Дослідження процесу дозованої роздачі кормів в годівниці кліткових батарей для утримання птиці та обґрунтування параметрів мобільного кормороздавача

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

“ІНСТИТУТ МЕХАНІЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА”

(Н Н Ц “ІМЕСГ”)

УДК 636.084.74:636.5

Артюх Олександр Миколайович

Дослідження процесу дозованої роздачі кормів в годівниці кліткових батарей для утримання птиці та обґрунтування параметрів мобільного кормороздавача

05.05.11 - Машини і засоби механізації

сільськогосподарського виробництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

смт Глеваха - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному науковому центрі "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" (ННЦ "ІМЕСГ") та Інституті механізації тваринництва УААН

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, академік УААН, професор Лінник

Микола Кіндратович, заступник академіка-секретаря відділення механізації і електрифікації Української академії аграрних наук

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, член-кореспондент УААН, Красніченко

Олександр Леонідович, науково-виробниче об'єднання з селекційної техніки УААН “Селта”, директор

кандидат технічних наук, Кузміч Ярослав Анатолійович, Національний науковий центр "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства", провідний науковий співробітник лабораторії приготування кормів до згодовування

Провідна установа:Український Державний центр по випробуванню та прогнозуванню техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва Міністерства аграрної політики України, смт Дослідницьке, Васильківського району Київської області

Захист відбудеться " 14 " лютого 2002 року о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 27.358.01 в ННЦ "ІМЕСГ" за адресою: 08631, смт Глеваха Васильківського району Київської області, ННЦ "ІМЕСГ".

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці ННЦ "ІМЕСГ".

Автореферат розісланий " 12 " січня 2002 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук Гуков Я.С.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми досліджень визначається назрілою необхідністю реформування галузі птахівництва в напрямку зниження собівартості продукції птахівництва за рахунок зменшення витрат концентрованих кормів шляхом включення в кормові раціони зелених або соковитих кормів і застосування обмеженої годівлі птиці з одночасною дозованою видачею корму та високою рівномірністю його розподілу в годівницях. Але існуючі в Україні роздавачі кормів при клітковому утриманні птиці не забезпечують зоотехнічні норми годівлі, особливо сумішами сухих комбікормів із зеленими або соковитими кормовими компонентами. Крім того, існуючі роздавачі мають низьку надійність, високі матеріало і енергоємність. Тому розробка роздавача концкормів, сухих та вологих кормосумішей є актуальною проблемою в питанні реформування галузі птахівництва. Ступінь дослідженності теми дисертації дає змогу забезпечити необхідну якість дозування і роздачі сухих і вологих кормосумішей в умовах клітково-батарейного утримання птиці за рахунок обґрунтованих і розроблених оптимальної технологічно - конструктивної схеми, типу і параметрів робочих органів, а також режимів роботи теоретично і експериментально дослідженого, виготовленого та випробуваного у виробничих умовах роздавача кормів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами і відповідність паспорту спеціальності Дисертація виконана в ННЦ "ІМЕСГ" та ІМТ УААН в період 1999-2001 р. у відповідності до тематичного плану науково-дослідних робіт по темі "Розробити технологічні процеси і комплекти устаткування для виробництва продукції на птахофабриках" (№ ДР 0197U001018), яка виконувалась згідно підпрограми "Технології та комплекси машин для виробництва і первинної переробки продукції тваринництва" науково - технічної програми "Механізація сільськогосподар-ського виробництва та технічний сервіс" і "Програми виробництва технологіч-них комплексів, машин та обладнання для агропромислового комплексу на 1998-2005 роки", схваленої постановою КМ України від 30.03.1998 р. № 403.

Мета роботи полягає у зниженні витрат концкормів в структурі собівартості виробництва продукції птахівництва, обґрунтуванні та розробці оптимальної технологічно-конструктивної схеми і параметрів робочих органів, а також режимів роботи роздавача, який забезпечує необхідну якість дозування та роздачі сухих і вологих кормосумішей в умовах клітково-батарейного утримання птиці.

Основні задачі дослідження:

1 На основі аналізу стану питання обґрунтувати раціональні способи годівлі та конструктивно-технологічну схему роздавача сухих і вологих кормосумішей для умов клітково-батарейного утримання птиці.

2 Розробити технологічні закономірності на основі яких встановити вплив взаємозв'язків між конструктивно - технологічними і режимними параметрами робочих органів роздавача в цілому та фізико-механічними властивостями кормів на показники якості, технологічні, експлуатаційні і економічні показники процесів дозування та роздачі сухих і вологих кормосумішей в умовах обмеженої годівлі та клітково-батарейного утримання птиці.

3 Провести експериментальні дослідження і з урахуванням теоретичних розробок обґрунтувати оптимальні конструктивно-технологічні і режимні параметри робочих органів роздавача, параметри технологічних процесів дозування та роздачі кормів в умовах обмеженої годівлі і клітково-батарейного утримання птиці.

4 Виконати виробничу перевірку, дати техніко-економічну оцінку та пропозиції по використанню результатів досліджень.

Об'єкт дослідження - механізований технологічний процес дозування і роздачі сухих комбікормів та їх сумішей із зеленими або соковитими кормами при застосуванні способів обмеженої годівлі в умовах клітково-батарейного утримання птиці.

Предмет досліджень - фізична модель лабораторної установки для дослідження процесів дозування і роздачі кормів, мобільний роздавач сухих і вологих кормосумішей та його робочі органи, супутні матеріали - кормові компоненти та приготовлені із них суміші.

Методи досліджень. При вирішенні поставлених задач досліджень було використано комплексний метод, який включає теоретичні та експериментальні дослідження. Теоретичні дослідження грунтуються на застосуванні законів теоретичної механіки, математичного моделювання та теорії інженерного експерименту. При проведенні експериментальних досліджень використано методи планування екстремальних експериментів, прикладного програмування, математичного моделювання, електричні методи вимірювання неелектричних величин, методи математичної статистики із застосуванням ПЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому що вперше одержано математичні залежності по визначенню взаємозв'язку необхідної площі випускного отвору бункера від параметрів технологічного процесу видачі кормів; удосконалені математичні залежності для визначення витрат енергії на дозування та роздачу корму в умовах клітково-батарейного утримання птиці та параметричних рівнянь, що описують функціональні зв'язки показників якості роботи роздавача зі значимими змінними факторами. Технічна новизна розробки захищена двома патентами України на винаходи № 38 917 і № 39 713.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані теоретичні і експериментальні результати досліджень знайшли практичне застосування при розробці конструкції дослідного зразка мобільного роздавача сухих та вологих кормосумішей в умовах клітково-батарейного утримання та обмеженої годівлі птиці. Практична реалізація результатів теоретичних і експериментальних досліджень в конструкції дослідного зразка дала можливість вирішити питання роздачі не тільки сухих, а й вологих кормосумішей і одержати нерівномірність дозування і роздачі корму, яка становить відповідно 3,24-5,87% і 5,36-8,81 %, що повністю відповідає зоотехнічним вимогам при обмеженій годівлі і клітково-батарейному утриманні птиці. За економічними розрахунками використання запропонованого роздавача при обмеженій годівлі і клітково-батарейному утриманні птиці з поголів'ям 4000 голів дає змогу підвищити продуктивність праці при роздачі корму в 2,65 раза та одержати річний економічний ефект 5 948,53 грн. (в цінах станом на 26.06.2000 р.) при терміні окупності 0,8 року.

Дослідний зразок мобільного роздавача пройшов виробничу перевірку в умовах утримання птиці в кліткових батареях КБУ-3 птахофабрики ВАТ “Відрадненське” Запорізької області.

Результати досліджень та комплект робочої документації передані СКБ заводу “Ніжинсільмаш” (м. Ніжин Чернігівської обл.) для використання при створенні нового і удосконаленні серійного технічного устаткування з роздавачами для дозованої годівлі поголів'я птиці. За результатами досліджень розроблені і затверджені вихідні вимоги на кормороздавач для дозованої видачі кормосумішей у годівниці кліткових батарей - реєстраційний № ВТ.46.16.22.20.99 від 23 грудня 1999 р.

Особистий внесок здобувача. Основні положення та результати дисертаційної роботи отримані самостійно а саме: проведено аналіз існуючих типів режимів та раціонів годівлі птиці, конструкцій кормороздавачів кліткових батарей, проведених раніше теоретичних і експериментальних досліджень і на цій основі обґрунтовано конструктивно-технологічну схему кормороздавача при клітково-батарейному утриманні і обмеженій годівлі птиці; віднайдено математичні залежності по визначенню взаємозв'язку необхідної площі випускного отвору бункера від параметрів технологічного процесу; удосконалено математичну залежність для визначення витрат енергії на дозування та роздачу корму в умовах клітково-батарейного утримання птиці та параметричних рівнянь, що описують функціональні зв'язки показників якості роботи роздавача зі значимими змінними факторами; розроблено математичні моделі процесу видачі корму; одержані фізико-механічні властивості кормів для птиці; спроектовано конструкцію макетного зразка кормороздавача для умов клітково-батарейного утримання птиці; в результаті проведених експериментальних досліджень одержані математичні моделі для визначення конструктивно-технологічних і режимних параметрів розробленого роздавача і, з використанням прикладної програми Stat.exe та ЕОМ проведено їх (параметрів) оптимізацію методами двомірних перетинів поверхонь відгуків; розроблено програму і методику та проведено виробничу перевірку запропонованого мобільного роздавача кормів при клітково-батарейному утриманні птиці та зроблено аналіз її (перевірки) результатів; проведено техніко-економічну оцінку використання мобільного кормороздавача; розроблено методику інженерного розрахунку параметрів мобільного кормороздавача; розроблено вихідні вимоги на мобільний кормороздавач для кліткових батарей; одержано два патенти України на винаходи (один самостійно, один в співавторстві - доля участі 50 %).

Апробація результатів дисертації. Про основні положення і результати дисертаційної роботи були зроблені доповіді, які одержали схвалення, на науково-технічній конференції у Таврійській державній агротехнічній академії (Мелітополь, 2000 р.); V Міжнародній науково-технічній конференції “Нові технології і технічні засоби для механізації та електрифікації сільськогосподарського виробництва” ІМТ УААН (Запоріжжя, 1999 р.); на щорічних міжнародних науково-технічних конференціях в Національному науковому центрі ННЦ "ІМЕСГ" (смт Глеваха Васильківський район Київської області (1999-2000 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 7 робіт, 3 з яких (одноосібні) - в фахових виданнях, затверджених "Переліком ..." ВАК України.

Структура та обсяг роботи. Дисертація, основний зміст якої викладено на 145 сторінках машинописного тексту, складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел зі 150 найменувань (із них 12 іноземною мовою) та додатків. Загальний обсяг роботи становить 192 сторінки, і містить 53 рисунка, 20 таблиць та 35 сторінок додатків.

механізований сухий комбікорм дозування

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми, що досліджувалась, визначається наукова новизна та практичне значення одержаних результатів, подана коротка характеристика роботи.

У першому розділі "Стан питання. Мета і задачі досліджень" наведено аналіз існуючих типів, режимів та раціонів годівлі птиці, конструкцій кормороздавачів кліткових батарей та обґрунтування вибору конструктивно-технологічної схеми кормороздавача для видачі кормів в годівниці кліткових батарей при обмеженій годівлі птиці із застосуванням вологих кормосумішей.

У найбільш відомих роботах В.І. Арнаутова, Д.Ф. Брицина, А.К. Свириденко, Г.М. Кукти, С.В. Мельникова, Р.М. Славіна, Ю.В. Курова, П.С. Кукареки, А.Т. Полянського, Л.Л. Швейцарова, А.М. Григор'єва, Н.М. Бикова, А.Б. Лур'є та ін. вчених розглядаються результати теоретичних і експериментальних досліджень щодо визначення фізико-механічних характеристик кормів, визначення конструктивно-технологічних параметрів кормороздавального устаткування, продуктивності роздавачів, енергоємності процесів роздачі кормів.

Аналіз проведених раніше досліджень показав, що питання дозованої роздачі сумішей сухих комбікормів з подрібненою зеленою масою або соковитими кормами процес вивчено ще не достатньо. Тому використати повністю результати попередніх досліджень для оцінки та оптимізації параметрів та режимів роботи по відношенню до запропонованої конструктивно-технологічної схеми кормороздавача є неможливим. Використання результатів проведених раніше досліджень утруднюється і тим, що вони проводились з різними видами кормів, в основному для тварин, внаслідок чого одержані різними авторами дані досить суперечливі. Крім цього, аналіз показав, що в літературі майже відсутні дослідження з визначення комплексного зв'язку між конструктивно - технологічними і режимними параметрами обладнання і технологічними параметрами процесів дозованої видачі кормів та їх фізико-механічними властивостями.

За результатами аналізу стану питання визначені мета та основні задачі наукового дослідження.

В другому розділі "Теоретичні дослідження процесу дозованої роздачі кормів" розглянуто процес руху корму в бункері кормороздавача, процес роздачі кормосуміші, та його енергоємність і метод визначення робочої місткості бункера кормороздавача.

Конструктивно-технологічною схемою кормороздавача передбачено гвинтові робочі органи та випускні отвори в бункерах, площі яких (отворів) регулюються заслінками, встановленими на дні кожного із бункерів. Причому гвинтові робочі органи мають зустрічне навивання і призначені для створення безперервного потоку корму над випускними отворами бункерів.

При прийнятій конструктивно-технологічній схемі бункера роздавача (рис. 1) гвинтовий робочий орган знаходиться на дні бункера під шаром сипкого корму. Робота гвинтового робочого органа, який знаходиться безпосередньо в сипкому середовищі, значно відрізняється від роботи такого ж робочого органа, але розміщеного у жорсткому кожусі, бо "кожух" із сипкого середовища створює активний статичний, а іноді й динамічний тиск на потік сипкого корму, який рухається відносно "кожуха" подібно гайці по гвинту. В бункері можна виділити два положення витка робочого органа при надходженні прошарку корму в міжвитковий простір - не сприятливого та сприятливого забору корму, які за один оберт міняються місцями (рис.2). Сприятливі умови проникненню корму в міжвитковий простір створюються при найнижчому положенні витка робочого органа (0°) і тривають до того моменту поки виток не займе вертикальне положення (180°). За рахунок збігу швидкостей потоку корму і витка робочого органа, відбувається затягування та заповненням його витків кормом. Під дією робочого органа, що обертається, частинки корму підіймаються від дна бункера на визначену висоту, величина якої пов'язана з частотою обертання робочого органа. Частинки корму, що досягають випускного отвору, під дією сил ваги змінюють напрямок руху і витікають з отвору, створюючи загальний потік із визначеною кінцевою швидкістю.

Рис. 1 Схема розробленого навісного бункерного роздавача: а - загальний вигляд; б - схема бункера кормороздавача;

1-бункер; 2-рама; 3-тросовий привод; 4- колеса; 5-редуктор; 6-робочий орган;7-привідна зірочка; 8-ланцюгова передача; 9-передатна зірочка; 10-кронштейн; 11- зірочка редуктора; 12- пересипний рукав; 13-випускний отвір; 14- заслінки; 15- керуючий механізм; 16-шток; 17 - спускний жолоб.

Рис. 2 Схема сил що діють на частинку корму

Вибором певних конструктивних параметрів робочих органів (крок навивання, частота обертання) можна впливати на протікання робочого процесу дозованої видачі корму. Проте необґрунтований вибір вказаних параметрів може привести до погіршення заповнення витків робочого органа або до підвищення енергоємності процесу.

Для встановлення конструктивно-технологічних і режимних параметрів роздавача, за допомогою рівнянь рівноваги визначимо закон руху сипкого тіла при деякій схематизації процесу як руху матеріальної частки (елемента сипкого тіла) під впливом гвинтової поверхні робочого органа. Для цього розглянемо рівновагу елемента об'єму корму, що знаходиться під впливом гвинтового робочого органа (площини АС і А1С1), розгорнувши гвинтову поверхню робочого органа на площину (рис. 3). Схематично розгорнута гвинтова поверхня впишеться у кроковий трикутник АСЕ, що за один оберт робочого органа переміщається на довжину кола рD. АС - розгортка гвинтової лінії по найбільшому діаметру; А1С1- розгортка гвинтової лінії, по якій прикладені рівнодіючі реактивних сил робочого органу на кормовий матеріал. Через лінії АС і А1С1 проведемо вертикальні площини, що переміщаються відносно нерухомого сипкого середовища в напрямку обертання робочого органа.

Рис. 3 Схема сил, прикладених до частинки сипкого тіла, що рухається по гвинтовій лінії

До елемента об'єму корму прикладені такі сили: Rг - реакція робочого органа, прикладена в центрі тиску; Fг - сила тертя корму об поверхню робочого органа (Fг=Rг·fвн - де fвн - коефіцієнт зовнішнього тертя); Fk - сила тертя між кормом, що переміщається і навколишнім нерухомим середовищем - "кожухом", утвореним робочим органом всередині насипаного в бункер корму (Fк=Т·fвт - де Т - сила тиску нерухомого сипкого середовища -"кожуха" на корм; fвт - коефіцієнт внутрішнього тертя корму).

Через Dо позначимо діаметр гвинтової лінії, на якій прикладені, рівнодіючі реактивних сил робочого органу на кормовий матеріал - лінія центрів тиску корму на робочий орган; б - кут підйому гвинтової лінії по зовнішній крайці робочого органа; бо - кут підйому гвинтової лінії центрів тиску корму на гвинтову поверхню; е - кут підйому гвинтової лінії траєкторії руху корму в робочому органі.

Запишемо рівняння суми моментів усіх сил щодо робочого органа та суму проекцій усіх сил на ту ж вісь при сталому русі за умови рівноваги:

,(1)

.(2)

Розроблена математична модель видачі корму з бункера роздавача на одному ярусі кліткової батареї яка пов'язує конструктивно-технологічні параметри випускного отвору бункера роздавача з параметрами технологічного процесу та фізико-механічними властивостями кормів і має вигляд:

,(3)

де mpi-норма разової видачі корму птиці ї-ої групи; Mi -поголів'я птиці ї-ої групи, яке обслуговує роздавач за один технологічний цикл; Vp-швидкість руху кормороздавача вподовж батареї; Lгод- довжина годівниці кліткової батареї на одному ярусі; м - коефіцієнт витікання; Кот-коефіцієнт, що враховує форму отвору; Кпр-коефіцієнт перекриття випускного отвору бункера; Fот-площа отвору витікання; лз-коефіцієнт запасу, лз = 0,2-0,65; g - прискорення вільного падіння; h - висота стовпа сипкого матеріалу.

Необхідна площа випускного отвору бункера за умови максимально необхідної продуктивності кормороздавача:

.(4)

Рівняння для визначення частоти обертання робочого органа має вигляд:

.(5)

Витрати енергії Nр.о на видачу корму складаються із: витрат на тертя сипкого корму, що транспортується, об його нерухомі верхні шари Nн.к; витрат на тертя сипкого корму об фронтальну площину витка робочого органа Nт.г; витрат на тертя та циркуляцію сипкого корму всередині робочого органа Nв.т; витрат на тертя сипкого корму об тильну поверхню робочого органа Nт.к; витрат енергії на виштовхування не вивантаженого корму у верхню частину бункера Nв.в.

Тоді у загальному вигляді формула для визначення витрат енергії приводу робочого органа запишеться так:

.(6)

Після визначення складових та математичних перетворень одержуємо в кінцевому вигляді:

,(7)

де - продуктивність робочого органа; Lг - довжина однобічного навивання робочого органа; л безрозмірний коефіцієнт; dс - внутрішній діаметр спірально-гвинтового робочого органа; Lв - довжина дільниці виштовхування корму; Нк- висота шару корму над робочим органом;

.(8)

Коефіцієнти fвн, fвт та с визначаються експериментально або беруться за довідковими даними.

Конструктивне виконання бункерів кормороздавачів залежить від типу і конструкції кліткової батареї, габаритних розмірів будівлі пташника, прийнятої схеми технологічного процесу роздачі корму. У багатоярусних вертикальних кліткових батареях для навісних мобільних кормороздавачів найбільш прийнятна конструкція відкритого зверху бункера, що має форму піраміди. При цьому стінка бункера, розташована безпосередньо біля клітки, виконана вертикальною, а протилежна - нахилена під кутом . Величина кута нахилу стінки бункера визначається з умови забезпечення безупинного рівномірного опускання сипкого матеріалу.

Одержана математична модель для визначення розмірів бункера роздавача має вигляд:

,(9)

де КЗ.Б. -допустимий коефіцієнт заповнення бункера роздавача кормом; LБ-довжина бункера; НБ-висота бункера; DЖ-діаметр жолоба бункера; -діаметр дроту спіралі; S - крок навивання спіралі.

Виходячи із (9), знаходимо довжину бункера роздавача:

.(10)

У третьому розділі "Експериментальні дослідження процесу дозованої роздачі кормів" викладено програму досліджень, результати досліджень фізико-механічних властивостей кормів та лабораторних досліджень макетного зразка мобільного кормороздавача, які включають порівняльні дослідження конструкцій випускних отворів, визначення впливу конструкцій випускних отворів на процес роздачі корму та оптимізацію параметрів мобільного кормороздавача.

Дослідження проводилися на розсипному та гранульованому комбікормі з діаметром гранул 3 мм (ГОСТ 18221-82), зерновій суміші (пшениця -35%, кукурудза -40%, просо -15%, горох -10%), комбінованому силосі (морква червона 30%, картопля -40%, отава багаторічних трав-20%, трав'яне борошно -10%) та кормосумішах із сухого розсипного комбікорму із добавленням подрібненої люцерни від 5 до 30%.

За результатами порівняльних досліджень методом кореляційно-статистичного аналізу одержаних експериментальних даних отримані рівняння регресії для розрахунку коефіцієнтів витікання м випускних отворів:

- квадратної форми:

,(11)

- круглої форми:

.(12)

В цілому характери протікання процесів витікання кормів ідентичні для отворів квадратної і круглої форми. Розбіжність між теоретичними та експериментальними даними (рис. 4) (рис. 5), знаходиться в межах помилки досліду, погрішність обчислень при цьому в середньому становить ± 10 %.

Рис. 4 Залежність продуктивності Qкорм. (кг/с) від ступеня відкриття випускного отвору Fот (%), при частоті обертання спірального робочого органа n=70 об/хв: а) дозування розсипного комбікорму (W=12,6 %) 1-теоретична; 2-експериментальна; б) дозування кормосуміші № 6 (30 % люцерни +70 % комбікорму) W=32,57 % 3-теоретична; 4-експериментальна.Рис. 5 Залежність витрат енергії N р.о (Вт) від ступеня відкриття випускного отвору Fот (%), при частоті обертання спірального робочого органа n=70 об/хв: а) дозування розсипного комбікорму (W=12,6 %); 1-експериментальна; 2-теоретична; б) дозування кормосуміші № 6 (30 % люцерни +70 % комбікорму) W=32,57 % 3-експериментальна; 4-теоретична.

Оптимізація параметрів роздавача проводилася методом аналізу математичних моделей:

а) нерівномірності видачі корму роздавачем

,(13)

б) продуктивності роздавача

,(14)

в) енергоємності процесу видачі корму роздавачем

,(15)

В результаті аналізу математичних моделей, проведеного методом двомірних перетинів, одержані двомірні перетини поверхонь відгуків, що характеризують вплив таких факторів як крок навивання спіралей, частота їх обертання і швидкість переміщення роздавача на показники продуктивності, нерівномірності видачі корму і енергоємності процесу роздачі (рис.6,7,8).

Рис. 6 Двомірні перетини для вивчення впливу факторів S і n при Vp=0 на показники продуктивності і нерівномірності видачі корму кормороздавачем

Рис. 7 Двомірні перетини для вивчення впливу факторів S і Vp при n=0 на показники нерівномірності видачі корму та продуктивності кормороздавача

Рис. 8 Двомірні перетини для вивчення впливу факторів n і Vp при S=0 на показники продуктивності та енергоємність процесу видачі корму та приводу у рух кормороздавача

На підставі вирішення компромісних задач визначені оптимальні конструктивно-режимні параметри мобільного кормороздавача кліткових батарей: швидкість руху кормороздавача 0,06 м/с; крок навивання робочих органів кормороздавача 45-60 мм; частота обертання робочих органів 70 об/хв. При визначених конструктивно-режимних параметрах критерії оптимізації прийняли значення: нерівномірність видачі корму роздавачем 5,54 %; продуктивність роздавача 266,25 г/с; енергоємність процесу видачі корму роздавачем 86,68 Вт.

У четвертому розділі "Впровадження результатів досліджень у виробництво та їх економічна ефективність" приведено програму та методику виробничих випробувань мобільного кормороздавача для кліткових батарей, аналіз результатів випробувань, техніко-економічну оцінку, варіанти використання, методику розрахунку та основні положення вихідних вимог на мобільний кормороздавач для кліткових батарей.

Виробнича перевірка роздавача дозованої годівлі птиці проведена на триярусній клітковій батареї КБУ-3 свідчить про якісне виконання технологічного процесу на всіх режимах роботи. Проведена економічна оцінка свідчить, що в порівнянні із зразками вітчизняних машин на кліткових батареях із поголів'ям від 1000 до 4000 голів птиці розроблений роздавач дає змогу:

- отримати економічний ефект від 3971,11 до 5948,53 грн.;

- скоротити витрати ручної праці до 264 люд.-год. на рік;

Термін окупності роздавача становить від 0,8 до 3,88 років.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

1.Найбільш ефективним методом годівлі птиці при клітковому утриманні є щодобове обмеження норми видачі корму (по масі) від споживаного досхочу. Цей метод сприяє підвищенню живої маси птиці на 2,3-6,2 %, зниженню витрат корму на 1 кг приросту на 0,8-6,9 %, поліпшенню м'ясних якостей птиці. Корм птиці ефективніше згодовувати у вигляді кормосумішей, приготовлених на основі сухого розсипного комбікорму з додаванням подрібненої зеленої маси у межах 20-30 % до маси сухої частини раціону. Це дозволяє збалансувати комбікорми по загальній поживності мікроелементами і вітамінами, а за рахунок цього підвищити продуктивність птиці на 10-25 %.

2.Конструкції кормороздавачів кліткових батарей, які на даний час випускаються в Україні, не задовольняють вимогам дозованої годівлі птиці кормосумішами, приготовленими на основі комбікорму і зелених кормів, оскільки розраховані на сухий тип годівлі птиці, вони складні в регулюванні дози корму та не передбачають її безступінчастої зміни. Нерівномірність дозування у різних моделей роздавачів становить ±10,6-36,8 %, а втрати корму становлять 6-15 %.

3.На основі проведених теоретичних досліджень одержані формули для визначення з достатньою точністю конструктивно-технологічних параметрів і режимів роботи мобільного кормороздавача нормованої годівлі птиці: продуктивності горизонтального робочого органа із зустрічним навиванням, що працює в глибині сипкого середовища на дні бункера; площі випускного отвору бункера кормороздавача; частоти обертання робочого органа; витрат енергії на привод робочих органів кормороздавача.

4.Коефіцієнти зовнішнього та внутрішнього тертя по сталі збільшуються відповідно в 1,4 (від 0,52 до 0,73) і в 1,2 раза (від 0,81 до 0,99) в залежності від масової долі люцерни в кормосуміші та маси вантажу. Найменші коефіцієнти зовнішнього fвн та внутрішнього fвт тертя при 5%- му вмісті люцерни в кормосуміші і масі вантажу 2 кг, а найбільші при 30%-му і масі вантажу 12 кг при визначенні коефіцієнтів зовнішнього тертя та 6 кг - внутрішнього.

5.При збільшенні швидкості ковзання в 4 рази (від 0,05 до 0,20 м/с) коефіцієнти зовнішнього тертя по сталі збільшуються в 1,17-1,66 раза (від 0,48 до 0,56 для кормосуміші №1 і від 0,73 до 1,21 для подрібненої люцерни), а ці ж коефіцієнти тертя по пластмасі - в 1,18-1,58 раза (від 0,67 до 0,79 для кормосуміші №5 і від 0,26 до 0,41 для зернової суміші). Різниця в цих коефіцієнтах тертя по сталі і пластмасі незначна і становить менше 0,01-0,05%, тому з погляду на тертя ці матеріали слід вважати рівнозначними, а за корозієстійкістю перевагу слід віддати пластмасі. Для визначення коефіцієнтів зовнішнього тертя fвн кормів для птиці по сталі і пластмасі, в залежності від швидкості ковзання V (м/с), щільності с (кг/м3) та вологості W (%) корму, одержані рівняння регресії.

6.Одержані рівняння регресії для розрахунку коефіцієнтів витікання випускних отворів квадратної та круглої форми дають змогу визначити необхідні площі. Значення коефіцієнта форми випускного отвору Кот становлять: для круглих отворів Кот=1; для квадратних отворів Кот=0,96-0,99 (менші значення характерні для грубозернистих, а більші - для дрібнозернистих сипких кормів).

7.Порівняльні дослідження спірально-гвинтових та шнекових робочих органів кормороздавача показують, що енерговитрати у спіралей в 2,6 раза менші ніж у шнеків, оскільки у шнека значна частина енергії витрачається на ущільнення корму в бункері та третя корму об поверхні навивок.

8.В результаті аналізу одержаних математичних моделей встановлені оптимальні параметри та режими роботи мобільного роздавача нормованої годівлі птиці, що забезпечують необхідну якість дозованої видачі, як сухих розсипних комбікормів, так і кормосумішей з додаванням подрібненої зеленої маси: крок навивання спірально-гвинтового робочого органа 45-60 мм; частота обертання робочих органів 70 об/хв; швидкість руху роздавача вподовж батареї Vр=0,06 м/с. При цьому витрати енергії для одного робочого органа знаходяться в межах 30-87 Вт. Збільшення частоти обертання спірально-гвинтових робочих органів понад 70 об/хв недоцільно, через збільшення нерівномірності видачі корму понад 6,5 %.

9.Розроблений роздавач дає змогу повністю механізувати процес дозованої видачі кормів вологістю до 30 %, тобто відповідає сучасним вимогам розвитку птахівництва на промисловій основі. Використання роздавача на кліткових батареях із поголів'ям від 1 000 до 4 000 голів птиці, в порівнянні з кращими зразками вітчизняних машин, дозволяє за рахунок більш рівномірної видачі корму отримати річний економічний ефект від 3 971,11 до 5 948,53 грн. (курс $ - 5,37 грн., за станом на 26.06.2000); термін окупності роздавача становить від 0,8 до 3,88 років. Якість роботи та ступінь відповідності конструкції розробленого роздавача, комплексу запропонованих вимог та позитивні результати виробничої перевірки роздавача свідчать про доцільність його використання.

10.За результатами теоретичних і експериментальних досліджень, технічній документації для виготовлення та експлуатації роздавача нормованої годівлі птиці розроблені й затверджені вихідні вимоги на кормороздавач для дозованої видачі кормосумішей у годівниці кліткових батарей для серійного виробництва - реєстраційний № ВТ.46.16.22.20.99 від 23 грудня 1999 р. Вимоги передані в СКБ заводу "Ніжинсільмаш" м. Ніжин, Чернігівської обл. для серійного виробництва.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ РОБОТИ

1.Артюх О.М. Деякі фізико-механічні властивості кормів для птиці// Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь: ТДТА, 2000. - Вип.1., т.12.- С. 108-114.

2.Артюх О.М. Визначення ступеня впливу конструктивних параметрів випускних отворів на процес витікання сипких кормових матеріалів з бункерів роздавачів кліткових батарей// Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь: ТДТА, 2000. - Вип.1., т.15.- С. 175-180.

3.Артюх О.М. Мобільний кормороздавач для дозованої годівлі птиці в кліткових батареях// Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь: ТДТА, 2001. - Вип.1., т.18.- С. 104-109.

4.Розробити механізовану технологію приготування кормосумішей для птиці з використанням зелених соковитих кормів: Звіт про НДР (заключний)/ Інститут механізації тваринництва УААН.-№ держреєстрації 0197U001018; держ. облік. номер 0201U005331; Інв. № 201961200. - Запоріжжя, 2000.- 21 с.

5.Розробити механізовану технологію дозованої видачі в годівниці кліткових батарей для птиці кормосумішей з використанням зелених соковитих кормів: Звіт про НДР (заключний) / Інститут механізації тваринництва УААН.- № держреєстрації 0197U001018; держ. облік. номер 0201U005332; Інв. № 301961200. - Запоріжжя, 2000.- 33 с.

6.Пат. 38 917 Україна, МПК 7А01К52/02. Кормороздавач/ Артюх О.М., Лінник М.К. (Україна); ІМТ УААН.- № 2000116634; Заявл. 23.11.2000; Опубл. 15.05.2001. Промислова власність № 4.

7.Пат. 39 713 Україна, МПК 7G01F11/00, А01К5/00. Дозатор кормів/ Артюх О.М. (Україна); ІМТ УААН.- № 2001010019; Заявл.. 03.01.2001; Опубл. 15.06.2001. Промислова власність № 5.

Анотація

Артюх О.М. Дослідження процесу дозованої роздачі кормів в годівниці кліткових батарей для утримання птиці та обґрунтування параметрів мобільного кормороздавача. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Національний науковий центр "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" Української академії аграрних наук, смт Глеваха, 2001.

Дисертація присвячена питанням механізації дозованої роздачі сухих кормів і вологих кормосумішей в умовах клітково-батарейного утримання і обмеженої годівлі птиці. У роботі розглянуто існуючі засоби механізації дозування і роздачі кормів в умовах клітково-батарейного утримання птиці, проведено аналіз робіт в цьому напрямку, виявлено недоліки та обґрунтовано конструкцію мобільного кормороздавача, який забезпечив би дозовану роздачу як сухих кормів так і вологих кормосумішей в умовах клітково-батарейного утримання і обмеженої годівлі птиці. Теоретичні та експериментальні дослідження підтвердили правильність вибору конструкції кормороздавача і дали змогу визначити його оптимальні конструктивно-технологічні та режимні параметри. Розроблена методика інженерного розрахунку кормороздавача. Дослідний зразок кормороздавача пройшов виробничу перевірку.

Результати досліджень знайшли впровадження у виробництво.

Ключові слова: комбікорм, кормосуміші, кліткові батареї, кормороздавач, гвинтова спіраль, шнек, випускний отвір, обмежена годівля.

Аннотация

Артюх А.Н. Исследование процесса дозированной раздачи кормов в кормушки клеточных батарей и обоснование параметров мобильного кормораздатчика. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук 05.05.11 - Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. - Национальный научный центр "Институт механизации и электрификации сельского хозяйства" Украинской академии аграрных наук, пгт Глеваха, 2001.

Диссертация посвящена вопросам механизации дозированной раздачи сухих кормов и влажных кормосмесей в условиях клеточно-батарейного содержания и ограниченного кормления птицы. В работе рассмотрены существующие средства механизации дозирования и раздачи кормов в условиях клеточно-батарейного содержания птицы, проведен анализ работ в этом направлении, выявлены недостатки и обосновано конструкцию мобильного кормораздатчика, который обеспечил бы дозированную раздачу как сухих кормов, так и влажных кормосмесей в условиях клеточно-батарейного содержания и ограниченного кормления птицы. Теоретические и экспериментальные исследования подтвердили правильность выбора конструкции кормораздатчика и дали возможность определить его оптимальные конструктивно-технологические и режимные параметры. Разработана методика инженерного расчета кормороздавача. Опытный образец кормораздатчика прошел производственную проверку.

Результаты исследований внедрены в производство.

Ключевые слова: комбикорм, кормосмеси, клеточные батареи, кормораздатчик, винтовая спираль, шнек, выпускное отверстие, ограниченное кормление.

The summary

Artjuh A.N. Research on the process of weighed-out distribution of fodder into troughs of batteries and substantiation of mobile feeder parameters. - Manuscript.

The thesis on competition of scientific degree Cand.Tech.Sc. 05.05.11 - Machines and means of mechanization of agricultural production.- The National center of science " Institute of mechanization and electrification of agriculture" Ukrainian academy of agrarian sciences, Glevakha, 2001.

The thesis covers the problem of mechanization of weighed-out distribution of dry fodders and damp feed mixes in the batteries with the poultry fed within a limit. In the work are studied available means of mechanization of weighed-out and distribution of folders in batteries.

The research was analyzed, drawbacks were lighted, the design of mobile feeder that would distribute both dry fodders and damp feed mixes in batteries with the poultry fed within a limit was substantiated. Theoretical and experimental researches have proved the choiu of the feeder design and determined its optimum technological and operational parameters. The technique of engineering calculation of the feeder is developed. The pre-production model of the feeder has been checked in operation.

The results of researches are reduced to practice.

Key words: mixed fodder, feed mixes, batteries, feeder, spiral, screw, discharge hole, feeding within a limit.

Размещено на Allbest.ru

...