Повышение качества смешивания кормов с обоснованием конструктивно-режимных параметров барабанного смесителя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Петрова, Светлана Станиславовна

• Петрова, Светлана Станиславовна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Петрова, Светлана Станиславовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Полнорационные смеси - основа рациональной технологии кормления животных.

1.2. Классификация и анализ смесителей кормов.

1.3. Анализ процесса смешивания кормовых материалов.

1.4. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ КОРМОВ БАРАБАННЫМ СМЕСИТЕЛЕМ.

2.1. Основные обозначения.

2.2. Определение начальных значений средних квадратических отклонений.

2.3. Закон больших чисел и механизм смешивания компонентов смеси.

2.4. Эмпирическая модель эволюции среднего квадратического отклонения концентрации смеси.

2.5. Определение функциональных параметров модели по результатам экспериментов.

2.6. Проверка значимости эмпирической модели процесса смешивания.

2.7. Общая организация экспериментальных исследований.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Методика лабораторных исследований.

3.3. Исследование влияния физико-механических свойств кормосмеси и конструктивно-технологических параметров барабанного смесителя на качество смешивания.

3.4. Методика многофакторного планирования.

3.5. Методика экспериментальных исследований в производственных условиях.

3.6. Обработка опытных данных.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты исследований влияния физико-механических свойств ^ кормосмеси и конструктивно-технологических параметров барабанного смесителя на качество смешивания.

4.2. Влияние параметров смесителя на качество смешивания.

4.3. Результаты производственных исследований.

4.4. Выводы по разделу.

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО БАРАБАННОГО СМЕСИТЕЛЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества смешивания кормов с обоснованием конструктивно-режимных параметров барабанного смесителя»

Крупнейшим резервом повышения продуктивности в животноводстве является применение высокоценных, полнорационных комбинированных кормов. В предыдущие годы в Советском Союзе предпочтение отдавалось централизованным поставкам комбинированных кормов для животноводческих комплексов.

В современных условиях дороговизны комбикормов, приготавливаемых и реализуемых крупными специализированными заводами, становится актуальным производство их в самих хозяйствах. Технология получения и производительность оборудования определяются видом и числом животных, а также наличием собственной сырьевой базы.

В связи с тем, что стоимость кормов составляет 50% (для КРС) и 70% (для свиней) себестоимости животноводческой продукции, остро стоит проблема удешевления кормовой базы.

Поэтому для приготовления сбалансированных по питательной ценности рассыпных кормосмесей, уменьшающих перерасход кормов и их потери (за счет ликвидации непоедаемых остатков), большое внимание уделяется смесителям, которые должны обеспечить качественное смешивание компонентов корма в соответствии с предъявляемыми требованиями.

Применяемые конструкции смесителей сыпучих кормов не в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству приготавливаемых смесей, в связи с многообразием факторов, влияющих на смешивание сыпучих компонентов. Оборудование работает с большими затратами, продолжительное время, с использованием ручного труда при загрузке и выгрузке кормов, что вызывает повышение себестоимости произведенного продукта.

В настоящее время при создании нового поколения смесителей большое внимание уделяется вращающимся смесителям. Преимуществом смесителей данного типа является: сокращение времени при выгрузке корма, полностью автоматизированный цикл очистки камеры, отсутствие застойных зон и трущихся деталей. Имеется возможность комбинировать некоторые типовые процессы, такие как применение пара для тепловой обработки, смешивание любых кормовых материалов, независимо от их формы, смешивание в малых дозах. Самое главное преимущество - простота конструкции смесительного бункера [6, 25, 29, 49, 99].

В связи с этим, разработка и создание барабанного смесителя периодического действия является перспективным направлением.

Настоящая работа выполнена на основе тематического плана, утвержденного Ученым Советом ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» по научно-исследовательской работе: «Разработка проекта создания кормовой базы и сбалансированного кормления» и посвящена повышению качества смешивания кормосмесей барабанным смесителем периодического действия.

На основании выполненных исследований на защиту выносятся следующие научные положения: математическое описание процесса смешивания с теоретическим обоснованием конструктивных и режимных параметров барабанного смесителя периодического действия; эмпирические зависимости качества смешивания от конструктивно-режимных параметров барабанного смесителя и физико-механических свойств кормосмеси; конструкция рабочего органа барабанного смесителя.

Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» в 1999.2003 годах.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Петрова, Светлана Станиславовна

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы.

1. На основании анализа процесса смешивания и конструкций смесителей для приготовления сбалансированных кормосмесей установлено, что перспективным направлением совершенствования смесителей является создание вращающихся смесителей периодического действия. Разработан барабанный смеситель (положительное решение на заявку №2002108301), позволяющий повысить качество смешивания кормовых смесей.

2. Теоретические исследования процесса смешивания барабанным смесителем позволили получить формулы для определения качества смешивания барабанным смесителем в зависимости от его конструктивно-режимных параметров и показателей физико-механических свойств кормосмеси.

3. Экспериментальные исследования барабанного смесителя позволили установить: основные факторы, влияющие на качество кормосмеси, это частота вращения, время смешивания, коэффициент заполнения; оптимальные конструктивно-режимные параметры барабанного смесителя: частота вращения «=18 мин"1; время смешивания /=4 мин и

114 Вб коэффициент заполнения <р= 0,3, — = 0,6, при которых наблюдается б наилучшее качество смешивание (коэффициент вариации ^=3,46%).

4. Производственные испытания барабанного смесителя показали, что смеситель обеспечивает качество смешивание в соответствии с установленными зоотехническими требованиями, коэффициент вариации составляет 5,6%, что в 1,8 раз выше по сравнению с базовым вариантом (С-6). Применение барабанного смесителя периодического действия за счет повышения качества кормосмеси позволило снизить расход корма до 20%. Суточный привес составил 624 г на одно животное, по сравнению с контрольной группой 520 г. Экономический эффект за откормочный период составил 9750 тыс. руб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Петрова, Светлана Станиславовна, 2004 год

1. A.c. 1140745 (СССР) Устройство для приготовления кормов / А .Я. Зотов, Н.Е. Салмин и И.Н. Буканов. Опубл. в Б.И., 1985. - №7.

2. A.c. 1261617 (СССР) Смеситель запарник / В.И. Салихов и В.П. Белов. -Опубл. вБ.И., 1986. -№37.

3. A.c. 526345 (СССР) Запарник кормов / В.В. Потапов и др. Опубл. в Б.И., 1976.-№32.

4. A.c. 656611 (СССР) Кормозапарник / Д.Р. Чуриков и др. Опубл. в Б.И., 1979.-№14.

5. A.c. 721072 (СССР) Смеситель запарник / B.C. Ким. Опубл. в Б.И., 1980. -№10.

6. Аблаутов В.М. Исследование процесса смешивания кормов в барабанных смесителях на комплексах к.р.с.: Дис. канд. техн. наук. Саратов, 1977.

7. Адлер Ю.П., Маркова Е.П., Грановский Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.

8. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. М.: Агропромиздат, 1985. - 335 с.

9. Андреев П.А. Рациональное использование техники в животноводстве. М.: Росагропромиздат, 1991.

10. Ю.Арнольд В.И. Математические методы классической механики. М.: Наука, 1989.-472 с.11 .Беляевский Ю.И., Скорик В.К. Эффективность кормления коров полнорационными смесями. // Молочное и мясное скотоводство. № 3. 1982.

11. Большев Л.Н. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983. - 416 с.

12. Боярский Л.Г. Исследования по технологии приготовления и использования полнорационных кормосмесей. // Животноводство. № 2. - 1972.

13. Боярский Л.Г. Производство и использование кормов. М.: Росагропромиздат, 1988. -223 с.

14. Василенко П.М. Некоторые вопросы теории вибрационных процессов. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. № 3. - 1962.

15. Василенко П.М. Теория движения частиц по шероховатой поверхности сельскохозяйственных машин. Киев: УАССХ, 1960.

16. П.Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - 199 с.

17. Горский В.Г., Бродский В.З. Регрессионный анализ при композиционном планировании второго порядка специального вида. М.: Изд-во АН СССР, 1970. - № 8 (45).-С. 1-35.

18. ГОСТ 13586.3-83. Зерно. Правила приемки и методы отбора проб. // Зерновые, зернобобовые и масличные культуры: Часть 2. — М.: Издательство стандартов, 1990.-С. 102-113.

19. ГОСТ 27262-87. Корма растительного происхождения. Методы отбора проб. М.: Издательство стандартов, 1987. - 9 с.

20. ГОСТ 8.207-78. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения.

21. Дегтерев Г.П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства. (2-е изд., перераб. и доп.) М.: Агропромиздат, 1986. - 224 с.

22. Денисов A.M. Методика лабораторных испытаний кормоприготовительных машин. // Науч. тр. / ВИЭСХ. 1964. - Вып. 14.

23. Дудин В. Качество смешивания важный этап в нашем производстве. // Комбикорма. - № 4. - 2002. - С. 25.

24. Евдокимов И.К. Исследование работы лопастного кормосмесителя для откорм, ферм КРС: Дис. канд. техн. наук 1967.

25. Евсеенков C.B. Повышение эффективности процесса смешивания компонентов сыпучих кормов: Дис. докт. тех. наук. Челябинск, 1994.

26. ЗО.Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976. - 390 с.31.3ельнер В.Р., Коноплев Е.Г. Приготовление и использование полнорационных кормов в промышленном животноводстве. М.: ВНИИНИСХ, 1971.

27. Ильин И.В. Направления развития техники для животноводства и кормопроизводства // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2002. -№12. - С.2-7.

28. Калашников А.П. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1986. - 352 с.

29. Калашников А.П., Мысик Б.С. Научные основы увеличения производства и повышения качества мяса. // Животноводство. № 8. - 1980.

30. Керимов С.Ф. Исследование процесса смешивания в двухвальном горизонтальном кормосмесителе при приготовлении смеси влажных кормов: Дис. канд. техн. наук. 1972.

31. Клычев Е. Направления в развитии комбикормовых технологий // Комбикорма. № 3. - 2000. - С. 15.

32. Коба В.Г., Брагинец Н.В., Мурусидзе Д.Н., Некрашевич В.Ф. Механизация и технология производства продукции животноводства. М.: Колос, 2000. -525 с.

33. Коновалов В.В. Расчет оборудования и технологических линий приготовления кормов. Пенза, 2002. - 207 с.

34. Корбанев C.B. Определение основных параметров измельчителя-смесителя кормов. // Техника в сельском хозяйстве. 2003. - №1. - С.38-39.41 .Кормановский Л.П. Обоснование системы технологий и машин для животноводства. М., 1999.

35. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. - 831 с.

36. Кохно В.А. Критерии качества смешивания кормов. М.: Колос, 1968.

37. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Юнити-Дана, 2000. - 543 с.

38. Кукта Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.

39. Кукта Г.М., Голосов Л.И. Наиболее вероятное состояние смесей. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. № 6. - 1974.

40. Кукта Г.М., Губко И.И., Коврига В.В. Методика определения технологических и эксплутационных показателей машин и оборудования для приготовления кормов. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев, 1973.

41. Кулаичев А.П. Методы и средства анализа данных в среде Windows "Stadia". M.: Информатика и компьютеры, 1999. - 344 с.

42. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Россельхозиздат, 1987. - Ч. 1. - 287 с.

43. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Росагропромиздат, 1988. - Ч. 2. - 286 с.

44. Кулешов Н.И. Исследование процесса вибросмешивания кормовых материалов: Дис. канд. тех. наук. 1975.

45. Левенсон Л.Б. Барабанные грохоты, их теория, расчеты проектирования. -М.; Л., 1933.

46. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. - 215 с.

47. Мельников C.B. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. -Л.: Колос, 1978.- 560 с.

48. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980. - 167 с.

49. Методика (основные положения) экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ВНИИПИ, 1986. - 56 с.

50. Механизация приготовления кормов: Справочник. / Под ред. В.И. Сыроватка. М.: Агропромиздат, 1985. - 368 с.

51. Морозов Н.М. Приоритетные направления создания техники для механизации животноводства // Техника в сельском хозяйстве. 1998. - №5. -С. 3-5.

52. Мудров А.Г. Усовершенствованный смеситель комбикормов // Техника в сельском хозяйстве. 1983. - № 4. - С. 9.

53. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.

54. Новобранцев Ф.К. Экспериментально-теоретическое исследование работы смесителя кормов: Дис. канд. техн. наук. 1967.

55. Нормативно-справочные материалы для экономической оценки сельскохозяйственной техники: Приложение к ГОСТу 23728-88-23730-88 «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки». М.: УНИИТЭМ Госкомсельхозтехники СССР, 1988. - 328 с.

56. Оборудование фирмы БкюЫ на российском рынке. // Комбикорма. №1. -2001. - С.38-41.

57. Панин И., Щеблыкин В. Эффективная система дозирования и смешивания -залог высокого качества. // Комбикорма. №1. - 2000. - С. 33.

58. Программа и методические рекомендации по созданию цехов и поточных линий для приготовления комбикормов в хозяйствах. М.: ВНИИЭСХ, 1973.-60 с.

59. Радченко Г.Е. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий протекания процесса. Горки, 1978. - 70 с.

60. Раскатова Е.А. Исследование процесса образования сыпучих смесей в кормоприготовлении и его механизация: Дис. к.т.н. М., 1956.

61. РД 10.19.2.-90. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и оборудование для приготовления кормов. Методы испытания. 80 с.

62. Рожкова Т.К., Соколов В.Н. Современное оборудование кормоцехов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1990. - № 11. - С. 1719.

63. Руденко Н.Р., Потапова М.И. Методические указания по разработке технологических карт в животноводстве. Кинель, 1986. - 53 с.

64. Руденко Н.Р., Потапова М.И., Зубкова В.А. Справочно-нормативные материалы для экономических расчетов конструктивных разработок курсовых и дипломных проектов. Кинель, 1987. - 55 с.

65. Рыжков С. Новые разработки по приготовлению комбикормов и кормовых смесей в хозяйствах. // Комбикорма. №7. - 2000. - С. 22.

66. Рыжов C.B. Комплекты оборудования для животноводства: Справочник. -М.: Агропромиздат, 1986. 345 с.

67. Саломатин Г. Каким должен быть смеситель. // Комбикорма. № 8. - 2000. -С.27-28.

68. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: Химия, 1975. -373 с.

69. Строна И.Г. Общее семеноведение полевых культур. М.: Колос, 1966.

70. Сысуев В.А. Энергосберегающие машины и оборудование для кормоприготовления: Исследования методами планирования эксперимента. -Киров, 1999.-293 с.

71. Теория вероятностей. / Под ред. Вентуель Е.С. М.: Наука, 1969. - 576 с.

72. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки новой техники на этапе испытаний. ОСТ-10. Новокубанск, 1997. - 76 с.

73. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. ГОСТ 23728-88, ГОСТ 23730-88. М.: Издательство стандартов, 1988. - 42 с.

74. Типовая методика определения качества смешивания кормов. М.29.055-87.

75. Тихомиров В.Б. Математические методы планирования экспериментов при изучении нетканых материалов. М.: Легкая индустрия, 1968. - 159 с.

76. Токарева А.Н. Совершенствование технологического процесса многофункционального агрегата со смесителем мотовильно-шнекового типа: Дис. канд. тех. наук. -Зерноград, 2001.

77. Уланов И.А. Исследования технологического процесса приготовления смесей из грубых и сочных кормов: Дис. канд. техн. наук.- 1965.

78. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений: Методы исследования, приборы, характеристики. М.: Колос, 1970. - 424 с.

79. Финкельштейн А.Ш. Исследования рабочего процесса смесителя с планетарно-шнековым механизмом: Дис. канд. техн. наук 1970.

80. Финкелыитейн А.Ш. Методика изучения физико-механических свойств кормов. М., 1960.

81. Шатуновский Г.М. Технологичность конструкций и экономическая эффективность сельскохозяйственных машин. М.: Машгиз, 1962. - 443 с.

82. Шмельмах Л.И. Исследование процесса смешивания кормов в лопастных смесителях периодического действия: Дис. канд. техн. наук. 1974.

83. Щеблыкин В. Качество комбикормов результат использования эффективного оборудования // Комбикорма. - №3. 2002. - С. 17.

84. Щеглов В.В., Боярский Л.Г. Корма: Справочник. М.: ВО Агропромиздат, 1990.-255 с.

85. Ashton M.D., Valentin F.H. The mixing of Powdess and Partrcules in industriol mixess. // Thrans, Instn, Chem Engug. Vol. 44. - 1976.

86. Brothman, Wollan, Felgman. // Chem and Not Eng Val. Vol.52. № 4. - 1945.

87. Fehlauer M. Hinweise zur Entwiklung und zum Betrieb von Futtermischen. // Agrartechnik. 1990. - № 9. - S. 398-400.

88. Gerighausen H. G. Mischgualitat keine Frage des Systems. // Profi magazin für agrartechnik. - № 3. - 2000.

89. Hojechsytz D. Porberg Rotating Mixers. // Profi magazin für agrartechnik. №2. -2001.

90. Paddewellenmischer ais einfache Mechanisierungsmittel zum kontinuierlichen Mischen. // Agrartechnik. 1990. - № 12. - S. 323-325.

91. Pirkelmann H. Einmaleins der Technik. // Agrar Praxis. 1984. - №7. - S.40-42.

92. Valchar. Theoreticol anaiesis ina mult-Stage fluid Bedreastos. // Brit chem Enging. Vol.10. № 8. - 1965.

93. Valentin F.H. Mixing of powderis and porticulate solids. // Chem and procest Enging. Vol.46. № 4. - 1975.