автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование системы машин для приготовления и раздачи кормов на овцеводческих фермах Казахстана

«г **

Казахская академия сельскохозянственних наук

КАЗАХСКОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

на правах рукописи

ГЕРАСИМЕНКО КОНСТАНТИН АЛЕКСЕЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМОВ НА ОВЦЕВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ КАЗАХСТАНА

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы, 1996

. Работа выполнена в Казахском научно-производственном объединении механизации и электрификации сельского хозяйства (НПО "Каз-сельхозмеханизация") •

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор,

чл.корр. КазАСХН В.А.Голиков

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор М.Г.Пенкин

кандидат технических наук, доцент А.И.Бекенев

Ведущая организация - НПО "НЬшкент"

Защита диссертации состоится " 2$ " ¿ьп^им- 1996 г.

в "___"часов на заседании специализированного совета Д. 55.57.01

по присуждение ученой степени доктора наук при Казахском научно-производственном объединений механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 480005, Республика Казахстан, г.Алматы, пр.Райымбека, 312, НПО "Казседьхозмеханизация".

.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПО "Казсель-хозмеханизация". .

Автореферат разослан п " г.

Ученый секретарь специализированного совета

М. К. ИМЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Овцеводство является ведущей отраслью животноводства Республики Казахстан. В отдельные годы ■ численность овец в Республике достигала 42 млн.голов, это составляло более 10Х мирового поголовья, что определяет значимость эффективной организации производства в республике овцеводческой продукции.

Действующая система машин вкшочает более 1370 наименований технических средств, в овцеводстве республики используется более-280 самых разнообразных технических средств. Однако современный уровень и эффективность механизации отрасли остаются низкими, что связано с различными факторами в том числе с необоснованным формированием систем машин в сельскохозяйственных предприятиях, несоответствием параметров имеющихся технических средств производственным условиям.

Широкая номенклатура известных технических средств, практически неограниченные технические возможности в создании новых машин и оборудования, их высокая стоимость, разнообразие производственных условий ведения овцеводства в сельскохозяйственных предприятиях республики определяют необходимость обоснования систем машин и требует специальной научной проработки.

Особую значимость решение этой задачи приобретает применительно к процессу приготовления и раздачи кормов, где стоимость технических средств составляет до 70 X всех капиталовложений в механизацию овцеводства, а эффективность выполнения работ остается низ-

в

кой и характеризуется наибольшими трудозатратами.

В настоящее .время на овцеводческих фермах на процесс кормления овец приходится до 45 % годовых затрат труда на производство овцеводческой продукции..

Все это определяют актуальность научно-обоснованного формирования системы машин.

Ц е ль и с с л е я о в а н и я-обоснование системы машин для процесса механизации претоговлеши и раздачи кормов на овцеводческих фермах различных форм собственности, обеспечивающей экономию кормов и снижение трудовых и денежных затрат.

Задачи исследов а н и я.

- изучить существующие и определить возможные технологические схему приготовления и раздачи кормов на овцеводческих фермах;

- установить состав факторов, влияющих на формирование системы машин для приготовления и раздачи кормов на овцеводческих фермах и провести их классификацию;

- разработать модель формирования системы машин для процесса приготовления и раздачи кормов;

- установить влияние производственных и природно-климатических факторов на формирование системы машин;

- обосновать наиболее .эффективные технологические комплекты маши} для приготовления и раздачи кормов на овцеводческих фермах.

О б ъ е к т о м исследовании является механизированный процесс приготовления й раздачи кормов на овцеводческих фермах. ;

Методика исследований. Поставленные задачи решались путем теоретических и экспериментальных исследовании. В теоретических исследованиях применен системный подход, на основании которого разработана модель процесса.

Экспериментальные исследования включали определение плотности кормов, производительности и энергоемкости машин.

Hay чнуоновиан у имеют следующие выносимые на защиту положения и результаты исследований:

- системный подход к рассмотрению механизированного процесса приготовления и раздачи кормов, как совокупности последовательных операций, включающих весь комплекс операций, начиная от дой- ■ танки и до обработки и раздачи кормов;

- математическая модель процесса отличающаяся от существующих введением в нее коэффициента эффективного использования кормов;

- методика внедрения эффективных комплектов машин по энергетическим показателям;

- определены оптимальные комплекты малин,- для различных, типов ■ Ферм с различным поголовьем животных- и другими воздействующими факторами.

Практическая ценность работы предложена методика оценки технических средств по энергетическим показателям, которая -применена при разработке комплектов технических средств при различных производственных и природно-климатических факторах. Определены оптимальные комплекты машин, для различных типов ферм с различным поголовьем животных и другими воздействующими факторами. ,

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы должны и одобрены на научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов а г.Чимкенте 1986 г, Алма-Ате 1987 г, Кустанае 1988 г, Омске 1989 г.

Публикации. По материалам опубликовано 6 печатных работ. Результаты использованы- в НПО "Казсельхозмеханизация" при

разработке республиканской оистемы машин и внедрены в хозяйствах

*

Алма-Атинской области.

Объем работы. Диссертация изложена на //-'^страницах, машинописного текста, содержит рисунков таблиц ¿'е?; состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы

(130 наименований, iráípyoactti^^Ша^'б^рданом ¿¡наш». )■•» приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткое обоснование актуальности работы.

В первой главе "Современное состояние механизации приготовления и раздачи кормов на овцеводческих фермах Республики Казахстан" рассмотрены существующие типы овцеводческих ферм. Анализ показал, что в настоящее Ьремя в овцеводстве Республики происходит процесс изменения форм собственности, создания структур основанных на частной собственности на средства производства, следствием чего наряду с крупными овцефермами стало возникновение крестьянских, фермерских хозяйств. Основное стадо, которое сосредоточено у фермеров имеющих отары овец от 200 до 1000 голов.

Существующие различные _ типы крупных овцеферм в Республике обусловлены производственными условиями и распределены на группы по поголовью: 1. от 5 до 10 тыс - 2%; 2. от 10 до 20 тыс - 5%; 3. от 20 до 30 тыс - 28%; 4. от SO до 40 тыс - 5% ; 5. от 40 до 50 тыс'-. 6%; 6. свыше 50 тыс - 8Z. Тем самым наиболее распространенным типом овцеводческих ферм являются фермы с поголовьем от 30 до 40 тыс. голов. Содержание .такого поголовья как в крестьянских, фермерских так и в крупных хозяйствах невозможно без применения механизации.

Основой эффективного производства овцеводческой продукции является рациональное использование естественных кормовых угодий, удельный вес ' пастбищ в которых достигает 80,5%. При этом низкая продуктивность вызывает недостаточную потребность овец в пастбишдых кормах от 51 до 71%. Бри этом установлено, что общая энергоемкость рационов по Казахстану за 1985, 1992 годы в расчете .на одну голову равнялась 12,871 ГДЖ/год, из них 10,15 ГДЖ - составили энергия са-

кого корка, а 2,721 ГДЖ - затраченная на его производство.

В структуре рационов по общей энергии на доли концентратов .приходилось 7,5%, сена и сенажа - 29,5; силоса - 3,1; соломы—. ■ 5,1, пастбищных трав - 54,8%. Как видно, основную энергию овцы покрывают за счет пастбищных трав, которые являются самыми малоэнергоемкими. При этом затраты энергии при пастьбе овец на пастбищах на 25...30% Еыше, чем при стойловом содержании.

Восполнить этот дефицит энергии и питательных веществ в пастбищном травостое и тем самым повысить продуктивность овец можно • только путем применения подкормга?. Кормление.овец является наиболее ответственным техническим процессом в овцеводстве. Операции приготовления и раздачи кормов занимают 45% рабочего времени от общего объема работ на ферме. Поэтому уровень механизации овцеводства определяется в основном механизацией этого процесса. Вместе с тем, уровень его механизации остается самым низким среди других производственных процессов отрасли. Анализ эффективности механизации кормления, который проводился по типичным хозяйствам республики показал, что основными технологическими схемами кормления овец являются:

1. Раздельное кормление.

2. Кормление рассыпными кормосмесями, гранулированными, брикетированными при их приготовлении в стационарном кормоцехе.

3. Кормление кормосмесями и использованием раздатчиков-смесителей кормов..

Как показывают данные анализа в обследованных хозяйствах, преобладающей технологией кормления овец является раздельное кормле- • ние. При этой технологии механизированы только транспортные работы по заготовке и транспортировке грубых и сочных кормов, которые без предварительной обработки доставляются к местам зимовок, для пос-

ле дующего скармливания животным. Согласно зоотехнически.« данным потери при этом составляют - сена - 25Z, силоса - 15Х, а концкор-мов 30%. Операции погрузки и раздачи кормов поголовью на зимовках проводятся чабанами вручную. А подвоз кормов от мест хранения к кормушках« при помощи упряжных животных, Использование второй тех" нологии кормления включает механизацию приготовления кормосмесей, гранул и брикетов, при этом анергия, затраченная на их производство в 2 раза превышает энергию, содержащуюся в самом корме. Остальные операции процесса остаются не механизированными. В связи с этим возникает задача выбора оптимальных комплектов и параметров технических средстз" для процесса с учетом природно-климатических и производственных факторов.

Анализ работ выполненных Сушко И.О., Маркарян С.Е., Гуртовни-ка Е.А., Едемского В.А., Краморова B.C., Хабатова Р.Ш., Жака C.B., Павлова В.Б., Полубоярова B.C., Финна Э.А., Саклакова В.Д. и других авторов показал, что выбор оптимальных комплектов машин производится в основном по технико-экономическим показателям, вместе с .тем,- возросшие цены на энергоносители и Еысокая стоимость машин, требуют наряду с оценкой машин по стоимостным показателя?,f учитывать также и энергетические показатели машин.

Биоэнергетический к.п.д. предлагаемый Новиковым Ю.Ф. и Рабиты-на В.М. и представляющий собой отношение биологической энергоотдачи единицы массы с /продукта к его технологической знергсотдачи не может быть принят в качестве оценочного показателя энергоемкости, т.к не учитывает поедаемость корма.

На основании вышеизложенного. нами определены выше отмеченные ■ задачи научного исследования.

Во второй глава "Теоретические основы исследований" Применение системного подхода позволило'выявить факторы, оказывают-

щие влияние на процесс приготовления и рдздачи кормов.

В соответствии с требованиями системного подхода математическая модель описывает исследуемый процесс как функцию множества переменных, из которых хотя бы одна поддается управлению, т.е. целенаправленному изменению. Эту модель можно представить в виде:

Т = f(x,y), (1)

где Т - критерий оптимизации; •

х - параметры, не зависящие от рассматриваемого процесса

кормления; ' у - параметры, обеспечивающие наилучшие результаты работы комплекта машин или системы машин для процесса кормления.

Группу х составляют те параметры внешней системы, которые , влияют на выбор оптимальных значений параметра у. Например, продолжительность стойлового периода, расстояние перевозок, система содержания и т.д. Группу у составляют параметры, значения которых могут быть изменены в процессе исследования. Поиск наилучших соотношений этих величин составляет задачу¿исследования.

Формализованная математическая модель имеет следующий вид. Определить такой оптимальный план я комплекта машин для процесса, который обеспечивал обязательное выполнение всех видов работ в установленные сроки по всем операциям и обеспечивал минимум эксплуатационных затрат

s< К) = iXkijt>. (2)

Иными словами минимизировать функцию

■■■ 4

S = £ Е Z Е Ckijt-Xkijt — >min, (3)

kCKt ¿и ¿a t£T ^ . .

При соблюдении ограничений: 1. Переменные не могут быть отрицательна)«!.-

, - 8 - .

Xjtijt >00 - целые i = l,n, (4)

2. Ограничения по выполнении объемов работ, т.е. каждая из намеченных операций должна выполняться в полном объеме за весь период стойлового содержания по всем операциям процесса:

Е Е EWkijt-Xkiat > Vit (iei.tiT.j<PJ), (S) KJEKi i£I jej

3. Необходимый объем кормов определяется

Vit > Кэ.и.к 'пГш »D, (6)

' 4. Условие выполнения пеобходтлых объемов работ в установленное зоотехническими требованиями время tl

Е £'t(Vit/C«kiit -t»)3 < Kirnt, (7)

kcKI ifl'

■ 5. Увеличение поедаеыости кормов, учитывается введением в модель коэффициента эффективного исполь'зовашш кормов Кэ.и.к. (формула 21). ' • Тогда целевая функция (3) примет вид: S-E С Е Е (Cuut-XkUt) i Кэ.и.к —>min, (8) \ KfKi ifl j£J tiT 6. Необходимость обработки корма определяет следующее ограничение: Vit-Эм < VjfOo.K - Эн.к), Энергоемкость, обработанных и необработанных кормов энергоемкость мааины определяются по формулам (17),(20). Эксплуатационные-издержки определяются по формуле

Ckut - (3kiJt + Oktjt)-Tkijt. гДб Okiit (Arj + TkjMkUt

Tkut - (Vkp-р-Ф) (E E Wkr1)+ 2L + (Vk-V"1) /Vk', i6l лет

Расчег коэффициентов матрицы математической'модели начинается

(9) а тагасе

(Ю) СИ)

(12)

с определения суточного объема работы 3-ой машины на 1-ой операции:

Уц--Уи;. (13)"

Определение суточного объема работы по 1-сй операции:

Уи Я1-Ч1, • (14).

где 114- суточное время работы з-ой машины на 1-ой операции; а! - количество голов, обслуживаемых в 1-ой операции; <?1 - показатель потребления кормов на голову в сутки на 1-ой операции.

Затраты труда определяются по формуле; N

Ь>и = £ Ь-Ьи-Пик'Онк. (15)

где I - коэффициент подготовительно-заключительного времени обслуживания машины (Ь=1,2); Н - число категорий рабочих;

^ик - суточное время работы З-ой машины на 1-ой операции к-й

категорий рабочих; ,

"ик ~ число обслуживающего персонала З-ой машины 1-ой операции к-й категорий рабочих; В связи с ростом цен на энергоносители, наряду с оптимизацией эксплуатационных затрат при оптимизации комплектов машин для кормления овец, необходимо учитывать энергетические показатели кормов и технических средств.

Необходимость обработки кормов возникает при условии, что разница медду энергоемкостью обработанного и необработанного корма больше чем затраченная энергия на его приготовление. В математическом виде это положение формулируется так

(Зоб.к - Эн.к ) > Эм, (16)

, - 10 -

Эм - энергоемкость машин определяется по формуле:

Эг.( = (Рг'Кт + Тз-Ктэ + Мтр-Ктр + Мн-Км) / VI, (17) •где Рт - расход топлива или электроэнергии;

Кт энергетический эквивалент топлива (52,8 МДЖ/кг);

Та - затраты труда ч/час;

Кт.з.- энергетический эквивалент труда (1,26 ЦДЖ/ч.час);

Мтр и Мм - масса трактора (силового агрегата) и машины (технического средства для приготовления кормов в кг;

Ктр и Км - энергетические эквиваленты массы (86,4 и 75,4 МДШ/кг.)';

Расход топлива определяется по формуле:

Рт - (е-Н ) / V, (18)

- где £ - удельный расход топлива в кг на квг.ч;

Н - мощность двигателя, трактора (силового агрегата) квт;

Расход электроэнергии:

Рэ - (N-4) / V, (19)

где N - мощность электродвигателя в квт;

•,Ч - количество часов работы;

В основу энергетической питательности корма положена обменная энергия, представляющую собой потенциальную энергетическую питательность корма, которая может быть использована в организме в процессе-обмена веществ и энергии для обеспечения разных функций и производства продукции. Следовательно, обменная энергия - валовая энергия корма за вычетом естественных потерь . Но при этом существующая система оценю! энергетической питательности кормов учитывает валовую энергию корма в конкретно заданном объеме корма, как правило в 1 кг сухого корма, без учета фактического поедания этого корма животным, тем самым нет возможности объективно оценивать реальное количество потребляемой энергии овцой.' Очевидно, что для

выявления фактического потребления энергии корма животными, необходимо объединить эти показатели. Тогда получается следующая зависимость:

Эмкок - Oi • ni) / 100, ЭКЕ; мди " (20)

где Энк - энергоемкость необработанного корма, ЭКЕ, МДН; Эок - энергоемкость обработанного корма, ЭКЕ, МЦ&; 3i - содержание обменной энергии в единице'1-го вида

корма, ЭКЕ, ЮТ; Hi - поедаемость i-ro вида корма, % . Формула (20) позволяет определять энергоемкость как необработанных так и обработанных кормов с учетом энергоемкости 1-х видов кормов и их поедаемости. Увеличение поедаемости, которое ведет к изменению необходимого по зоотребованиям количества скармливаемого корма, за счет использования различных способов их обработки учитывается коэффициентом эффективного использования кормов, который определяется по формуле:

Кэ.и.к. » Эо.к. / Эж.о. (21)

где Эж.о - необходимое количество энергии для нормальной «изне -обеспеченности одной овцы, к - индекс агрегата; j - индекс марки трактора или автомобиля; i - индекс выполняемой работы, операции; t - индекс продолжительности выполнения процесса; К1- множество агрегатов, выполняющих . i-ю работу; J - множество марок автомобилей,' тракторов; I - множество видов - работ; Т - множество, включающее количество дней в

стойловом периоде, в котором выполняются работы; Wkijt - произво-

t

дятельность к-го варианта агрегата, выполняющего i-ю работу в t-й периоде с j-сй маркой машины, (трактора), выполняющего i-ю работу в t-й период, т/час; VIt - заданный объем выполняемой работы 1-го вида в t-й период, т.; tkj - часовые затраты на текущий ремонт к-го

%

агрегата с силовым агрегатом 3-го типа, долл/час; Око - стоимость к-го агрегата с силовым агрегатом о-го типа, долларах; Ук - объем кузова транспортио- раздающего технического средства к-го типа.м3; У1« - объем кормушки мэ; р - плотность корма т/мэ; ч>- коэффициент заполнения кузова транспортно- раздающего технического средства; Ь - расстояние транспортировки корма до мест скармливания, 10.1; V - скорость транспортировки, км/час; п1 - количество животных, гол; - установленное по зоотехническим требованиям время, час; Д - продолжительность стойлового периода, дн; ш - требуемое количество корма, т; Хк1Н - искомая переменная, обозначающая коли- ' чество агрегатов к-го типа, а также з'-го количества силовых агрегатов (тракторов) и'автомобилей, используемых по 1-ой работе в Ь-й период времени; - эксплуатационные издержки агрегата к-го

типа, а такке 1-го агрегата трактора или автомобиля при выполнении . 1-ой операции в 1-й период времени, долл/ч; (МЗЬ - часовые нормативные отчисления агрегата к-го типа с силовым агрегатом з-го типа при выполнении 1-ой работы в 1>й период, долл/час; Зк1з1 - часовая заработная плата обслуживающего персонала по трем группам ставок на 1-ой работе Ь-го периода к-м агрегатом с силовым агрегатом ¿-го типа, долл/час; Цк^ - часовые затраты на электроэнергию и горюче-смазочные материалы на 1-ой операции в Ь-й период к-м агрегатом с агрегатом ¿-го типа, долл/час; Тк15 - фонд времени выполнения процесса на 1-ой операции к-ым агрегатом 3-го типа, час; АкЗ - часовая амортизация к-го агрегата в совокупности с силовым агрегатом

I

3-го типа, долл/час.

Задача сформулированная ввиде уравнений и неравенств (2...15) представляет собой, так называемую, общую (стандартную) задачу линейного программирования, решаемую на ПК по. стандартным программам.

Математическая модель оптимизации процесса кормления озец размером п х п = 256 х 52 решена на минимум эксплуатационных затрат по программе ЬРХ-бЗ, реализующей модифицированный симплекс -алго-' ритм на персональном кшпьпгере РС/АТ-386.

Введение в модель коэффициента эффективности использования, кормов, отличие которого от применяемых в настоящее время иш оценок питательности кормов заключается в том, что кроме учета всей энергии, содержащейся в единице 1-го корма, он учитывает также и поедземосгь этого корма. Причем как необработанного, та: и подвергшегося различным видам механической обработка (измельчение, дробление, размол и т.д.), что поззбляет получать комплексные решения с учетом способа приготовления кормов.

В третьей главе приведены программа и методика исследований процесса механизации кормления овец. В ней применен системный подход, на основании которого разработана модель процесса. Экспериментальные исследования гкичали хронометрах рабочего времени, с целыо определения производительности мгшга, определение плотности кормов. Предложена новая методика оценки машин для приготовления кормов по энергетическим показателям.

Вчетвертой главе "Результаты исследований" изло- . жены результаты теоретических и экспериментальных исследований.

В связи с ростом цен на энергоносители, необходимо учитывать .' энергетические показатели кормов и технических средств. При этом разница между-энергией обработанного и необработанного корма должны быть больше чем энергоемкость малины. На'основании этого были произведены расчеты, результаты которых представлены а таблице 1.

Согласно приведенным данным для выполнения условия Оо.к'Эи.к) >Эм необходимо, чтобы отношение массы машины (металлоемкость) к ее производительности составляла 1:4. При выполнении ' этого условия

Таблица 1.

Энергетические показатели кормов и технических средств I--—г

~г

~г

(Эо.к"Эн.к)1 Эм | КЩИ/Т |ЦЦК/ ь

Марки машин

I ^ Чщт/т.ч

|Т.Ч |С электро- |С силовыми I |двигателем |машинами

3770 ■ИРТ-Ф-80-П ИРТ-165+Т-150К

5600 ИСК-ЗА ИРТ-Ф-80+МТЗ-80

2000 3300 ИГК-305-II

1360 "Волгарь-5"

1700 "Щ-1"

2320 ИРТ-165-II

9500 10140

выражение (Эо.к-Эн.к)>Эм будет выполняться. На основании этого был разработан измельчитель - малогабаритный ИМ-1 производительностью 1,5 т/час, массой 0,34 т, который провел хозяйственные испытания в овцесовхозе "Суюнбая", йэмбылского района, Алматинской области. Зтот измельчитель соответствует выше приведенным требованиям. Серийное производство этих измельчителей осуществляется на экспериментальном заводе объединения.

Характерной особенностью кормления овец в стойловый период является удаление .мест заготовки и приготовления кормов от мест их скармливания, что вызывавет необходимость транспортировки этих кормов на зимовье. На транспортные работы приходится от 40,31 до 56,48% всех эксплуатационных затрат процесса.

Это обстоятельство обусловило необходимость исследования изменения эксплуатационных затрат и производительности технических

средств доставки и раздачи кормов на овцеводческих фермах в зависимости. от расстояний перевозки кормов. На рисунка 1 и 2 представ-

1-РММ; 2-КТУ; З-РСП-10; 4-АРС-10 Рис.1 Изменения значений сменной производительности раздатчиков от расстояний перевозок.

1-РММ; 2-КТУ; З-РСП-10; 4-АРМО Fue.2 Изменения значений эксплуатационных затрат кормораздатчиков от расстоянии перевозок.

леаы .эти изменения по различным типам кормораздгощей техники. Анализ данных зш 'рисунков показывает, что РШ-5,0 с трактором .ШЗтБЛМ является пэ эЙектизнш техническим средством в условиях Казахстана на расстоянии от 0,1 до 15 км. . Его изменение возможно диеь на расстоянии до 0,1 км. Эффективным техническим средством доставки и раздачи грубых кормов на расстоянии от 0,1 до 8 № является кормораздатчик КТУ-10, агрегатируемнй с трактором МТЗ-80.

На указанных расстояниях, его применение обусловлено большим объемом кузова (в 2 раза) по сразненш'с ВЫ-5,0 и мекьгивм эксплуатационными затратами в 1,45 и 1,65 раза по сравнения с РСП-10 и АРС-10 соответственно. С 8 км и до 25 км эффективным техническим средством доставки и раздачи становится АРС-10 на шасси автомобиля ЗИЛ-131 и его модификаций. При одинаковой (с КТУ-10 и РСП-10) вместимость!)' кузова его использование при выполнении процесса обуславливается высокой его производительностью ( в 2 раза по сравнении с КТУ-10 и РСП-10) Еа раздаче корма за счет большей скорости транспортирования автомобилем по сравнен® с траяором.

С увеличением расстояния перевозок происходит уменьшение сменной производительности кормораздатчиков (рис.3,4,5), что в сесю очередь ведет к снижению количества обслуживаемого поголовья. Следовательно, для обслуживания заданного поголовья на большие расстояния потребуются дополнительные машины, что в свсю очередь вызовет рост; эксплуатационных затрат, и как следствие, более высокую себестоимость продукции огцеводстЕа. Вместе с тем, количество обслуживаемого овцепоголовья одним кормораздатчиком может быта увеличено'за счет изменения, коэффициента эффективного использования кормов (К.э.и.к). Увеличению Кэ.и.к с 0,5? до 0,77, что адекватно увеличению пседаемсста 'с 70 до 942,' приводит к увеличению количества обслуживаемого поголовья от 33...352. Одновременно с этим

эксплуатационные затраты снижаются от 12...15Х.

Количество обслуживающего поголовья от изменений Кз.и.к по различным марка;,с кормораздатчиков в зависимости от расстояний перевозок показано на рисунках (3,4,5).

С увеличением Кз.и.к и расстояния перевозок происходит одновременный рост обслуживаемого овцепоголовья по заданному расстоянию и сокращения количества овец при изменении плеча перевозок. В связи с тем, что количество овец обслуживаемых кормораздатчиками КТУ-10 и РСП-10 различаются незначительно, они представлены на одном рисунке.

Высокая степень поедаемости до 942, достигается при длине резки сена от 16 до 23 км. Следовательно, при разработке ноеых измельчителей необходимо чтобы рабочие органы, обеспечивали измельчение сена вышеуказанной длины.

Рис. 3. Количество голов овец, обслуживаемых кормораздатчиком Ш.1-5 в зависимости от изменения Кэ.и.к и расстояний перевозок

Кц.« ол ОН 057

II

3

V 6

К).кк 0,77 Ш О.Ь7

15

Рш. 4. Количество голов овец, обслуживаемых кормораздатчиками КТУ-10 и РСП-10 в зависимости от изменения Кэ. и. к и расстояний перевозок

13 5 16" Й'

Рис. 5. Количество голов ОЕец, обслуживаемых кормораздатчиком АРС-10 в зависимости от изменения Кэ.и.к 11 расстояний перевозок

Как было отмечено выше к особенностям процесса приготовления и раздачи кормов относится удаленность мест заготовки и приготовления от мест их скармливания, что определяет высокие затраты по основным экономическим показателям процесса. Вместе с тем, возросшие цены на энергоносители определяют условия, при которых возникает необходимость обработки кормов.

Эксплуатационные затраты для заготовки прессованного сена включающие в себя операции: кошение трав с плющением и укладкой массы в валок (МТЗ-80 + КПРН-ЗА); сбср массы из валка с'прессованием (М7Э-80+ПШ1-Ф-1,6); транспортировки тюксв и рулонов с поля к местам хранения на расстояние 5 км (МТЗ-80+2-ПТС-4) составляют

3,98 доллара за тонну. Те же затраты, но включающие в себя обработку прессованного сена (погрузка и измельчение) (МТЗ-80+ПЭ-0.8) + ИРТ-Ф-80 или ИРТ-165-1 - 4,76...4,99 доллара за тонну (т.е. обработка составляет 0,78 до 1,01 д/т от затрат на их заготовку). Тем самым эксплуатационные затраты на заготовку прессованных корнов без обработки ниже на 19...27%, чем эти затраты на заготовку и последующую их обработку, но при этом не учитывается коэффициент эффективного испольгования кормов, который определяется по форму-. лам. Сравнительный анализ эффективности различных технологий будем осуществлять с использованием Кэ.и.к.

Эксплуатационные затраты по первой технологии будут равны 7,24 д/т, а по второй от 6,04 до 6,33 д/т. Тем самым обработка кормов перед раздачей по сравнению с технологией раздачи необработанных кормов эффективна и составляет от 0,89 д/т до 1,19 д/т. Полученная разница при использовании двух технологий заготовки необработанных и обработанных кормов, позволяет экономически обосновать максимально возможное расстояние транспортировки кормов. Очевидно,что как только затраты на транспортировку измельченного корма достигнут значений, соответствующих затратам па первой технологии дальнейшая транспортировка становится неэффективной. Проведенные расчеты показывают, что это расстояние для КТУ-10-23,а АРС-10- 24 км/

4 2

Тс* 6

ч

1

1 г

Ни

* ! 1 —

ю

Рис. 6. Изменение . затрат времени корсмораздатчиков 1-КТУ-10-, 2-АГС-10 от предельных'. -расстояний транспортировки.

1ч 15 гз кн

В соответствии с полученными предельными расстояниями перевозок кормов были произведены расчеты для определения зависимости затрат времени на транспортировку грубых кормов различных типов коромораздатчиков. Полученные данные представлены на рисунке 6.

. Согласно этого рисунка-на расстоянии до 8 км (по затрата.! времени) эффективным техническим средством будет кормораздатчик КТУ-10, с 8 до 21 км - АРС-10, а на расстоянии до 23 км вновь КТУ-10.

В пятой главе "Оценка экономической эффективности внедрения результатов исследования" изложены результаты внедрения экономической эффективности на основании расчета годового экономического эффекта для. колхозе "Калинина" Красногорского района Жам-былской'области имеющего 34 тыс. голов овец.

Как следуег из приведенных данных, при комплексной механизации процесса с учетом изменения коэффициента эффективного использования кормов Кэ.и.к существующее решение механизации процесса приготовления и раздачи кормов характеризуется более низкой эффективностью ввиду больших потерь кормов в денежном выражении (2,51 долл/гол).

Наиболее эффективным вариантом механизации является вариант 2. Производительность кормоцеха составляет 11...14 т/час. В этом случае большая.стоимость технических средств (2,91 долл/гол) при выполнении процесса-кормления овец окупается значительным повышением производительности труда (на 55,93% выше, чем по существующей технологии) снижением эксплуатационных затрат на (15,3%). Это дает Годовой экономический эффект (18,56 тыс. долларов) в целом по хозяйству.

'.Таблица 2.

Показатели экономической эффективности механизации кормления овец кормосмесями (грубые корма и силос)

1 N | Варианты п/п| механизации 1 1 1 . Зтр чел/час Годовой расход ..... Материалоемкость кг Эи, долларах

1 топлива!эл.энергии кг | квт 1

1 1 на1гол. 1 на 1гол|ка 1 год. на 1гол. на 1год

1 1. 1 Существующий - 1.13 0.41 0.08 6.99 3.37

1 ....... 2. !(МТЗ-80+ПЭ-0,8Б)+ I+(МТЗ-80+2-ПТС-4) 1+КЦ0-15М+АРС-10 ( 0.48 0.60 | 1.58 13.74 . 2.79 'Ч

Родовой эффект +0.65 -0.65 -1.50 -6.75 +0.58. 1_ „ _____

При непосредственном участии автора разработана республиканская система машин для комплексной механизации животноводства на-1991...1995 годы.

ВЫВОДЫ

1. Эффективность механизации приготовления'и. раздачи кормов на овцеводческих фермах Республики Казахстан определяется применяемой системой магтн и их техническими параметрами,технологическими схемами кормления и производственными условиями,влияющими на процесс.

2. Механизированный процесс приготовления и раздачи кормов представляет собой сложную биотехническую систему, которая выражая признаки, стохастической (вероятностной) системы (законы управления биологическими звеньями), вместе с тем отражает и характерные признаки детерминированной (фатальной) системы (неизбежные законы управления техническими звеньями).

Применение системного анализа позволило выявить все факторы влияющие на эту систему:

- виды используемых кормов;

- продолжительность стойлового периода;

- расстояния транспортировки кормов;

- поголовье овец;

- поедаемость кормов в зависимости от степени их измельчения;

- энергоемкость машин;

- металлоемкость;

- грузоподъемность (объем кузова) кормораздатчиков.

3. Действующим фактором (микрооперагсром) преобразований системного анализа является предложенная математическая модель формирования комплекта машин для процесса, реализуемая на ЭВМ по выбранному критерию, оптимальности', что позволило осуществить выбор оптимальных комплектов машин.

4. Предложенная модель, отличавшаяся от существующих введением в нее коэффициента эффективного использования кормоЕ, и ограничений по энергоемкости машин с учетом энергетической оценки кормов, это позволяет наряду со стоимостными показателями производить

. оценку эффективности машин по энергетическим показателям.

5. По результатам реализации модели установлено, что для овцеводческих ферм Казахстана, применяющих в кормлении животных сено 'и солсму наиболее эффективным является следующие комплекты машин:.

- для измельчения кормов:

типа:

от 0,05 до 0,6 тыс.годов- ИМ-1(производство НПО КСХМ) от 0,6 до 10 тыс. голов - ИГК-ЗОБ-1, от 10 до 15 тыс. голов - ИРТ-Ф-80-I, от 15 до 33 тыс. голов - ИРТ-165-1;

- для приготовление кормосмеси:

от 15 до 33 тыс. голов - КЦ0-15-М;

- транспортировка до мест скармливания на расстояние'

до 8 км - КТУ-10, от 8 до 25 км - АРС-10:

Вместе с тем, обоснованы предельные расстояния перевозок для <ТУ-10 - 23, АРС-10-- 21 км.

При использовании данных комплектов малин увеличивается коли-1ество поголовья обеспеченного кормами, при прежних объемах скармливаемых кормов на 32...35%, за счет повышения поедаемости обрабо--ташшх кормов на 22...24% по сравнению с необработанными» Одновре-1 менно с этим происходит снижение эксплуатационных затрат на 15Х.

5.Полученные на основании реализации на ЭВМ матемапгческол модели оптимальные варианты механизации приготовления и раздачи кормов овцам внедрены в овцесовхозе им.Суюнбая Намбыдского района столичной области. .

7. Годовой экономический эффект от применения оптимального комплекта машин для хозяйства с поголовьем в 34 тысячи голов составляет 18560 $ США.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Герасшенко К.Д., Качаев В.А. Обоснование системы малаш для кормления овец // Проблемы интенсификации животноводства в Казахе-

кой ГОР: Тез.доклад научно-практической конф. 15-17 октября 1986 г.Чимкент. Часть II. Алма-Ата, 1986, с.120-121.

2. Герасименко К.А., Качаев В.А. К оценке эффективности механизации процесса приготовления и раздачи кормов //Вопросы комплексной механизации процессов с.-х. производства и повышения эффективности использования техники: Тез.доклад научной конф. 23-25 апреля 1987г-Алма-Ата. Часть II. Алма-Ата, 1988, с.86-89.

3. Герасименко К.А. Особенности анализа эффективности системы машин для кормления овец в Казахстане. //Проблемы комплексной автоматизации и механизации производства агропромышленного комплекса Казахстана: Тез, доклад научно-практической конф. 30 июня-1ишя 1988г -Кустанай. Часть III. Алма-Ата, 1988, с.18-23.

4. Герасименко К. А. К оценке эффективности механизации процесса транспортировки и раздачи кормов на овцеводческих фермах Казахской ССР//Роль науки в интенсификации сельского хозяйства: Тез. доклад Всесоюзной научной конф.19-20 апреля 1989 г-Омск. Часть II. Новосибирск 1990, с.96-97.

5. Герасименко К.А. и др. Региональная система машин для механизации процесса кормления овец //Нормативы потребности и система машин для животноводства. Москва, ВИЭСХ, 1990г. с. 76-98.

6. Герасименко К.А., Голиков В.А. Оптимизация комплекта машин * для механизации кормления овец // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана N 2, 1994 г, с. 93-101.

"Еем-шеп дайындауга жанб таратуга арналган ыашиналар жтйесш ¡^закстаннин койшзрауашылык; Фермаларына енгчзу".

Герасименко Константин Алексеевич ыамандыц 05.20. 01 - ауыл шаруашылыгы enflipictn механикаландыру. ..

TYJU1I

Нгйем tíрде карау api крлдану оны цалай евдеу жене тарату, караулен удерхс iciH жалгастырушы жиынтык, аимыс реинде жетк1эу бастамадан жемивпт! евдеу жэне тарату.

Yflepic iлгiпí математикалык туршде евдеу жэне же м-шоптi айрык;ша, оган мацызды тн!мд1л1к шамасына карай пайдалану жэне куатты KopceTKiiaiH шектеу. Тшмд! яшацтарды анык,тау birici мен II i ш i и i эр-турл1 машиналардыц басх;аша себептер! эсерль

Усшшс едютемеск техннкалык эдюпен куатты кэрсеткш'т багалау.

Жылдык; вс.еред! зкономикалык тгрхнде пайдалану, тшмд! жи-' накдау, шаруашылкн машиналар ?ит - 34000 бас курайды, ягни АЩ11 - тыд .18560 долдарын дурайды.

Gerasimenko Constantin Alekseevich ; "Basis of mashine's system for cookig and giving of fooder at sheep's fames in Kazakhstan" mehanization of agriculture products

Speoiality 05.20,01 - of agriculture products.

' RESUME

There was .used system's nay to looking mehani2ation's process for cooking and giving of fodder, summary successive operation, whose are using complete all of operation from dilivery to processing and giving of fooder.

There was made mathematics model of process that was distinguished from presentative was introduce coefficient effect' using of fooder and limitation at energetio's indexs.

There was delived optimal completys of machines for different types of different.cattle head's farmes and other influence faoto-rys. Was offer suggestion methodic for estimation technical at energetis indexes.

Year's economic effect from using optimal complitv of machine? for farm with science of cattle head 34000 is 18560 S.