Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1.1. Технологические схемы подготовки и раздачи кормов на фермах КРС 8
1.2. Анализ технических средств для измельчения, смешивания
и дозированной выдачи кормов 15
1.3. Обзор исследований процессов измельчения и смешивания кормов в смесителях периодического действия 25
1.4. Выводы, цель и задачи исследований 33
2.1. Обоснование функциональной и конструктивно-технологической схем многофункционального кормового агрегата 34
2.2. Обоснование основных параметров измельчителя-смесителя-раздатчика кормов 44
2.3. Модель процесса смешивания кормов в смесителе с вертикальным коническим шнеком 65
2.4. Выводы 73
З.МЕТОДИКАЭКСШРИМЕНТАЛЬНЬКИССЛЕДОВАНИЙ 74
3.1. Программа исследований 74
3.2. Экспериментальные установки и оборудование для проведения экспериментальных исследований 74
3.3 Методика проведения экспериментов по определению энергетических показателей, интенсивности измельчения, качества смешивания и неравномерности выдачи кормосмесей 79
3.4. Методика обработки экспериментальных данных з
4.1. Результаты исследований процессов измельчения кормов многофункциональным агрегатом 85
4.2. Закономерности процесса смешивания кормов многофункциональным агрегатом 90
4.3. Энергоёмкость процессов, выполняемых многофункциональным кормовым агрегатом 92
4.4. Влияние конструктивных и кинематических параметров
на неравномерность раздачи кормосмеси 97
4.5. Выводы 99
5. РЮУЛЬТАїЬІШИЕМОЧНЬГХИСПЬТТАНИЙИ ПЮИЗВОДСТВЕННОИПЮВЕРКИ АГРЕГАТА КОРМОВОГО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО АКМ-9 101
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГОРАСЧЕТАИЗ\ШШ ЧИТЕ1М ЗИЕ1СИ1ЕЛЯ-РАЗДАГЧИКА КОРМОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ КОНИЧЕСКИМ 107
ОБЩИЕВЫВОДЫ 118
СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ 120
ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Введение к работе
По данным Департамента экономики Отдела экономической информации МСХ РФ в нашей стране за последние 15 лет производство и потребление мяса и молока на душу населения уменьшилось в 2-3 раза. Экономические показатели производства животноводческой продукции во всех типах хозяйств России за этот период снизились на 25-30%. В сравнении с показателями зарубежных стран они ниже в 3-Ю раз /42,43/. Повышение закупочных цен на молоко и мясо в последние годы создало предпосылки для возрождения животноводства в нашей стране. Однако средства механизации за эти годы практически не обновлялись. Кроме того, применяемые технологии и машины не обеспечивают конкурентоспособность отечественного животноводства / 43 /.
В условиях увеличения числа товаропроизводителей, их значительной дифференциации по размерам, финансовым возможностям и исходной материально-технической базе необходимо провести смену поколений технологий и техники, обеспечивающей индивидуальный точный подход к потребителю путем создания машин нужной производительности и функционального назначения.
В себестоимости продукции животноводства корма составляют 60-80%. Поскольку кормление является самой большой статьей расходов в животноводстве, инвестиции в кормление дают наибольшую прибыль.
Одной из наиболее перспективных является технология кормления КРС, в соответствии с которой все виды кормов раздаются животным одновременно в виде сбалансированной по питательности кормосмеси. Для реализации данной технологии необходимо разработать отечественные измельчители-смесители-раздатчики кормов (многофункциональные кормовые агрегаты).
В настоящее время в мире сформировалась устойчивая тенденция на производство многофункциональной кормораздаточной техники, с помощью которой осуществляют кормление животных полноценными кормосмесями в соответствии с детализированными нормами, установленными в зависимости от их продуктивности, массы и возраста. Для этого в Европейских странах выпускается свыше 170 моделей измельчителей - смесителей - раздатчиков кормов с вместимостью бункеров от 5 до 30 м . Многообразие конструктивно-технологических схем зарубежных агрегатов свидетельствует о том, что до настоящего времени мировая наука и практика не отработала еще оптимальные варианты агрегатов. К тому же зарубежные условия функционирования их значительно отличаются от условий отечественных ферм.
В зарубежных литературных источниках представлены, в основном, рекламные данные многофункциональных кормовых агрегатов. Отечественные литературные источники посвящены, главным образом, описанию зарубежных образцов и целесообразности создания аналогов таких машин. Поэтому при разработке типоразмерных рядов модификаций кормовых агрегатов приходится сталкиваться с рядом трудностей в выборе функциональных, конструктивно-технологических схем и параметров технических средств, в создании оптимальных условий их функционирования.
Цель работы - улучшение качественных и энергетических показателей процессов приготовления и выдачи кормосмесей путем совершенствования конструктивно-технологической схемы, обоснования параметров и режимов работы многофункционального кормового агрегата с вертикальным бункером и коническим шнеком.
Объект исследования - технологические процессы измельчения, смешивания и дозированной выдачи кормосмесей измельчителем-смесителем-раздатчиком с вертикальным бункером и коническим шнеком.
Предмет исследования - закономерности процессов измельчения, смешивания и выдачи кормовых материалов измельчителем-смесителем-раздатчиком с вертикальным бункером и коническим шнеком.
Методы исследований - функционально-стоимостный анализ, теория функций, вычислительные эксперименты на ЭВМ, статистическое математическое моделирование, натурный эксперимент.
Реализация результатов исследования. Многофункциональный кормовой агрегат прошел приёмочные испытания на Северо-Кавказской МИС в 2002-2003 гг. Испытания проводили на базе молочно-товарной фермы АФП «Нива» Каневского района Краснодарского края. Техническая документация передана ОАО «Калитвасельмаш» г. Белая Калитва Ростовской области и ОАО «Слободской машиностроительный завод» Кировской области. Последним налажен серийный выпуск модификаций агрегата, которых за последние три года выпущено более 250 шт. Научная новизна состоит в:
• аналитическом обосновании формы и размеров режущих ножей из-мельчающе-смешивающего конического шнека;
• математической модели процесса смешивания кормов в смесителе с вертикальным бункером и коническим шнеком;
• экспериментально-теоретическом описании процесса полного затухания измельчения кормов и достигаемый при этом средний размер частиц различных кормовых материалов;
• определении энергетических характеристик кормового агрегата с коническим вертикальным рабочим органом на различных режимах и видах кормов;
• обосновании организационно-технологических условий эффективного использования многофункциональных кормовых агрегатов.
Научная гипотеза. Предполагается, что в многофункциональном кормовом агрегате с вертикальным бункером имеется совокупность рациональных параметров и режимов работы измельчающе-смешивающего шнека, обеспечивающие требуемые качественные и энергетические показатели работы кормового агрегата.
На защиту выносятся следующие основные положения:
• теоретические и экспериментальные зависимости, характеризующие процессы взаимодействия с кормовыми материалами рабочих органов измельчителя-смесителя-раздатчика кормов;
• усовершенствованная конструктивно-технологическая схема измельчителя-смесителя-раздатчика с вертикальным бункером и коническим шнеком; • модель процесса смешивания кормовых материалов коническим шнеком в вертикальном бункере;
• методика инженерного расчета основных параметров измельчителя-смесителя-раздатчика с вертикальным бункером и коническим шнеком. Практическая ценность работы заключается в том, что полученные
результаты исследований и разработанная методика инженерного расчета были использованы при создании агрегата кормового многофункционального АКМ-9, серийный выпуск которого освоен на ОАО «Слободской машиностроительный завод» Кировской области и внедрен более чем в 200 хозяйствах европейской части РФ.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-технических конференциях ВНИПТИМЭСХ в 2000 - 2005 годах, АЧГАА в 2003-2006 годах, а также на международной конференции в ДонГАУ в 2004 году.
Публикация результатов исследования. По результатам исследования опубликованы 9 статей в сборниках научных трудов АЧГАА, ДонГАУ, ВНИПТИМЭСХ, а также в ежемесячном журнале «Техника в сельском хозяйстве» общим объёмом 4,4 п.л., получен один патент на изобретение.
Содержание работы. Диссертационная работа содержит введение, шесть глав, общие выводы, библиографический список из 126 наименований, в том числе 9 на иностранных языках, и приложения на 12 страницах, которые включают листинг использованных компьютерных программ, расчетные таблицы, акты внедрения, патент. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 13 таблиц.
Работа выполнена в отделе механизации животноводства Государственного научного учреждения «Всероссийский Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства» (ВНИПТИМЭСХ) (г. Зерно-град Ростовской обл.), в соответствии с планом НИР Россельхозакадемии.
Похожие диссертации на Параметры и режимы работы многофункционального кормового агрегата с вертикальным коническим шнеком
