Басыров Владимир Сергеевич. Совершенствование технологической линии уборки и транспортировки навоза в помещениях для содержания крупного рогатого скота на 50-100 голов

brief description

Басыров Владимир Сергеевич. Совершенствование технологической линии уборки и транспортировки навоза в помещениях для содержания крупного рогатого скота на 50-100 голов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Саранск, 2004 144 c. РГБ ОД, 61:04-5/2691

Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования «Мордовский государственный
университет имени Н.П. Огарева»
мг
На правах рукописи
БАСЫРОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ УБОРКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ НАВОЗА В ПОМЕЩЕНИЯХ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
НА 50-100 ГОЛОВ
■ і
I
і
I ■
Специальность 05.20.01 — Технологии и средства механизации
сельского хозяйства
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель — доктор технических наук, профессор Савельев Анатолий Петрович
Саранск 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ И ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1 Современное состояние механизации уборки, транспортировки и
погрузки навоза .. 8
1.2 Обзор исследований по механизации уборки, транспортировки и
погрузки навоза ... 17
1.3 Цель и задачи исследований 34
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ.
2.1 Выбор объекта теоретических исследований ..37
2.2 Теоретическая модель работы скребкового транспортера с учетом
коэффициента заполнения и переполнения межскребкового пространства 38
2.3 Математические зависимости определяющие сопротивление
движению транспортера 43
2.4 Разработка математической модели взаимодействия скребка
транспортера с навозной массой 49
2.5 Обоснование теоретической модели определяющей влияние
конструктивно-геометрических параметров подающего наклонного лотка, а также высоты его расположения на процесс загрузки экскрементов .54
2.6 Теоретическое описание процесса просачивания навозной массы
через зазор в створках контейнера в зависимости от влажности и геометрического напора ... ..59
2.7 Теоретическое обоснование выгрузки фекалий из контейнера при их
переменной вязкости 64
2.8 Рационализация конструктивно-геометрических параметров
воронки для приема навоза поршневой установки. ... 69
Основные выводы .70
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПО УБОРКЕ НАВОЗНОЙ МАССЫ ПРИ ВНЕДРЕНИИ В НЕЕ СКИПОВОГО ПОДЪЕМНИКА.
3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований 72
3.2Факторы, оказывающие влияние на процесс работы скребкового
транспортера 74
3.3Факторы, влияющие на сбор и выгрузку навозной массы при
использовании скипового подъемника ...75
3.4Экспериментальная установка и методика экспериментальных исследований 76
3.5 Регистрируемые параметры и измерительная аппаратура ...84
3.5.1 Тарировка приборов 85
3.5.2 Порядок проведения опытов 85
3.6 Применение методики планирования многофакторного эксперимента для определения оптимальных значений факторов, влияющих на работу технологической линии, и скипового
подъемника... 89
Общие выводы по 3 разделу.. 96
4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕ¬ДОВАНИЙ. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЭКСПЕРИ¬МЕНТАЛЬНЫХ ЛИНИЙ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Анализ результатов проведения экспериментальных
исследований 97
4.2Производственные испытания экспериментальных линий 120
4.3Технико-экономическое обоснование технологии уборки навоза с
применением скипового подъемника 125
Общие выводы по 4 разделу 128
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 130
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 132
ПРИЛОЖЕНИЯ 141
ВВЕДЕНИЕ
Развитие агропромышленного комплекса и реализация 4» -
продовольственной программы на современном этапе основываются на ускорении научно-технического прогресса, мощной материально¬технической и энергетической базе. Среди первоочередных и важнейших задач агропромышленного комплекса следует выделить производство высококачественных продуктов животноводства на индустриальной основе. Дальнейшее развитие производства сельскохозяйственной продукции невозможно без его технического перевооружения.
Современные животноводческие фермы и комплексы должны насыщаться новой сложной и высокоэффективной техникой, промышленность должна снова наладить производство поточных технологических линий для приготовления кормов, машинного доения коров и обработки молока, раздачи кормов, удаления и переработки навоза. Во многих передовых и опытных хозяйствах страны уже осуществлена комплексная механизация и автоматизация животноводства.
Наряду с количественным ростом поставляемой техники должно улучшаться и ее качество. Это должны быть высокопроизводительные универсальные агрегаты, выполняющие целый комплекс основных, вспомогательных и транспортных операций, которые также должны обладать большим запасом технологической гибкости.
Огромные резервы увеличения объемов и снижения себестоимости продукции животноводства заложены в развитии специализации и концентрации производства на базе межхозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции. Необходимо создание крупных государственных специализированных на индустриальной основе предприятий: птицефабрик, комплексов по производству говядины, I* свинины и молока [9,90].
Машинная технология качественно изменила труд животновода, подняла его производительность, позволила внедрить ранее неизвестные технологические процессы, резко увеличить продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы, громадное значение здесь имеет применение электроэнергии. Технология производства животноводческой продукции очень сложна, особое внимание здесь следует обратить на обслуживание животных, т.к. обслуживаются живые организмы.
Отсюда очевидна проблема создания надежного и эффективного оборудования и машин для уборки навоза с различными физико¬механическими свойствами, оптимальный вариант будет характеризоваться наименьшей стоимостью и наивысшим экономическим эффектом [83].
Основной целью настоящей работы является: Снижение затрат труда, энергоемкости, а также повышение качества работы поточной технологической линии по уборке, погрузке и транспортировке навоза на фермах крупного рогатого скота за счет использования скипового подъемника.
Методы исследования: Исследования изложенные в настоящей диссертационной работе, основаны на методах вычислительной математики и экспериментальном моделировании. Проверка достоверности полученных результатов проводилась на изготовленных и оптимизированных нами моделях, созданных в соответствии с промышленными образцами.
Научной новизной данной работы являются следующие положения:
1. Обоснованы режимы работы скребкового транспортера в зависимости от условий уборки навозной массы.
2. Выявлено рациональное значение угла наклона направляющего лотка при подаче навозной массы в контейнер.
3. Разработаны математические модели связи: скорости осаждения влаги, содержащейся в экскрементах с влажностью и геометрическим напором навозной массы; скорости просачивания навозной массы через зазоры в створках контейнера с влажностью и геометрическим напором навозной массы.
4. Предложено уравнение, обеспечивающее выбор рациональных геометрических параметров приемной воронки поршневой установки.
Работа выполнена на кафедре безопасность жизнедеятельности Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева», 2001 - 2004 гг.
Автор считает приятным долгом выразить искреннюю благодарность Vy
кандидатам технических наук: Лафуткину В. И., и Анисимову Н. И. за оказанную методическую помощь в процессе выполнения исследований.

bibliography

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
По результатам исследований можно сделать следующие выводы:
1. Анализ систем погрузки навозной массы в сочетании с системой уборки и транспортировки показал, что наиболее эффективной, технологически гибкой и приспособленной к условиям зимы является скиповый погрузчик с использованием контейнера с раскрывающимся днищем в качестве накопительной емкости.
2. Обоснованы параметры рациональной работы скребкового транспортера. Длительность работы скребкового транспортера не должна превышать двух кругов хода цепи. Коэффициент полезного действия транспортера изменяется от 0,95 до 0,45 в зависимости от влажности навозной массы.
3. Выведены аналитические зависимости по определению качества работы подающего наклонного желоба транспортера. Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден рациональный угол наклона желоба, который составляет 55° для минимальной влажности навозной массы.
4. Расчетно-экспериментальным способом установлено, что плотность навозной массы определяется ее уровнем расположения в контейнере и влажностью экскрементов. При максимальной влажности навозной массы (84 %) ее плотность изменяется от 810 кг/м до 1302,8 кг/м соответственно в верхнем и нижнем уровнях.
5. Обоснованы рациональные геометрические параметры приемной воронки поршневой установки и ее объем. Для помещений на 100 голов крупного рогатого скота площадь загрузочной горловины должна быть 4,0 м , а объем приемной воронки - 4,5 м .
6. Создан опытный образец скребкового транспортера, скипового погрузчика с применением контейнера с раскрывающимся днищем и трехскоростным подъемным устройством.
Годовая экономическая эффективность применения технологической линии уборки и транспортировки навоза с применением скипового подъемника составляет 4252,95 руб. на 100 голов крупного рогатого скота.