автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка технологии и обоснование средств механизации приготовления силосованных кормов в малообъемных хранилищах

На правах рукописи

ДЕТИСТОВА Ольга Ивановна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СИЛОСОВАННЫХ КОРМОВ В МАЛООБЪЕМНЫХ ХРАНИЛИЩАХ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград 2003

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Ставропольский государственной аграрный университет» (СГАУ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

АНГИЛЕЕВ О.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

СЕМЕНИХИН А.М.

доктор технических наук, старший научный сотрудник ТИЩЕНКО М.А.

Ведущее предприятие - Ставропольский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства (СНИИЖК)

Защита состоится « ^ » декабря 2003 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.005.01 в Государственном научном учреждении «Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и нроектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства» (ВНИПТИМЭСХ) по адресу: 347740, г.Зерноград Ростовской области, ул.Ленина, 14, в зале заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИПТИМЭСХ.

Автореферат разослан « ^ » ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, старший научный сотрудник

В.Ф.Хлыстунов

1725^

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время значительная часть поголовья скота содержится в малых фермерских, крестьянских и личных подсобных хозяйствах (ЛПХ). По данным Ассоциации крестьянских хозяйств и сельскохозяйственных кооперативов, в перечисленных выше формах хозяйств Ставропольского края содержится 54% дойных коров, 56% свиней, 28% овец и коз, до 62% прочего скота. Подобное состояние животноводства типично и для других.регионов юга России.

В ряде случаев основным, а иногда единственным, источником дохода ч семейных крестьянских хозяйствах является производство и реализация продукции приусадебного животноводства. Производство продукции животноводства ограничивается нехваткой кормов и несбалансированностью рационов по содержанию питательных веществ» особенно в зимнее бремя. Из рациона фактически выпали наиболее эффективные и дешевые сочные корма, а именно, силос из кукурузы и подсолнечника, сенаж из однолетних и многолетних трав.

Приготовление н хранение силоса в типовых горизонтальных силосохранилищах (ГСХ), расположенных, как правило, при животноводческих фермах и комплексах, затрудняет приобретение этих кормов или получение их в счет оплаты услуг владельцами крестьянских хозяйств. Ежедневному подвозу силоса или сенажа, потребность в которых для хозяйского Подворья колеблется от 5 до 40 т в год, препятствуют организационные сложности и транспортные расходы. Завоз же силосованных кормов впрок невозможен, так как извлеченный из бурта силос должен быть скормлен скоту в течение суток.

Необходим поиск новых технологических и технических решений, обеспечивающих приготовление качественных и дешевых кормов непосредственно в крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйствах, содействующих росту производства продукции животноводства.1

Цель работы - совершенствование технологического процесса и обоснование технических средств приготовления силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах.

Объект исследования - технология, оборудование и средства механизации производства силосованных кормов.

Предмет исследования - закономерности технологических процессов и качественные характеристики технических средств приготовления силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах.

Научная новизна заключается в разработке и научном обосновании предложений по обновлению технологии силосования кормов в малообъемных приусадебных хранилищах; разработке алгоритма и программного обеспечения выбора параметров ка

установлении закономерностей

ненного удара, определении и математическом описании характеристик процесса уплотнения сгебельчатых материалов под воздействием ударной нагрузки; энергетической оценке закладки силосуемых кормов в малообъемные хранилища.

Практическая значимость:

- разработан^ рекомендации по применению технологии скоростного приготовления силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах для крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйств;

- изучены закономерности уплотнения растительной массы под воздействием ударной нагрузки, которые являются основанием для разработки и усовершенствования ручных механических устройств уплотнения кормов в малообъемных силосохранилищах;

- установлен типоразмерный ряд малообъемных хранилищ и алгоритм расчета их параметров для использования проектными организациями при разработке приусадебных построек животноводческого назначения;

- предложены технологические и конструктивно-технические решения, нашедшие применение в ряде крестьянских и фермерехих хозяйств Ставропольского и Краснодарского краев.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях СГАУ (19992003гг.), научно-практической конференции ВНИПТИМЭСХ (г.Зерноград, 2001 г.), 1-й и 2-й Российских научно-практических конференциях по физико-техническим проблемам создания новых технологий в ЛПК (г. Ставрополь, 2001, 2003 г.), ежегодном заседании Ассоциации крестьянских, фермерских и кооперативных хозяйств Ставропольского края (2002 г.).

Публикация результатов исследования. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ, получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003610882.

Структура и объем диссертации. Состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, библиографии, включающей 115 наименований, в том числе 8 работ на иностранных языках, 11 приложений. Работа изложена на 149 страницах, включая 50 рисунков и 37 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, раскрыта практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «.Состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрены известные технологии силосования, проведен анализ приемов и методов приготовления силосованных кормов. Методологическую и теоретическую базу исследований составили работы А.А.Зубрилина, И.Я.Автомо-

нова, П.Т.Колесникова, А.М.Семенихина, Г.Г.Маслова, О.Г.Ангилеева, В.Д.Батигцева, Н.П.Алексенко, В.Г.Короткова, В.Д.Карпенко, В.Кирша, Г.Гильдебрандта, Г.Лаубе, В.Шмидта, Г.Веттерау, Ф.Вайбаха и других ученых. В работах обосновано получение силосованного корма с высокими качественными показателями при уборке растений в оптимальную фазу вегетации, должном измельчении растительной массы, быстрой закладке и тщательном уплотнении ее 8 хранилище, конструкция которого обеспечивает надежную изоляцию корма от неблагоприятного воздействия внешней среды. Разработаны приемы и технические средства для массовой закладки силосованных кормов в вертикальные и горизонтальные силосохранилища, вместимость которых составляет от сотен до нескольких тысяч тонн корма. Закладка подобных объемов силоса и сенажа в хранилище обеспечивалась в течение 3-7 дней с использованием специальных технических устройств, химических консервантов и новейших укрывных материалов.

Рабочей гипотезой исследования принята возможность низкозатратного, энерго- и трудосберегающего приготовления качественных силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах путем сооружения малообъемного силосохранилища рациональной конструкции, создания условий для самоуплотнеиия массы с доуплотнением ее ударной нагрузкой, скоростного выполнения всех работ - от скашивания массы в поле До герметизации хранилища - в течение одного дня или нескольких часов.

В результате анализа состояния вопроса и в соответствии с поставленной целью в задачи исследования входило: >

- обосновать типоразмерный ряд и разработать рациональную конструкцию малообъемных приусадебных силосохранилищ;

- составить алгоритм расчета объема, размеров и других параметров малогабаритного силосохранилища, потребности в материалах на его сооружение;

- рассмотреть характер самоуплотнения (усадки) силосной массы в малообъемном хранилище и получить закономерности уплотнения силосуемой массы под воздействием ударной нагрузки:

- разработать и предложить технологию скоростной закладки силоса в малообъемных приусадебных хранилищах;

- определить энергетические, трудовые и материальные затраты на приготовление снлосозанных кормов и осуществить проверку предложенных конструктивно-технологических решений в условиях крестьянских (фермерских) хозяйств.

Вторая глава «Теоретические исследования» состоит из трех разделов. В разделе 2.1 «Расчет конструкции малообъемных силосохранилищ» определен типоразмерный ряд и изложена последовательность расчета параметров малообъемных приусадебных хранилищ (см. таблицу). Выбор шага типо-

размерного ряда принят из расчета содержания кратного поголовья дойных коров, откормочного молодняка КРС, а также овец, свиней и рабочих лошадей.

Типоразмерный ряд .малообъемных силосохранилищ

Поголовье содержащегося скота

Коровы,гол. 2 4 0 8 10 12 16 20

Молодняк КРС на откорме, гол. 6 9 12 15 18 24 30

Основные парамет эы силосохранилища

Объем. мл 8,0 18,0 25,0 32,0 40,0 50,0 63.0 90,0

Вместимость, т 5,0 10.0 15,0 20,0 24,0 30.0 37,0 54.0

Размеры, м: длина 2,0 3,0 4,2 5,3 5.3 6.7 8.4 12.0

ширина 2,0 3,0 3.0 3.0 3.0 3,0 3.0 3,0

высота (глубина) 2,0 2,0 2,0 2,0 2.5 2.5 2.5 2.5

Выполнен расчет номограммы и составлена блок-схема алгоритма расчета параметров малообъемного приусадебного силосохранилища и потребности в материалах на его сооружение.

Автоматизированный расчет позволил получить данные о необходимом объеме О и длине а хранилища, их числе N на подворье; потребности в бетоне Бт (м ) и арматурной сетке Бш (м2) на сооружение хранилища, в укрывной синтетической пленке (м2).

В разделе 2.2 «Исследование процесса самоуплотнения (усадки) силосной массы в малообъемных хранилищах» с учетом физико-механических свойств кормов рассмотрены возможности их самоуплотнения з емкостях прямоугольного и круглого сечения с вертикальными стенками. Процесс усадки измельченных растительных частиц происходит в результате взаимодействия силы тяжести силосной массы со сцеплением и внутренним трением частиц материла, а также внешним трением частиц о стенки емкости. В целом процесс усадки измельченных кормовых материалов высокой скважности представлен нами эмпирическими формулами, предложенными акад. Р.А.Муллером для фунтов нормальной влажности.

Эпюры вертикальных давлений р. силосной массы на днише емкости квадратного сечения (в=Ф=3,0 м) при высоте А=3,0 м (кривая 1) и характер изменения их по высоте емкости длядг=у=1,5 м (кривая 2) показаны на рис.1.

Анализ показывает, что абсолютные значения р: по центру днища на 18% выше, чем по краям и снижаются с уменьшением толщины вышележащего слоя. Это положено в основу требований к конструкции малообъемных хранилищ и режимам их заполнения, обеспечивающих оптимальные условия для самоуплотнения массы, а именно: стены хранилища прямоугольного сечения должны быть плавно сопряжены между собой и днищем, не иметь неровностей, шероховатостей. По возможности целесообразно облицовывзть

Рис.!. Эпюры вертикального • 1,0 давления р: силосной массы на днише емкости квадратного сечения (кривая 1) и ха-2 0 рактер изменения их по вы» соте емкости (кривая 2)

13,0

их материалом с низким коэффициентом трения. Обеспечение условий самоуплотнения корма в малообъемных хранилищах является важным, но не достаточным элементом для достижения требуемой плотности массы в 550650 кг/м3. Необходимо принудительное уплотнение растительного материла, особенно в местах прилегания его к стенкам хранилища.

В разделе 2.3 «Исследование процесса уплотнения листостебельного материала под действием ударной нагрузки» базовыми при изучении процесса уплотнения явились труды акад. В.П.Горячкина, Г.К.Васильева, В.З.Васильева, В.И.Особова, других ученых, исследовавших закономерности воздействия ударной нагрузки на органические материалы.

Импульс соударения штемпеля с уплотняемым материалом равен

т(Эн-9к) = М9к, (1)

где т - масса штемпеля, кг; М - масса уплотняемого материала, кг, 9К - скорость штемпеля до удара, м/с; А. - скорость штемпеля после соударения (скорость отскока), м/с.

Тогда 9К = ,9и|1 + —) . (2)

V т)

Кинетическая энергия штемпеля до и после удара равна соответственно

т&1

(4)

Работа деформации = АН-АК. (5)

Подставляя^ значения составляющих из формул (3) и (4) в выражено ,

ние (5), получим А^ф = ^—-1. (б)

Отсюда следует, что работа деформации зависит от массы и начальной и конечной скорости штемпеля.

При ударе деформация вязко-упругого материала протекает быстрее релаксации, материал приобретает кинетическую энергию сжатия или силы отдачи А,т, реализующейся через частичное восстановление объема со скоростью, равной скорости отскока Э„ штемпеля

М&1

4» (7)

Работа, затраченная на выполнение полезной деформации материала,

равна

Адеф - Аеф - ■Аот • (8)

Подставляя в выражение (8) значения составляющих (6) и (7), получим

.„ MSS

(9)

Как видно, полезная работа деформации зависит от скорости штемпеля Э„ в момент удара, скорости отскока штемпеля или скорости восстановления Эк и массы М уплотняемого материала.

Нами построена номограмма распределения кинетической эне, гии удара при уплотнении скважистого (рыхлого) материала стесненным ударом в зависимости от скорости взаимодействующих тел для различного соотношения соударяемых масс.

Эффективность приложения ударной нагрузки оценена коэффициентом полезного действия удара tj^ представляющим собой отношение кинетических энергий остаточных деформаций (9) и штемпеля до удара (3)

00)

Л ff

или ■ (И)

Из уравнения (И) видно, что т]}„ достигает максимума, когда скорость штемпеля Эк~* min, что имеет место при уплотнении толстого слоя рыхлого материала, когда М»т. В случае £>,-► тих, отношение 9i/&„ -> 1, отскок штемпеля от поверхности уплотнения достигает наибольших значений, а КПД удара при этом относительно невелик. Однако и в этом случае

энергия отскока не уходит впустую, она возвращается массе через повторные удары, носящие характер затухающих колебаний. Это увеличивает эффективность работы механизмов, основанных на уплотнении материала ударной нагрузкой.

Нами рассмотрены возможности уплотнения силосуемой массы штемпелем, находящимся в свободном падении.

Скорость 9 штемпеля в момент соприкосновения с уплотняемым материалом З-у/т^Н , (12) где Я- высота падения штемпеля, м; £ - ускорение свободного падения, м/с2.

Продолжительность свободного падения Дг штемпеля при начальной скорости равной нулю (^ = 0)

(13)

Величина импульса тела у, приходящегося на единицу площади . т& , . т^НН

,=- иди } а.....— (14)

5 1 Б

где 5- площадь основания штемпеля, м2.

Максимальное напряжение а^а при ударе

тах~-^-• С15)

Здесь / - продолжительность удара, с.

Продолжительность удара исчисляется долями секунды и зависит от вида и агрегатного состава материала, его плотности, влажности и других факторов.

Средняя сила сопротивления материала Рсоп ударному воздействию штемпеля будет

р «-2.

сп" АН

(16)

где АН - полная деформация материала, определяемая размером максимального погружения штемпеля в массу, м.

При = 0 Рсоп~Ш-%-{Н + АН). (17)

АН

Посредством формул (12-17) определяется характер ударного воздействия штемпеля при любых конкретных случаях соударения.

На основании изложенного нами сделаны следующие заключения:

- масса штемпеля, при воздействии на материал ударной нагрузкой, должна превышать массу материала, непосредственно подвергающегося деформации, что определяет толщину единичного уплотняемого слоя;

ГГ

- скорость соударения штемпеля с уплотняемой массой не должна превышать некоторого критического значения, ограничиваемого прочностными свойствами клеток растительного материала; ■

- площадь основания штемпеля, контактирующая с уплотняемой массой, должна быть достаточно велика, чтобы не разрушать продольные связи частиц материала по периметру основания штемпеля.

В третьей главе «Программа и методика экспериментального чередования» изложен ряд частных методик проведения наблюдений, дано описание экспериментальной установки, приборов и оборудования.

При проведении лабораторных исследований изучен характер распространения напряжений и деформаций по глубине уплотняемого слоя растительной резки, определена оптимальная толщина единичного уплотняемого слоя массы, получены числовые значения оптимальных ударных воздействий и импульсов, обеспечивающие уплотнение силосуемой массы до плотности 550-650 кг/м3, определены затраты энергии на уплотнение кукурузной резки под действием ударной нагрузки.

Исследования проводили на разработанной нами лабораторной установке, схема которой представлена на рис.2. Установка состоит из рабочей камеры 3, штемпеля 5, перемещающегося по направляющей 4, комплекта тен-зометрических датчиков 7, размешенных на стенках и съемном днище рабочей камеры.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для исследования уплотнения листостсбелыюго материала под действием ударной нагрузки: 1 - основание; 2 - рама; 3 - рабочая камера; 4 - направляющая; 5 - штемпель; 6 - слон материала высотой А; 7 - тспзометричсский датчик; 8 - блок питания постоянного тока; 9 - плата АЦП ЛЛ-70М4; 10 -системный блок персонального компьютера

Толшкну слоя растительной массы, уплотняемого ударной нагрузкой в рабочей камере, изменяли в пределах от 0,1 до 1,0 м, массу штемпеля - от 12 до 30 кг, высоту его падения - от 0,05 до 0,50 м.

Электрические аналоговые сигналы от датчиков С05 (7) поступали на многофункциональную плату JIA-70M4 (9) аналогового и цифрового ввода/вывода. Плата адаптера была совмеще. д с компьютером IBM РС\ХТ\АТ (10) и содержала три функциональных устройства: аналогово-цифровой канал (АЦП) (время преобразования 70 мке), 16-разрядный цифровой порт (ЦП) и схему обработки прерываний. Адаптер обеспечивал ввод и вывод 16 цифровых и ввод в компьютер 16 аналоговых сигналов, преобразованных в цифровую форму. Цифровые значения сигналов получены с помошью программы-регистратора J1A-70LAVP, Версия 3.3, данные записывались в Формате MS EXCEL.

Дальнейшую статистическую обработку производили с использованием стандартных средств типа STAT GRAPHICS.

Для исключения влияния неконтролируемых факторов - произвольной ориентации частиц растительной массы в рабочей камере, температуры и влажности окружающего воздуха и других, - порядок проведения опытов и ловторностей был рандомизирован с помошью таблицы случайных чисел.

Влажность, фракционный состав и насыпную плотность исходного материала определяли согласно ГОСТ 2363S-90.

Производственные исследования включали отработку как последовательности сооружения малообъемного приусадебного силосохранилища в крестьянском хозяйстве, так и технологии заготовки и приготовления силоса. По разработанной нами технологии предусмотрено выполнение в течение одного светового дня всех операций, начиная от органолептнческой оценки кукурузной массы на корню, скашивания, измельчения, погрузки ее в транспортные средства сшюгоуборочнымн агрегатами и подвоза к месту закладки и завершая заполнением хранилища, послойным уплотнением массы ударной нагрузкой, вывершиваинсм хранилища, укрытием корма полотнищем пленки и устройством грунтового покрытия.

В четвертую главу «Результаты экспериментальных исследовании» включены 2 раздела. В разделе 4,1 «Закономерности утотнгшш листо-стебельной массы под действием ударной нагрузки» рассмотрено влияние величины импульса силы / и числа ударных воздействий п на уплотнение единичного слоя кукурузной резки толщиной Л, влажностью )У= 70±3%, имевшей длину частиц L^- 25±2 мм и насыпную плотность

Ра = 209,0+5,0 кг/м'.

Результаты трехфакторного дисперсионного анализа опытных данных показали, что наибольшее влияние на уплотнение листостебельной массы оказывала величина импульса /. Доля эгого фактора составляет 56,67% от

при толщине уплотняемого елояЫ ш 0,3 м

i 1 I

■а

0 г

1

5

0

5

а

6

а §

а 8-Е 2

1

г

I

£ §

3 «5

у*559,81+44,3941.П(х) Я' = 0,9768

600

400

200

у = 421,805+64,29Э1_П(х)

К2 = 0,9843 у = 2в?,945+72,338Ш(х) Я5 = 0.9944

15

25

8Й0 у= 569,319+136,7051г.(х) Я2 «0,9947

у = 535,650+145,4591л(х)

Я2 = 0.9397 у * 4бЗ,067+164,8641.П(х) Я2 = 0.9950

при толщине уплотняемого слоя /ц ** 0.5 м

800

600

400

200

у = 453,905+б1.3401п(х) Я2 = 0.9915

I I

у = 421,969+51,098Цп(х)

Р.' = 0,9949 у* 365,864+34.819и1(х) Й2 » 0.9790

15

25

у = 636,043+116,8391п(х)

03,0761П(Х) й3 * 0.9997 У = 466,015*88.506ЩХ) Я' ■ 0.9985

при толщине уплотняемого слоя Ь-к 310.7 м

300

у = 357,908+65,0551п(х)

И2 => 0,9920 у = 349.999+50,9531п(х) = 0,9969

200

у « 321.843+34,2961п(х) Кг» 0,9745

I .1 I _

15

25

аоо

600

400

у = 478,637+90,8381п(х)

Яг = 0 9998

у = 454,554+80.17В1.П(х) Яг = 0.9982

200

I I К у = 406,232+58, ?761п{х) К2 » 0.9835

_! I I

0,6

1.6

2,6

Число воздействий п ударной нагрузкой, ед

Величина импульса силы (, Н-с

Условные обозначения: ф - соответствует импульсу силы 0,6Н-с; □ -1,6! 1-е; Д - 2,6Н-с;

+) - соответствует 5-и. о - 15-и, х - 25-и ударным воздействиям Рис. 3. Графики функциональных зависимостей и уравнения регрессии плотности массы рх от величины импульса силы /, числа воздействий п ударной нагрузкой и толщины,уплотняемого слоя Л кукурузной резки длиной £ф=25±2 мм и влажностью 70±3%

суммы влияния учтенных и неучтенных факторов. Доли влияния числа ударных воздействий п и толщины уплотняемого слоя Л соответственно равны 16,07 и 21,69%. Суммарная доля влияния межфакторных взаимодействий и их тройного взаимодействия составила 5,3%.

Дня прогнозирования размера отклика при различных значениях факторов, подбор функциональных зависимостей осуществляли методом наименьших квадратов с использованием компьютерной программы Microsoft Graph. Нами получены коэффициенты регрессии и размеры достоверности их аппроксимации Rг. Графики функциональных зависимостей представлены на рис. 3, одна из которых приведена в виде поверхности отклика на рис.4.

Рис. 4. Зависимость плотности массы д при уплотнении ударной нагрузкой от величины импульса силы i и числа воздействий« для кукурузной резки длиной Lip = 25±2 мм и влажностью 1У = 70±3% при толщине слоя 0,3 м

При уплотнении кукурузной резки циклическим приложением ударной нагрузки наиболее производительным режимом явилось уплотнение слоя материала толщиной h - 0,3 м с приложением ударной нагрузки наибольшего импульса i = 2,6 (Н-с)/смг, при котором увеличение плотности материала в 2,8 раза (с исходных 214 до 600 кт/м3) происходило за 5 ударных воздействий. При увеличении толщины слоя до 0,5 м необходимая плотность 600 кг/м3 достигалась за 10-11 ударных воздействий.

В условиях крестьянских хозяйств укладка в хранилище-слоя массы строго ограниченной толщины затруднительна. Поэтому нами рекомендована укладка слоя ц пределах 0,3-0,5 м, обеспечивающая нормативную плотность за 5-11 ударных воздействий.

Замечено, что процесс уплотнения листостебелыюй массы можно рассматривать как состоящий из двух характерных этапов, условно названных

5 10 15 20 25 Число воздействий п, ед.

1,1 Импульс силы I, Не

2,Б'

нами предварительное уплотнение и собственно уплотнение. При первых 3-5 ударных воздействиях предварительное уплотнение), увеличение плотности происходит преимущественно за счет взаимного смещения частиц между с Зой. В дальнейшем уплотнение происходит в основном за счет деформации скелета частиц к характеризуется меньшей величиной приращения Ар, за единичное воздействие.

График предварительного уплотнения слоя кукурузной резки толщиной А» 0,3 м при воздействии ударной нагрузкой с величиной импульса / « 2,6 Н-с представлен на рисунке 5.

Рис. 5. Зависимость плотности массы р-, от числа воздействий п ударной нагрузкой на этапе предварительного уплотнения кукурузной резки

1 2 3 4 5 Число воздействий п.. ед.

Полученная зависимость выражена уравнением регресс» т:

р, = 215,377 +412.701л -189,299нг +39,273л1 -2,937и4. (18)

При сравнении расчетных и экспериментальных значений плотности массы р;. /-тест - 0,958509, /•'-тест - 0,997428, что свидетельствует о достоверности ре!ультатов и высокой точности полученной зависимости (18).

В разделе 4.2 «Влияние длины резки и влажности материала на процесс уплотнения силосусмои /ммссы ударной нагруцкошУ приведены зкепери-ментальные результаты и анализ совместного влияния изученных параметров. Установлено, что длина резки и влажность массы в рассматриваемых пределах (I = 15-35 мм и Ж = 60-80%) на процесс уплотнения оказывают второстепенное влияние, так как их суммарная доля влияния не превышала 17 7%.

В пятую главу «Результаты производственной проверки технологии и технических средств приготовления силосованных кормов в малообъемных хранилищах» включены 3 раздела.

В разделе 5.1 «Результаты производственных испытаний» приведены сведения о закладке силоса в двух крестьянских хозяйствах, расположенных' в селах Грачевка и Старомарьевка Грачевского района Ставропольского края.

Все операции по закладке массы и герметизации хранилища были осуществлены в соответствии с нашей технологией. Закладка и уплотнение свежескошенной кукурузной резки в хранилища объемом 8,0 м3 в первом хозяйстве и 18,0 м3 во втором хозяйстве выполнены двумя работниками соответственно за 3 и 5 часов. Влажность силосуемой массы составляла в одном случае 71, в другом - 75% при средней длине резки 5 см. Плотность массы в хранилищах - 620 и 560 кг/м3.

На рис.6 показана схема укрытия малообъемных хранилищ полотнищами синтетической пленки. Во избежание механических повреждений пленку затем присыпали слоем земл.. толщиной около 0,2 м.

В процессе наблюдения установлено, что фиксируемая осадка силосной массы происходила в первые 7 дней после закладки и составила в первом случае 0,08, во втором - 0,10 м.

Первое хранилище было всгрыто на 112-й, второе - на 97-й день хранения. Объем силоса составляя соответственно 7,6S м3 при плотности массы 650 кг/м3 и 17,1 м3 при плотности массы 5S0 кг/м3. Качество корма по ОСТ 10202-97 отнесено к 1 и 2 классу.. Силос охотно поедался скотом, кормовые остатки не превышали 3%.

Рис. 6. Последовательность укрытия заполненного силосохранилища: 1 - емкость хранилища; 2 - полотнище поперечное; 3 - полотнище продольное; 4 - полотнище веохнее

В разделе 5.2 «Расчет удельных энергозатрат на приготовление силоса и сенажа в маюовъс.\шых хранилищах» рассмотрен расход прямых (топливо, живой труд) и овеществленных энергозатрат (с.-х. машины, оборудование, сооружения, расходные материалы).

Распределение энергозатрат на приготовление 1 т силоса в малообъемном хранилище по технологическим операциям и расходуемым ресурсам представлено диаграммами на рис.7.

106,34

«¿1

23,96

7

18,77

6,60

ТСМ Труд Техника Материалы

1 - скашивание, измельчение и погрузка резки

2 - транспортировка массы на 5 км

3 - уплотнение корма в хранилище

4 - распределение массы и герметизация хранилища

ВСЕГО 155,57 МДж

Рис. 7. Характер удельных энергозатрат на приготовление 1 т силоса в малообъемном хранилище по технологическим операциям (А) и расходуемым ресурсам (Б)

Из анализа энергозатрат видно:

- удельные энергозатраты на приготовление 1 т силоса в малообъемных хранилищах (155,69 МДж) сходны-с энергозатратами на приготовление этого корма в ГСХ (158,38 МДж);

- основные энергозатраты расходуемых ресурсов приходятся на топ-ливно-смазочные материалы (68,3%);

- в технологических операциях почти 60% от общих энергозатрат приходятся на транспортировку массы с поля к хранилищу вследствие низкого использования грузоподъемности применяемых транспортных средств;

- уплотнение корма ручной виброударной трамбовкой энергетически эффективно и составляет 17% от обших энергозатрат.

Удельные энергозатраты на приготовление 1 т сенажа (328,55 МДж) вдвое выше, чем при заготовке силоса. Это объясняется увеличением числа рабочих операций б технологическом процессе, снижением коэффициента грузоподъемности транспортных средств, а также меньшей урожайностью одно- и многолетних трав, убираемых на сенаж. В целом же характер распределения энергетических затрат при заготовке сенажа как по технологическим операциям, так и по расходуемым ресурсам близок к характеру распределения энергозатрат на заготовку силоса.

В разделе 5.3 «Технико-экономическая оценка рекомендуемой технологии и экономическая эффективность результатов исследования» рассчита-

кы показатели экономического эффекта, который складывается го выручки от реализации дополнительного объема животноводческой продукции, полученной за счет введения в рационы кукурузного силоса взамен сена злакового, и снижения стоимости кормового рациона. Расчет выполнен для фермерского крестьянского хозяйства с поголовьем 4 дойные коровы живой массой 450 кг и продуктивностью 5185 кг молока в год.

Себестоимость 1 т силоса) приготовленного в приусадебном хранилище, складывается из затрат на приобретение измельченной кукурузной массы, ее транспортировку, закладку в хранилище, а также отчислений на амортизацию хранилища и затрат на расходные материалы. Она составила 185,23 руб. в случае закладки массы в бетонное силосохранилище и 212,64 руб. - при закладке в грунтовое силосохранилище.

Проведенные расчеты показали, что приготовление силоса в малообъемных приусадебных хранилищах по рекомендуемой технологии позволяет получать дополнительней экономический эффект в среднем 5,16 тыс. руб. на одну дойную корову в год, или 0,975 тыс. руб. на 1 т корма. Рентабельность приготовления силоса в хранилищах предложенной конструкции со-•ставляет 534%. Использование капитального (бетонного) приусадебного силосохранилищ^ в сравнении с грунтовым хранилищем снижает годовые эксплуатационные издержки на 1 т силоса на 30% (с 92,64 до 65,23 руб.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Обоснована рациональная конструкция малообъемного приусадебного силосохранилища, установлены оптимальные размеры: длина - 2,012,0, ширина - 2,0-3,0, высота (глубина) - 2,0-2,5 м.

2. Разработано программное обеспечение для ЭВМ расчета параметров малообъемного силосохранилища, а также потребности в расходшлх материалах на его сооружение с учетом численности поголовья, плотности закладки массы в хранилище, типа кормления, нормы выдачи корма. На основе программного обеспечения составлен тнпоразмерпый ряд приусадебных хранилищ объемом от 8 до 90 м\ вместимостью от 5 до 54 т силоса.

3. Установлено, что создание благоприятных условий для самоуплотнения силосуемых кормов (длина частиц - 15-35 мм, влажность - 70-75%, гладкие поверхности и скругление сопряжения стенок) не обеспечивает требуемой плотности массы в малообъемном кормохранилище. Для достижения нормативной плотности в 600 кг/м5 необходимо принудительное' уплотнение массы, особенно по периметру хранилища.

4. На основе теоретических исследований разработана номограмма распределения кинетической энергии стсснсниого удара при уплотнении скважистых растительных материалов, позволяющая оценивать характер

взаимодействия материала и штемпеля в зоне упругих и неупругих деформаций.

5. Исследование процесса уплотнения листостебельных материалов п~ц действием ударной нагрузки позволилс получить функциональные зависимости и уравнения регрессий уплотнения слоя силосуемой массы различной толщины под дейсгвием величины импульса и количества циклов приложения ударной нагрузки для резки с длиной частиц 15, 25 и 35 мм и влажностью 60,70 и 80%.

6. Установлен оптимальный режим уплотнения растительной резки до требуемой плотности в стесненных условиях малообъемного хранилища: приложение 5-11 ударных воздействий с импульсом силы 2,6 Н е, приходящимся на 1 смг площади уплотняемого материала, при начальной толщине единичного слоя 0,3*0,5 м. Длина резки и влажность массы в рассматриваемых пределах (L - 15-35 мм и IV = 60-80%) на процесс уплотнения оказывают второстепенное слияние. Их суммарная доля влияния не превышает 17,7%. Обоснована целесообразность послойного уплотнения силосуемой массы с использованием ручных механических трамбовок.

7. Разработана технология приготовления силосованных кормов в малых фермерских, крестьянских и личных подсобных хозяйствах, позволяющая при внедрении обеспечить домашний скот высококачественным силосом в стойловый период содержания. Особенностью се является выполнение всех рабочих операций, начиная от скашивания массы в поле и завершая укрытием корма, в течение одного светового дня, а также уплотнение измельченной резки » хранилище ударной нагрузкой.

8. Удельные энергозатраты на приготовление 1 г кукурузного силоса в малообъемных хранилищах составили' 155,69 МДж. На долю уплотнения корма в малообъемном хранилище с использованием ручной механической Трамбовки преходится до 17% энергозатрат.

9. Капитальные .вложения на сооружение бетонного приусадебного силосохраинлища составили 163,2 руб. на 1 м1 объема хранилища, или 248,7 руб. на t т приготзвлнзземого корма и скуп'.у.ись з течеппс первого же стойлового периода (0,3 года). Дополнительный экономический эффект, вследствие использования корма, заготовленного по предложенной технологии, составил В среднем 5,16 тыс. рублей на одну дойную корову з год, или 975 рублей на I т корма.

Рентабельность приготовлешш силоса в .малообьемных хранилищах равна 534%.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. Детистова О.И. Перспективы механизации животноводства в современных условиях /О.Г.Ангилеев, В.И.Будков, О.И.Детистова // Повышение эффективности использования сельскохог |Лственной техники: Сб. науч. тр. / СГСХА. - Ставрополь, 2000. - С. 106-112.

2. Детистова О.И. Исследование теплофизических свойств грунтового покрытия силосохранилища / О.Г.Ангилеев, О.И.Детистова // 1-я Российская научно-практическая конкуренция '«Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе»: Сб. науч. тр. / СГСХА. - Т. 1.- Ставрополь, 2001. - С.156-159.

3. Детистова О.И. Приусадебное силосохранилище / О.Г.Ангилеев, О.И.Детистова // Сельский механизатор. - №12. - 2002. - С.43-44.

4. Детистова О.И. Программа для ЭВМ: Автоматизированный расчет многосекционного силосохранилища (АРМС) / В.И.Будков, О.И.Детистова, О.Г.Ангилеев. - М.: Роспатент, 2003. - 24 с.

5. Детистова О.И. Алгоритм расчета силосохранилища для фермерского хозяйства / В.И.Будков, О.И.Детистова // 11-я Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы "создания новых технологий в агропромышленном комплексе»: Сб. науч. тр. / СГАУ.- Т.1.-Ставрополь, 2003. - С, 146-149.

6. Детистова О.И. Приготовление силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах / Информ. листок Ставропольского ЦНТИ, №63-115-02.

7. Детистова О.И. Исследование процесса уплотнения лнстосте-бельчатого материала под действием ударной нагрузки / О.И.Детистова, О.Г.Анг»леев // 31-я Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе»: Сб.науч.тр. / СГАУ. - Т.1.- Ставрополь, 2003. - С.181-185.

8. Детистова О.И. Расчет энергозатрат на приготовление силоса и сенажа в малообъемных хранилищах / О.И,Детистова, О.Г.Ангилеев // П-я Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном' комплексе»: Сб. науч. тр. / СГАУ. - Т.1.- Ставрополь, 2003.-С. 185-189.

Подписано к печати 3.112003 г. Формат 60x84 1/16.

Объем 1 пл. Тираж 100 экз. Заказ 22-2003. Печатно-множительная группа ВНИПТИМЭСХ

2L_OO?-A 7257

» 17259

) и

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Краткий обзор приемов и методов силосования стебельного сырья в хранилищах различной конструкции.

1.2 Анализ факторов, влияющих на качество силосования кормов.

1.3 Технология и технические средства уплотнения силосуемой массы ударной нагрузкой.

1.4 Выводы из главы 1.

1.5 Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Расчет конструкции малообъемных силосохранилищ.

2.2 Исследование процесса самоуплотнения (усадки) силосной массы в малообъемных хранилищах.

2.3 Исследование процесса уплотнения листостебельного материала под действием ударной нагрузки.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.:.

3.1 Общие положения и программа исследования.

3.2 Последовательность сооружения малообъемных силосохранилищ.

3.3 Методика приготовления силосованных кормов в малообъемном хранилище.

3.4 Методика исследования процесса уплотнения листостебельного материала под действием ударной нагрузки и обработки полученных результатов.

3.5 Описание экспериментальной установки, устройств и приборов.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Закономерности уплотнения листостебельной массы под действием ударной нагрузки.

4.2 Влияние длины резки и влажности материала на процесс уплотнения силосуемой массы ударной нагрузкой.

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОВЕРКИ ТЕХНОЛОГИИ '' И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СИЛОСОВАННЫХ КОРМОВ В МАЛООБЪЕМНЫХ ХРАНИЛИЩАХ.

5.1 Результаты производственных наблюдений.

5.2 Расчет удельных энергозатрат на приготовление силоса и сенажа в малообъемных хранилищах.

5.3 Технико-экономическая оценка предложенной технологии и экономическая эффективность внедрения результатов исследования.

Актуальность исследования. В настоящее время значительная часть поголовья скота содержится в малых фермерских, крестьянских и личных подсобных хозяйствах (ЛПХ). По данным Ассоциации крестьянских хозяйств и сельскохозяйственных кооперативов, в перечисленных выше формах хозяйств Ставропольского края содержится 42% от общего поголовья КРС, в том числе 54% дойных коров, 56% свиней, 28% овец и коз, до 62% прочего скота. Названные цифры типичны и для других регионов степной зоны юга России.

В ряде случаев основным, а иногда единственным источником дохода в семейных крестьянских хозяйствах является производство и реализация продукции приусадебного животноводства - молока, мяса, яиц, невыделанных овчин и шкур скота, шкурок неплотоядных пушных зверей.

По результатам опросов, выполненных службами органов местной администрации в Ставропольском и Краснодарском краях, Ростовской области и в некоторых республиках Северного Кавказа, основным фактором, ограничивающим рост поголовья скота в крестьянских хозяйствах и сдерживающим увеличение производства продукции животноводства, является нехватка кормов и несбалансированность рационов по содержанию питательных веществ. Дефицит кормов обостряется в зимнее время и приводит к выраженным сезонным колебаниям численности поголовья и продуктивности скота. По мнению специалистов, сложившееся положение во многом является следствием того, что из рациона скота приусадебного содержания фактически выпали наиболее эффективные и дешевые сочные корма зимнего периода, а именно силос из кукурузы и подсолнечника, сенаж из однолетних и многолетних трав.

Силос и сенаж приготавливают и хранят в типовых горизонтальных силосохранилищах (ГСХ) большого объема, расположенных при животноводческих фермах и комплексах. Приобретение этих кормов или получение их в счет оплаты услуг владельцами крестьянских хозяйств носит эпизодический характер. Кроме того, использованию подвозного силоса или сенажа препятствуют, вопервых, организационные сложности и существенные транспортные расходы, связанные с регулярной доставкой корма от мест хранения до усадьбы ЛПХ. Во-вторых, нарушается условие неразрывности временной цепи «силосный бурт - кормушка», в соответствии с которой, извлеченный из бурта силос не подлежит хранению и должен быть скормлен скоту в течение непродолжительного времени, так как при плюсовой температуре воздуха корм быстро окисляется, а при минусовой - промерзает.

Подсчитано, что потребность единичного ЛПХ в силосе в зимний период составляет от 5 до 40 т. Заготовить указанные объемы силоса возможно путем закладки его в малообъемные приусадебные хранилища. Однако типовых проектов малообъемных хранилищ для силоса и сенажа на настоящее время нет. Соответственно нет и технологий ускоренного силосования ограниченной массы сочных кормов, не определены и не известны оптимальные режимы закладки небольших объемов растительных материалов. Нет и технических средств для уплотнения корма в приусадебных хранилищах малого объема.

Исходя из изложенного, сформулированы цель и задачи исследования.

Целью работы является совершенствование технологического процесса и обоснование технических средств приготовления силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах.

Задачи исследования:

- обосновать типоразмерный ряд и разработать рациональную конструкцию малообъемных приусадебных силосохранилищ;

- составить алгоритм расчета объема, размеров и других параметров малогабаритного силосохранилища, а также потребности в материалах на его сооружение;

- рассмотреть характер самоуплотнения (усадки) силосной массы в малообъемном хранилище и получить закономерности уплотнения силосуемой массы под воздействием ударной нагрузки;

- разработать и предложить технологию скоростной закладки силоса в малообъемных приусадебных хранилищах;

- определить энергетические, трудовые и материальные затраты на приготовление силосованных кормов и осуществить проверку предложенных конструктивно-технологических решений в условиях крестьянских (фермерских) хозяйств.

Объектом исследования явились технология, оборудование и средства механизации производства силосованных кормов.

Предмет исследования - закономерности технологических процессов и качественные характеристики технических средств приготовления силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах.

Методологическая и теоретическая основа исследования заложена научными трудами отечественных и зарубежных исследователей, посвященных разработке технологий и средств механизации приготовления силоса, проф.

A.А.Зубрилина, И.Я.Автомонова, П.Т.Колесникова, А.М.Семенихина, Г.Г.Маслова, О.Г.Ангилеева, В.Д.Батищева, Н.П.Алексеенко, В.Г.Короткова,

B.А.Карпенко, В.Кирша, Г.Г.Гильдебрандта, Г.Лаубе, В.Шмидта, Г.Веттерау, Ф.Вайбаха и других.

При теоретическом и экспериментальном исследовании закономерностей деформации органических материалов под воздействием приложения ударной нагрузки использовались труды акад. В.П.Горячкина, Г.К.Васильева, В.З.Васильева, В.И.Особова, Н.Я.Хархута и других.

При выполнении работы использовались методы системного анализа и исследования операций, натурного моделирования, сравнений и аналогий, математической обработки результатов наблюдений, а также программные средства персональных компьютеров.

Рабочей гипотезой исследования явилось предположение, что возможно низкозатратное, энерго- и трудосберегающее приготовление качественных силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйств. Этого можно достичь путем выполнения комплекса технологических и технических мероприятий, включающих сооружение малообъемного хранилища рациональной конструкции, создания условий для самоуплотнения массы с послойным принудительным уплотнением ее ударной нагрузкой, скоростное выполнение всех работ - от скашивания массы в поле до герметизации хранилища - в течение одного светового дня или нескольких часов.

Научная новизна работы заключается в разработке и научном обосновании предложений по обновлению технологии силосования кормов в малообъемных приусадебных хранилищах; разработке алгоритма и программного обеспечения выбора параметров конструкции малообъемных силосохранилищ; установлении закономерностей распределения кинетической энергии стесненного удара; определении и математическом описании характеристик процесса уплотнения стебельных материалов под воздействием ударной нагрузки, энергетической оценке закладки силосуемых кормов в малообъемные хранилища.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту.

- типоразмерный ряд и алгоритм расчета параметров малообъемных приусадебных силосохранилищ;

- закономерности процесса уплотнения силосуемой растительной массы под воздействием ударной нагрузки;

- предложения об уменьшении энергетических затрат на приготовление силосованных кормов в условиях крестьянских, малых фермерских и личных подсобных хозяйств.

Практическая значимость работы состоит в разработке технологии и обосновании технических средств скоростного приготовления качественных силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах, предназначенных для крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйств, где на настоящее время содержится основное поголовье дойных коров, крупного рогатого скота и свиней.

Установленные закономерности уплотнения растительной массы под воздействием приложения ударной нагрузки могут явиться основанием для разработки и усовершенствования ручных механических устройств уплотнения кормов в малообъемных силосохранилищах.

Предложенный типоразмерный ряд малообъемных хранилищ и алгоритм расчета их параметров могут быть использованы проектными организациями при проектировании приусадебных построек животноводческого назначения.

Реализация результатов работы выполнена в крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйствах Александровского, Грачевского, Новосе-лицкого, Шпаковского районов Ставропольского края, Лабинского района Краснодарского края.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях СтГАУ (19992003 гг.), Российских научно-практических конференциях по физико-техническим проблемам создания новых технологий в АПК (г. Ставрополь, 2002-2003 гг.), заседании Ассоциации крестьянских, фермерских и кооперативных хозяйств Ставропольского края (2002 г.). Диссертация рассмотрена и рекомендована к защите расширенным заседанием кафедры «Машины и технологии в животноводстве» Ставропольского ГАУ и сотрудников Ставропольского НИИ животноводства и кормопроизводства.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов и предложений, списка литературы и приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Обоснована рациональная конструкция малообъемного приусадебного силосохранилища, установлены оптимальные размеры: длина от 2,0 до 12,0 м, ширина - 2,0-3,0 м, высота (глубина) - 2,0-2,5 м.

2. Разработано программное обеспечение для ЭВМ расчета параметров малообъемного силосохранилища, а также потребности в расходных материалах на его сооружение с учетом численности поголовья, плотности закладки массы в хранилище, типа кормления, нормы выдачи корма. На основе программного обеспечения составлен типоразмерный ряд приусадебных хранилищ объемом от 8 до 90 м3, вместимостью от 5 до 54 т силоса.

3. Установлено, что создание благоприятных условий для самоуплотнения силосуемых кормов (длина частиц 15-35 мм, влажность 70-75%, гладкие поверхности и скругление сопряжения стенок) не обеспечивает требуемой плотности массы в малообъемном кормохранилище. Для достижения нормативной плотности в 600 кг/м необходимо принудительное уплотнение массы, особенно по периметру хранилища.

4. На основе теоретических исследований разработана номограмма распределения кинетической энергии стесненного удара при уплотнении скважистых растительных материалов, позволяющая оценивать характер взаимодействия материала и штемпеля в зоне упругих и неупругих деформаций.

5. Исследование процесса уплотнения листостебельных материалов под действием ударной нагрузки позволило получить функциональные зависимости и уравнения регрессии уплотнения слоя силосуемой массы различной толщины под действием величины импульса и количества циклов приложения ударной нагрузки для резки с длиной частиц 15, 25 и 35 мм и влажностью 60, 70 и 80%.

6. Установлен оптимальный режим уплотнения растительной резки до требуемой плотности в стесненных условиях малообъемного хранилища: приложение 5-11 ударных воздействий с импульсом силы / = 2,6 Н-с, приходящимся на 1 см2 площади уплотняемого материала, при начальной толщине единичного слоя 0,3-0,5 м. Длина резки и влажность массы в рассматриваемых пределах (Z, = 15-35 мм и W - 60-80%) на процесс уплотнения оказывают второстепенное значение. Их суммарная доля влияния на процесс не превышает 17,7%. Обоснована целесообразность послойного уплотнения силосуемой массы с использованием ручных механических трамбовок.

7. Разработана технология приготовления силосованных кормов в малых фермерских, крестьянских и личных подсобных хозяйствах, позволяющая при внедрении обеспечить домашний скот высококачественным силосом в стойловый период содержания. Особенностью ее является выполнение всех рабочих операций, начиная от скашивания массы в поле и завершая укрытием корма, в течение одного светового дня, а также уплотнение измельченной резки в хранилище ударной нагрузкой.

8. Удельные энергозатраты на приготовление 1 т кукурузного силоса в малообъемных хранилищах составили 155,69 МДж. На долю уплотнения корма в малообъемном хранилище с использованием ручной механической трамбовки приходится до 17% энергозатрат.

9. Капитальные вложения на сооружение бетонного приусадебного силосохранилища составили 163,2 руб. на 1 м3 объема хранилища или 248,7 руб. на 1 т приготавливаемого корма и окупились в течение первого же стойлового периода (0,3 года). Дополнительный экономический эффект, вследствие использования корма заготовленного по предложенной технологии, составил в среднем 5,16 тыс. рублей на одну дойную корову в год или 975 рублей на 1 т корма.

Рентабельность приготовления силоса в малообъемных хранилищах равна 534%.

1. Авров О.Е. Использование соломы в сельском хозяйстве/О.Е.Авров, З.М.Мороз. -М.: Колос, 1979.

2. Автомонов И.Я. Исследование процесса уплотнения силосуемого материала и разработка методов расчета уплотнений: Автореф. дис. . канд.техн.наук/И.Я. Автомонов. М., 1961.-21 с.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий /Ю.П.Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В.Грановский. М.: Наука, 1971. - 283 с.

4. Александров Е.В. Прикладная теория и расчеты ударных систем /Е.В.Александров, О.Б.Соколинский. М.: Наука, 1969. - 199 с.

5. Ангилеев О.Г. Разработка технологий и технических средств системной утилизации побочной продукции растениеводства: Автореф. дис. . докт.техн.наук /О.Г.Ангилеев. Зерноград, 1995. - 39 с.

6. Ангилеев О.Г. Уборочно-транспортные комплексы на заготовке силоса //Кукуруза. 1978.- №7.

7. Ангилеев О.Г. Корма и машины. Ставрополь: Кн. изд., 1977. - 128 с.

8. Ангилеев О.Г. Перспективы механизации животноводства в современных условиях /О.Г.Ангилеев, В.И.Будков, О.И.Детистова // Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники: Сб.науч.тр./СГСХА. -Ставрополь, 2000. С. 106-112.

9. Ангилеев О.Г. Приусадебное силосохранилище /О.Г.Ангилеев, О.И.Детистова //Сельский механизатор. №12. - 2002. - С.43-44.

10. П.Аруин А.С. Эргономическая биомеханика /А.С.Аруин, В.М.Зациорский. -М.: Машиностроение, 1989. -251 с.

11. А.С. 109379 Устройство для трамбования силосуемой массы. /П.Т.Колесников. 567751; Заявлено 27.02.57; Опубл.21.10.57, Бюл. № 10.

12. А.С. 1423047. Уплотнитель силоса /С.А.Белоконов и др. Опубл. Б.И. - 1988.-Бюл. №34.

13. А.С. 1598914. Уплотнитель силоса /А.Е.Рыбченко, А.М.Семенихин -Опубл.Б.И. 1990. - Бюл. № 38.

14. А.С. № 1708933. Уплотнитель силоса /Е.Е.Загоруйко Опубл. Б.И. -1992.-Бюл. 1.

15. А.С. 1014516. Способ закладки силосуемой массы в горизонтальные хранилища и устройство для его осуществления /Н.П.Алексенко и др. Опубл. Б.И. 1983.-Бюл. № 16.

16. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента. М.: Радио и связь, 1983.- 160 с.

17. Аствацатуров А.Е. Основы инженерной эргономики: Учеб. Пособие для спец. 15.03.00 «С.-х. машиностроение» /Рост, инс-т с.-х. машиностроения. -Ростов н/Дону: Изд-во Рост, ун-та, 1991. 205 с.

18. Ашмарин И.П. Быстрые методы статической обработки и планирование экспериментов /И.П.Ашмарин, Н.Н.Васильев, В.А.Амбросов. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1971. - 78 с.

19. Батищев В.Д. Механизация приготовления силоса и сенажа. М.: Рос-сельхозиздат, 1983. - 64 с.

20. Батищев В.Д. Горизонтальные силосохранилища и способы их заполнения //Сельское хозяйство за рубежом. 1981. - № 4. - С.54-61.

21. Батищев В.Д. Исследование процессов распределения кормовой массы и формирование центрального выгрузного канала при загрузке сенажных башен: Автореф. дис. . канд.техн.наук/В.Д.Батищев. -М., 1976. -21 с.

22. Бауман В.А. Вибрационные машины и процессы в строительстве /В.А.Бауман, И.И.Быховский. М.: Высшая школа, 1977.

23. Беспамятнов А.Д. Заготовка высококачественного силоса: Технология //Кукуруза и сорго. 1986. - № 4. - С.29-31.

24. Богданов Г.А. Сенаж и силос (Приготовление) /Г.А.Богданов, О.Е.Привало. М.: Россельхозиздат, 1983. - 319 с.

25. Боярский Л.Г. Приготовление сенажа. М.: Агропромиздат, 1988. -53 с. - (Корма - основа интенсификации животноводства).

26. Будков В.И. Программа для ЭВМ: Автоматизированный расчет многосекционного силосохранилища (АРМС) /В.И.Будков, О.И.Детистова, О.Г.Ангилеев. М.: Роспатент, 2003. - 24 с.

27. Вагин Е.А. Сравнительная эффективность хранения силоса в траншеях и сенажа в башнях БС-9,15 //Кормопроизводство. 1981. - № 8. - С.12-14.

28. Вайбах Ф. Потери питательных веществ при силосовании и пути их снижения //Международный сельскохозяйственный журнал. 1970. - № 1.

29. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. 3-е изд., доп. и перераб. - М.: Колос, 1973. - 199с.

30. Войнова-Райкова Ж. и др. Микроорганизмы. Пер. с болг. М.: Агропромиздат, 1986.

31. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.З. -М.: Колос, 1965. 384 с.34гГребенник В.И. Энергетический анализ сельскохозяйственных технологий. Курс лекций. Ставрополь: СГСХА, 1994. - 103 с.

32. Гудзон Н. Охрана почвы и борьба с эрозией. Пер. с англ. М.: Колос,1974.

33. Даниленко И.А. Измельчение силосуемой массы. /И.А.Даниленко, К.А.Перевозина//Кукуруза. 1963. - № 9. - С.22-23.

34. Детистова О.И. Приготовление силосованных кормов в малообъемных приусадебных хранилищах /Информ. листок Ставропольского ЦНТИ, №63-115-02.

35. Иоффе В. Влияние степени измельчения травы на качество сенажа /В.Иоффе, Л.Гольцблат, П.Колодич //Животноводство. 1980. - № 6. - С.42-43.

36. Калашников А.П. Кормление молочного скота. Изд. 2-е. М.: Рос-сельхозиздат, 1978. - 255 с.

37. Калашников А.П. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1985.

38. Карпенко В.Д. Уплотнение силосуемой массы тракторами /В.Д.Карпенко, А.Н.Щербина //Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974. - № 7.

39. Карпенко М.И. Получение измельченного силоса высокого качества //Кормопроизводство. 2000. -№11.- С.29-31.

40. Карпузова В.И. Как организовать учет и отчетность в крестьянском (фермерском) хозяйстве. Вып.1 /В.И.Карпузова, Л.В.Постникова. -М.: Инфор-магротех, 1995. 48 с.

41. Кива А.А. Биоэнергетическая оценка и снижение энергоемкости технологических процессов в животноводстве /А.А.Кива, В.М.Рабштына, В.И.Сотников. М.: Агропромиздат, 1990.

42. Кирш В. Холодное силосование. Пер. с нем. /В.Кирш, Г.Гильдебрандт. М.: Гос. изд. с.-х. и колхозно-кооператив. лит., 1932. - 264 с.

43. Колесников П.Т. Технологические свойства силосуемой массы применительно к расчету уплотителей //Тр. ВИСХОМ. 1963. - Вып. 41. - С.45-78.

44. Колесников П.Т. Исследование процесса уплотнения силосуемой массы и расчет параметров уплотнителей: Автореф. дис. .канд.техн.наук /П.Т.Колесников. М., 1960. - 21 с.

45. Коноплев Е.Г. качество силоса и определение потерь питательных веществ при силосовании //Сельское хозяйство за рубежом. 1980. - № 6. - С.ЗЗ-36.

46. Коротков В.Г. Силосование в облицованных траншеях увеличенной глубины: Автореф. дис. . канд.с.-х.наук/В.Г.Коротков. -М., 1971. -24 с.

47. Крейндлин Л.Н. Бетонные работы. Изд. 3-е. М.: Высшая школа, 1986.

48. Круть П.Е. Строительство индивидуальных домов и ферм. Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1995. - 496 с.

49. Кудряшов В.И. Формы и типы крестьянских хозяйств //Достижения науки и техники АПК. 2002. - № 6. - С.55-59.

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

51. Кукуруза на корм. Производство и использование /Пер. с англ. Е.Н.Фолькман. -М.: Колос, 1983.-343 с.

52. Куум Х.М. Измельчение основное условие получения высококачестNвенного силоса //Кукуруза. 1963. - № 8. - С.9.

53. Кучинскас З.М. Оборудование для сушки, гранулирования и брикетирования кормов /З.М.Кучинскас, В.И.Особов, Ю.Л.Фрегер. М.: Агропромиз-дат, 1988.

54. Мак-Дональд П. Биохимия силоса /Пер. с англ. Н.М.Спичкина; Под ред. и предисл. К.И.Каменской. М.: Агропромиздат, 1985. - 272 с.

55. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов /С.В.Мельников, В.Р.Алешкин, П.М.Рощин. J1.: Колос, 1972. - 200 с.

56. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: МСХиП РФ, ВНИИЭСХ, 1998. - 219 с.

57. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. 4.II. Нормативно-справочный материал. М.: МСХиП РФ, ВНИИЭСХ, 1998. - 251 с.

58. Мельников С.В. Механизация животноводческих ферм /С.В.Мельников, П.В.Андреев, В.Ф.Базенков и др. М.: Колос, 1969. - 440 с.

59. Мулл ер Р. А. Некоторые задачи статической механики грунтов //Математические методы в горном деле. Тр.конф. 4.2. Новосибирск: Изд.-во АНСССР, 1963.

60. Наземные силосохранилища //Сельское строительство. 1988. - № 2.1. С.24.

61. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. М.: Высшая школа, 1990.

62. Общесоюзные нормы технологического проектирования хранилищ силоса и сенажа. ОНТП 7-85. М.: Госстройиздат, 1986.

63. ОСТ 10202-97 Силос из зеленых растений. Технические условия. М.: МСХиПРФ, 1998.-46 с.

64. Отчет НИР отдела механизации СНИИСХ за 1970 г.

65. Отчет НИР отдела механизации СтНИИСХ за 1975 год.

66. Попов В.В. Новый стандарт на качество силоса /В.В.Попов, Е.Т.Рыбин //Кормопроизводство. 1997. - № 10. - С.29-31.

67. Родин М.Н. Устройство и эксплуатация буртов с системой активного вентилирования для хранения капусты. В кн. Активное вентилирование картофеля и капусты при хранении. Колл. авт. М.: Колос, 1966.

68. Руководство по анализам кормов. М.: Колос, 1982. - 73 с.

69. Ручные и переносные машины для строительных и монтажных работ: Обзор зарубежного опыта. М.: ЦНТИ, 1967. - 64 с.

70. Свириденко В.О. Бюллетень Ростово-Нахичеванской с.-х. опытной станции № 71, 1915.

71. Севрюгин В.И. Ручные машины. 2-е изд. /В.И.Севрюгин, М.: Строй-издат, 1982.

72. Семенихин A.M. Механико-технологические основы процессов и технических средств производства силоса в горизонтальных хранилищах: Авто-реф. дис. . докт.техн.наук/А.М.Семенихин. -Зерноград, 1998.

73. Семенихин A.M. Интенсификация процесса уплотнения силосуемой массы /А.М.Семенихин, Е.Е.Загоруйко //Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Сб.науч.тр. /АЧГАА. -Зерноград, 1996. С. 119.

74. Справочник зоотехника /А.П.Калашников, О.К.Смирнов, Н.И.Стрекозов и др.;Под ред. А.П.Калашникова, О.К.Смирнова. М.: Агро-промиздат, 1986.-479 с.

75. Стейнфорт А.Р. Солома злаковых культур /Пер. с англ. М.: Колос,1983.

76. Стрелков С.П. Механика. -М.: Наука, 1975. 559 с.

77. Техническое описание и инструкция по эксплуатации многофункциональной платы аналогового и цифрового ввода/вывода ЛА-70М4. М.: ЗАО «Руднев-Шиляев», 1998. - 57 с.

78. Технологические основы производства и переработки продукции животноводства: Учебное пособие/Составители: проф. Н.Г.Макарцев, проф. Л.В.Топорова, проф. А.В.Архипов; Под ред. В.И.Фисинина, Н.Г.Макарцева. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. 808 с.

79. Технология уборки, консервирования и хранения кормов /Под ред. Й.Блажека; Пер. с чешек. А.М.Сухановой и С.Д.Баранниковой. М.: Агро-промиздат, 1985. - 144 с.

80. Типовые нормы выработки и расхода топлива на тракторно-траспортные работы в сельском хозяйстве. Изд.6-е. М.: «Агро-Вестник» АМБ-агро, 2000. - 148 с.

81. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. 4.1. М.: Роснисагропром, 2002. - 290 с.

82. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. 4.II. М.: Роснисагропром, 2002. - 280 с.

83. Федоренко И.Я. Энергетические соотношения при ударном измельчении зерна /И.Я.Федоренко, А.А.Смышляев, А.М.Левин //Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. - № 11,- С.31-32.

84. Федоров В.В. Определение размера силосных траншей //Кормовые культуры. 1991. -№ 2. - С.44-46.

85. Фере Н.Э. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. Изд.2-е /Н.Э.Фере, В.З.Бубнов, А.В.Еленев, Л.М.Пилыциков. М.: Колос, 1978. -256 с.

86. Физика среды обитания растений /Пер. с англ. А.М.Глобус. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. - 304 с.

87. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений /Методы исследования, приборы и характеристики. М.: Колос, 1970. - 442 с.

88. Хархута Н.Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог /Н.Я.Хархута, Ю.М.Васильев. М.: Транспорт, 1975. -288 с.

89. Хворостянов Л.И. Исследование и обоснование параметров отделителя стационарного выгрузчика консервированных кормов из траншей: Авто-реф. дис. .канд.техн.наук/Л.И.Хворостянов. Волгоград, 1980. - 24 с.

90. Чашкин A.M. Производственная оценка качества кормов. Киев: Урожай, 1988.

91. Шилейка Г.Л. Снижение потерь и эффективность использования силоса с ДММК при кормлении молочных коров: Автореф. дисс. . канд.с.-х.наук /Г.Л.Шилейка. Елгава, 1991.-21 с.

92. Шмидт В., Веттерау Г. Производство силоса. /Пер. с нем. Г.Н.Мирошниченко; Под ред. и с предисл. М.Т.Таранова. М.: Колос, 1975. -352 с.

93. Эллиот Л., Уилкокс У. Физика. Пер. с англ. Изд.З-е. М.: наука,1975.

94. Эргономика и безопасность труда /Л.П.Боброва-Голикова, О.М.Мальцева, Н.А.Коханова, А.Н.Строкина. М.: Машиностроение, 1985. -112 с.

95. Яворский Б.М. Справочник по физике /Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. -М.: Наука, 1990.-624 с.

96. Henry and Morrison. Feeds and Feeding. Milwaukee, New-Jerk, 1928.

97. Hutte. Справочная книга для инженеров. Изд. 9,4.1, 1915.

98. Krause H. Die geschichtliche Entwiklung der Grunfutterkonservierung durch Einsauerung. Diss. Jena 1826.

99. Mc. Nail, W. Hartman. Cost of filling silos. Wisconsin, Agr. Exp. Stat. Bui, 1926.

100. Muller M. Beitrag zu technologischen Grundlagen der Verdichtung von Siliergut und der Lagerund von Silage. Bornim, 1970.

101. Schwab G.O., Frewert R.K. Soil and Water Conservation Engineering. 2nd Edition. New Jerk, 1966.

102. Statgraphics Plus for Windows 3,0. Copyright 1994-1997 by Statistical Graphics Corp, 1998.