автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологических процессов и средств механизации пастбищного каракулеводства

Р Г 5 Ом

' САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Суванкулов Шадияр

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПАСТБШНОГО КАРАКУЛЕВОДСТВА

Специальность 05.20. 01 - Механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 1994

Работа Ёыполнена в

Самаркандском институте.

сельскохозяйственном

Научные консультанты:

Заслуженный деятель науки Республики Узбекистан,доктор технических наук, профессор, академик УзАСХН Е У. Юлдашев;

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор К И. Вагин.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Е С. Сечкин;

Доктор технических наук, профессор, член-корреспондент УзАСХН Р. Д. Матчанов;

Доктор технических наук Е Е Рядных Ведущая организация - УзНИИ каракулеводства, г. Самарканд

Защита состоится. '¡¿В" 1994 года в 14 ча-

сов '30 минут на заседании специализированного совета Д120. 37.04 в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189620, Санкт-Петербург -Пушкин,Академический проспект, 23, ауд. 719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского аграрного университета

Автореферат разослан ^Д^Т^ 1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук доцент

А. Е Соминич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Каракулеводство-одна из важнейших отраслей агропромышленного комплекса Республики Узбекистан, производящая ценные продукты питания и сырье для легкой промышленности. Эта отрасль базируется, в основном, на использовании земельных ресурсов пустынных и полупустынных зон республики, которые составляют более 70% всей ее территории. В связи с этим от рационального использования естественных пастбищ этих зон и организации производства во многом зависит эффективность всей отрасли каракулеводства. Попытка перевода каракулеводства на промышленную технологию, в основном, не дала (кроме откормочных комплексов) существенного результата

Особенности развития отрасли требуют анализа технологических процессов пастбищного содержания овец в условиях перехода к рыночным отношениям и разработке средств механизации, приемлемых для работы в условиях пастбищ, для облегчения нелегкого труда чабанов.

Работа выполнена в соответствии с программой научных исследовании Самаркандского сельскохозяйственного института, утвержденной МСХ СССР, а с 1991 года, МСХ Республики Узбекистан.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы является обоснование и разработка теоретических основ совершенствования пастбищной технологии содержания каракульских рвец и разработка энергосберегающих технических средств для механизации технологических процессов с учетом рационального использования ресурсов пастбишной среды.

Для достижения этой цели были поставлены следующие 8а-

дачк:

-системное изучение производственных процессов и анализ ведения каракулеводства пустынных и полупустынных вон республики для определения факторов, влияющих на эффективность отрасли;

-аналитические, исследования по рациональному размещению и обоснованию размеров каракулеводческих ферм в условиях перехода к рыночным отношениям;

-аналитическое исследование по обоснованию размеров

1

отар и других технологических параметров выпаса овец в зависимости от пастбищных условий-,

-математическое моделирование пастбищной экосистемы, обоснование ресурсосберегающих эксплуатационных параметров пастбищной среды;

-разработка оптимизационных математических моделей технологических процессов и средств механизации;

-обоснование и разработка технологии и технических средств для заготовки и раздачи пастбищных грубых кормов;

-обоснование и разработка средств механизации для проведения зооветеринарного обслуживания овец;

-совершенствование процессов и разработка средств механизации для первичной обработки шкурок каракульских ягнят в пастбищных условиях;

-экономическая оценка эффективности предлагаемых технологических решений и технических средств механизации.

Объект исследования. Технологические процессы, машины, технологическое оборудование пастбищном содержании для каракульских овец.

Методика исследования. Аналитическое изучение технологических процессов пастбиш^ого содержание овец, обоснование и разработка методики расчета средств механизации с использованием методов классической механики, теории сушки, теории • упругости и пластичности тел. В работе применяется аппарат математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, математической теории планирования экспериментов. Экспериментальные исследования проведены в лаборатории на специальных разработанных установках, а также в производственных условиях в отарах каракулеводческих ферм с ' использованием разработанных опытных машин к оборудования и современных регистрирующих приборов и аппаратов, применением методов планирования эксперимента. Результаты исследований обработаны методами статистики с получением моделей на ПЭВМ.

• Научная новизна работы: -теоретическое обоснование технологических и производственных параметров каракулеводческих ферм и отар при пастбищном содержании овец; 2

-обоснование и- разработка математической модели процесса выпаса овец на пастбище с учетом ресурсов пастб».щ-ной среды; .

-обоснование и разработка.основ ресурсосберегающей технологии и средств механизации заготовки и раздачи грубых кормов при пастбищном содержании овец;

-теоретическое обоснование и разработка трансформирующегося загона для зооветеринарного обслуживания овец в паст- • биишых условиях;

-обоснование и разработка технических средств для первичной обработки шкурок каракульских ягнят в пастбищных условиях.

Предложенные в диссертации технические решения еашщепы 3 патентами на изобретение и 2 удостоверениями на рационализаторские предлодаэния. ■

Практическая ценность. Разработанные математические модели и методики позволяют предложить обоснованные рекомендации по рациональному использованию пастбищной среды и определению оптимальных размеров каракулеводческих, ферм и отар овец в условиях перехода к рыночным отношениям.

Практическим результатом работы явилось создание,на основе выполненных исследований,технических средств механизации для технологических процессов пастбищного каракулеводе- . тва, таких как ресурсосберегающая копирующая косилка для заготовки грубых кормов, пневматический кормораздатчик, трансформирующийся навесной загон для зооветеринарного обслуживания овец, комплект оборудования для бонитировки каракульских ягнят, комплект оборудования для убоя каракульских ягнят и первичной обработки шкурок и др.

Реализация результатов исследования. Материалы исследований вошли в рекомендации Госагропрома УзССР "Рекомендации по совершенствованию техники бонитировки каракульских ягнят" /1987/, Министерства сельского хозяйства Республики Узбекистан "Рекомендации по убою каракульских ягнят и первичной обработке шкурок" /1994/, Бухарского каракулевого завода "Обоснование технологии и параметров механизированной гелиоз лектрической установки для сушки шкурок каракульчи", Кат-такурганского спецкомплекса по откорму овец и производству

3

каракульчи "Совершенствование и разработка новых технологических средств для механизации технологических процессов в каракулеводстве" /1991/. Разработанные технические средства использованы, в частности, в Узбекском научно-исследовательском институте каракулеводства, приняты для внедрения конструкторским бюро завода "Овцемаш" Манкентживмаша (Республики Казахстан).

Основные результаты исследований с 1980 года используются в' учебном процессе на факультете механизации сельского хозяйства, зооинженерном и каракулеводческом факультетах института в курсе "Механизация животноводческих ферм", а также для слушателей факультета повышения квалификации специалистов МСХ Республики Узбекистан, аспирантов и научных работников, занимающихся вопросами механизации каракулеводства. На защиту выносятся:

^-основы системного подхода к механизации производственных процессов на каракулеводческой ферме;

-математические модели рационального использования пастбищной среды;

-оптимизационные математические модели для определения производственных и технологических параметров ферм и отар овец в условиях пастбищного содержания-,

-теоретические модели взаимодействия с почвой копирующего рабочего органа косилки для заготовки грубых кормов;

-теоретические основы процессов раздачи грубых кормов в условиях пастбищ;

-теоретические основы разработки трансформирующегося загона для зооветеринарного обслуживания овец;

-теоретические основы технологических процессов работы машин и оборудования для убоя каракульских ягнят и первичной обработки шкурок;

-математические модели для оценки экономической эффективности теоретических предпосылок и практических решений, предложенных в работе, рекомендации по технологии и техническим средствам при пастбищном содержании овец.

Апробация. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-производственных конференциях: Самаркандского СХИ 1984. ..1994 гг.,Казахского СХИ 1989... 1991 ■ 4

гг., Киргизского СХИ 1992... 1994 гг., Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства 1989...1994 гг. , Челябинского агроинженерного университета 1991 г., Всесоюзных научных конференциях (Ташкент 1990,1991, 1993 гг.), на НТС Госагропрома УзССР (1387г.) и НТС МСХ Республики Узбекистан (1994 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 46 печатных изданиях в виде методических рекомендаций, брошюр, методических и учебных пособий, информационного листка, статей автора, включая 3 патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов и рекомендаций, а таете приложений и изложена на 298 страницах машинописного текста, Ешночая 12 таблиц, 71 рисунков, библиографии из 165 наименовании /8 на иностранных языках/.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Содержит краткое изложение состояния исследуемой проблемы, обоснование актуальности темы исследования, а также изложение основных научных положений,выносимых на защиту.

Диссертационная работа выполнена автором .самостоятельно. Научные исследования проводились лично автором, при его непосредственном участии и научном руководстве в соответствии с планами НИР Самаркандского СЖ (1980. ..1994 гг.). Решение отдельных частных задач по теме диссертации выполнено автором совместно с профессораоми С. Ю. Юсуповым, Т. Я. Ну-румбетовым, кандидатами технических наук 3. А. Абдуганиевым, Л. Н Джабриевым и М. Г. Теплицким, • инженерами Г. А. Поддубным, И. Д. Джураевым, Н. Хамидовым, X Т. Кабиловым, X Пулатовым и У. С. Гулямовым.

1. СОСТОЯНИЕ 'ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ В этой главе дано обоснование основных направлении исследования. Пастбищное каракулеводство является рациональным средством освоения пустынных и полупустынных земельных угодий и одной из исторически традиционных отраслей сельского хозяйства Республики Узбекистан,имеющей мировое и общеэкономическое значение среды стран Содружества Независимых Государств ЮНГ).

Основным направлением развития каракулеводства в Республике Увбекистан, в условиях перехода к рынку,является развитие эффективных форм хозяйствования (создание фермерских арендных хозяйств), интенсификация отрасли и соответственно совершенствование технологических процессов и технических средств производства.

Основными факторам!!, влияющими на развитие каракулеводства в условиях рынка, являются: спрос продукции каракулеводства в условиях конкуренции; природно-климатические условия; ресурсный потенциал, соответствующий экологическим ограничениям; практика; опыт и передовая технология по организации производства. Пастбищная система ведения каракулеводства в условиях Республики Узбекистан требует системного решения следующих вопросов: мелиорации пастбищ и водоснабжения; селекции и разведения каракульских овец; зооветеринарного обслуживания овец; кормопроизводства; механизации технологических процессов; энергоснабжения; зданий и сооружений.

Вопросами механизации каракулеводства и разработками новых машин и оборудования в СНГ успешно занимаются многие коллективы ученых и специалистов научно-исследовательских институтов,ГСКВ, МИС, вузов и других организаций. Значительный вклад внесли работы Рыбакова М. И., Сеитбекова Л. С., Суюнчалмева Р. с., Ыалькова Е Г., Аликуловой Л Ш., Гусейнова Р. Г., Раджабова А. Р., АбДугайиева 3. А., Джабриева А. Н. и др.

Анализ исследований и разработок показал, что многие технологические процессы изучены достаточно (водоснабжение, стрижка овец и т.д.) и на их основе разработан комплект технических средств, технологические линий и типовые проекты.'

Однако исследования ученых и специалистов, в основном, посвящены переводу отрасли на промышленную основу и не получили достаточного теоретического и практического решения проблемы совершенствования технологических процессов и средств механизации пастбищного каракулеводства. В республике, в основном, на пастбищах к отарам подведена электрическая энергия, однако, в связи с отсутствием приемлемых технических средств для пастбищных условий, эффективность .

6

использования электрической энергии весьма ниэкз и, в основном, используются для водоснабжения и приготовления кормов.

В связи с переходом на рыночные отношения и внедрением семейной аренды в отрасли, эффективность централизованного выполнения технологических процессов начала сниггатся и Доставила требование о необходимости разработки средстэ механизации для пастбищных условий.

Таким образом, анализ всех аспектов ведения пастбищного каракулеводства показал,что выполненные теоретические и экспериментальные исследования не достаточны для системного решения проблемы совершенствования технологии и разработки технических средств для Механизации производственных процессов и все это определило цель и задачи исследования.

2. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПАСТБИЩНОГО СОДЕРЖАНИЯ ОВЕЦ

Развитие каракулеводства в хозяйствах республики в .основном базируется на круглогодовом пастбищном содержании.

В задачу чабана при пастьбе овец входит такое управление отарой на пастбище, при котором наиболее рационально используются кормовые запасы пастбиша. Предполагается при этом и обеспечение системного выпаса, то есть смена пастбищ по сезонам и годам согласно рекомендации ВНЙМКа. С позиции системного подхода в каракулеводстве повторно периодическая смена пастбищ осуществляется по сезонному обороту (весна, лето, осень, зима) в течение года и по годовой полной ротации после определенного количества лет. Выбор режима пастбы, суточная продолжительность пастьбы,, частоты повторно-кратковременного использования пастбищ во Многой зависят от урожайности пастбищ, количества овец в отаре, числа отар на ферме, фронта пастьбы и ряда, других технологических парамет-• ров, которые требуют подробных аналитических исследований.

Основным технологическим параметром отары является ее размер, определяемый поголовьем овец 6 отаре, которое зависит от зоны разведения овец, направления продуктивности, половозрастного состава стада, урожайности пастбищ и ряда других факторов.

В обшем виде Функциональную зависимость размера отары М0 ( поголовье овец ) от многих факторов можно представить

7

л.

К

N и '

ЗчуМ

к 15о

Л Но

гп - Зо

м ч 60

Ло

Ф

2оо 4оо боо &оо

Рис.1. Форма отары овец при свободном выпасе (а,б,в) и зависимости а - осенью и зимой, б - весной и летом, в - при перегоне или движении от пункта к пункту, и - направление воздействия чабана на отару.

кг/и,'-У*<)0у АГ1/+1-. 4

«во ^е>о

¿с/ь1 м

-Со

V

/-М0~га О 1С, У Со »„,

£оо г«,, » 1оо Т.ОЛ

<?,Ог доу о,ОС е^ов У,

Рис. 2. К расчету параметров отары овец и зависимости * Ьс-

з

следующим образом:

т'г{п), (1)

где: у - урожайность пастбищ, кг/га или кг/м; секундное потребление кормов одной овцой, кг/с;« - число чабанов, обслуживающих отару, чел; (Г - плотность отары при пастьбе, м?гол; ЦТ- средняя скорость движения отары при пастьбе, м/с;Аог-путь, пройденный отарой при пастьбе эа сутки, м;/^- коэффициент стравливания кормов овцами на пастбище при одном проходе отары;% - время пребывания отары на пастбище в течение суток, час; - фронт пастьбы отары, м.

Форма отары при пастьбе определяется сезоном, урожайностью пастбиша и технологическими, признаками и может иметь форму эллипса или круга (рис. 1.а,б,в).

Принимая, при первом приближении, форму отары в виде круга, величину можно определить из следующей зависимости:

где £.-плошадь отары при пастьбе, м? .^-коэффициент ситуации.

Фронт пастьбы растет непропорционально числу овец в отаре (рис. 1.г). В связи с этим при росте поголовья снижается и удельный фронт пастьбы

Одним из важных параметров пастбища является площадьР , с которой стравливаются корма за время пастьбы ¿„ . При известной скорости ^ движения отары во время пастьбы эта величина определяется зависимостью (рис.2): '

Р = ,мг (3)

где Ьп, - путь, пройденный отарой эа время пастьбы.

Количество кормов, потребленных отарой за время Ьп , определяется из зависимости:

Л!с у Р=Ма 4. .откуда

?<. ¿п Ч?

в' У-Ь*^ . (4)

Полученная зависимость показывает, . что коэффициент стравливания кормов на пастбище прямо пропорционален поголовью овецД, в отаре и обратно пропорционален урожайности

9

^Аграв (рис.2).

Скорость перемещения отары по пастбищу может быть определена иэ зависимости (4)

• <ss , V- (5)

2 У кс У]г

Путь Lor, пройденный отарой за время суточного цикла пастьбы, определяется по известной формуле;

/ . _ 7г V - VF я* Ум? .т

где % - суточное пребывание овец на пастбище

На рис.2 представлена зависимость //„,-; У) у для условий 200. ..800 гол. 0.05; <5~" = 15 И?гол; Q - 2.0 кг/сут.; Та - Ю ч. -36000 с.

Из графиков видно, что зависимость имеет вогнутую форму при увеличении размера отары величина интенсивно возрастает. Суточный пройденный путь чабана зависит от пройденного пути отары hor, траектории движения чабана и имеет сложный характер, так как скорость его движения определяется векторной суммой _ _ _

гХу>= + г м/а. (?)

где. г£к - средняя скорость движения чабана по периметру отары.

Несоответствие скоростей отары и чабана объясняется тем, что овцы при движении, особенно во время пастьбы, стремятся рассредоточиться и чабан вынужден перемещаться в поперечном направлении для поддержания оптимальной компактности отары. В связи с этим путь, пройденный чабаном за смену, значительно больше пути, пройденного отарой за этот же промежуток времени.

С учетом некоторых допущений предположим, что эта кривая будет иметь форму удлиненной циклоиды, где производящий круг определенным образом выражает скорость движения отары, так как в этих условиях можно принять скорость отары равной скорости качения образующего круга Следует отметить, что скорость движения чабана на различных участках пути неравномерна. На начальном участке скорость его замедляется, так

10

как чабан как бы "пропускает" отару, а на конечном возрастает , так как чабан как бы "догоняет" отару. Таким образим, при определенных ограничениях молено считать, что траектория пути чабана выражается циклоидой, форма которой зависит от размера отары и от соотношения скоростей движения чабана и отары. .

Большинство выполненных исследований по обоснованию оптимальных размеров каракулеводческих ферм и условий их размещения на пастбищах имеют преимущественно прикладной характер и учитывают частные особенности тех или иных факторов.

Общий грузооборот внутрифермских перевозок для выполнения производственных операций в условиях аренды определяется зависимостью:

. (8)

где^- количество груза для выполнения операции, т-.^г масса транспортного агрегата или живой тяги, кг; 4" длины пути перемещения груза или агрегата (живой тЯги), км.

Зависимость (8) представим в следующем виде, используя показатель , как удельный суммарный груз, приходящийся на одну овцу. I, .

где j - число видов грузов на ферме j - 1, т .

Величина Q„ зависит от длины пути перемещения груза внутри фермы и непосредственно связана с ее общей площадью & Среднее расстояние ее можно определить по формуле кv

UP= VTofuf , (Ю)

где К - коэффициент, зависящий от конфигурации земельного участка и места расположения ферм на этой площади; -I - коэффициент искривления дорог; ебшая плошадь ферм, га

Так как обшая плошадь фермы непосредственно зависит от общего поголовья овец, то

FoSUf= fy-' гл (11)

С учетом зависимости (11), выражение (10) можно представить в следующем виде: _7

4 -^/o'V^-AW г ' (12)

И

Суммарные годовые затраты на содержание одной овцы можно представить в следующем виде

с^са<! + етр (13)

где '-ос- суммарные годовые затраты для содержания одной овцы (без транспортных затрат), руб.; СТргодовые транспортные затраты на одну овцу, руб.

Уравнение себестоимости можно описать в следующем виде:

О -

гдэ -"¡о- козф-ты уравнения, определяемые расчетным путем.

Для описания зависимости транспортных расходов от среднего расстояния перевозок используем линейную зависимость

Суммарные годовые затраты для содержания одной овцы на ферме можно представить в следующем виде:

^ ^ ^ ' ^' (15)

где ^^-коэффициенты уравнения, определяемые расчетным путем и имеющие размерности руб. и руб. /км.

Уравнение (16) можно описать относительно £Ср или Мщ.

р ' / (16)

Тогда, оптимальные значения параметров Ср и '^будут определяться по формулам:

. ----—

-7 (17)

гол.

Таким образом, анализируя полученное выражение, можно сделать вывод, что при условии минимальных затрат на содержание овец и транспортное обеспечение фермы оптимальный объем поголовья на ферме определяется обратной зависимостью третьего порядка от размеров удельной площади пастбища на

одну овцу.

Математическая модель продуктивности растительного покрова пастбищ в общем виде может быть представлена в следующей форме: ,

, (18) где - - сухая масса (урожайность раст. покрова); ¿- Время;

эксплуатационные параметры испольвоваиия пастбищ (козф. стравливания» переодичность, период стравливания . пастбищ);/7-параметры, характеризующие погоду (температура, осадки, радиация и т. д.).

Структурная модель роста растительного покрова пастбищ представлена на рис. 3 Для характеристики роста растительного покрова пустынь и полупустынь целесообразно использовать логистические уравнения. Уравнение роста растительной массы пастбишного покрова с учетом потребления биомассы овцами можно представить в следующем виде:

где у< - коэф. суточного удельного темпа роста;

максимальная биомасса пастбищ, кг/м .

Потребление растительной массы при порционном выпасе периодического характера и в графическом виде представлено на рис. 4а. Уравнение потребления растительной массы может быть представлено в виде:

если

И л-6 .

(20)

где - повторяемость цикла в течение года. .

Величина А зависит от суточного потребления зеленой

массы

' " /уу (21)

Уравнение (20) с учетом (21) примет вид

Критическая устойчивость биосистемы при повторно-порци-

13

Рис. 3. Модель роста пастбищного покрова Э - субстрат,^- сухое вещество (урожайность),^ - время, П- показатели, описывающие погоду (осадки, радиация, температура и т. д. ),Э -эксплуатационные параметры (4;., г,^/).

Рис.4. Потребление растительной массы пастбищ при порционнопереодическом режиме выпаса овец (а) и зависимости у* * = / {*) С&) ■

онном выпасе обычно проверяется путем наложения условий равновесия а^'я'* = о н определения значений , 4/^ *1Кр • о помощью уравнений (19) и (22). Полученные зависимости роста и интегральный график потребления биологической массы растений на пастбищах представлены на рис. 46. Анализ кривых, представленных на рис. 46, показывает, что накопление биомассы (крив. 1) опережает ее потребление (крив.2) только в период наибольшей интенсивности роста растений (май-сентябрь).

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ Теоретическое обоснование и разработка механизированных технологических процессов в пастбишном каракулеводстве базируются на трудах а А. Алешкина, А. А. Артюшина, II А. Барсова, а В. Брагенца, Б. И. Вагина, А. И. Завражнова, Л. II Карташова, В. Г. Кобы, С. В. Мельникова, В. Ф. Некрашевича, А. А. Омельченко, II Е. Резника, В. С. Сечкина, а И. Сыроватки, Ю. А. Цоя и других ученых. Производство продукции каракулеводства состоит их разнообразных технологических процессов, отличающихся по физическим, механическим, биологическим, физиологическим и др. характеристикам. Структурная модель производства каракулеводческой фермы представлена на рис. 5.

Производственные процессы каракулеводческой фермы функционируют, как системные объекты, в течении года по времени. На рис. 6 представлен годовой цикл по периодам и их продолжительности Т^, Т, % в условиях центральных и северных зон Республики Узбекистан.

Для анализа годового пиша производственных процессов целесообразно использовать Марковский циклический процесс, как состояние связи между собой в цикле с односторонними переходами

• 5>=: / % / • -- / > (23)

где ^ - состояние объекта по. периодам

года ^о, ^ .

Уравнение предельных вероятностей состояния циклического процесса:

Аз Аг Р< 1

А, /*4 /? [ Л/ ^ - Л, &

(24) 15

-<3>®

—)

и;

<*Ч

__

отведенные на ферме технологические

----границы фермы Рис. 5. Модель производства продукции

каракулеводческой фермы. 1-выпас овец, 2-поение овец, 3,4,5-заготовки,хранение и раздача грубых кормов, б-уборка навоза, 7,8-купка и стрижка овец, 9-ягнеиие и бонитировки, 10-убой ягнят и первичная обработка шкурок, 11- доение овец.

Рис.6. Годовой цикл по сезонам производственных процессов

где Л;; - интенсивности процесса;

А - вероятности состояний циклического процесса

Вместо интенсивности /у , используя среднее времени пребывания системы, в общем виде' для условия. предель-

ные вероятности в состоянии можно выразить в виде:

-=г = / (25)

Для условий центральных и северных зон предельные вероятности состояния по периодам года составят Р+ - 0.246, Рг = 0. 367, = 0.186, Ру - 0. 210.

В общем виде изучаемые технологические процессы можно представить как системный объект, на который действуют входные переменные/,'[(!Х, описывающие условия функционирования. Переменные, характеризующие результат функционирования технологических процессов, описываются обычно выходными переменными ... ,

Общие задачи исследования изучаемых процессов в • виде математических зависимостей можно сформулировать таким образом:

Определение переменных ^ технологических процессов производится по значениям Ц , которые обуславливаются протеканием процессов и функционированием системы. В связи с этим требуется решение системы уравнений,' отражающих переменные состояния, которые в общем случае имеют вид:

у = ¿„ х * (27)

^ ^^ -г^ ...

Система уравнений (27) определяет общий алгоритм технологических процессов в виде линейных зависимостей состояния и определение значения переменных ^ производится общеизвестным методом и корни его выражаются:

Аг. . . ■ А">

~2Г/ 7 " ' ' * ' (28)

где ^ - определитель системы уравнения (27); 4'-определитель

17

и определяется из Д замены столбца, составленного из коэффициентов при неизвестных столбцам, составленных из ' значений коэффициентов переменных ¿7 .

Для моделирования процессов работы рабочих органов машин, обоснования конструктивных, режимных и энергетических параметров, как показывает практика, целесообразно использовать регрессионные уравнения в виде полиномов. В качестве полиномов обычно используется ряд Тейлора разложением выходной функции по степени:

где к - число регулирующих действий;

коэффициенты регрессионного уравнения, определяемые по экспериментальным данным.

Совокупность допустимых вариантов комплекта средств механизации для технологического процесса фермы можно представить в виде:

(30)

где- ик - номер технологического способа использования средств для выполнения операций.

Вектор выходных показателей оценки комплекта средств механизации:

ад, ^ ^ Ф),

где затраты труда; приведенные затраты;

расход электроэнергии; капвложения; масса; - зксплуатционные затраты; установленная мощность; энергоемкость.

Аддитивные расчетные формулы для этих показателей обычно определяются:

В настоящее время известны разнообразные модели и методы решения оптимального выбора. Модели однокритериального выбора и решения эадач оптимизации применяются традиционно в

18

условиях нечетких данных и производственных ограничений.

В однокритериальной постановке принятые затраты труда Т^) могут быть сформулированы следующим образом:

В настоящее время известны постановки задач многокритериальной оптимизации технологических процессов. Однако, решения этих задач в большинстве случаев сводится к последоЬа-тельному решению одчокритериальных задач.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАГОТОВКИ И РАЗДАЧИ ГРУБЫХ КОРМОВ' В настоящее время обязательный страховой запас грубых кормов на одну овцу в год установлен в размере 0. 5... 1. 5 ц., в зависимости от зоны республики. Массивы, отведенные на заготовки кормов, обычно удалены от обжитых .мест, далеко расположены от мест зимовок отар. Условия работы уборочных машин на сенокосах пустынь отличается тем, что пустынные растения имеют особенности в развитии корневой части, у основания которой образуются хопмики-кочки с характерными размерами, высотой кк и средним диаметром 50 * . Высота кочки Ау и диаметр "Л* зависят, в основном, от типа почвы, биологического гида растения и зоны расположения пастбищ.-ко-тсрне колеблются в пределах Ак°* (4. 0...30.0) см,2^ (15-100) см. Разрушение кочек приводит к уничтожению растения. В связи с этим, основными требованиями, предъявляемыми к рабсшм органам уборочных машин при уборке пустынных растений, является: обеспечение среза в среднем на 10 см выше вершины кочек. Необходимо недежно убрать растения при максимальной высоте кочек 20 см без их разрушения, обеспечить заданную высоту среза, убрать не менее 62л питательной массы.

На основании экологических к агрозоотехнических требований с учетом физико-механических свойств пустынных расте-

Т/г/) —>

ний и условий работы нами создана и испытана в производственных условиях навесная фронтальная косилка для уборки пустынных трав на базе шасси Т-16М с дисковыми копирующими рабочими органами. Отличие разработанной конструкции от существующих в том, что она копирует поверхность поля и обеспечивает заданную высоту среза растений. Качественная работа косилки достигается тем, что встречно вращающиеся роторы с режущими ножами установлены на независимые подвески, шариирно соединенные с рамой. Роторы выполнены в виде дисков с режушши ножами, установленными по образующей диска Когда высота кочки больше высоты установки ножей, уровень среза обеспечивается посредством копирующего устройства В том случае, когда размер кочки меньше, чем расстояние между лыжами и режущеми ножами, высота среза опускается до критического значения, потому что с уменьшением размера кочек уменьшается и высота среза (рис. 7а).

Из графика ¿^Д^видно, что между высотой кочки и ее диаметром существует нелинейная зависимость, критерием нелинейности которой является угол склона кочки, формируемой в зависимости от зоны, почвенных характеристик и ряда других факторов. На рис. 76 и 7в показаны взаимное расположение режущей кромки ротора и лыжи при работе на ровной поверхности и на неровности. При работе косилки на неровном месте должна обеспечиваться минимально необходимая, то есть критическая высота среза или расстояние между режущей кромкой ножа и поверхностью кочки:

(34)

где критическая высота среза; / - расстояние между режущей кромкой ножа и опорной точкой копирующего устройства; у3 - угол между линией, соединяющей кромку ножа с опорной точкой лыжи и поверхностью поля; угол наклона кочки. Здесь / = ^р/^^У3 / где 4С/0 - установочная высота среза, равная

А<р =■ ¿у с/ € • Отсюда /

= £ ^¿л^-ьр/(35) Результаты анализа графика при различных зна-

чениях / показывают, что с увеличением угла, склона ^

21

кочки высота среза уменьшается, а с увеличением угла - еысо-та среза увеличивается, что дает основание для выбора рациональных значений параметров рабочего органа.

Использование разработанной нами машины для уборки пустынных растений позволит уменьшить повреждение корневой системы растений, кочек и неровностей поверхности поля в пустынной зоне, а также обеспечит постоянную высоту среза растений и полную уборку различных трав, что приведет к улучшению качества уборки пустынных кормовых растений, сохранению количества растений в пустынной зоне и повышению уровня заготовки пустынных кормов. . Анализ существующих способов и средств раздачи кормов дает основание считать, что наиболее приемлемым для пастбищных условий является способ, предусматривающий пневматическую транспортировку кормов по трубам с использованием последних в качестве кормушек.

В результате теоретических экспериментальных исследований были обоснованы параметры кормораздатчика с трубопроводом-кормушкой для пастбищного каракулеводства в условиях, где число овец в отаре колеблется от 400 до ООО голов (рис. 8). Движение и перемешивание измельченного грубого корма в трубчатой кормушке происходит под действием аэродинамических сил, приложенных к нему в воздушном потоке и уравнение движения кормов в прямолинейной горизонтальной трубе имеет вид:

а!и г- г „

«V ^ (36)

где -6 - время движения; ^ - движущая сила;

& - сила тяжести; ^ - коэф. трения. Заменяя силы ^ и £тр параметрами формулы для определения силы лобового сопротивления /> и /у , допуская равенство коэффициентов трения скольжения в покое и движе-

- (371

При равномерном движении:

Л*. Г ■ (38)

Отсюда можно получить соотношение, определяющее ско-

ШУ

Ж

1 а!

Рис.8. Схема раздатчика кормов. 1-измельчитель кормов, 2-кормушка, 3-транспортирующая труба, 4-циклон, Б,б-рычаги, 7-тяга, 8-створки кормушки.

1-лр» СГ^ЛЧмк г-яр* а**. а.о

О 5 1о /5 ¿о / м

Рис.9. Расчетная схем по обоснова- Рис.10. Зависимости^/1^) нию длины одной секции кормушки

рости движения кормовых частиц внутри трубы. ¿¿ /)= ^

Путь, пройденный кормовыми частицами внутри кормушки за время ^ , определяется иэ выражения:

- А т^^г^ -

Полненные зависимости справедливы для условий движения кормовых частиц в трубе постоянного сечения. Особенностью работы является предложенная в работе кормушка в виде тру-бопровода-корму,шки с переменным сечением труб, при внезапном расширении сечения и несоосном расположении осей каналов по схеме (рис.9). При такой компановке в сечении внезапного расширения потока имеет место падение динамического давления, а следовательно, и скорости потока. Снижение скорости и образование вихрей вызывает выпадение иэ потока транспортируемых частиц корма, которые, накапливаясь, заполняют начальную зону завихрения и переносят ее по направлению движения корма. Высота осаждения не может быть выше нижней кромки транспортирующей трубы, в связи с чем по мэре заполнения кормушки кормами в верхней ее части остается канал, сечение которого соответствует сечению транспортирующей трубы.

Для обеспечения распределения кормов по всей длине кормушки с достаточной равномерностью необходимо создать условия для выпадания частиц корма из воздушного потока на каждом элементарном участке с помощью перегоргадок, создающих внезапное расширение потока, что создает условия для выпадания кормовых частиц.

Исходя из условий формирования диффузора, можно предположить, что достаточный эффект может быть получен, если перегородки установить в конце диффузора, то есть на расстоянии ДРУГ от ДРУга

у/ ъ<

к ' (40)

где А;- диаметр кормушки; ¿- угол расширения диффузора.

Например, при - 0. 4 м, с1Гр - 0. 2 и, ~ 10 величина ¿^ - 2. 3 м с 2.0 м.

Таким образом, перегородки, выполняя технологические функции, являются ещз и конструктивными элементами и ограничивают длину секции кормушки.

5. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ДОЯ ЗООВЕТЕРИНАРНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ОВЕЦ Зооветеринарные мероприятия включают в себя весьма разнообразные технологические процессы и отличительной особенностью средств механизации, предназначенных для пастбищных условий содержания каракульских овец, является мобильность и универсальность при проведении различных технологических операций. Большинство технологических операций при выполнении зооветеринарного обслуживания овец (купка, бонитировка, искусственное осеменение, прививка, взвешивание и т. д.), а также при стрижке овец и доении требует индивидуального подхода к животным, где весьма трудоемкими операциями являются ловля овец из отары и подача их на рабочий стол, в станок или ванны.

При обосновании и разработке ловчего загона были сформулированы следующие требования: вместимость загона должна соответствовать количеству овец в отаре, загон должен быть навесным и легко монтируемым и демонтируемым, вход овец внутрь загона должен быть легко доступным для всей отары, а выход - подача овец на обслуживание должен быть ритмичным, конструкции загона должны быть легко трансформируемые для облегчения ловли овец внутри загона и подачи их на облужива-ние, конструкции загона должны быть безопасными для облужи-вающего персонала и животных.

С учетом вышеизложенных требований разработан и апробирован навесной трансформируемый загон, представленный на рис. 11а и 116. Вместимость загона в форме круга для проведения зооветеринарных мероприятий в пастбищных условиях определяется: _

М0=/ (.41)

где - плотность овец, гол/м ;

•£>з - площадь загона, м*; радиус загона, м. Для облегчения процесса ловли необходимо обеспечивать постоянство плотности овецуэ внутри загона, то есть выполнять следующее условие:

р а Л'°1 М°г. =: = СО**'?.

Рис.11. Общий вид (а) и схема (б) навесного загона. 1-центральный щит, 2,3,4,5-ограядаюшие шиты, 6-рама.

ч

м.»

250

2оо

150 /оо

1 \

\

о г у в а я

Рис.12. Зависимость Рис.13. Блок-схема изучения

процесса ловли ов?:ц в загоне

При этом периметр загона ¡ъ'^^ остается постоянным. Для уменьшения площади целесообразно придать загону форму эллипса. Характер изменения плошали загона при этом представлен на рис. 12.

Общую функциональную зависимость•процесса работы переносного ловчего загона можно представить в виде :

У£'у = -/А; -'6 'Ъ , , А? , «с, (42)

где часовая производительность, гол/час; к - высота ограждающих щитов загона, м;Л - безразмерный параметр, характеризующий форму загона; число овец в загоне, гол;

£- длина одного ограждающего щитка, м, число ограждающих щитков; масса и площадь загона, кг, мг;/уу- уд. площадь па одну овцу при ловле,м/'гол; то- масса одной овцы, кг; ] - половозростная группа овец.

Принимая, что возмушэюцее воздействие процесса ловли считается постоянным для работы с загоном, переменные величины, от -которых зависят функция % , для упрощения структурной схемы данной системы можно разделить на три группы: переменные, характеризующие конструктивные особенности ловчего загона ( ^ , £, и., Л , <">, ), характеризующие условия ( г%г]) .и режим работы (/^, мо ) ловчего загона (рис.13). Такой подход позволяет, используя метод математического планирования эксперимента, получить математические модели в виде регрессионных уравнений.

В качестве основных входных Факторов были приняты: безразмерный параметр Л, удельная площадь ^ и общая площадь загона ^ . При .планировании эксперимента эти параметры соответственно обозначены х^, хг, х3. В качестве выходного показателя, подлежащего определению, является производительность процесса ^Ц, , которая обозначена У . Данные, показывающие условия планирования эксперимента, представлены в. табл. 1.

Коэффициенты регрессионного уравнения определены по общепринятой методике, регрессионное уравнение, описывающее процесс ловли овец с учетом значимости коэффициентов, имеет

Ы!Д: </( аз, в , -2в, ^ - А

/О,/ х4 хг + /з; а V 6><г <г, х2 . ^з)

Значимости коэффициентов уравнения регрессии оценивали через -критерий Стыодента, адекватность полученного уравнения проверялась по -критерию Фишера. Полученное уравнение показывает, что производительность ловли овец растет с увеличением величины Я н снижается с увеличением удельной площади Хг*/у и площади загона /3= .

Таблица 1

Факторы, уровни и интервалы варьирования при изучении процесса ловли овец

Факторы Уровни варьирования Интервал

-----------.---------------—"---------------------варьиро-

Натуральный вид Код вида -1 0 +1 вания

Безразмерный параметр Л Ху 1.0 2.0 3.0 1.0 Удельная площадь,м2/гол Хг 0.4. 0.8 1.2 0.4 Площадь загона, мг Х3 70.0 140.0 210.0 70.0

6. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ . МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ УБОЯ ЯГНЯТ И ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ШКУРОК В ПАСТБИШНЫХ УСЛОВИЯХ Существующая централизованная технология убоя каракульских ягнят и первичной обработки шкурок с применением конвейерной установки УЗКЯ нерациональна для малых ферм.

В связи с этим предлагается технология и средства механизации для убоя ягнят и первичной обработки шкурок в паст-битных условиях (рис. 14). Предложенная технология и технические средства расчитаны на выполнение перечисленных технологических операций в отарах бее привлечения дополнительных работников. Как видно из рис, 14 при предлагаемой технологии несколько уменьшается количество выполняемых операций за счет их совмещения.

Бонитировка ягнят представляет собой весьма сложный и ответственный процесс и ее вадача заключается в качественной оценке ягнят по их конституции, продуктивности и здоровью с целью установления их племе нной ценности. Недостатком в организации и технике проведения бонитировки каракульских яг-28

и | Еоннгмро&к**

1

и ЗоГох и аЛсс ЯГНЯТ

1

3 Нчгжгчнчс ггя-Лого ¿оХдукч

1

4 РчскраЯ « ахурки

1

51 ЯЛзжирн (<"«<

' 1

¿<*СОЛ К я

> Суи/Кч \

1

« О^исТкч

1

» Оглеж «1

/

-1

Рис. 14. Технологическая схема убоя ягнят и перв. обработки шкурок

. Рис. 15. Схема подачи теплого воздуха на стол раскроя. 1-компрессор, 2-воздуш-ныЯ фильтр,3-ресивер, 4-предохра-нительный клапан, 5-регултор давления ,6-масловлагоотделитель, 7-манометр,8-нагреватель воздуха

чип

Рис.16. Зависимости Тя = ^) Рис.17. Зависимости - // (V

„ температуры между кожей

Зч- пр г„г~-/оас ^ 1 » и тушкой ягнят, павших до

п/>ч тя~3,о...

нят являлось отсутствие технических средств, облегчающих труд обслуживающего персонала. В настоящее время разработан,• прошел производственные испытания и рекомендован к внедрению в хозяйствах республики комплект оборудования для бонитировки каракульских ягнят. йомплект оборудования позволяет значительно улучшить условия работы, организовать бонитировку на потоке, непосредственно на пастбищах, значительно улучшить достоверность оценки качественных показателей ягнят и повысить производительность труда на 20... 25%.

Обычно для облегчения съемки шкурки после убоя ягнят и обескровливания под кожу ягненка накачивают воздух. Исследования в производственных условиях показали, что после обескровливания тушки температура ее интенсивно падает в зависимости от массы и, особенно, от температуры окружающей среды (рис. 16). У павших до убоя, а также мертворожденных ягнят, съем шкурок весьма трудоемкий и нагнетание холодного воздуха под кожу не дает существенного эффекта, так как температура тушки яг не игл при этом равна температуре окружающей среды. В связи с этим для улучшения теплового режима при съеме шкурок под кожу ягнят воздух подавался предварительно нагретым в пределах 40...50° С (рис.15). Для нагрева воздушной подушки между кожей и тушкой вход нагретого воздуха под кожу поддерживается в течение определенного периода после выхода воздуха через разрез на горле и ножках.

На рис.17 представлена зависимость повышения температуры воздушной подушки между кожей и тушкой от времени. Как видно из графика, температура воздушной подушки увеличивается на 6. ..10°С в зависимости от массы ягненка и температуры окружающей среды. В результате намного улучшаются технологические параметры процесса съема шкурки и снижается различные механические дефекты шкурки, особенно павших до убоя ягнят.

Наиболее рациональным способом является сухосоленое консервирование шкурок в каракулеводческих хозяйствах, получившее широкое распространение. В процессе засолки каракульских шкурок на их поверхности образуется рассол, более концентрированный, чем внутри кожной ткани. В результате внутри кожной ткани и снаружи приходят в действие силы

30

осмоса и диффузии, и происходит процесс обезвоживания кожи. В обезвоженных тканях шкурок создается менее благоприятная среда для развития микроорганизмов.

Расход соли, в зависимости от размера, на одну шкурку -800. ..1000 г. Из продолжительность и качество консервирования каракуля в значительной, степени влияет качество соли и равномерное ее распределение. Разработанный нами дозатор способствует качественному хранению соли (так как соль должна быть сухой) и равномерной подаче ее в центр шкурки в заданных количествах. Погрешность работы дозатора составляет менее 5%.

В современных условиях сушка каракульских шкурок производится на специально подготовленных открытых площадках под действием солнечной радиации, в результате чего снижается качество шкурок и затрачивается большое количество ручного труда. В связи с этим были проведены лабораторные экспериментальные исследования с целью изучения процесса сушки шкурок и обоснования рациональных параметров сушильной установки. Исследование выполнено в учетом факторов, представленных в табл. 2.

Таблица 2

Факторы и уровни их варьирования при исследовании процесса сушки шкурок

Факторы Уровни варьирования

Натуральный вид Код вида -1 0 +1

Температура сушильного агента,°0 25 30 35

Влажность сушильного агента, % • X, 65 55 45

Суммарная сила прижатия шкурки

тарной тканью к опорной сетке, Н Х3 20 40 60

Удельный расход воздуха, м& X, 5.0 7.0 9.0

Основным выходным показателем принята относительная усадка шкурки в процессе сушки, . После статистической обработки опытных данных было получено уравнение регрессии, позволяющее оценить влияние факторов на величину относитель-

31

Рис.18. Проекции двумерных Рис.19. Схема гелеоустановки сечений функции отклика ' 1-коллектор,2-воздухонагре-

ватель.З-сушильная камера, 4-заслонка,5-ходовая часть, 6-полки, 7-вьггядиой канал, 8-рама

Рис. 20. К расчету параметров станка для очистки шкурок

ной усадки шкурки при сушке.

а-+ ~ - - С, г er y,

- Qssx, - огззX/ Гггл t о,чхггч -

- о,О« + /5-гД aa.fi^егл? (44) Для определения характера поверхности отклика проведено

каноническое преобразование.путем решения определителя четвертого порядка и уравнение имеет вид:

5, ЁР - zts 3f5rs x 'y (45)

Анализ поверхности отклика . показывает, что она представляет собой выпуклый многомерный параболоид -с ярко выраженным оптимумом. На рис. 18 представлены двухмерные сечения поверхности отклика, которые показывают, что при проектировании сушильной установки следует поддерживать температуру воздуха на уровне 35... 40 °С, относительную влажность воздуха 50... 55%.

По результатам лабораторных исследований была создана и апробирована переносная гелиосушильная установка для паст-бишных условий. Устройство и ее составные части показаны на рис. 19. Солнечный коллектор (размером 1200x1000x300 мм) имеет горизонтальную ось поворота и имеет возможность изменять положение в вертикальной плоскости в 30... 60 относительно горизонта в зависимости от положения солнца. В нижней части коллектора имеется приточной канал для поступления воздуха. Установка работает по принципу естественной конвекции. Воздух, нагретый до 30. ..40°С, поступает в сушильную камеру и проходит через высушиваемые шкурки и через вытяжной канал выводится наружу. Скорость воздуха изменяется при этим в пределах V¡> ^о. 2-0. 4 м/с. Так как высушиваемые шкурю! изолированы от прямых солнечных лучей, качество процесса сушки намного выше, чем при обычной сушке шкурки под солнцем. Установка легко передвигается и это дает возможность применять ее в пастбищных условиях.

Основным показателем каракульских шкурок, характеризующим товарную ценность, является их размер. Согласно существующего ГОСТа шкурки, консервированные сухосоленым способом, по размеру стандартных площадей, классифицируются на четыре группы: особо мелкие ( so о < % Роо); мелкие ( ?oo</iTi9oo)-t средние {ßoo<rCr<:^voo ) и крупные ( f^t>iYoo). Стандартная

33

площадь измеряется измеряется от основания шеи до основания хвоста и умножается на ширину шкурки в средней части. Эти способы недостаточно достоверны и погрешность достигает 20%. Точность измерения зависит от субъективных факторов и требует затрат труда и времени.

Разработанная фотоэлектрическая установка и метод определения площади шкурок значительно эффективнее по простоте при определении общей и стандартной площади шкурок. Предложенная установка определяет общую площадь шкурок и затем стандартную площадь в зависимости от общей, по формуле:

*•„ • ^ . (46)

Величина колеблется в пределах - 0.68... 0.71. Погрешность определения стандартной плошэди при этом состг вит Менее 4... ЪХ.

Очистка шкурок проводится с целью разрушения загрязнений на мелкие частицы, отделения их от волосяного покрова и удаления ва пределы шкурки. Для пастбищных условий, на основании теоретических И экспериментальных исследований, разработан портативный станок для очистки шкурок. Станок состоит из щеточного барабана, приводного механизма, электродвигателя, кожуха с патрубком для удаления грязи, корпуса с рукояткой и выключателем.

При соударении с загрязнителем скорость рабочего органа снижается от до (рис.20). Потеря кинетической энергии' л Т определяется: г

а Го{иГ/-ьГгг) + т <Гу/ (47,

где - масса загрязнителя;

тУуу - скорость соударения рабочего органа

Потерянная кинетическая энергия затрачивается на работу разрушения (деформацию) загрязнителя, полагая, что распределение напряжений в загрязнителе подчиняется линейной функции. Полная работа деформации: „

(48)

где длина слоя загрязнителя;

б" - макс, напряжение на стороне загрязнителя; <г- плошадь поперечного сечения загрязнителя; £ - модуль упругости загрязнителя.

Согласно закону сохранения энергии & Т- А , Отсюда после необходимых преобразований определяются:

-(49)

В свою очередь, скорость соударения ^ равна сумме векторов - +

где - поступательная скорость станка;

- окружная скорость щеточного барабана. Отсюда, окружная скорость барабана определяется по формуле Г£Г а '

^«^У-Пл ^ (50)

где - плотность загрязнителя. Конструктивные и энергетические параметры станка обоснованы результатами экспериментальных исследований. В качестве основного оптимизируемого показателя принята полнота очистки шкурок, определяемая в процентах. В работе также предложена методика очистки каракульских шкурок с использованием портативного станка.

7. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПАСТБИЩНОГО КАРАКУЛЕВОДСТВА МЕТОДОМ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В данной главе диссертационной работы изложены методики экономико-математического моделирования и ревультаты экономической оценки технологии пастбищного каракулеводства с применением разработанных средств механизации. Внедрение; результатов исследований позволяет получить экономический' эффект в расчете на одну отару в каракулеводческих хозяйствах в 15..,20 тыс.сумов в ценах 1994 года

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Зоны пустынь и полупустынь в республике по своим кормовым ресурсам располагают условиями для пастбишного содержания каракульских овец. При обоснованном системном ведении каракулеводства! и рациональном использовании пастбищ республика получит значительный резерв " развития каракулеводства в условиях перехода к рыночным отношениям.

2. Одним из условий рационального ведения каракулеводства является оптимизация структурного состава ферм и численности поголовья овец в отарах (400...800 голов) в за-

35

висимости от состояния и эксплуатации пастбищной среды на основании объективного системного анализа факторов, с учетом технологического режима содержания овец.

3. В условиях ограниченных размеров отар и оптимальных параметров ферм, а следовательно, площадей выпаса средним радиусом 4... б км, существенно снижаются внутрифермские транспортные расходы. Аналогично сокращается и другие эксплуатационные ватраты на проведение основных и вспомого-тельных технологических операций при условии применения средств механизации и-технического обеспечения, предназначенных для арендных условий.

4. Полученная математическая модель роста и потребления растительного покрова пастбищ позволяет обосновать основные режимные и эксплуатационные параметры при повторнократковре-менном способе использования пастбищ, В годовом цикле с 01.01 по 01.05 ресурс пастбищ весьма ограничен. В связи с этим коэффициент стравливания в этот .период не должен превышать 0.5.

5. Основы совершенствования технологических процессов и средств механизации в пастбищном каракулеводстве, требует применения системного подхода, обеспечивающего наибольшую эффективность при решении сложных задач, связанных по разработке и обоснование рабочих органов машин и оборудования и оптимизация их параметров с применением современных методов и средств.

6. Методом математического моделирования проведен анализ технологических операций всего цикла мероприятий производственного процесса Обосновано, что основными критериями эффективности отрасли при формировании механизированных тех-нолгических процессов могут быть минимум удельных затрат труда, минимум приведенных затрат, максимум валовой продукции, которые в целом должны улучшить условия труда в отрасли.

7. В условиях аренды могут быть существенно снижены затраты на заготовку кормов при выполнении этой операции специальной косилкой с индивидуально-копирующими роторными рабочими органами, изготовленной и испытанной в процессе решения проблем пастбищного каракулеводства. Разработанная косилка обеспечивает дисковым рабочим органом диаметром

36

400 мм заданную высоту среза не менее 100 мм пустынной растительности с микрорельефом, где высота кочек не превышает 200 мм и диаметр основания кочек не менее 600 мм.

8. Для подкормки овец в зимних непогодных условиях рав-работаный на основе теоретических исследований, изготовленный и испытанный пневматический кормораздатчик -кормушка обеспечивает равномерную раздачу измельченных кормов с коэффициентом заполнения 0.5... 0.7 при скорости воздушного потока 15.0... 20.0 м/с и снижает затраты труда в 3. ..4 раза, позволяет одновременное разовое кормление на 400... 600 голов овец на отаре.

9. При выполнении технологических операций особую заботу чабанам доставляет ловля овец. На основании теоретических исследований разработан, изготовлен и испытан в производственных условиях мобильный трансформируемый эагон для овец, конструкция которого позволяет при минимальном числе людей обеспечить отлов овец с необходимой интенсивностью. Трудоемкость ловли овец составляет в зависимости от удельной площади и форме загона 15. ..40 с. Применение мобильного ловчего загона позволяет не только сократить число обслуживающих рабочих, но и проводить любые зооветеринарные мероприятия в пастбищных условиях, где находится отара.

10. Убой каракульских ягнят и первичную обработку шкурок в условиях аренды целесообразно проводить непосредственно в месте дислокации отары в пастбищах. При этом на 20... 30% снижаются удельные затраты труда и средств при механизации таких технологических процессов как: бонитировка ягнят с использованием комплекта оборудования, забой ягнят и съем шкурок с подачей теплого воздуха под кожу, засолка тку рок с использованием объемного дозатора соли, сушка, очистка и сортировка шкурок по размеру с использованием разработанных установок.

11. Для сушки шкурок в условиях пастбищ целесообразно использовать передвижные гелиоустановки на полуцилиндрических полках, основание которых изготовлено из металлической сетки с размерами ячейки 4... 7 мм, а фиксирующее полотно из хлопчатобумажной ткани. Наилучший режим сушки каракульских, шкурок с минимальной усадкой 5...77. обеспечивается

37

яри температуре сушильного агента (воздуха) 40. ..50 С, влажности воздуха 40... 52%. Продолжительность сушки составляет 5. ..б час, повышает производительность в 2... 3 раза и существенно улучшает качество каракуля и условия труда.

12. Использование портативного станка-позволяет существенно улучшить качество очистки шкурок и снизить механические дефекты при режиме работы тУп. » о. 1. ..0.3 м/с,

- 0.82...1.64 м/с, по принципу "снизу вверх", двигая против открытой стороны завитков шкурки. Оптимальными параметрами щеточного барабана являются диаметр барабана 0.03 м, ширина барабана 0.07 м. Масса станка 2. 4 кг.

13. Экономический анализ исследованных технологических процессов в пастбищном каракулеводстве показывает, что использование разработок и рекомендаций по результатам проведенных исследований позволит получить экономический эффект в размере 15... 20 тыс. сумов в ценах 1994 года на одну отару.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах. .

1. Суванкулов Е Механизация убоя каракульских ягнят и обработка шкурок. Самарканд, 1985, с. 16.

2. Суванкулов Ш. • Машины и оборудования для стрижки овец. Самарканд, 1985, с. 30.

3. Суванкулов Ш., Избасаров У., Валиев Е И., Абдуганиев 3. Установка для определения плоавди каракульских смушек. МСХ УзССР, Рац. предложение N38, Ташкнт, 1985, с. 4.

4. Суванкулов Ш., Юсупов С. Ю., Избасаров У. Комплект оборудования для бонитировки и андрологического контроля каракульских баранчиков. МСХ УзССР, Рац. предложение N24, Ташкент, 1985, с. 4.

5. Суванкулов Ш. Способ съема каракульских шкурок с вдуванием теплого воздуха под кожу ягненка Проблемы интенсификации животноводства в Каз.ССР, ч. II, Алма-Ата, 1986, с. 131-132. ^

6. Суванкулов Е , Юсупов С. КХ, Избасаров У. Рекомендации по совершенствованию техники бонитировки каракульских ягнят. Госагропром УзССР, Ташкент,. 1987, с. 6.

7. Суванкулов Ш., Абдуганиев 3. Приготовление и раздача

38

кормов. Самарканд, 1988, с. 58.

8. Суванкулов Ш. , Лучкин М. С. , Абдуганиев 3. Способ съема каракульских шкурок с вдуванием теплого воздуха под кожу ягненка. УвШИТИ, Ташкент, 1988, с. 4.

9. Ахмедов 0. 3. , Суванкулов 111 Съем каракульских шкурок путем вдувания теплого воздуха под кожу ягненка Труды ТИИИМСХ, Ташкент. 1989, с. 9-15.

10. Валиев а И., Суванкулов Ш. Конвейерная гелиоустановка для сушки каракульских шкурок. Труды ТИИИМСХ, Ташкент, 1989, с. 15-19.

11. Суванкулов Ш., Абдуганиев 3., Джабриев А. Н., Арти-ков С. А. Гелиоустановка для сушки шкурок каракульчи. УзНИИНТИ, Ташкент, 1988, с. 4.

12. Суванкулов Ш. , Абдуганиев 3. Установка для определения площади каракульских смушек. Материалы Всесоюзн. науч. прак. конференции. КазСХИ, Алма-Ата, ч. I, 1989, с. 97-98.

13. "Суванкулов 111, Абдуганиев 3. Гелиоэлектрическая установка для сушки каракульчи. Тезисы рес. конф. "Электротехнология в с. х. производстве", Ташкент, 1990, с. 36.

14. Хамидов Е, Суванкулов III. Установка - для сушки сельскохозяйственной продукции в индивидуальном хозяйстве. Тезисы докладов рес. конф. , Алма-Ата , 1990, с. 53.

15. Суванкулов Ш. , Абдуганиев 3., Хамидов Е Установка для сушки каракульских шкурок. Е "Овцеводство", 1991, N3, с. 41.

16. Абдуганиев 3., Суванкулов Ш., Юеубалиев А. Некоторые результаты исследования гелиоэлектрической сушки каракульчи. Сб. юбилейн. конф.. ЧИМИЭСХ, Челябинск, 1991, с.81.

17. Суванкулов Ш., Поддубный Г. А., Кабилов X., Пулатов X., Хамидов а Совершенствование технологии и разработка технических средств для механизации производственных процессов в пастбищном каракулеводстве. Науч. отчет по теме 05.91., Самарканд, САМСХИ, 1991, с. 32.

18. Суванкулов Ш., Поддубный Г. А., Кабилов X. Кормораздатчик для овец. Патент на' изобретение N4910523/15, М., ВНИИГПЭ, 1991, с. 6.

19. Суванкулов Ш., Абдуганиев 3. Комбинированная гелиоустановка. Ж. Сельское хозяйство Узбекистана, .1991, N10,

39

С. 27-29.

20. Суванкулов Е, Абдуганиев 3., Равшанов 3. Установка для определения плопши шкурок. Ж. Овцеводство, 1990, N1, с. 41.

21. Суванкулов Е, Абдуганиев 3. , Лучкин М. С., Джабриев А. Е Гелиоустановка для сушки каракульчи. Инф. листок УзНИИТИ, Ташкент, 1991, с. 4.

22. Суванкулов Е , Джабриев А. Н., Абдуганиев 3. Некоторые результаты исследования температурного режима гелиоустановки для сушки шкурок. Тезисы докл. науч. конф. "Использование солнечной энергии в народном хозяйстве", т. 2, Ташкент, 1991, с. 76.

23. Суванкулов • Ш., Абдуганиев 3. Обоснование режимов работы сушильной установки с комбинированной системой нагревания воздуха Труды УзНИИМЭСХ, Ташкент, 1992, с.92.

24. Суванкулов Ш., Абдуганиев 3. Эффективность использования солнечной энергии при сушке шкурок. Труды Киргиз. СХИ, Бишкек, 1992, с. 28-29.

25. Суванкулов Е, Даянов Р. С., Хамидов Н. Радиацион-но-конвективная установка для сушки овощей фруктов. Патент на изобретение ^1838733. АЗ, ВНИИПИ, М. , 1992, с. 4.

26. Суванкулов Ш. Энергетические оценки технологических процессов в каракулеводстве. Матер, науч. конф. СамСХИ, Самарканд, 1993, с. 18.

27. Суванкулов Е , Ибрагимов Е И., Избасаров У. Гистологические изменения шкурок каракульчи при различных способах сушки. Труды учен. Респ. Узбекистан, Самарканд, 1993, с. 75.

28. Суванкулов Е Математическое моделирование биотехнических систем в каракулеводстве. Матер. науч. конф. СамСХИ, Самарканд, 1993, с. 181.

29. Суванкулов Е ', Избасаров. У., Абдуганиев 3. Качественные изменения шкурок каракульчи при различных способах сушки. Труды учен. Респ. Узбекистан, Самарканд, 1993, с. 76.

30. Суванкулов Е , Абдуганиев 3. Установка для сушки каракульчи. Ж. Сельское хозяйство Узбекистана, 1993, N5, с. 22-23.

31. Суванкулов Е , Абдуганиев 3. Полка для сушки шкур.

40

Патент РФ на изобретение N2015167, М. , 1994, с. 4.

32. Суванкулов Ш. К интенсификации процесса влаговыде-ления из шкурок. Матер, науч. конф. Киргиз. СХИ, Бишкек, 1994, с. 48-50.

33. Джураев И. Б., Суванкулов Е Испытания и технические показатели машин для уборки пустынных кормов. Матер. науч. конф. СамСХИ, Самарканд, 1994., с. 182.

34. Кабилов X , Суванкулов Ш., Пулатов X Обоснование параметров пневматического кормораздатчика. Натер, науч. конф. Киргиз. СХИ, Бишкек, 1994, с. 53-57.

35. Халлиев Я , Ганиев а С., Суванкулов Ш. Основные физико-механические свойства уплотненного овечьего навоза в кошарах. Матер. науч. конф. Киргиз. СХИ, Бишкек, 1994, с. 57-61.

35. Суванкулов Ш., Пулатов X Совершенствование технологии хранения и раздачи грубых кормов. Матер, науч. конф. СамСХИ, Самарканд, 1994, с. 61.

37. Суванкулов Ш., Иргашев Э. Т. , Избасаров У. , Абдуганиев з. Совершенствование технологии и средств механизации для первичной обработки каракульских шкурок. МСХ Респ. Узбекистан, Ташкент, 1994, с. 12.

38. Суванкулов Е Основные показатели внутрифермских транспортных работ каракулеводческих хозяйств. Матер, науч. конф. СамСХИ, Самарканд, 1994, с. 181.

39. Суванкулов Ш. Влияние параметров каракулеводческих ферм в пустынно-пастбищной экосистеме. Матер, науч. конф. , Ташкент, 1994, с. 64-66.

40. Суванкулов Е Обоснование параметров каракулеводческих ферм в условиях аренды. Матер, юбилейн. науч. конф. ТИИИМСХ, Ташкент, 1994, с. 72-73.

41. Суванкулов Е Обоснование технологических параметров отары овец каракулеводческих ферм. Матер, науч. конф. Киргиз. СХИ, Бишкек, 1994, с. 70-76.

Подписан» к п«ч«.ти 13 11 94г. Зак.259^п П.Л.-2 Тир.75

Тилвгр*1'ия С-П*тврб/«гскэгв гвсуд*рсг»выивгв аграркшгв унишрситгга