Содержание к диссертации
Введение
1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1. Современная технология и средства механизации прессованных многокомпонентных кормовых смесей II
1.2. Структурные и конструктивно-технологические схемы поточных линий действующих кормобрикетных предприятий 21
1.2.1. Типы кормобрикетных предприятий 21
1.2.2. Отечественные кормобрикетные предприятия 22
1.2.3. Зарубежный опыт строительства и эксплуатации кормобрикетных предприятий 33
1.3. Агрозоотехнические требования 44
1.4. Методы комплексной оценки эффективности функционирования оборудования и поточных линий 47
І.Ь. Цель и задачи научного исследования. Алгоритм- прогноз исследования 50
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССА ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА БРИКЕТИРОВАННЫХ КОРМОВЫХ СМЕСЕЙ 55
2.1. Производство брикетов, как сложная иерархическая динамическая система 55
2.2. Основные принципы поточного производства 67
2.3. Анализ материальных и энергетических потоков ПТЛ... 72
2.4. Оценка надежности ПТЛ кормобрикетных предприятий... 78
2.5. Выбор и обоснование системы показателей комплексной оценки эффективности функционирования ПТЛ 86
1 2.6. Агрозоотехнические требования на комплекты техноло
гического оборудования ПТЛ 97
2.7. Обоснование номенклатуры производимой продукции и
объема производства 104
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДОЗАТОРОВ КОМБИКОРМОВ И ГРУБЫХ КОРМОВ В СИСТЕМЕ ПИТАНИЯ ПТЛ. 106
3.1. Выбор объекта исследования 106
3.2. Задачи, программа и методика экспериментального исследования 112
3.3. Результаты исследования рабочего процесса дозатора стебельных кормов 121
3.4. Результаты исследования рабочего процесса дозатора комбикормов 128
Выводы по разделу 3 135
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПТЛ К0РМ0Б-
РИКЕТНЫХ ПРВДПРИЯТИЙ 136
4.1. Выбор объектов экспериментальных исследований .
4.1.1. Кормобрикетное предприятие колхоза "Лигумай" Кап-сукского района Лит.ССР 136
4.1.2. Кормобрикетное предприятие совхоза "Ленкимай" Скуодасского района Лит.ССР 140
4.1.3. Кормобрикетное предприятие экспериментального хозяйства Лит.ШИВ Кайшядорского района Лит.ССР 143
4.2. Задачи, программа и методика исследования режимов работы ПТЛ 147
4.2.1. Хронометражные наблюдения 148
4.2.2. Определение эксплуатационно-технологических показателей ПТЛ 148
4.2.3. Определение качественных показателей процесса 150
4.2.4. Исследование энергетических показателей процесса 151
4.3. Результаты экспериментальных исследований режимов работы ПТЛ 163
4.3.1. Эксплуатационно-технологические показатели, ра боты ПТЛ 168
4.3.2, Показателя: надежности работы ПТЛ , X6S
4.3.3. Обоснование вместимости бункера-дозатора грубых кормов и бункера-дозатора комбикормов 172
4.3.4. Качественные показатели работы ПТЛ 175
4.3.5. Показатели энергоемкости,процесса производства брикетов и гранул 181
Выводы по разделу 4 192
5. ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ПОТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ В КОИЮЕРИКЕТНОМ ПРЕДПРИЯТИЙ 195
5.1. Алгоритм решения задачи
5.2. Экономико-математическая модель и критерий оптимизации состава ПТЛ 196
5.3. Результаты решения задачи оптимизации состава ПТЛ 198
5.4. Разработка технологической (операционной),структур ной и конструктивно-технологической схем 201
5.5; Компоновка оборудования ПТЛ 206
5.6. Технико-экономическое обоснование оптимального состава ПТЛ ., 208
5.6.1. Оценка качества.и.технического уровня оптимального состава ПТЛ 211
5.6.2. Технико-экономическое обоснование оптимального состава ПТЛ, 224
Выводы по разделу 5 230
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 231
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 235
ПРИЛОЖЕНИЯ 251
- Современная технология и средства механизации прессованных многокомпонентных кормовых смесей
- Производство брикетов, как сложная иерархическая динамическая система
- Выбор объекта исследования
- Выбор объектов экспериментальных исследований .
- Алгоритм решения задачи
Введение к работе
Продовольственной программой СССР на период до 1990 г., разработанной в соответствии с решениями ХХУІ съезда партии и одобренной майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, предусматривается обеспечить в возможно сжатые сроки устойчивое снабжение населения всеми видами продовольствия, существенно улучшить структуру питания советских людей за счет наиболее ценных продуктов, прежде всего мясных и молочных изделий, овощей и фруктов. В связи с этим намечено дальнейшее увеличение объемов среднегодового производства продукции животноводства в одиннадцатой и двенадцатой пятилетках за счет перехода к интенсивным методам ведения отрасли, значительно повышения продуктивности всех видов скота и птицы.
На ноябрьском (1982г.) Пленуме ЦК КПСС вновь было подчеркнуто, что центральное место в наших планах занимают меры, связанные с реализацией Продовольственной программы. "Надо, -говорил на Пленуме Генеральный секретарь ЦК КПСС тов. Ю.В. Андропов, чтобы все практические действия на этом важном участке экономики мы сверяли с Продовольственной программой".
Наряду с увеличением среднегодового производства зерна в одиннадцатой пятилетке до 238-243 млн.тонн и в двенадцатой пятилетке - 250-255 млн.тонн, намечено довести среднегодовое производство мяса соответственно до 17-17,5 млн.тонн и 20-20,5 млн.тонн, молока 97-99 млн.тонн и 104-106 млн.тонн, яиц -72 млрд.штук и 78-79 млрд.шт./1,2/.
Важнейшим условием выполнения задач, поставленных ХХУІ съездом партии, Продовольственной программой и ноябрьским Пленумом ЦК КПСС, является переоснащение сельскохозяйственного производства высокоэффективной техникой. Центральный коми- тет КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление "О мерах по дальнейшему повышению технического уровня и качества машин и оборудования для сельского хозяйства, улучшению использования,увеличению производства и поставок в 1983-1990 г.г. от 4 апреля 1983 г. № 271".
В постановлении указано Минживмашу улучшить технико-экономические показатели, повысить технический уровень и качество машин и оборудования, осуществить планомерный переход к производству и поставке систем и комплектов машин и технологических линий, обес- печивающих комплексную механизацию основных и вспомогательных работ, внедрение индустриальных технологий, обеспечить разработку и освоение производства новой и модернизированной техники в соответствии с Системой машин I98I-I990 г.г. Дальнейшее развитие получают комплекты машин, наиболее полно отвечающие требованиям интенсификации кормопроизводства.
Гранулированные и брикетированные корма наиболее полно соответствуют требованиям технологии промышленного производства кормов, так как позволяют полностью механизировать и автоматизировать процесс производства и раздачи кормов, способствуют увеличению их потребления и продуктивности животных снижают потери кормов и затраты труда на кормление, позволяют применять прогрессивные методы обработки кормов, такие как химическая обработка соломы щелочью, что дает повышение ее питательной ценности 1,2...2 раза. Поэтому в Системе машин предусмотрена разработка комплектов технологического оборудования для круглогодого производства брикетированных и гранулированных кормовых смесей на основе соломы,обрабатываемой раствором едкого натра производительностью 2,4 и 5 т/ч (Ж І0.2.0ІД Ю.2.02и Ж 10.2.24).
Выполнение операций технологического процесса прессования многокомпонентных кормовых смесей в настоящее время осуществляется в специализированных цехах, построение технологических линий
10. которых предусматривает прежде всего использование машин и дополняющего нестандартного оборудования. Однако комплекты таких машин складываются стихийно и не всегда увязываются по технологическим характернетикам составляющих ПТЛ. Применение же оборудования без соответствующего согласования по технологическим характеристикам не позволяет достичь требуемого качества протекания процессов при наименьших энерго-и материальных затратах.
В связи с этим первостепенное значение приобретает решение таких задач, как обоснование оптимальной структуры и количественного состава ПТЛ кормобрикетного предприятия, исследование рабочих процессов с целью оптимизации режимов работы ПТЛ, разработка конструктивно-технологической схемы кормоперерабатывающего предприятия, разработка и обоснование системы показателей для оценки эффективности функционирования ПТЛ и качества готового продукта.
С 1964 г. кафедра УШ Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института совместно с ГЭКИ по машинам для переработки травы и соломы (г.Вильнюс) под руководством заслуженного деятеля науки и техники РСФСР доктора технических наук, профессора С.В.Мельникова проводит комплексные исследования вопросов, связанных с разработкой, обоснованием и совершенствованием технологии и средств механизации промышленного производства многокомпонентных брикетированных кормов.
Выполненные нами исследования направлены на разработку теоретических основ поточного производства в кормопроизводстве, и средств механизации кормобрикетных предприятий с целью повышения эффективности использования кормовых ресурсов на животноводческих фермах и комплексах.
Исследования проводились в опытных хозяйствах Лит.ССР в соответствии с координационным планом НИР и ОКР ВПО Союзкормиаша 1978...1983г.г. проблема № 88/2108 "Разработка комплекта технологического оборудования для приготовления брикетированных и гранулированных кормовых смесей на основе соломы, обрабатываемой ЄЛКИМ НаТПҐШ. ПППИЯПППНтопі.иллті.т О т /.. Аглг п/п І.ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ І.І. Современная технология и средства механизации производства прессованных многокомпонентных кормовых смесей.
Структура кормового баланса страны предлагает на ближайшие годы сохранение преимущественно силосно-корнеплодного и силосно-сенажного типов кормления молочного скота с использованием в рационах кормовой СЙюмы и некоторым увеличением доли концентрированных кормов до 30-35% и питательности рациона. На откорме молодняка крупного рогатого скота сохраняется силосный, жомовый и концен-тратно-травяной в виде полнорационных гранул и брикетов тип кормления. Для овец - сено-силосно-концентратный тип кормления с содержанием концентратов до 25-35% питательности с преимущественным скармливанием сено-концентратной части рациона в виде гранул /52, ИЗ/.
Основными кормами в зимних рационах крупного рогатого скота являются сено, солома, кукурузный силос, злаково-бобовый сенаж, корнеплоды и концентрированные корма; кроме того используются свекловичный жом, меласса. Для сбалансирования рационов применяют минеральные подкормки, витаминные корма, препараты микроэлементов и др. В летний период используются зеленые корма и в дополнение к ним концентраты. При недостатке зеленых кормов в летний период частично используются грубые корма, силос, сенаж. На рис. І.І. приведены основные типы кормления жвачных животных и виды приготовления кормовых смесей.
Существенный ущерб животноводству наносит низкое качество заготовленных кормов. По данным агрохимических и ветеринарных лабораторий, сено плохого качества составляет 46%, силос - 55%, сенаж - 74%. Потери питательных веществ при хранении силоса дос-
Тип кормления
Си/юсно корнеллодньїі
Сисосный
Жомово] (
Гробяной Сенажныи
Оноконцемт-.ратный
Сипос
Силос
Концщтра-
Корнеплоды
Грубые
Концент ваты
Грубые
Корнеплоды
Концентра-
Силос
Грубые
Сенам
Силас концентра ты
Граба концентраты
Сенаж
Концентри ты jObie концентра
ПОЛНОраци-ОННЫе смеси
Корносмеси без силоса
Полнораци'
0ННЫ9 смеси
Кормосмеси без силоса
Полнорационные смеси
Современная технология и средства механизации прессованных многокомпонентных кормовых смесей
Структура кормового баланса страны предлагает на ближайшие годы сохранение преимущественно силосно-корнеплодного и силосно-сенажного типов кормления молочного скота с использованием в рационах кормовой СЙюмы и некоторым увеличением доли концентрированных кормов до 30-35% и питательности рациона. На откорме молодняка крупного рогатого скота сохраняется силосный, жомовый и концен-тратно-травяной в виде полнорационных гранул и брикетов тип кормления. Для овец - сено-силосно-концентратный тип кормления с содержанием концентратов до 25-35% питательности с преимущественным скармливанием сено-концентратной части рациона в виде гранул /52, ИЗ/.
Основными кормами в зимних рационах крупного рогатого скота являются сено, солома, кукурузный силос, злаково-бобовый сенаж, корнеплоды и концентрированные корма; кроме того используются свекловичный жом, меласса. Для сбалансирования рационов применяют минеральные подкормки, витаминные корма, препараты микроэлементов и др. В летний период используются зеленые корма и в дополнение к ним концентраты. При недостатке зеленых кормов в летний период частично используются грубые корма, силос, сенаж. На рис. І.І. приведены основные типы кормления жвачных животных и виды приготовления кормовых смесей.
Существенный ущерб животноводству наносит низкое качество заготовленных кормов. По данным агрохимических и ветеринарных лабораторий, сено плохого качества составляет 46%, силос - 55%, сенаж - 74%. Потери питательных веществ при хранении силоса дос Тип кормления
Традиционный рацион жвачных животных включает много видов кормов (сено, силос,сенаж,концентраты,корнеплоды) различающихся по питательности и физико-механическим свойствам. Раздельное скармливание этих кормов связано с большими трудностями в механизации их раздачи. С постановкой производства животноводческой продукции на промышленную основу, возросла потребность в такихх кормах, которые были близки по содержанию питательных веществ к полному рациону животных. Широкое распространение получает система кормления, основанная на использовании монокорма. Формы полнорационных монокормов многообразны. Они могут представлять собой смеси из грубых, сочных кормов и концентратов с добавками, приготовленные перед скармливанием, или это корма, приготовленные из целых растений в определенных стадиях развития, или гранулированные и брикетированные корма.
Производство брикетов, как сложная иерархическая динамическая система
С позиций системного подхода процесс производства брикетов можно представить в виде технической детерминированной системы, имеющей стабильную организацию и явно выраженную целевую функцию, позволяющую оптимизировать режимы работы оборудования и достигнуть наивысшей эффективности функционирования. На рис.2.1. представлена информационная схема процесса производства брикетированных кормов предложенная С.В.Мельниковым /63/.
Процесс производства брикетированных кормов представляет сложную четырехуровневую систему, состоящую из ряда подсистем, расположенных по вертикали на разных уровнях и которая сама входит в состав кормобрикетного предприятия как более сложной системы (суперсистемы). Каждая подсистема 1-го уровня ( технологические процессы и операции) включает элементы 2-го уровня, представленные машинами или сложными конструктивными узлаїли. Подсистемы 3-го уровня представляют собой модели, т.е. описания системы морфологическое, функциональное и информационное. Подсистемы 4-го уровня характеризуют условия производственного функционирования системы в целом и должны указывать пути к достижению наивысшей эффективности и качества функционирования системы.
Выбор объекта исследования
Существующие дозаторы непрерывно-поточного дозирования удовлетворительно работают на материалах свободной и средней текучести (угол естественного откоса не менее 40), но их нельзя рекомендовать для дозирования материалов с плохой текучестью, к которым относятся сенная, травяная, соломенная мука и резка и др.
Установлено /140/, что тарельчатые и ленточные дозаторы не работают на плохотекучих материалах, барабанные и шнековые дозаторы дают-? погрешность до 10... 15%. Кроме того эти дозаторы громоздки и металлоемки. Наличие у некоторых из них кулисного привода не позволяет плавно изменять дозу выдачи материала.
Процесс дозирования материала различными устройствами можно разделить на три фазы: питание или заполнение дозатора материалом, формирование материала в равномерный поток, выпуск материала.
Большинство плохотекучих материалов склонно к зависинию в бункерах и образованию сводов. При их дозировании фаза питания дозатора оказывает решающее влияние на устойчивость процесса. Поэтому для нормального заполнения дозатора в бункерах устанавливают различного рода побудители. Вторая фаза процесса влияет на точность дозирования как плохотекучих материалов, так и материалов свободной и средней текучести и зависит от конструкции дозирующего органа. Третья фаза не оказывает заметного влияния на точность дозирования.
В тарельчатых дозаторах поток корма формируется рабочими ор-гами-тарелкой и сбрасываетелем (ножом), они забирают материал из бункера и перемещают его к выпускному отверстию. Это процесс как
107. правило, очень короток и рабочие органы не успевают сформировать
устойчивый поток корма, что обусловлено в первую очередь нерациональной их конструкцией /53/.
В известных тарельчатых дозаторах тарелка вращается, а сбрасыватель закреплен неподвижно. Материал сходит с тарелки благодаря подпору корма, подаваемого его к сбрасывателю. Последний только ограничивает движение корма, но активного участия в формировании потока и выпуске не принимает. Из-за такого расположения сбрасывателя корм перед ним напрессовывается, что снижает точность дозирования, ухудшает работоспособность дозатора и повышает расход энергии на единицу корма.
Для дозирования стебельчатых кормов в кормоприготовительных; , линиях наиболее широкое праспростраление получили питатели, представляющие собой бункер, днищем которого является цепочно-планчатый транспортер. Дозирование массы в них осуществляется с помощью битеров-рыхлителей. В питателях устанавливается один, два и более битеров. Битера располагаются вертикально или лее со смещением как в сторону выдачи массы, так и в противоположную сторону.
Согласно агрозоотехническим требованиям /3,39/ питатели должны исключать лишние перевалочные работы и равномерно выдать с заданной производительностью кормовую массу. Питатели с транспортер-но-битерными рабочими органами (КТУ-10, ЦСМ-10, ПЗМ-1,5, ПДК-10, конструкции КАЗНИИМЭСХа) не обеспечивают агрозоотехнических требований, так как имеют отклонения от нормы выдачи 20...30%, вместо допустимых 10%.
Выбор объектов экспериментальных исследований .
В качестве объектов экспериментальных исследований были приняты нами разработаны и реализованы кормобрикетные предприятия колхоза "Лигумай" Капсукского района (рис.4.1.) совхоза "Ленкитлай" Скуодасского района (рис.4.2) и экспериментального хозяйства ЛитНИИВ(рис.4.3), а также кормобрикетный завод ф."Скиолд"(рис. I.I6) построен в экспериментальном хозяйстве ЛитНИИМЭСХа г.Раудон-дварис.
Алгоритм решения задачи
Оптимизацию состава ПТЛ кормобрикетного предприятия выполняем в соответствии с алгоритмом, представленным на рис
1. Формулировка математической модели
2. Обоснование и выбор критериев оптимизации структуры ПТЛ
3. Решение задачи оптимизации на ЭВМ
4. Разработка структурной, технологической (операционной) и конструктивно-технологической схем
5. Компоновка оптимального состава технологического оборудования предприятия
6. Технико-экономическое обоснование оптимального состава ПТЛ
6.1. Оценка качества и технического уровня
6.2. Технико-экономическое обоснование
