Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПО МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМОВ В СВИНОВОДСТВЕ
1.1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ КОРМЛЕНИЯ СВИНЕЙ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1.2 ЗООТЕХНИЧЕСКИЕ И САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОРМЛЕНИЮ СВИНЕЙ 16 16
1.3 АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ КОРМОРАЗДАЧИ НА ?2 СВИНОФЕРМАХ
1.4 АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОРМОВ И ДОЗИРОВАНИЯ ИХ КОМПОНЕНТОВ 34
1.5 АНАЛИЗ КОРМУШЕК, ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ОЧИСТКИ И ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ 46 КОРМОВЫХ ПОТЕРЬ
1.6 СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ 6д КОРМЛЕНИЯ В СВИНОВОДСТВЕ
1.7 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ 73
ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОВ И КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ 78
2.1 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОВ
2.2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И 85 ВЫДАЧИ КОРМОВ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОРМОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
ВЫВОДЫ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМОВ
3.1 ОЦЕНКА ПОТОЧНЫХ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОСМЕСЕЙ В СВИНАРНИКАХ У
3.2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
3.2.1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОЗАТОРОВ
3.2.1.1 Определение влияния конструктивно-технологических параметров на ^§6 производительность барабанного дозатора
3.2.1.2 Определение мощности, потребляемой на привод барабанного Ц5 дозатора или метателя
3.2.1.3 Численные исследования работы барабанного дозатора и метателя 118
3.2.1.4 Определение параметров потока материала выходящего из дозатора 126
3.2.2 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СМЕШИВАНИЯ ПОТОКОВ МАТЕРИАЛОВ 3.2.2.1. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ТУРБУЛЕНТНОМ ВОЗДУШНОМ ПОТОКЕ 132
3.2.2.1.1. Определение условий турбулентного смешивания потоков материалов 132
3.2.2.1.2. Определение мощности, затрачиваемой на привод воздуходувной машины
3.2.2.1.3. Определение условия дробления частиц жира в сопле
3.2.2.2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ И ПАРАМЕТРОВ СМЕШИВАНИЯ ПОТОКОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЛАМИНАРНОМ ИХ ДВИЖЕНИИ 148
3.2.2.2.1. Исследование вероятности столкновения частиц сухого и жидкого „ корма
3.2.2.2.2. Определение рационального значения концентрации частиц в зоне увлажнения
3.2.2.2.3. Определение зоны взаимодействия и смешивания потоков мест расположения опасных участков
3.2.2.2.4. Определение траектории движения частиц в зоне взаимодействия , <--потоков материалов
3.3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОТОРНОГО ОЧИСТИТЕЛЯ КОРМУШЕК
3.3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОЧИСТИТЕЛЯ КОРМУШЕК 15? •
3.3.2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТИТЕЛЯ КОРМУШЕК
3.3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ НА ПРИВОД РАБОЧЕГО ОРГАНА ОЧИСТИТЕЛЯ 157
ВЫВОДЫ 181
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОВ 184
4.1 ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 184
4.2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РАБОТЫ ДОЗАТОРОВ, МЕТАТЕЛЕЙ И РАСПЫЛИТЕЛЕЙ КОРМОВ 189
4.3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РАБОТЫ СМЕСИТЕЛЬНЫХ И 19о. РАЗДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
4.4 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КОРМУШКИ И ЕЕ ОЧИСТИТЕЛЕЙ 203
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОВ 209
5.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ СУХОГО КОРМА
5.1.1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОЗАТОРА-МЕТАТЕЛЯ С ВЫГРУЗНЫМ ОТВЕРСТИЕМ В ВИДЕ ЩЕЛИ 2W
5.1.1.1. Влияние количества лопастей на параметры работы дозатора 209
5.1.1.2. Влияние материала на параметры работы дозатора 210
5.1.1.3. Влияние размеров загрузного и выгрузного отверстий на параметры работы дозатора
5.1.1.4. Влияние частоты вращения и размеров выгрузного отверстия на параметры работы дозатора
5.1.1.5. Влияние угла отгиба лопастей барабана дозатора на параметры его работы 222
5.1.1.6. Влияние расположения выгрузного отверстия на работу дозатора 224
225 226
5.1.1.7. . Влияние частоты вращения и количества лопастей барабана на равномерность потока сухого корма
5.1.1.8. Влияние частоты вращения барабана дозатора на ширину потока выходящего материала
5.1.2. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БАРАБАННОГО ПИТАТЕЛЯ-ДОЗАТОРА С ВЫГРУЗНЫМ ОТВЕРСТИЕМ, ПЕРЕКРЫТЫМ РЕШЕТАМИ 227
5.1.2.1. Исследование влияния количества лопастей барабана на параметры работы дозатора
5.1.2.2. Влияние материала на работу дозатора 229
5.1.2.3. Влияние параметров решета на работу дозатора 231
5.1.2.4. Влияние угла отгиба лопастей барабана на работу дозатора 235
5.1.2.5. Параметры потока материала вне дозатора 23 8
5.1.2.6. Влияние частоты вращения барабана на ширину потока материала 239
5.1.3 ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПИТАТЕЛЯ КОРМОВ РАЗДАТЧИКА 244
5.1.3.1. Влияние частоты вращения решета и диаметра его отверстий, количества лопаток и положения заслонки дозатора на параметры работы питателя 244
5.1.3.2. Влияние частоты вращения метателя на ширину потока выходящего корма и его равномерность 248
ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ПОДАЧИ ЖИДКОГО КОРМА 250
5.2.1 ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАРАБАННОГО МЕТАТЕЛЯ ЖИДКОГО КОРМА 250
5.2.1.1. Обоснование направления вращения ротора метателя
5.2.1.2. Влияние диаметра и частоты вращения ротора метателя на потребляемую мощность
5.2.1.3. Влияние количества лопастей ротора метателя и частоты его вращения на потребляемую мощность " 252
5.2.1.4. Влияние влажности корма на выходящий поток и потребляемую мощность 254
5.2.2 ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАСПЫЛИТЕЛЯ ЖИДКОСТИ 256
5.2.3. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО РАСПЫЛИТЕЛЯ РАСТОПЛЕННОГО ЖИРА 260
5.2.3.1. Влияние диаметра трубы смесительной камеры и расположения сопла напорного воздуховода на величину разряжения воздушного потока 260
5.2.3.2 Влияние диаметра жироподводящей трубки, углов ее установки и среза на величину подачи жира и ширину его факела 263
268 268
. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЬНОГО И РАЗДАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ЖИРА В КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ КОРМА
5.3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УВЛАЖНИТЕЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ 270
5.3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА КОРМОРАЗДАТЧИКА 274
5.4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОНСТРУКТИВНО- КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТИТЕЛЯ КОРМОВОГО ЖЕЛОБА 277
5.4.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ОТСЕИВАЮЩЕГО ЭКСПЕРИМЕНТА 277
5.4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОЧИСТИТЕЛЯ С ШАРНИРНО ЗАКРЕПЛЕННЫМИ ЛОПАСТЯМИ НА КАЧЕСТВО ОЧИСТКИ КОРМОВОГО ЖЕЛОБА 2 82
5.4.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЩЕТОЧНОГО ЛОПАСТНОГО ОЧИСТИТЕЛЯ НА КАЧЕСТВО ОЧИСТКИ КОРМОВОГО ЖЕЛОБА 286
5.5. ЗООТЕХНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ПОРОСЯТ-
ОТЪЕМЫШЕЙ И ОБОСНОВАНИЕ ЕГО РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ 289
5.5.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗООТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК К СОВЕРШЕН СТВОВАНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ПОРОСЯТ- ОТЪЕМЫШЕЙ
5.5.2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ПОРОСЯТ-ОТЪЕМЫШЕЙ 291
ВЫВОДЫ 297
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ КОРМОВ В СВИНОВОДСТВЕ 300
6.1. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 300
6.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ КОРМЛЕНИЯ СВИНЕЙ 308
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 312
ЛИТЕРАТУРА 315
Приложение 332
Введение к работе
За последние 10 лет на мировом рынке продуктов потребление мяса выросло на 20%, а свинины увеличилось на 26%. При этом она составляет более 42% объема употребляемого мяса. До 1991 г. свиноводство России традиционно играло важнейшую роль и составляло 33..35% от общего производства и потребления мясопродуктов. Ухудшение экономической ситуации в стране привело к сокращению поголовья животных. Численность свиней сократилось за последние 10 лет с 38,3 до 15,9 млн. гол., а общее производство свинины уменьшилось в 2,8 раза. Так в 2000 г. в стране произведено только 64,8% потребного количества мяса. Генетический потенциал продуктивности используемых пород животных реализуется не более чем на 40..60% [1..4].
Обеспечение населения животноводческой продукцией требует повышения продуктивности животных и улучшения результатов от использования кормов. К 2010 г. планируется поднять численность и довести производство свинины до 3,3..3,5 млн.т в убойной массе. Для этого, в том числе, требуется поднять среднесуточный прирост живой массы свиней на откорме до 600..650 г/гол., уменьшить удельную энергоматериалоемкость на 35..40%), снизить удельный расход кормов с 10,9 до 4,5..5,5 корм. ед. Корма в себестоимости свинины составляют порядка 50..70% [1..9].
"Концепцией развития механизации и автоматизации процессов в животноводстве на период до 2015 г." поставлены задачи создания условий повышения использования генетического потенциала животных на основе реализации инженерно-технологических факторов, развития комплексной механизации производства свинины, повышения производительности труда в 2..3 раза, рационального использова-ния ресурсов (кормов, энергии, рабочего времени), устранения тяжелого ручного труда и улучшения социальных условий работников [2].
Неполноценное кормление животных, наличие в корме вредных и ядовитых веществ, механических примесей, микро- и макрофлоры, способной вызвать заболевание или причинить вред организму животного, существенно влияют на их здоровье [10.. 18].
Наиболее опасными при содержании животных являются инфекционные болезни [19..22]. Однако статистика показывает, что из общего числа болезней свиней 85..95% составляют болезни незаразного характера. Для предупреждения данных заболеваний необходимы, прежде всего, меры по созданию надлежащих условий кормления, содержания и ухода за поголовьем, то есть средства общей профилактики, которые во многом определяются соблюдением и строгим і выполнением ветеринарно-санитарных норм и мероприятий [15,16,19,24..27]. В связи с этим, наряду с традиционной дезинфекцией, заслуживают особого внимания мероприятия, направленные на снижение содержания условно-патогенной микрофлоры [23], в том числе по обеспечению высокого уровня гигиены питания и кормления, а также меры по очистке и дезинфекции оборудования, проводимые и в присутствии животных, с целью уменьшения количества микрофлоры [23..27].
Согласно требованиям Ветеринарного законодательства, "недопустимо скармливание заплесневелых кормов, зараженных патогенными грибками". "Кормушки ежедневно промывают водой, а дезинфицируют согласно графику дезинфекции помещений (станков)" [28]. С целью предупреждения заноса заразных заболеваний, а также в случае данных заболеваний используемое оборудование !и инвентарь, в том числе кормушки, "подлежат тщательной очистке после каждого кормления" [28,29]. Для выполнения указанных требований имеется необходимость как удаления остатков с поверхности кормовых емкостей, так и наличие механизированных устройств для проведения очистки кормушек. Согласно ГОСТ 12.2.042-91: "Стационарные устройства механической раздачи кормов внутри кормушек должны быть снабжены механизированными очистителями кормушек от остатков корма" [30].
В современном свиноводстве предпочтение отдается кормораздачи с загрузкой кормушек сверху. Однако при этом не решен вопрос очистки кормовых желобов [31] и большое количество корма (5..10%) затаптывается животными [32,33..35]. Среди существующих очистителей кормушек или кормушек с возможностью механизированной самоочистки, изготовленных и разработанных в настоящее время, широкого распространения не получил ни один способ очистки кормовых емкостей от остатков корма. Кормушки с входящими в их состав устройствами очистки внутренних их поверхностей [36..39] не отвечают требованиям простоты конструкции, ненадежны и недолговечны в работе, материалоемки [40..45].
Другим способом снижения содержания условно-патогенной микрофлоры является предохранение корма от загрязнения, прокисания, сбраживания и т. п. [21,24, 26,27]. По данным ветеринарной отчетности, основной экономический ущерб падает на долю незаразных болезней, причем около 40% от общего числа случаев приходится на болезни, возникающие из-за нарушения зоотребований при кормлении животных [11,17, 21,46]. Так, в процессе кормления свиней не выдерживается температура корма, большой разброс значений его влажности, велика погрешность его дозирования. Суточные колебания дозы по сухому веществу составляют 20..25%, что приводит к уменьшению привесов на 2..4% [47].
Полнорационные корма из-за своей питательности являются отличной средой для развития микрофлоры [26]. Поэтому, в отличие от сырьевых кормов, они в своем большинстве не обладают высокой стойкостью к хранению [27,26,48..50].
Лучшую технологичность имеют сухие корма [31,51]. Они мало портятся, не загрязняют оборудование и не способствуют его коррозии, достаточно легко и точно дозируются. Однако доказано, что влажные корма обеспечивают более высокие привесы (порядка 10..12%) и меньшие затраты корма по сравнению как с сухим, так и с жидким кормлением, не способствуют возникновению заболеваний дыхательных путей и кишечного тракта [12..14,52..60]. Большинство исследований говорят о целесообразности использования кормосмесей влажностью 50..75% [61..65]. Удельные эксплуатационные затраты раздачи смоченных комбикормов относительно сухого корма составляют: для стационарного оборудования - 78,7%, для универсального электромобильного - 59,6% [7]. Поэтому, несмотря на высокую технологичность сухого кормления, его перспективность следует признать только для товарных ферм. В племенных и репродукторных хозяйствах в первую очередь ч необходимо обеспечить здоровье животных и их будущего потомства, что требует влажного кормления.
Наиболее эффективной технологией производства свинины является технология, основанная на концентратном типе кормления, при котором рассыпной комбикорм скармливается животным в смоченном виде (водой, обратом или молочной сывороткой) непосредственно при выдаче животным. В последние годы наметилась общая тенденция к производству комбикормов на животноводческих объектах из имеющегося зернового сырья и приобретаемых полноценных белково-витаминных добавок. В перспективе, с учетом мирового опыта, производство комбикормов в хозяйствах составит 35..40% [2,6,7,8]. Это требует разработки технических средств приготовления кормовых смесей невысокой производительности, а также раздачи с увлажнением комбикормов, обеспечивающих как приготовление качественной смеси, так и снижение неэффективного расхода корма и затрат труда на очистку рабочих органов [2,3,6].
Таким образом, уменьшение потерь кормов при их транспортировке, раздаче и скармливании, применение технологических приемов, предупреждающих загрязнение оборудования кормом, а так же проведение регулярной очистки кормораздающего оборудования, в том числе кормушек [10.. 16,51,61..66], позволит повысить эффективность использования кормов и улучшить параметры санитарии и гигиены содержания свиней, что создает условия получения дополнительной продукции.
Тем самым, налицо наличие ряда противоречий .
- сухие корма наиболее технологичны, однако влажное кормление эффективнее [2,31,51,61..65]. Поэтому для сохранности технических средств и снижения затрат труда на поддержание гигиены следует использовать сухой корм, увлажняемый непосредственно перед скармливанием животным;
- дозирование сухих и жидких кормов производится с большей точностью, чем влажных мешанок [73..75]. Кроме того, смешивание отдозированных порций сухих и жидких ингредиентов позволяет сохранить (без порчи) невыданные компоненты до следующего кормления. Использование указанного способа при выдаче корма животным позволит снизить расход кормов [76,77]. Однако промышленностью выпускаются в основном кормораздатчики для смешивания компонентов внутри бункера [6,7].
в процессе доставки и скармливания кормов высоки их потери [33..35], а дополни тельная обработка кормов, снижающая потери, требует значительных энергетических и финансовых затрат. Поэтому во время приготовления кормов, кроме процессов повышения питательности корма, должны выполняться мероприятия, снижающие кормовые потери на более поздних технологических операциях;
- основная масса кормовых потерь наблюдается при скармливании корма, однако, основное внимание машиностроения уделяется совершенствованию машин для приготовления и раздачи кормов, а не для их скармливания. Так, по ОСТ 70.32.2-83 свиньями должно потребляться не менее 75% от розданного количества кормов [78] (т. е. потери до 25%), а возвратимые потери в процессе раздачи не должны превышать 1% [79]. Поэтому совершенствование оборудования для скармливания корма животным позволит наиболее существенно снизить расход корма. Обострившиеся экономические условия производства отечественной свинины требуют снижения ее себестоимости, что повышает значимость мероприятий и исследований, направленных на ресурсосбережение в свиноводстве, они являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.
Вытекающая из этого научно-техническая проблема заключается в создании методических основ разработки и адаптации технологических и технических решений поточных машинных технологий приготовления и выдачи кормосмесей в сви новодстве, способствующих улучшению качества выдаваемых кормов, комплексному и поэтапному снижению потерь кормов, затрат труда и энергии.
Решению данной проблемы и посвящается настоящая диссертационная работа. Работа выполнена в соответствии с Планом НИОКР ГНУ ВНИИМЖ (проблема 9 Программы РАСХН на 2001-2005 гг. «Создание техники и энергетики нового поколения и формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса») по развитию научного направления «Механика и процессы агроинженерных систем» (этапы 02.02 и 02.04), а также с Постановлением правительства Пензенской области от 28 мая 2002 г. №205-пП «О неотложных мерах по восстановлению и развитию свиноводства в Пензенской области», хоздоговорами 9/2000 и 6/2001 МСХ Пензенской области, и планами научных исследований Пензенской ГСХА и Саратовского ГАУ.
Объект исследований. Технологические процессы и структурно-технологические схемы приготовления, раздачи и скармливания корма свиньям.
Предмет исследований. Закономерности, условия и режимы осуществления технологического процесса рабочими органами технических средств и оборудования для приготовления, раздачи и скармливания корма свиньям.
Методика исследований. Системный и структурный анализ и синтез, численные исследования, математическая статистика, сравнительный эксперимент. Теоретические исследования выполнялись с использованием положений, законов и методов классической механики, гидродинамики, математики и математического моделирования. Предложенные рабочие органы средств механизации приготовления, раздачи и скармливания корма исследовались в лабораторных и производственных условиях в соответствии с действующими ГОСТ, ОСТ и разработанными частными методиками. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ программами Statistica, MathCAD, Excel. Достоверность результатов работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований; проведением сравнительных и производственных исследований. Научная новизна: совокупность технологических приемов по приготовлению, выдаче и скармливанию кормов, образующих поточную машинную технологию приготовления и выдачи кормо-смесей свиньям, выполняемую при помощи устройства для внесения расплавленного жира в концентрированные корма, увлажнителя концентрированных кормов, кормораздатчика-смесителя, обеспечивающих перемешивание смеси за счет энергии распылен ; ных потоков отдозированньгх сухих и жидких компонентов, а также кормушки с регулируемой высотой переднего борта, препятствующей кормовым выбросам и позволяющей свободный проход очистителя, собирающего кормовые остатки для повторного использования и поддерживающего чистоту кормового желоба;
теоретическое и экспериментальное обоснование рациональных режимов работы и оптимальных конструктивно-технологические параметров рабочих органов средств механизации, обеспечивающих улучшение качественных показателей приготовления и выдачи кормов, комплексное и поэтапное снижение кормовых потерь, затрат труда и энергии. Практическая ценность:
- предложенная методология оценки поточных машинных технологических линий приготовления и выдачи кормов свиньям, реализованная в виде компьютерной программы, дает возможность аналитически сравнивать альтернативные варианты линий;
- разработанные инженерные методы расчета производительности и потребной мощности технических средств поточных машинных технологических линий приготовления и выдачи кормов, используемых рабочих органов, а также оценки их работоспособности, позволяют теоретически определять рациональные параметры процессов смешивания сухих и жидких кормов, очистки кормового желоба;
- обоснованы рациональные конструктивно-технологические параметры рабочих органов технических средств и оборудования для кормления свиней (устройства для внесения расплавленного жира в концентрированные корма, увлажнителя концкормов, кормораздатчика-смесителя, кормушки и ее очистителя) и выявлена взаимосвязь их значений с производительностью, энергоемкостью и качеством выполнения технологических процессов;
- созданы рабочие органы технических средств и оборудования поточной машинной технологической линии кормления свиней (включая приготовление /дозирование и смешивание/, нормированную раздачу и скармливание кормов), обеспечивающие снижение расхода кормов на 8...9%, затрат труда на очистку кормушек на 42,5%, энергоемкости внесения жира в сухие корма - на 11%, увлажнения концкормов - на 77%, раздачи смеси - на 15%.
Результаты исследований прошли производственную проверку и рекомендованы актами хозяйственных комиссий к использованию, являются основой для совершенствования существующих и создания новых машин и оборудования для приготовления, раздачи и скармливания кормов сельскохозяйственным животным.
Реализация результатов исследований: Модернизированные станки с кормушками для поросят-отъемышей, изготовленные образцы очистителя кормовых желобов, устройства для внесения жира в концентрированные корма, увлажнителя концентрированных кормов, кормораздатчика-смесителя испытаны и внедрены в совхозах "Панкра-товский", "Победа", колхозе "Россия", СПК "Назимкино", ООО "Симбуховское" Пензенской области. Результаты исследований применены ОАО «Завод Пензтекстильмаш» при совершенствовании конструкции выпускаемого мельничного оборудования, использованы при разработке действующих норм технологического проектирования сельскохозяйственных предприятий по производству комбикормов (НТП-АПК 1.10.16.002-03) и норм технологического проектирования кормоцехов для животноводческих ферм и комплексов (НТП-АПК 1.10.16.001-02), при проектировании животноводческих объектов ФГНУ НПЦ «Гипронисельхоз», ЗАО «Росхлебтехпроект-Самара», а также приняты для распространения и внедрения в Центрально-черноземном районе региональным центром мониторинга, научного сопровождения и технического сервиса ОАО «Агроэффект» при ГНУ ВИИТиН, в Поволжье и Нечерноземной зоне - Пензенским и Саратовским ЦНТИ. Часть названных машин представлена в каталоге [Машины и оборудование для АПК, выпускаемые в ассоциациях экономического взаимодействия субъектов Российской Федерации / Каталог Т. IV (Большая Волга). - М.: Информагротех, 2001. - С. 134-135].
Компьютерные программы инженерного расчета (на основе математических зависимостей) машин и оборудования для кормления свиней, оценки технологических линий и их листинг используются в учебном процессе восьми сельскохозяйственных вузов РФ, в том числе в форме учебных пособий под грифами МСХ РФ и УМО по агроинженерным специальностям. Лабораторные установки и приборы используются в учебном процессе — і ФГОУ ВПО «ПГСХА» на кафедре «Механизация животноводства».
Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на научно-технических конференциях Саратовского ГАУ и Пензенской ГСХА (1993...2004 гг.), Международной научно-практической конференции (1995 г.) в Воронежском ГАУ, I и II Российско-Украинских симпозиумов «Новые информационные технологии...» (Пенза, 2001, 2002 г.), 11 научно-практической конференции вузов Поволжья и Юго-Нечерноземной зоны РФ (Рязань, 2000 г.), Поволжских межвузовских конференций (Самара, 2001...2004 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии...» (Саранск, 2002 г.), II Российской научно-практической конферен і ции «Физико-технические проблемы создания новых технологий...» (Ставрополь, 2003 г.), на Международных научно-практических конференциях, проводимых в 2002...2004 гг. ВНИИМЖ, ВИМ, ВИЭСХ, ВИИТиН.
