Введение к работе
Актуальность темы, Животноводство было и остается важнейшей отраслью в сельском хозяйстве России, поставляя для населения ценнейшие продукта питания, а для промышленности - необходимое сырье. Увеличение производства животноводческой продукции невозможно без создания прочной кормовой базы.
Особая роль при этом отводится приготовлению кормов. Использование кормоприготовительной техники в малых хозяйствах, как и крупных, позволяет достичь сбалансирования рациона по основным питательным веществам, уменьшает затраты труда, повышает поедае-мость и усвояемость кормов. Кроме того, кормопрнготовителыше линии в случае возникновения дефицита в каких-либо компонентах рациона дают возможность привлечь дополнительные кормовые ресурсы. При этом особое значение приобретает переработка и повышение питательной ценности грубых кормов.
В связи с созданием многоукладной сельскохозяйственной экономики и переходом на новые формы организации труда число малых ферм постоянно растет .но уровень их механизации крайне низок. Из всех технологических процессов на этих фермах наименее механизированы процессы кормоприготовления. из-за чего возрастает доля ручного труда, сокращается прирост продукции, высок кормовой .травматизм, отсюда производство низкоэффективно.
В настоящее время для малых хозяйств серийно выпускаются кормоцеха К-Р-7-1 и К-Р-7-2. в которых используется измельчитель - смеситель ИСК - 3. Данный измельчитель-смеситель применяется также и в высокопроизводительных кормоцехах для КРС - КОРК-15 и в качестве отдельной машины в технологических операциях, требую-
- і -
щих лишь измельчения, смешивания и сдабривания кормов. Поэтому применение данной машины не ограничивается крупными животноводческими фермами и комплексами, а возможно и е малых объединенных крестьянских хозяйствах, специализирующихся на животноводстве. Но применяемые в кормоприготовлении измельчители имеют важный недостаток. При попадании твердых инородных примесей в корма, а затем и в рабочую камеру измельчителя, режущие органы последних интенсивно изнашиваются, зазубриваются и выходят из строя. .Это приводит к увеличению усилий на резание, а следовательно, и к увеличению энергоемкости процесса измельчения. Сокращается производительность машины, увеличиваются затраты на приобретение запасных частей и ремонт. Нередко попадание тяже-' лых, массивных и крупных примесей приводит к выходу из строя измельчителей или к длительной остановке всей кормоприготовитель-ной линии. Нарушаются графики кормления, сокращаются привесы животных. ' Заостренные мелкие твердые инородные примеси, попадая вместе с кормами в органы пищеварения животных, вызывают у них травматические заболевания и даже их гибель. Хозяйства несут от этого ощутимые экономические потери. Исследования продолжительности простоя оборудования и характера неполадок, задерживающих кормление животных, проведенные специалистами Кемеровского НИ-ИСХ. показали, что 33...42% отказов составляют технологические причины, а простои в течение 30 - 40 минут сопровождаются недобором продукции на 6 - 10. причем полное восстановление продуктивности молочного стада происходит на 5 - 6-е сутки. При простое' в течение 1.5-2 часов ущерб достигает 13 - 2655 суточного выхода продукции, а для полного восстановления требуется 8 - 10 суток. Анализируя привесы крупного рогатого скота, ыоено 'еде-
лать вывод о том. что в результате остановки поточных линий приготовления и раздачи кормов на 2 - 4 часа и перерыва в режиме кормления продуктивность снижается от 4% до 37.
Таким образом, грубые стебельные корма необходимо очищать от инородных твердых примесей непосредственно перед процессом измельчения, что существенно повышает эффективность кормоприго-товительных операций.
Исследование процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных примесей посвящены работы многих авторов, которыми создан ряд кормоочистительных устройств. Данные устройства осуществляют очистку различными способами, однако обладают невысокой степенью очистки и. как правило, требуют значительных энергозатрат, громоздки, сложны в изготовлении, недостаточно безопасны для обслуживающего персонала.
Цель исследований - повышение технологической надежности кормоприготовительных машин и снижение травматизма животных за счет использования ресурсосберегающего сепарирующего устройства.
Объект исследования - технологический процесс очистки грубых стебельных кормов от инородных твердых примесей пневмомагнитным сепарирующем устройством.
Методика исследований. Теоретические исследования выполнялись с использованием законов теоретической механики и физики, а также методов математического моделирования на ЭВМ.
Экспериментальные исследования проводились с использованием методов планирования многофакторного эксперимента. При этом были выбраны наиболее значимые факторы, влияющие на принятый критерий оптимизации процесса - степень очистки грубых стебельных кормов. В результате получена математическая модель рабочего процесса
сепарирующего устройства в виде уравнения регрессии второго порядка и оптимизированы наиболее значимые конструктивно-технологические параметры установки.
Научная новизна. Дано математическое описание рабочего процесса очистки грубых стебельных кормов от инородных примесей с расчетом траектории их абсолютного движения на ЭВМ. Получены аналитические выражения для расчета конструктивно-технологических параметров и энергетических показателей кормоочкстительного устройства.
С помощью методов математического моделирования составлены программы .и рассчитаны на ЭВМ конструктивно-технологические параметры подпружиненного клапана для вывода инородных примесей' из сепарирующей камеры.
В-результате многофакторных экспериментов получена математическая модель, адекватно описывающая, рабочий процесс очистки пн-вмомагнитным способом грубых стебельных кормов сепарирующим устройством.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследования. В результате теоретических исследований составлена программа для расчета конструктивно-технологических .параметров сепарирующего устройства, осуществляющего очистку грубых стебельных кормов с помощью воздушного потока: Техническое решение ;; патенту Российской Федерации М2013039. изобретение, на которое получено положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче патента по заявке )*94040246 и результаты экспериментальных исследований положены в ' основу при создании опытного образца кормоочистителыгаго устройства, осуществляющего очистку грубых стебельных кормов пневмомапштным способом. Разработаны рабочие чертежи установки
и методика расчета ее основных конструктивно-технологических параметров. Предлагаемое кориоочистительное устройство испытано в ОКХ "Анастасьинское" Калининского района Саратовской области и внедрено в двух различных хозяйствах.
Апробация. Результаты исследований доложены и одобрены на научно технических конференциях Саратовского государственного агроинженерного университета в 1990-1994 гг и на расширенном заседании кафедрії механизации производства и переработки продукции животноводства СГЛУ в 1997 году.
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано три научные работы с общин объемом 0.8 печатных листа, ' в том числе описание патента к изобретению.
Структура и объем работы. Диссертация включает -7 разделов, общие выводы, список использованной литературы и приложения.
Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц. 48 рисунков а 9 приложений.' Список использованной литературы вклвчает 120 наименовании, из них 5 на иностранном языке.
