать: чем длиннее планируются гранулы, тем толще они должны быть, поэтому нужно увеличивать диаметр ячеек матрицы и ее толщину.

Матрицу изготавливают из стальной пластины марки 45. Желательно применять легированную или нержавеющую сталь. Чем меньше толщина матрицы, тем быстрее она изнашивается.

Отверстия ячеек можно просверлить и обязательно отшлифовать.

Диаметр подбирается в зависимости от толщины матричного диска:

• ячея в 6 мм годится для 40 миллиметровой толщины диска;
• 4 мм – для 25 мм;
• 3 мм – для 20 миллиметров соответственно.

Долговечность матрицы зависит от следующих факторов:

• консистенция сырья (наличия абразивных компонентов, недостатка масел);
• изменение скорости подачи исходного материала;
• коррозия из-за агрессивных органических соединений – масел, жиров, отрубей.

Мощность матрицы зависит от толщины, поэтому диаметр ячеек должен быть меньше толщины приблизительно в 8-10 раз.

Корпус из двух или трех гильз

Для изготовления кожуха понадобится труба, оснащенная сменной гильзой, которую нужно приварить к краям корпуса. Загрузочное отверстие изготавливается из куска трубы маленького диаметра.

Торцы оснащаются фланцами. Втулка может заменяться. Ее толщина должна равняться шести миллиметрам. Необходимо оставлять посадочное гнездо, чтобы прикрепить матрицу к внутренней части корпуса.

Пять пластин нужно приварить на втулку, чтобы распределить нагрузку при подаче сырья.

Изготавливаем в домашних условиях

Но если такой возможности нет, а желание иметь огромное – то можно сделать свой образец, который будет обладать следующими преимуществами:

1. Вы можете сделать его с той производительностью, с которой хотите;
2. Вы с легкостью можете спроектировать его под себя, учитывая ваши пожелания по расположению, его размерам;
3. После изготовления вы будете знать оборудование от А до Я, все его слабые и сильные стороны, это облегчит его эксплуатацию;
4. Вы можете сами на него изготавливать большинство запасных частей, не завися от поставщиков.

Какие навыки нужны для того чтобы его собрать:

• Слесарные, вы должны хорошо разбираться в слесарном деле, или на крайний случай позвать в помощники хорошего слесаря;
• Навыки газо и электро сварщика;
• Токарное мастерство.

Что понадобиться для изготовления:

1. Сварочный аппарат с не одной пачкой электродов;
2. Резак с балоном пропана и кислорода (не обязательно, но желательно, так вы сократите время на некоторые операции);
3. Токарный станок;
4. Сверлильный стационарный станок;
5. Сверла 6, 8 или 10 мм, в зависимости от диаметра пеллет которые вы хотите получать;
6. Листовой металл от 40 мм толщиной;
7. Металл, лучше если у вас будет доступ к какой нибудь старой и большой свалке металлолома;
8. Труба для корпуса гранулятора, толщина металла может быть от 3 мм, диаметр от 50 см, в зависимости от ваших пожеланий. Такие трубы можно найти на старых котельных, которые использовались в роли дымоходов;
9. Подшипники;
10. Электродвигатель, для гранулятора 400 кг/час, нам подойдет двигатель 1500 об/мин и 22 кВт мощностью;
11. Червячный редуктор;
12. Шкивы или металл для того чтобы их выточить;
13. Нужна сеть для подключения и работы станка 380 Вольт.

Советы профессионалов

Изготовление редуктора

Чтобы сделать гранулятор, можно применять самодельный редуктор. Один из распространенных вариантов изготовления: задний мост от тяжелых мотоциклов Урал или Днепр.

Придаточное соотношение данного элемента равно 4,62, он компактный, поэтому его возможно разместить вертикально.

Присоединить двигатель к редуктору можно с помощью кардана или упругой муфты с тех же мотоциклов.

Ведущая шестерня имеет шлицевой хвостовик, на который можно насадить карданчик или упругую муфту.