автореферат бурмага

]Q г
г
f) П
На правах рукописи
2 h MAP 1QG7
БУРМАГА АВДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОЦЕССОВ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ
ОРМЛЕНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Специальность: 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного
производства
АВТОРЕФЕРАТ
^ссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Санкт-Петербург 1997
Работа выполнена в Дальневосточном Государственном аграрном
университете
Научный консультант - доктор технических наук, профессор, акаде
ААО, заслуженный изобретатель
Доценко СМ.
Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор, ч
корреспондент ААО Барсов Н.А.
доктор технических
Кербер В.Н.
наук,
профе
доктор технических HajTC Камчадалов Е.]
Ведущее
предприятие
-
Научно-исследовательский и проек
технологический институт механизаци
электрификации Нечерноземной зоны РС
Защита состоится «/if» /1*^г,,^г-^а,
1997г. на засед.
диссертационного
совета
Д. 120.37.04
в
Санкт-Петербурп
государственном аграрном университете по адресу: 189620, Са
Петербург - Пушкин, Санкт-Петербургское шоссе, д.2, ауд. 2719/ /-^
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Cs
Петербу-ргского государственного аграрного университета.
Автореферат разослан « 2^У) (^ъ^.^<?..^^ 1997 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
<-^ ^~'!Р^'''^
соминич.
•
•
,
•
-
^
3
.
•
•
•
-
.
-
•
'
-
• •
.
.
-
.
•
.
СётЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работм. Исследованиями ученых и переловой
произволствеиной практикой установлено, что полнорашюнные
кормосмеси удовлетворяот физиологическим потребностям круп­
ного рогатого скота, способствуют усилению пищеварения и
повьлиают продуктивность Аивотных за счет_ сбалансированности
кормов по .питательным веществам. Высокой эффективностью об­
ладают кормовые смеси, приготавливаемые на основе стебель­
ных, концентрированных it углеводистых кормов - корнеплодов
или тыквы.' Правильное их соотношение позволяет равномернее
нагружать пищеварительный тракт.и полнее использовать пище­
варительные способности животных.
Анализ-- провеленыых исследований показывает, что' затра­
ты на приготовление таких кормосмесей все еще высоки из-за
высоких капитальгшх вложений, больших - трудностей с -подготозкой • углеводистых . кормов к скармливанию, низких качест­
венных, показателей при . осуиествлении. процесса измельчения,
смешивания, и раздачи. кормовых, смесрй.. "
- • -' .При ; этом:.необходимо 'учитывать, что 1*акЕимальную при­
быль от производства продукции аивотноводства при., стабиль­
ных ценах можно- получить только• от снижения себестоимости
получаемой продукщта, которая достигается упрощением струк­
туры пйточно-технологических линий хранения компонентов,
П1»1готовлёния и раздачи кормовых смесей при одновременном
повьапею»! качественных показателей работы этих машин.
.- Следовательно, " повышение эффективности ' процесса . меха­
низированного кормления крупного рогатого скота, путем раз­
работки ращ^ональных способов и технических средств по хра­
нению углеводистых кормов-, приготовлению й раздаче кормовых
смесей является актуальной научно-технической проблемой,
решение которой имеет большое научное и практическое значе­
ние.
•
•"
Цаль работы - повышение эффективности процесса механи­
зированного кормления крупного рогатого скота рутем разраОотки и обоснования параметров рациональных способов и техштческих средств по хранению углеводистых кормов, приготов­
лению и раздаче кормовых смесей,- обеспечивающих максималь­
ную прибыль от реализации этих процейсоа при их высоких ка­
чественных показателях, а такке_ с • минимальными затратами
груда и средств. -.
4
Научная Hosiiaiia. Разработаны наушше основы создания
рац1<:онал1,кьэ: поточно-технологических лштй приготовлскик и
разда'.!:! кормовых смесей; эконоиико-математическая модель
произзолства гз^Ботноводческой продукции; установлены зави-^
схшости, конструктиЕние и режюлныт- паранатры измельч5:тел;;- '
усреднителя ди;ског10го типа; -установлены основные закономерHOCTii при послойном заполнсшш бункеров моОьгльких p a s q a r b i кос 1со14пэнентами кормовой смеси; установлены завислмоса'и,
позЕОЛяк!дие опредегшть конструктивно-реяюйныз ларакэтры ио~
бшхького бунгсерного раздатчика-смесктелк KopsiOE ь процессах
cuemisai'MR и дозированной выдачи'кормоз rjaaoTHUii; разрабо­
тан метод оценки качества смешиваЕвдей cnoco6aocTii ксшгпекта
сОорудоЕаш1я для приготовления кормовых сь^есей.
Пр11ктитгс'ская цозгкость, Полученные р е з у л ь т а т а исследо­
ваний позБолх1Ли разработать новые способы приготовлешт и
раздачи корковых смесей крупному рогатоыу скоту на основе
углеводистых, стебельд^ых и кониектрироваш-ых кориаь, ресить "
проблему, имеющее важ1юе научно-техническое, и народкохозяй-,ствелное значение. '
• "
. ' • 'Установленные аналитические • и экспер5.шентальныв , э а в и - '
симости позволяют на стадии', проектировашхк -определять . о с ­
новные ' конструк*ивно-режиыные
параметры/
технических •
с р е д с т в , обеспечивающих качественную реолизйщш _ продессов '
приготовлений и раздачи кормосыесей ддя крупного' ро'г'атого
скота.
-•'•--' \'. '•' [
Разработанная экономико-математическая иодель .поав'оляST рассчр:тагь прибыль, получаеиую от использования'ЦТЛ как
на - стадии использования, т а к и на стадии- проектирования.
Усовершенствованна методика расчета поточно-технологических
линий приготовления и раздачи кормовых смесей крупноиу -ро­
гатому скоту.
•
. .
Реализация рову^гьтатов иселедовангд^. Результаты и с с л е - .
дований использованы рядом конструкторских и проектных организаш-1Й при разработке технической докуыентацю! и созда­
нии опытных партш! технических* •средств
(измельчителейусреднителей, раздатчиков-смесителей).
• .
•
Результаты исследований вклЕ(че1:ы в систсгму, технологий
и мапхин для. сельскохозяйственного производства .Pocd-pi и ма­
лотоннажной переработки сельхозпродукции; ,-,•- ,- ' '
-
-
• '
-
,
-
' •
- 3
.
'
•
-
•
•
•
•
:
•
•
.
•
•
•
-
.
'Созланкые
на
• основе
, ;йсслелоза!-И'£Й
яоточно.Mo.y:,Ti-x-nr--'->ecK;:s jr.'rc-:^r нагл?! •nj:::i'e:ier»''i; в сельскохозлйстзен;;iiT>; rivvc г.п~'гт.'Т1"1ЯХ Р*1ГГГ:С.У:О'Й. сСпасси.
-.- „_,.-•.,-._.._-, e;---t"-"?i- Сг!:ог:''Г" г.сло,?:ен!1Я ,;"1Сс:ертац.ионнсй
ДалЫ-АУ (с 1987 по 1ЭЭ6 г г . ) , Саратозского ордена «Знак По-raC'iA Г.'.'/ {1985, 1991 г г , } , ч.аучкс-Ьра:<:'гггческ:1:{ конференци­
ях Я-5ЛьКГПТ'."''!ЭСХЛ 119S0, 19?! г г . ) , м'гягкафелральнсм з а с е д а •г.--; Л^"--''^'ГГ^^/ (1956 г . ) . РазрабО'Ганяъй на ccHOsaiBOT прозелени^-'. ^юсхчедолдни"! излсгабарптккй мсбг^хьн'-й а г р е г а т для малых
'••:5р:.: сгк. п-оаг.стазлен на конкурс, объязлйнный Министерством
сельского- ксзя1";стза и продовольстзия FCCCP s 1990 г . , где
отмачен зтсрсй пре"*"1ей.
nv3££2«ai£3K_ Ссксзные пологекз-гя диссерташги опубликова­
ны 3 Зй, :12чатнг.к работах oOtcra.i объемом 19 п . л . , в том числе
а одисанмях J авторских свилетельстэ на изобретения-.
Сюу^;;ус ?1 и ^ об'ьдм^^д?тоссртахгии• Дисоертахдая состоит и з
зв^даю^я и ;1ятл г л а з , общих выводов, списка литературы из
365 наяменозаний (в т . ч . , 14 на иностра'нных языках) и 1приложекий. С&дий оО-ъе"! -419' с т р . , з т . ч . 48 с т р . предложений,
98 рисунков и 34 табхгицы.
,С0ДЗК2АВКЕ гДВО'Ш
"Введение. Иэлогены актуальность темы исследования
осноБИые.положения, которые вьносятсл на защиту.
и
1 . Состотто пробясаах. Цоль и задачи иссяаловаиий
• Изучению .проблемы' повышения эффективности процессов
приготовления и раздачи кормов посвящены работы многих н а ­
учных,' проектно-технологических и.других организаций.
•• Исслеяованиязди Алиева. А.А., Боярского Л . Г . , Дмйтриченко А.П., Жукова Б.П., Зинченкс Л . И . , Краснощековой . Т . А . ,
Крылова В-.М., Линника В»С., Стариковой Н.П., Чашкина A.M. и
лрупгх отечественных и зарубежнЕох ученых показана высокая
эффективность от кормления крупного рогатого .скота сбалансированкьайи по питательньа»! веществам кормовыми смесями на
основа измельчеи.чых стебельных, углеводистых и концентриро­
ванных кормов. Анализ выполненных исследований и практика,
пскаэьэают, что применяемые в настоящее »ремя способы к'
гехкические средства не в состояню! к а ч е с т в е ш ю , в соответCTBjm с зо'отехкииесккзс? тре6оьанит«5, ьыпрлнять процессы
:-:ране11!:я, полготовки кориов к ска^зьашБаюоз и их• яозггрованI'.oi-i раздач!-!.
• Б то к е время приготовление и раздача кормовьк смесвц
на т:20тноволческ1{х фермах являются процесса».ог энергоемкими
и. тру;:ое::кк1Л1, требукщими значительньгх дополнительных з а ­
трат КЗ строительство и эксплуатацию хренилиц кормов, кор­
моцехов, приоОратекие и использовагше-манки и оСорудо|1гния.
При этом ра31йер.затрат, своёЕременность и качество Еыполкекия процессов по. корипеаи» ясивотшйс в конечном итоге опре­
деляют стоимость продукщо! животноводства.
До настоящего времени не уделялось должного внимания
разраОотке специального технологического оборудования для
индивидуальных ферм^рскик хозяйств, однако с развитием н о вих 4орм хозяйствования возрастает их роль в рйиеюда вопро­
сов сиабже^шя населения страны продуктами питания.
Анализ существуюср11х конструкй-ивно-технологичеСких схоы
поточньг?: лишо!" приготовления и разда-чи кормовых смесей ка
ферма;; к ,кo^-lплeкca^: крупногр р о г а т о г о скота .показали,- что
ОКИ laterT ш1-зкую надежность фуккциоыировакмя и з - з а своей.
слоглой структурь.'. Ке все пр1-1меняемое оборудование является
эффективным, а для некоторых процессов, е г о вовсе не сукест-'
вует, что не псзволяет при'малых з а т р а т а х полностью сбалан­
сировать iropiioEoij рацион по питательным веиествам и осуще-.
ствлять технологию приготовления и раздачи кормосмесей р
.Бнсокими качественными показателями.
Размер конечной продукции ззавотноводства во многом з а ­
висит от к а ч е с т в а выполнения процессов подготовки компонен-.
гоЕ кop^к5вoй смеси к скармливанию, их смедазания и дозиро­
ванной выдачи кормосмёси животным.
'
•
"•
.'
Анализ взаимодействия зтих процессов, а также режимов
и параг.1етроБ технических средств для их реализации посвяще­
ны работы Артюшина А.'А., Ban^ia Б . И . , Голикова .'В.А., 'Завьражного А-.И., Кобы В . Г ; , КуктыГ'.М., КуцынаЛ.М., Кутлембётова А.А., Мельникова С В . , Морозова К.М., Казанов а. Е-Е. и
других ученых. Анализ.проведенньгх ими исследований .позволил
определить нерешенные вопросы расскатриваемой проблемы. .
В связи с изложенным ставились' следующие задачи и с с л е ­
дований:
.,
•
•разработать экономико-математическую' модель производства
вязотноводческой продукции и модели функционирования с и с ­
темы ч'-К-М-Ж и подсистемы К-М; , .'
на основе полученных моделей обосновать перспективные на­
правления в разработке новых способов механизированного
кормления КРС и предложить рациональную схему ПТЛ приготопленияс и раздачи кормовых смесей животным;
провести теоретические и экспериментгшькые исследования
по, обоснованию технологических и конструктивно-режимных
параметров преяло1з:еш1ы:с- способов и. технических средств
механизированного кормления животных;
внедрить результаты исследований в производство-и дать их,экономическую оценку.
2. Теора«счэсхс«а основы махакизироагшного кормпенр»!
,•'•• \ ,1 , . , „ ; . . , , ' . крутщого. ро,гато1^> скота .
2.1.
Э;<огю!гико-йатекатичес1кгя модель процесса
ироивиоястоа хгяпох'ягозод'гэсиой ярюлукции
Приготовление и раздача кормовых смесей я в л я е т с я слож­
ной биотехнической целенаправленной системой "человек-корм.маимна-животное". В центре этой системы стоит животное с
-'его. по'требностяьм в питательных веществах для получения
планируемой продуктивности, которые должны быть у д о в л е т в о ­
рены определенным набором .кормов и кормовых добавок. При
этом качество кормов характеризуется энергетической ценно­
стью, т . е . , способностью кормового продукта накапливать в
себе энергию, используемую на получение продукции. Дополни­
тельное энергокдсьацение кормового продукта осуществляется
при его взаимодействии с рабочими органами машин, различно­
г о рода добавками, другими компонентами.
До настоящего времени при разработке и проектировании
линий приготовления полнорационных кормосмесей крупному р о ­
гатому скоту для окенки эффективности использовался в о с ­
новном обобщенный п о к а з а т е л ь - минимум приведенных з а т р а т .
Однако он не дает объективно!! оценки, так как не несет и н ­
формации о соизмеримости между себестоимостью продукции и
8
-.
•
;.••
^;.
прибылью,, получаемой за счет реализации определенных "меро-.
приятии по увеличению выхола животководчёйкой п р о д у к ц ^ . ,, .
Е связи, с этим, при разработке и проектировании линий
пригогрзления полнорационных кормосмесеи основным условием
эффектт'Ености их функциокированик должна Сыть соизмеркость
между' полученной прибылью ,от 'производства продукции'живот.новолртва и себестоимостью продукции с учетом реализации
MeponpHHTirii по ловышению качества вьшсхпнедая процессов''по
приготовлению кормов, равномерности смеаивания и т.д. .
Вышеуказанное можно представить слелукяаим' выражением,
приняв его в качестве экоиомико-матем&'тической модели:,.
Пр->1вах;
.прит1-*1; ,
(1)
C'-*min;J
, где Пр - прибыль от производства продукции животноводства, '
руб.; г\ - обобщенный коэффициент эффективности; С - себе'^',
стоимость продукции, руб/кг.- . . .^ '
Обсбщенн1АЙ коэффиадиент эффективности применительно'к про­
цессу производства ашвотноБОДческой нролук1»1И можно пред­
ставить в виде функции
n = f(^n;S„;i{AT;6^?6o,;S,5...)->.I,
^ ?2)
где ДП;6„;1;ДТ;5^и,;6с„;5,;... - качественыью . показатеда; работы
. маадгн и оборудования по процессам С:оЬтБетственно:.",созгранность кормов, неравномерлость их'подачи, степень измель'вения, изменчивость температуры, - равномерность заполнениябункера раздатчика, однородность ; кормосмеси, . неравномер­
ность раздачи корковых смесей.
;.; ••
При этом себестоимость'продукции есть функция
' .
С = ф;С„), •
, . -_
(3)
где Э - затраты на производство продукции; Ода _-• количество
произведенной продукции.
'
' '
• ,
Прибыль от лроизводства продукции животноводства В' за­
висимости от качества выполнения 'отдельных процессов по
кормлению животных можно выразить как
• "
ap={B.-'Cjr\)*Q,t,„^,
: .
{4),
где Ц - цена продукции, руб/кг; Qy.^ производительность ли­
нии получения продукшш,, кг/ч; taooi -допустимое, по зоотех­
ническим требованиям время кормления жив'отных, -ч.- •
Модель функционирования системы Ч - К '- М - Ж в соотетствии с экономико-математической моделью' (1) представлеа на рис. 1.
Климатические
факФоры
№-К
'
IW.K
' *
i i I U i I'i
ч- - м - к - ж.
i
Сцр
Леи,
,'
-
Пр
т г т ? т т т т ..
Тажяологичвски© и
конструктившга- факторы
НС,. •' • 1. Иодель .функционирования системы Ч. - К - М - Ж
• Эффективность процесса хранения t^^p определяется
•.(5)
С„
де\ (hrCtgi - соотаётстйенно количество корма,
заготовленного
на хранение" и использеванного на корм животных.
Эффективность-, процесса подачи ц'п определяется ,
S_ - 5« .
•
Ло
(б)
8с
де 5с;5п:-,соответственно неравномерность подачи по сущест'" вующему л предлагаемому вариантам.
Эффективность процесса измельчения т^изм определяется
Чем =
Т
Оа^
:—=»-Т,
(7)
1
'де <*ис;<4еоя г со.ртветствеино исходный и конечный размер
частиц; i - степень измельчения.
• Эффективность
процесса •
усредненЯя
-температур
теплообмена).. rt„^ определяется ,
1,
ij
-
где 1г;Т2..~ температура кормовых продуктов д - до; п - по-.
еле теплообмена.
,,,•/'.
Эффективность процесса заполнения буккера раздатчикг
^1АЛ определяется
.
_
_ "lAll.tAl ~"»ДППУ
*
, „
где 6здп.еАз;5зАп.№ ~ неравномерность заполнения бункера
раздатчика кормом соответственно по б а з о ­
вому и предлагаемому вариантг14..
Эффективность процесса смеоквания кормов t\^ определя­
ется /
./-- ' , . ' • ,
.•'" ,'-'•-'•," ,- ^"'
' " ';•'::.
•,
. • .
• 1см =
.,
. .
с
:—1'.
•"см.ьа • г
.-.,"-"-••",;,••-':-"-•-:
(10
где бсм.вдз; бсм.пр - соответственно неоднородность смеси при .
• базовом и предлагаемом вариантах/
Эффективность процесса раздачи-кормовых смесей.'Ч)р опре­
деляется
.'.• . , ,
^ •',.'•'•-•; •'- • '^ р =
X
'
. . '•
-
.
•
•
.
'
.
( 1 1 ,
где 5г.БАЗ;- 5р.ПР - соответственно неравномерность раздачи, .по
базовому и предлагаемому вариантак^'
За обобщенный" коэффициент, эффективности можно принят!
с р е д н е е . з н а ч е н и е показателя по всем процессам ,
Ti = i;n;/n,
' " •
'., ' ; , (.12)
•
"
,
•
,
.
'
'
"
.
г д е п - количество процессов, по которым определяется
зффе10гиБность. ,
, , • • , . . '
Производительность линии получения продукфж- определя­
е т с я .как
" ,• '
'
•
'
'
•
'
-
'
,
•
-,•
где NroB -. количество - животных; " У - количество продукции,получаемой от. одно4.'0, животного; t^ - фактическое: время
приготовления и раздачи кормовых смесей. .
Модель функционирования рациональной линии приготовле­
ния и раздачи кормосмесей .живйтным, разработанная .'в соот-
п
везстаии с экономико-математической моделью,
на р и с . 2 ,
ФАКТОРЫ
ФАКТОРЫ
Конструктивные; Конструктивные
•огима тптчв с ки в /
Рехимные.
FeZHNOOfe.
Ко нструктивные ;
Технологические.
Ко и струк ти в кь» j
Режимные.
5,
^
5п
изнсльчгюш и
усрхлнЕяиг
ХРЛНгНПХ
представлена
ЭДПОЛНЕНИЕ,
аашявлгпа: и
!Ь
Э л ь Опр
-Шр
РАЗДАЧА
1 ^я.
Тз»
Рис.2. Модель функционирования рациональной линут
готовления и раздачи кормовых смесей животным
при­
Анализ этой модели показывает, что максимальная при­
быль от производства продукции животноводства будет 'прямопропорционально зависеть от повышения качества работы машин
и оборудования по отдельным процессам и снижения затрат
.труда и средств, путем совмещония операций по процессам.и
пр11менения более рациональных епособов.
'
,
Структурно-технологическая
схема
технологической
линии
в . соответствии
с
математической моделью, представлена на рис.3..
поточноэкономико-
Согласно э1сэномико-математической модели процесса про­
изводства животноводческой продукции (1)/обобщенный коэффи­
циент' эффективности, который связа" с получаемой прибьшью,
должен стремиться к единице, т.е.:
(14)
12
ХРАНИЛ^!ДА
ЙИТАТС1И
РАЗДАТЧИ;
СКЕСИГЕКз
КОРМОЕ
КОРНОВ
-i
Р»гс. 3 . Структурно-технологическая схема ПТЛ
приготовления кормовых сиесей для КРС
2 . 1 . 1 . Каг«®льчекиз корвокпубнаплэдог. (ггсшм)
, кггчш1ь<с«тел:ш«-ус5>ед1»гг<ала»г дисксзвого Tjasa
Ка 'эффективность производства" 'значительное влияние'
сказывает качество выполнения таких процессов как измельче­
ние продукта и усреднение температур . замороженной .тыквы
(корне1слубнеплодов) и силоса, осуществляемой в одной-маши­
не.
-'."'у
"для процесса измельчения целевая функцию в неявном ви-:
де представляется как
Пшм=го;-)-»'1-
(15)
Для процесса усреднения температуры замороженной тыквы
(корнеклубкеплодоЕ) и силоса такая с а я з ь представляется в
виде
^• • .
> . " '. ^
nya..,=^(T,;T,.;T/;T,';i;T^;...)->l,
(16)
где Ti - Температура первого кормового продукта до теплооб­
мена, °С (корм с отрх'цательной температурой); Тг - температура второго кормового продукта до теплообмена, "С (корм_с
положительной температурой); .T.'sT/" - температура компонентов
кормовой смеск после теплообмена, ''С; i - степень измельче•ния кормовых npoflSTcioB перед теплообменом; Твозл ~ темпера­
тура окружающего возду.:а, "С
• •. '
13
На
основании
анализа
с^-лествусаггх
кснструктизнс•:?схкологичес:<лх схем • измерь ч;-с г алей корке.клубнэг^-гсдоз, ~
учетом и.ч преимуществ и недостатков oпpaлew^eнo напразл-?;с:е
3 их разработке. np;ii-iapoM данного типа могкет быть иг-мель".и'тель, paQditbi органом которого кзляетс*т д;1Ск с четь^рьмл н:;жа!Л11, которые крепятся к диску и располагаются над окнам1,
выполненными в диске. ' •
Е . ни,-гней части корпуса Измель'-готеля находится привод
диска, а такхе лопасти, жестко сзчванные с валом измель^д!теля.- Над дх^ском располагаются ограничительные пластины,
разделяг:1циэ камеру измельчения на две равные части.
В одну часть измельчителя-усреднителя подается силос,
а в другую - корнегслуСнёплоды (тьжва) в замороженном виде,
которые попадают на поверхность диска, вращающегося с вольиой скоростью. Измельченные ножами частицы попадают в про­
странство под диском; где происходит смешивание С силосом с
одновременным усреднением температур компонентов.- Кормосм'есь с усредненной температурой удаляется из машины вы­
грузными лопастя!*!. •
• . . . ' •
Энергия, потребляемал измельчйтелем^усреднителем рас-.
ходуется на: снятие стружки' с корнеплодов (тыквы) N " ; пре­
одоление cnh трения с^ссльж.ения корйеплодрв (тыквы) по диску
•N"; выбрасывание тгастиц корма.-кз. отверстий бункера (N").
.• " ~ Проведенный • анализ рабочего- процесса измельчителяусреднителя данного типа .позволил, обосновать' параметры и
получить выр.ч/-:^ния для. определения производительности Ои-.и
MoianocTH Нц!
. •
. '•.'••'... •, •• • ^
.. Q„=zhbp(4So+b)(Dkj^k^, . .
• (17.)
где Z-- число "Ь':;жей' измельчителя-усреднителя; h - 'высо.та
вшгета-ножа над • диск.ом;. 13 ~ дЛина лезвия ножа; р '-^ плот­
ность кормового мат.ериала,- Ro - рад-iyc от» центра дкска до
середины ножа; о - угловая скорость вращения диска; i<f<l'коэффициент учитываазщий ширину стружки; кь>1 - коэффициент
учитываяиций высоту стружки.
Na=N,-+N-+N;=4k,q«c(Ro+'c/2)aJ+-Rfj;bhp(Ro4-b)<B'+ '
+
2(4a„+b)(Ro+b}'-fchpts,k>
:
—
^
о\
'•'•^'
•
-
•
•
'
•
1
4
'
•
•
•
•
'
-
•
. .
'
: . - • - - . > , •
.
где q - среднее' удельное сопротивление резанию; 1^ - длина''
стружки; il - радиус диска; f - коэффициент трения..
2.1.2. Эаполнаниа . буккера раздатчика.-сиеошёля
, В .соответствии с зкономико-катематической моделью (1)
применительно к процессу заполнения' бункера разлатчикасмесителя,. необходимо чтобы значение коэффициента эффекппзности Заполнения бункера кормом приближалось к единице. При
этом целевая функхдая в неявном-виде для процесса, заполнения
бункера раздатчика может быть представлена как
•Пш,=ф^р;15...)-»1,
(19)
где Ьр, - неравномерность распределения корма по ..длине бун­
кера раздатчика-смесителя, р. - плотность, .корма'; 1 --длина
частиц корма.
-"•
,
.
•
^ .
Анализ матеглатической модели (1) в части касающейся
сштжения себестоимости получаемой продукции показывает, .что
ее можно достичь путем повышения качественных показателей
работы машин, предназначенных для приготовления -и раздачи
кормовых «гмесей. Одним из путей их повышения может бытьос5,тцествление равномерной укладки компонентов-кормового ра­
циона в бункере раздатчика кормов, йутем подачи кормовых
компонентов в заднюю часть бункера, последующего формирова­
ния первичного конуса и перемещения его к рабочим органам.
Так как бункер раздатчика представляет емкость в виде
пря1.!оуголького параллелепипеда, на основании предварительно
проведенных исследований нами было установлено, что после
загрузки поверхность смеси в бункере представляет'выпуклую
поверхность,, представляющую собой поверхность второго по­
рядка.
Для определения характеристик поверхности и объема
кормовой смеси в бункере был проведен эксперимент по запол­
нению бункера. По ширине.бункер разбивался на шесть равных
частей, а его длина -на десять равных частей.
Длч аналитического описания формы поверхности монолита
в бункере были предло.-.ены два сида, >фаБнений
х = а'„х'+B'jjy' + a',jiy + e*,x + ajy+a*,.
- •• (20)
)5
Ураакегшя поверхностей (20) и (21) получены с использсвание^.^ ЭВМ на оскоаанкг: г.:яо:г,естввнаой регресскснноГг зави­
симости с использованием опытных данных. _
•*
В результате эксперк!лентально~':гэоретического исследоаанил процесса послойного заполнения буккера раздатчика
компонентами кормового рациона были определены коэффициенты
входящие в выражения <20) и (2L) и коэффициенты корреляции
К. (табл.1 и 2)
' • ••
•
.,':••.
•/ Таблица 1
Коэффициенты а уравнения (20) для каждого из опытов и,сово­
купности семи опытов
опм
та
а;,
•.; 4 \ . .
1
- 1 , 1 7 - - -Ю"" 9,81-10'f
-1,0,9-10"'' - 6 , 5 3 - 1 0 ' '
3
-1,24-1,0-" - 5 , 0 3 - 1 0 " '
4
-5-10"=
-i.S'io*"
5,
-эд-ю'^" - 1 , 9 3 - 1 0 " '
б.
-1,09-10** - 3 , 2 1 - 1 0 ' '
7
-хдэ-ю*'* -7,36-10"=
6,3-10"^
L...7 -1,028-10"^
О
, а'и: '
1,59-10"'
6,31-10"'
-1,39-10"''
9,23-10"'
-7,86:10""
1,29-10''
-1,04-,10"='
-2,04-10"'
а'
аг
0,200
0,168
0,211
0;215
0,165
0,164
0,200
0,012
0,243
0,224
0,117
0,265
0,037
0,236
0,212
0,191
К
•
^
»
663
594
609
620
734
615
650
682
•
0,913
0,892
0,956
0,993
0,779
0,892
0,810
0,414
, Таблица. 2
Коэффициенты а для уравнения;,(21). для каждого из опютов и
.
, совокупности семи опытов
зпыта
1
2
3
4
5
-б
7
L...7
а,1
-0,190
-0Д75
-0,167
-0,234
-0,143
-0,174
-0,197
-0,0143
-
^2Z
-0,152
-0,100
-0,691
-0,0740
-0,0288
-0Д24
-0,117
0,0953
.
^12
-,000451
0,00880
0,00169
0,000869
г-О,00119
0,0179
-0,0152
-0,0006
^''
'•>2--'
,^"о
324,0
272,0
285,0
389,0
239,0
265,0
354,0
17,6
377,0
341,0
160,0
427,0
53,8
358,0
336,0
295,0
430000
327000
369000
345000
53Э0О0
359000
401000
462000
К
0,893
0,878
0,950
0,994
0,775
0,884
0,798.
0,384
..
'
•
.16
ДальнеЙ01ий теоретическг'й гная!13 фср>^н кормового I-:DI:Oлита в бункере раздатуика показал.. ч«?о лля всех опнтсв л с верхность (20) прелставляёт эгцтптичесю'т
параболоид, а -по­
верхность, (21) - д е й с т в и т е л ь н ы й эллипсоид. Расчетным путем
определены коэффициенты вариации (неравномерность заполне­
ния бункера) которые не превышают допустимык (5%) .
Следовательно, разработанный способ послойно?^, и равно­
мерной укладки компонентов кормового рахдаона в бункере раз­
датчиков кормов не снижает качественные показатели работы
этих маоин.
•
•
•
- • •
2.1.3. Смедзивание а .равдача корксзшг снасей буйкергсй^
раздатчиком сзаеоителег-;
Анализ выражений (1}• и (2) применительно к процессам
смешивания и раздачи кормовых смесей бункерным раздатчиком
смесителем показывает, ч х о при .неоднородности' смешивания
бек и неравномерности выда^ги кормов, бункерным раздатчикомсмесителем 6р
стремящимся к нулю,- эффективность данных
процессов стремится к единице, т.е. к максимальному своему
значению. При этом, - коэффициент эффективности для каждого
из рассматриваемых процессов, есть фyн^cцив
где 5" - неравномерность дозирования компонентов кормовой
смеси питателями; 8п - неравномерность подачи раздатчикасмесителя;
Шв .'"" угловая_ скорость • в р а щ е н и я . _ битера
<отделяю!Де-смешивающих органов); Нп - высота пальцев бите­
ров .
:' . •
' • • .
.
• Анализ выражений (1)," (2) и (22) .показьшает, что сни­
жения себестоимости полудаилой* п р о д у к ш ш можно достичь пу­
тем совмещения операций по процессам смешивания и раздачи.
Как показали проведенные исследования и практика, наиболее'
рациональным вариантом является совмещение процессов отде­
ления и смешивания кормов битерами раздатчика во время осушестБлекия процесса раздачи. С целью увеличения прибыли пу­
тем снижения затрат энергии и капитальных вложений разрабо-
17
тани новые технические решения по осушествлених) процессоа
отделения и смешивания комлонентоз кормового рациона в про­
цессе разяа»ш (а.с-»»1414354, 1419637, 1428320, 1456072,
1493439). Процессы смешивания и разлачи кормов с активным
перераспрелелениеи частиц реализуются с помощью различныэс
по конструктивному исполнению рабочих органов раздатчиковсмесителей, создающих в пространстве нал выгрузным транспортерои хаотическое перемещение частиц корма друг OTHOCI'Iтельно друга с различной линейной скоростью и в различных
направлениях, чем и обеспечивается высокая однородность
смеси.
Отделяйте-смешивающие битера устанавлиааязтся в перед- .
ней части мобильного бункерного раздатчика кормов, включаю­
щего бункер, подающий и выгрузной транспортеры и состоят из
неподвижной (пассивной) и активной частей. Последняя содер­
жит Установленный на.стенках бункера внутренний вал. .Копи­
ры, представляющие, собой пассивную часть битера,, выполнены
в виде срезанных наискось полых цилиндров, закрепленных,на
стенках бункера 'своими основаниями. Отйеляюще-смешивающие
элементы выполнены в виде рамок треугольной формы, асиммет­
рично расположенных на внешнем валу во взаимоперпендикуляр- .
ных плоскостях.. ,, '
При работе раздатчика предварительно послойно загружёвкые в бункер компоненты корма подаются в зону работы би­
тера. Вращаясь, битеры созерщают возвратно-поступательное
дзитение относительно внутреннего вала, обеспечивая при
этом, смешивание частиц загруженных компонентов кормового •
рациона за счет' интенсивного их .перераспределения, с одно­
временной , раздачей животным в кормушки.
• ,".
Теоретический анализ рабочего , процесса раздатчикасмесителя 'позволил получить :
- выражение. для определения скорости перемещения рабо­
чего органа
-, .' '
- ,
• "= | ^ ) ^'^I'l,
(23)^
где и- среднее' расстояние продольного перемещения .би­
тера за время t; соа - угловая скорость вращения битера; Гв
- .ра-Дйус. Бйёшнегго вала. •
- выражейке для определения продольного перемещения би­
тера в зависимости от угла его поворота;
18
2tg«
fW
,(24)
и,
гае a. - угол установки копиров.
- EtjpaacHJ-ie для определенх-гя показателя
режз-ша раздатчика-смесителя
ккиематического
где Но - высота кормовой массы ь бункере; В - ширинабункера; Ко - коэффициент, учитывающими отставания корка в
бункере от подающего транспортера; Нп - вксота пальца; ра угол пальца треугольной формы; Пп - '«исло пальце» в ряду;
2fn - ч^ислр рядов пальцев; Кз - коэффициент заполнения паль­
ца кормом.
- выражение для спределенкк мощности, затрачиваемой напроцесс отяел£Н11я и смешив£Н11Я битером кор-човьк м а т е ­
риалов
Nj = —
:
•
,
.
(2Ь?
где.Кс -,' кoэ$фиiD^leнт сосротивлаыия от дел енигз материала;
Rn - paccTOEHJii от ' оси битера до - верхюы-аг оглеляюмесмешивааыего элемента (пальца); 1. - длина рабочего органа
(битера) ,
;
\^ • "
2.2. Оцшаса а^кгпиваквдей епособаюсти лилгш
приготоглеггия коркошлс ctiBCsd^i
При оценке смег^ивающей способности линии приготовления
кормовых смесйй допускаем, что между массами компонентов
кормовой смеси тлеег^ся паркая связь, которая характеризует­
ся, парными коэффициентами корреляции pij(i,j = 1/2,3, ...,п) .
При этом связь между совокупностью масс всех компонентов
Ч в
описывается корреляционной матрицей. fep.|.
Известно, что между одним .определенным компонентом
смеси (главным компонентом) и другими остальнышг кокяокентами имеет место связь в смысле распределения их масс по
пробам и в пределах одной пробы. Эта связь определяется ве-
19
ичиной множественного коэффициента корреляции между массой
ервогс (главного) компонента смеси и массой оставшихся (п) компонентов.
Если (.4i,X2, ...,Хп) случайный вектор масс L-го, 2 - г о , . . . ,
1-го компонента смеси, то множественный коэффициент,корре­
кции между Xi и величинами .чг,хз, ...,Хп определяется как
'бычный коэффициент корреляции между xi и Х2»хз,...,Хп и обо;начается Pit2,3,...,n|.
(27)
где (TJ - дисперсия компонента Xi (масса первого компо1ента); о^и^^, - дисперсия xi относительно регрессии по
С другой стороны, множественный коэффициент корреляции
южно представить в виде
где P,;PjS.";3.- " корни системы,-уравнений множественной
>ёгрессии,' имеющей'вид
'•;.,:,.••
' '
Pa»?V+P>Pa+P4p«+-+P.Pto
Рм «fPsPa +Pi +P«Pa+-+P.Pj.
• ^
'
•
(29)
Р«»Р,Р.1+РзР.,+Р.Р.4+-+Р.
Определитель из коэффихдаентов (5 представим в следувзщем
!иде
(30)
|P.j P«j Р.< ••• Р»
Для определения корня p i ( i = 2 , 3 , ...,п) необходимо вычис­
тить определитель, полученный и з определителя D путем соотse'ccTBymmeM замены элементов p i ( i = 2 , 3 , . . . , n ) i - r o - столбца
элементаьги столбца Рг,.Рм...р., уравнений (29), т . е . необходимо
:оставить определитель
20
Pa
Pa
••• P*i-i.
IPDI
P«J ••• P«..i)
PM P*I.I(
••
P*.
P..
•••
P»
Рд.м-,
.^i)
Тогда no гфасялу Кргшерл корень рд, равен
Р. = -^- = - ~ :
При этом Рлг.з
(i»W
о)
(32)
^. Оудзт опрелеляться из аыраясеш^я
Р . , . . , . . = ' ^ ' р . , - ^ - * Р . - ^ - к . . ^ р , , - ^ - = ^ / 1 - 5 - ~ . / ^ с л , (33)
?1нализ выражения (33) показывает, что чем ближе множе­
ственный коэффициент - корреляции Ркг, з,.,.,г.1 к 1/ тем лучше ка­
чество см«гшивакия компонентов кОрыового рациона.
. 3 .
Эксперлслакталькыа иосладоаання npcinsiQCOZ
прет.'отсаявиия-й раздачи коакааьЕГ сэ^аойй
Экспериментальные исследования вютолнены ' в соответст• ВИИ с разрабстанньгв! задачами, и программой исследований,
-ЧТО позволило установить физико-механические свойства сте.Оельных и уг.теводистых-кормов, -подлежагйж обработке,' опрелeл^:ть и уточнить режимные, конструктивные и тахнологиче' ские па1раметры разработанных технических средств,, а также
получить.количественные оценки показателей качества процес­
сов' приготовления и.раздачи кормовьж смэсей.
Экспериментальные исследования' проводили н^ специально
разработанных пилотньк установках к ^лакетах' измельчителяусреднителя и раздатчика-смесителя.
• За ктритерии оптимизации приняты:
- однородность гранулометрического составе!,-,
- удельная мощность;'
"., .
- неравномерность
заполнения ; бункера '.раздатчикагдлесителя;
. . '
. - однородность кормосмеси;
•
- неравномерность дозирования.
21
;i ycp-JMHtjiasrj •i-i;-"'ii:epaTyp к о я п о н е а т о в сг^еси
Диркорнш-'ж ранйсированиег/. бьшо в ы я в л е н о , ч т о -процесс и з мельчан1-хя ^ TtoKEbi и к о р н е п л о д о в иа и з м е л ь ч я т ё л е - у с р е д а т т е л е
з а в и с и т от следуещкх значимых ф а к т о р о в : ' а - ч а с т о т ы в р а щ е ­
н и я в а л е ; Ь -..ys-ipuHH окна;'' h - высоты вылета ножа.
СОраСотка рёзуутьсгатов экспер^гментов п о з в о л и л а получить
мате!,13тич»ск«е м о л е л и в в и д е полиномов в т о р о г о п о р я д к а :
д л я о д н о р о д н о с т и Г р а н у л о м е т р и ч е с к о г о - с о с т а в а :.^
V = 0.513-lO-'n'+ 0,39!5Ь'+ 1,5<;бЬ'+ 0,ОС52п-U,6I336b-(-?7,459J6b-O,0Bah-O,0O35rb- «
(34)
-U7C385b-H,16«'iO"'iibh-»^ 187372:
ДЛЯ удельной мощности;^уд =-0,ЗМ - 1С~'а'+ 0,S*65b'+ ОН03988п - 20,318Ь4
(35)
+• 85л:5а - 6,0O43S5ab-3,S74bb -123,24546;
На pltc.A к 5 прелставлены поверхности отклика лаиных
математических моделей-..';
-;
Рис. 4
Зависимость
Рис. 5,
', удельной мощности
. Кул
от . , частоты •
. '. зр<ашею^я вала и
т-1рины окна при
- высоте вылета" но­
жа h(X3)^4,215 мм
Зависимость
удельной мощности
от частоты враще-'
ния вгша" и высоты
вылета ножа при
авфине
окна
Ь(Х2)-24,43 мм
22
Анализ полученных с-помсшью ЭВМ зависимостей критериег
оптимизации от конструктквно-режямншс .пара1детров измель^гятелч-усредактеля показал, что •удельная мощность, затрачи­
ваемая на измельчешге продуктов при.п=2086 ш:н~ , Ь=24,4;
мм, Ь=4,215 мм имеет минимальное значение, а олнорояност?.
гранулометрического состава — максимальное.
При оптимальном co4eTaiiHM факторов, удельная моа}ност1
равна Nyii=3,9 КВт-с/кг-, а одноролность гранулометрическогс
состава v=99,69%.
Наибольшее влия'.-ше на удельну» мощность оказывает --кас­
тета вращения вала (рис. 5 ) . t a x , как при снижении частоть
вратения рабочего органа до п=2000 MHK'S Nya*4,85 КВТ-С/КГ,
(удельная моншост'^ увеличивается примерно на 25%) .
Анализ зависгшостей показьшает, что оптимальные конст.руктивко-режимкыг параметры измельчителя-усреднителя нахо­
дятся в пределг^х: п=»2050.. .2086 мин''; Ь = 2 3 , 5 . . . 2 4 , 43 мм;
h=31,8.,.4,215.мм.- :
После определения - опти14альньЕС параметров измельчителя" усред.чителя проведены исследоБан11Я по. изучению влияния вре­
мени подготовки кормов к скармлизанию на температуру кормосмеси^ -,-.' ' ' ' ' " ' • • ,
^
'•'•:.-'
• •• -^
'-'^ '.
'•:.:На рис;;. 6 представлена зависимость усреднения темпера­
туры силоса и тыквы в зависимости от времени щпсла приго­
товления кормосмесей
•
_ . . , . Рис. 6 Зависимость,- тем­
ХХ
ператур компонен­
\
тов от вреиеки
ч'
1И1Кла: ',1 - . для
силоса; 2 - для
< ,
.
' •
-А—
S ,
•
'^г
i^.ii '.„'IP
/
'
7
- 'J
i
и *
3
1К.у
'
4Х
<- " , "
•х,
тыквы;
3
— -ДЛЯ
кормосмеси; t^ время цикла; ts время
загрузки;
t.tp ' - .
время
транспортировки;
tp - время разда­
чи к смешивания.
.•/.--.
23 :
;
.
\]
Анализ зависимости позволяет сделать вывод, что в пе­
риод вре14ени от начального .(соответствует, попаданию корма в
измельчитель-усреднитель), до 7...8 мин (во время транспортировк:!) происходит.выравнивание температур силоса и тыквы за
счет теплопередачи от одного компонента к другому до вели­
чины +7 °С, .
Далfee наблюдается некоторое снижение температуры на 12 "С, за счет воздействия окружаЕнцего воздуха при транспор­
тировке. Зо время раздачи эта температура кормосмеси каход^-ггся да лостояаном уровне-в-пределах +5-6 °С с ьзшимальным
отклоне^-жем-3, 1-1> 5 °С..- • ,_
3.2. Экспар»£1*аг1тш1ьньиа исследования процесса
_ .
заполнения OyiiKeisa .
-Послойное заполнение буккера при экспериментальных ис­
следованиях 'осутгствлякось с помспй>кз подающего транспортера
раздатчика-смесителя следующим образом..
Питатели поочередным- вклгэдением располагают корма в
задней части бункера .путем наложения последуглзего корма на
преЕкду^;ий с углом' естественного откоса. При достижении вы­
соты перв1гчного конуса, • равной высоте борта буккера, в ра­
боту включается полагоший транспортер и дальнейлзе'- послойное
заполнение происходит за счет подбора скорости подающего
транспортера и проиэволительности питателей, осуществляющих
поочередную подачу кормов- на загрузочный транспортер в том
смысле, что заданная толщина слол определяется этими параметра!.Е1. После достижения кормовым монолитом блока битеров
привода подающего транспортера и питателей кормов Еыкл(^чаются.
Для определения реяз-хма работы подающего транспортера
использовалась номограмма (приводится в диссертации), по
которой в зависимости от плотности коьшонентов кормового
рациона и известной подаче питателей определяли скорость
движения подающего транспортера.
В результате экспериглентально-теоретических исследова­
ний процесса заполнения бункера раздатчика кормов установл'ено, что корм в бункере располагается с постоянной массой
По• длине (неравномерность заполнения не превышает допусти­
мую), выявлена форма кормового монолита в бункере. На осно-
.
/*•
„бслб-з'гки p^-iyr.bi-'zvcz
oKcncprraauTCJZbKfcix
исследований
••-.I,. I4...1c ( можно С1;елать пынол, что разраОотаннь&г способ
• -~-г .'-.HSii }: • равнсмерной у?У1алк>-« компонентов к о р м о п з г о р а ^,::Q>iu ь D/iiKepe ие сы^г-каег 1сач-осгзешг.:>1.ч п о к а з а т е л е й paOoTSi
рйздатч:1ка-сыесителя.
3 . 3 . Экспаримакталь£аЕа sscana^osasioi п р с ц а а с с з
«эгвгзазания и раздачи корма' раэлат-чмком-сгдасителем
Экспериментальные исслелования проведевы для трех з н а ­
чений содержания соло;цы в смеси (по массе) - 16%, 22% и
3 0 - * .
••
•
• ,
-
•
.
,
- ,
.
ГТрй изучешш влияния" длины частиц соломк на однород­
ность смеси -.{рис. 7-) 'установлено, что по мере возрастания
длины частиц -свыше 70-80 мм. 1^чество смеси перестает удов­
летворять зоотребованиям. Иеследовалась также и работоспо­
собность битера на длиннсстебельных корйах.'Ныло выяснено,
что при•длине частиц свьлае 300 мм Ситерцый механизм не работосрособен,-.'слой, корма сходит' без отделение и разрыхле­
ния, Наблюдается'частичное наматьшание стеблей.'
, 11с1сазааны8 на рйс. .8 зависимости' однородности смеси от
выйоты слоев загруженных компонентов позволяют сделать вы­
вод, ;что, отделяю'ще-смешивающий битер удовлетворительно* при-'
готавливает кормовую, смесь -при высоте слоев в бункере.
Нсл=0,1-0,15. м,^при наименьшем•значении показателя кикематическ.ого p^BfiMa раэдафчика-смесителя, что •объяс.няется уве-"
лишением времени взаимодействия битера с частицами переме­
шиваемого корма.
,". ;
'
Анализ зависимости н'а рис. 9 . показывает,, что продоль­
ное движение битера' вдоль"своей оси оказывает существенное
зличние на прЪцесс смесеобразования. Оптимальными значения-^ .
;-!:-: мсжно. считать . 3=80.. . . Г20, ьал, .его дальнеР1шве. увеличение
' ме о.казывает-влияние на локазатёль Однородности смеси.'
Лри .анализе зависимости "на' рис;-10, можно заключить,
что 'битер своим продольным ходом может снимать неравномер­
ность дозирования -за счет более активного' воздейссвия на
кормовой.монол1'1т, тем самым сглаживая неравномерности плот­
ности по ширине бункера., На.графике Qn=f(^Kp) можно• выделить
.^ону при Хкр=100.. ,120, ' при которой достигается наибольшая
••сдача, что объясняется подбором .с|соростей активной части
25
^ •I-
i
At
.1
о 1
'
•
••
• 1 • !
о.
1X
N,1
^
* - i .
"
"-^ < ; ; ;
^,^
\
^
:
•
ч
^
\
V
"'^^1С
••
-."N
^
—U- \
•
я "а • »
W
со £^w
Рис. 7 Зависимости однород­
ности смеси X от длины' час­
тиц соломы- 1ср • .
о-о-о — 10* соломы в смеси;
Д-Д-Л - 15% соломы в Смеси;
,. х - х - х , - 25% соломы в смеси^
Рис. • 8 Зависимости однород­
ности смеси. от высоты слоя
Нел при показаниях кинемати­
ческого' режима Х«р
о-о-о - ^ - 2 5 ;
'"•• А-А-Д- Х,;р-200;
х - х - х - Х»л=350.
it
A'^
•'1 •
" ~- A - ^ —
//
1
i
f
'
0
40
""" —О
1,
~ " ' ' —A
f
л
й'НШ^^'
I
«0 4 ^ - - - ^ . - = r : f ^ ^ _
V
^>^
V'
1±
№
fiO
•CO
tSC
*V>.
^мг
Рис. 9 Зависимости однород
ности смеси X от продольного
хода "активной части битера Scho-o ~ Urp=0,01 м/с;
д-д_д _ UTP=0,03.M/C;- '
х-х-х -Urp= О,,О5 .м/с.':
50
CDS
?5
33
<5
55"
Рис. 10 Зависимости .подачи с
о'^ скорости подающего транс­
портера итр и показателя кк
.нематического режима Х^р
—
расчетная Q*ff (0,^,)
• 26
-•
отдг-лклкс-смесЕивагзкего- органа и пояаюаего транспортера. З а B:icjBJocTb Qa-f (Oif) НОСИТ прямолинейньЕ"! характер, так как
эти покаэр.теди находятся Е прямопропорционадьной зависииостн. Расчетная зависимость Оя-^гСим) хорошо, согласуется с
экспоргшзнтальной.
В результате обработки ыатртзм эксперг^злентов получены
математические модели» адекватно олисьшакадяе проц«;ссы сиег;:;БЛния -л дозированной выдачи раздатчяка-Сйзеситаля от его
;:с;ли;^о-кокструктизных параметров, которые имеют апеду1жг-1Й
- гид Хб'й содержание соло*£ы в CMS си
' .
.
/-^^:д<,=Я, =S6,44)-0,e9U. - !271,0U>, -0,545 + 7.79(0 J +0,Оа14И; +
(36)
•»-6.Ма\)'^ +0,i)01JS'-0,04aH„Qs-95.По.^С£1^;
•^,=В, = ЬУт-0,43Н.
+ IO,40V)„ -u^miS-
tS,654JE + 0 д а 5 Н ^ i'
(37)
Длл 22% ,K' 30% содерясзния соломы.в ^ckgcji уравнения при­
водятся » ^-эюсертации. ^
Цос^-ольку
На
экстрег^ум
поверхности
отклика
(HepacriOucpHocTb выдачи о), наклальшакзт'ся ограничйнля другой
поБср'.чиости отклихса (однородности:' йкеск X) по зоотехмимеСУМ1Л требованиям, то для отыскания оптт^м&льного сочетания
)исслад:/еА2к фактороа была решена ко£.шромяссная задача мето­
дом неопреЛелекиьж •множителей Лагранжа {таблица 3 ^ .
Таблица 3
Оптимальное сочетание факторов при заданном уровне однород­
ности смаси (X=icf5%)
1 с одергаиие
. • солоьал, %
НеравномариостЬ
Нп,
мм
(Xi.)
Утр,
м/с
S, мм
(Хг)
(Кз)
0,024
(0,41)
0,015
(-0,48)
0,0145
(-0,55)
135,60
(1,16)
120,80
(0,66)
85,6 ;
(-0,48)
а>Е,
с"*
в и д а-415 5^^
16
io;i3
22
1 3 , 92
30
15,29
•
9'1,05 .
(0,27)104,6
(0,92)
117,9
(1,86)
5,92
(-1,02)
7,12
(-0,72)
9,48
(-0,13)
27
; - • -•
.
4 . • Прскзйспетеашгая проаерг«а я раа;тазгаия
• . \ P23yj&TacroB иеслэяования
'. . В ?{сае произаолственной прОверк?1_ результатов • исслеяо.ааний, решались .следующие-задачх^: ".
;.
- ' о т р а б о т к а мехакиэироэанных: технологий 'приготовления и
раздачи йолнорашюнных кориагых'смесей'на.фермах 'крупного
pcratot'O скота; , '." "
..
.•.
- V 2*гносленке соотзетстаид зоотенническигл треОованиям йс-.
сяелус^ес •.
процессов.Базовая
, конструктивнот-у.нолог-кческая схема приготовления и,раздачи ксрмосмесе»!
• представлена на р и с . i l l . v
СОЛОМА
Tf^
Рис. 11
• _ -• ;
.;.;••, ••
Базовая конструктизно-технологическая . схема
приготовления и раздачи - полнорационных. хормосмесей: 1, 2 , 3 - , . питатели-дозаторы _ соломы,
-силоса, корнеплояоа (тьжвы); 4 - иамель'иггель
за140рожеяяых корнеплодов (тыквы); 5 - бункер­
ный раздатчик-смэситель; ' 6
отяелявзще-смегсивающие органы разлат'ЭД^ка-смесителя; 7 , приспособление,ПКТУ-10 (для премикса).. , ,
/-•^Производственную.дроверку ирозодшш в хозяйствах. Амур­
ской области я а ф5р.ч.'.х и ко}.1плоксах крупного рогатого .ско-
28
•
•
4. Баэоаая поточно-технологическая линия обеспечивала к а ­
чественное приготовление и раздачу кормовых смесей с помо­
щью разработанных машин.
В результате производственной Провервси установлено,
что предлагаемая механизированная технология приготовления
я раздачи полнорационных кормовых смесей на фермах КРС, базоЕьз.!и техническими средствами которые являются измельчи­
тель-усреднитель и раздатчик-смеситель, обеспечивают т р е - .
&уеыую пооизводительность и более высокую эффективность выполнеш1я процессов, более технологически надежны и менее
энергоемки.
Согласно экономико-математической .модели {1) прибыль
от производства-животноводческой продукции является функци­
ей цены и себеетоимости получаемой продукции.
При стабильных ценах максЫальную прибыль можно полу­
чить ^за. йчет'снижения затрат труда и средств на производст­
во продукции, Ъ также за счет повышения качёстйа работы мапдш и оборудования-по отдельным процессам.
•:'По процессу ^хранения корнеклубнеплодов (тыквы) сниже-.
ние'загграт^ достигается з а счет-хранения корнеплодов (тыквь1) •
в замороженйом. йиде; при этом исключаются капитальные вло­
жения,- затраты н'а создание оптимального микроклимата зфанилищ,. механизацию, работ в них (ДЗхр и ДЗ^я х») и т . д . . .V
По продессам.'приготовления кормов'снижение затрат д о с - .
тая-ается .за/счет.::совмещения операций в одной машине: и з ­
мельчения корнек^1убнеплодов (тыквы) и - усреднения ее темпе-ратуры-с силосом.в измельчителе-усреднителе; приготовление
кормовой смеси-.Ц дозированной выдачи ее животным в раздат-г
чике-смесителе'кормов;'. ' ;
'•
. .'.
^ , ; • , ' • ' -,
• Экономическую эффективность данной линии можно оценить
получаемой прибыль».при про;{эводстве молоха.'
По экономико-математической модели был проведен расчет
разовой, суточной и годовой -прибыли от внедрения данной по­
точно-технологической линии приготовления и раздачи полнограционных хормосмесей на' фермах крупного.рогатого скота.
Годовая прибыль показана в-выводах.,
• 29
•. .
.
6mm выводы
, 1. Анализ существующих поточно—гехкологйческих Л11ний
приготовления и • раздачи кормовых смесей крупному.рогатому
;коту показал, что они имеют сложную структуру, низкую на­
дежность функционирования и требуют больших затрат,труда "и';
средств на обслуживание, связанное в одном случае с-неооховимостью использования капитальных хракидайц для углеводистгых кормов,, в другом - с' размораяиванием последних путем
теплового воздействия.
2.
В соответствий
с
разработанной
экономикойатематической моделью обоснованы пути снижения затрат и
повышения качественных показателей . процесса .механизирован­
ного кормления животных.; ,
.
.
На основании выбранных напра[влений разработаны модель
функционирования и структурно-технологическая схема рацио­
нальной ПТЛ приготовления и раздачи кормовых смесей, включаадая:-'" . / , • . . - • . " ; ' Г > i "•;'.'•.'. - . . - '
•';.•-•;,."",
г.хранение" углеводистых кормрв в замороженном виде;
- пода'?у их • совместно с силосом в измельчитель-усреднитель;
- заполнение буккера • раздатчика-смесителя кормовыми компо' ыентами послойно -с одновременным формированием кормового
•монолита с: постодашой массой корма по длине бункера;
-смешивание кормовых компонентов во время их выдачи в кормуики животным..',
3 . . Теоретически и экспериментально обоснованы,парамет­
ры процессов, для осуществления механизированного кормления
крупного рогатого скота. Установ^^ены зависимости оценочных
показателей от технологических и конструктивно-релз'цлных па­
раметров, определены оптимальные их значения для измельчи­
теля-усреднителя и раздатчика-смесителя.
4. Разработанная технолоп^я механизированного кормле­
ния животных без использования капитальных хранилищ углево­
дистых кормов, базовыми техническими средствами которой яв­
ляется измельчитёль-усгреднитель и раздатчик-смеситель,
обеспечивает качественное, в сбответствии с зоотехническими
требованиями выполнение процессов. приготовления и раздачи
кормовых смесей крупному рогатому скоту при одновременном
снижении энергоемкости, металлоемкости и капитальных, .за­
трат. Новизна. технических решений подтверждена пятью автор­
скими.свидетельствами на изобретения.
•
-
,
.
,
/
•
•
'
-•
: 3 0
•
•
•
_
.
.
S.' Прямакек5!е разработанной ^технологии механизирован
ного кормлекля крупного рогатого скота зконолгическя цалесо
обр;!эно И позволяет снмзить эксплуатационные расходы на 65
70,, KdHitraniKKe аложския на 80-85% и получить прибыль
размере 734517740 р/б. (Б ценах на 1,01.96г.)
•j.-zHOZiius полозке.чия диссертации опубл>1Кована Е след^'р
раосга:-; автора:
'
,
•
I.
А,С.1^14114354
(СССР).
Измельчитель-саеа^тель.
ОпуОл. & Б.И., 19еь\ У29- (Ссапторы Доиенхо С М . , Hai-'opKii
Ю.К.) .
.3. Л.С.К'1419637 (ССсР! . Раздатчик-(^еситель. ~ ОпуСл. .
Б. И., 1968; 1.>32 (Соавтор. Доценко С м . ) .
'.3.
А. С.Е»142г;320
(СССР).' Корыоразлатчик-сигситель .•
. Опубл. й;.К.И,'., 1388, ^~37 (Соавтор Доценко C.JJ-> •
4. Д.С.Ь?1456072: (СССР). 'р&2Х!.сПчяк.-сул:сг-1'гель\- Опубл.' i
.;Б.Н,, • 1989^ riiSS (Ccdi'Top Доценко С М . ) .
• ^. •
•,' ," F^C''h.cy.Pl^9Q4.3^ .(СССР)."; Разйатчик-смаси'гелг:..-; Ояубл. i
Б.К,,- 15й,а-, ,.i;'29' (Соавт&р Доценко С.К.)
..;,'.':•
,..'•';;• 6. • Ь'екоь.ендащ.к по прклюнениа энергосбере%'аащей-.тэх.но; Л0Г1Г-1 , U . г'ахкичесгсих срокотв пояготовхск кокцектриройзш^ш
Kopnov
•si,soTjiLC:i.-K. :БД- , ГОШТЗИагрспрома, 199.5, .' ©20;
.(Соавтор!.: Дсца;£1;о С М . , • Фролоп'З.Ю.) . . , ,
7. СсйериаастЕовашхе технологического процесса подго. TOSK^t '• коыцентржоБанных кормов к скарышгван^ж xsiEOTiiicj.'М. :БД' ЩКГЭПах-ропрогай,- 1996, fJ94 гЧСоаптори. Доценко С.М.,
Саыуйло В.Д., Фролов В.Ю.,.Еимко В.,В,, Борисова О.А.).'
8. Техиохюгкче'^кая линия приготовления комбикормоз н
условиях кoлJ:eкткБкыx к фермерс1а:х хозяйств.-М. :ЕД НКИТЗИагропрсма, 1S9C, !?94 (Соавторы Доценко С М . , Сга^уйло- В.Б.,
Фролов 5.Ю., DiiMico В.В.).
9. Энергосберегающая технология и линия подготовки
концентрировакньж кормов к скармливанию.-М.:БД НИКТЭКагропрома, 1996, г?97 {Соавторы Доценко С М . , Саыуйло В.В., Фро­
лов В.В., Еимко В.В.).
10. Со'вериекстЕОваш1е технологического процесса смеши­
вания и раздачи кормог крупкоау рогатому скоту.-М.:5Д НЮ!ТЭИагроаром^, 1996, »98 (Соавтор Доценко С М . ) .
"Л
11,'.Оценка качества смг12ивакия кориов.-М.:ВД" НИИТЗИагропрома, • 1996, »91/10
(Соавторы Доценко СМ.,- Cai.tyi«io
uix
•
.
'
•
•
•
•
•
'
•
.
•
'
3 1
•
•
.
•
•
12. Определение мощности на привод измельчителя корне­
клубнеплодов и, тыквы,-в сб. науч. тр. ДальГАУ. Влаговешенск.:- 1996 (Соавторы Сохимо Е.В., Кравченко Л.Н.).
• 13. Кормораздатчик-смеситель.-Информ. л11сток №19-85.Благовещенск.: 1988 (Соавтор Доценко,СМ.) ,'
^ 14.' Линия- приготовления и раздавал кормовых смесей
//Мех. и эЛектр. с.-х., 1988,, »11 (Соавторы Доценко СМ.,
Нагорный Ю.Н.)..
•
.
•
15.- Результаты. экспериментальных исследований процесса
смешивания и дозирования бункерным раздатчиком-смесителем*
стебельных кормов»-В кн.: Проблемы комплексной механизации
сельскохозяйственного- производства
Дальнего' Востока.Влаговешеиск.: 1990 (Соавтор Доценко С.М.>. •'• • .
16. Комплект оборудования для приготовления кормосмеси
крупному рогатому, скоту. Вуклет,-Благовещенск.:
1993
(Соавторы Доценко СМ., Фролов В.Ю) . , "
17.. Бункерный раздатчик-смеситель кормов для крупного.
рогатого.скота ..-Благовещенск.: 1993 (Соавторы Доценко С.М.,
Ф р о л о в : в - . Ю ) . '.
'-/.. ' . , , • . . . . ' .
' • '•;
18.; Теоретический анализ работы Ьтделйхвде-смешивашаего
битера, и обоснование. его параметров. Сб: науч. тр. -цтп
"Технология".-Благовещенск.: 1994 (Соавтор;Доценко С М . ) .
' 19. Результаты экспериментальных исследований раздатчика-сйесителя. ' Сб.
науч.
тр.
НТП
"Технология".Благовещенск.: 1994 (Соавтор Доценко С М . ) .
20; Производство кормов //В. кн.:" Концелция развития
Амурской области.-Влаговешеиск.: 1994 (Соавтор Доценко
С М . ) .
.
.•
'
•
'
• •
• 21. Повышение эффективности процессов и средств' меха-_
низации кормления крупноз^о рогатого скота.- Сб. науч. тр.Влаговеиенск.: 1996 (Соав^рр Доценко С М . ) . '
• 22. Поточно-технологическая хв1ния -приготовления и раз­
дачи кормов. Сб. науч. тр;-Благовещенск.:' 1996 (Соавторы До­
ценко СМ., Курков Ю.Б., Фролов В.Ь., Самуйло В.В., Сохимо
Е.В.)
. . .
23. Поточно-технологическая линия приготовления кор­
мов.-В сб. науч.' тр. ДальГАУ.-Благовещенск.: 1995 (Соавторы
Курков Ю'.Б., Фролов В.Ю.) • .
.
•'24. Разработка и внедрение машин для подготовки кормов
к -скарг4ливанию крупному рогатому скоту.-Отчет о НИР,БСХИ
»01-.8700Э1526.-Благовещенск.: 1988' (Соавторы Доценко СМ.,
-
-.-.•; ^ ' • " - / "
•
' .- 32
.:,_
Karopsus's Ю.Н., -Фролов В.50.)
~ "• *
23. Л;1К1!я *!о нроязволсхау ;J/:3I. С С . на^"^. '-"р. ДальГЛ'/,
Елаговакенск.: 1994 {Соай-^ср'л Сал:^йло В.В..- Фролол Б.Ю.1
25. Пирсг.с1.1-;ши;.я с:'.с.;а г.ряготсвлс'шл ко.ч.бу.кормов.-Со.
Hav"-<. sp. , ДальГАУ, Благоеа^^скск. : ,1995 iCoaaccp Сгиг/йлс
5.B.V .,
27. КормопрлготоБИ-гельаоо отдаление .малой фермы.-Е
кн.: Проблемы комплексной мехакнзашги растениеводства и .•кивотноводства
на
Дальнего
Востоке.-Новосибирск.:
1991
'.Соаетсфы Xep>^шoв Н.Г., Нагорный Ю.Ц.) .
23. Определешхе производительности длсгсового измельчи­
теля
углеводистых
кормов.
Сб., науч.
тр.
ДальГАУ.Благовеиенск.: 1996 (Соавторы Доценко С М . , Сохимо Е.В.).
29., Размерные характе|зистики тшсвы. Сб. науч.. тр.
ДальГАУ.-Благовездзиск.: 1996- (соавторы Дрцекко С М . , Сохимс
Е . в . ) . ' :';
/':
• , , • . . ' , ' , '
•' ч .30.' Математические модели процесса измельчения 'у^-Денот
дистых-• .кормрв •. и • их анализ i • Сб. науч.'•.тр. • ДальГАУ.Благовещенск.:,. 1996 (Соавторы ДоценкоС.Н., Сохимо Е.В,).
•;,,' Э1-. .Научные.. ОСНОВЫ- повышения эффективности • процессоЕ
механизированного кормления крупного рогатого - ск.ота.-. Сб.
нйуч,;. тр.-. Дал'ьГАУ,-Благовеще.чск.:" 1996 (Соавтор . Доценкс
СМ.)/.-,""' '.,.
•.."' : •.
•
V.
\'
.-'
' -•'
. ,32. -Проектирование поточно-технологических • линий' приготовлегвая.'--И;' раздачи
корковых, смесей •. зивотным.Благовещенск.: ДальГАУ, 1995 (Соавторы Доценко С М . , Фроло!
: В . Ю ,
) • • . ' • : • : . ' - • • . ' " " •
•
' ^
'
-'
' • •
-'.-•
• • • • " • : : . - •
Отпечатано на ротапринте ДальГАУ,
Благовещенск Политехническая, 86
Лицензия ЛР020427 от 17.02.93
•Уч.изд. л.2. Тираж 100. Заказ 1 5 ^
••
i ' - : ' . '