Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи научного исследования 8
1.1. Технологические предпосылки приготовления кормосмесей крупному рогатому скоту 8
1.1.1. Особенности приготовления кормосмесей на фермах крупного рогатого скота 10
1.1.2. Краткая характеристика кормов, основные требования, предъявляемые к кормам и эффективность их скармливания 12
1.1.3. Зоотехнические требования к технологии приготовления кормосмеси 15
1.2. Анализ технических средств приготовления и раздачи кормосмеси 17
1.3. Классификация и анализ основных конструктивных схем смесителей кормов 30
1.4. Обзор результатов исследований процесса смешивания кормов в шнековых смесителях 38
Выводы по разделу 44
1.5. Постановка цели и задач исследования 45
2. Теоретическое исследование рабочего процесса смесителя-раздатчика кормов 46
2.1. Обоснование структурной и технологической схемы шнекового смесителя-раздатчика кормов 46
2.2. Основные технологические показатели работы шнекового смесителя-раздатчика кормов 48
2.3. Модель функционирования шнекового смесителя-раздатчика кормов 49
2.4. Теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров шнекового смесителя-раздатчика кормов 50
2.4.1. Обоснование элементов конструкции нижнего выгрузного шнека смесителя 51
2.4.2. Обоснование формы лопасти-ножа шнекового смесителя 52
2.4.3. Программа алгоритма построения линий контура лопасти-ножа смесителя 58
Выводы по разделу 60
3. Программа и методика экспериментальных исследований 61
3.1. Программа и задачи экспериментальных исследований 61
3.2. Выбор и обоснование состава кормосмеси для опытов 62
3.3. Методика проведения экспериментальных исследований процесса смешивания кормов 62
3.4. Конструкция и рабочий процесс шнекового смесителя-раздатчика кормов 64
3.5. Технические средства, оборудование и приборы 69
3.6. Методика исследований физико-механических свойств кормов 76
3.6.1. Определение влажности кормов и кормосмеси 76
3.6.2. Определение насыпной (объемной) массы и фракционного состава 77
3.6.3. Определение коэффициентов трения 77
3.7. Оценка качества кормосмеси 79
3.8. Определение требуемой мощности и удельной энергоемкости на процесс смешивания кормов 80
Выводы по разделу 82
4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 83
4.1. Физико-механические характеристики кормов и кормосмесей 83
4.1.1. Влажность 83
4.1.2. Насыпная (объемная) масса и фракционный состав 83
4.1.3. Коэффициенты трения 85
4.2. Оценка качества кормосмеси 86
4.3. Результаты численного анализа и математической обработки результатов эксперимента 87
4.3.1. Оптимизация основных параметров шнекового смесителя кормов 87
4.3.2. Требуемая мощность на привод рабочих органов смесителя кормов при холостом и рабочем режимах 106
Выводы по разделу 107
5. Результаты производственной проверки. экономическая эффективность применения шнекового смесителя- раздатчика кормов 110
5.1. Результаты производственного эксперимента 110
5.2. Экономическая эффективность внедрения смесителя-раздатчика кормов .111
Выводы по разделу 122
Общие выводы 123
Список использованных источников 126
Приложения 146
- Особенности приготовления кормосмесей на фермах крупного рогатого скота
- Обоснование структурной и технологической схемы шнекового смесителя-раздатчика кормов
- Методика проведения экспериментальных исследований процесса смешивания кормов
- Оптимизация основных параметров шнекового смесителя кормов
Введение к работе
Актуальность темы. Из наиболее актуальных задач современного аграрного производства в РФ является обеспечение населения в достаточном количестве качественными продуктами животноводства. В целях успешного удовлетворения растущих потребностей в мясомолочных продуктах необходимо развивать скотоводство, что, в свою очередь, напрямую связано с созданием прочной кормовой базы. Рациональное использование кормов предусматривает их скармливание животным только в подготовленном виде, а также в смеси с другими компонентами и при высоком качестве приготовления.
Применение кормосмесеи позволяет расширить использование растительных отходов, повысить поедаемость и переваримость кормов, на 10...26% увеличить продуктивность животных и на 15...20% снизить расход кормов на единицу продукции [9]. В практике животноводства используют машины для переработки кормов до зоотехнически обоснованных параметров. Одновременно становится возможным повысить процент механизации основных и вспомогательных операций по приготовлению кормов и снизить затраты труда. Важную роль в технологических процессах приготовления кормосмесеи играет операция смешивание, результаты которой сказываются на продуктивности животных и на сохранности кормов. Эта операция требует дополнительных затрат энергии, которые относятся на себестоимость корма. Однако существующие смесители, как правило, не соответствуют зоотехническим требованиям, малопроизводительны и не всегда обеспечивают требуемого качества смеси. Выявление конструктивно-режимных параметров рабочих органов таких машин является актуальной задачей, в решении которой отводится большое место экспериментальным исследованиям. В связи с этим изучение и совершенствование смесителей кормов, их рабочих органов, направленное на повышение пропускной способности машин, снижение энергоемкости процесса смешивания, улучшение качества кормосмеси является актуальной народнохозяйственной задачей.
Цель работы - повышение эффективности приготовления кормосмесей крупному рогатому скоту путем разработки энергосберегающих технологий и средств механизации.
Объект исследований — технологические процессы смешивания кормов, экспериментальный шнековый смеситель-раздатчик кормов, его рабочие органы, компоненты кормов и кормосмесь.
Методы исследования. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями. Теоретическое исследование посвящено получению зависимостей, позволяющих установить конструктивные и технологические параметры смесителя-раздатчика кормов и его рабочих органов. При экспериментальном исследовании были использованы основные закономерности рабочего процесса смесителя кормов с использованием стандартных методик, применения метода планирования эксперимента. Обработка результатов полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ПК.
Научная новизна. Предложена математическая модель движения смеси в объемных смесителях шнекового типа. Разработаны предложения по компоновке шнекового смесителя-раздатчика кормов. С применением компьютерных технологий предложена конструктивная схема и обоснованы параметры рабочего органа - лопасти-ножа.
Новизна предложенных технических решений подтверждена двумя патентами на изобретение.
Практическая значимость работы. Предложена конструктивно-технологическая схема и разработана техническая документация шнекового смесителя-раздатчика кормов. Определены основные параметры конструкции смесителя, позволяющие снизить энергоемкость процесса смешивания. Предложена оптимальная форма лопасти-ножа шнекового смесителя-раздатчика кормов.
На защиту выносятся:
- конструктивно-технологическая схема смесителя-раздатчика кормов
шнекового типа;
теоретические основы обоснования технических средств для смешивания кормов;
модель функционирования технологической линии смешивания кормов;
математическая модель процесса смешивания кормов;
обоснование конструктивных и режимных параметров смесителя и его рабочих органов;
закономерности процесса смешивания кормов, отражающие связь между технологическими факторами, физико-механическими свойствами кормов, энергоемкостью процесса смешивания;
критерий оценки смесителей различных конструкций.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научных конференциях Ставропольского ГАУ (2005г), Кабардино-Балкарской ГСХА (2006г), Донского ГАУ (2007г), Брянской ГСХА (2008г), Санкт-Петербургского ГПУ (2008), Карачаево-Черкесской ГТА (2006-2009г), Санкт-Петербургского ГАУ (2010).
Разработанная энергосберегающая технология и смеситель-раздатчик кормов испытаны в производственных условиях сельскохозяйственной артели (колхоз) «Кубань», ООО «Волна» Прикубанского района КЧР, ООО «Заветное» Георгиевского района Ставропольского края. Результаты доложены, одобрены и приняты для реализации.
Публикация. По теме диссертации опубликованы 13 научных работ, из них 4 патента РФ на изобретение и 3 статьи в издании, рекомендованном ВАК.
Объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах машинописного текста, включая список литературы из 224 наименований (в том числе 15 на иностранных языках), содержит 34 таблиц, 51 рисунка, 25 приложений.
Особенности приготовления кормосмесей на фермах крупного рогатого скота
Решение задач укрепления кормовой базы животноводства возможно лишь при развитии базы хранения и переработки кормов. Установлено, что наличие в хозяйствах кормовых хранилищ и кормоцехов позволяет на 15...20 % увеличить выход кормов за счет сокращения их потерь, приготовления полнорационных кормовых смесей. Научными исследованиями и многолетней практикой многих передовых хозяйств нашей страны доказано, что при оптимальном соотношении компонентов фактическая питательная ценность кормосмеси оказывается на 10... 12% выше расчетной [3,9]. Повышается поедаемость кормов с высоким содержанием клетчатки, снижаются потери отдельных их компонентов. Известно, что заготовка достаточного количества кормов, даже высокого качества, еще не гарантирует получения максимальной продуктивности от животных, если не будет организована научно обоснованная система сбалансированного их кормления. Для увеличения продуктивности животных требуется более рациональное использование всех видов кормов. С этой целью приготавливают кормосмеси из грубых, сочных и концентрированных кормов. Технология переработки кормов и приготовления кормосмесей зависит от местных условий (климата, наличия компонентов смеси и обрабатываемого материала). Многокомпонентные рационы в виде измельченных смесей из грубых, сочных и концентрированных кормов дают возможность полностью механизировать их раздачу, повысить поедаемость объемистых кормов, а также сократить кратность и продолжительность кормления животных, что имеет немаловажное экономическое значение [114, 139,159,161,174,223,224]. Эффективность кормосмесей по сравнению с раздельным скармливанием кормов объясняется тем, что организм животных получает все необходимые питательные вещества одновременно и в определенном соотношении. Кроме того, кормление полнорационными смесями увеличивает поедаемость кормов, улучшает переваримость и усвояемость питательных веществ, в результате чего продуктивность животных повышается на 20-30 %. Для оснащения кормоприготовительных предприятий в молочном животноводстве промышленность поставляла сельскому хозяйству следующее оборудование: - комплекты оборудования кормоцехов по приготовлению кормовых смесей для крупного рогатого скота КОРК-15 и КОРК-15-1 (2,5...3,0 тыс. комплектов в год); - линия обработки соломы ЛИС-3 и ЛОС-1; - агрегаты для приготовления кормосмесей АПК-10А (0,5 тыс. в год) и другие комплекты, линии и комбинированные агрегаты [5,6,9,28,127]. Велось совершенствование серийного оборудования кормоцехов и кормоприготовительных предприятий. Созданная в процессе реформирования многоукладная экономика не обеспечила повышение эффективности агропромышленного производства, а наоборот, ослабила его производственный потенциал, следствием чего явился спад производства [10,109]. В течение многих лет, как правило, главное внимание уделялось внедрению механизации на фермах с высокой концентрацией скота (350-400 и более коров).
При выборе комплектов машин для животноводческих ферм необходимо учитывать уровень их специализации, продуктивность коров, тип кормления, режимы работы машин и оборудования, размеры помещений и формы организации труда. Очень важно правильно механизировать трудоемкие процессы. При этом нужно учитывать, что применение при этом большого количества разнообразных энергоемких и металлоемких машин большой производительности невыгодно, так как снижается коэффициент их использования, загрузки и возрастают амортизационные отчисления. Так, только для подготовки и раздачи кормов применялись стационарные и мобильные средства пяти наименований (бункер сыпучих кормов БСК-10, ручная тележка ТУ-300, комбинированный агрегат ПРК-1-0,4-5, приспособление к кормораздатчикам ПКТУ-10 и ПРММ-5 и сами кормораздатчики, мойка-измельчитель ИСК-5М, погрузчики ПЭ-0,8/0,8-Ф и ПГ-0,2/0,2А и др.) [10]. Использование такого набора машин, влечет за собой большие материальные и трудовые затраты, что экономически не всегда выгодно.
В связи с этим, возникает необходимость в разработке и создания недорогих кормоприготовительных машин которые бы включали в себя ряд операций (приемку компонентов кормов, их переработку, транспортировку к месту кормления и раздачу включительно).
Важнейшей задачей в настоящее время является разработка и внедрение технических средств приготовления и раздачи кормов на животноводческих фермах. Они разрабатываются и внедряются в соответствии с утвержденной «Межотраслевой научно-технической программой по созданию и освоению производства машин и оборудования для реконструкции и технического перевооружения животноводческих ферм»[14], которая предусматривает внедрение машин и комплектов оборудования для животноводства. В свое время государство организовало производство для ферм технических средств, выполняющих операции по загрузке кормов из хранилищ (ПСК-5, ПСС-5,5, ПЭ-0,8, ПГ-0,2/0,2А, и др.), по измельчению стебельных кормов (ИГК-30, ИРТ-165-01, «Волгарь-5А» и др.), по измельчению фуражного зерна (КДУ-2, КДМ-2, ДБ-5 и др.), по смешиванию компонентов кормов (С-12, С-30, С-7, АПС-6, С-2 и др.) и агрегаты для приготовления кормов (АПК-10, ЗПК-4, АЗК-3 и др.). Для раздачи компонентов кормов и кормовых смесей применяют следующее оборудование: стационарные кормораздатчики (РК-50, ТРЛ-100, КЛО-75 и ТВК-80Б); кормораздатчики прицепные КТУ-10, КТУ-10А, РММ-5, РСП-10, КУТ-3, аккумуляторные КСА-5Б и АРС-10, электрифицированные КС-1,5)[3,10]. За рубежом машиностроительные фирмы при производстве техники учитывают все существующие типоразмеры ферм (мелкие и крупные). Например, разработка универсальных комбинированных машин (кормоцехов на колесах) отвечает особенностям технологического прогресса, когда один человек выполняет все операции по забору корма из хранилищ, смешиванию с другими компонентами, транспортировки к месту кормления и раздачу кормосмеси животным, как в животноводческих помещениях, так и на выгульных площадках. Технологические схемы мобильных агрегатов для производства и раздачи кормосмесей очень разнообразны. Из них можно выделить три наиболее распространенных варианта, которые классифицируются по конструктивным особенностям и технологии приготовления кормосмесей (табл. 1.1).
Обоснование структурной и технологической схемы шнекового смесителя-раздатчика кормов
За последние годы приготовление многих материалов и продуктов путем смешивания получило широкое распространение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, как в нашей стране, так и за рубежом. Это и послужило причиной появления множества смесителей, различных по технологическим схемам и конструктивному исполнению. Однако, несмотря на большое их разнообразие, наиболее существенные признаки, определяемые характером процесса смешивания и способом его осуществления, конструктивным исполнением рабочего органа и назначением смесителей, в большинстве случаев являются общими и могут быть в какой-то степени классифицированы.
Проведенный нами анализ существующих средств смешивания кормов позволяет сделать вывод, что применяемые смесители могут быть классифицированы по следующим признакам: характеру процесса смешивания, назначению, способу установки, способу смешивания, скоростному режиму и физическому состоянию смешиваемых компонентов (рис. 1.13)[56,58,102,151,181].
По характеру процесса смешивания смесители кормов можно разделить на смесители периодического (порционные) и непрерывного действия. В смесителях периодического действия смешивание компонентов ведется отдельными порциями. Они в настоящее время наиболее распространены, так как позволяют получить хорошее качество смеси за счет возможности установления необходимой продолжительности смешивания (в зависимости от состава смеси) и весового, пока наиболее точного, дозирования компонентов. Основным недостатком порционных смесителей по сравнению со смесителями непрерывного действия является то, что их производительность определяется, в основном, емкостью камеры смешивания, но они имеют повышенную металлоемкость, следовательно, более трудоемки в изготовлении. В смесителях непрерывного действия поступление кормов в камеру смешивания и выход из нее готовой смеси происходит непрерывно. Эти смесители более компактны и обладают относительно большой производительностью, поскольку операции загрузки, смешивания- и выгрузки совмещены. Однако. смесители непрерывного действия в кормоприготовлении менее распространены из-за недостаточной точности дозирования компонентов объемными дозаторами, которыми обычно комплектуются смесители этого типа. По назначению различают смесители кормов универсальные и специальные. Универсальные - обеспечивают приготовление смесей различного состава и консистенции из кормов с самыми разнообразными физико-механическими свойствами, вкусовые качества и питательную ценность кормов. Специальные смесители обеспечивают качественное приготовление кормосмесей только определённых видов из соответствующего набора компонентов. По способу установки смесители кормов подразделяются на: стационарные, полустационарные и передвижные. Наиболее широкое распространение получили стационарные смесители. Полустационарные применяются значительно реже. К передвижным относятся смесители-раздатчики и кормоприготовительные агрегаты, которые применяются исключительно для обслуживания животноводческих ферм. По способу смешивания смесители кормов можно разделить на смесители принудительного, свободного и смешанного действия. Принудительное смешивание осуществляется за счёт вращательного или другого вида движения специального рабочего органа внутри камеры смешивания, когда поступают порционно или непрерывно смешиваемые корма. В смесителях свободного действия смешивание осуществляется за счёт взаимного перемещения частиц смешиваемых кормов под воздействием таких факторов, как центробежные силы, напор воздуха, явление вибрации и гравитации. Поэтому к последним следует отнести центробежные, пневматические, вибрационные и гравитационные. Центробежные и вибрационные смесители не нашли широкого применения. Пневматические смесители появились в последнее время на предприятиях комбикормовой промышленности ряда зарубежных стран, для смешивания порошкообразных продуктов. Эти смесители очень эффективны. Необходимыми условиями, обеспечивающими нормальную их работу и хорошее качество смеси, является однородность частиц смешиваемых компонентов (ингредиентов) по гранулометрическому составу и плотности, что фактически ограничивает их применение. У смесителей смешанного действия, смесеобразование осуществляется на принципе использования эффекта нескольких способов смешивания — гравитационного и мешал очного, пневматического и мешал очного и другие. По скоростному режиму - тихоходные и быстроходные. По физическому состоянию компонентов - на три группы - для сыпучих, влажных и жидких смесей, наиболее эффективные - смесители механические принудительного действия. Смесители механические классифицируются по типу рабочих органов: шнековые, лопастные комбинированные, планетарношнековые, шнековые эпициклоидальные и червячные (рис. 1.14)[173,196,200].
По форме рабочих органов смесители классифицируются следующим образом: шнековые - сплошной, ленточный и спиральный; лопастные -сегментальная лопасть, треугольная лопасть, винтовая лопасть; комбинированные - шнек-лопасть, лента-лопасть, шнек-лопасть-шнек; планетарношнековые - шнек в полукожухе; шнековые эпициклоидальные - шнек открытый, шнек в секционном кожухе, шнек в открытом кожухе; червячные.
Методика проведения экспериментальных исследований процесса смешивания кормов
В процессе обзора литературных источников и теоретических исследований смесителя кормов для приготовления кормосмесей крупному рогатому скоту были выявлены основные факторы, влияющие на его конструктивные и технологические параметры [27,24,72,120,136,149,166,190]. При этом вызывает затруднение определение теоретическим путем значений некоторых физических величин. Поэтому в задачу экспериментальных исследований входило: проверка теоретических положений, определение значений физических величин, которые не выявлены в процессе теоретических исследований, а также сравнение величин параметров и режимов работы смесителя кормов для приготовления влажных полнорационных кормосмесей крупному рогатому скоту, полученных экспериментально и теоретически.
В соответствии с поставленной задачей экспериментальные исследования выполняли по следующей программе: - определение конструктивных особенностей рабочих органов нижнего выгрузного шнека смесителя кормов, обеспечивающего приготовление качественной кормосмеси с минимальным расходом энергии; - исследование качественных и энергетических показателей процесса смешивания при разных режимах работы смесителя; - проведение экспериментальных исследований с целью оптимизации основных параметров и режимов работы смесителя кормов для приготовления кормосмеси крупному рогатому скоту. С этой целью методика проведения экспериментальных исследований включала определение факторов, наиболее влияющих на процесс смешивания и их уровни варьирования. Для проведения исследований были составлены общие и частные методики, включающие поиск основных факторов, влияющих на работу смесителя кормов, и их значений; определено наибольшее число опытов; выбран и обоснован состав кормосмеси для опытов; определена насыпная (объемная) масса и фракционный состав компонентов кормов и кормосмеси; определены удельная энергоемкость, мощность на приводе, производительность и неоднородность кормосмеси в процессе смешивания.
Рационы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы уровень и концентрация энергии, протеина, питательных и биологически активных веществ, а также соотношение между ними в составе рациона соответствовали нормам [11]. Из общего объема ежегодно расходуемых кормов на фермах и комплексах, часть поступает в готовом виде — это силос, сенаж, зеленые и некоторые другие корма. Остальные, составляющие около половины по массе и примерно 55% по питательности (фуражное зерно, корнеклубнеплоды, грубые корма и др.), перед скармливанием подвергают определенной предварительной подготовке. Для кормления крупного рогатого скота используем силосно-корнеплодный тип кормления, при котором 25-40% питательности рациона в зимний период приходится на силос, 12-17% - на корнеплоды, 25-27% - на концентраты, остальные на грубый корм. Примерный рацион для ферм крупного рогатого скота приведен в таблицах (Приложения 10-13).
Одновременно изучали физико-механические свойства кормов, кормосмеси и ее фракций (влажность кормов, насыпная (объемная) масса, фракционный состав, качество измельчения и смешивания). Как отмечалось ранее, за объект исследования был принят смеситель-раздатчик кормов (патент №2181937)[205].
При разработке нового кормоприготовительного оборудования перед исследователями возникает вопрос: производить ли исследования сразу на натуральном образце или на модели. В первом случае это связано с известной долей риска, так как часто конструкция создается интуитивно и от принципиальных и трудноустранимых ошибок, выявленных в процессе исследования, никто не застрахован. Кроме того, такой подход сопряжен с большими затратами труда и средств. Поэтому для сокращения затрат некоторые исследователи идут по второму пути, а именно: создают физические модели смесителей. Однако не всегда удается перенести полученные параметры на натуральный образец, поскольку при этом часто не представляется возможным учесть изменение соотношения между размерами частиц корма и геометрическими параметрами смесителя. В данной работе предпринята попытка на основе общей теории подобия с использованием математического моделирования установить критерии подобия для трехшнекового циркуляционного смесителя кормов периодического действия, которые позволили бы перенести результаты исследований физической модели на натуральный образец. Во многих работах неоднократно отмечалось, что процесс смешивания кормов носит сложный вероятностный характер, не подлежащий строго детерминированному описанию. Поэтому параметры, определяющие качественную сторону процесса, установлены нами в результате собственных исследований и согласно априорным данным. На основании теоретических разработок, представленых во втором разделе, были подготовлены чертежи и проведена реконструкция нижнего выгрузного шнека смесителя-раздатчика кормов в экспериментальных мастерских аграрного института Карачаево-Черкесской государственной технологической академии КЧР. Данный эксперимент проводили на животноводческой ферме СХА (колхоза) «Кубань» Прикубанского района Карачаево-Черкесской республики. В экспериментальных исследованиях были задействованы следующие технические средства и приборы, а также растительные корма и животные: шнековый смеситель-раздатчик кормов в агрегате с трактором Беларус-1221.2, фронтальный погрузчик ПЭ-0,8-Ф установленный на базе трактора Беларус-1221.2; растительные корма (сено солома, кормовая свекла и концентраты); животные (200 голов дойного стада крупного рогатого скота, порода красная степная); приборы (тензометрический вал отбора мощности (ВОМ) с ртутным токосъемником, тензометрический усилитель «ТОПАЗ-3», самописец Н-338-8П, блок питания «АГАТ» и др.).
Предложенная нами технология и конструкция технического средства смешивания и раздачи кормосмеси животным защищены патентом №2181937 «Лопасть-нож смесителя» (Приложение 14)[205] и положены в основу наших исследований. Данное изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к смесителям-раздатчикам кормов, используемым на животноводческих фермах.
Оптимизация основных параметров шнекового смесителя кормов
С целью проверки результатов проведенных исследований в производственных условиях, а также определения технико-экономических показателей работы разработанных технологий и машин осуществлялись их производственные испытания [156]. Данный эксперимент проводили на животноводческой ферме СХА (колхоза) «Кубань» Прикубанского района Карачаево-Черкесской республики. Опытный образец смесителя-раздатчика кормов по патенту №2181937[205] агрегатируется с трактором марки Беларус-1221.2, а привод рабочих органов (шнеки, выгрузной транспортер) осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) и гидросистемы трактора. Смеситель-раздатчик кормов работает в паре с фронтальным грейферным погрузчиком ПЭ-0,8-Ф на базе трактора Беларус-1221.2. Технологический процесс движения технических средств по кормовому двору для загрузки кормов, смешивания и раздачи кормосмеси осуществляли по схеме описанной ранее в разделе 4.1. Кинематические и некоторые конструктивные параметры были приняты оптимальными в соответствии с данными экспериментальных исследований. При испытаниях проверялись работоспособность и качественные показатели работы опытного образца.
Качественные показатели (производительность и однородность кормовой смеси) определялись по ранее изложенной методике. Одним из основных параметров, определяющих качественные показатели работы и работоспособность смесителя-раздатчика кормов, является однородность кормовой смеси.
В результате производственных испытаний опытного образца смесителя -раздатчика установлено, что смеситель-раздатчик кормов работоспособен и возможно его применение на животноводческих фермах с любым поголовьем.
Следовательно, конструктивные изменения лопастей-ножей, установленных на нижнем выгрузном шнеке в зоне выгрузного окна смесителя-раздатчика кормов, позволили снизить энергоемкость процесса смешивания, обеспечить лучшее качество перемешивания компонентов кормов, лучшую оборачиваемость пластов смеси в смесителе вследствие отвалообразной формы поверхности лопасти-ножа и перегиба в передней ее части.
Основные результаты исследований опубликованы в журналах «Механизация и электрификация сельского хозяйства» №11, №12 2008г. и №4 2009г.
По итогам научных конференций опубликованы статьи: Сборник научных трудов: Роль Южного Федерального округа в развитии животноводства по реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК», Черкесск 2006; Сборник научных трудов: Молочное и мясное скотоводство: состояние и перспективы развития в Южном федеральном округе, Ставрополь 2007; Сборник научных трудов: Инновационный путь развития АПК - магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства. Т.З. ДонГАУ, пос. Персиановский 2007; Сборник научных трудов: Кормопроизводство. Кормление сельскохозяйственных животных. Брянск 2008; Сборник трудов: Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности. Т. 12. Санкт-Петербург 2008; Сборник научных трудов: Инновационные пути развития животноводства, Ставрополь 2009.
Годовой экономический эффект от использования результатов НИР и ОКР, новой техники и изобретений все нормативные материалы предписывают определять по экономии приведенных затрат [17,55,57,96]. Тем самым вводится единый критерий оценки, приводящий к общему денежному исчислению материальных, энергетических и других затрат. Однако применение этой методики наталкивается в настоящее время на непреодолимые трудности, связанные с неустойчивостью и непредсказуемостью цен на все без исключения материалы, энергетические средства, зарплату и т.д. Речь идет о высокой степени неопределенности при сборе исходных данных для проведения сравнительной оценки по критерию приведенных затрат. Задача выбора решений в условиях неопределенности относятся к задаче многокритериальной оптимизации [45]. В качестве оптимизации целесообразно использовать «натуральные» показатели, такие как материалоемкость, энергоемкость, качество выполнения технологического процесса смешивания кормов и т.д., которые в этом случае не следует связывать с денежным эквивалентом. В подобных ситуациях для сопоставления вариантов используется принцип Паретто [131].
При сравнении возможны два результата: 1) один из вариантов по всем сравниваемым параметрам не хуже другого; 2) по некоторым параметрам один из вариантов превосходит либо соответствует другому, а по остальным - уступает [45]. Методология анализа эффективности проектируемой техники в обоих случаях приводится [45,131].
Расчет годовой экономической эффективности применения технических средств приготовления кормосмеси животным производим на основе ГОСТов, методик и единых норм [37,52,97,100,101]. При расчетах были использованы методические рекомендации, годовые отчеты и фактические рационы кормления крупного рогатого скота, применяемые в хозяйствах [110,111, 198].
Расчет годового экономического эффекта от использования предлагаемой разработки производим в соответствии с принятой методикой определения экономической эффективности новой техники. При этом источником получения экономического эффекта является совмещение технологических операций выполняемых несколькими машинами, в одной машине, снижение металлоемкости и энергоемкости в целом.
