автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Оценка и обеспечение надежности технологического оборудования птицеферм и птицефабрик для клеточного содержания кур-несушек в условиях Сибири

Введение.

Глава I. Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1. Тенденция развития птицеводства Сибири

1.2. Особенности технологии содержания кур-несушек и оборудования птицеферм

1.3. Классификация факторов, влияющих на надежность технологического оборудования • . <.

1.4. Надежность технологического оборудования и продуктивность птицы.-V.

1.5. Состояние исследования по надежности технологического оборудования птицеферм

1.6. Задачи исследования

Глава П. Теоретические аспекты надежности применительно к оборудованию птицеводческих ферм

2.1. Термины и определения

2.2. Математическая модель надежности птицеводческого технологического оборудования

2.3. Связь надежностных и экономических показателей технологического оборудования птицеводческих

2.4. Обеспечение надежности технологического оборудования

2.5. Выводы.

Глава Ш. Экспериментальные исследования надежности технологического оборудования в условиях

Сибири.

3.1. Методика исследования.

3.1.1, Обработка информации о надежности оборудования птицеферм

3.2. Результаты исследовании.

3.2.1. Распределение отказов

3.2.2. Распределение отказов по элементам оборудования

3.2.3. Показатели надежности оборудования

3.3. Влияние надежности оборудования на продуктивность кур-^несушек *.

3.4. Выводы

Глава 1У. Обеспечение надежности технологического оборудования птицеферм

4.1. Совершенствование конструкции механизмов технологического оборудования

4.1.1. Поилки многоярусных клеточных батарей

4.1.2. Настил клеточных батарей

4.1.3. Привод канатно-скреперной установки

4.1.4. Пометный скребок многоярусной клеточной батареи К Б Н.

4.1.5. Привод кормоподащей линии.

4.1.6. Уборка помета из птицеводческих помещении.

4.1.7. Программное управление пометоудалением в клеточных батареях КБН

4.1.8. Реконструкция приводной системы кормораздатчиков клеточной батареи КБН.

4.2. Обеспечение надежности оборудования птицеферм, путем совершенствования методов его эксплуатации.

4.2.1. Организация технического обслуживания оборудования птицеферм.

4.2.2. Эксплуатация тягового органа

4.3. Оптимальное количество резервных деталей и узлов для оборудования птицеферм.

4.4. Выводы.

Глава У. Технико-экономичес ая эффективность разработанных рекомендаций по обеспечению надежности технологического оборудования птицеводческих ферм.

5.1. Экономическая эффективность усовершенствования проточных поилок

5.2. Экономическая эффективность замены пометного настила первого яруса бетоном.

5.3. Экономическая эффективность усовершенствования привода канатно-скреперной установки.НО

5.4. Экономическая эффективность усовершенствования привода кормоподавдих линий.III

5.5. Экономическая эффективность применения самосплавной системы удаления помета из птицеводческих помещении. . III

5.6. Экономическая эффективность внедрения программного управления удалением помета в клеточной батарее КБН

5.7. Экономическая эффективность применения раздельного привода кормораздатчиков клеточных батарей.ИЗ

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы, принятых ХХУ1 съездом КПСС и решениях майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС о Продовольственной программе СССР на период до 1990 года указано, что в одиннадцатой пятилетке обеспечить дальнейший рост производства продукции животноводства, повышение продуктивности скота и птицы. Довести среднегодовое производство яиц в одиннадцатой пятилетке до 72 млрд. штук и в двенадцатой до 78-79 млрд. штук [1,2,3] .

Для реализации намеченных планов в Сибири создаются крупные птицеводческие фермы и фабрики, оснащенные современной техникой, от качества и надежности которой во многом зависит успех решения поставленной задачи.

Однако, как показывает опыт, технологическое оборудование птицеферм обладает низким уровнем надежности, что приводит к огромным потерям продукции и в частности к уменьшению яйценоскости 7-12$ [б,55,57] требует больших трудовых ресурсов на его технологическое обслуживание, ремонт и составляет от 22 до 40% общего количества работников птицеводческой отрасли [[47] ♦ Кроме того, трудовые ресурсы в Сибири ограничены и это вызывает необходимость увеличивать производство продукции птицеводства при наименьшей дополнительной силе, а на действующих предприятиях - без увеличения численности персонала, что невозможно без оснащения ферм надежным оборудованием. К сожалению, до сих пор нет комплекса оборудования для птицеводческих хозяйств, которые обладали бы надлежащим уровнем эксплуатационных качеств. Одна из причин состоит в том, что мало изучены факторы, влияющие на надежность работы машин и оборудования птицеферм и птицефабрик в условиях

Сибири. Производством оборудования для специализированных птицеводческих хозяйств заняты в основном предприятия не сельскохозяйственного направления, которые в большинстве случаев не учитывают специфические условия эксплуатации оборудования. Кроме того, иногда по производственным причинам заводы-изготовители отступают от технического задания.

Среди имеющейся литературы по эксплуатации технологического оборудования в птицеводстве очень мало работ, касающихся проблемы надежности.

Исследования по надежности посвящены в основном технологии напольного содержания птицы, а преобладающей системой содержания кур-несушек в настоящее время является клеточное.

Для повышения надежности клеточного оборудования требуются исследования и научные решения таких вопросов, как определение закономерностей возникновения и устранения отказов элементов оборудования; установление зависимости интенсивности отказов от срока (возраста) эксплуатации технологического оборудования; определение влияния уровня надежности работы оборудования на продуктивность кур-несушек; разработка рекомендаций по повышению ресурсов недолговечных элементов и совершенствованию системы технического обслуживания оборудования. Работа посвящена именно решению этих задач.

V/ В результате теоретических и экспериментальных исследований определены закономерности возникновения и устранения отказов, установлены лимитирующие надежность элементы, выявлено влияние надежности оборудования на продуктивность кур-несушек, разработаны конструктивные, технологические и организационные решения, обеспечивающие надежность функционирования технологического оборудования птицеферм и птицефабрик, позволяющие снизить потери продуктивности птиц, повысить производительность труда на птицефермах, которые и ставятся для защиты. I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1,1. Тенденция развития птицеводства Сибири.

Птицеводство принадлежит к числу "молодых" отраслей сельского хозяйства Сибири. До начала 60-х годов в регионе не было специальных хозяйств для промышленного птицеводства, однако за последние годы в птицеводстве Сибири произошли большие изменения. Вместо мелких совхозных и колхозных птицеводческих ферм созданы крупные специализированные птицесовхозы на промышленной основе.

Используя промышленные методы, специализированные птицеводческие хозяйства Западной Сибири могут обеспечить среднегодовое увеличение производства яиц на 20%, в то время как на неспециализированных птицеводческих фермах не превышает 1% [30,32,39,55] .

Современные птицефермы, птицефабрики - крупные предприятия. Они располагают земельными угодьями от 40 до 1000 га. Птицефабрики в большинстве своем имеют законченный цикл производства, то есть получают товарные, а иногда и племенные яйца, проводят инкубацию, выращивание и откорм молодняка, сортировку и упаковку яиц, забой птицы и т.д. Так поставлено производство яиц на птицефабриках Сибири - "Боровская", "Кемеровская", "Чикская", "Каргатская", "Ев-синская" и другие.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что в последнее время наибольшее распространение получают более крунные птицефабрики. Так, в США фирмы "Хонигер фарш" и "Бодц" спроектировали птицефабрику на 300 тыс. клеточных несушек, состоящую из 10 зданий (13 х 169 м), соединенных коридорами шириной 5,3 м. Предполагается, что благодаря автоматическому регулированию всех производственных процессов птицефабрику могут обслуживать всего четыре человека [57] .

По данным передовых хозяйств 'Западной Сибири, в настоящее время более рациональны птицефабрики с поголовьем от 200 до 600 тыс. кур-несушек с годовым производством от 40 до 132 шгн. яиц

32,55}. Птицеводческие совхозы эффективно могут развивать свое производство при поголовье от 100 до 200 тыс. кур-несушек [зэ]. При этом применяется повозрастное, или позальное размещение птицы. Такое размещение облегчает создание нормальных режимов температуры и влажности воздуха, освещение помещений, кормление птицы и улучшает условия ухода за птицей с учетом ее особенностей и специфических потребностей, а также облегчает профилактику заболеваний и лечения птицы. Это с учетом развития комбикормовой промышленности создает предпосылки для интенсификации птицеводства.

В Сибири применяются два метода интенсивного содержания птицы на глубокой подстилке и клетках.

При содержании кур на глубокой подстилке наибольшее распространение получили комплекты оборудования: ЦБК-10, ЦБК-20, КМР-18, ККП-5, ПКС-6, ПКС-Ю, КТБ-20, КТБ-30, КШ-5, К1М-8, КТР-Ю, КТР-15 и далее [44,50 53*5Ц . Эти комплекты обеспечивают механизацию и автоматизацию подачи кормов в кормушки и воды в поилки, сбор яиц из гнезд, уборку помета из помещения и погрузку его в автотранспорт, открывание и закрывание лазов, освещение помещений.

При содержании птицы в клетках применяются клеточные батареи КБУ-3, КБМ-3, КБН-1, ОБН-1, а для выращивания ремонтного молодняка с суточного возраста до 120 дней без пересадок - одноярусной батареи БГ0-140 [32,44,50,53,бЦ.

В настоящее время промышленность начала поставлять каскадные трехступенчатые батареи БКМ-3, БКН-3 и трехярусные типа КБН-ЗУ, КБР-2. Их удобнее располагать в помещениях с ограниченной высотой. Во всех ярусах такой батареи проще обеспечивать оптимальные параметры микроклимата.

Требуемый микроклимат обеспечивается с помощью теплогенераторов, работающих на жидком топливе, электрокалориферов, тепла от центральных котельных или вентиляционного оборудования "Кли-мат-46" и "Климат-47" ^32,49,50,53,54].

Оборудование птицефабрики, где проводилось наблвдение, наиболее распространенное клеточное оборудование для содержания кур-несушек является КБН-4. Например, в хозяйствах Новосибирского треста "Птицепром" такого оборудования насчитывается более 700 комплектов, что составляет 1,75 млн. птицемест, производящих более 350 млн. штук яиц, составляющую.яколо 70$ общей.продукции хозяйств Птицепрома. Однако качество этого оборудования довольно низко, что значительно снижает эффективность его применения.

5.8. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. На основании проведенных исследований установлено, что время безотказной работы оборудования "птицеферм (птицефабрик; для клбточного содержания птицы подчиняется закону распределения Вей-булла.

2. Разработаны математическая модель оптимизации запасных частей к .технологическому оборудованию птицеферм (птицефабрик), модель для определения влияния уровня надежности на продуктивность кур-несушек, а также модель оценки продуктивности и количества выбраковки от возраста птицы.

3. Определены показатели надежности технологического оборудования птицеферм (птицефабрик), а также элементы, лимитирующие их надежность.

Параметр потока отказов машин технологического оборудования составляет 0,97-0,019.1/ч* наработка на отказ - 1,03.54 ч, 7 коэффициент готовности О,56.О,97, вероятность безотказной работы за 2 часа - О,18.О,82.

В технологическом оборудовании чаще всего отказывают клеточные батареи КБН - 97%, менее всего - кормоподающие транспорте^-ры - 0,4%. Наиболее недолговечными элементами в КБН являются тяговый орган и цепи ТСН-3,0Б, отказы которых составляют соответственно 51 и 88%.

4. Основными причинами отказов в технологическом оборудовании являются:

- технологические - 61-78%

- конструктивные - 8-24%

- эксплуатационные - 4-36%

5. Определено, что отказы оборудования системы поения и кор-мораздачи существенно влияют на продуктивность кур-несушек. Простой этого оборудования от 0,3 до I часа приводит к потерям продуктивности от 2,7 до 8%. Восстановление продуктивности кур-несушек при этом длится от 10 до 30 суток, причем, чем выше продуктивность, тем больше степень влияния отказа.

6. Разработанные конструктивно-технологические и организационные решения позволили увеличить срок службы тягового органа клеточных батарей в 2-6 раз, снизить эксплуатационные затраты на 10-15%.

7. Определено, что-для обслуживания 12 клеточных батарей КБН с 30 тыс. птицемест, 2-х транспортеров ТСН-3,0Б, 2-х кормотранспортеров БЩ с бункерами Б-10, комплекта приточно-вытяжной вентиляции и сантехнического оборудования достаточно одного слесаря-оператора.

8. Практическая реализация конструктивно-технологических решений, рекомендаций по техническому обслуживанию позволили значительно повысить надежность технологического оборудования пти-. цеферм (птицефабрик) и получить экономический эффект в 1,65 руб-лч на птицеместо.

1. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1.8I-I985 гг. и на период до 1990 г. - В кн.: Материалы ХХУ1 съезда КПСС - М.: Политиздат, 1981 - 131-205 с.

2. Материалы ноябрьского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС Коммунист -1982; № 17, с 13-24,

3. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации. Материалы майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС. Специальный выпуск. М.: Политиздат, 1982 - III с.

4. Абезгауз Г.Г. и др. Справочник по вероятным расчетам. Воен. издат., М.И. СССР, М, 1970, 536 с.

5. Асриян М.А. Причины боя яиц и пути его устранения. "Птицеводство", № 8 1975, с.26.

6. Бессарабов Б.Ф. Практические советы птицеводам. М., Россельхоз-издат, 1974, с. 4-20.

7. Боголюбский С. Селекция на увеличение эффективного использования птицы, "Птицеводство", № 9, 1977, с. 18-20.

8. Бронштейн И.Н.,. Семейдяев К.А. Справочник по математике. М., 1965, с 562-584.

9. Васильева Т., Рябков Ю. Новый кросс. "Птицеводство", № 7, 1977, с 15-18.

10. Гнеденко Б.В. и др. Математические методы в теории надежности. М., "Наука", 1965, 524 е.

11. Гончар В.И. Исследование безотказности и некоторые пути повышения надежншсти системы машин молочно-товарной фермы. Автореф. диссертации. Минск, 1974, 23 с.

12. ГОСТ 13377-75. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. 21 с.

13. ГОСТ 16468-79. Надежность изделий машиностроения. Система\ I \jсбора и обработки информации. Основные положения. 8 с.

14. ГОСТ 11006-74. Прикладная статистика. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим. 32 с.

15. ГОСТ 17509-72. Надежность изделий машиностроения. Система сбора и обработки информации. Методы определения точечных оценок показателей надежности по результатам наблюдений. 52 с.

16. ГОСТ 17510-79. Надежность изделий машиностроения. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. 23 с.

17. Гринько Р.Д., Камаев И.Ф. Раздельный привод кормораздатчиков в клеточных батареях КБН для содержания кур-несушек. Инф. листок, 282-76. 4 с.

18. Гринько Р.Д., Шмидт Л.Г. Удаление птичьего помета самосплавом. Инф. листок I 342-76. 2с.

19. Гринько Р.Д., Бинеман А.И. Программное управление навозоуда-лением в клеточных батареях типа КБН. Инф. листок, № 343-76, 4. с.

20. Гринько Р.Д. Усовершенствование привода кормоподающих линий в птичнике. Инф. листок № 381-76. 4с.

21. Гринько Р.Д., Шмидт Л.Г. Усовершенствование клеточных батарей для с дердания птицы. Инф. листок, № 398-76, 2с.

22. Гринько Р.Д. Рекомендации по разработке способов, обеспечивающих повышение надежности технологического оборудования для содержания яичной птицы. Новосибирск, 1977, 48 с.

23. Гринько Р.Д. Уборка помета из птицеводческих помещений. "Земля сибирская, дальневосточная", № 12, 1979, с 40.

24. Гринько Р.Д. Оценка продуктивности кур-несушек. Науч.-техн. бюллетень. ВАСХНИЛ, Сиб. отделение. Новосибирск, 1983, вып.27, с. 43-49.

25. Диткин В.А., Прудников А.П. Справочник по операционному исчислению. М., "Высшая школа", 1965, 466 с.

26. Ермолов Л.С. и др. Основы, надежности сельскохозяйственной техники", М., "Колос", 1974, ИЗ с.

27. Ермолин Н.Г., Жерихин И.I. Надежность электрических машин. Л., "Энергия", 1976, 248 с.

28. Кондратюк Н.Д. Экономика и организация птицефабрик. М., "Колос", 1965, 215 с.

29. Кокс Д.Р., Смит У.Л. Теория очередей. Перев. с англ., М., "Мир", 1966, 218 с.

30. Калжнов В.Т. и др. Промышленное птицеводство Сибири. Новосибирск, Зап.-Сиб. кн.изд., 1972, 127 с.

31. Лаврентьев М.А. и Шабай Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. М., 1965, 716 с.

32. Маркарян С.Е., Симонян А.Г. Методика и результаты исследования надежности работы комплекса оборудования для напольного содержания птиц. Труды АрмНИИМЭСХ, вып. 10, 1972 г. с 85-90.

33. Меланич М.С. Исследование некоторых приводов канатно-скреперных установок для навозоудаления. Автореферат диссертации. Челябинск, ЧИМЭСХ, 1973, 19 с.

34. Методика япределения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М., "Колос", 1980.

35. Мкртумян B.C., Гринько Р.Д. Влияние уровня надежности технологических систем кормления и поения на продуктивность курнесушек в промышленном птицеводстве. "Сибирский вестник" с.-х. науки", № 5, 1977, с 91-96.

36. Мкртумян B.C., Стремнин В.А. Исследование и оценка надежности доильных машин (программа и методика). Труды СибИМЭ, вып. 5, 1968, с 244-282.

37. Минаков ВЛ. Вопросы развития и размещения промышленного пти-. цеводства в СССР. Автореферат диссертации. M., СХА, 1972,26 с.

38. Окунев Л.Я.,Высшая алгебра. М., "Просвещение, 1966, 335 с.

39. Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории массового обслуживания. М., Машиностроение, 1969, 324 с.

40. Пигарев Н.В. Клеточное содержание птицы. М., "Колос", 1974, 224 с.

41. Поляков A.A. Ветеринарная дезинфекция. М., "Колос", 1975, 560 с.

42. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на I98I-I990 годы, Ч.П. Животноводство Госкомсельхозтехника СССР, ЦНИИТЭИ. M., 1981, - 616 с.

43. Рекомендации по технологии производства яиц на птицефабриках и птицесовхозах системы "Птицепром/ СССР. ВНИТИП, Загорск, 1974 г., с I0I-I27.

44. Рекомендации фирмы "Хайсекс", 1976, 12 с.'

45. Ромашин М.С., Колтунов В.Я. Техническое обслуживание и ремонт оборудования в птицеводстве. М., Россельхозиздат, 1976,301 с.

46. Рейхман У.Дж. Применение статистики. Перев. с англ. "Стасти-ка", 1969, с 279-295.

47. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках. М., "Колос", 1975, 304 с.

48. Сельскохозяйственная„тёхника. Каталог. -М.: ЦНИИТЭИ, 1977, 565 с.

49. Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М,: Машиностроение, 1971, с 50-170.

50. Симонян А.Г. Эксплуатационная надежность комплексов оборудования для напольного содержания птицы. Материал научной конференции молодых научных сотрудников Н.Т.О. с/х А Р М ССР., 1971, с 11-16.

51. Славин P.M., Зайцев А,Т. Механизация и электрификация птицеводства. М., "Колос", 1971, 528 с.

52. Славин P.M. Перспективы электрификации и автоматизации птицеводства. В кн.: Перспективы развития электрификации сельского хозяйства и электромеханизации животноводства: М., 1980, с. 94-101.

53. Сметнев С.И. Развитие птицеводства на промышленной основе и задачи научных исследований по птицеводству в районах Сибири и Дальнего Востока. В кн.: Пути интенсификации промышленного птицеводства. Новосибирск, 1971, с 67-76.

54. Теория надежности и массовое обслуживание. Под общ.ред. Гнеденко B.B. М., Наука, 1969, 302 с.

55. Торнбер и Джонс Р. Наилучшие условия содержания кур-несушек. Перев. с англ. М., "Колос", 1964, 47 с.

56. Фильчаков П.Ф. Численные и графические методы прикладной математики. Справочник, Киев: Наукова Думка, 1970, 800 с.

57. Шор Я.Б., -Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности. М., Советское радио, 1968, 288 с.л1. Порола 'Аанные /

58. Т Воздаст 1 кур-несушек в месяцах.' ' 7{Кол~во~^? ппимр.птицы, »получен-»- Автов-^ , б , 7 ! я ! д гТ0 гтт »т? из »т^ ¡15 »Тб » ту »яиц за ктзосс »путем » I ? , ! ° | • |$ ~ , \ э * 4 \ 0 , ' , прояукт'. мив1. Уайсекс линия1. Белый л еггорн Белыйопыта

59. Фирма 37 67 83 83 70 73 73 67 67 63 50 43 37расчета Уайсексрасчета опыта1. Таль-менс-кий п/с Т97бг;леггорн коосс 2881. АВС) Расчета

60. ЗТ 50 67 74 75 63 62 6Т 60 5В 51 ВД34 56 7Т 76 75 72 68 64 60 55 51 17 43пешод -23637 70 84 84 80 75 70 64 59 54 48 43 38 23427 54 68 69 66 63 60 55 5? 50 46 4? 38 20326 54 67 68 66 63 59 56 52" 49 45 4? 38 2022Т71. Теотзет,I-о 4=" I225 Теорет,