автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования производственных процессов приготовления и раздачи смесей в системе механизированного кормления крупного рогатого скота

На правах рукописи

Бурмага Андрей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ СМЕСЕЙ В СИСТЕМЕ МЕХАНИЗИРОВАННОГО КОРМЛЕНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Специальность 05.20.01 -технологии и средства механизации сельского хозяйства

О 4 СЕН 2014

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

О 4 СЕН 2014

Благовещенск 2014

005552153

005552153

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Доценко Сергей Михайлович.

Федоренко Иван Ярославович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет», кафедра «Механизация животноводства», заведующий;

Сабиев Уахит Калижанович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина», профессор кафедры «Агроинженерия»;

Антонов Николай Михайлович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», профессор кафедры «Общественное питание, процессы и оборудование перерабатывающих производств». ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится «22» октября 2014 г. в 9.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.027.01 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» по адресу: 675005, Амурская обл., г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86, корпус 12,ауд. 82. Телефон/факс. 8-(4162)-49-10-44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» и на официальном сайте университета www.dalgau.ru.

Автореферат разослан «/¿> » августа 2014г.

Ученый секретарь п

диссертационного совета (у о/1 I 1лУ~{ Якименко Андрей Владимирович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и степень разработанности проблемы исследования.

Главная цель развития сельского хозяйства на ближайшее время и отдаленную перспективу - обеспечить продовольственную независимость России и повысить конкурентоспособность отечественной сельхозпродукции на внутреннем и внешнем рынках в связи со вступлением нашей страны в ВТО. При этом особое внимание уделяется развитию животноводства. Планируется довести к 2020 г. производство мяса скота и птиц до 14,07 млн. тонн, а производство молока до 38,2 млн. тонн. Решение поставленных задач будет во многом определяться за счет совершенствования производственных процессов по приготовлению и раздачи кормовых смесей животным с минимальными затратами труда и средств.

Полноценное кормление животных предусматривает выдачу многокомпонентных кормовых смесей в соответствии с их физиологическими потребностями. Наибольшее значение в питании жвачных животных имеют сахара, крахмал и витамины, связанные с регулированием обмена веществ в организме животных.

Важнейшими источниками Сахаров и витаминов являются бахчевые культуры (плоды тыквы, арбуз кормовой, кабачки, патиссоны), а также капуста, так как обладают хорошими вкусовыми достоинствами, охотно поедаются животными, обладают диетическими свойствами и представляют особую кормовую ценность для крупного рогатого скота (КРС).

Проведенный анализ существующих технологических схем, принципов и условий работы технологических линий приготовления и выдачи крупному рогатому скоту кормовых смесей на основе стебельных и сочных кормов показывает, что наряду с их низкой функциональной надежностью, обусловленной сложной структурой, высокой металлоемкостью и энергоемкостью, имеет место невозможность получения с их помощью кормовых смесей, содержащих углеводисто-витаминный компонент в виде тыквы и др. бахчевых культур, а также крупнокочанной капусты в соответствующей зоотехническим требованиям физической форме и композициях, заданного состава и свойств. Плоды тыквы и других бахчевых культур, а также кочаны капусты, из-за своих больших размеров и специфической формы, практически не могут быть подвергнуты механической обработке и раздаче с помощью серийно выпускаемых машин и, потому, как правило, скармливаются животным в неподготовленном виде и в малых объемах.

Все это, в конечном итоге, не обеспечивает высокой эффективности функционирования системы механизированного кормления животных.

В этой связи, проблема повышения эффективности функционирования процессов и средств механизации кормления КРС кормовыми смесями с ис-

пользованием углеводисто-витаминного компонента в виде тыквы и других бахчевых культур, а также капусты, в соответствующих зоотехническим требованиям физической форме и композициях с заданными составом и свойствами - актуальна и имеет важное народнохозяйственное значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследования является повышение эффективности процессов в системе механизированного кормления крупного рогатого скота, путем разработки технологии и средств механизации по приготовлению кормовых смесей заданного состава и свойств.

Для решения данной цели определены следующие задачи исследования:

- обосновать перспективные направления по разработке новых и совершенствованию существующих процессов и технических средств в системе механизированного кормления КРС;

- разработать экономико-математическую модель оценки эффективности функционирования технологических линий приготовления и выдачи кормовых смесей КРС;

- провести теоретические и экспериментальные исследования по обоснованию оптимальных технологических, конструктивных и режимных параметров процессов и технических средств линий механизированного кормления КРС кормовыми смесями с углеводисто-витаминным компонентом в виде тыквы, бахчевых культур и кочанов капусты;

- разработать методику расчета параметров машин технологической линии приготовления кормовых смесей КРС;

- оценить технико-экономическую эффективность основных результатов исследований и разработать рекомендации по их использованию.

Научную новизну работы составляют:

1. Новые положения, основанные на принципах системного анализа потоков как трансформирующейся системы в производственных процессах механизированного кормления животных, обеспечивающие получение качественных кормовых смесей с использованием углеводисто-витаминного компонента;

2. Закономерности влияния состава, структуры и параметров технологических линий и технических средств для приготовления смесей на показатели эффективности их функционирования, на основе чего предложены новые варианты технологической компоновки их элементов в линиях приготовлений и раздачи кормосмесей, позволяющих использовать плоды бахчевых культур, капусты и т.д., обеспечивающие снижение энергозатрат и получение продукта, соответствующего зоотехническим требованиям;

3. Экономико-математическая модель оценки эффективности функционирования линии приготовления и выдачи кормовых смесей, позволяющая

на стадии проектирования линий, учитывать как материальные и трудовые затраты, так и эффект от использования углеводно-витаминного компонента.

С учетом этого определена структурная схема процесса механизированного кормления животных, позволяющая оценить степень влияния факторов на качественные показатели процессов подачи кормового сырья, его измельчения и получения на его основе бинарных композиций, заполнения её бункера раздатчика кормов и выдачи в кормушки животным на любой из стадий приготовления кормовой смеси;

4. Теоретические основы процессов:

- дискретной подачи и измельчения условно шарообразных плодов с широким диапазоном размерных и массовых характеристик в подсистеме «питатель-измельчитель дискового типа», позволяющие обоснованно управлять потоками в системе механизированного вида;

- получения бинарных композиций в двухкамерном измельчителе дискового типа, путем реализации способа снятия стружки с вращающего вокруг своей оси «условно-шарообразного» плода;

-выравнивания колебаний качественного и количественного состава кормового потока путем его трансформации в процессе заполнения бункера раздатчика и выгрузки из него;

5. Математические модели, на основании которых обоснованы оптимальные значения параметров процессов дискретной подачи компонентов, получения однородных бинарных кормовых композиций-смесей равномерного заполнения бункера раздатчика путем условно-послойной загрузки, а также равномерной выдачи кормовой смеси с однородностью не ниже требуемой.

Новизна технологических и технических решений подтверждена 5 авторскими свидетельствами и 3 патентами на изобретения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны новые технологические и технические решения, позволяющие эффективно реализовывать различные варианты приготовления и раздачи кормовых смесей с использованием тыквенного и других кормовых компонентов, обладающих высокой биологической ценностью. Получены аналитические зависимости для проведения инженерных и технологических расчетов, на основе которых разработана методика расчета параметров оборудования технологической линии приготовления и раздачи кормовых смесей крупному рогатому скоту. Предложена базовая конструктивно-технологическая схема линии приготовления и раздачи кормосмесей и на основе 7 вариантов, которые включают в себя питатели - дозаторы кормовых компонентов, измельчитель плодов, бункерный раздатчик, обеспечивающие высокие качественные показатели работы при меньших материальных, трудовых и энергетических затратах. Результаты исследований используются проектными организациями

при разработке кормоприготовительных и кормораздающих машин, образовательными учреждениями в учебном процессе.

Методология и методы исследований. Объектом исследований является технологический процесс приготовления и раздачи кормовых смесей как трансформирующаяся потоковая система.

Общей методологической основой исследований являлось использование системного подхода, обеспечивающего рассмотрение процесса механизированного кормления с учетом реальных взаимосвязей системных параметров. В теоретических исследованиях использованы методы и законы механики, математики, теории вероятностей, математического моделирования. В экспериментальных исследованиях применялись методы планирования многофакторного эксперимента. Анализ полученного материала осуществлялся с использованием методов математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

- экономию - математическая модель оценки процессов приготовления и раздачи смесей в системе механизированного кормления крупного рогатого скота;

- зависимости процесса выравнивания колебаний качественного и количественного состава при дискретной подаче условно шарообразных плодов и получении бинарных композиций в подсистеме «питатель-»измельчитель дискового типа»;

- закономерности выравнивания колебаний качественного и количественного состава кормового потока путем его трансформации в подсистеме «бункер мобильного раздатчика с принудительной подачей монолита кормоотделяющие органы»;

- экспериментально полученные математические модели по обоснованию оптимальных значений параметров в разработанных подсистемах «питатель -> измельчитель дискового типа» и «бункер мобильного раздатчика с принудительной подачей монолита—»кормоотделяющие органы»;

- разработанный комплекс технологических и технических решений, направленных на повышение эффективности работы системы механизированного кормления крупного рогатого скота.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных данных подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также показателями, полученными в реальных условиях эксплуатации разработанных машин.

Научные исследования проводилась в период с 1992 по 2013 гг. в рамках государственной программы по теме «Система технологий и машин для животноводства Амурской области» (№ госрегистрации: РК 0120.0 503 562), выполняемой ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный аграрный

университет (до 1994 года Благовещенский сельскохозяйственный институт), а также на основе выполнения хоздоговорных и инициативных НИОКР.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях БСХИ и ДальГАУ (с 1987 по 2014 гг.), Саратовского ордена «Знак Почета» ГАУ (1988, 1991 гг.), научно-практических конференциях ДальНИПТИМЭСХа и ДальНИИМЭСХа (1990, 1991, 2013 гг.), межкафедральных заседаниях ДальГАУ (1997, 2002, 2013 гг.), Санкт-Петербургского ГАУ (1997 и 2002 гг.), международной научно-практической конференции (Кокшетауский ГУ, Казахстан, 2012), научно-методологических советах СибИМЭ (2005, 2013 гг.) и в министерстве сельского хозяйства (департаменте АПК) Амурской области (2006, 2014 гг.). Разработанный на основании проведенных исследований малогабаритный мобильный агрегат для малых ферм отмечен второй премией в конкурсе, объявленном Министерством сельского хозяйства и продовольствия РФ в 1990 г.

По результатам исследований опубликовано - 50 печатных работ, в т.ч. 11 статей в изданиях ВАК Минобрнауки РФ, издана монография, 2 брошюры с рекомендациями производству, получено 5 авторских свидетельств и 3 патента РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 352 страниц, в том числе 259 страниц машинописного текста, 38 таблиц, 89 иллюстраций, 28 приложений, список литературы из 399 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Включает краткое обоснование актуальности выполненного исследования, научную новизну и основные научные положения, выносимые на защиту.

Решение отдельных частных задач по теме диссертационной работы выполнено совместно с к.т.н., доцентами Корбанёвым C.B., Пановой (Сохимо) Е.В., Крючковой JI.Г., Якименко A.B. и аспирантом Каменевым C.B.

В первой главе «Состояние механизации и исследований по проблеме приготовления и раздачи кормовых смесей крупному рогатому скоту. Постановка проблемы, цель и задачи исследований» дан анализ и систематизация технологических схем приготовления и раздачи кормов для КРС, применяемых в РФ и за рубежом. Приведены основные направления и тенденции в совершенствовании кормоприготовителыюй техники. Обобщены результаты исследований в области развития технологических процессов по механизированному кормлению животных смесями на основе грубых и сочных (углеводисто-витаминных) кормов.

Изучению проблемы повышения эффективности функционирования процессов приготовления и раздачи кормов посвящены работы многих научных, проектно-технологических и других организаций.

Исследованиями А.А. Алиева, Л.Г. Боярского, А.П. Дмитриченко, Б.П. Жукова, Л.И. Зинченко, Т.А. Краснощековой, В.М. Крылова, B.C. Линника, Д.Н. Мурусидзе, Н.П. Стариковой, A.M. Чашкина и других отечественных и зарубежных ученых показана высокая эффективность кормления крупного рогатого скота сбалансированными по питательным веществам кормовыми смесями на основе измельченных стебельных, углеводистых и концентрированных кормов. Однако, анализ выполненных исследований и практика, показывают, что применяемые в настоящее время способы и технические средства не в состоянии качественно и своевременно, в соответствии с зоотехническими требованиями, выполнять процессы хранения кормов, подготовки их к скармливанию, а также дозированно выдавать животным.

В то же время, приготовление и раздача кормовых смесей на животноводческих фермах являются процессами энергоемкими и трудоемкими, требующими значительных дополнительных затрат на строительство и эксплуатацию хранилищ корнеклубнеплодов, кормоцехов с отделениями для их мойки, грязевых отстойников и связанного с этим сантехнического обустройства зданий и сооружений, а также приобретения и использования специальных машин и оборудования. При этом, размер затрат, своевременность и качество выполнения процессов по кормлению животных, в конечном итоге, определяют себестоимость продукции животноводства.

Необходимо также учитывать, что максимальный доход от производства продукции животноводства, при «стабильных ценах», можно получить только от снижения ее себестоимости и стоимости используемых кормов. Этого можно достичь рациональными подходами к использованию углеводисто-витаминных кормовых компонентов, а также способов, обеспечивающих высокое качество их подготовки к скармливанию с помощью эффективно функционирующих технологических линий приготовления и раздачи кормовых смесей.

Анализ существующих конструктивно-технологических схем линий приготовления и раздачи кормовых смесей на фермах и комплексах крупного рогатого скота показал, что они имеют низкую надежность функционирования из-за своей сложной структуры. Не все применяемое оборудование является эффективным, а для реализации таких процессов как подача и измельчение плодов тыквы и других бахчевых культур, а также кочанов капусты его вовсе ire существует. Это, в свою очередь не позволяет при малых затратах полностью сбалансировать кормовой рацион по питательным веществам (са-харам и витаминам) и осуществлять технологию приготовления и раздачи полнорационных кормосмесей с высокими качественными показателями.

Анализу факторов и условий по согласованию взаимодействия этих процессов, а также обоснованию режимов и параметров технических средств для их реализации, посвящены работы A.A. Артюшина, Б.И. Вагина, В.А. Голикова, С.М. Доценко, А.И. Завражного, В.Г. Кобы, Г.М. Кукты, Ю.Б. Куркова, A.A. Кутлембетова, J1.M. Куцына, C.B. Мельникова, Н.М. Морозова, У.К. Сабиева, В.В. Самуйло, Н.С. Сергеева, В.К. Скоркина, В.А. Стремнина, Е.Е. Хазанова, ИЛ. Федоренко, В.Ю. Фролова и других ученых.

Однако при всей значимости проведенных исследований, многие важные аспекты рассматриваемой проблемы разработаны недостаточно.

В этой связи существует противоречие между желанием сельхзтоваро-производителей иметь относительно низкую себестоимость продукции и отсутствием возможности её производства при меньших затратах труда и средств.

Научная гипотеза заключается в том, что снижение материальных, энергетических и трудовых затрат с одновременным повышением качественных показателей работы технических средств по приготовлению и раздаче смесей животным может быть достигнуто путем использования в рационах бахчевых культур и капусты, не требующих мойки и капитальных хранилищ при условии наличия в системе механизированного кормления таких животных технических средств, позволяющих осуществлять дозированную подачу условно шаро- и цилиндрообразных плодов, их качественное измельчение с последующим формированием на их основе кормовых композиций с целью их закладки на комбинированный силос или непосредственной раздачи с показателями работы не ниже определенных зоотехническими требованиями.

Во второй главе «Теоретические основы повышения эффективности процесса механизированного кормления КРС кормовыми смесями» на основании анализа традиционных схем механизированного кормления жвачных животных смесями, определены технологические подходы к оценке эффективности работы линий приготовления и раздачи таких смесей, а также их проектирования и компоновке.

Известно, что процесс приготовления и выдачи кормовых смесей является сложной биотехнической целенаправленной системой «человек—» растение—»корм—>линия приготовления и раздачи—»животное—»продукт». В центре этой системы стоит животное с его потребностями в питательных веществах для получения планируемой продуктивности, которые должны быть удовлетворены определенным набором кормов и кормовых добавок. При этом качество кормов характеризуется их энергетической ценностью, т.е. способностью кормового продукта накапливать в себе энергию, используемую на получение продукции. Дополнительное энергонасыщение кормового продукта осуществляется при его взаимодействии с рабочими органами машин, различного рода добавками и компонентами.

Однако известные, а также применяемые в настоящее время машины и оборудование, входящие в состав линий приготовления и раздачи кормосме-сей КРС, не позволяют готовить кормосмеси с высокой однородностью и выдавать их в соответствии с зоотехнической нормой. Кроме того, из-за отсутствия специальных технических средств, они не позволяют вводить в кормовые рационы компоненты на основе тыквы и др. бахчевых культур и капусты в требуемых количествах, в течение всего зимне-стойлового периода.

При разработке и проектировании линий приготовления кормосмесей жвачным животным, для оценки их эффективности в настоящее время используют обобщенный показатель - минимум приведенных затрат. Однако он не дает всесторонне обоснованной, а потому объективной оценки, так как не несет полной информации о соизмеримости затрат и дохода от получения дополнительной продукции, за счет реализации определенных мероприятий, направленных как на снижение затрат, так и на увеличение выхода животноводческой продукции, например, при замене одного из компонентов рациона на другой и применением для этих целей средств механизации, ранее не существовавших.

В связи с этим, при разработке и проектировании линий приготовления и раздачи кормосмесей животным, одним из основных условий обеспечения возможности проведения объективного расчета по оценке эффективности, должна быть учтена вся совокупность основных факторов, влияющих на функционирование оцениваемой системы.

Вышеуказанное можно представить следующим выражением, приняв его в качестве экономико-математической модели оценки эффективности функционирования системы механизированного кормления КРС:

5

ЛЭГ = £дэ, тах;

(1)

при ->■ min^YjK. min; ¡>i i-i

= ¿W / Q"™ —» min;

i=l

nputK<[ti]

где АЭГ - годовой экономический эффект по процессу механизированного кормления животных; ДЭ, -годовые экономические эффекты от реализации соответствующих зоотехнических, технологических и технических решений;

£3 - суммарные годовые эксплуатационные затраты по принятым процессам; - суммарные капитальные вложения в процесс механизированного кормления животных; п - число процессов; N"™ - энергоемкость процесса

механизированного кормления животных; ¿¿V - суммарные затраты энергии

на процесс механизированного кормления животных; <2"тл - часовая производительность технологической линии приготовления и выдачи кормосме-ссй; г* - продолжительность времени кормления; [4] - допустимая по зоотехническим требованиям продолжительность кормления.

Составляющая ДЭгв системе уравнений (1) включает в себя следующие элементы

Юг =ДЭ,+АЭ;+АЭ^+ДЭ/+ДЭ5, (2)

где ДЭ/ - экономическая эффективность от замены одного вида кормового сырья на другой, которое не использовалось или использовалось в малых объемах в виду отсутствия средств механизации по его обработке; ДЭ2 - экономическая эффективность от разницы затрат по сравниваемым вариантам, например по обработке ККП и бахчевых культур или крупнокочанной капусты в системе механизированного кормления животных кормосмесями; АЭз-экономическая эффективность от кормления кормовыми смесями; ДЭ^- экономическая эффективность от полученной дополнительной продукции (молока, и т.д.) в результате приготовления более однородной кормовой смеси, за счет реализации более рациональных способов и технических средств; ДЭг экономическая эффективность от получения дополнительной продукции В результате реализации рациональных способов и технических средств, обеспечивающих более точное дозирование кормовых смесей в кормушки животным.

Первая составляющая выражения (2) по сути, есть разница в стоимости корнеклубнеплодов и тыквы, а также других бахчевых культур или капусты:

дэ.=

УЗ'

а' + 3"\ = Сккп-Ст, (3)

где и ^£3" - суммарные затраты на производство соответственно кор-

неклубнеплодов и бахчевых культур или капусты; йкап, Ст - объемы производства корнеклубнеплодов и бахчевых культур или капусты; Сщп, Ст - себестоимость производства соответственно одной тонны корнеклубнеплодов и тыквы; 3\, 3" - плата за землепользование по базовому и предлагаемому вариантам.

Экономическая эффективность от разницы затрат по хранению и обработке, например, корнеклубнеплодов и тыквы, равна

ДЭ,=

в

+ з:

а

и - суммарные затраты на хранение и обработку ККП;

и - суммарные затраты на хранение и обработку бахчевых культур или

капусты.

Экономическая эффективность от кормления животных смесями

ДЭ3=(0,075-0,(5)

п

где д„ - средневзвешенная питательность суточного кормового рациона, к.е.; ед.; Эк - энергетическая ценность, МДж/к.е.; Эп - затраты энергии на получение единицы продукции МДж/кг; N - количество животных; Д - продолжительность зимне-стойлового периода; Цр - реализационная цена продукции.

Экономическая эффективность от получения дополнительной продукции за счет повышения однородности кормовой смеси

АЭ^=А^САЭ3, (6)

где Ацс - коэффициент, учитывающий прирост дополнительной продукции из расчета на 1 % однородности кормовой смеси.

Значение данного коэффициента определили как

ЛЪ=Д>/:-Д^, (7)

й — й6 й — йп где = "> , а Дг\1 = —^—— . (8)

° в.ь

В приведенных равенствах: вид, (Р - однородность смеси при идеальном смешивании, принятом за 100%; при использовании базового и предлагаемого вариантов соответственно (получают опытным путем).

Экономическая эффективность от реализации мероприятий, обеспечивающих повышение точности дозирования кормовых смесей

АЭ5 = А%-*^^-Д-Цг, (9)

п

где Аг]р - коэффициент, учитывающий прирост дополнительной продукции за счет реализации мероприятий по повышению точности дозирования кормов. Значения данного коэффициента определили как

где Аг)1 - ! (Ю), ад7;=^. (11)

¿„а

В приведенных равенствах (10) и (11) 5ид, <5®, - равномерность выдачи кормовых смесей в идеальном случае, принятом за 100%, при использовании базового варианта, а также при использовании предлагаемого варианта механизированного кормления животных соответственно.

На основании проведенного анализа, а также принятых допущений и выдвинутых на решение положений по механизированному кормлению животных кормовыми смесями с использованием углеводно-витаминного компонента разработана обобщенная структурная схема технологической линии

приготовления таких смесей (рисунок 1).

Подача кормовых компонентов питателями:

плодов тыквы, бахчевых культур, кочанов капусты и др., кг/м3: 31=/(1/)-*т1п; силоса, кг/м3 М1=/(<2птр2;...)—'тт; соломы кг/м3 5\=Дь)-*тт; №=/(<2„тР3; ...)—>т1п;

--- V 1

Дискретная передача плодов в измельчитель / '=( '

получение композиций в подднсковом пространстве:

Непрерывная передача на сборный транспортер

ёс*Ьсбтр;...)—*тт;

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема процесса механизированного кормления КРС на основе принципа трансформации потоков подачи (кг/м3), передачи (кг/м2) и выдачи (кг/м)

Согласно данной схеме, процесс механизированного кормления КРС с использованием плодов тыквы, арбуза кормового, кочанов капусты и т.д., характеризуется, прежде всего, качественным показателем процесса подачи каждого из кормовых компонентов-неравномерностью дозирования, которая функционально зависит от множества как управляемых, так и неуправляемых факторов.

В схеме (рисунок 1) приняты следующие обозначения: ^-количество корма на единице длины бункера; - плотность кормовой смеси в бункере

раздатчика кормов; во-однородность смеси в кормовом монолите; пс - число слоев в кормовом монолите; t3 - продолжительность заполнения бункера, равная t,,-(tmp+ tP), где t,„ tmp, tp — время цикла, транспортировки и раздачи соответственно; ta - продолжительность холостого хода собачки храпового механизма подачи; кс - коэффициент, характеризующий степень сжатия потока, kc-Vcsmp/Vnmp6, где vc6 тр - скорость движения рабочего органа сборного шне-кового транспортера, v„mp6 - скорость движения подающего транспортера в бункере раздатчика; AL - длина слоя; q, - количество корма на выгрузном транспортере раздатчика; v<¡ — скорость движения ленты выгрузного транспортера; кр - коэффициент, характеризующий растяжение потока, кр =v„mp6/va, где Va - скорость движения агрегата; tmp' — продолжительность подачи одного плода тыквы в измельчитель; t,tlJ - продолжительность измельчения одного плода тыквы; Sum — неравномерность подачи смеси из измельчителя на приемный транспортер; Sa тР - неравномерность подачи корма сборным шнеко-вым транспортером; qu - количество корма на единице длины кормушки; АвК - приращение однородности смеси; 8„т, Snc и S,,col - неравномерность подачи плодов тыквы или др. бахчевых культур или капусты, силоса и соломы, соответственно; /с и /сол - средняя длина частиц силоса и соломы, соответственно; Д, - эквивалентный диаметр плодов тыквы; Q'„„„m Q2,^ и Q3^., - подача питателей плодов тыквы, силоса и соломы, соответственно; ii„mp — скорость подающего транспортера питателя соответствующего вида корма; Хи - степень измельчения плодов тыквы; соя - угловая скорость вращения диска измельчителя; кИ — количество ножей; h - вылет ножа над диском; /„ - длина лезвия ножа; Ra - радиус диска измельчителя; в — ширина окна в диске; Д - расстояние между диском и стенкой бункера измельчителя; С - соотношение компонентов по вариантам; QUM - пропускная способность измельчителя; NU3M — мощность, потребляемая в процессе измельчения плодов тыквы и получения композиций; <5,- неравномерности заполнения бункера мобильного раздатчика кормов; Skk - отделения порций корма, 8К - подачи концкормов, Sp - дозирования кормовой смеси при ее подаче в кормушки; /ср - длина частиц (средневзвешенная величина); Не - высота кормового монолита в бункере раздатчика; В - ширина бункера кормораздатчика; пс - число сформированных слоев в монолите; cos - угловая скорость вращения битера; Н„ - высота пальцев кор-моотделителя; S - величина продольного хода битера; рс» - средневзвешенная плотность смеси.

Для процесса подачи плодов или кочанов капусты:

Vnmpl k<p;..)-*min. (12)

С другой стороны

S,,m=f(D3; рт; и'птр;...) <S,m. (13)

Аналогично для процесса подачи силоса:

ст~/(1аа, Р сил г V „тр> •■•) —Зпсил (14)

- для процесса подачи соломы (сена):

бпсо.,=/(1со.ь Рст! Т^птр! •••) —бпсоп• (1^)

При этом процесс подачи компонентов характеризуются его энергоемкостью

ЯО!пщп.....)-+тт, (16)

где фптр-подача питателя соответствующего компонента.

В тоже время, процесс измельчения плодов и получения композиций, например, тыквахилос; тыквахолома или тыква:силос:солома или комбинированный силос на их основе или в виде брикетов и гранул, характеризуется во-первых-степенью измельчения получаемых частиц тыквенного компонента - Я„, во-вторых-однородностью получаемых композиций вк, в-третьих-равномерностью потока подачи, выдаваемого измельчителем

а„ =/(£>„■ сод; кн; И; /„; % в; С;...)^ор!; (17)

вК=ДС; шд; А; в;.....)-*тах. (18)

При этом &+„=/(?-„; сод;...) —*тт, а данный процесс характеризуется затратами энергии на осуществление измельчения плодов и получения композиций, например, тыквахилос; тыквахолома или тыква: силосхолома и т.д.: N3=—>т'т. (19)

При загрузке бункера мобильного раздатчика кормовым продуктом, согласно принятой схеме, необходимо сформировать кормовой монолит с постоянными высотой и плотностью по его длине. Целевую функциональную зависимость для данного процесса представили как

&,=Яи6птр, I)бсбтр, к; Нб;.....) <5,. (20)

При этом отделение и перераспределение частиц кормовых компонентов, в процессе выдачи смеси, характеризуется неравномерностью отделения порций корма - 8К, а также приращением однородности смеси в формирующемся кормовом потоке Авк при его передаче на поперечный транспортер раздатчика

8к=Дпс; и>б\ Н„; иптр; 8;...)-+тт, (21)

Авк=/(пс; ьвптр; 1ср;.......)->тах. (22)

И, в конечном итоге, качественные показатели работы мобильного раздатчика как дозатора кормовой смеси, зависят от совокупности всех обозначенных выше как управляемых так и неуправляемых факторов, а также скорости движения агрегата

8Р=/(Зз, иа;......) (23)

Таким образом, приведенные выше положения, позволяют на основе полученной совокупности данных, разработать эффективные варианты использования технологической линии приготовления кормовых смесей круп-

ному рогатому скоту с включением в рацион тыквенного или другого углеводно-витаминного компонента, в зависимости от способа закладки их на хранение в виде комбисилоса и, соответственно, сезона кормления (осень-зима-весна), как в естественной физической форме, так например, и в замороженной, а также обоснованно подойти к исследованию указанных процессов с целью последующей разработки рациональных технических средств, предназначенных для их реализации с установлением для каждого из них области оптимальных значений параметров - технологических, конструктивных и режимных.

Согласно экономико-математической модели процесс подачи компонента в виде плодов бахчевых культур капусты (условно шарообразных) в измельчитель, должен обеспечиваться с требуемой равномерностью и наименьшими затратами труда и средств:

N, = NjQ_->mi n J'

где N„ - мощность, затрачиваемая на процесс подачи плодов.

Вероятностная модель оценки качественной работы подсистемы «питатель—»транспортер—»измельчитель» по обеспечению равномерности потока измельченных частиц плода, имеет вид:

р=р^-р{-}р{ тА)- (25)

где Р(А) - вероятность события, что после подачи плода он пройдет по диаметру в камеру измельчителя;

э-

условная вероятность того, что не произойдёт защемления

плода в камере измельчителя;

/) j - условная вероятность того, что плод будет измельчен в

промежутке времени t'uiM.

При этом, качество работы подсистемы «питатель —► измельчитель плодов» характеризуется:

- неравномерностью потока частиц плодов и стебельных компонентов, выходящих из измельчителя:

Р,)2 (26) и <L=-^-100%, (27)

где q - среднее значение массы смеси измельченных частиц плодов и других компонентов на 1 метре приемного транспортера, кг/м; qt— ;-е значение мае-

сы смеси измельченных частиц плодов и компонентов, кг/м; Р, - частота для п - число проб;

- неоднородностью гранулометрического состава полученных частиц плода:

где 4 1ср - размеры /-х частиц и их средний размер; qi - масса частиц каждой фракции; /и/ - масса навески.

Анализ показывает, что значения массы частиц измельченных плодовых и стебельных компонентов на погонном метре приемного транспортера, в момент времени описывается кривой Эрланга с интегральным законом

Для этого закона приняты следующие доверительные границы:

О <ф<4<т„; 0</,<4о;,.

Установлено, что чем меньше производительность измельчителя и выше неоднородность гранулометрического состава измельченных плодов, тем больший разброс имеют такие характеристики, как <7, и /,.

Учитывая широкий размах доверительных границ, существует вероятность высокой неравномерности выходного потока из измельчителя плодов -дизм. В этой связи необходима разработка научно обоснованного способа сглаживания колебаний массы измельченных частиц плодовых и стебельных компонентов на одном метре приемного транспортера.

Известно, что в силу вероятностного характера потоков кормов при любом дозировании и установившемся режиме, результаты отсчета массы выданного корма, за одинаковые промежутки времени, не будут одинаковыми, а будут колебаться в некоторых пределах.

Для предложенной нами подсистемы «питатель—» измельчитель —» сборный транспортер», с целью снижения неравномерности выходящего из измельчителя потока, например, в виде тыквенно-стебельного продукта - дим, необходимо обеспечить так называемое «сжатие» выходного потока.

Для этого необходимо обосновать значение скорости движения рабочего органа приемного транспортера ьптр через его пропускную способность

(28) и в, =5-100%,

ер

(29)

(30)

Учитывая, что (),тт<()и±ч<()п тр записать тем, что

Фант ^ Фптр

где к- количество плодов в группе; У3 - объем плодов (эквивалентный), Уэ=т[П^, рэ - «эквивалентная» плотность плода; Ус , рс -объем и плотность кормовой композиции на приемном транспортере соответственно. После соответствующих преобразований имеем

¿сбтР =

Ф—] (32)

ч Фсбтр ^

Преобразуя выражение (32) относительно параметра би-м получим

V-р

с ' с

(33)

Расчеты по принятому неравенству (33) показывают, что даже при самых неблагоприятных условиях для выполнения процессов подачи и измельчения плодов, обусловленных их фактической физической формой и размерами, а также требуемыми значениями [бСб тр]<5%, значение показателя неравномерности при и„тр = 0,1 м/с составит 8иы = 20%.

Скорость движения рабочего органа подающего транспортера - и„тр зависит от количества поданных на него накопителем-питателем плодов с соотношением к=В/Оэ и определяется как

2В В 2В1

^"сТРГ^ (34)

где В- ширина бункера питателя плодов тыквы.

Мощность, затрачиваемая на перемещение таких плодов, зависит от угла наклона подающего транспортера и определяется как:

(35)

где Мэ- масса плода эквивалентного диаметра; £ - ускорение свободного падения;/- коэффициент трения плодов по днищу питателя; кт - коэффициент, учитывающий угол наклона подающего транспортера.

Учитывая тот факт, что процесс подачи плодов питателем осуществляется путем дискретной выдачи группы отдельных плодов тыквы и т.д., с их количеством в группе кг=ВЮэ, анализ провели путем рассмотрения процессов в подсистеме: «питатель -* транспортер —► измельчитель».

При этом, длина Ьтр такого элемента подсистемы, как транспортер плодов, с учетом приведенных положений (рисунок 2), должна быть равна Ьтр=2В.

Таким образом, принятый технологический подход по «сжатию» выходного потока из измельчителя, обеспечивает возможность сглаживания колебаний массы измельченного продукта на длине сборного транспортера.

В рассматриваемой нами подсистеме «дискретная подача —» транспортирование плодов —> измельчение плодов с получением композиции —► заполнение бункера мобильного раздатчика —► смешивание в процессе выдачи корма в кормушки», процесс подачи плодов лимитируется с одной стороны

0|

Рисунок 2 — Схема к обоснованию параметров питателя условно шарообразных плодов (тыква, арбуз кормовой или капуста) в подсистеме «питатель-измельчитель дискового типа»

дискретным характером измельчения одного плода, имеющего округлую форму (условно шарообразную) с соответствующим ей размером, с другой стороны дискретным характером заполнения бункера мобильного раздатчика и дискретным выполнением им функций, связанных с транспортировкой и выдачей кормовой смеси в кормушки животным.

Для обеспечения поточности процесса, питатель плодов должен выполнять свои функции согласованно, с заданным режимом работы измельчителя плодов. Условие, по согласованному режиму работы этих звеньев рассматриваемой подсистемы, имеет следующий вид:

В

-•С. =

В

К-р,

а - 1,24^ а.

где рэ определяется, как

(36)

(37)

где здесь М„, V,, - масса и объем /-го плода или тыквы или арбуза и т.д.

Обоснование параметра 1'изм в подсистеме «транспортер питателя —> приемный транспортер —* измельчитель» с позиции того, что плоды подаются группой, с количеством плодов в ней равной ВЮЭ, позволяет учесть тот факт, что по группе плодов, их размерные характеристики усредняются. Усредняются и временные характеристики по измельчению каждого из плодов, а также другие физико-механические и реологические характеристики. Таблицей 1 представлена циклограмма работы рассматриваемой подсистемы

с учетом усредненных, посредством данного подхода, характеристик -

ft ,=/' . £—i иш1 цп 1=1

Таблица 1 - Циклограмма к обоснованию параметров и режимов работы машин в подсистеме «подача плодов —» транспортирование —* измельчение» в установившемся режиме

Операция I цикл -1Л I цикл - Сц I цикл - £ц

п 3 2 I п 3 2 1 11+1 п+2 n+3 n+... n+m

Подача плодов транспортером питателя tl LnilT Л г t2 LniTT Л t3 LHT Л

( 11 N

Перегрузка плодов на приемный транспортер t„3T Л lnrp Л

г >

Транспортирование плодов на измельчение

1-я группа плодов 2 3 n n+1

3 n n+1 n+2

n n+1 n+2 n+3

п n+1 n+2 n+3 n+..

Измельчение плодов 1 2 3 - n

Выгрузка из измельчителя 4гР

2-я группа плодов Л

Продолжительность измельчения одного плода, при данном формализованном подходе к их физической форме, с учетом параметров подачи определили как

< -, (38)

б-В-и^-р-Ч-Н,

где Ф - коэффициент, учитывающий объемы пустот между плодами в их группе по длине В; И/ - расстояние между подающим транспортером и первым ограничителем в питателе плодов (рисунок 2).

Таким образом, проведенный теоретический анализ подсистемы «питатель—> транспортер —> измельчитель плодов» показал, что качественные показатели работы данной системы функционально зависят от режимов ее ра-

боты, а также правильно выбранных параметров машины, значения которых должны быть согласованы между собой.

Только в этом случае характеристики выходного потока, в рассматриваемой подсистеме, будут находиться в допускаемых пределах их значений, и тем самым будут обеспечены требуемые значения качественного показателя - Зизм в выходном потоке корма любого из измельчителей предложенного типа и конструкции (с дискретным или непрерывным характером работы).

В соответствии с экономико-математической моделью (1) и структурной схемой (рисунок 1) процесс измельчения плодов (условно шарообразных) должен осуществляться с требуемой однородностью размеров частиц ¿¡и, что позволит получить более равномерный поток на его выходе

где N3 - энергоемкость процесса; Ыи - мощность, затрачиваемая на процесс измельчения плодов; Л» - степень измельчения.

На основании анализа существующих конструктивно-технологических схем измельчителей корне и клубнеплодов, с учетом их преимуществ и недостатков разработан измельчитель условно шарообразных (рисунок 3) плодов.

1Л0ДЫ :

СИЛОС (ЧАСТИЦЫ ИЛИ КОМКИ СМЕРЗШИХСЯ ЧАСТИЦ): СТЕБЕЛЬНО-ПЛОДОВЛЯ КОМПОЗИЦИЯ: ВОЗДУХ

Рисунок 3 - Схема к определению параметров измельчителя плодов тыквы: 1 - камера измельчения; 2 - диск; 3 - ножи; 4 - выгрузные лопасти; 5 - выгрузная горловина; 6 - ограничительные пластины; Д - зазор

Процесс измельчения таких плодов осуществляется принципиально новым способом, путем снятия стружки с вращающегося относительно своей оси плода. Такое вращение обеспечивается за счет взаимодействия плода с вращающимся диском 2, ножами 3 и упором 6 (рисунок 3).

Энергия, потребляемая измельчителем, расходуется на снятие стружки с плода; преодоление сил трения скольжения плода по диску, а также на выбрасывание частиц корма из камеры измельчителя.

Проведенным анализом рабочего процесса измельчителя обоснованы параметры и получены выражения для определения его производительности <2измП и мощности - Ы„, затрачиваемой на процессы одновременного измельчения и смешивания

г-ЬЬ-р (4Яо+Ь) -сОд-кгкн ; (40)

КгЩ^ + + + + ЬХЪ + ЬУЬИркАч3 , (41)

где 2 - число ножей измельчителя; И - высота вылета ножа над диском; Ь -длина лезвия ножа; р - усредненная плотность кормовой композиции; Я0 -радиус от центра диска до середины ножа; сод - угловая скорость вращения диска; к/ - коэффициент ширины стружки; ки - коэффициент высоты стружки; Ч ~ среднее удельное сопротивление резанию; /- длина стружки; Я - радиус диска;/- коэффициент трения.

Приведенные в диссертации теоретические исследования по обоснованию скорости движения частицы стружки, снимаемой с плода, принятого за шар, в поддисковом пространстве, позволили сделать заключение, что в случае подачи и попадания в поддисковое пространство частиц стебельного продукта, будет обеспечено их интенсивное перераспределение между собой, с последующей передачей на сборный транспортер. Данный подход к решению технической задачи по обеспечению предварительного смешивания частиц, например тыквы и силоса, является рациональным и очевидным (рисунок 3), как с точки зрения снижения затрат труда и средств, так с точки зрения повышения качественных показателей процессов последующего смешивания и раздачи.

С целью исключения возможного раскатывания условно «шарообразных» плодов и повышения эффективности их подачи питателем, в диссертации приведены разработанные варианты их послойного размещения в приемном лотке питателя.

Согласно принятой схеме, пропускная способность измельчителя:

- по стебельно-тыквенной или стебельно-капустной композиции

= + (42)

где Qm = [4Ы, + л:Д2]T'p^u „ ; (43)

- по варианту для соломы

(44)

где «воз -скорость движения частиц силоса или соломы с воздухом; Ч*' - коэффициент, учитывающий плотность воздушно-продуктового потока смеси, передаваемого на сборный транспортер.

В соответствии с принятой экономико-математической моделью (1) и разработанной структурной схемой процесса (рисунок 1), неравномерность заполнения бункера кормовым продуктом <5,6 должна стремиться к минимуму

S-i6=f(vc6mP; v6nmP; lap; Н6; ре; h;.....) —»min. (45)

Выполнение данного условия возможно путем реализации способа, при котором подача кормового продукта осуществляется сборным (загрузочным) транспортером в «заднюю» часть бункера мобильного раздатчика, с целью формирования в его бункере монолита корма с постоянными высотой и плотностью (Не=const и рб= const) (рисунок 4).

2 А

- загрузочный транспортер; 2 - делитель потока; 3 - бункер; 4 - подающий транспортер раздатчика; 5 - подвижная стенка

Процесс «послойного» заполнения бункера раздатчика, путем принудительной подачи формируемого кормового монолита к одному из блоков битеров, согласно принятой схеме (рисунок 4), характеризуется «сжатием» потока подачи - ц от сборного (загрузочного) транспортера. Степень такого «сжатия» определяется высотой бункера Нб и зависит от соотношения скоростей движения потока подачи корма изтр и движения подающего транспортера раздатчика иптр.

Условием «послойного» и равномерного заполнения бункера раздатчика является выполнение следующего равенства

Еа

. /=1_

ВН6рп

где массовая подача кормовых компонентов питателями, кг/с;

1=1

яс- число слоев корма в бункере.

В результате теоретического анализа получена аналитическая модель, позволяющая провести расчеты и оценить равномерность заполнения бункера раздатчика -<5,6 данным способом

КРе

^ ^^сбтр у

КРе.

У О-птр J

у1

(47)

(=1 ¡=1 ;.)

Приведенные выше положения и подходы к формированию кормового монолита в бункере мобильного раздатчика, позволили оценить качественные характеристики сформированного кормового монолита, принятого за прямоугольный параллепипед с выпуклой свободной поверхностью.

«Выпуклая поверхность», как установлено многочисленными исследованиями, объективно представляет поверхность второго порядка. Для окончательного решения вопроса об оценке качества заполнения бункера, объем монолита представили как сумму я-элементарных объемов Уи.

Каждый из таких элементарных объемов К,-, ,+у ,в системе координат ХУ7,, представили следующей функцией

Кш=) ] «Ьф.

(48)

При этом, для математического описания формы поверхности, с целью последующего определения V, , приняты два вида поверхностей, описываемых следующими уравнениями:

х = аих2 + а22у2 + апху + а,х + агу + а„ ; (49)

г = л]а]]х2 + агг/ + апху + а,х + а2у + а0 _ (50)

Дальнейший теоретический анализ формы поверхности с целью установления степени стабильности таких характеристик, как Н,=сог^ через V, =сопб1 кормового монолита в бункере раздатчика показал, что поверхность загруженной кормосмеси в бункере представляет собой эллиптический параболоид, а неравномерность заполнения бункера кормораздатчика на стадии проектирования процесса механизированного кормления жвачных животных, можно оценить с учетом колебаний элементарных объемов по длине бункера

где ту - среднее значение V,, определяемое по формуле (48).

В диссертации приведены расчеты по определению неравномерности заполнения бункера- <5,6 разработанным способом, которые показали, что не превышает допустимого значения (<5, <±5%).

Для оценки совместного влияния способа и параметров формирования кормового монолита в бункере мобильного раздатчика на его смешивающую способность использован следующий подход к оценке смешивающей способности оборудования линии приготовления кормовых смесей с помощью показателя всм (по рисунку 1). На основании предложенного решения сделано предположение, что между массами компонентов кормовой смеси имеется парная связь, которая характеризуется парными коэффициентами корреляции (/</ = 1,2,3,...,и). При этом связь между совокупностью масс всех компонентов описывается известной корреляционной матрицей ||р,у[|.

Между контрольным компонентом и остальными компонентами имеет место определенная связь в смысле распределения их масс по пробам и в пределах одной пробы. Эту связь определили величиной множественного коэффициента корреляции между массой контрольного компонента смеси и массой оставшихся (и-1) компонентов.

где о\ - - дисперсия массы первого компонента (*[); 0^1,(2,з,...,п) - дисперсия Х\ относительно регрессии по х2} хз,...^„-компонентам.

Анализ выражения (52) показывает, что при о*(2Х л)—>1, 0С_,,—* 100%. При таких условиях параметр ДЭг, согласно принятой модели в системе уравнений (1) стремится к минимуму.

Выравнивание колебаний количественного состава кормового продукта согласно разработанному способу при его «сжатии» (рисунок 5) осуществляется за счет сдвига входного потока д(1), характеризующегося значением 0(д)вХу, на следующую величину Г = Н6/$те', где Не, - высота формируемого кормового монолита; е'-угол естественного откоса кормовой смеси в движении.

•100% ,

(52)

Dfcjinxij

Рисунок 5 - Схема к обоснованию выравнивающей способности предложенного способа заполнения бункера и оценки его качественных характеристик

С использованием математического аппарата теории случайных функций получена модель оценки качества смеси в сформированном монолите

{ 2

[AI« ,i

j£>(<?K

■Ч =1

2

(53)

где ¿/-масса контрольного компонента в смеси.

Приравнивая правые части выражений (52) и (53) и решая полученное равенство относительно дисперсии получили зависимость, характеризующую качественные показатели выходного потока при его «растяжении»

0^)выхи = а,! = , (54)

2£Д(<?К

ы_

ALncq2

Анализ выражения (54) показывает, что дисперсия колебаний качественного состава в потоке кормовой смеси на выходе из раздатчика при его так называемом «растяжении», зависит от колебаний качественного состава во входном потоке, длины - l=AL пс, а также числа сформированных слоев пс в его бункере. При этом зависимость (54) учитывает парную (корреляционную) связь между смешиваемыми компонентами.

В диссертации приведены расчеты по определению неравномерности выдачи кормовой смеси бункерным раздатчиком кормов- ôp, которыми показано, что ôp не превышает допустимого значения {ôp <+15%).

Процесс одновременного смешивания и раздачи кормов, путем активного перераспределения частиц, реализуется с помощью различных по кон-

структивному исполнению рабочих органов раздатчика, создающих в пространстве над выгрузным транспортером хаотическое перемещение частиц корма друг относительно друга с различной линейной скоростью и в различных направлениях, чем и обеспечивается более высокая однородность смеси.

При работе раздатчика сформированный монолит подается в зону работы битеров. Вращаясь, битеры совершают движения, которые обеспечивают при этом дополнительное перемешивание частиц за счет интенсивного их перераспределения, при одновременной подаче животным в кормушки.

Теоретический анализ рабочего процесса отделения корма от предварительно сформированного вышеуказанным способом монолита с помощью активного рабочего органа, позволил установить зависимости, характеризующие:

—скорость возвратно-поступательного перемещения активной части рабочего органа

<55)

где и -среднее расстояние продольного перемещения битера за время а>б -угловая скорость вращения битера; гв - радиус внешнего вала;

—величину продольного перемещения битера в зависимости от угла его поворота

2Ща

Б =-

V

где а - угол установки копиров;

—показатель кинематического режима дозирующего устройства раздатчика

I- У ■ (57)

где Нб - высота кормовой массы в бункере; В — ширина бункера; ко - коэффициент, учитывающий отставание корма в бункере от подающего транспортера; Н„ - высота пальца; Д - угол пальца треугольной формы; п„ - число пальцев в ряду; 2Р„ — число рядов пальцев; кз — коэффициент заполнения;

—затраты мощности на процесс отделения и перераспределения частиц

(58)

ж

где кс - коэффициент сопротивления отделению материала; Я„ - расстояние от оси битера до вершины отделяюще-смешивающего элемента; Ь - длина рабочего органа.

На основе проведенных исследований разработан ряд технических решений по осуществлению процессов заполнения бункера раздатчика, отделения и смешивания компонентов кормового рациона в процессе их раздачи животным (а. с. №№1414354, 1419637, 1428320, 1456072, 1498439), патенты №2515037 и №2518881, положительное решения по заявке № 2013103731/13(005334).

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» приводится разработанная программа и методика проведения экспериментальных исследований.

В задачи экспериментальных исследований входило: проверка достоверности разработанных теоретических положений; уточнение отдельных расчетных зависимостей путем экспериментального определения значений коэффициентов; экспериментальное обоснование оптимальных параметров исследуемых процессов.

Проведению экспериментальных исследований предшествовали сбор и анализ априорной информации, литературных и патентных источников, анализ теоретических выводов по изучаемым процессам, планирование многофакторного эксперимента, решение методологических и технических вопросов его осуществления. Программа исследований включала изучение в лабораторных и производственных условиях следующих процессов:

- подачи и измельчения компонентов кормового рациона;

- заполнения бункера мобильного раздатчика кормов;

- приготовления кормовой смеси с последующим распределением полученного продукта по фронту кормления животных.

В процессе проведения экспериментальных исследований проводилась модернизация серийных, разработка и изготовление макетных и опытных образцов новых машин для технологической линии приготовления и раздачи кормовой смеси крупному рогатому скоту с использованием углеводно-витаминного компонента. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с разработанной комплексной методикой, включающей общие и частные методики по определению физико-механических свойств кормов, качественных и энергетических показателей процессов.

Исследования процессов подачи, измельчения, заполнения, смешивания и дозирования проводили с использованием силоса, плодов бахчевых культур, капусты и соломы.

На основании предварительного изучения объектов исследований были обоснованно выбраны критерии оптимизации, проанализирована априорная информация. Априорное ранжирование факторов, с учетом проведенных ранее исследований, позволило выделить наиболее значимые факторы.

Программой исследований предусматривалось установление закономерностей процесса приготовления и раздачи кормовой смеси и определение

основных статистических характеристик работы машин; проведение проверки функционирования разработанных технологических и технических решений; уточнение основных параметров технических средств, создаваемых для реализации предлагаемых вариантов построения схемы и компоновки технологической линии приготовления и раздачи кормовых смесей с использованием углеводно-витаминного компонента.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» приведены результаты экспериментальных исследований по изучению физико - механических размерных и весовых характеристик исходного кормового сырья, а также проверке ранее выдвинутых теоретических положений.

При изучении физико-механических размерных и массовых показателей плодов тыквы, кормового арбуза, кабачков, патиссонов и крупнокочанной капусты установлено, что они имеют широкий размах изменчивости указанных характеристик (данные приведены в диссертации), однако подчиняются общим закономерностям.

Наиболее отличительные физико-механические размерные и прочностные характеристики имеют плоды тыквы кормовой, в связи с чем было проведено более детальное изучение ее показателей.

Результаты измерений и расчетов показали, что диаметр плодов тыквы изменяется от 160 до 460 мм., при следующих значениях данных: среднеарифметическое значение 0 равно=294,4 мм., среднее квадратическое отклонение 5=55,15, асимметрия 5*=0,29, эксцесс £*= - 0,132, при коэффициенте вариации v=18,7%. Высота плодов тыквы колеблется в пределах 140-435 мм., средняя высота плодов hcp „=272,75 мм., 5=56,81, 5*=0,14, Ек= - 0,092 и v=20,7%.

Для комплексной оценки геометрических параметров плодов тыквы определен коэффициент формы - кф, который варьирует от 0,91-1,63, при этом среднее значение составило кф =1,27 , 5=0,153, 5*=0,14, £*= - 0,341 и v=18,7%.

При этом значение предела прочности при сжатии составляет 10-25 МНа, а удельное сопротивление резанию 2,3-35 кН/м.

В процессе экспериментальных исследований по изучению процесса подачи плодов тыквы обоснована высота установки ограничителей подачи плодов-Л,-, установленных поярусно над подающим транспортером питателя, а также установить зависимость скорости подающего транспортера х>трп питателя от характерных размеров плодов тыквы.

Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что высота hi между полотном подающего транспортера и первым ограничителем (рисунок 6) должна быть не менее 460 мм.

Рисунок 6 - Схема к обоснованию конструктивно-режимных параметров питателя плодов тыквы

При этом, высота размещения второго ограничителя должна составлять Иг= й;+150мм. и третьего Из=И2+ 150мм. Расстояние между поярусно расположенными ограничителями принимается в пределах минимального диаметра плода /¡2"Аз~70 мм из условия, обеспечивающего возможность поярусно-го сдвига плодов относительно друг друга.

Оценка влияния процесса измельчения плодов тыквы дисковым измельчителем проводилась с помощью двух критериев оптимизации: У/ - однородностью получаемых композиций вк, % и Уг - энергоемкость процесса измельчения плодов тыквы и получения бинарной композиции силос + тыква ЛГ„ кВт.х/кг.

Теоретическим анализом и априорным ранжированием выявлено, что на процессы измельчения плодов тыквы и получения бинарной композиции силос + тыква оказывают существенное влияние следующие факторы:

п - частота вращения смешивающе-выгрузных лопастей, мин'1; Л - зазор между диском и стенкой бункера, мм.; И - высота вылета ножа над диском, мм.; к - число выгрузных лопастей, шт.

В результате обработки результатов эксперимента получены математические модели в виде достоверных уравнений регрессии: -для однородности получаемой смеси: &=-259872,6+284,7и+1363,85 А -1892,89Л+10195*-7,1 Ш-152,54М-0,06«2-10,46 /32+40,2/^-702,5А2->шах; (59)

-для энергоемкости процесса получения смеси:

N,=-19288,35+22,41и-16,244 -81,76+1600,5к-0,27пк-

0,0045и2+0,14 й2+1,73 А2- 108,25/с2—тш; (60)

Путем решения компромиссной задачи определены оптимальные значения параметров предложенного измельчителя: и=2041 мин"1; Л= 57,9 мм; к= 20 мм, к= 2. При данном сочетании факторов, энергоемкость процесса составляет N3=7,88 кВт с/кг, а однородность смеси -¿>«=93,1%.

При обосновании процесса заполнения бункера мобильного раздатчика путем формирования кормового монолита и установления его оценочных характеристик, проведены опыты по изучению процесса заполнения бункера при следующих параметрах. Бункер, размером 1680 мм по ширине делился на шесть равных частей длиной по 280 мм каждая. Длина бункера при ее значении в 2900 мм была разделена также на десять равных частей по У;=290 мм каждая. В точках пересечения семи линий, параллельных оси У (одинаково удаленных на расстоянии 280 мм) и десяти параллельных оси X (одинаково удаленных на расстоянии 290 мм), отмечались координаты ХУ.

Для математического описания вида поверхности в соответствии с зависимостями (49) и (50) определены значения коэффициентов полученных полиномов, которые приводятся в диссертации.

Значения элементарных объемов Уи+/, полученные в результате экспериментов с использованием значений величин, приведенных выше, представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Данные к определению качественных показателей формирования

монолита при загрузке бункера раздатчика путем «сжатия потока»

уо-0 У1=290мм у,=290мм У2=580ММ уг=580мм уз=870мм уз=870мм У 4=1 160мм У4=1160мм уз=1450мм У5= 1450мм Уб= 1740мм уб= 1740мм У7=2030мм У7=2030ММ ув=2320мм У9=2610ММ ую=2900мм

Vo.,=V, Vu=VI Vu-V, V3.4=V4 V<5'Vl Ув.7=Ут V,,.8= KS V9jo=V,o

0,345 0,368 0,387 0,391 0,401 0,402 0,397 0.395 0,356

С использованием данных, приведенных в таблице 2, проведены расчеты по формулам (48) и (51). На основе этих расчетов определено значение коэффициента вариации и оценена неравномерность распределения корма с учетом колебания его высоты Нб по длине бункера. Установлено, что его значение не превышает допустимого- ±5%.

Экспериментальные исследования по изучению процесса отделения корма с помощью рабочего органа раздатчика проведены для композиций: тыква+силос; тыква+ солома; тыква+ силос+ солома. Результаты исследований и полученные зависимости приведены на рисунках 7-10.

При изучении влияния средней длины частиц стебельных кормов 1ср на однородность смеси всм (рис. 7) установлено, что по мере возрастания длины частиц свыше 70-80 мм качество смеси перестает удовлетворять зоотехническим требованиям. При исследовании работоспособности битера на длинно-стебельных кормах выявлено, что на длине частиц свыше /=300 мм битерный

механизм не работоспособен, слой корма сходит без отделения и разрыхления, наблюдается частичное наматывание стеблей.

Анализ приведенных на рисунке 8 зависимостей затрат мощности К, кВт от скорости подающего транспортера итр , м/с, позволяет сделать вывод, что при увеличении скорости подающего транспортера, мощность, затрачиваемая на процессы отделения, смешивания и выдачи кормов, возрастает. По данной зависимости определен расход мощности, затрачиваемой на перемещение отделяюще-смешивающего битера при его возвратно-поступательном движении как разница этих мощностей. Установлено, что она составляет 0,3 кВт при о6„тр=0,02 м/с. Расчетная зависимость согласуется с опытными данными при расхождении не более ±10%.

Анализ зависимостей, представленных на рисунке 9 показывает, что продольное движение битера вдоль своей оси 5, оказывает существенное влияние на процесс смесеобразования. При этом установлено, что оптимальным значением данного параметра необходимо считать диапазон в пределах 5=80- 120 мм.

Анализ зависимостей, представленных на рисунке 10, позволяет заключить, что за счет продольного хода битера снижается неравномерность дозирования в связи с более активным воздействием на кормовой монолит, и тем самым обеспечивается сглаживание неравномерности плотности по ширине бункера.

Рисунок 7 - Зависимости однородности смеси всл1 от средней длины частиц 1ср о-о-о — тыквахилос; Д-А-А — тыквахолома; х-х-х - тыквахилосхолома

Рисунок 8 - Зависимости затрат мощности на от скорости движения подающего транспортера раздатчика: о - о - о - для 8=100; Д - Д - Д -для 8=0;----расчетная

<.*г/с

12.5

10.0

7.5

Рисунок 9 — Зависимости однородности смеси всм от величины продольного хода активной части битера 5: о-о-о - ит/,=0,01 м/с; Д-Д-Д -отр=0,03 м/с; х-х-х - 1Л,Р^0,05 м/с

Рисунок 10 - Зависимости подачи Q от скорости движения подающего транспортера отр и показателя кинематического режима Л,р ---расчетная <2=/(и,„р)

На графике £>т=/(Лкр) выделена зона (Лр=100 - 120), при которой достигается наибольшая подача, что объясняется оптимальным подбором скоростей активной части отделяюще-перераспределяющего органа и подающего транспортера или оптимальным значением коэффициента «растяжения потока».

В результате обработки данных экспериментов, получены математические модели, адекватно описывающие процессы смешивания и дозированной выдачи смеси раздатчиком - смесителем от его конструктивно - режимных параметров:

- для композиции тыквахилос 6>/=56,40-0,09Я,,-1271,07оир-0,145+7,79си+0,0014Я„'+ +65,10ои/+0,001352-0,048Я„су-35,12 ОщШ^тгх.; (61)

<5Р=67,81-0,48Я„+20,4ит/,-0,0315-18,69«+0,0025Я„2+ +6,05й>г-0,0009Я„5-1,08ит/»!> ->тт. (62)

Для композиций тыквахолома; тыква:силос:солома соответствующие уравнения приведены в диссертации.

Путем решения компромиссной задачи методом неопределенных множителей Лагранжа получены следующие значения параметров (таблица 3).

Таблица 3 - Оптимальные сочетания и значения факторов при заданном __уровне однородности смеси (0Р=± 15%)

Композиция Неравномерность выдачи 5,» % Высота пальцев Нп, мм Скорость подающего транспортера 1>птр, м/с Продольный ход битера 5, мм Частота вращения битера (Об, мин"1

Тыква+силос 10,13 94,05 0,024 135,60 355,2

Тыква+солома 13,92 104,8 0,015 120,80 421,2

Тыква+силос+ солома 15,00 117,9 0,0145 85,6 568,8

В пятой главе «Производственная проверка результатов исследований и их экономическая эффективность» приведены данные по производственной проверке результатов исследований, дана оценка технико-экономической эффективности их использования, а также изложена методика расчета параметров технологической линии и оборудования по приготовлению и раздаче кормовых смесей с использованием такого углеводно-витаминного компонента как плоды тыквы, капусты и бахчевых культур. В ходе производственной проверки результатов исследований решены задачи по реализации в производственных условиях всей совокупности процессов по предложенным вариантам в составе линии приготовления и раздачи кормовых смесей с целью получения данных для расчета технико-экономической эффективности, а также по установлению соответствия зоотехническим требованиям параметров и критериев оценки исследуемых процессов.

Базовая конструктивно-технологическая схема приготовления и раздачи кормосмесей, разработанная на основании полученных данных, представлена на рисунке 11. Семь частных вариантов реализации разработанной технологии приведены в диссертации.

Производственная проверка, проведенная в хозяйствах Амурской области показала, что машины и оборудование данной технологической линии, по всем её семи вариантам, обеспечивают качественное приготовление и раздачу кормовых смесей, в том числе и на закладке комбисилоса и получении гранулятов и пастовых композиций.

В результате производственной проверки установлено, что предложенная технология, а также линия приготовления и раздачи кормовых смесей, базовыми техническими средствами которой являются питатель плодов бахчевых культур и капусты, измельчитель дискового типа, а также мобильный раздатчик, обеспечивают требуемую производительность с более высокой эффективностью выполнения процессов по сравнению с аналогами (КОРК -

15, мобильные раздатчики-смесители и т.д.), за счет повышения надежности функционирования всей системы кормления и снижения энергоемкости процессов, всех технических средств, входящих в нее.

Рисунок 11 - Базовая конструктивно-технологическая схема линии приготовления и раздачи кормосмесей: 1, 2, 3 - питатели- дозаторы соломы, силоса, плодов; 4 - измельчитель плодов; 5 - бункерный раздатчик.

При этом установлено, что разработанная экономико-математическая модель (1) позволяет учесть совокупность основных факторов системы механизированного кормления жвачных животных, а поэтому объективно оценить уровень ее технико-экономической эффективности еще на стадии проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по решению проблемы повышения эффективности функционирования производственных процессов приготовления и раздачи смесей в системе механизированного кормления крупного рогатого скота позволяют сделать следующие выводы:

1. Анализ существующих технологических схем, принципов и условий работы технологических линий приготовления и выдачи крупному рогатому скоту кормовых смесей на основе стебельных и сочных кормов показывает,

что наряду с их низкой функциональной надежностью, обусловленной сложной структурой, высокой металлоемкостью и энергоемкостью, имеет место невозможность получения с их помощью кормовых смесей, содержащих углеводисто-витаминный компонент в виде тыквы и др. бахчевых культур, а также крупнокочанной капусты в соответствующей зоотехническим требованиям физической форме и композициях, заданного состава и свойств.

При этом, решение проблемы качественного выполнения процессов подачи, измельчения, смешивания и выдачи данных компонентов в составе кормосмесей требует изыскания специальных технологических подходов по их реализации в сложной иерархической системе механизированного кормления жвачных животных;

2. Разработанная экономико-математическая модель оценки эффективности работы линии приготовления и раздачи смесей на стадии проектирования линий данного типа, позволяет учитывать как материальные и трудовые затраты, так и эффект от их использования, а также получения дополнительной животноводческой продукции, за счет реализации рациональных технологических подходов, способов и схем подготовки и обработки исходного сырья, с учетом качественных показателей во входных и выходных потоках механизированной системы кормления жвачных животных;

3. В результате теоретических исследований установлены следующие математические зависимости:

- по обоснованию потребляемой мощности и скорости дискретной подачи транспортером питателя углеводисто-витаминного компонента в виде условно шарообразных плодов, а также его конструктивных параметров с учетом их характерных размеров;

- по определению пропускной способности и мощности двухкамерного измельчителя таких плодов, с учетом принятой схемы измельчения и получения тыквенно - стебельных композиций;

- по оценке качества формирования кормового монолита в бункере мобильного раздатчика с учетом «послойной» укладки кормового потока, поступающего с загрузочного транспортера и его «сжатия»;

- по оценке смешивающей способности ПТЛ данного типа, с учетом «послойного» формирования кормового монолита, а также технологических и конструктивно-режимных параметров раздатчика с рабочим органом, обеспечивающим эффективное дополнительное перераспределение частиц компонентов между собой;

4. Экспериментально получены математические модели, характеризующие процессы измельчения плодов тыквы дисковым двухкамерным измельчителем при их дискретной подаче питателями, работающим по принципу снятия стружки с вращающегося вокруг своей оси плода с получением тыквенно-стебельных композиций, формирования в бункере мобильного раз-

датчика кормового монолита с постоянными высотой и плотностью по его длине, отделения частиц компонентов от монолита и их взаимного перераспределения в процессе подачи на выгрузной транспортер мобильного раздатчика в виде адекватных уравнений регрессии и эмпирических зависимостей, на основе которых определены области оптимальных значений параметров, указанных технических средств и поточной линии в целом.

При этом, оптимальными значениями параметров, при которых обеспечивается получение кормовой смеси с требуемыми показателями качества и минимальными энергетическими затратами являются:

- для питателя плодов условно шарообразной и цилиндрообразной формы: скорость подающего транспортера пределах и„тр=0,001-0,005 м/с; скорость приемного транспортера оя/»,=0,011-0,012 м/с; высота установки по-ярусных ограничителей плодов тыквы -для первого яруса /71=460-465 мм, для второго /12=А/+150 мм и для третьего Лз=Л^+150 мм с расстоянием между ограничителями по горизонтали в плоскости поперечного сечения питателя плодов, равным: Ь1=Дтах>460 мм. и Ь2>610 мм;

- для двухкамерного измельчителя дискового типа: частота вращения смешивающе-выгрузных лопастей и= 2041 мин'1; зазор между диском и стенкой бункера &= 57,9 мм; высота вылета ножа над диском Н= 20 мм; число лопастей к= 2шт;

- для процесса заполнения бункера мобильного раздатчика: соотношение скорости движения потока подачи и формируемого монолита корма в бункере раздатчика Озш/у„тр=12-15; при скорости подающего транспортера уПтр=0,015м/с;

- для отделяюще-перераспределяющих рабочих органов мобильного раздатчика: высота пальцев битера Я„=0,094-0,118 м; продольный ход битера 5=0,085-0,135 м; частота вращения битеров «=355,2-568,8 мин"'; скорость подающего транспортера итр=0,0145-0,024 м/с.

5. Полученные теоретическим и экспериментальным путем значения технологических и конструктивно-режимных параметров, подтверждены в результате производственной проверки. На основе проведенных исследований разработана конструктивно-технологическая схема линии приготовления и раздачи кормовых смесей с использованием углеводно-витаминного компонента, базовыми техническими средствами которой являются питатели плодов тыквы и других бахчевых культур, а также кочанов капусты, силоса и соломы, двухкамерный измельчитель дискового типа, а также раздатчик с активным отделяюще-перераспределяющим рабочим органом и приспособлением для дозирования комбикормов. При этом, на основании разработанной методики инженерного расчета оборудования линии данного типа в ОПКТБ ДальНИПТИМЭСХа, а также КБ «АИР» изготовлены конструкции указанных технических средств;

6. Производственной проверкой установлено, что питатель плодов обеспечивает их дискретную подачу в измельчитель дискового типа с учетом принятого времени измельчения плода, получение измельченных частиц данного компонента с высокой однородностью - 0„=93,1%, при затратах энергии на измельчение и смешивание, равных - //,=7,88 кВт-с/кг, формирования кормового монолита в бункере мобильного раздатчика кормов с неравномерностью распределения массы корма по длине бункера при его загрузке равной - ¿3=4,9%. Установлено, что в результате этого обеспечивается повышение однородности смеси и снижение неравномерности ее выдачи до значений в следующих пределах: вр=92-94% и <5^=8-10%.

На основании разработанной базовой схемы функционирования технологической линии приготовления и раздачи смесей в системе механизированного кормления КРС предложено семь вариантов ее использования во время всего зимне-стойлового периода;

7. В результате сравнительной оценки эффективности разработанных технологических решений и технических средств установлено, что они позволяют получить годовой экономический эффект в размере 1240344 рублей (в ценах 2011 г.) при объеме производства кормовых смесей для фермы крупного рогатого скота в количестве 6 тыс. тонн.

Предложенные аналитические зависимости исследуемых процессов, технические средства для приготовления и раздачи кормовых смесей КРС представлены в завершенном виде, пригодном для широкого практического применения. Результаты, полученные при решении поставленной научной проблемы, явились основой для выработки рекомендаций по совершенствованию технологических процессов кормоприготовительных и кормораздаю-щих машин. Для дальнейших исследований и создания кормораздающих машин с более эффективным технологическим процессом предложены оригинальные технические решения, защищенные охранными документами Роспатента.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Миобрнауки РФ:

1. Доценко, С.М. Линия приготовления и раздачи кормовых смесей / С.М. Доценко, Ю.Н. Нагорный, A.B. Бурмага //Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1988. - №11. - С. 29.

2. Доценко, С.М. Метод определения эффективности механизированного кормления животных / С.М.Доценко, A.B. Бурмага //Техника в сельском хозяйстве. - 1999. - №5.-С. 32-33.

3. Бурмага, A.B. Кормораздатчик-смеситель / Л.Г. Крючкова, A.B. Бур-

мага // Сельский механизатор. - 2001. - №6. - С.31.

4. Доценко, С.М. Оценка эффективности механизированного кормления крупного рогатого скота / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Техника в сельском хозяйстве. - 2012.-№1.-С. 28-30.

5. Доценко, С.М. Технологическая линия кормления крупного рогатого скота / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2012.-№1.-С. 15-16.

6. Бурмага, A.B. Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров измельчителя плодов тыквы / A.B. Бурмага, С.М. Доценко, Е.В. Панова // Вестник КрасГАУ. - 2012. - №1. - С. 153-158.

7. Бурмага, A.B. Критерий и условие оптимизации механизированной системы кормления животных / A.B. Бурмага // Современные проблемы науки и образования: электр. науч. журн. - 2012. - №1. URL: http://www.science-education.ru/101-5396 (дата обращения 31.01.12).

8. Бурмага, A.B. Совершенствование процесса получения кормовых смесей и обоснование параметров измельчителя-смесителя / A.B. Бурмага, С.М. Доценко, C.B. Корбанев //Вестник КрасГАУ.-2012.-№2.-С. 182-187.

9. Доценко, С.М. Исследование эффективности работы линии приготовления и раздачи кормовых смесей / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, C.B. Каменев //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2013.-№6. - С. 29-30.

10. Доценко, С.М. Методика расчета поточной линии приготовления и раздачи кормовых смесей жвачным животным / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, C.B. Каменев // Научное обозрение, 2013.- №10.- С.213-219.

11. Бурмага, A.B. Усовершенствованный критерий и схема механизированной системы кормления животных / A.B. Бурмага, С.М. Доценко // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3; URL: wwvv.science-education.ru/117-13691 (дата обращения: 27.06.2014).

Монография:

12. Бурмага A.B., Доценко С.М. Совершенствование процессов и средств механизации кормления крупного рогатого скота полнорационными кормовыми смесями с использованием тыквы: монография. /A.B. Бурмага, С.М. Доценко. ДальГАУ. -Благовещенск, 2012.-253 с.

Публикации по теме диссертации:

13. Бурмага, A.B. Обоснование конструктивно-технологической схемы раздатчика-смесителя стебельных кормов / A.B. Бурмага // Ученые БСХИ -сельскохозяйственному производству. - Благовещенск, 1988. - С. 34-38.

14. Бурмага, A.B. Результаты экспериментальных исследований процесса смешивания и дозирования бункерным раздатчиком-смесителем стебельных кормов / С.М. Доценко, A.B. Бурмага // Проблемы комплексной механизации сельскохозяйственного производства Дальнего Востока. - Благовещенск,

1990.-С. 82-91.

15. Бурмага, A.B. Совершенствование процессов приготовления и раздачи кормосмесей на фермах крупного рогатого скота / A.B. Бурмага // Проблемы комплексной механизации растениеводства и животноводства на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. - Новосибирск, 1991. - С. 131-135.

16. Бурмага, A.B. Кормоприготовительное отделение малой фермы / Н.Г. Херуимов, Ю.Н. Нагорный, A.B. Бурмага // Проблемы комплексной механизации растениеводства и животноводства на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. -Новосибирск, 1991. - С. 129-131.

17. Бурмага, A.B. Бункерный раздатчик-смеситель кормов для крупного рогатого скота/ С.М. Доценко, A.B. Бурмага, В.Ю. Фролов.-Благовещенск, 1993.-3 с.

18. Бурмага, A.B. Теоретический анализ работы отделяюще-смешивающего битера и обоснование его параметров / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Сб. науч. тр. - ДальГАУ. - Благовещенск, 1994. - С. 17-22.

19. Бурмага, A.B. Результаты экспериментальных исследований раздатчика-смесителя / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Сб. науч. трудов. - ДальГАУ. - Благовещенск, 1994. - С. 22-26.

20. Бурмага, A.B. Производство кормов / С.М. Доценко, A.B. Бурмага // Концепция развития Амурской области. - Благовещенск, 1994. - С. 28-32.

21. Курков, Ю.Б. Поточно-технологическая линия приготовления кормов / Ю.Б. Курков, A.B. Бурмага, В.Ю. Фролов //Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1995. -С. 54-56.

22. Бурмага, A.B. Повышение эффективности процессов и средств механизации кормления крупного рогатого скота / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Сб. науч. тр. ДальГАУ - Благовещенск, 1996. - С. 57-61.

23. Бурмага, A.B. Поточно-технологическая линия приготовления и раздачи кормов / С.М. Доценко, A.B. Бурмага [и др.]. //Сб. науч. трудов. - Благовещенск, 1996. - С. 42-46.

24. Бурмага, A.B. Определение производительности дискового измельчителя углеводистых кормов / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо //Сб. науч. трудов. - Благовещенск, 1996. - С. 22-23.

25. Бурмага, A.B. Размерные характеристики тыквы / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо // Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1996. - С. 24-27.

26. Бурмага, A.B. Математические модели процесса приготовления углеводистых кормов и их анализ / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо // Сб. науч. тр. ДальГАУ,- Благовещенск, 1996. - С. 28-30.

27. Бурмага, A.B. Повышение эффективности процессов и средств механизации кормления КРС / С.М. Доценко, A.B. Бурмага //Сб. науч. тр. ДальГАУ - Благовещенск, 1997. - С. 24-49.

28. Бурмага, A.B. Определение мощности на привод измельчителя корнеклубнеплодов и тыквы / A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо, JI.H. Кравченко //Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1996. - С. 7-10.

29. Бурмага, A.B. Механизация процессов приготовления и раздачи кормов в условиях малых ферм и фермерских хозяйств / A.B. Бурмага [и др.]. // Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1999. - С. 18-21.

30. Бурмага, A.B. Повышение технологической эффективности процессов и средств механизации кормления КРС / A.B. Бурмага [и др.]. //Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1999. - С. 22-25.

31. Бурмага, A.B. Расширение технологических возможностей использования высокопитательных кормов / Бурмага A.B. [и др.]. // Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 1999. - С. 26-29.

32. Бурмага, A.B. Теоретическое исследование движения частиц корма в подбункерном пространстве измельчителя / A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо // Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2000. - С. 98-105.

33. Бурмага, A.B. Экспериментальные исследования процесса усреднения температуры кормов / A.B. Бурмага, Е.В. Сохимо // Сб. науч. тр. ДальГАУ. -Благовещенск, 2000. - С. 105-110.

34. Бурмага, A.B. Классификация раздатчиков-смесителей кормов / Л.Г. Крючкова, A.B. Бурмага // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. ДальГАУ. -Благовещенск, 2000. - С. 39-42.

35. Бурмага, A.B. Анализ конструкций и обоснование конструктивно-технологической схемы кормораздатчика-смесителя / Л.Г. Крючкова, A.B. Бурмага // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: Сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2001. - С.93-95.

36. Бурмага, A.B. Научные основы анализа эффективности приготовления кормов на фермах КРС / A.B. Бурмага // «Механизация и электрификация технологических процессов в с.-х. производстве»: сб. науч. тр. ДальГАУ. -Благовещенск, 2005.- Вып. 11. - С. 176-183.

37. Бурмага, A.B. Технологии и технические средства подготовки к скармливанию углеводистых кормов / A.B. Бурмага // «Механизация и электрификация технологических процессов в с.-х. производстве»: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2005. - Вып. 11,- С.183-189.

38. Бурмага A.B., Рекомендации по разработке и использованию технологии приготовления полнорационных кормовых смесей с использованием плодов тыквы / A.B. Бурмага, С.М. Доценко. Благовещенск: ДальГАУ, 2012. -26 с.

39. Бурмага, A.B. Критерии оценки эффективности процесса механизированного кормления крупного рогатого скота/ A.B. Бурмага, С.М. Доценко //

Дальневосточный аграрный вестник. - 2012. - №2(22). - С. 21-24.

40. Бурмага, A.B. Теоретические исследования подачи кормов кормораздатчиком / A.B. Бурмага, Л.Г. Крючкова //Инновационные технологии и разработки в агропромышленном комплексе: матер, междунар. науч.-практ. конф. (Кокшетау, 16-17 февраля 2012г.).-Кокшетау, 2012.-С. 351-356.

41. Бурмага, A.B. К определению мощности, затрачиваемой на уплотнение кормов в бункере раздатчика / A.B. Бурмага, C.B. Каменев // Международный научно-исследовательский журнал, 2013.-№11(18).-Часть 1.-С. 108-110.

42. Бурмага A.B. Рекомендации по повышению эффективности функционирования системы механизированного кормления жвачных животных / A.B. Бурмага, С.М. Доценко, A.B. Якименко, C.B. Каменев Благовещенск: Даль-ГАУ, 2013.- 46 с.

Авторские свидетельства и патенты РФ на изобретения:

43. A.c. №14114354. СССР, МПК А 01 F 29/00. Измельчитель-смеситель / С.М. Доценко, Ю.Н. Нагорный, А.В Бурмага (СССР). -№ 4098328/30-15; за-явл. 04.06.86; опубл. 07.08.88, Бюл. №29-3 с.:ил.

44. A.c. №1419637 СССР, МПК А 01 К 5/00. Раздатчик-смеситель / С.М. Доценко, А.В Бурмага (СССР). -№ 4216234/30-15; заявл. 03.02.87; опубл.

30.08.88, Бюл. №32-3 с.:ил.

45. A.c. №1428320 СССР, МПК А 01 К 5/00. Кормораздатчик-смеситель / С.М. Доценко, А.В Бурмага (СССР). -№ 4206934/30-15; заявл. 06.03.87; опубл. 07.10.88, Бюл. №37-2 с.:ил.

46. A.c. №1456072. СССР, МПК А 01 К 5/00. Раздатчик-смеситель / А.В Бурмага, С.М. Доценко (СССР). -№ 4214661/30-15; заявл. 23.03.87; опубл.

07.02.89, Бюл. №5-3 с.:ил.

47. A.c. №1498439. СССР, МПК А 01 К 5/00. Раздатчик-смеситель / С.М. Доценко, А.В Бурмага (СССР). -№ 4317901/30-15; заявл. 19.10.87; опубл. 07.08.89, Бюл. №29-2 с.:ил.

48. Пат. № 2515037 Российская федерация, МПК А01К5/00. Мобильный раздатчик кормов / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, C.B. Каменев.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ДальГАУ.-2013103732/13; заявл.28.01.2013; опубл. 10.05.2014. Бюл. №13. - 4 с.:ил.

49. Пат. № 2518881 Российская федерация, МПК А01К5/02. Кормораздатчик / С.М. Доценко, A.B. Бурмага, C.B. Каменев, A.B. Якименко.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ДальГАУ.-2013103731/13; заявл.28.01.2013; опубл. 10.06.2014. Бюл. №16. - 4 с.:ил.

50. Решение о выдаче пат. Российской федерации по заявке № 2013105363/13(008010). Способ приготовления кормовых смесей /С.М. Доценко, A.B. Бурмага, Л.Г. Крючкова //.

Автор выражает искреннюю благодарность д.с.-х.н., профессору П.В. Тихончуку, директору ФГУП «ОПХ ВНИИ сои» С.Н. Шпилёву, за помощь в организации проведения экспериментальных исследований и производственной проверки, членам диссертационного Совета СибИМЭ (г. Новосибирск) а также д.т.н., профессору A.M. Емельянову и д.т.н., профессору В.В. Самуйло за ценные советы и консультации по вопросам, решаемым в диссертации.

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 10.06.2014 г. Формат 60x90/16. Уч.-изд.л. - 2,0. У сл.-пл. - 2,75. Тираж 110 экз. Заказ 215.

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