автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса и обоснование параметров устройства для содержания и взвешивания свиней

БОРОНЕЕЖИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙЗТВШЫЙ ИНСТИТУТ им.К. Д. ГЛИНКИ

На правах рукописи

ПОТОП Игорь Владимирович

УДК /631.3:635.4.ШЗ/¡681.26

СОВЕРШЕИСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА да СОДЕРЕАШЯ И ВЗВШШАШЯ СШШЕЙ

Специальность 05.20,01 Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОР® ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Заисрогчъе 1590

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском ц проектно-технологическом институте механизации и электрификации ¡¡швотноводстЕа Шной зоны СССР (ЩШПШЭЖ, г. Запорожье).

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

ШЁШШЮВ Л.Л.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

КУЩН Л.М.

- кандидат технических наук, доцент СУВДЕЕВ A.A.

Ведущая организация - Научно-производственное объединение со комплектному оборудованию для животноводства и кормопроизводства (НПО "Комплектаишаш", г.Кишинев)..

Занята состоится " //"rr-iiri " 1990 р. в 14 часов на заседании специализированного Совета К 120.54.02 Воронеаского сельскохозяйственного института вм.К,Д.Глпшш по адресу: 391687 г.Боронен, ул.Мичурина, I, ВСХИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "// g ¿-улуУ i" 1990 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук, доцент уС^-^^у/

МЩНЕв1л.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

, . ' Актуальность темы. Основная задача агропрокыиленного комплекса -надежное обеспечение страны полноценными продуктам питания. Одним из путей решения этой задачи в отВотиоводстве, в частности свиноводстве -самой скороспелой его отрасли, является повышение продуктивности животных» рациональное использование корма. Успешному решению этих задач способствует контроль интенсивности роста нивой кассы откармливаемых животных. Изменение массг кивотных - важнейший показатель обратной связи система "твошые-человек", сигиализпрущий о соответствии фактических условий кормления и содержания оптимальным, Традиционный процесс вэвешваняя, включающий перегона яивотных лэ станка на весы и обратно, имеет ряд существенных недостатков, обусловливающих высокие трудозатраты и стрессовое воздействие на каютных, влекущее за собой потерю" продуктивности. В связи о этим, на практике л®нотных взвешивают, как правило, не чаще одного раза в месяц, а иа крупных свшокошлексах только при постановке я снятии о откорма, что не позволяет подучить достоверную информацию об интенсивности роста и использовать ее для корректировки процесса откорма. Непрерывный контроль .живой массы яиэот-ных, лишенный недостатков традиционного процесса вэвешЕадня, повысит ■эффективность откорма за счет его оптимизации. ••

.' Ни в отечественной, ни в зарубежной пра!стике не при меняются^ эффективные технические средства для взвешивания, работавшие без участия человека и исключающие отрицательное влияние на животных. Поэтому создание таких средств, обеспечивающих шханпэацпя и автоматизацию оперативного контроля массы япеотннх для свиноводческих предприятий, является актуальной задачей.

Цель и задачи исследовашя. Целью работы является совершенствование технологического процесса контроля массы свиней и обоснование рациональных конструктивно-технологических параметров устройства для его осуществления, обеспечивающего-выполнение операции вэвеиивенпя без перемещения йпвотнш: и затрат труда обслуяиваетзго переспала при удовлетворе-

кии зоотехнических требований. Для достижения этой цеди поставлены следующие задачи:

1. Разработать :.:а?еыатЕческую модель усовершенствованного пров са взвеокваиия янвотккх.

2. Обосновать пшэдипиальнув конструктивную схему установки дя осуществления усовершенствованного процесса взвешвания и рациональн значения ее основных конструктивно-технологических параметров.

3. Установить взаимосвязь между погрешностью и устойчивость» установки ее конструктивно-технологическими параметрами, массой и активностью ЖИВОТНЫХ.

4. Разработать методику расчета весоизмерительных установок да содержания животных.

5. Оценить эффективность работы установи! в производственных условиях и дать ее технико-экономическую оценку.

Объекты исследования. Объекта!®! исследования являлись технолог! ческий процесс взвеивания и установка для его осуществления.

Научная новизна. Составлена классификация технических средств для взвепшвшшя сельскохозяйственных азшотных, позволившая выявить и: перспективные схемы и пути совершенствования. Разработана магемагичес кая модель усовершенствованного процесса взвешвания животных, раскр* Еавдая его сущность. Выявлена зависимость погреаности установки для с держания и контроля кассы животных от ее параметров и массы свиней. Получена формула для определения параметра поперечной динамической ус тойчиеости ( ипршш упора ) в зависимости от параметров установки, условий контактировав платформы и силоизмерптеля, наосы и скорости движения кквотных.

сйспериментально обоснован» рациональные параметру упоров установки, обеспечивайте инвариантность системы "усталовка-животнис", определена скорость гвиг-енпя молодняка евшей в ограниченном грост-панстве я технологгчеекке нарогегрн процесса' вз'весшвэшя.

Новизнё 'твхгс:чес1:ого рэссггя подтвсргасиа двугя гшторсклгп саа-

детельстваш (И339407 и .1,11564494) и положительным решением по заявке й4041640/24-10{028230).

Практическая пенность. Предлояена конструкция и разработана^методика расчета установки, с помощью которой можно осуществить усовер-шенстЕогантЛ! 'процесс взвешивания при различных вариантах технологая содержания яиеотных без затрат труда и стрессовых воздействий на свиней, обеспечить обратную связь "кнвотние-человек" п использовать эту информацию в АСУТЛ кивотноводческого кошлекса.

■ Реализация результатов исследования. Результаты теоретических и экспериментальных исследований кспользованн УкрНИКагропромпроет при разработке автоматизированной системы управления технологически?,® процессами сншокошлекса совхоза-комбината "Калитянскнй" Киевской обл.

Результаты исследований использоеэны ОПКБ о ЗП ЩИПТИМЭЖ для" разработки технической документации установки для содержания и контроля массы свиней для совхоза-комбината "КалитянскиА", совхоза-комбината им. 60-Летия Советской Украины (Апостоловский р-н, Днепропетровской обл.), совхоза "Молдавский" (Флорештскпй р-н, Молдавской ССР).

Основные положения работы вошли в "Рекомендации по реконструкции свиноводческих ферм"'и "Альбом примерных технологических, плшшровочных и инженерных решений свиноводческих зданий и ферм", одобренных научно-техническими сонета?.® Запорожского областного Агропомышленного Когдате-та 29.08.1987 г и Агропоиыилсшшго Ком!тета УССР 19.02.1988 г (протоколы Ш и 135).

Апробация. Основные положения даосертациогагоЗ работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях: 1-й Всесоюзной "Организационно-технологические, селекционно-генетические и социально-психологические проблемы управления поведенном сельскохозяйственных яввотннх при интенсификации животноводства" (19-21.04,1983 г, г.Харьков); ВНИПТШЭСХ (1984 г);.СНШХ (1984,1505 гг); (1986 г); Воронежско-

го СБ! (1985,1988 и 1990 гг).

б

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ общим объемом 3,65 печ.л.

Структура и объем р'аботц» Диссертация изложена на 167 страницах машнописного текста, включает 38 рисунков, 17 графиков, 10.таблиц и состоит из перечня условных обозначений,.пяти глав, выводов, списка использовавших источдаков (154 наименования, из них 25 на иностранных языках) и 26 приложеш;й.

СОДЕРШЩ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, «»формулирована цель исследования.

В пепвой главе дана характеристика традиционного процесоа взвепи вания сельскохозяйственных животных, обоснованы требования к усовершег ствованному процессу взвешивания, произведен обзор состояния механизации процесса взвешивания' животных, разработана классификация средств взвешивания и выявлены наиболее перспективные направления создания уса ройств для взвешивания, удовлетворяющих зоотехнические требования.

Традишош{ый процесс взвешивания может включать от 15 до 3 операций в зависимости от места расположения босое и способов доставки к ним животных. Но дане при минимальном числе операций (весы установлен! в самом стойко) животных необходимо загнать на весы и выгнать с весов, что связано с затрата?,я труда и стрессовым воздействием на животных.

Основные требования к оптимальному процессу взвешивания: определение живой масон с точностью соответствующей зоотехническим требованиям, исключение ручного труда и.стрессовых воздействий на кпвотных, получение оперативной информации о массе и возможность обработки ее на ЭВМ.

Наиболее перспективным техническим решением является установка, в которой животных содержат весь период откорма, а вавопнванио производится без их перемещения.

Произведен обзор основных исследований по теории погрешности измерительных устройств. В работах (С.И.Гаузнера, А.И.Иванпова, Ы.М. Кешшнского и др.) погрешность измерительных устройств определяется < соответственно как разность реальных и теоретических показаний прибора и отношение этой разности к теоретическим показания!.!. В работе М.М. Кемпинского при выборе схзни измерительного устройства рекомендуется использовать метод наименьшего приближения П.Л.Чебышева.

Вторая глава цосЕэдена теоретическому исследованию процесса взве-ияЕаяшги обосновании основных параметров установка для содержания и контроля жиеой массы евшей.

Традиционный процесс взвешивания (рисДа) сопроЕогдается стрессовыми воздействия!.® на животных и, как следствие, снлЕением их продук-тишости как в день взвешЕшшя, так и в последующие нзско'ысо дней. Совершенный процесс взвешивания возмояо г при обьеданешгп станка для содержания и Еесов в одно целое - установку, где стеотнкх содержат весь период откорма, а передача информации о иассе осуществляется электронно-мехшшческим устройством через силоизмерктель на регистрирующий прибор (рис,16).

На систему "уотааовка-яппотние" воздействует шокссгво парамег-ров, основными из которых являются: входные - численность кивоткых в группе ( п ), начальная масса ¡швотного (т^0), порода (?) и пол (Ц- ) азотного, масса установки (ГПС), ыасса потребляемой кивотнши воды (гг)}), погрешность механической части установки (с$"м); управлявдие -технология содержания С "¿с )» уровень кормления ( 6 ), шкроклимат свинарника (), продолжительность откорма ( t ); возмущающие - активность животных ( Ка), масса кала (т„) и мого (глм)» состояние здоро-вы|жпеотных ( ф ). входным сигналом этой системы является усилие на силоизмерителе (Рс ). .

Если допустить, что на систему "силоязтгштель-регистрирувдий прибор" не влияют Еозмущаюте параметры, то входным параметром ее

является погрешность электрической части ), а управляющим - Fc , Значение выходного параметра всей системы "устаноЕка-животные-силоиэ-ыеригель-регпсгрирущпй прибор" определяется суммарным воздействием входных, управляющих и возыуиаюидах параметров.

Функциональная зависимость выходного сигнала регистрирующего прибора имеет вид

'mi'^и-М,tc.t.Kft.rnK.mM,Ч'.(Г,). _

Сала тякастн платформы установки, животных а их выделений преобразуется конструктивной схемой в Ft. . & затем в выходной сигнал ре^-гистрирующеро прибора. Исходя из вышеизложенного, математическая коде ль усовершенствованного процесса взвешивания будет иметь вид

п

ц» д.(|1i0,0itfi)(2mio + ц)1«-гпс*т,)* fy, U )

где cJ - параметр роста группы свиней, кг/да; гп5 - масса остаточных загрязнений, кг; Pj. - динамическое усилие, Н. . Реализация усовершенствованного процесоа взвешивания (I ) возможна при соблюдении основных требований к процессу, учету всех воздействий на систему "установка-гавотные-снлоизкери т ель-регп стрируо-щий прибор",'т.е. при выполнении следующих условий:

< i%, (2 > Д (3 )

П » const. (4 )

Первое условие (2) означает, что погрешность Sy установки додана быть не более 1% чтобы соответствовать зоотехническим требованиям. Условие (3) накладывает ограничение на изменение кинетическое енергии ДГ системы "установка-животные* в процессе определения ыасоы свиней,

которое для достижения достоверных результатов должно бытъ близко . .

»

нулю. Постоянство потенциальной энергии П - условие Х4), обеспечи-

вашее устойчивость установки не только в процессе определения массы, ю и при максимальной их активности.

Кч. V

ЕисД. Процесс взвешивания животных: а - традиционный, б - усовершенствованный,

Теоретически доказано, что для уменьшения погрешности в схеме установки необходимо использовать одан силоизмеритель.

Сопоставлено семь перспективных конструктивных схем о одним си-лоизмерителем и проведена их экспертная оценка. Наименьшую сумму рангов получили: четырехопорная (платформа подвешена на опорных стойках с помощью тяг подвеса) и чэткрехупорная (платформа опирается на упоры, расположенные под ее углами) схемы - ПО и 52 ранга. Согласованность мнений специалистов высока (коэффициент конкордации V/ =0,78 и не случайна ( Х^ =12,592 < Хр =314,142).

В результате синтеза четырехупорной схемы были получены два ее усовершенствованных варианта - иеотиупорных, отличающихся лишь наличием дополнительных упоров иод серединами боковых сторон платформы и местом расположения силоизмерителя: в торце ;г под центром платформы (рис.2).

Относительные погрешюсти этих

2.0 1.8

О 0 30 <15г*гб0 75 оГ-—

Ело.2, Графоаналитическая оценка конструктивных схем: а-четырехупор-иая схема; б,в -иестиупорные схемы с силоизмерителем в торце и под центром платформы:. 1,2 - погрешность при с! =50 и 100 мм; 3, 4 -коэффициенты влияния деформации на изменение угла наклона левого и правого упоров.

схем равны ij=5C(?W>7о, (Е

* -а; V'

где , S'j, Sj - погрешность че тырехупорной, иестиупорных схек с силоизмерителем в торце и пов центром платформы,

р, - - коэффициент влия-ч~ ■

шш деформации на изменение соо тветствуоцего угла наклона упоров.

Анализ графиков (см.рис.2 и формул (5),)(6) и (7) показал что при одинаковых параметрах • (угол наклона упоров - ¡С , длина платформы и ее жесткость -i ЕЗ ; длина упоров d а нагрузка - Р ) точностные характеристики их значительно разнятся минимальная погрешность наблюда лась в диапазоне начальных угло наклона'упоров З01..45°(для Есе схем) и составляла при d =50 и . 100 мм соответственно 15 и В%; 10,5 и 3,2%', 0,04 и 0,05$.

В шестиупорной схема с с» лоизмерителем под центром платформы кривые Зи 4' практически симметричны относительно ^ =1 (см.рис.2в), что объясняет прей

мущества последней над другими схемами: минимальная погрешность и ее слабая корреляционная зависимость от длины упоров.

Для простоты заменяли пространственную систему сил, действующих на выбранную схему, на плоскую (рио.З) и сделали следующие допущения: верхний шарш!р упоров перемещается по горизонтали, нагрузка сосредоточена в центрах полуплатформ, силоизмеритель недеформируем, а длина хорда, соединяющей верхний шарнир и ниянюю точку полуплатформы,при деформации равна 1/2.

Рис.3. Силы действующие на установку, выполненную по схеме с силоизмерителем .под центром платформы.

Смещение верхнего шарнира (ом.рис.3) упора-в процессе эксплуатации АА^ = ВВ., = aí приводит к изменению углов наклона упоров

<¿, ¿ агс sin ($in¿ + ¿£ ),■ РраЛ( (8)

¿ t

d-i-aicsin (sind -■—) , град, (9)

где д£ - смещение верхнего шарнира упора, м.

Теперь о учетом выражений (7)» (8) и (£) погрешность механической части установки примет ввд

3m0>Xmi* Зтцл1-*1 4 d J ► t9 {агс sin (süii - -2tg¿], % , <10)

где т0, т^, - масса полуилатформы, животного и упоров, кг.

Смещение верхнего шарнира упора, выраженное через изменение длины хорды и стрелы прогиба полуплатформ, равно

где J , ^ - стрела прогиба полуплатформы в исходном и погруженном состоянии, м;

I - длина полуплатформы, м. Для описания количественной характеристики стрелы прогиба воспользовались уравнением упругой линии для малых перемещений

где ф(»)- функция нагрузки;

о >

£ - модуль упругости материала, Н/и;

3 -момент инерции поперечного сечения полуплатформы относительно нейтральной оси, м4. *iXi

ФСх) с H(x,l/g)Jf(mo*0,sEmi*infn)g(A-f/a)dn4dx£t м , . ■

где Н - функция ХеЕИсайда,

Xj.Xj- переменные интегрирования. По формуле (12), учитывая функции нагрузки (13), получили уравнение упругой линии в следующем виде

, (m,t o,5Sm; * mvn)(x - g/aH„_ (mo*o,sSmi »man)£i.,i^I4) 8 0 lb 8 J'

Стрелу прогиба полуплатформы в точке приложения сосредоточенной

силы в исходном и нагруженном состоянии находим из выражения*(14)

(16)

Г - то * Q)S£mt»mtfo ац *<--48Е3 # '

ЗамениЕ. 2 правой част еь-раяешя (II) и ^ ( на их значения пз ¡15) и (16) получили смещение верхнего иарнира упора

л£. сф.П^Г^ - i- (17)

Подставив (17) в выражение (10) получим погрешность механической части установки. Теперь условие (3) монно выразить следуюцим образом

где - погрешность электрической части установки, %.

Поперечная динамическая устойчивость установки определяется ее Параметром - шириной упоров ( а, ). В процессе эксплуатации теоретически возможен случай, когда Есе нинотные одновременно подбегают к кормушке, у которой мгновенно останавливаются (рис.4). При этом сделали допущения: максимальная двигательная активность проявляется всеми ки-вотними синхронно и в поперечно-параллельном направлении. Установка и животные составляют одну систему "усгановка-ишотные".

Согласно закона о сохранении количества движения скорость системы "установка-животные" после резкой остановки свиней (см.рис.4) будет -равна

где - скорость движения •- го шеотного.

В это время система движется при неизменных расстояниях мевду точками приложения внутренних сил, следовательно

Т(-Т 0--Ав, Лд, (19)

где Т0 -, Т, - кинетическая энергия системы до и после остановка ш-вотных, Да;

А в - работа внутренних сил, Дя. Внутренние силы совершают работу по поднятию системы "установка-животные" до положения неустойчивого равновесия ( А„) и работу сил трения в точке контакта силоизмеригеля и платформы {кур). При этом перемещении системы

А» = Ап ^ А г р,

Дк,

Да,

(20) (21) (22)

где дЬ - высота подъема платформы до положения неустойчивого равнове-сшг, м;

} - коэффициент трения в точке контакта силоизмзрителя и платформы;

5 - расстояние, пройденное точкой контакта, м.

>п?)п»/ /нУппкт/А

Рио.4. Положение неустойчивого равновеаия установки: : I - платформа; 2 - упор; 3 - оялопзмеритель. ..

5 » к*< » ^й'-а2 , м. (23)

Выразив в (19) через У (18), заменив правую часть выраяения (19) на правив части выражений (20)...(23) и выполнив некоторые преобразования, получим выражение для определения параметра поперечной динамической устойчивости установки (ширина упоров)

» '«■»>■• ^ " ' (21>

Масса яивотных является основным признаком, по которому оценивается эффективность процесса откорма. Поэтому число установок зависит 05 средней массы свиней, поступающих в свинарник и в установку, т.е. от выборочной к и генеральной *о средних.

Высокая достоверность информации о пассе животных свпнаршжа . может быть получена с помощью-установки (установок) для сод.ркания и контроля массы яиеотных, если

б м5 -

где. 4у - абсолютная погрешность уотаноЕки, кг; р. - число яивотиюс з одной установки, гол;

Сэнб - выборочная дисперсия.

По' таблица значений функций 0 (к , (Карасев А.И.) при К = п -I определяется 'вероятность достоверного события. Если вероятность этого события Р. V 0,95, го она удовлетворяет практику. Если Р < 0,95, то необходимо выполнить расчеты еще раз, увеличив выборку Едвое, т.о. взяв 2 П (две установки);

В третьей главе изложены общая и частные методики выполнения экспериментальных.исследований.

Сравнительные; исследования били Выполнены на натурных образцах установок, изготовленных по двум конструктивным схемам; четырехопорной-платформа подвешена на опорных стойках о помощьв тяг подвеса в силоиэ-мерителем в торце, шеотиупорлой - платформа опираетоя на шеоть упоров, четыре из которых расположены вод углами , а другие - под серединами

боковых сторон платформы, и силоизмеритель под пентром платформы. В процессе исследований погрешность определяли прибором КСТ4, стрелу прогиба - индикатором. Масса свиней имитировалась моделирующими грузами, которые располагались на платформе установки в соответствии с возможным экстремальным положением- нивотных.

Исследование влияния "конструктивных параметров упоров на еыход-ной сигнал при динамическом решме работы установки осуществляли на ее динамической модели, позволяющей изменять длину упоров и угол их наклона. Уровни факторов и интервалы варьирования выбирали после постановочных опытов.

Динамическая модель установки (рис.5) работает следующим образом. В статическом режиме работы сила тяэкести платформы 12 и моделей нивотных 10 преобразуется наклонными упорами 14 в горизонтальное усилие, действующее на тензодатчик 16. Для создания динамического ренима включается двигатель привода побудительного транспортера 9. Активная скоба 7,,закрепленная на ленте транспортера, при движении последней поочередно контактируя со штырями II моделей животных, выводит их из равновесия, заставляя колебаться. Выходной сигнал, состоящий из постоянной и переменной составляющих, поступает в измерительную схему 21.

Поперечная динамическая устойчивость установки была исследована на экспериментальной установки, за основу которой взята даншжческая модель. Экстремальная ситуация имитировалась столкновением копра (модель группы свиней), подвешенного на стойках, с опорным кронштейном платформы.

Скорость двикения свиней различной весовой категории в ограниченном пространстве определена в специальной установке, имеющей прогон длиной 4 м, вдоль ограждения которого, в конце каждого мэтра, было установлено по два фотодиода на расстоянии 0,1 м друг от друга (контрольный участок). Каздый фотодиод имел свой источник света. Скорость движения _ свиней стимулировалась кормом и физическим воздействием.

Исследование суточного ритма активности свиней проведено по общепринятой методике с синхронной записью информации на регистрирующий прибор.

а

<5

Рпс,5. Структурно-функциональная схема экспериментальной установки: I - основание; 2 - механизм регулировки угла наклона упоров; 3 -двигатель; 4 - блок; 5 - тросик; 6 - петля; 7 - активная скоба; 8 -двигатель привода транспортера: 9 - побудятбльный транспортер; 10 -модель каютного; II - итырь; 22 - платформа; 13 - верхняя подуцка; 14 - упор; 15 - нижняя поду ежа; 16 - тензодатчик; 17 - иставка;

" 18 - кронштейн тензодатчика; 19 - шарик; 20 - кронштейн платформы; 21 - измерительная схема (ИНД - источник питания двигателей. 11Щ0 -источник питания измерительной схемы, ГО - мостоеэя схема, ЛЮС -усилитель переменной составляющей сигнала, ОС - оперативная схема, Ш - регистрирующий прибор, Я - резистор балансировки).

Предложена методика определения массы остаточных загрязнений станка, которая заключалась в периодпчеаком (еженедельном) сборе загрязнений о пола стеяка перед взвешиванием.

Четвертая глава посвящена изложению результатов экспериментальных исследований.

9

Сравнительные исследования ддаух образцов установок, выполненных в натуральную величину: первая - с подвешенной на опорных стойках платформой и силоизкерителем в торце последней; вторая - с платформой,' опирающейся на шесть упоров и сидоизберитель под ее центром, покази-ли, что вторая установка имее* значительные преимущества перед первой. Деформация платформ первой и второй установок составляла соответственно 6,5...13,6 и 0,5...3,0 ш, а предел допускаемой приведенной погрешности - 11,1 и 0,3%.

Исследования динамического режима работы установки на ее модели выявили зависимость величины переменной составляющей выходного сигнала регистрирующего прибора у,, от дайны упоров Н и угла их наклона (рис'.б). •

Рис.6, Влияние параметров упоров Рио.7. Зависимость скорости

на переменнуа составляющую вы- деигения V , кинетической

ходного сигнала регистрирующего • анергии т и количества дви-

прибора;1,2.3,4 -.угол наклона нения .0. от массы садней, упоров 15\30%45*й 60е.

Наибольшее влияние на переменнуо составляющую выходного сигнала оказывает угол наклона упоров, доля которого составляет 61,от всей суммы дисперсий учтенных и неучтенных факторов. Доля второго фактора - не отоль велика, но всеке весома 31%, Взаимодействие, этих .

факторов невелико, его доля составляет 6,6%.

Статическая и динамическая погрешности установки (см.рис.2 и 6) находятся на достаточно низком уровне при угле наклона упоров равном 45°. Длина упоров должна бить шншмальной (определяется конструкцией упорного узла).

Исследование скорости движения свиней откормочного поголовья (¡кивая масса 40.,,120 кг) в условиях ограниченного пространства установки показало, что максимальная скорость свиней V обратно пропорциональна их кассе и составляет соответственно 4,44...2,67 м/с (рис.7). Наибольшей кинетической энергией Т обладают свиньи массой 75...85 кг. Количество двикения Я кпвотных резко увеличивается до массы 90 кг, а затем возрастает медленно.

Экспериментально подтгеряена справедливость формулы для определения ширины упоров. Расхождение мезду расчетными и опытными дазшьш' не превышает + 5%. ■ '

Определение суточного ритма активности свиней, выполненное в условиях промышленного комплекса, позволило найти' оптимальный момент взвешивания - 4...7 часов утра, когда практически Есе етготнио отдыхают, т.е. удовлетворяется условие (3) работоспособности установки.

Суточное накопление остаточных' загрязнений платформы установки ' и станка-аналога в период откорма зависит от массы и размеров тела' пшотных: с возрастанием массы свиней от 40 до 70 кг количество загрязнений увеличивается в прямой зависимости от 0,55 до 1,3 кг/гол,, а от 70 кг и до конца откорма уменьшается в обратной - до 1,0 кг/гол.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета установки, позволяющая определить ее параметры в зависимости от условий инвариантности и габаритных размеров.

В пятой главе изложены методика производственных испытаний и • экономической оценки установки, приведены результаты испытаний и дана

оценка экономической эффективности усогершенсгвоганно!) технологии взвешивания. Обоснованные рациональные параметры использованы ОПКБ с ЭП ЦШЕГПГ'ЭЫ при разработке установки для содеркания я контроля массы ■ свиней.

Установка (рис.8) представляет собой станок для содержания животных I, состоящий из двух полуплатформ, соединенных шарнирно и опирающихся на весть наклонных параллельных упоров 2,и тензодатчик 3, установленный под центром станка, и регис рирующий прибор 4. Станок включает сплошной 5 и щелеЕОЙ "б полы, ограждения 7, калитку 8, кор-Рис.8. муику 9 и поилку 10.

Тензодатчик закрепляется на фундаменте с помощью кронштейна II. Угол наклона упоров регулируется посредством подншюй пластины 12 и енн-тов'13.

Усилие от станка передается на тензодатчик кронштейном 14. Разгрузка тензодатчика осуществляется о помощью механизма 15, состоящего из винта и гайки. Щелевой пол расположен над навозным каналом 16.

В станок помещают группу сЕиней, где их содеркат в течении всего технологического цикла откорма. Сила тякести животных и станка в виде результирующей горизонтальных составляющих реакций в упорах 2, кронштейном 14 передается на тензодатчик 3. Сигнал из тензодатчика, пропорциональный нагрузке, поотупает на регистрирующий прибор 4, со шалы которого и снимаетоя информация о массе животных.

Производственная проверка в условиях сЕИнакомплекса "Калитянский*

показала, что установка, разработанная по результата].! исследований, идентична станка*1-аналогам и удовлетворяет технологический процесс. Использование установки позволяет получить экономический эффект 727 руб. на одну установку в год за счет ликвидации трудозатрат и стрессовых ситуаций по сравнению с традиционным процессом вэвепиЕания.

ОБОДЕ ВЫВОДЫ

1. Традиционный процесс взвешивания обусловливает высокие затраты труда и сопровождается потерей прироста массы животных не только в день взвеииЕанйя, но и в последующие дни. Оценка интенсивности роста животных по контрольной группе недостоверна.

2. Разработана математическая модель усоЕерсенствоЕанного процесса взвеоиЕШШя без изменения системы содержания кнвотных, которая позволила выявить условия работоспособности гехшческого устройства для его Осуществления: точность, удовлетворяющая зоотехническим требованиям, близость нулю кинетической энергии системы "установка-животные" и постоянство потенциальной.

3. Графоаналитически обоснована принципиальная конструктивная схема установки, обеспечивающая осуществление усовершенствованного процесса взвешивания. В этой схеме платформа, на которой содержатся кнЕотные, опирается на шесть наклонных параллельных друг другу упоров, четыре из них расположены под углами платформы, а два других -под серединами боковых сторон,и силоизмеритель под ее центром.

4. Теоретически выявлена зависимость погреиности установки от массы и жесткости платформы, массы животных и упоров (влияние длины упоров в диапазоне их наклона 30...45? незна^тельно) и погрешности ее электрической части.

Выведена формула (24) для определения параметра поперечной динамической устойчивости установки (ширина упоров) в зависимости от массы животных и платформы,, условий контактирования платформы и сило-измерителя, длины и угла наклона упоров, а также скорости движения

н1е0тных.

5. Экспериментально установлено:

- инвариантность системы "установка-йнвотные" при динамическом режиме работы обеспечивается,уменьшением длины упоров и увеличением угла их наклона;

- скорость движения молодняка свиней в ограниченном пространстве обратно пропорциональна их массе и составляет 4,44...2,67 ы/с;

- формула (24) для определения ширины упоров справедлива;

- количество остаточных загрязнений на платформе установки зависит от развития свиней и составляет 0,55...1,3 кг/гол. при массе 40 ...70 кг и 1,3...1,0 кг/гол. при массе 70...120 кг;

- наибольшая точность взвешивания достигается в период минимальной активности свиней, которая приходится на 4...7 часов утра.

Результаты теоретических исследований подтверкеиы экспериментами, расхождение мезду ниш не превышало +

6.Рациональные параметры упоров следующие: угол наклона - 45°, длина - минимально конструктивно возможная.

7. Методика расчета весоизмерительных установок для кивотных, совмещенных о оборудованием для их содержания, основана на определения прочностной характеристики платформы и упоров при выбранных измерительных приборах, обеспечивающих необходимую точность взвеииЕа-ния, и соблюдении устойчивости платформы установки при максимальной активности яивотных. •

8. Производственные испытания подтвердили справедливость теоретических и экспериментальных исследований установки, выполненной по а.с. К 1339407, ее высокую работоспособность, достаточную точ-йооть определения маооы (0,4{$), идентичность по технологическим, конотруктивннм и теплотехническим параметрам 'станкам-аналогам свинарника и вкономичеокую целесообразность ее использования для со-деряания контрольных групп свиней.

9. Усовершенствованная технология взвешивания, осуществляемая с помощью установки для содержания и контроля массы свиней на комплексе совхоза-комбината "Калитянский" обеспечивает получение годового экономического эффекта в расчете на одну установку 727 руб. по сравнению с традиционным процессом взвешивания.

Предложенную установку целесообразно использовать также для научных исследований при обменных опытах, на станциях контрольного откорма и контрольного выращивания животных,

г Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I.. Установка для оперативного контроля прироста ззивой массы откармливаемых свиней в АСУТП. - Организационно-технологические, селекционно-генетические и социально-психологические проблемы управления"" поведе!щем сельскохозяйственных животных при интенсификации животноводства. Тезисы докладов на 1-й Всесоюзной конференции, Харьков, 19-21 апреля 1983 Г, Л., т.1, с.44 (соавтор Швейцаров Л.Л.).

2. Обоснование и исследование устройства пб контролю прироста массы свиней. - Совершенствование средств электромеханизацни животноводства. Сб. научных трудов ШШГИМЭСХ, Зериоград, 1984, с.41-51 (соавтор Швейцаров Л»Л.).

3. Теоретический анализ перспективных схем установки для содержания и контроля массы свиней. - Научпо-тохнический бюллетень ЦШГО-ШЯ, а-шорожье, I9B6, вып.25, с.87-93 "(соавтор Швейцаров Л.Л.).

4. А.с. 1339407 (СССР). Устройство для содержания и контроля животных по массе (ЦШЮТ.Ш). - Ш82292Э/24-Ю; Заявлено 29.10.84; Опубл. в ЕИ 1987, й 35 (соавторы Швейцаров 1.Л., йрасптето А.Л., клейко П.Д.).

5. Классификация и анализ технических средств для Езвешившшя сельскохозяйственных зкийотных. - Комплексная механизация производственных процессов свиноводческих ферм. Сб. научных трудов ВНИШК, Подольск, 1987, с.4-11.

6. Оборудование для контроля массы свиней. - Рекомендации по реконструкции свинсЕОДческих ферм. Залорокье, 1988, с.31-33

(под редакцией Пзейиарова Л.Л.). -

7, Теоретические основы поперечной динамической устойчивости установки для содержания и контроля массы свиней. - Научно-технический бюллетень ШШГ.Г.1Э£. Запорожье, 1988, еып.29, с.48-53 (соавтор ивейцаров Л.Л.).

8Л Устройство для взвешивания животных. Пололительноз решение ВШИТО по заявке X 4041640/24-10(028230} от 29.11.88 (соавторы Свейцасов Л.Л., Маленко П.Д., Рачек В.Н,).

9. А.с. 1564494"(СССР). Установка, для содержания и контроля животных по массе. (ЦНШТШ.Ш). - В 4388894/30-15(035818); Заявлено 9.03.80; Опубл. в Е1 1990, 15 18 (соавторы Швейцаров Л.Л., Потоп Л.К. Герасименко 1.1. Ф.).

10. Установка для содержания и контроля массы свиней (СВ). -Альбом примерных технологических, планировочных и инженерных решений свиноЕодческих зданей и ферм (пособие по реконструкции). Запорожье, 1990, о. 16 (под редакцией ШЕеЙцарова Л.Л.). •

11. Станок-Еесы. - Свиноводство, 1990, 2, с. 32 (соавторы О^ейцаров Л.Л., Шкрабацкий В.П.).

12. Обоснование динамической устойчивости оборудования для содержания свиней. - Техника в сельском хозяйстве, 1950, гё 2, с.37-39

Подписано к печати 03.00.90r. ! ■ Формат 00x84 1/10

Офсетная почать. 13уиага писчая. Объем 1 поч. п. Закол 13 тирад 100 экз.

Отч'ютаио и» Тома!юре* З'ПЛК г. Запц'ож.ьо , ЗЗСООО