автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса и обоснование параметров ленточного раздатчика гранулированных кормов

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕХАНИЗАЦИИ ДОЗИРОВАННОЙ РАЗДАЧИ ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОРМОВ.

2.1♦ Роль и эффективность гранулированных кормов в кормлении животных

2.2. Классификация и анализ средств механизированной раздачи гранулированных кормов

2.3. Состояние исследований стационарных ленточных кормораздатчиков.

2.4. Цель и задачи исследования.

3. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА РАЗДАЧИ ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОРМОВ СТАЦИОНАРНОЙ ДОЗИРУВДЕЙ УСТАНОВКОЙ С ПОПЕРЕЧНО-НАКЛОННЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ.

3.1. Выбор и обоснование конструктивно-технологической схемы установки.

3.2. Теория рабочего процесса кормораздатчика

3.2.1. Обоснование геометрических размеров дозирующей ёмкости.

3.2.2. Теоретическое обоснование конструктивно-технологических параметров кормораздатчика . g

3.2.3. Транспортирующая способность ленты

3.2.4. Определение удельной энергоёмкости рабочего процесса кормораздатчика.

3.2.5. Расчётное время раздачи.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА КОРМОРАЗДАТЧИКА . . .'.

4.1. Определение некоторых физико-механических характеристик гранулированного корма

4.2. Определение коэффициента К

4.3. Нахождение длины £ условного бункера

4.4. Экспериментальное исследование производительности транспортера и крошимости гранул

4.4.1. Конструкция экспериментальной установки

4.4.2. Экспериментальное исследование производительности транспортера

4.5. Исследование транспортирующей способности ленты

4.6. Экспериментальная проверка оптимальных условий работы кормораздатчика

4.7. Экспериментальное определение неравномерности выдачи корма по фронту кормления при оптимальных параметрах кормораздатчика.

4.8. Экспериментальное определение удельной энергоёмкости рабочего процесса кормораздатчика

Выводы . . . '.ЮЗ

5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОРМОРАЗДАТЧИКА С ПОПЕРЕЧНО-НАКЛОННЫМ ЛЕНТОЧНЫМ ТРАНСПОРТЕРОМ.

5.1. Характеристика условий испытания

5.2. Конструкция испытываемой установки

5.3. Программа испытаний

5.4. Методика производственных испытаний

5.5. Результаты производственных испытаний . НО

6. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЁТА КОРМОРАЗДАТЧИКА.III

6.1. Цель расчёта.III

6.2. Исходные данные для расчета

6.3. Методика расчёта

7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО КОРМОРАЗДАТЧИКА V.

7.1. Определение экономического эффекта от внедрения предлагаемого кормораздатчика по приведенным затратам

7.2. Определение экономического эффекта от применения предлагаемого раздатчика за счёт улучшения качественных показателей процесса, раз дачи.

Двадцать шестой съезд КПСС разработал экономическую стратегию дальнейшего развития сельского хозяйства нашей страны [i] . Она направлена на укрепление материально-технической базы агропромышленного комплекса, на превращение его в высокоиндустриальную отрасль на основе интенсификации,специализации, полной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

Продолжением современной аграрной политики партии являются итоги, работы майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС и одобренная им Продовольственная программа СССР [2} .

Продовольственная программа СССР воплощает в себе целевой комплексный подход к решению продовольственной проблемы. Такой подход предусматривает объединение работ как самого сельского хозяйства, так и обслуживающих его отраслей промышленности, транспорта, торговли,направление всех их деятельности на достижение общей конечной цели - производство в необходимых количествах высококачественных продуктов питания и доведение их до потребителей. Эти же задачи нащли отражение в постановлении ноябрьского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС и в последующих документах партии [3].

Продовольственной программой СССР предусматривается значительное увеличение производства продуктов животноводства. Ставится задача довести среднегодовое производство мяса ( в убойном весе) в II-ой пятилетке до 17 - 17,5 млн. тонн, молока - до 97 - 99 млн. тонн [2].

Продовольственная программа значительное внимание уделяет таким скороспелым отрослям животноводства кале свиноводство и овцеводство. Ставиться задача обеспечить производство свинины в 1985 году не менее 6,5 млн. тонн, в 1990 году - не менее 7-7,3 млн. тонн, а производство баранины в 1985 году - 1млн. тонн, в 1990 году - 1,2 - 1,3 млн. тонн [2].

Необходимо отметить, что увеличение производства мяса всех видов должно осуществляться, в основном, за счет перевода животноводства на промышленную технологию на основе его дальнейшей интенсификации.

Для того, чтобы постоянно повышать продуктивность скота и снижать себестоимость продукции, требуется создать прочную кормовую базу, которая могла бы полностью удовлетворить потребность животноводства в высококачественных кормах.

Продовольственной программой ставится задача произвести кормов в 1985 году в количестве 500 млн. тонн, а в 1990 году - 540 - 550 млн. тонн кормовых единиц. Ставится задача дальнейшего улучшения качества, рационального использования и сокращения потерь кормов [2].

В настоящее время наиболее эффективным способом улучшения качества кормов является производство их в виде -гранул [б, 12, 1б].

Гранулированные корма заменяют все другие объёмистые и концентрированные корма. В гранулах, приготовленных из растительной массы, в больших количествах сохраняются питательные вещества зеленой травы. Так, после годичного хранения потери протеина в гранулах не превышают 10$, а каротина - 50$, в то же время в травяной муке, сене и силосе они в среднем составляют 20, 30 и 80$ соответственно [4]. Весьма важно и то, что поедаемость гранул равна практически 100%, в то время как для других видов кормов она колеблется от 40 до №% [б, 12].

Дальнейшее увеличение объёма заготовки кормов в виде гранул неизбежно выдвигает задачу наиболее эффективного использования их, которое, прежде всего, возможно при нормированном кормлении" жив о тных [24, 30].

На решение этой задачи направлено создание системы машин для комплексной механизации животноводства на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года. Данная система машин должна обеспечить перевод животноводства на промышленную основу, то есть процесс получения продукции животноводства должен представлять собой единую, непрерывную технологическую линию с минимальным использованием неквалифицированного ручного труда.

Очень важное место в этой технологической линии занимают кормораздающие машины. Это объясняется тем, что, с одной стороны, качественные показатели работы кормораздатчика определяют в конечном итоге эффективность использования кормов, а- с другой стороны, конструкция кормораздатчика определяет степень возможной механизации и автоматизации всей технологической линии получения продукции животноводства. Именно поэтому большое внимание в системе машин уделяется кормораздающим машинам. Так, для раздачи кормов крупному рогатому скоту предусматривается создание стационарных кормораздатчиков на основе ленточных транспортёров; '.в свиноводстве намечается полностью автоматизировать процесс раздачи кормов; в овцеводстве предусматривается разработка и освоение производством механизированных клеточных батарей,оборудованных автоматизированными линиями раздачи гранулированных кормов [5].

В настоящее время значительное число исследователей, занимающихся вопросами кормораздачи в животноводстве, считают, что при производстве продукции животноводства на промышленной основе наиболее перспективным является стационарный тип кормораздатчика с ленточным кормонесущим органам [5,15,17,18,20,23,24, 26,27,34]. К преимуществам данных машин следует отнести: простоту конструкции; малую металло- и энергоёмкость; сравнительно малый уровень шума при работе; при их использовании процесс кормораздачи легко автоматизируется.

Особо следует сказать о стационарных кормораздатчиках, выполненных на базе поперечно-наклонного ленточного транспортёра • [24, 32, 33], применяемых для раздачи рассыпных и гранулированных кормов. По сравнению с традиционными ленточными раздатчиками они обладают большей (в 1,5-2 раза) производительностью, более простой конетрукцией, так как отсутствует механизм, сбрасывающий корм (остатки корма) с ленты.

Настоящая работа посвящена совершенстованию технологического процесса и обоснованию параметров стационарного раздатчика гранулированных кормов, выполненного на базе поперечно-наклонного ленточного транспортера, с целью улучшения качественных показателей процесса раздачи гранулированных кормов, а, следовательно, повышению эффективности их использования в животноводстве.

8. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

8.1. На основе анализа литературных материалов установлена высокая эффективность кормления овец и свиней гранулированными кормами. Причем, эффективность эта достигается только при нормированном кормлении.

8.2. Классификация стационарных раздатчиков гранулированных кормов и выполненный на её основе обзор существующих машин позволяет сделать вывод, что наиболее приемлемым рабочим органом раздатчика гранул является ленточный транспортер.

8.3. Анализ отечественных и зарубежных ленточных транспортеров, применяемых в животноводстве для раздачи кормов, выявил, что наиболее перспективным ленточным транспортером для раздачи гранул будет саморазгружающийся транспортер с поперечно-наклонным расположением ленты.

8.4. Предложена усовершенствованная схема стационарного раздатчика гранулированных кормов повышенной производительности ( а.с. № 704557 ), выполненного на базе поперечно-наклонного ленточного транспортера.

8.5. Теоретическое описание рабочего процесса предлагаемого раздатчика, в основу которого положена теория движения сыпучих материалов в бункерах, позволило получить аналитические выражения (3.23, 3.39) для определения конструктивно-технологических параметров раздатчика, численные значения которых равны: оС= 60° ; V = 0,4 м/с ; В = 150 мм. При этих значениях параметров раздатчика качественные показатели его рабочего процесса удовлетворяют зоотехнические требования ( сГ< Ю^ ; потерь корма нет ).

8.6. Экспериментальные исследования и производственные испытания кормораздатчика подтвердили правильность предложенной теории его рабочего процесса, то есть рекомендованные теорией значения конструктивно-технологических параметров раздатчика обеспечивают неравномерность выдачи корма по фронту кормления не более - 5%, крошимость гранул не превышает 2,8%, потери корма отсутствуют.

8.7. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана методика инженерного расчёта кормораздатчика, которая может быть использована при его проектировании.

8.8. Экономическая эффективность применения предлагаемого раздатчика на выдаче гранулированных кормов по сравнению с серийными РКА-2000 и РКС-3000 М подтверждается годовой экономией приведенных затрат в размере 572,61 руб. и 824,25 руб. соответственно.

Снижение неравномерности выдачи и крошимости гранул (улучшение качественных показателей процесса раздачи) предлагаемой машины по сравнению с РКС-3000 М обуславливает дополнительный экономический эффект, равный 2545,72 руб. в год. Таким образом, суммарный экономический эффект от замены кормораздатчика РКС-3000 М на предлагаемый будет равен 3369,97 руб. в год.

1. Материалы ХХУТ съезда КПСС. М., Политиздат, 1981. - 223 с.

2. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по её реализации: Материалы майского Пленума ЦК КПСС 1982 г. М., Политиздат, 1982. - III с.

3. Материалы Пленума Центрального Комитета КПСС, 22 ноября 1982 г. М., Политиздат, 1982, 30 с.

4. Справочник зоотехника. -М.: Колос, 1980.768 с.

5. Белехов И.П. Новое в механизации животноводства. М.: Колос, 1983 - 143 с.

6. П.Е. Ладан, М.И.Густун. Полнорационный корм в гранулах. М., Колос, 1974 - 159 с.

7. ВЛунка, Р.Галик, О.Херцег, Я.Лабуце. Рациональное кормление крупного рогатого скота и свиней перевод со словацкого, М.г Колос, 1982 - 237 с.

8. И.В.Хадакович и др. Физико-биохимические генетические основы повышения эффективности использования кормов в животноводстве. Боровск, 1973. 310 с.

9. О.Божинова, Т.Желязков. Животновъдны науки. 1971. Т.УШ 125 с.

10. Т.L.J.Lawrence Vet. Rev., 1972, v.91, N5.

11. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1981 1990 годн, Ч. П. Животноводство, М., ЦНИИТЭИ, 1981. - 616с

12. Научные труды ВАСХНИЛ Производство и использование полнорационных гранулированных и брикетированныхкормов в животноводстве. М., Колос 1975. 368 с.

13. Сельское хозяйство за рубежом /Животноводство/- 1974, № 12. Г.М.Рубцов. Гранулирование соломы с добавками в ГДР /обзор/.

14. Сельское хозяйство за рубежом /Животноводство/- 1975, № 12; Т.К.Акимов, В.Я.Максаков. Гранулированные рационы с высоким содержанием грубого корма /обзор/.

15. Ю.И.Демин и др. Кормовая база в промышленном овцеводстве. М., Россельхозиздат, 1979. 174 с.

16. Г.Флаховский. Использование гранулированной соломы в кормлении животных. М., Колос, 1979. 205 с.

17. А.А.Омельченко, Л.М.Куцин. Кормораздающие устройства. М., Машиностроение, 1971. 206 с.

18. Н.Г.Шамов, А.А.Уткин. Механизация приготовленияи раздачи комбикормов. М., Россельхозиздат, 1973. 176 с.

19. Приготовление, хранение и раздача кормов на животноводческих фермах. M.j Колос, 1977. 384 с.

20. Б.А.Рунов. Основы промышленного откорма скота в США и Канаде. M.j Колос, 1975. 391 с.

21. Сельское хозяйство за рубежом, № 5, 1983. М.: •Колос.

22. Сельское хозяйство за рубежом, № 10, 1973. М.: Колос.

23. Сельское хозяйство за рубежом, J" 5,6, 1980. М., Колос.

24. Коба В.Г. Технологическое обоснование повышения эффективности работы машин для раздачи кормов животным. -Дисс. . док. тех. наук.'- Саратов, 1982, 545 с.

25. Промышленная технология овцеводства. ВНИИОК, Труды, выпуск 40, т.II, Ставрополь, 1978. 240 с.

26. Промышленная технология овцеводства. ВНИИОК, Труды. Ставрополь, 1979. 201 с.

27. Промышленная технология овцеводства. ВНИИОК, Труды. Ставрополь, 1975. 231 с.

28. Сборник зоотехнических и агротехнических требований на комплекты машин и оборудование для механизации, электрификации, автоматизации животноводческих ферм и комплексов. Выпуск 71. М., 1976. 104 с.

29. Дудышев Е.С. Исследование механизированных процессов обслуживания животных на свиноводческих комплексах. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. Саратов, 1975. - 35 с.

30. Жданов В.Н. Исследование и совершенствование "рабочего процесса штангово-шайбового раздатчика гранулированных кормов для свиноводческих ферм и комплексов. Дисс. . канд. техн. наук. - Саратов, 1977. - 173 с.

31. Коба В.Г., Жданов В.Н. Исследование качественных показателей раздатчика PKA-I000. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1980, Ж), с.53-55.

32. Швейцаров Л.А. Исследование ленточных транспортеров на раздаче кормов в птичниках. Дисс. . канд. техн. наук, Саратов, 1966. - 146 с.

33. Львов В.А. Исследование процесса перемещения сухих кормов двухленточным распределителем на свиноводческих фермах. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. Минск, 1977. - 17 с.

34. Швейцаров JI.JI. Ленточные загрузчики кормов.- Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1975, Гв 3, с. 32 34.

35. Коба В.Г., Швейцаров Л.Л. Расчет производительности транспортёра с поперечно-накладной лентой. Труды СИМСХ, 1968, вып. 41, т. 2 - 136 с.

36. Гячев Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах. М., Машиностроение, 1968. 184 с.

37. Вопросы физиологии и биохимии питания овец. М.: Колос, 1981. 240 с.

38. Прейскурант J5 70-08-23. Закупочные цены на сельскохозяйственные продукты и сырьё. М., 1970. 109 с.

39. Муравьёв А.С., Олейник Г.Т. Нормативный справочник по экономике и организации сельскохозяйственного производства. M.j Колос, 1972. - 415 с.

40. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1967.- 159 с.

41. Рушминский. Математическая обработка результатов эксперимента. M.j Наука, 1971, 192 с.

42. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследовании сельскохозяйственных процессов. Л., Колос, 1972. 200 с.

43. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.:. Наука, 1970. - 719с.

44. Чертов А.Г. Международная система единиц измерений М.: Высшая школа, 1967. 287 с.

45. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов. Грузинский СХИ, Тбилиси, I960, 145 с.

46. Коба В.Г. Расчет экономической эффективности работы кормораздающих машин на основе сравнительной оценки погрешностей дозирования кормов. Сборник научных работ "Механизация заготовки, приготовления и раздачи кормов". Саратов, 1983. - 140 с.

47. Справочник по планированию сельского хозяйства. M.f Колос, 1974 734 с.

48. Вопросы комплексной механизации овцеводства в Казахстане. Алма-Ата, 1980. 195 с.

49. Промышленная технология овцеводства. Труды ВНИИОК, Ставрополь, 1980 202 с.

50. Agrartechnik, N6, 1978. -47 с. Pbysikalisch-mecha-nische Eigenschaften von Strohpellets. V.Scholz; C.Furl.

51. Красников В.В. Коэффициент трения кукурузного силоса по стали. Труды ВИЭСХ, 1964. - 164 с.

52. Акимов В.Ф. Изучение влияния вибрации на угол естественного откоса зерна. Труды СИМСХ, 1968. - 151 с.

53. Дубинин В.Ф. Физико-механические свойства некоторых сельскохозяйственных грузов и их влияние на коэффициент отрыва. Труды СИМСХ, 1968. - 147 с.

54. Бойко А.С. Определение коэффициента внутреннего трения некоторых сыпучих тел. Труды ВНИИМЭСХ, вып. 10, 1967. - 138 с.

55. Резник В.М. Физико-математические свойстватранспортируемых мелкозернистых материалов. Научно технический бюллетень ВИЭСХ, вып. I, 1967. - 64 с.

56. Зуев В.А. Механизация выемки силоса из хранилищ. -М., Сельхозиздат, 1963. 208 с.

57. Вопросы комплексной механизации овцеводства в Казахстане. Алма-Ата, 1980. - 195 с.

58. Богомягких В.А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов. Изд. Ростовского университета, 1973. - 148 с.

59. Дересевич Г.А. Механика зернистой среды. В сб.: "Проблемы механики", вып Ш,М., 1961. - 251 с.

60. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов. М. Машиностроение, 1964. - 211 с.

61. Машины непрерывного транспорта. Под ред. Плавинского В.И. М., Машиностроение, 1969. 720 с.

62. Сельскохозяйственная техника. Каталог, ч. П. -М., 1982. 607 с.

63. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. М., Колос 1975, J& 3.

64. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. М., Колос, 1975., № 10.

65. Механизация и электрификация социалистического хозяйства. М. Колос, 1976, 7.

66. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. М., Колос, 1979, № 3.

67. Тракторы и сельхозмашины. -М., Машиностроение, 1975, 5 .