автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии и технического средства для механизированного вычесывания пуха коз

На правах рукописи Ротова Виктория Анзорьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ВЫЧЕСЫВАНИЯ

ПУХА КОЗ

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства;

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 О ДЕК 2009

Оренбург - 2009

003488340

Работа выполнена на кафедре «Механизация животноводства» ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор В.Д. Поздняков

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н.К. Комарова

кандидат технических наук, доцент В.Б. Шлейников

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Башкирский

государственный аграрный университет»

Защита состоится «2<Р» декабря 2009 г. в 10— часов, в ауд. 500М, на заседании диссертационного совета по защите диссертаций Д 220.051.02 при ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» по адресу: 460795, ГПС, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного аграрного университета. Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» http://www.orensau.ru

Автореферат разослан «23» ноября 2009 г.

Учёный секретарь /^/УхО^

диссертационного совета (¿¡у//——----М.М.Константинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В последние годы наметилась тенденция к возрождению отрасли пухового козоводства, во многих хозяйствах России поголовье коз из года в год увеличивается. Основной проблемой является низкий уровень оснащенности этой отрасли механическими устройствами для чески пуха. В большинстве случаев (до 95%) используется ручной способ вычесывания. Разработанные механические средства для вычесывания пуха (барабанного типа, вибрационная машинка) даже при щадящем режиме травмируют кожный покров животного и пухового волокна. Пух, накапливаемый на зубьях при ческе, приходится снимать вручную.

Перспективным направлением совершенствования процесса вычесывания пуха является разработка новых механических средств, учитывающих анатомо-морфологические и физиологические особенности животного, способных снизить риск травмирования кожного покрова животного, минимизировать силовое воздействие оператора, обладающих механизмом автоматического съема вычесанного пуха с зубьев.

Проблемность рассматриваемого процесса заключается, во-первых, в неоднозначности объектов обслуживания: размеры, формы, реакция на наносимые раздражения, во-вторых, неравномерности созревания пуха на различных участках кожного покрова, в-третьих, технология вычесывания пуха предусматривает вначале удаление с поверхности покрова механических включений, затем расчесывание «косичек» и только потом можно проводить непосредственное вычесывание пуха.

Изложенные выше особенности требуют разработки и внедрения в производство новых, усовершенствованных технологий и технических средств, которые позволят снизить себестоимость получаемой продукции, повысить ее качество и существенно увеличить производительность труда.

Для решения конкретных задач этой проблемы была поставлена цель работы - повышение эффективности процесса вычесывания пуха.

В качестве объекта исследования принят процесс механической чески пуха коз.

Предметом исследования являются закономерности, характеризующие взаимодействие активных элементов устройства для вычесывания пуха с шерстно-пуховым покровом.

Рабочая гипотеза исследования: выработанная многолетней практикой, наиболее рациональная технология ручного вычесывания пуха коз, может быть реализована в механическом вычесывающем устройстве, удовлетворяющем анатомическим и морфологическим особенностям животного, биомеханическим и физиологическим показателям исполнителя.

Для достижения цели в работе сформулированы следующие задачи:

1. Определить перспективное направление совершенствования технологического процесса вычесывания пуха и провести обзор конструктивно-технологических решений устройств-аналогов.

2. Теоретически обосновать траекторию движения вычесывающих элементов и конструктивно-режимные параметры устройства для механической чески пуха учитывающие анатомо-морфологические особенности объекта.

3. Разработать методики по определению: усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз, оценки качества работы вычесывающего аппарата, основных энергетических характеристик процесса чески.

4. Провести лабораторные и производственные исследования устройства для вычесывания пуха, дать сравнительный анализ результатов

5. Дать технико-экономическую оценку результатов исследований Методика исследования - в работе использованы аналитический,

экспериментальный и расчетно-конструктивный методы.

Аналитический метод включал изучение технологического процесса с применением методов моделирования, классической механики, системы современных средств вычислительной техники.

В экспериментальных исследованиях были использованы методы математического и физического моделирования для проверки основных положений и выводов теории. С помощью расчетно-конструктивного метода, на основе результатов математического и экспериментального моделирования, были получены оптимальные значения эксплуатационных параметров разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха.

Результаты экспериментов обрабатывались с применением методов математической статистики.

Научная новизна работы:

- обосновано и разработано принципиально новое механическое устройство для вычесывания пуха, учитывающее анатомо-физиологические особенности объекта чески, включающее приспособление, препятствующее нанесению травм животным в процессе вычесывания и автоматическое устройство для снятия вычесанного пуха с зубьев;

- получены уравнения сопротивления перемещению механического ленточного устройства по обрабатываемой поверхности и затрачиваемой при этом мощности, в зависимости от эксплуатационных параметров.

Практическую ценность работы представляют:

- конструкция механического ленточного устройства для вычесывания пуха;

- методика определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове животного;

- методика оценки качества работы пуховычесывающего устройства;

- результаты лабораторных и производственных исследований работы механического ленточного устройства.

На защиту выносятся:

- теоретические положения по определению кинематики движения вычесывающих элементов и конструктивно-режимных параметров механического ленточного устройства для вычесывания пуха;

- конструкция и оптимальные параметры работы разработанного механического ленточного устройства;

- конструкция разработанного стенда и методика определения энергетических параметров механического ленточного устройства;

- методика и устройство для определения качества работы вычесывающих устройств;

- результаты лабораторных и производственных исследований.

Достоверность основных теоретических положений подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных (кафедра «Механизация животноводства» Оренбургского ГАУ), и производственных (СПК «Донской» Беляевского района, СПК «Рассвет» Ясненского района, СПК «Загорный» Кувандыкского района Оренбургской области) условиях.

Апробация работы. Общие положения диссертации опубликованы в материалах X - XII Международных научно-практических конференций «Научно-технический прогресс в животноводстве - машинно-технологическая модернизация отрасли» (ГНУ ВНИИМЖ, Москва, 20072009), международных научно-практических конференций Оренбургского ГАУ (2007 - 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять работ, из них одна публикация в журнале, рекомендованном ВАК РФ, получен патент РФ на изобретение № 2369911.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованных источников (140 наименований) и приложений. Работа изложена на 146 страницах и включает 11 таблиц, 51 рисунок, 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы и её практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Анализ состояния рассматриваемой проблемы» приведён обзор перспективных направлений по совершенствованию технологического процесса чески коз. Дана инженерно-технологическая характеристика процесса чески с позиций системного подхода. На основании

анализа известных способов и технических решений по вычесыванию пуха коз разработана их систематизация, классификация и обосновано перспективное направление разработки технических пуховычесывающих устройств.

Исследованиями, направленными на совершенствование технологического процесса и устройств чески коз занимались: П.А. Есаулов, P.C. Суюнчалиев, В.Д. Поздняков, Л.П. Карташов, В.А. Родионов, В.А. Сечин, М.В. Сычева, JI.C. Исаченко, А.И. Жигачев, И.С. Лукьянова, В.И. Кисель, А. И. Ерохин, С. А. Ерохин, Е.Я. Лебедько, Л. Н. Никифорова, Ю.А. Колосов, Е.Б. Запорожцев, А.И. Баранников.

В результате обзора существующих направлений совершенствования процесса чески установили, что наиболее актуальным является направление по разработке механических устройств для чески коз.

Во второй главе «Теоретическое обоснование конструктивно-режимных параметров вычесывающих устройств» рассмотрены: физико-механические и технологические показатели шерстно-пухового покрова, траектория зуба при ручной ческе пуха коз, теоретическое обоснование скоростных характеристик вычесывающих элементов, условия расположения зубьев на ленте вычесывающего устройства, энергетический баланс механического ленточного устройства. Определены требования к механическому вычесывающему устройству, представлено описание разработанного механического ленточного устройства.

Усилие удержания пуха в кожном покрове не одинаково. Чтобы извлечь пуховое волокно из шерстно-пухового покрова козы, чесальщик должен преодолеть это усилие. Усилие зависит от ряда параметров: участка тела подвергаемого ческе, угла входа зуба в шерстно-пуховой слой, скорости движения вычесывающих элементов, материала зуба, формы зуба и т.д.

Исходя из технологических промеров козы, можно оценить площадь шерстно-пухового покрова, подвергаемого механической ческе. Зная площадь Si каждого участка тела животного и среднюю величину удержания пуха Р,- на этом участке, можно найти усилие, прилагаемое на каждом участке тела козы. Среднее усилие удержания пуха определяется по формуле:

Оно составляет Рср = 1,84 Н.

Для определения оптимальной траектории вычесывающего элемента рассмотрена траектория кончика зуба традиционного гребня при вычесывании. Для этого использовали скоростную видеосъемку и координатную плоскость. Траекторию зуба при ручной ческе пуха разделили на три фазы: внедрение зубьев в шерстно-пуховой покров, вычесывание пуха и выход зубьев из шерстно-пухового покрова животного. Рассмотрев каждую

из указанных фаз - выявили возникающие при ческе силы, и параметры влияющие на качество процесса.

Обосновать усилие, необходимое для отделения пуха от шерстно-пухового покрова животного, можно рассмотрев силовое взаимодействие вычесывающего элемента с шерстно-пуховым покровом (рис. 1).

Рис. 1. Силы, действующие на частицу пуха при вычесывании.

На пух при вычесывании действуют:

2 - вес частицы (Н), Q = m■ g, (2)

где: т — масса частицы (кг); Р - сопротивление пуха вычесыванию (Н); Рин. -сила инерции, прижимающая при подъеме частицы пуха к зубьям гребенки (Н); М- нормальная реакция зуба (Н); Ртр - сила трения пуха о зуб (Н).

■V2

Принимая Р=со/и/, тогда Р = т- р ■ 0) =

т ■

(3)

где: р - радиус кривизны зуба (м); V - скорость движения зуба (м/с); со -угловая скорость движения зуба (1/с).

Приняв за а - угол между силой трения и силой сопротивления пуха вычесыванию (град), получили:

^ = { тр */

Q• собсс + Р • Бта +

т-У2Л

(4)

Сила трения направлена таким образом, что препятствие вычесыванию будет происходить при ее отрицательном значении. И, наоборот, при положительном значении, сила трения будет способствовать вычесыванию пуха (рис. 1).

Дифференциальное уравнение, характеризующее движение частицы пуха по поверхности зубьев в натуральной системе координат имеет вид: т-с1¥

Л

■ = Р- соэ а-^^-зта-Р^

тр'

(5)

Пренебрегая силой инерции (так как V не превышает 0,2...0,9 м/с,

можно принять: _ о), уравнение (4) принимает вид: Р

= + (6)

Ж

где: f - коэффициент трения пуха о зуб.

Введя обозначения: А = Р-/• <2> ^ = £? + /' ^ иучитывая, что

^ 7/

— = V , последнее уравнение приводиться к виду:

Л

т¥2

= ^{А-со5(р-В-$т(р)с1г-^(А-ьтр-В-совф)-гс1<р, (7)

2

где: (р - угол трения пуха о материал участка (град); г = /(<р) - кривая зуба, заданная уравнением в полярных координатах.

Уравнение (6) решается при задании кривой зуба. Угол наклона прямолинейного участка зуба выбирают из условия скольжения пуха на этом участке:

Р-соб« >д-ъ\па + Ртр, (8)

После преобразований получили: tga < -—^ ^^ , (9)

Ъ + tg(p

где Ь — — . Р

Для нахождения оптимальных значений скоростей вычесывающего элемента определена оптимальная длина пути проходимого ленточным вычесывающим устройством:

(10)

Ръ\ъ{а-в-р)

где - длина пути, проходимого лентой за время выдергивания пухового волоса (м); (а - в) - угол между скоростями движения машинки и зубьев (град); Р ~ угол между направлением скорости иаб и горизонталью (град).

{а-в)' ( °

где И - высота вычесывания пухового волокна, (м); к - коэффициент прочности пухового волокна; / - длина пухового волокна, (м); у - угол наклона волоса к горизонту в момент окончания выдергивания (град).

На сегодняшний день, ручная ческа пуха являющаяся наиболее распространенной, обладает (помимо большой физической нагрузки на оператора чески) существенным недостатком. Процесс ручной чески пуха носит случайный характер, что приводит к многократным повторным очесываниям по одному и тому же месту кожного покрова животного. Если условно разделить шерстно-пуховой покров животного на «косички» или пряди, то случайный характер вычесывания приведет к тому, что оператор вынужденно совершает излишние прочесы прядей, которые уже обработаны, в то время как другие пряди могут быть пропущены и не очесаны ни разу. Таким образом, ручное вычесывание пуха, являясь случайным процессом, не может обеспечить равномерную обработку шерстно-пухового покрова животного.

Многократные прочесы по одному и тому же месту кожного покрова причиняют животному болевые ощущения, раздражение и травмы.

В диссертации рассмотрен этот момент и принят вариант, когда зубья на ленте вычесывающего устройства располагаются на трех планках, смещенных относительно друг друга на определенное расстояние.

Для определения энергоемкости разрабатываемого устройства рассмотрен его энергетический баланс.

В предлагаемой модели чески пуха на перемещение механического ленточного устройства по шерстно-пуховому покрову козы расходуется физическая энергия оператора, на привод рабочих органов расходуется энергия от двигателя, закрепленного на корпусе аппарата.

Баланс мощности механического ленточного устройства выражается следующей зависимостью:

(12)

где Nаг - общая потребная мощность (Вт); Ып - мощность на передвижение аппарата (Вт); Ыхх - мощность, необходимая для холостого хода рабочих органов и механизмов механического ленточного устройства (Вт); N -

мощность, потребная на выполнение рабочего процесса (вычесывания пуха) (Вт).

Наибольший интерес представляла мощность, потребная на выполнение рабочего процесса (вычесывания пуха), которая определялась по выведенному выражению:

Ыр=[Рсош~Етр[иабсо*(а-в-13), (13)

где иаб — абсолютная скорость движения найдена по теореме косинусов:

иаб =т[и2 +и2 +2иисо5(а-в) , (14)

где и - скорость движения ленты механического вычесывающего устройства, (м/с); и - скорость движения механического вычесывающего устройства, (м/с).

На основании критического анализа выше изложенного материала разработано механическое ленточное устройство для вычесывания пуха коз (рис. 2).

Разработанное устройство решает несколько задач: снижение травмирования кожного покрова животного, повышение производительности труда за счет минимизации силового воздействия, автоматизации механизма съема с зубьев вычесанного пуха, увеличения зоны вычесывания пуха.

Технический результат достигается за счет того, что вычесывающие элементы на планках расположены по развертке винтовой линии, что позволяет равномерно обрабатывать шерстно-пуховой покров козы, исключая нежелательные повторы. Наличие реверса и механизма автоматического подъема (опускания) встречных гребней позволяет снимать накопившийся пух с зубьев не прерывая работу оператора. При возникновении чрезмерного усилия зубьев о спутавшиеся пряди, включается обратный ход, снижающий риск травмирования кожного покрова животного. Наличие ограничителей препятствует воздействию зубьев аппарата на кожный покров животного, исключая появление серьезных травм. Устройство ленточного типа имеет рабочую поверхность по длине всей ленты, что позволяет поддерживать зону вычесывания пуха такой длины, которая необходима для того, чтобы процесс вычесывания не перешел в процесс теребления.

вычесывания пуха коз. 1 - пластина; 2 - верхняя крышка; 3 - рабочая лента; 4 - электропривод; 5 и 6 - шкивы; 7 - планки с вычесывающими элементами; 8 - зубчатый ремень; 9 - привод; 10 - снимающая гребенка; 11 -ограничитель.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены основные положения и условия проведения экспериментов, приведено описание экспериментальной установки и

обоснована методика оценки качества работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз.

Программа экспериментальных исследований предусматривала:

- разработку методики и устройства для определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз;

- разработку методики и прибора для определения качества работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз;

- разработку методики и стенда для определения энергетических параметров работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз;

- проведение лабораторных исследований по определению основных энергетических характеристик, оптимальных конструктивно-технологических параметров и качества работы разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз;

- проведение производственных исследований по определению усилия удержания пуха, качества работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз;

Лабораторные испытания предлагаемого механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз проводились на базе кафедры «Механизация животноводства» Оренбургского государственного аграрного университета и отдела биотехнических систем Оренбургского научного центра УрО РАН.

В качестве вычесываемой поверхности использовали набор образцов и шкур коз, соответствующих шерстно-пуховому покрову коз. В лабораторных и производственных условиях для сравнения результатов использовали стандартный гребень для чески пуха коз и разработанное механическое ленточное устройство для вычесывания пуха.

Производственные исследования проводили на базе следующих хозяйств Оренбургской области: СПК «Донской» Беляевского района, СПК «Рассвет» Ясненского района, СПК «Загорный» Кувандыкского района.

Методика определения усилия удержания пуха (Р, МПа) в шерстно-пуховом покрове реализована при помощи разработанного устройства (рис.3) состоящего из традиционного гребня 1, динамометрического блока 2, фиксирующих элементов 3, регистрирующего блока 4.

Сущность методики лабораторных исследований заключается в следующем: устройство (рис. 3.) фиксируется на кисти оператора-исполнителя, затем гребень внедряют в шерстно-пуховой покров козы на том участке тела, на котором необходимо определить величину Р. Оператор совершает вычесывающие движения. При этом усилие, затрачиваемое на преодоление удерживающей силы измеряется динамометрическим блоком 2 и регистрируется блоком регистрации 4. Вычесывающие движения продолжаются до полного вычесывания пуха из шерстно-пухового покрова. Регистрирующий блок суммирует затраченное усилие на извлечение пуха. Зная площадь вычесываемой поверхности и суммарное усилие, можно по

формуле (1) определить среднее усилие удержания пуха на определенном участке тела животного.

Рис. 3. Устройство для определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове животного.

Разработанное устройство универсально. Традиционный гребень выполнен разборным. Это позволяет устанавливать на него различные вычесывающие элементы (зубья) на различном расстоянии друг от друга (от 5 1 до 12 мм). Таким образом, возможно использовать разработанное устройство , при проведении поисковых исследований по совершенствованию вычесывающих элементов.

Методика оценки качества работы вычесывающего устройство основана на изменении оптической плотности шерстного покрова козы.

Оптическая плотность Д мера непрозрачности слоя вещества для I световых лучей:

(15) :

р

где /<0 - поток излучения падающего на слой, Г - ослабленный поток в результате поглощения и рассеяния, прошедшему через этот слой (

На начальном этапе оптическая плотность шерстно-пухового покрова определяли в лабораторных условиях с использованием фотометра КФК-2 МП. Прибор позволяет определять оптическую плотность по 11 точкам , спектра от 315 до 980 нм, результаты измерения обрабатываются микро-ЭВМ и выводятся на световые табло. Образец шерстно-пухового покрова помещали в фотометр, определяли его оптическую плотность. Затем из этого образца удаляли часть пуха и опять помещали в фотометр для определения оптической плотности. Последние операции повторяли до полного удаления

пуха из образца, с интервалом 20% наличия пуха. Результаты измерения оптической плотности представлены на рис. 4.

Анализируя полученную зависимость £> от процентного содержания пуха в образце можно предположить, что оптическая плотность значительно возрастает при высоком проценте содержания пуха. При полном отсутствии пуха в образце плотность составит примерно 0,1, что соответствует примерно 80% пропускания потока излучения.

§ с

в* к

Ё о

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % содержания пуха в образце

Рис. 4. Изменение оптической плотности образца шерстно-пухового покрова в зависимости от содержания пуха.

Нами разработано устройство, позволяющее определять оптическую плотность непосредственно в шерстно-пуховом покрове козы (рис. 5).

Устройство состоит из зажима 4, подвижной пластины 3, в которой закреплен приемник излучения 2 - фотодиод ФД-288Б. На неподвижной пластине 4 установлен фиксатор 6 для крепления сменных стекол 8. С другой стороны неподвижной пластины 9 установлен источник излучения 7 - лампа галогенная КГМН 6,3-15.

Рис. 5. Устройство для определения оптической

плотности образца шерстно-пухового покрова.

1 - шерстно-пуховой покров, 2 -приемник светового потока, 3 -подвижная пластина, 4 - зажим, 5 -пружина, 6 - фиксатор съемного стекла облучателя, 7 - источник света (облучатель), 8 - сменное стекло облучателя, 9 -неподвижная пластина.

Используя описанное выше устройство и график (рис. 4) можно определить процент пуха, оставшегося в покрове животного после прохода вычесывающего устройства. Результаты измерений позволяют получить четкое представление о качестве работы вычесывающего устройства. В лабораторных условиях предложенная методика позволила определить оптимальные эксплуатационные параметры разработанного ленточного вычесывающего устройства. В производственных условиях методику и устройство для определения оптической плотности можно использовать как оценивающий показатель работы оператора-исполнителя.

Энергетические параметры механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз были определены на разработанном специальном стенде (рис. 6) и тренажере (патент РФ № 2369911).

Стенд (рис. 6) может работать в широком диапазоне таких эксплуатационных параметров как: диаметр вычесывающего элемента - (I (1...4 мм), угол вхождения планки с вычесывающими элементами - а (20...45°), скорость подачи механического ленточного устройства для вычесывания пуха, т.е. скорость, с которой механического ленточного устройства будет перемещаться по кожному покрову животного - и (0,001...0,1 м/с), скорость ленты механического ленточного устройства - и (0,3...0,9 м/с), число планок с вычесывающими элементами - п (1...5), число зубьев на планках с вычесывающими элементами (5... 15 шт.).

Работает стенд следующим образом. На креплении 2 устанавливается разработанное механическое ленточное устройство 3, на его ленте с помощью фиксаторов 17 располагаются планки с вычесывающими элементами 16. Предварительно на этих планках закрепляются вычесывающие зубья. Их число варьирует от 5 до 15 штук на планку, они могут иметь различный диаметр (от 1 до 4 мм). Фиксаторы 17 позволяют изменять и фиксировать угол вхождения вычесывающих элементов в шерстно-пуховой покров. Частотный преобразователь 1 подключается к электронной схеме механического ленточного устройства и позволяет изменять и устанавливать скорость ленты. Кроме того, к электрической схеме механического ленточного устройства подключается измерительно-регистрирующий блок 4. После установки механического ленточного устройства 3 на крепление 2, готовится вычесываемый образец 15, он крепится на каретке 13.

Посредством тонкого троса 5 каретка через пружину 7 связана с электродвигателем 10, которым возможно регулировать скорость перемещения каретки, используя так же, частотный преобразователь. Жесткость пружины подобрана таким образом, чтобы при нагрузке 250 - 500 Н (диапазон изменения сопротивления вычесывающему устройству) обеспечить удлинение пружины на 15 - 30 см. Начальный и конечный выключатели 14 и 12 фиксируют время начала и окончания движения каретки, запускают и останавливают электродвигатель 10, благодаря чему

можно рассчитать действительную скорость подачи механического ленточного устройства для вычесывания пуха.

а б

Рис. 6. Стенд для определения энергетических и эксплуатационных

параметров.

а - схема стенда; б — общий вид стенда. 1 - частотный преобразователь, 2 -крепление механического ленточного устройства, 3 - исследуемое механическое ленточное устройство, 4 - измерительно-регистрирующий блок, 5 - тонкий трос, 6 - цифровая видеокамера, 7 - измерительная пружина, 8 - блок, 9 - шкив электродвигателя, 10 - электродвигатель, 11 -измерительная рейка, 12 и 14 - конечный и начальный включатели, 13 -каретка с фиксатором образца, 15 - вычесываемый образец, 16 - планки с вычесывающими элементами, 17 - фиксатор планок с вычесывающими элементами.

Первоначально включают механическое ленточное устройство и регистрируют мощность, затрачиваемую на холостой ход. Затем включают электродвигатель 10, начинается отсчет времени на вычесывание. В момент времени, когда каретка с вычесываемым образцом находится под механическим ленточным устройством, цифровая видеокамера 6 регистрирует удаление пружины 7 по измерительной рейке 11. Разность в показаниях измерительно-регистрирующего блока 4 на холостом и рабочем ходах и есть мощность, затрачиваемая на вычесывание пуха из шерстно-пухового покрова. Удлинение пружины 7 после преобразования - есть сопротивление вычесыванию пуха.

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлен анализ результатов исследований.

Оценка усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз.

Исследования по определению усилия удержания пуха проводили в лабораторных и производственных условиях.

В результате этих исследований полученные данные обрабатывались методами вариационной статистики при использовании программных продуктов MathCAD 2001 Professional, Microsoft Office Excel 2007, Statsoft STATISTIKA 6.0.

По результатам исследований и обработке данных, выяснили, что усилие удержания пуха в шерстно-пуховом покрове козы не одинаково и зависит от ряда параметров, в частности от степени зрелости пухового волокна. Одинаковые значения Руд были сгруппированы по частям поверхности кожного покрова. Оказалось, что наиболее высокие значения Руд в области лопаток и спины и достигают значений 3,0...3,5 МПа. Минимальные значения Руд в области шеи и ребер - 2,0...2,3 МПа.

Данные, полученные в лабораторных условиях незначительно (менее 5 %) отличаются от данных, полученных в производственных условиях. Различия в данных можно объяснить тем, что в лабораторных условиях измерения проводили на шкуре козы, т.е. когда рост шерстно-пухового покрова отсутствовал. Поэтому значения Ру„ в лабораторных условиях незначительно выше, чем в производственных. Кроме того, производственные исследования проводились в момент естественной линьки коз.

Результаты по оценке усилия удержания духа Руо представлены на

рис. 7.

А - лабораторные испытания. Б - производственные испытания

Части тела

Рис. 7. Распределение усилий на удержание (Руд) пуха в шерстно-пуховом

покрове коз.

Оценка энергетических характеристик разработанного механического ленточного устройства для механической чески пуха коз.

Исследования, проведенные в лабораторных, условиях позволили получить и проанализировать данные, характеризующие энергетические параметры разработанного механического ленточного устройства для механической чески пуха коз в сравнении с традиционным гребнем в зависимости от эксплуатационных параметров: а - угла вхождения вычесывающих элементов в шерстно-пуховой покров, град; й - диаметра вычесывающего элемента, мм; иабс - абсолютной скорости движения вычесывающего элемента, м/с.

Энергетические характеристики оценивались на основе анализа поверхностей откликов, характеризующих Рпср = /, (с/, а, иабс) сопротивление перемещению механического ленточного устройства для вычесывания пуха и потребляемую мощность N = СС, иабс). Кроме

того, регрессионный анализ данных, полученных при определении этих зависимостей, позволил получить модели (16, 17), которые адекватно описывают эти зависимости (представлены модели для разработанного механического ленточного устройства для механической чески пуха коз). Проверку адекватности проводили с помощью Р - критерия. Расчетное значение критерия Фишера (ррасч = 3,77) меньше табличного (ртабл = 19,3) при 5 % уровне значимости, что свидетельствует об адекватности полученных моделей

рпер = -223,298 + 80,60 к/ + 6,38« - 0,001ыойс (16)

N = -67,5 + 17,465Л + 0,681 а + 71,695иа& (17)

Сравнивая сопротивления разработанного механического ленточного устройства и ручного гребня, отмечено следующее: максимальное значение

= 596 Н, а Р^ = 280,45 Н, минимальные значения, соответственно: Р^р = 450 Н, а Р'^ = 136 Н - сопротивление перемещению ручного

гребня; - сопротивление перемещению механического ленточного

устройства для чески пуха).

Таким образом, сопротивление перемещению вычесывающих элементов механического ленточного устройства в среднем в 2,5...2,8 раз меньше, чем у традиционного гребня. Следовательно, в 2,5 раза снижается усилие, прилагаемое к устройству оператором - чесальщиком.

Оценка качества работы механического ленточного устройства для механической чески пуха коз.

Исследования по оценке качества вычесывания пуха проводили в лабораторных и производственных условиях. Оценку качества вычесывания

пуха механическим ленточным устройством проводили в сравнении с традиционным гребнем, массово использующимся в хозяйствах по разработанной методики оценки, т.е. по величине D - оптической плотности.

В лабораторных исследованиях рассматривали влияние эксплуатационных параметров d, a, uagc на качество работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха (D) с целью определения их оптимальных значений с позиции качества вычесывания пуха. В результате получены поверхности откликов и описывающие их уравнения (18-20). D = 0,059 - 0,025с? - 0,003а + 0,03d2 -0,002da + 0,1-10"3 а2 (18) D = 0,091 - 0,05 6ио& - 0,072с/ + 0,161*4 - 0,041 u]6d + 0,03d2 (19) D = 0,377 -0,41 lua(k -0,012а + 0,\61u2aSc +0,007«абса + 0,М0-3а2 (20)

Анализ поверхностей отклика характеризующих D = hx{d,a,ua6c) позволил определить оптимальные значения эксплуатационных параметров d, а, иабс■ Используя метод наложения оптимальных значений рассматриваемых параметров для условий F —» min, N min, D —> min получены

следующие значения: а = 32°...34°,с/ = 2,2...2,3 мм, иабс = 0,58...0,63 м/с.

Эти значения эксплуатационных параметров были использованы при проведении производственных исследований.

По результатам производственных исследований построена графическая зависимость изменения оптической плотности D в процессе вычесывания (рис. 8). Анализ которой, позволяет сделать следующие заключения: для вычесывания: 85% пуха механическим ленточным устройством необходимо затрачивать 15-17 минут, а ручным гребнем от 33 до 40 минут в зависимости от половой группы коз и квалификации оператора.

_ _, ,т, 1С1ЛИ, ИНН

■ ■ ручной гребень ~ МЯУ

Рис. 8. Изменение оптической плотности в процессе чески.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения разработанного механического ленточного устройства» описана методика определения экономической эффективности, приведены исходные данные и результаты расчетов.

Экономический эффект внедрения разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз получен с учетом того, что себестоимость чески уменьшилась с 50,47 руб./гол. до 38,77 руб./гол. Удельные приведенные затраты снизились с 108,5 руб./гол. до 48,12руб/гол. Показатель снижения эксплуатационных расходов составил 23,18%. В результате дополнительная прибыль составила 947,8 руб./устройство за сезон чески, при средней нагрузке на исполнителя в 200 голов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников по рассматриваемой проблеме, а также обзор опытных данных передовых хозяйств Оренбургской области показал, что одним из реально осуществимых направлений повышения эффективности процесса вычесывания пуха у коз является совершенствование конструктивно-технических решений вычесывающих устройств и изменение технологии чески, позволяющих механизировать процесс вычесывания пуха.

2. Теоретические исследования взаимодействия вычесывающих элементов с шерстно-пуховым покровом животного в процессе работы устройств для вычесывания пуха, позволили выявить основные конструктивно-режимные параметры вычесывающего устройства, влияющие на процесс чески и величину энергозатрат при вычесывании пуха, к ним относятся -а-угол входа планок с вычесывающими элементами в шерстно-пуховой покров, с/ - диаметр вычесывающих элементов, Р - усилие удержания пухового волокна в шерстно-пуховом покрове животного, F -усилие на вычесывание пухового волокна иаб - абсолютная скорость движения вычесывающих элементов.

3. Разработано механическое ленточное устройство для вычесывания пуха у коз, состоящее из ведомого и ведущего валов, на которых натянута эластичная лента с закрепленными на ней планками с вычесывающими элементами. Расположение зубьев на планках по типу развертки винтовой линии позволяет равномерно обрабатывать шерстно-пуховой покров животного. Механизм автоматического съема вычесанного пуха, накапливаемого на вычесывающих элементах, позволяет проводить процесс чески пуха без вынужденных остановок для снятия пуха вручную. Устройство снабжено ограничителями, предотвращающими травмы кожного покрова животного.

4. На основании проведенного анализа существующих устройств для вычесывания и оценки качества их работы нами предложены:

- методика и устройство для определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове козы;

- методика оценки качества работы устройств для вычесывания пуха;

- методика и стенд для регистрации энергетических параметров устройств для вычесывания пуха.

5. Лабораторные исследования на специально разработанном стенде, позволили получить математические модели сопротивления перемещению и мощности затрачиваемой разработанным механическим ленточным устройством для вычесывания пуха коз. Модели позволяют учесть эксплуатационные параметры работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз и определить их оптимальные значения при его использовании:

- угол вхождения вычесывающих элементов в шерстно-пуховой покров животного а = 32°...34°;

- диаметр вычесывающего элемента, ¿1 = 2,2...2,3 мм;

- абсолютную скорость движения вычесывающего элемента, и ^ =0,58...0,63

м/с, определяемую скоростью ленты механического ленточного устройства и = 0,6 м/с и скоростью перемещения механического ленточного устройства по поверхности покрова козы и = 0,01 м/с.

6. Разработана методика оценки качества работы механического ленточного устройства для чески пуха, основанная на определении оптической плотности содержания пухового волокна в образце шерстно-пухового покрова. Методика позволяет объективно оценить качество работы вычесывающего устройства.

7. Производственные испытания и использование методики по оценке качества работы механического ленточного устройства для чески пуха показали, что применение разработанного устройства позволяет:

- увеличить число очесанных коз за 8 часовую смену в среднем с 11 до 25 голов;

- уменьшить время на вычесывание пуха с 30...40 минут при вычесывании ручным гребнем до 15... 17 минут при работе предлагаемым механическим ленточным устройством;

- увеличить производительность при ческе механическим ленточным устройством в среднем в 2...2,3 раза;

- увеличить начес пуха за 8 часовую смену, за счет увеличения производительности труда и полноты вычесывания.

8. Экономический эффект внедрения разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха у коз получен с учетом того, что увеличивается выход пуха с 0,35 до 0,43 кг/гол, увеличивается количество очесанных коз за 8 часовую смену с 11 до 25 голов. Несмотря на увеличение удельных капиталовложений с 13,64 до 62,31 руб./гол дополнительная прибыль от использования механического ленточного устройства для

вычесывания пуха составила 947,8 руб./устройство за сезон чески, при средней нагрузке на исполнителя в 200 голов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ В РЕЦЕНЗИРУЕМЫХ НАУЧНЫХ ИЗДАНИЯХ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ВАК:

1. Ротова В.А. Исследование процесса ручного вычесывания пуха./ В.Д.Поздняков, В.А.Ротова// Журнал «Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова». - Саратов, 2008. - №1. - с. 46 - 48

2. Патент № 2369911 РФ / Карташов Л.П, Поздняков В.Д, Ротова В.А., Гудин А.А, Козловцев А.П. Тренажер. Опуб. в Б.И. №28,2009.

СПИСОК РАБОТ, ОТРАЖАЮЩИХ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ:

3. Ротова В.А. Моделирование кинематики и динамики движения чесальщиков пуха коз/ В.Д.Поздняков, В.А.Ротова// Научно - технический прогресс в животноводстве - ресурсосбережение на основе создания и применения инновационных технологий и техники. Сб. науч. тр. ГНУ ВНИИТИМЖ, т. 18, ч. 2. - Подольск: ГНУ ВНИИТИМЖ Россельхозакадемии, 2008, с. 195 - 202.

4. Ротова В.А. Модели и моделирование биотехнологических процессов в животноводстве./В.Д.Поздняков, В.А.Ротова// Журнал «Известия Оренбургского государственного аграрного университета». - Оренбург, 2008. -№1(17).-с. 98-101.

5. Ротова В.А. Совершенствование технологии и техники средств при ческе пуха коз./ В.Д.Поздняков, В.А.Ротова// Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» в рамках 17 Международной специализированной выставки «АгроКомплекс - 2007» -Уфа, 2007. - ч. 2. - с. 90 - 92.

6. Ротова В.А. Обоснование конструктивно-режимных параметров механических средств для вычесывания пуха коз и чистки волосяного покрова КРС./ В.Д.Поздняков, В.А.Ротова//Научно-технический прогресс в животноводстве - стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2020 г. Сб. науч. тр. ГНУ ВНИИТИМЖ, т. 19, ч. 2. - Подольск: ГНУ ВНИИТИМЖ Россельхозакадемии, 2009.

Ротова Виктория Анзорьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ВЫЧЕСЫВАНИЯ ПУХА КОЗ

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 12.11.09. Формат 60х 84/16. Усл. печ. л. 1,0. Заказ № 4927. Тираж 100 экз.

Типография "Копицентр" 460000, г. Оренбург, ул. Комсомольская, 7 Тел: (3532) 77-77-88

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАССМАТРИВАЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ.

1.1 Пуховое козоводство как одна из развивающихся отраслей сельского хозяйства. Технологические свойства и классификация пуха коз.

1.2 Общая характеристика процесса с позиции системного подхода.

1.3 Обзор и анализ существующих технических устройств для вычесывания пуха коз.

1.4 Направления по совершенствованию технологического процесса чески пуха коз.

1.5 Цели и задачи исследований.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО

РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВЫЧЕСЫВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.

2.1 Физико-механические и технологические показатели шерстно-пухового покрова.

2.2 Траектория движения кончика зуба при ручной ческе пуха коз.

2.3 Теоретическое обоснование процесса вычесывания пуха.

2.4 Определение скоростных характеристик вычесывающего элемента.

2.5 Расположение зубьев на устройстве для вычесывания пуха.

2.6 Энергетический баланс устройства для вычесывания пуха коз.

2.7 Описание конструкции предлагаемого механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Разработка методики и устройства для определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове козы.

3.2 Методика определения качества вычесывания пуха.

3.3 Методика и стенд для снятия энергетических параметров механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз.

3.4 Методика проведения лабораторных исследований.

3.5 Методика проведения производственных исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Оценка усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз

4.2 Анализ энергетических характеристик разработанного механического ленточного устройства для механической чески пуха коз.

4.3 Оценка качества работы механического ленточного устройства в лабораторных и производственных условиях.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ЛЕНТОЧНОГО

УСТРОЙСТВА.

В последние годы наметилась тенденция к возрождению отрасли пухового козоводства, во многих хозяйствах России поголовье коз из года в год увеличивается. Основной проблемой развития козоводства является низкий уровень оснащенности этой отрасли механическими устройствами для чески пуха [115, 116]. В большинстве случаев (до 95%) используется ручной способ вычесывания. Разработанные механические средства для вычесывания пуха (барабанного типа, вибрационная машинка) даже при щадящем режиме травмируют кожный покров животного и пухового волокна. Пух, накапливаемый на зубьях при ческе, приходится снимать вручную.

Перспективным направлением совершенствования процесса вычесывания пуха является разработка новых механических средств, учитывающих анатомо-морфологические и физиологические особенности животного, способных снизить риск травмирования кожного покрова животного, минимизировать силовое воздействие оператора, обладающих механизмом автоматического съема вычесанного пуха с зубьев.

Проблемность рассматриваемого процесса заключается, во-первых, в неоднозначности объектов обслуживания: размеры, формы, реакция на наносимые раздражения, во-вторых, неравномерности созревания пуха на различных участках кожного покрова, в-третьих, технология вычесывания пуха предусматривает вначале удаление с поверхности покрова механических включений, затем расчесывание «косичек» и только потом можно проводить непосредственное вычесывание пуха [26].

Изложенные выше особенности требуют разработки и внедрения в производство новых, усовершенствованных технологий и технических средств, которые позволят снизить себестоимость получаемой продукции, повысить ее качество и существенно увеличить производительность труда.

Механические средства для вычесывания пуха должны удовлетворять следующим требованиям [71, 72]: использование механических устройств должно исключать травмирование пуха и кожных покровов животного или сводить его к минимуму;

- применение механических средств для вычесывания пуха должно облегчать физический труд оператора и сокращать время обслуживания объекта, тем самым, повышая производительность труда исполнителя; механическое средство должно удовлетворять требованиям безопасности, предъявляемым при работе в козоводстве;

- технология механического вычесывания пуха должна быть как трудосберегающей, так и энергосберегающей.

Для решения конкретных задач этой проблемы была поставлена цель работы - повышение эффективности процесса вычесывания пуха.

В качестве объекта исследования принят процесс механической чески пуха коз.

Предметом исследования являются закономерности, характеризующие взаимодействие активных элементов устройства для вычесывания пуха с шерстно-пуховым покровом.

Рабочая гипотеза исследования: выработанная многолетней практикой, наиболее рациональная технология ручного вычесывания пуха коз, может быть реализована в механическом вычесывающем устройстве, удовлетворяющем анатомическим и морфологическим особенностям животного [87, 111], биомеханическим и физиологическим показателям исполнителя.

Для достижения цели в работе сформулированы следующие задачи:

1. Определить перспективное направление совершенствования технологического процесса вычесывания пуха и провести обзор конструктивно-технологических решений устройств-аналогов.

2. Теоретически обосновать траекторию движения вычесывающих элементов и конструктивно-режимные параметры устройства для механической чески пуха учитывающие анатомо-морфологические особенности объекта.

3. Разработать методики по определению: усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз, оценки качества работы вычесывающего аппарата, основных энергетических характеристик процесса чески.

4. Провести лабораторные и производственные исследования устройства для вычесывания пуха, дать сравнительный анализ результатов

5. Дать технико-экономическую оценку результатов исследований Методика исследования — в работе использованы аналитический, экспериментальный и расчетно-конструктивный методы.

Аналитический метод включал изучение технологического процесса с применением методов моделирования, классической механики, системы современных средств вычислительной техники.

В экспериментальных исследованиях были использованы методы математического и физического моделирования для проверки основных положений и выводов теории. С помощью расчетно—конструктивного метода, на основе результатов математического и экспериментального моделирования, были получены оптимальные значения эксплуатационных параметров разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха.

Результаты экспериментов обрабатывались с применением методов математической статистики.

Научная новизна работы.

- обосновано и разработано принципиально новое механическое устройство для вычесывания пуха, учитывающее анатомо-физиологические особенности объекта чески, включающее приспособление, препятствующее нанесению травм животным в процессе вычесывания и автоматическое устройство для снятия вычесанного пуха с зубьев;

- получены уравнения сопротивления перемещению механического ленточного устройства по обрабатываемой поверхности и затрачиваемой при этом мощности, в зависимости от эксплуатационных параметров.

Практическую ценность работы представляют:

- конструкция механического ленточного устройства для вычесывания пуха;

- методика определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове животного;

- методика оценки качества работы пуховычесывающего устройства;

- результаты лабораторных и производственных исследований работы механического ленточного устройства.

На защиту выносятся:

- теоретические положения по определению кинематики движения вычесывающих элементов и конструктивно-режимных параметров механического ленточного устройства для вычесывания пуха;

- конструкция и оптимальные параметры работы разработанного механического ленточного устройства;

- конструкция разработанного стенда и методика определения энергетических параметров механического ленточного устройства;

- методика и устройство для определения качества работы вычесывающих устройств;

- результаты лабораторных и производственных исследований.

Реализация результатов исследований: экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры «Механизация животноводства» Оренбургского ГАУ, устройство внедрено в ряде хозяйств Оренбургской области: СПК «Донской» Беляевского района, СПК «Рассвет» Ясненского района, СПК «Загорный» Кувандыкского района.

Апробация работы. Общие положения диссертации опубликованы в материалах X - XII Международных научно-практических конференций «Научно-технический прогресс в животноводстве - машинно-технологическая модернизация отрасли» (ГНУ ВНИИМЖ, Москва, 20072009), международных научно-практических конференций Оренбургского ГАУ (2007 - 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять работ, из них одна публикация в журнале, рекомендованном ВАК РФ, получен патент РФ на изобретение № 2369911.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованных источников (140 наименований) и приложений. Работа изложена на 146 страницах и включает 11 таблиц, 51 рисунок, 7 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ I

1. Анализ литературных ■ источников по рассматриваемой проблеме, а также обзор опытных данных передовых хозяйств Оренбургской области показал, что одним из реально осуществимых направлений повышения эффективности процесса вычесывания пуха у коз является совершенствование конструктивно-технических решений вычесывающих устройств и изменение технологии чески, позволяющих механизировать процесс вычесывания пуха.

2. Теоретические исследования взаимодействия вычесывающих элементов с шерстно-пуховым покровом животного в процессе работы устройств для вычесывания пуха, позволили выявить основные конструктивно-режимные параметры вычесывающего устройства, влияющие на процесс чески и величину энергозатрат при вычесывании пуха, к ним относятся — а — угол входа планок с вычесывающими элементами в шерстно-пуховой покров, d — диаметр вычесывающих элементов, Р — усилие удержания пухового волокна в шерстно-пуховом покрове животного, F — усилие на вычесывание пухового волокна иав — абсолютная скорость движения вычесывающих элементов.

3. Разработано механическое ленточное устройство для вычесывания пуха у коз, состоящее из ведомого и ведущего валов, на которых натянута эластичная лента с закрепленными на ней планками с вычесывающими элементами. Расположение зубьев на планках по типу развертки винтовой линии позволяет равномерно обрабатывать шерстно-пуховой покров животного. Механизм автоматического съема вычесанного пуха, накапливаемого на вычесывающих элементах, позволяет проводить процесс чески пуха без вынужденных остановок для снятия пуха вручную. Устройство снабжено ограничителями, предотвращающими травмы кожного покрова животного.

4. На основании проведенного анализа существующих устройств для вычесывания и оценки качества их работы нами предложены:

- методика и устройство для определения усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове козы;

- методика оценки качества работы устройств для вычесывания пуха;

- методика и стенд для регистрации энергетических параметров устройств для вычесывания пуха.

5. Лабораторные исследования на специально разработанном стенде, позволили получить математические модели сопротивления перемещению и мощности затрачиваемой разработанным механическим ленточным устройством для вычесывания пуха коз. Модели позволяют учесть эксплуатационные параметры работы механического ленточного устройства для вычесывания пуха коз и определить их оптимальные значения при его использовании:

- угол вхождения вычесывающих элементов в шерстно-пуховой покров животного а - 32°.34°;

- диаметр вычесывающего элемента, d - 2,2.2,3 мм;

- абсолютную скорость движения вычесывающего элемента, и<лс =o,58.o,63 м/с, определяемую скоростью ленты механического ленточного устройства о = 0,6 м/с и скоростью перемещения механического ленточного устройства по поверхности покрова козы и = 0,01 м/с.

6. Разработана методика оценки качества работы механического ленточного устройства для чески пуха, основанная на определении оптической плотности содержания пухового волокна в образце шерстно-пухового покрова. Методика позволяет объективно оценить качество работы вычесывающего устройства.

7. Производственные испытания и использование методики по оценке качества работы механического ленточного устройства для чески пуха показали, что применение разработанного устройства позволяет:

- увеличить число очесанных коз за 8 часовую смену в среднем с 11 до 25 голов;

- уменьшить время на вычесывание пуха с 30.40 минут при вычесывании ручным гребнем до 15. 17 минут при работе предлагаемым механическим ленточным устройством;

- увеличить производительность при ческе механическим ленточным устройством в среднем в 2. .2,3 раза;

- увеличить начес пуха за 8 часовую смену, за счет увеличения производительности труда и полноты вычесывания.

8. Экономический эффект внедрения разработанного механического ленточного устройства для вычесывания пуха у коз получен с учетом того, что увеличивается выход пуха с 0,35 до 0,43 кг/гол, увеличивается количество очесанных коз за 8 часовую смену с 11 до 25 голов. Несмотря на увеличение удельных капиталовложений с 13,64 до 62,31 руб./гол дополнительная прибыль от использования механического ленточного устройства для вычесывания пуха составила 947,8 руб./устройство за сезон чески, при средней нагрузке на исполнителя в 200 голов.

1. Абдурагимов Н. Отрасль' стала рентабельной (о развитии козоводства)/ Сельские зори. 1990, №3. - с. 37 - 48.

2. Абчук В.А. и др. Справочник по исследованию операций/ Под общ. ред. Ф.А. Матвейчука М.: Воениздат, 1979. - 368 е., ил.

3. Адамович М.В. Управляемость машин (эргономические основы оптимизации рабочего места человека оператора). - М.: Машиностроение, - 1977. — 280 с.

4. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Программированное введение в планирование эксперимента. — М.: Наука, 1971.-283 с.

5. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. 4-е изд., перераб и доп. - М.: Наука, 1988. - 640 с.

6. Базенков В.Ф., Мельников С.В., Жевлаков П.К. Практикум по механизации животноводческих ферм. — JL: Колос, 1965. 146 с.

7. Белоцицкий Н.С. Инженерная психология. М.: МЭИ, 1977. - 71 с.

8. Бернштейн Н.А. О построении движений. — М.: Медгиз, 1947. — 254 с.

9. Бушухина И. В. Оренбургский пуховый платок. Оренбург: Печатный дом «Димур», 2005. 305 с. ил.

10. Ю.Вагин Б.И., Чугунов А.И. и др. Лабораторный практикум по механизации и технологии животноводства. — Великие Луки, 2003. -534 с.

11. П.Василенко П.М. Программа, рабочий план и частная методика научного исследования. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1967, №1.

12. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. -199 с.

13. Венцель Е.С. Теория вероятности. М.: Физматгиз, 1962. - 560 с.

14. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М.: Колос, 1966. - 255с.

15. Воробьёв П. А., Орехов А. А. Овцеводство, козоводство и технология производства шерсти и пуха. М.: Агропромиздат, 1988.-287 с.

16. Воронков В.Д. Справочник инженера организатора. - М.: Московский рабочий, 1973.

17. Воронов А.В. Имитационное биомеханическое моделирование, как метод изучения двигательных действий человека.// Теоретическая биомеханика. -2004, №2, с. 22.27.

18. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. —М.: Наука, 1969-870с.

19. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие для втузов. Изд. 5-е, перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 2000. 479 с.

20. Горбачева М.В. Влияние различных моющих препаратов на качество шерстяного волокна// материалы методической и научной конференции: Сборник научных трудов. М.: МГАВМ и Б им. К.И. Скрябина. - с. 150 - 152.

21. Горячкин В.П. О работе живых двигателей. Собр. Соч. т. 7. - М.: 1965, с. 154-180.

22. Горячкин В.П. Теория жатвенных машин. — Собр. соч., т 3. М.: 1965.

23. Гребень для вычесывания пуха у животных: Информ. листок/ Оренбургский ЦНТИ, 1994. № 314 - 94.

24. Гриб В. К. и др. Основы механизации животноводства. — Мн.: Ураджай, 1978.- 153 с.

25. Груздева Л.П., Ерофеев Б.И. Содержание овец и коз. Приусадебное хозяйство. М.: Сталкер, ACT, 2007. - 224 е., ил.

26. Губинский А.И., Евграфов В.Г. Эргономическое проектирование судовых систем управления. — М.: Судостроение, 1977. 244с.

27. Гутер Р.С., Овчинский В.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. — М.: Наука, 1970.

28. Давыденко Н.А., Давыденко П.С. Содержание коз. Л.: ACT, Сталкер. - 2007. — 96 е., ил.

29. Драйпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. — М.: Статистика, 1970.

30. Дунин И.М., Переверзев Д.Б., Козанков А.Г. Проведение научных исследований в скотоводстве. М., 2000 г. 125 с.

31. Ерохин А.И., Ерохин С.А. Разведение овец и коз. Л.: ACT, Транзиткнига, Астрель. — 2004. —336 е., ил.

32. Ерохин А.И., Соколов В.В. Куц Г.А. Храиченков В.Д., Задулина В.И. Козоводство: Учебн. пособие. М.: Изд. МСХА, 2001. - 208 е., ил.

33. Запорожцев Е.Б. Пуховое козоводство в России// Зоотехния. М. -2001,№4.-с. 7-8.

34. Зациорский В.М., Арезин А.С., Селуянов В.Н. Биомеханика двигательного аппарата человека. М.: Физкультура и спорт, 1981.-140 с.

35. Зеленский Г.Г. Козоводство. -М.: Колос, 1981. — 168 е., ил.41.3инченко В.П., Мунипов В.М. Основы эргономики. — М.: МГУ,1979.-344 с.42.3ипер А.Ф. Содержание коз и овец Л.: ACT, Сталкер. — 2006. -48 е., ил.

36. Исанчурин Р. А. Оборудование для стрижки овец. — М.: Машиностроение, 1966. — 82 с.

37. Исаченко Л.С. Козы на подворье: Из практики бывалых козоводов, в вопросах и ответах. Л.: Астрель, 2001. - 160 е., ил.

38. Карасев Л.И. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Статистика, 1979. 279 с.

39. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. -5-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1983. - 495 е., ил.

40. Карташов Л. П. и др. Повышение надежности системы «человек -машина животное». — Екатеринбург: УОРАН, 2000.

41. Карташов Л. П., Козлов В. Т., Аверкиев А.А. Механизация и электрификация животноводства. — М.: Колос, 1979.

42. Карташов Л.П., Поздняков В.Д., Ревякин Е.Л. Технологии и технические средства обучения операторов животноводства. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2007. - 87 с.

43. Карташов JI.П., Поздняков В.Д. Методические материалы по совершенствованию технических средств для чески пуха коз. Москва Оренбург, 2006. - 24 е., ил.

44. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажер. А.С. №903942 (СССР). Б.И. №5, 1982.-е. 23.

45. Карташов Л.П., Поздняков В.Д. Тренажер для выработки навыков вычесывания пуха у животных. Патент 2086119 RU. Б.И. №22, 1997.-е. 37.

46. Карташов Л. П. Методы расчета биологических и технических параметров системы «человек — машина — животное». — Оренбург: Изд. центр ОГАУ, 2007. 152 с.

47. Карташов Л.П., Соловьев С.А. Тренажеры, стенды и муляжи для биотехнических систем. Екатеринбург: Изд. УРО РАН, 2005. -170 с.5 5.Кирьянов Д.В. Самоучитель MathCAD 2001.-СПб. :БХВ-Петербург, 2001.-544с.

48. Кисель В.И. Козы и овцы. Разведение. Выращивание. Использование продукции. М.: Владис, 2002. - 192 е., ил.

49. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. — 1-е изд., перераб. и доп. — М.: Колос, 1980. — 671 е., ил.

50. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. — 671 е., ил.

51. Клятис Л.М. Физическое моделирование загрузочных режимов при стендовых испытаниях. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1965, №4.

52. Коваленко П.В. Овцы и козы. Породы, разведение, содержание, уход. М.: Феникс. - 2005. - 256 е., ил.

53. Колосов Ю.А., Запорожцев Е.Б., Баранников А.И. Основы козоводства. Ветеринария и животноводство. — М.: Феникс. — 2002. 128 е., ил.

54. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968- 720с.

55. Косилов В.И., Шкилев П.Н., Родионов В.А. Повышение эффективности овцеводства на Южном Урале. — Оренбург: Изд. Оренбургская губерния, 2004. — 153 с.

56. Костюк В.И., Ходаков В.Е. Системы отображения информации и инженерная психология. Киев; Высшая школа, 1977. — 192 с.

57. Кривобоков Ю.А., Шевхужев А.Ф., Воронцов И.И. Технология и механизация животноводства в фермерских хозяйствах./Под общ. ред. И.И.Воронцова. Учебное пособие. - Черкесск: Изд-во. Типография ООО «Полиграфист-2», 2006. - 349 с.

58. Крисюк В.И., Прутков Н.Д. Стендовые экспресс испытания машинок для стрижки овец. - Труды ВНИИОК, вып. 31, т.2, 1971, с.115 - 118.

59. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учебное пособие для биологич. спец. вузов. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980. - 293 е., ил.

60. Лебедько Е.Я., Никифорова Л.Н. Козы. Разведение, содержание, уход. М.: Феникс. - 2007. - 192 е., ил.

61. Лебедько Е.Я., Никифорова Л.Н. Коза в личном хозяйстве. Выбор породы, содержание, разведение и профилактика заболеваний. -М.: Аквариум ЛТД. 2006. -160., ил.

62. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. — М.: Сельхозгиз, 1955, 765 с.

63. Луковников А.В. Охрана труда. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984.-288 е., ил.

64. Лукьянова И. С., Семенов Б. С., Кисель И. В. Козы и овцы на личном подворье. Донецк: Донеччина, 2000. - 192 е., ил.

65. Мадалиев А. Анализ рабочих скоростей высокоскоростных машинок. — Материалы 2-й межвузовской научно техническойконференции по применению высокочастотных машин с электроприводом повышенной частоты в сельском хозяйстве. -Краснодар, 1968, с. 179 182.

66. Мадалиев Ф.Х. Направление селекции шерстных и пуховых коз Узбекистана// Овцеводство. М., №10. - 1980.

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

68. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. — JI.: Колос, 1981.-296 с.

69. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Агропромиздат, 1985. — 640 е., ил.

70. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. — Л.: Колос, 1972.-200 с.

71. Мендельсон Д.А. Новые данные в химии белков волоса. М. — 1964.

72. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. Часть 1./ Под рук. к.т.н. А.В. Шпилько. М.: ГП УСЗ Минсельхозпрода России, 1998.-219 с.

73. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. Часть 2. нормативно- справочный материал./ Под рук. к.т.н. А.В. Шпилько. — М.:РИЦ ГОСНТИИ, 1998. 252 с.

74. Методы определения аминокислот в кормах животноводческой продукции и продуктах обмена. Дубровицы. — 1967.

75. Мороз В.А. Овцеводство и козоводство. — Ставрополь: Ставропольское книжное издательство, 2002. 453 е., ил.

76. Мусалаев Х.Х., Чагаров С.У., Даниелян А.А. Экспериментальная механизированная ферма на 2500 пуховых коз// Зоотехния. — М., -1988, №12. -с. 47-48.

77. Накано Э. Введение в робототехнику. М.: мир, 1988. - 334 е., ил.

78. Нетеса А.И., Бойков Ю.В. Козы и овцы. Разведение. Выращивание. Использование продукции. — М.: Владис. — 2002. — 192 е., ил.

79. Николаев А.И., Ерохин А.И. Овцеводство/ Под ред. А.И. Ерохина 5-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. - 384 с.

80. Носов М.С., Оранский Н.Н., Перфилов В.А. Механизация работ на животноводческих фермах. М.: Профтехиздат, 1963. - 400 с.

81. Образцов И. Ф., Адамович И. С., Барер А. С. и др. Проблемы прочности в биомеханике. М.: Высшая школа., 1988. - 311 е.: ил.

82. Овцеводство и козоводство. Под ред. П.А. Есаулова. — М.: Сельхозиздат, 1956. 678 с. ил.

83. Овцеводство и козоводство. Справочник. — М.: Агропромиздат, 1990г.-335 с.93.0лефиренко С. Г., Дрипа А. Н., Бусол В. А. Советы по козоводству. — Киев: Урожай, 1989. 134 е., ил.

84. Орлов И.М. Химический состав и физико-химические свойства шерсти: Учебн. пособие/ МВА им. К.И. Скрябина. М., 1975. - с. 3-7.

85. Патент № 2369911 РФ / Карташов Л.П, Поздняков В.Д, Ротова В.А., Гудин А.А, Козловцев А.П. Тренажер. Опуб. в Б.И. №28, 2009.

86. Плис А.И., Сливина Н.А. MathCAD 2000. Математический практикум для экономистов и инженеров: Учеб. пособие. М.: Финансы и статистика , 2000.- 656с.

87. Поздняков В. Д. Повышение надежности и эффективности функционирования операторов механизированных процессов животноводства. Дисс. на соиск. уч. ст. доктора тех. наук. — Оренбург, 2006.-350 с.

88. Поздняков В.Д., Ротова В.А. Исследование процесса ручного вычесывания пуха.// Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. Саратов. - 2008, №1, с. 46 - 48.

89. Поздняков В.Д., Ротова В.А. Модели и моделирование биотехнологических процессов в животноводстве// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — Оренбург, 2008. №1(17). - с. 98 - 101.

90. Поздняков В. Д., Тенищев А. С., Сечин В. А. Гребенка для вычесывания пуха у животных. АС 2040166 (СССР). БИ. № 24, 1995.-с. 19.

91. Поздняков В.Д. Управление трудовой деятельностью операторов биотехнических систем в животноводстве. — Сложные (биотехнические) системы. Тезисы докладов конференции. — Оренбург, 1996.

92. Приспособление для вычесывания пуха у животных: Информ. листок/ Оренбургский ЦНТИ, 1992. № 250 - 92.

93. Приспособление для заправки рабочих кромок зубьев для чески пуха: Информ. листок/ Оренбургский ЦНТИ, 1994. № 32-94.

94. Промышленное овцеводство./ под ред. Зарытовского. М.: Колос, 1980.-288 с.

95. Реутин В.Г., Пономаренко В.П., Кулешова Н.В. Комплект машин для фермы пуховых коз// Техника в сельском хозяйстве. М. — 1987,№5.-с. 32.

96. Родионов В.А., Екимов А.Е. Оренбергские козы это пух и молоко./ Молочное и мясное скотоводство. - М. - 1997, №1. - с. 33 -35.

97. Рубцов П.А., Бондаренко С.П., Савинков К.П. Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. — М.: Колос, 1964, 527 с.

98. Ш.Рыжов С.В. Комплекты оборудования для животноводства. Справочник. -М.: Агропромиздат, 1985.-325 с.

99. Сабликов М.В., Корнев А.И., Роженцев В.А. Механизация сельского хозяйства. — М.: Колос, 1980. 319 е., ил.

100. ПЗ.Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Ч. 1. Устройство и работа. — М.: Колос, 1968. 343 с.

101. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Ч. 2. Основы теории и технологического расчета. — М.: Колос, 1968. — 296 с.

102. Сборник зоотехнических и технических требований для комплексной электромеханизации животноводческих и птицеводческих ферм. — М.: ВИЭСХ, 1969.

103. Сборник зоотехнических и технических требований для комплексной электромеханизации животноводческих и птицеводческих ферм. М.: ВИЭСХ, 1974, вып. 4.

104. Сидоров В.И. Контроль качества шерсти. — М.: Колос. — 1974. -с. 158.

105. Смирнов В. Интенсификация пухового производства (козоводство в Оренбургской области)// Уральские нивы. — Свердловск. 1988, №4. - с. 34 - 35.

106. Соколов В.М., Шеронин Г.В. Механизация в козоводстве// Овцеводство. М. - 1987, №1. - с. 32 -36.

107. Справочник заведующего овцеводческой и козоводческой фермой. Под ред. Есаулова П.А. М.: Сельхозиздат, 1951.

108. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2010 года. — М.: ГНУВНИИМЖ, 2003.

109. Суюнчалиев Р.С. Стрижка овец и вычесывание пуха у коз. М.: Росагропромиздат, 1989.

110. Тадыкин В.Н. Пуховое козоводство в Горном Алтае// Главный зоотехник. М. - 2004, №7. - с. 23 - 24.

111. Тимошенко Н.К., Абонеев В.В. Рынок шерсти: состояние и перспективы// Овцы, козы, шерстное дело. М. — 2006, №3. — с. 4.

112. Тимошенко Н.К. Концепция создания в стране современного оптового рынка шерсти// Овцы, козы, шерстное дело. М. — 1998, №4. -с. 2 -5.

113. Тренажер: Информ. листок/ Оренбургский ЦНТИ, 1995. № 30 -95.

114. Универсальный прибор для исследования процесса стрижки овец и чески пуха коз: Информ. листок/ Оренбургский ЦНТИ, 1996. № 241-96.

115. Физиология сельскохозяйственных животных. Под ред. Шманенкова Н.А. JL: Наука, 1977. - 564 с.

116. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 2004. - 624 е., ил.

117. Цибулевский И.Е. Ошибочные реакции человека-оператора. — М.: Сов. радио, 1979. 208 с.

118. Цибулевский И. Е. Человек как звено следящей системы. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981.-288 с.

119. Цырендондоков Н.Д. Козы, овцы. Разведение и уход. Полезные советы фермеру. М.: Вече, 1995. - 176 е., ил.

120. Шевцов В.В., Суюнчалиев Р.С. и др. Установка для вычесывания пуха// Техника в сельском хозяйстве. — М. 1987, №9. - с. 32.

121. Шибанов Г. П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек техника. — М.: Машиностроение, 1983. — 263 е., ил.

122. Шманенков Н.А., Алиев А.А. Физиология сельскохозяйственных животных. JL, Наука, 1978. — 744 с.

123. Шпак В.П., Ткаченко П.И., Овсянникова Н.Б. Станок для фиксации коз при вычесывании пуха// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989, №12. - с. 46.

124. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч. 1. Статика. Кинематика: Учебник для техн. вузов. 6-е изд. испр. - М.: Высш. шк., 1984. - 344 е., ил.

125. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч. 2. Динамика: Учебник для техн. вузов. — 6-е изд. испр. — М.: Высш. шк., 1984. — 423 е., ил.

126. Alastair Mackenzie, М.А. Prospects, problems and pitfalls in wool harvesting// Agr. Engg Australia, 1988 T. 17. N 2, c.l

127. Mills A. R. Sheep-ooo! The story of the world's fastest Shearer's. -Printed in Australia, by Hallstead press. Sydney, 1960. 235 c.