Введение к работе
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:
-
Определить перспективное направление совершенствования технологического процесса вычесывания пуха и провести обзор конструктивно-технологических решений устройств-аналогов.
-
Теоретически обосновать траекторию движения вычесывающих элементов и конструктивно-режимные параметры устройства для механической чески пуха учитывающие анатомо-морфологические особенности объекта.
-
Разработать методики по определению: усилия удержания пуха в шерстно-пуховом покрове коз, оценки качества работы вычесывающего аппарата, основных энергетических характеристик процесса чески.
-
Провести лабораторные и производственные исследования устройства для вычесывания пуха, дать сравнительный анализ результатов
-
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, 2007-2009), 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.
