автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Исследование процесса измельчения концентрированных кормов

На правах рукописи

ВАРАКСИН АНДРЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Благовещенск - 2005

Работа выполнена в Дальневосточном государственном аграрном университете

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Якименко Андрей Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Самуйло Виктор Вацлавович

кандидат технических наук Орехов Геннадий Иванович

Ведущая организация:

ОАО «Амурсоя»

Защита состоится 28 декабря 2005 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 220.027.02 при Дальневосточном государственном аграрном университете, 675005, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, аудитория 203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 26 ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Кислов А.Ф.

ЩЛ 1263597

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Животноводство и растениеводство являются основой для производства качественных продуктов питания. Для развития отрасли животноводства требуется создание прочной кормовой базы. При производстве мяса и молока доля кормов в себестоимости составляет 60...75%. Увеличение производства кормов требует совершенствования применяемых технологий, машин и оборудования в направлении уменьшения энергоемкости машин и повышения качества получаемых кормов.

В целом по России затраты кормов на 1 ц молока превышают нормативные в 1,5 раза, на откорме крупного рогатого скота - в 2,5 раза, свиней - в 2 раза. Причинами такого перерасхода кормов являются недостатки в технологии подготовки их к скармливанию, потери при хранении и раздаче.

В кормовом балансе около 25% приходится на концентрированные корма (семена злаковых и зернобобовых культур), которые являются основой высокой продуктивности животных.

Технология кормления крупного рогатого скота предусматривает скармливание концентрированных кормов в составе кормосмесей в рассыпном, гранулированном и брикетированном виде.

Подготовка концентрированных кормов к скармливанию в виде гранул

или брикетов сопровождается большими энергозатратами, в то время как

затраты энергии на измельчение существенно ниже чем на гранулирование или

брикетирование. Следовательно, пригото^дение_расшпных кормосмесей более

РОС. НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА ) с.п«те«!и>г Вал/Л ад

выгодно.

Поэтому весьма актуальным является вопрос изыскания наиболее рациональных технологий, режимов и параметров оборудования, обеспечивающих проведение процесса измельчения концентрированных кормов.

Цель и задачи исследований. Разработка и обоснование параметров и режимов процесса измельчения зерна в измельчителе концентрированных кормов для снижения энергозатрат и повышения производительности при производстве рассыпных кормосмесей.

На основании обзора научных публикаций, патентных материалов и в соответствии с поставленной целью работы сформулированы следующие задачи исследований:

проанализировать современное состояние технологий производства рассыпных комбикормов;

разработать теоретические положения по взаимосвязи режимов и параметров процесса, отражающие особенности измельчения зерна измельчителем концентрированных кормов;

исследовать и обосновать конструкционные параметры работы измельчителя концентрированных кормов при измельчении зерна;

- экспериментально проверить теоретические положения обоснования параметров измельчителя концентрированных кормов;

провести технико-экономическую оценку процесса измельчения зерна в технологической линии получения рассыпных кормов.

Объект исследований. Процесс измельчения в измельчителе концентрированных кормов при производстве рассыпных кормосмесей.

Методика исследований. Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях и экономическую оценку результатов исследований.

Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на основе общепринятых методик, а также по частным методикам, разработанным с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов расчетов на ПЭВМ.

Научная новизна. Установлена теоретическая закономерность, подтверждающая зависимость удельной мощности и гранулометрического состава готового продукта от параметров: зазора между рабочими органами, частоты вращения вала измельчителя, длины хода подвижного рабочего органа, количества противорезов на неподвижном рабочем органе. Предложены аналитические выражения, связывающие основные параметры измельчения концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных частиц.

Определены приемлемые параметры (зазор между рабочими органами, частота вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа,

количество противорезов на неподвижном рабочем органе) процесса измельчения концентрированных кормов.

Получены математические модели, адекватно описывающие изменение удельной мощности и гранулометрического состава измельченного материала при различных режимах измельчения. Дана сравнительная оценка исследуемых технологий по технико-экономическим показателям.

На конструкцию измельчителя концентрированных кормов оформлена заявка на изобретение.

Практическое значение работы. Установлены оптимальные режимы процесса измельчения концентрированных кормов по зазору между рабочими органами, частоте вращения вала измельчителя, длине хода активного рабочего органа и количеству противорезов.

Реализация результатов исследований. Измельчитель концентрированных кормов внедрен в крестьянско-фермерских хозяйствах «Шилов Л.Ф.» и «Ковалевский В.А.» Тамбовского района Амурской области с экономическим эффектом 1530 рублей в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ДальГАУ.

Защищаемые положения:

аналитическая связь основных параметров измельчителя концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных фракций в измельченном продукте;

оптимальные параметры: зазор между рабочими органами, частота

вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа, количество противорезов;

математические модели, характеризующие удельную мощность процесса измельчения и количество пылевидных фракций в измельченном продукте;

энергетическая оценка исследуемых технологий; новое конструкционное решение измельчителя; результаты производственных испытаний технологии измельчения концентрированных кормов с применением предложенного измельчителя.

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 3 научные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, библиографического списка использованной литературы, приложений. Работа содержит 120 страниц основного текста, 27 рисунков, 12 таблиц и 5 приложений. Список литературы включает 131 наименований, из них 4 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, ее практическая значимость и сформулирована цель исследований.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследования» дан анализ состояния и перспективы развития кормопроизводства, существующих способов подготовки концентрированных кормов к скармливанию и

применяемых для этого технических средств. Анализ показывает, что необходимы технологии и способы, позволяющие получать корма высокого качества с малыми затратами энергии. Такая постановка вопроса наиболее полно соответствует приготовлению кормов в условиях фермерских хозяйств, которые являются важным подспорьем в деле обеспечения населения качественными продуктами питания. Поэтому данным требованиям наилучшим образом отвечает технология приготовления рассыпных комбикормов, в основе которой лежит измельчение концентрированных кормов.

Исследованию проблемы измельчения кормов посвятили свои работы C.B. Мельников, П.А. Ребиндер, О.Н. Чеботарев, А.Ю. Шаззо, Я.Ф. Мартыненко, Н.Е. Резник, Г.А. Лобановский, Л.И. Кропп, Г.С. Генкин, и др.

Негативным фактором в производстве рассыпных комбикормов в условиях фермерских хозяйств, является отсутствие надежных и малоэнергоемких измельчителей, позволяющих получать готовый продукт с заданным гранулометрическим составом, обусловленным зоотехническими требованиями.

В целом анализ проведенных исследований свидетельствует об актуальности проблемы измельчения концентрированных кормов.

Во второй главе «Теоретические исследования рабочего процесса измельчителя» приведены аналитические исследования и их результаты.

Процесс измельчения тела описывается двумя теориями: поверхностной и объемной.

Согласно поверхностной теории процесс измельчения сопровождается пласическими и упругими деформациями, приводящими к разрушению тела при преодолении сил молекулярного сцепления, с образованием множества частиц с большой суммарной поверхностью. Исходя из этого, энергозатраты на процесс измельчения А' могут быть выражены как:

А'=Ау + А:„ (,)

где Ау - работа, затраченная на упругие и пластические деформации, Дж; А„ - работа, затрачиваемая на образование новых поверхностей, Дж/м2.

Учитывая недостатки поверхностной и объёмной теории измельчения, академик П.А. Ребиндер предложил оценивать работу измельчения по следующей формуле:

Л = /(ДГ) + ДМ), (2)

где ДУ - объём деформированной части тела; Д8 - приращение удельной площади поверхности материала.

Уравнение (2) в развёрнутом виде можно записать как:

Л = Лу = к- АУ + а-А8г (З)

где Ау - работа, затрачиваемая на образование новых поверхностей; к -коэффициент пропорциональности; а - коэффициент пропорциональности, учитывающий энергию поверхностного натяжения твёрдого тела.

Из уравнения (3), названного основным законом измельчения следует, что полная работа равна сумме работ, затрачиваемых на деформации в

деформируемой части объёма разрушаемого куска и на образование новых поверхностей.

Единство процесса «деформация-разрушение» позволяет рассмотреть разрушение как следствие перенапряжения тела, а площадь вновь образовавшейся поверхности считать пропорциональной работе перенапряжения Ач. Тогда энергетический баланс процесса измельчения представляется в виде закона Ребиндера:

п - А'

^шл - коэффициент полезного действия процесса измельчения.

Рассматривая формулу (4) можно прийти к выводу что для повышения эффективности процесса измельчения необходимо уменьшить работу Ау упругих деформаций путём снижения прочности материала за счёт применения поверхностно-активных веществ либо увеличивать работу А5 на образование новых поверхностей, создавая условия наибольшего перенапряжения материала за счёт применения высоких скоростей рабочих органов.

На основании последовательных теоретических исследований энергетического баланса процесса измельчения основной закон измельчения представляется как:

Аш, = Спр ■ А1 , (5)

где Ат - теоретические затраты работы на процесс измельчения Дж/кг; Аизм - полные (расчетные) затраты работы на измельчение с учётом влияния

способа измельчения и конструкции измельчителя, оцениваемого опытным коэффициентом Спр процесса, Дж/кг.

Коэффициент процесса С„р характеризует влияние неучтенных факторов, которые проявляются в рабочем процессе измельчителя: свойства зернового материала (влажность, вязкость и др.), способ измельчения (удар, плющение, резание и т.п.), конструктивные особенности измельчителя.

Формулу (5) можно представить в следующем виде:

Аии=С1-\^+С1-{А-\). (6)

Такое преобразование дает возможность определять значения коэффициента С1 и С2 по результатам производственных испытаний измельчителей любых типов и использовать величину Аязм в качестве критерия энергоемкости при сравнительной оценке разных машин или выборе эффективных режимов их работы.

Формула (6) является универсальной, так как она позволяет оценить любой процесс измельчения с позиций современной теории измельчения. Такой подход имеет особое значение для исследования рабочего процесса измельчителей.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» представлены программа и методика экспериментальных исследований.

Программа экспериментальных исследований процесса измельчения концентрированных кормов включает: разработку частных методик проведения

экспериментальных исследований по определению физико-механических свойств кормов; разработку и изготовление приборов и оборудования для экспериментальных исследований; разработку и изготовление измельчителя концентрированных кормов; проведение экспериментальных исследований и обоснование конструктивно-режимных параметров измельчителя; обработку данных, полученных по результатам экспериментальных исследований.

В качестве материалов, подвергаемых измельчению, применялось зерно пшеницы, ячменя, овса.

Анализ работ по измельчению различных видов зерна, а также теоретическое рассмотрение процесса показали, что наиболее важными для процесса измельчения в измельчителе концентрированных кормов являются следующие факторы:

■ зазор между рабочими органами Я, мм;

■ частота вращения вала привода измельчителя со, с"1;

■ длина хода подвижного рабочего органа Ь, мм;

■ количество противорезов к, шт.

По методике планирования эксперимента исследуется влияние на процесс измельчения зерна всех перечисленных факторов в матрице планирования.

Исследование влияния вышеперечисленных факторов на процесс измельчения зерна производится на экспериментальной установке, представленной на рисунке 1.

Рис. 1. Лабораторная установка для исследования процесса измельчения:

1 - измельчитель концентрированных кормов; 2 - ваттметр К-505;

3 - токарный станок модели 1А62.

Порции зерна, используемого при проведении экспериментов, взвешивались на весах ВЛКТ-500. Ваттметр К-505 использовался для определения затрат мощности на измельчение. Частота вращения вала изменялась использованием коробки перемены передач токарного станка 1А62. Гранулометрический состав измельченного продукта определялся методом сепарирования на наборе решет с диаметром отверстий 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм (ГОСТ 214-83).

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены результаты экспериментальных исследований процесса измельчения концентрированных кормов.

Проведение экспериментальных исследований с применением методов планирования и анализа эксперимента является наиболее эффективным методом получения математической модели сложного процесса. Анализ факторов, влияющих на изменение качественных и количественных

показателей исследуемого процесса, показал, что к ним относятся следующие факторы: х, - зазор между рабочими органами (5), 0,15; 0,25; 0,35 мм; х2 -частота вращения вала привода измельчителя (со), 6,3; 13,6; 20,9 с"1; х3 - длина хода подвижного рабочего органа (¿), 20; 60; 100 мм; х4 - количество противорезов (А:), 1; 3; 5 шт.

В качестве критериев оптимизации использованы: У, - удельная мощность, определяемая как отношение мощности, затрачиваемой на процесс измельчения, к производительности измельчителя (Ыуд, Вт-ч/кг); У2 -количество пылевидной фракции, определяемое как отношение частиц размером менее 0,2 мм к общей массе измельченного продукта (К, %).

При проведении экспериментальных исследований использовался экспериментальный план представляющий собой матрицу второго порядка на гиперкубе Хартли-Коно (На-Ко34), включающий 18 опытов.

Для обоснования оценки влияния факторов по длине матрицы планирования и результатам эксперимента были рассчитаны (программа «Арро1») регрессионные уравнения второго порядка:

У,=1,761 - 0,165х, - 0,424х2 - 0,252х3 + 0,063x4 +0,073х,х2 +0,281 х,х3 --0,167х,х4 + 0,283х42

У2=6,745 - 0,543x1 + 0,401х3 + 0,579x4 - 0,348х,х2 - 0,167х2х3 - 0,495х,2 Значимость коэффициентов регрессии определялась по критерию Стьюдента, а адекватность по критерию Фишера.

Анализ этих уравнений (программа 81а1^арЫс$) показал, что наиболее тесная связь моделируемого показателя У, имеется с факторами: зазор между

рабочими органами (х,), частотой вращения вала привода измельчителя (х2) и ходом штока (х3), а показателя Уг - с факторами хь х3, Х4. При этом факторы, включенные в модели можно считать линейно независимыми.

Для анализа влияния факторов на процесс измельчения концентрированных кормов были построены поверхности отклика и их сечения. Для этого исходные уравнения регрессии сводили к уравнениям с двумя факторами, оставляя остальные на постоянных уровнях.

а б

Рис. 2. Сечения поверхностей У1 и У2 при стабилизации Х[=1 и х2=1 (а) и Х]=1 и х3= -1 (б)

На основании анализа сечения можно заключить, что при стабилизации факторов Х!=1 и х2=1 (рис. 2 а) удельная мощность (У]) уменьшается при значении фактора х4 (к) стремящимся к основному уровню, а х3 (Ь) к нижнему уровню. Содержание пылевидных фракций снижается при стремлении значений факторов х3 и х4 к нижнему уровню.

При стабилизации х4=0,32 и х3=-1 (рис. 2 б) снижение удельной мощности (У^ происходит при стремлении значений факторов х, и х2 к верхнему уровню.

Содержание пылевидных фракций (У2) при значениях X] от -0,7 до -0,2 составляет не более 7,8%, а при значениях фактора х, находящимися за пределами данного интервала происходит снижение содержания пылевидных фракций.

При стремлении х2 к нижнему уровню наблюдается увеличение содержания пылевидных фракций (У2).

При большом числе факторов установление их приемлемых значений является трудоемкой задачей, поэтому их определение проводилось с использованием электронной программы «КРв» алгоритм которой основан на методе Парето-оптимального решения.

В результате решения компромиссной задачи были получены приемлемые значения факторов:

■ зазор между рабочими органами 5 = 0,35 мм;

■ частота вращения вала привода измельчителя ш = 20,90 с"1;

■ длина хода подвижного рабочего органа 1 = 20 мм;

■ количество противорезов к = 2 шт.

В пятой главе «Экономическая эффективность измельчителя концентрированных кормов» изложены технико-экономические характеристики базового измельчителя ДМБ-П (рис. 3) и сравнение его с предлагаемым измельчителем (рис. 4).

Рис. 3. Измельчитель ДМБ-П. Рис.4. Измельчитель

концентрированных кормов.

Проектируемая машина не уступает перспективному аналогу по производительности, но имеет меньшие затраты удельной мощности и больший ресурс.

Далее, согласно стандартной методики, были определены эксплуатационные затраты при использовании сравниваемых измельчителей и рассчитаны показатели экономической эффективности внедрения проектируемого измельчителя концентрированных кормов.

Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемой машины составит 1530 рублей, при экономии материальных затрат на запланированный объем продукции 139613 рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технологических линий измельчения зерна показал, что применяемые в их составе измельчители энергоемки и металлоемки при этом содержание пылевидных частиц в готовом продукте достигает 20%, рабочие

органы имеют высокую частоту вращения, что представляет собой повышенную опасность для обслуживающего персонала.

2. Разработана рациональная конструктивно-технологическая схема измельчителя обеспечивающего высокое качество готового продукта.

3. Теоретические исследования рабочего процесса измельчителя позволили обосновать оптимальные конструктивно-технологические параметры.

4. Экспериментальные исследования позволили установить факторы, влияющие на процесс измельчения зерна, а также определить их оптимальные значения, которые равны:

■ зазор между рабочими органами 5= 0,35 мм;

■ частота вращения вала привода измельчителя со = 20,90 с'1;

■ длина хода подвижного рабочего органа L = 20 мм;

■ количество противорезов к = 2 шт.

5. Производственные испытания измельчителя показали его технико-экономическую эффективность и соответствие по качеству готового продукта зоотехническим требованиям.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Вараксин, A.B. Лабораторная установка измельчения влажных кормов для фермерских хозяйств // Молодежь XXI века: шаг в будущее. Материалы четвертой региональной научно-практической конференции. - Благовещенск, 2003. - С.498 - 500.

2. Коваль A.B., Якименко A.B., Вараксин A.B., Обоснование конструкции шнекового измельчителя // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск: ДальГАУ, 2002. - Вып.8. - С.53-56.

3. A.B. Якименко, A.B. Вараксин, Приготовление кормосмесей в условиях малых фермерских хозяйств / // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2005. - Вып. 11.

1

г

i

ft

У*

Вараксин Андрей Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ

Автореферат

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 21.11.2005 г. Формат 60x84 1

Уч.-изд. л. -1,0 Тираж 100 экз. Заказ 215.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86

»25080

РНБ Русский фонд

2006-4 29875

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Виды кормов и эффективность их подготовки к скармливанию животным

1.2 Состояние механизации процесса измельчения кормов

1.2.1 Анализ существующих технологических схем линий измельчения кормов

1.2.2 Анализ существующих машин для измельчения концентрированных кормов

1.3 Анализ научных исследований по изучению процесса измельчения концентрированных кормов

Животноводство и растениеводство являются основой для производства качественных продуктов питания. Для развития отрасли животноводства требуется создание прочной кормовой базы. При производстве мяса и молока доля кормов в себестоимости составляет 60.75%. Увеличение производства кормов требует совершенствования применяемых технологий, машин и оборудования в направлении уменьшения энергоемкости машин и повышения качества получаемых кормов.

В целом по России затраты кормов на 1 ц молока превышают нормативные в 1,5 раза, на откорме крупного рогатого скота - в 2,5 раза, свиней - в 2 раза. Причинами такого перерасхода кормов являются недостатки в технологии подготовки их к скармливанию, потери при хранении и раздаче.

В кормовом балансе около 25% приходится на концентрированные корма (семена злаковых и зернобобовых культур), которые являются основой высокой продуктивности животных.

Технология кормления крупного рогатого скота предусматривает скармливание концентрированных кормов в составе кормосмесей в рассыпном, гранулированном, брикетированном виде.

Подготовка концентрированных кормов к скармливанию в виде гранул или брикетов сопровождается большими энергозатратами, в то время как затраты энергии на измельчение существенно ниже чем на гранулирование или брикетирование. Следовательно, приготовление рассыпных кормосмесей более выгодно.

Поэтому весьма актуальным является вопрос изыскания наиболее ^рациональных технологий, режимов и параметров оборудования, обеспечивающих проведение процесса измельчения концентрированных кормов.

Целью настоящих исследований является обоснование режимов процесса измельчения зерна и параметров измельчителя концентрированных кормов для снижения энергозатрат и повышения качества готового продукта при производстве рассыпных кормосмесей.

На основании обзора научных публикаций, патентных материалов и в соответствии с поставленной целью работы сформулированы следующие задачи исследований:

-проанализировать современное состояние производства рассыпных комбикормов;

-разработать теоретические положения по взаимосвязи режимов процесса и параметров измельчителя концентрированных кормов, отражающие особенности измельчения зерна;

-исследовать и обосновать конструкционные параметры измельчителя концентрированных кормов при измельчении зерна;

-экспериментально проверить теоретические положения обоснования параметров измельчителя концентрированных кормов;

-провести технико-экономическую оценку разработанного измельчителя концентрированных кормов в составе технологической линии получения рассыпных кормов.

Объект исследований - процесс измельчения концентрированных кормов в измельчителе концентрированных кормов при производстве рассыпных кормосмесей.

Общая методика исследований предусматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях и экономическую оценку результатов исследований.

Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на основе общепринятых методик, а также по частным методикам, разработанным с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов расчетов на ПЭВМ.

Научная новизна. Подтверждена зависимость удельной мощности и гранулометрического состава готового продукта от параметров: зазора между рабочими органами, частоты вращения вала измельчителя, длины хода подвижного рабочего органа, количества противорезов на неподвижном рабочем органе. Предложены аналитические выражения, связывающие основные режимы процесса измельчения концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных частиц.

Определены оптимальные параметры (зазор между рабочими органами, частота вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа, количество противорезов на неподвижном рабочем органе) процесса измельчения концентрированных кормов.

Получены математические модели, адекватно описывающие изменение удельной мощности и гранулометрического состава измельченного материала при различных режимах измельчения. Дана сравнительная оценка исследуемых технологий по технико-экономическим показателям.

На конструкцию измельчителя концентрированных кормов оформлена заявка на изобретение.

Практическое значение работы. Установлены оптимальные режимы процесса измельчения концентрированных кормов по зазору между рабочими органами, частоте вращения вала измельчителя, длине хода активного рабочего органа и количеству противорезов.

Реализация результатов исследований. Измельчитель концентрированных кормов внедрены в крестьянско-фермерских хозяйствах «Шилов Л.Ф.» и «Ковалевский В.А.» Тамбовского района Амурской области с экономическим эффектом, соответственно, 3856 и 3470 рублей в год.

Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях ДальГАУ.

Защищаемые положения:

- аналитическая связь основных параметров измельчителя концентрированных кормов с качественными показателями: удельной мощностью и количеством пылевидных фракций в измельченном продукте;

- оптимальные параметры: зазор между рабочими органами, частота вращения вала измельчителя, длина хода подвижного рабочего органа, количество противорезов;

- математические модели, характеризующие удельную мощность процесса измельчения, количество пылевидных фракций в измельченном продукте;

- энергетическая оценка исследуемых технологий;

- новое конструкционное решение измельчителя;

- результаты натурных испытаний технологии измельчения концентрированных кормов с применением предложенного измельчителя.

По основным положениям диссертации опубликовано 3 научные работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, библиографического списка использованной литературы, приложений. Работа содержит 111 страниц основного текста, 38 рисунков, 10 таблиц и 4 приложения. Список литературы включает 122 наименования, из них 3 иностранных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ технологических линий измельчения зерна показал, что применяемые в их составе измельчители имеют высокую энерго-и металлоемкость, при этом содержание пылевидных частиц в готовом продукте достигает 20%, рабочие органы имеют высокую частоту вращения, что представляет собой повышенную опасность для обслуживающего персонала.

2. Теоретические исследования рабочего процесса измельчителя позволили определить направление дальнейших исследований процесса измельчения концентрированных кормов с целью оптимизации конструктивно-технологических параметров измельчителя концентрированных кормов.

3. Разработана рациональная конструктивно-технологическая схема измельчителя, обеспечивающего высокое качество готового продукта за счет снижения содержания пылевидных фракций до К=4,773 %.

4. Экспериментальные исследования позволили установить факторы, влияющие на процесс измельчения зерна, а также определить их приемлемые значения, которые равны: зазор между рабочими органами S = 0,35 мм; частота вращения вала привода измельчителя со = 20,90 с"1; длина хода подвижного рабочего органа L — 20 мм; количество противорезов к = 2 шт.

5. Производственные испытания измельчителя показали его технико-экономическую эффективность и соответствие по качеству готового продукта зоотехническим требованиям. Годовой экономический эффект составляет 4217,73 руб. при снижении капитальных вложений на 44%, энергозатрат на 31,8% и металлоемкости на 20%.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. -280 с.

2. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1993. - 319 е.: ил. (Учебники и учеб. Пособия для студентов высш. учеб. заведений).

3. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. Под. ред. С.В. Мельникова. М.: Агропромиздат, 1985. - 346 с.

4. Алейникова Л.Д., Козлов Ю.С. Основы кормопроизводства. М. Агропромиздат, 1988. - 191 с.

5. Алябьев Е.В. и др. Приготовление, хранение и раздача кормов на животноводческих фермах. М.: Колос, 1977, с. 135-139.

6. Астахов А.С., Еленев А.В. Краткий справочник по машинам и оборудованию для животноводческих ферм. М.: Колос, 1977. -256 с.

7. Белянчиков Н.Н., Смиронов А.И. Механизация животноводства. -М.: Колос, 1983. 360 с.

8. Л.Г. Боярский. Производство и использование кормов. М.: Рос-агропромиздат, 1988.

9. Бутковский В.А. Технология зерноперерабатывающих производств /В.А. Бутковский, А.И. Мерко, Е.М. Мельников. М.: Интерграф Сервис, 1999. 471 с.

10. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Изд. 3-е. доп. М.: Колос, 1973. -199 е., ил.

11. Вешсков В.И. Методы обеспечения безотказности и эффективного функционирования кормоцехов: Автореф. дис.докт. техн. наук. Л., 1983.

12. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. Л.: Машиностроение, 1983. - 464 с.

13. Голиков В.А. и др. Передовой опыт приготовления кормов. Алма-Ата: Кайнар, 1984.

14. Голиков В.А., Гамбург Е.М., Пашкевин О.Б. Кормоцехи. Алма-Ата: Кайнар, 1982.

15. Горячкин В.П. Собрание сочинений в 4-х т. М.: Сельхоз, 1940.

16. Горячкин В.П. Теория соломорезки и силосорезки. Собран. Сочинений т.З./М.: Колос, 1968 с.26 - 133.

17. Девяткин А.И. Рациональное использование кормов. М.: Рос-агропромиздат, 1990. - 256 с.

18. Дегтерев Г.П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства / 2-е изд., перераб. и доп./ М.: Агропромиздат, 1986. - 224 е., ил.

19. Денисов A.M. Методика лабораторных испытаний кормоприго-товительных машин. Научные труды ВИЭСХ. М.:1964. т. 14, с.36.

20. Денисов Н.И., Таранов М.Т. Производство и использование комбикормов. М.: Колос, 1970.

21. Дмитриченко А.П. Методы нормирования кормления сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1975. - 480 с.

22. Дмитриченко А.П., Пшеничный П.Д. Кормление сельскохозяйственных животных. Л.: Колос, 1975. - 480 с.

23. Дорофеев Н.С., Сундеев А.А., Тарасенко A.M. Влияние конструктивных параметров молотковой дробилки на фракционный состав измельченной соломы: сб. науч. тр. / Воронежский с.-х. ин-т. т. 99. Воронеж.:СХИ, 1978, с. 55-60.

24. Дорофеев Н.С., Ишков В.И. Двухпоточные кормоцехи. / Техника в сельском хозяйстве. 1985. №3.

25. Доценко С.М. Механико-технологические основы повышения эффективности приготовления и раздачи кормовых смесей: монография. /Благовещенск. ДальГАУ. 1995. 155 с.

26. Доценко С.М. Рекомендации по применению и совершенствованию существующих технических средств в поточных технологических линиях раздачи кормов на фермах и комплексах крупного рогатого скота. Саратов, 1984.

27. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы: Учебник. М.: Финансы и статистика, 2003.- 352 е.: ил.

28. Евсеев М.К. Механизация и электрификация животноводства. -М.:Колос, 1972.

29. Егоров Г.А. Технология муки, крупы и комбикормов /Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, Б.И. Максимчук. М.: Колос, 1984, 376 с.

30. Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. М.: Агропром-издат., 1985. 334 с.

31. Егорченков М.И., Шамов Н.Г. Кормоцехи животноводческих ферм. М.: Колос, 1983.

32. Железников В.А. Заготовка кормов. М.: Россельхозиздат, 1975. - 64 е., илл.

33. Жислин Я.М. Оборудование для производства комбикормов и обогатительных смесей. М.: Колос, 1976. - 157 с.

34. Завалишин Ф.С., Манцев М.Г. Методы исследования по механизации сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1982.- 23 1 е., илл.

35. Завражнов А.И. Николаев Д.И. Механизация приготовления и хранения кормов. М.: Агропромиздат, 1990.

36. Завражнов А.И. Технологическое проектирование ферм и комплексов. Алма-Ата.: Казнар, 1982. - 282 с.

37. Зафрен С.Я. Технология приготовления кормов. М.: Колос, 1977. - 239 с.

38. Зональная система животноводства Амурской области. Хабаровское книжное издательство, Амурское отделение. Благовещенск, 1983.

39. Зоотехнические и агротехнические требования на комплекты машин и оборудования для механизации и автоматизации животноводческих и птицеводческих ферм. ВНИИЭСХ. Вып. 6. М.: 1976.

40. Иванов М.Ф. Полное собрание сочинений, т. 5. М.: Колос, 1964.

41. Какой корм лучше? // Сельск. хоз-во Белоруссии. 1977. - №7.

42. Кормление молочного скота. М.: Колос, 1978. - 305 с.

43. Кленин Н.И., Попов И.Ф., Сакун В.А. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1970. - 234 с.

44. Колода В.Д., Ясенецкий В.А. Результаты испытаний измельчителей кормов. //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1972, №1. с. 32-34.

45. Кольвах И.А. Технология переработки и приготовления кормов. М.: Агропромиздат, 1982.

46. Комплексная механизация ферм по выращиванию и откорму молодняка крупного рогатого скота. /Кутлембетов А.А., Игнатен-ко И.Ф. М.: Колос, 1982. - 256 с.

47. Красников В.В. Краткий справочник по физико-механическим свойствам сельскохозяйственных грузов. Саратов. 1971.-81 с.

48. Краюхин Г.А. Экономическая эффективность изобретений и рационализаторских предложений. Л.: Лениздат, 1983. - 129 с.

49. Кропп JI.И., Евсеев Н.К., Генкин Г.С., Фирюлин Н.С. Производство комбикормов и кормовых смесей в хозяйствах. М.: Колос, 1972. - 215 с.

50. Крылов В.М., Зинченко Л.И., Толстов А.И. Полноценное кормление коров. Л., 1987.

51. Кукта Г.М. Технология переработки и приготовления кормов. -М.: Колос, 1978. 240 с. с илл.

52. Кукта Г.М. Испытания сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1964. - 283 с.

53. Кукта Г.М., Губко И.И., Коврига В.В. Методика определения технологических и эксплуатационных показателей машин и оборудования для приготовления кормов. В кн.: Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев, 1973, с. 43-45

54. Кукта Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Агропромиздат, 1987.

55. Кулаковский И.В. и др. Машины и оборудование для приготовления кормов. ч.2: Справочник. М.: Росагропромиздат, 1988. -226 с.

56. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1997. - 384 е., ил.

57. Кутлембетов А.А. Комплексная механизация ферм по выращиванию и откорму молодняка КРС. М.: Колос, 1982. - 254 с. с илл.

58. Легкоступ С.С., Поспелов Н.А. Организация производства кормов на индустриальной основе. М.: Колос, 1984. - 207 с.

59. Леонтьев П.И. и др. Технологическое оборудование кормоцехов. М.:Колос, 1984. - 157 с. с илл.

60. Лесниковский А.И., Сенченко Т.И. Оценка машин по обобщенному критерию качества. //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974, №3, с. 56-58.т 106

61. Лисовский И.В. Справочная книга по механизации кормопроизводства. Л.: Агропромиздат, 1986.

62. Мальков В.Г., Клебан А.С., Куров Ю.А., Рудецкий О.И. Комплексная механизация производства комбикормов. Под ред. Малькова В.Г. - К.: Урожай, 1981. - 120 с. с илл.

63. Мартыненко Я.Ф. Промышленное производство комбикормов. М., Колос, 1975

64. Математическая теория планирования эксперимента. Под ред.

65. С.М. Ермакова. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 392 с.

66. Матусевич Б.Е. Машины и оборудование ферм для откорма крупного рогатого скота. М.: Россельхозиздат, 1983. - 63 с.

67. Мельников С.В. Поточные линии в животноводстве и кормопроизводстве: Учебное пособие для слушателей ФПК. Л.:СХИ, 1981. - 46 с.

68. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. 2-е зд., перераб. и доп. - Л.: Агропромиздат. Ленингр. Отд-ние, 1985. - 640 с.

69. Мельников С.В. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. /С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Колос. Ленингр: Отд-ние, 1980. - 168 с. с илл.

70. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л,: Колос, Ленингр. отд-ние. 1978. - 560 е., илл. -(Учебники и учебн. Пособия для высш. с. - х. учеб. заведений).

71. Мейлахс И.И. Показатели оптимизации кормоизмельчающих аппаратов. //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1975, №1, с. 28-29.

72. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научноисследователь• 107ских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПИ, 1983. -150 с.

73. Методические рекомендации по проектированию и расчетов параметров поточных линий подготовки и раздачи кормов на промышленных фермах КРС. ВИЭСХ. М.: 1975. - 81 с.

74. Механизация процессов кормоприготовления и содержания животных. Пермь, 1988. - 113 с.ф 74. Механизация процессов в животноводстве и кормопроизводстве. Межвуз. сб. науч. тр., 1985.

75. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. -М.: Физматгиз, 1961.

76. Михайлов В.А. Результаты экспериментальных исследований дробилки грубых кормов. Сб. науч. тр. / Всесоюзн. н. исс. и пр. - тех. ин - т мех., электр. с. - х, вып. 39. - Зерноград.: ВНИПТИ-МЭСХ, 1980. - с. 46-53.

77. Мянд А.Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты. М.: Машиностроение, 1970. - 255 с. с черт.

78. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. - 208 с.ф 79. Научные труды ВАСХНИЛ. Производство и использованиеполнорационных гранулированных кормов в животноводстве. Издательство «Колос», 1975.

79. Новиков Ю.Ф., Гопка В.В. Электромобильные машины для животноводства. М.: Агропромиздат, 1988. - 190 с. с илл.

80. Носов М.С. и др. Механизация работ на животноводческих фермах. М.: Высшая школа, 1967. - 395 с. с илл.

81. Овчаренко Е.К., Ильина О.П., Балыбердин Е.В. Финансово-экономические расчеты в EXCEL. Издание 2-е, дополненное М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. - 184 с.4 83. Орлов С.П. Дозирующие устройства. М.: 1978. - 256 с.

82. Передня В.И. Механизация приготовления кормосмесей. Мн. Ураджай, 1982. - 80 с. черт.

83. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки: Справочник. М.: Росагропромиздат, 1989. - 526 с.

84. Правила организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности /ОАО «Росхлебопродукт» АООТ «ВНИИКП». Воронеж. 1997. 256 с.

85. Проблемы комплексной механизации производства, приготовления и раздачи кормов: Сб. научн. тр./ВНИПТИМЭСХ: Редкол. М.С. Рунчев, Э.М. Мшкович, В.П. Коваленко и др. Зерноград. 1984. 169 е.: илл.

86. Производство кормов в Сибири и на Дальнем Востоке. Изд. 2-е перераб. и доп. Под ред. Члена-корреспондента ВАСХНИЛ А.И. Тютюнникова. М.: Россельхозиздат, 1981.

87. Производство и использование гранулированных комбикормов. /В.И. Левченко, Г.Д. Гуменюк, Е.А. Дмитрук и др. Под ред. В.И. Левченко. К.: Урожай, 1982. - 120 с.

88. Протодьянова М.М., Гедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: Наука, 1970.

89. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968.

90. Резник Е.И. Универсальная техника для обработки кормов. //Кормопроизводство. 1986. №5, с. 40-44.

91. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М., «Машиностроение», 1975, 311 с.

92. Рекомендации по обработке кормов в кормоцехах на фермах крупного рогатого скота. М.: Колос, 1975. - 68 с.

93. Рожков Г.К. Теория и расчет технологического оборудования животноводческих ферм. Учебное пособие. Куйбышев, 1971.

94. Рощин П.М., Агеев JI.E., Андреев П.В. и др. Эксплуатация технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов. /Под ред. С.В. Мельникова. М.: Колос, 1980. - 287 с.

95. ЮО.Рунов В.А. Основы промышленного откорма скота в США и Канаде. М.: Колос, 1975. - 392 с.

96. Рыжов С.В. Комплект оборудования кормоцеха КОРК-15. М.: Агропромиздат, 1985. - 128 е., илл.

97. Рыжов С.В. Надежная работа кормокухонь и кормоцехов. М.: Колос, 1984.

98. Сечкин B.C. и др. Технология приготовления кормов на молочных фермах и комплексах. — JI.: Лениздат, 1977. — 184 с.

99. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1981-1190 гг. Животноводство. М.: ЦНИИТЭИ, 1981. - 615 с.

100. Скляров А.И. и др. Кормоприготовительные цехи для крупного рогатого скота. Кормопроизводство. 1982. - №2.

101. Славин P.M. Автоматизация производственных процессов животноводческих ферм. М.: Машиностроение, 1965.

102. Совершенствование технологий и технических средств производства в животноводстве. Сб. науч. тр. - Зерноград ВНИИП-ТИМЭСХ, 1988. - 220 с.

103. Спевак В.Я., Кононов Б.В. Классификация и анализ питающих устройств кормоизмельчающих машин: Сб. науч. тр. /Саратовский ин-т мех. с.-х., вып. 64. Саратов.: СИМСХ, 1976, с. 33-40.

104. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1969. т. 4. 536 с.

105. Справочник по кормопроизводству. /М.А. Смурыгин, В.Г. Иг-ловников, В.А. Тащилин и др.: Под ред. М.А. Смурыгина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 413 с.

106. Справочник по кормлению с.-х. животных. /A.M. Венедиктов, П.И. Викторов, А.П. Калашников и др. М.: Россельхозиздат, 1989.

107. Сыроватка В.И. Производство комбикормов в колхозах и совхозах. М.: Россельхозиздат, 1976. - 168 с.

108. Сыроватка В.И., Алябьев Е.В. Прогрессивные способы приготовления и хранения кормов. М.: Колос, 1970.

109. Технология подготовки грубых, концентрированных и других кормов к скармливанию. Методические рекомендации. Свердловск, 1975. - 52 с.

110. Типовые выработки на работы, выполняемые стационарными машинами, агрегатами и комплексами. Растениеводство. М.: Агропромиздат, 1989. 159 с.

111. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере/ Под редакцией В.Э. Фигурнова М.: ИНФРА - М., 1998. - 528 е., ил.

112. Хачатрян С.Р., Пинегина М.В., Буянов В.П. Методы и модели решения экономических задач: Учебное пособие/ С.Р. Хачатрян,

113. M.B. Пинегина, В.П. Буянов. М.: Издательство «Экзамен», 2005. - 384 с.

114. Чеботарев О.Н., Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф. Технология муки, крупы и комбикормов. Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов-н/Д: Издательский центр «МарТ», 2004. - 688 с.

115. Шпаков А.П., Садовский М.Ф. приготовление и использование кормовых смесей и комбикормов в хозяйствах. — Минск: Урод-жай, 1988. 216 е.; илл.

116. Эрнст JI.K. Производство и использование полнорационных кормовых смесей. М.: Колос, 1976. - с. 15-45.

117. Яснецкий В.А. Осьмак В.Я. Индустриальная технология кормопроиз-водств. Киев: Урожай, 1984.

118. Applications of statistics to industrial experimentation. Cuthbert Daniel. John Wiley & Sons. New York. London. Sidney. Toronto. 1976.