Совершенствование грузозахватного устройства и технологического процесса погрузки при заготовке рулонов прессованных кормов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Иванова, Ольга Владимировна

• Иванова, Ольга Владимировна
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Иванова, Ольга Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Технологические процессы при заготовке кормов и погрузке рулонов.

1.2. Механизация погрузки рулонов.

1.3. Конструкции и принципы действия грузозахватных устройств для рулонов.

1.4. Исследование физико-механических свойств материала рулонов.

1.5. Влияние параметров грузозахватных устройств на процесс погрузки.

1.6. Исследование процесса погрузки.

1.7. Цели и задачи исследования.

2. ТЕОРИЯ РАБОТЫ ГРУЗОЗАХВАТНОГО УСТРОЙСТВА ПРИ ПОГРУЗКЕ РУЛОНОВ.

2.1. Конструктивно-технологическая схема погрузки рулонов .с применением нового грузозахватного устройства.

2.2. Теоретическое исследование процесса захвата рулона.

2.2.1 Определение упругих свойств рулонов прессованных кормов.

2.2.2 Исследование удержания рулона грузозахватным устройст- 58 вом.

2.4. Обоснование параметров грузозахватного устройства.

2.5. Определение производительности погрузки рулонов.

2.6. Выводы.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.

3.1. Методика лабораторно-полевых экспериментов.

3.1.1 Выбор факторов оптимизации и определение повторности опытов, и порядка их проведения.

3.1.2 Экспериментальная установка.•.

3.1.3 Тарировка средств измерения.

3.1.4 Определение физико-механических свойств материала рулона.

3.1.5 Подготовка и выполнение лабораторно-полевых исследований.

3.2 Методика обработки опытных данных.

3.3. Методика проведения производственных испытаний.

3.4 Выводы.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.;.

4.1. Результаты лабораторно-полевых экспериментов.

4.1.1 Результаты исследований физико-механических свойств материала рулонов.

4.1.2 Влияние параметров грузозахватного устройства на коэффициент удержания рулона.

4.2. Результаты производственных испытаний грузозахватного устройства

4.3. Анализ времени рабочего цикла погрузчика.

4.4. Технико-экономическая оценка использования грузозахватного устройства для рулонов прессованных кормов.

4.4.1 Экономическая оценка по сохранению качества корма.

4.4.2 Экономия от технической эксплуатации.

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование грузозахватного устройства и технологического процесса погрузки при заготовке рулонов прессованных кормов»

Новое тысячелетие в России ознаменовано крупными преобразованиями; в политической^ экономической, социальной и других сферах общественной жизни людей. Изменения не обошли и агропромышленный комплекс страны. Разработка и реализация'научно обоснованной земельной и агропромышленной реформ является важнейшим условием улучшения, жизни населения[1].

Среди мероприятий, направленных на достижение целей по ведению рентабельного производства, основное предпочтение отдается приобретению наиболее эффективной техники и технологий по обеспечению животноводства кормами[2].

Животноводство — одна: из важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющая потребности населения в продуктах питания и обеспечивающая необходимым сырьем разнообразные отрасли перерабатывающей; промышленности.

Интенсификация производства животноводческой продукции невозможна без создания прочной кормовой базы[3]. Основное внимание при этом; необходимо обратить на улучшение качества кормов, снижение потерь их питательной ценности при уборке, транспортировке и хранении.

Не смотря на то, что распространенный метод консервирования трав < путем естественной полевой сушки до кондиционной влажности связан с большими; потерями питательных веществ, грубые корма остаются одним из основных видов объемистых кормов в зимних рационах животных, в следствие невысокой стоимости технологии. [4]: Снизить эти потери и повысить валовой сбор кормов можно путем применения прогрессивных технологий уборки и хранения.

В этой связи представляет интерес технология заготовки травяных кормов повышенной влажности»в рулонах с последующей упаковкой их в пленку[3]. Она обеспечивает получение высокопитательного корма с большим содержанием объемной энергии, протеина, каротина и позволяет заготавливать корма при неблагоприятных условиях, при этом происходит уменьшение затрат труда и времени, облегчение раздачи и нормирования при скармливании. Перспективной технологией, позволяющей осуществлять комплексную механизацию заготовки кормов, является уборка их рулонными пресс-подборщиками[5]. Вследствие своей простоты и гораздо меньшей стоимости по сравнению с пресс-подборщиками для заготовки кормов в крупногабаритных прямоугольных тюках они занимают доминирующее: положение на мировом рынке среди прессовальной техники (до 80% продаж машин- для подбора валков) [6]. Рулонные пресс-подборщики отличаются большой г универсальностью. С их помощью можно заготавливать сено, сенаж, солому, лен и коноплю. Создание устройства для герметичной упаковки рулонов * в синтетическую пленку открыло широкие возможности для заготовки в рулонах кормов повышенной влажности[7].

Слабым, звеном в производственно-транспортном процессе заготовки прессованных кормов являются погрузочно-разгрузочные работы[8,9]. Это объясняется несовершенством средств механизации предназначенных для: работ со сформированным рулоном. В результате несвоевременная уборка рулонов: с поля ведет к снижению качества корма, неполное использование: вместимости транспортных средств и хранилищ; Неплотная укладка штабеля, потеря времени на операциях подбора иукладки: приводит к снижению производительности.

Для повышения эффективности работ необходимо разрабатывать грузозахватные устройства для рулонов, позволяющие укладывать рулон, как на образующую, так и' на основание, конструкция которых не; препятствовала бы плотной укладке штабеля, предусматривала маневренность при подборе и укладке рулона в штабель, не нарушая при этом целостности упаковки. Кроме того, необходимо совершенствовать технологический процесс уборки рулонов с поля. Сокращение времени на операциях переезда от рулона к рулону, наиболее полное использование грузоподъемности транспортных средств повысит производительность и сэкономит затраты на ТСМ.

Разработка эффективных технологий уборки, создание новых грузозахватных устройств и определение их оптимальных параметров, позволяющих минимизировать материало- и энергоемкость процесса погрузки является актуальной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение.

В данной диссертации эта задача решается путем научного анализа и обоснования выбора технического решения, а также путем теоретических и экспериментальных исследований.

Настоящая диссертационная работа выполнялась с 2001 года в СГАУ им. Н.И. Вавилова в соответствии с планом развития Саратовской области по выполнению научного направления 1.2.9. «Комплексная региональная программа научно-технического прогресса в агропромышленном комплексе Поволжского экономического региона на 20 лет до 2010 года» (№ гос. регистрации 840005200), и комплексной темой №4 НИР СГАУ им. Н.И. Вавилова «Разработка технического обеспечения аграрных технологий», раздел №5 «Обоснование процессов и средств погрузки для аграрных технологий».

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Иванова, Ольга Владимировна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Повысить эффективность технологии заготовки рулонов прессованных кормов, когда доля переездов от рулона к рулону и маневров при захвате составляет 37,4% времени всего погрузочного цикла, возможно путем разработки и обоснования: параметров грузозахватного устройства и технологии уборки рулонов с поля.

2. Теоретический анализ процесса захвата рулона грузозахватным устройством позволил определить, что придание поперечного смещения грузозахватному устройству позволит сократить время и увеличить производительность погрузки рулонов на 22%, за счет возможности увеличения скорости движения; и сокращения длины траектории маневра при захвате рулона.

3. Полученная теоретическая зависимость коэффициента надежности удержания рулона грузозахватным устройством от параметров устройства и физико-механических свойств рулонов позволяет определить, что при усилии сжатия в 18 кН угол обхвата рулона грузозахватным устройством в 240°, является достаточным для надежного удержания рулона,- как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях.

4. Экспериментальными исследованиями процесса захвата и удержания рулона при погрузке установлено:

- с увеличением угла обхвата рулона грузозахватным устройством с 240° до 270° в вертикальном положении коэффициент удержания рулона увеличивается на 18% при обвязке рулона шпагатом, и на 3% при упаковке в полиэтиленовую пленку;

- с увеличением угла обхвата рулона грузозахватным устройством с 240? до 255° в горизонтальном положении коэффициент удержания рулона увеличивается в 4 раза;

- возрастание плотности материала рулона с 110 до 160 кг/м3 снижает коэффициент удержания на 37 %;

- при упаковке рулонов в пленку коэффициент удержания рулона снижается на 32% при вертикальном положении рулона и на 12% при горизонтальном положении.

5. Экспериментальными исследованиями подтверждено, что при угле обхвата рулона грузозахватным устройством в 240° и усилии сжатия 18 кН обеспечивается достаточная надежность удержания рулона Ку = 2,16 > га=2,0.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке нового грузозахватного устройства (Патент РФ №2217889), испытания которого в СХА «Болыиекарайская» Романовского района Саратовской области показали высокую эффективность. Производительность при подборе рулонов составила 13,5 т/ч, что на 20,7 % выше, чем у серийного аналога.

7. Годовой экономический эффект от использования грузозахватного устройства для погрузки рулонов прессованных кормов в сравнении с серийным аналогом с учетом эффекта от сокращения потерь корма и выхода дополнительной продукции составляет 124402 рубля при объеме заготовок 2100 т, себестоимость заготовки кормов снижена на 60 руб/т.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Иванова, Ольга Владимировна, 2004 год

1. Концепция и программа развития АПК Саратовской области на период 2000-2005г.- Саратов, 2000.- 148 с.

2. Концепция развития механизации и автоматизации процессов в животноводстве на период до 2015 года. Москва, 2003.

3. Коротчиков A.B. Создание техники для приготовления кормов / A.B. Коротчиков // Тракторы и с.-х. машины.- 1999.- №3.- С.15.

4. Особов В.И. Заготовка травяных кормов в рулонах, упакованных в пленку / В.И. Особов, В.И Петров // Техника и оборудование для села.-1998.-№12.- С. 9-11.

5. Соловьева Н.Ф. Современные рулонные пресс-подборщики /Н.Ф. Соловьева // Техника и оборудование для села.- 2001.- №11.- С. 18-22.

6. Особов В.И. Современные пресс-подборщики фирмы «КЛААС» / В.И. Особов // Техника и оборудование для села.- 2000.- №9.- С.8-10.

7. Ахламов Ю.Л. Заготовка корма в рулонах /Ю.Л. Ахламов, A.B. Шевцов //Кормопроизводство.- 2001.- № 6.- С. 28-29.

8. Ермачков В.Г. Проблемы комплексной механизации заготовки кормов / В.Г. Ермачков, Г.В. Иванов // Механизация и электрификация с.-х. -1990.- № 8.- С. 22-23.

9. Механизация погрузочно-разгрузочных работ с рулонами при заготовке грубых кормов: Отчет о НИР (заключительный) / Сарат. ин-т механизации с.-х.; Науч. рук. В.Ф. Дубинин. ВНИТЦ № ГР 81-99597

10. Ю.Девяткин А.И. Рациональное использование кормов. /А.И Девяткин.-М.: Росагропромиздат, 1990. 256 с.

11. Сулима Л.А. Научно-технический прогресс в кормопроизводстве / Л.А Сулима.- А.: Знание, 1983.-32 с.

12. Особов В.И. Сеноуборочные машины и комплексы / В.И. Особов, Г.К. Васильев М.: Машиностроение, 1983. - 304 с.

13. И.Дубинин В.Ф. Заготовка, хранение и погрузка рулонов сена / В.Ф Дубинин., В.А Глухарёв. // Механизация погрузочно-разгрузочных процессов в сельском хозяйстве: G6. науч. работ. — Саратов,, 1987.- С.14-21.,

14. Глухарев В.А. Основные направления совершенствования процессов и средств погрузки рулонов соломистых материалов / В.А Глухарев // Инженерная наука сельскохозяйственному производству: Сб. науч. ст./ Вятская ГСХА. Киров, 2002.- С. 221-224.

15. Борисенко Е.Ф. Заготовка сена по прогрессивным технологиям / Е.Ф Борисенко, JI.А. Денисевич.- Минск: «Урожай», 1991.- 64 с.

16. Особов В.И. Кормоуборочная техника на выставке «AGRITECHNICA"99»/ В.И. Особов //Тракторы и с.-х. машины. 2000.-№4.- С. 43-44.

17. Карпов A.A. Уборочная техника на выставке «Агротекс-91» / A.A. Карпов // Тракторы и с.-х. машины. 1992.- № 4.- С.37-42.

18. Карпов A.A. Современная сельхозтехника из ФРГ /A.A. Карпов // Тракторы и с.-х. машины.- 1991.-. № 14.- С.11-14.

19. Соловьева Н.Ф. Современные рулонные прессподборщики / Н.Ф. Соловьева // Техника и оборудование для села.- 2001,- № 12.- С. 18-22.

20. Lenge R. Miniballe fiir Pferdestalle // Top agrar. -2000.-№ 5.- C. 96-97.

21. Никитин В.А. Совершенствование процесса погрузки рулонов грубых кормов с оптимизацией параметров рабочего органа: Дис. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. / В.А. Никитин; СГАУ им. Н.И. Вавилова; Науч. рук. В.А. Глухарев.- Саратов, 2000.-133с.

22. Глухарев В.А. Новые технические средства погрузки прессованных грубых кормов / В.А Глухарев // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 70-летию МГАУ.- М.: МГАУ им. Горячкина, 2000.4.2. С. 143-145.

23. Gerd Theiben/ Rundballen hald-oder vollautomatish wickeln.// Profi.- 2002.-№2.- C.32-33.

24. Hubert Wilmer. Sehr schnell, aber auch teuer // Profi.- 2000.- № 6.- P. 26-28.

25. Гуляев В.П. Технология заготовки сенажа в пленочной упаковке / В.П. Гуляев // Кормопроизводство. -2003.- № 8.- С. 31-32:.

26. Frontladerkralle for Gropballen // Profi. -1986. №2.- P.79.

27. Основная продукция ОАО «Сальсксельмаш» / Стогометатель-погрузчик навесной универсальный СНУ-550 // Интернетhttp://www.salskselmash.ni/p 003 .html.- 2003 г.

28. Bale Implements // Implements. АВ. ALO-MASKINER.

29. Ргой praktisch //Profi.- 1999. -№ 6. -Р.44.

30. Wickelballenzange: Wictig sind die Maße //Profi.- 1993.- №9.- P.37.

31. Сенаж в упаковке / Интернет http://www.avtomash.ru/index.htm/.- 2002. 39.3аготовка кормов при любой погоде // Сельский круг.- 2003.- №5. — С.28.29.

32. Луценко В.М. Погрузчик рулонов льна ПРУ-0,5 / В.М. Луценко, С.Б.

33. Павлов // Интернет «Лен и конопля» http://vniilk.lpb.ru/. -1997.- №1. 41.Захват для рулонов ЗР-1. / Кормопроизводство // Интернет http://www.bobruisk.by/agromash/medal.htm/

34. Massey Ferguson. Stark auf der ganzen linie // Profi. -2002.- № 4.-P. 42.

35. Ballenzange für enge Verhaltnisse.// Profi.- 2001.- №4,- P.42.

36. Кирпиченков Л.И. Повышение производительности грейферных погрузчиков типа ПЭ-0,8 при погрузке стебельных кормов: Дис. на-соиск. степ. канд. техн. наук. / Л.И. Кирпиченков. Саратов, 1976.-182 с.

37. Зоотехнический анализ кормов / Е.А. Петухова, Р.Ф. Бессарабова, Л.Д. Холенева, O.A. Антонова.- М.: Колос, 1981. -256с.

38. Джамбуршин А.Ш. Оптимальные управления процессом »штабелирования рулонов / А.Ш. Джамбуршин, КВ. Серикбаев // Комплексная механизация производственных процессов в растениеводстве: Сб. науч. тр.- Алма-Ата, Кайнар, 1982. -Т.9. С.91-98.

39. Григорьев A.A. Исследование процесса сжатия сено-соломистых материалов./ А.А.Григорьев // Тракторы и сельскохозяйственные машины.-М.: Колос, 1964.-№3.-С.19.20.

40. Пичугин А.П. Захватное устройство для легкодеформируемых грузов при погрузочно-разгрузочных операциях / А.П. Пичугин, С.В. Прядкина // Механизация и электрофикация сельского хозяйства, 2002.-№11.-С.25-26.

41. Тихонкин И.В. Определение вместимости специализированного транспортного средства для рулонов сена / И.В. Тихонкин, О.В. Мамонов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2002.- № 11.- С. 8-10.

42. Блынский Ю.Н. Быстро высушить и эффективно убрать / Ю.Н. Блынский, Ю.А. Гуськов, И.В. Тихонкин // Новое сельское хозяйство-Спецвыпуск.- 1998. №2.-С.13-14.

43. Gerhard Engler, Guido Honer. Praxistest Strohbergung: Wie geht's am schnellsten // Top Agrar.- 2000.- № 10.- P.74-76.

44. Глухарев B.A. Повышение эффективности процесса погрузки и оптимизация параметров рабочего органа для рулонов грубых кормов: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. / В.А. Глухарев.-Саратов, 1990. -24с.

45. Глухарев В.А. Погрузочно-разгрузочный процесс при заготовке рулонов грубых кормов: Информ. листок № 18-2002 / В.А. Глухарев, О.В. Иванова; ЦНТИ.- Саратов, 2002.

46. Глухарев В.А. Новое грузозахватное устройство для рулонов грубых кормов: Информ. листок № 17-2002 / В.А. Глухарев, О.В. Иванова; ЦНТИ.- Саратов, 2002.

47. Глухарев В.А. Анализ процесса погрузки рулонов соломистых материалов / В.А. Глухарев, О.В. Иванова//Материалы XLI научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета.- Челябинск, 2002.- 4.2. с. 27-29.

48. Иванова О.В. Исследование процессов погрузки рулонов соломистых материалов обхватывающим грузозахватным устройством / О.В. Иванова // Сборник трудов молодых ученых Саратовского государственного аграрного университета.- Саратов, 2002.

49. Березин B.JI. Определение контактных напряжений в неоднородной упругой среде с локальными жесткими включениями / B.JI. Березин, Ю.П. Гуляев // Метематика. Механика: Сб. науч. тр. Саратов: Изд-во сарат. ун-та, 2001.- С. 155-157.

50. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела / С.Г. Лехницкий.-М.: Наука, 1977.-416 с.

51. Ленский B.C. Теория упругости / B.C. Ленский.- М., 1967. 132 с.

52. Контунов М.А., Кравчук A.C., Майборода В.П. Прикладная механика-деформируемого твёрдого тела. М.: «Высшая школа», уч. пособие для вузов. 1983.-349с.

53. Мельников C.B. Планирование эксперемента в исследованиях сельскохозяйственных процессов /C.B. Мельников, В.Р. Алёшин, П.М Рощин. Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980.-263с.

54. Гуле Ж. Сопротивление материалов /Гуле Ж.; Пер. с фр. A.C. Кравчука.-М.: Высш. шк.- 1985.-192 с.

55. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов: Учеб. для учащихся машиностр. техн. / Г.М. Ицкович.- 6-е изд., испр. -М.: Высш. шк. 1982.383 е., ил.

56. Литтл Т.М. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ / Т.М Литтл., Ф.Д.Хиллз; Пер.с англ. Б.Ф. Кирюшина; Под ред. и с предисл. Д.В. Васильевой-М.: Колос, 1981 -320с.

57. Мельников С.В; Планирование эксперимента в условиях сельскохозяйственных процессов / С.В Мельников, В.Р. Алёшин П.М. Рощин.- Л.: Колос. Ленингр. отд.-ние, 1980.-263 с.

58. Зинченко JI.И. Приготовление объемистых кормов /Л.И Зинченко, И.Е. Погорелова.- Л.: Агропромиздат, 1985.- 182 с.

59. Кормаков A.B. Исследование процесса механизированной разборки скирд соломистых материалов: Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. / A.B. Кормаков.- Саратов, 1969.- 268с., 26с. прил.

60. Федоров М.В. Исследование процесса сжатия соломистых материалов применительно к работе соломоуборочных машин: Дис. на соиск. степ, канд. техн. наук. / М.В.Федоров; Науч. рук. Н.М. Хлобыстов. Саратов, 1973.- 156 с.

61. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно — исследовательских и опытно -конструктивных работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980. - 111с.