Тенеков Алексей Александрович. Параметры самокормушки для кормления овец рассыпным сеном

Краткое описание

Тенеков Алексей Александрович. Параметры самокормушки для кормления овец рассыпным сеном : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01.- Ставрополь, 2005.- 183 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/48

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО СЕЛЬСКОМУ ХОЗЯЙСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПАРАМЕТРЫ САМОКОРМУШКИ ДЛЯ
КОРМЛЕНИЯ ОВЕЦ РАССЫПНЫМ СЕНОМ
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации
сельского хозяйства
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель доктор технических наук, профессор В. X. Малиев
Ставрополь 2005
СОДЕРЖАНИЕ
^ Введение 4
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследований 9
1.1 Некоторые положения технологии кормления и содержания овец в
зимний период 9
1.2 Анализ средств механизации, применяемых для раздачи рассып¬ного сена овцам 20
1.3 Цель и задачи исследований 41
2 Теоретические исследования 42
Ш 2.1 Обоснование параметров самокормушки: радиуса, желоба и боко¬вых стоек 42
2.2 Обоснование необходимых условий свободного схода материала и
формы поверхности основания самокормушки 49
2.3 Расчет оптимального числа кормомест при свободном доступе
животных к самокормушке 60
3 Программа и методика экспериментальных исследований 73
3.1 Программа экспериментальных исследований 73
3.2 Описание экспериментальной установки 74
3.3 Общая методика исследований 76
3.4 Частные методики экспериментальных исследований 77
3.4.1 Методика определения расстояния между боковыми стойка¬ми круглой самокормушки 77
3.4.2 Методика определения конструктивных параметров само¬кормушки 78
3.4.3 Методика определения коэффициента трения покоя 79
3.4.4 Методика определения усадки сена в самокормушке 80
3.4.5 Методика исследования процесса самоподачи материала в
самокормушке 81
3.4.6 Методика определения временных характеристик потребле:
ния сена животными у самокормушки 87
3.5 Математическая обработка экспериментальных данных 88
з
4 Результаты экспериментальных исследований 90
4.1 Исследования по обоснованию параметров самокормушки: радиу¬са, боковых стоек и желоба 90
4.2 Определение и обобщение некоторых физико-механических
свойств грубых кормов 96
4.2.1 Определение коэффициента трения покоя 96
4.2.2 Исследование изменения усадки сена в стоге-самокормушке.. 99
4.3 Экспериментальное исследование процесса сползания материала
по различным поверхностям основания самокормушки 102
4.3.1 Исследование процесса сползания материала по поверхности
циклоидального конуса на модельной установке 103
4.3.2 Экспериментальное исследование процесса сползания мате¬
риала по поверхности обычных конусов на модельной уста¬новке 108
4.4 Хозяйственные испытания самокормушки 112
4.5 Определение оптимального числа кормомест при свободном дос¬тупе животных к самокормушке 114
4.6 Проектирование и расчет кормовой площадки на 100 голов овце¬маток 122
5 Экономическая и энергетическая эффективность технологического
процесса скармливания сена овцам 127
5.1 Расчет экономической эффективности 127
5.2 Расчет энергетических затрат 130
Общие выводы и предложения 133
Рекомендации производству 135
Список использованной литературы 136
Приложения 147

Актуальность темы исследования. В настоящее время овцеводство оказалось в кризисном состоянии, вследствие чего в целом по России поголо¬вье овец и коз снизилось к уровню 1990 г. в 3,4 раза. Одной из причин бедст¬венного положения дел в отрасли является использование высокозатратных технологий производства продукций овцеводства. Повсеместно применяемая технология овцеводства в России всегда предполагала большие материальные, энергетические и трудовые затраты. В современных экономических условиях она оказалась неэффективной и привела к убыточности отрасли.
Из-за низкой эффективности работы крупных и средних овцеводческих ферм в последнее время прослеживается устойчивая тенденция перераспреде¬ления количества животных в зависимости от категории хозяйств. При сокра¬щении численности овец в крупных и средних сельскохозяйственных пред¬приятиях их численность возросла в фермерских хозяйствах и хозяйствах на¬селения и сегодня составляет порядка 74% от общего количества.
Существующие тенденции и структурные изменения в овцеводстве сви-детельствуют о том, что в решении задач по увеличению производства про¬дукции овцеводства все большее значение приобретают малые и не типовые овцефермы, в которых применяется простое и недорогое оборудование.
Для позитивных изменений сложившейся кризисной ситуации в овце¬водстве необходимо освоение ресурсосберегающих технологий. Резервы по¬вышения эффективности производства овцеводства необходимо искать, в пер¬вую очередь, внутри самой отрасли. Специфической её особенностью является малозатратность: овцы не нуждаются в теплых капитальных помещениях, их продукцию можно получать при малом расходе энергии, так как для обслужи¬вания поголовья не требуются дорогостоящие машины. Основными видами издержек в овцеводстве являются стоимость израсходованных кормов и опла¬та труда.
Следовательно, для повышения доходности отрасли необходимо макси-мально возможно удлинить пастбищное содержание овец с использованием продуктивного потенциала животных. Стоимость пастбищной кормовой еди¬ницы многократно дешевле, чем при использовании заготовленных кормов. Такой выпас более экономичен, нежели скашивание, измельчение, транспор¬тировка и раздача корма по кормушкам. Такая технология дает возможность выпасать животных в течение всего пастбшцно-стойлового зимнего периода по незаснеженной траве пастбища, в том числе и по кулисам с высокостебель¬чатыми культурами (сорго, кукуруза). При уплотненном снежном насте и сильной заснеженности выпасов овцам скармливается заготовленное на зиму сено из страхового запаса.
Однако, даже с применением ресурсосберегающих технологий, при со-держании овец в зимний период наиболее трудоемким и энергоемким в овце¬водстве для любой формы собственности хозяйств остается процесс раздачи грубых кормов овцам.
Для механизации процесса раздачи кормов на овцеводческих фермах предполагается применение мобильных кормораздатчиков, не имеющих непо-средственной связи с овчарней, и транспортных устройств стационарного ти¬па.
Однако, в настоящее время раздача рассыпного сена в подавляющем большинстве хозяйств осуществляется вручную, так как выпускаемые кормо-раздатчики типа КТУ-10 для раздачи неизмельченного рассыпного сена про¬сто неприменимы, а приобретение дополнительно измельчителей для овце¬ферм с малым поголовьем связанно с большими затратами и неоправдано экономически. Стационарные кормораздатчики применения не получили, так как в овчарнях работают непродолжительное время и имеют высокую стои¬мость. Получающая распространение технология раздачи прессованного в тю¬ки и рулоны сена с измельчением является высокоэнергоемкой и требует от фермера больших материальных затрат.
Итак, для фермеров и крестьянских хозяйств населения остается до сих пор проверенный - традиционный, ручной способ раздачи грубых кормов из тракторных прицепов типа 2ПТС-4 или гужевых повозок. При этом очень ценные в кормовом отношении цветочные головки и листья сена оббиваются в процессе транспортировки, измельчения, погрузки, разгрузки. По существую¬щей промышленной технологии богатый питательными веществами корм, за¬ключенный в цветочных головках и листьях, не попадает в рацион овец из-за потерь во время доставки в кормушки и раздачи.
Это обуславливает необходимость разработки и усовершенствование средств механизации для упрощения процесса раздачи сена овцам, так как именно этот технологический процесс остается наиболее трудоемким, вслед¬ствие чего требует значительных трудозатрат от общего объема работ по ухо¬ду и содержанию животных. Особенно острым этот вопрос является для фер-. мерских хозяйств и хозяйств населения.
Целью работы является обоснование параметров самокормушки для скармливания рассыпного сена овцам, обеспечивающих снижение эксплуата-ционных и трудовых затрат.
Объект исследования - технологический процесс самоподачи сена ов¬цам из самокормушек с использованием различной кривизны формы основа¬ния.
Предмет исследования - режимные характеристики и параметры, влияющие на качественные показатели процесса кормления овец.
Методы исследований включали аналитическое описание взаимосвязи животного с самокормушкой, а также процесса подачи сена овцам при раз¬личных формах основания с использованием положений теории массового об¬служивания, методов математического анализа, методов проведения экспери¬ментальных работ и математического моделирования.
Рабочей гипотезой исследования явилось предположение о том, что возможна раздача рассыпного сена низкозатратным, энерго- и трудосбере¬гающим способом в крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйст¬вах, достигаемая путем выбора соответствующей конструкции основания са¬мокормушки, при которой наблюдается самоподача неизмельченного сена.
Научная новизна заключается в разработке нетрадиционной установки для скармливания рассыпного сена овцам в стойловый период; исследовании процесса взаимосвязи животного с самокормушкой и получении аналитиче¬ских зависимостей по обоснованию ее формы; разработке алгоритма и про¬граммного обеспечения по обоснованию оптимального числа самокормушек для заданного поголовья овец; энергетической оценке процесса раздачи гру¬бых кормов с применением самокормушек. Новизна технических решений за¬щищена патентом на изобретение РФ и двумя свидетельствами на полезную модель РФ.
Научные положения и результаты, выносимые на зашиту:
- исследования процесса взаимосвязи животного с самокормушкой и получение аналитических зависимостей по обоснованию формы самокормуш¬ки;
- алгоритм расчета оптимального числа самокормушек при заданном поголовье овец;
- предложения об уменьшении энергетических и трудовых затрат, свя¬занных с раздачей грубых кормов в овцеводстве, также применительно к ус¬ловиям фермерских и личных подсобных хозяйств.
Практическая ценность состоит в разработке устройства для скармли¬вания овцам рассыпного сена, объединившего в технологической схеме опе¬рации хранения и раздачи корма из стога. Самокормушка для скармливания грубых кормов овцам предназначена для крестьянских, фермерских и личных подсобных хозяйств, где содержится значительное поголовье овец и коз.
Предложенный алгоритм расчета оптимального числа самокормушек при заданном поголовье овец может быть использован для оптимизации числа самокормушек применительно к другим видам животных: поголовью дойных коров, крупному рогатому скоту, свиньям и др.
Реализация результатов работы выполнена в крестьянских, фермер¬ских и личных подсобных хозяйствах Кочубеевского и Петровского районов Ставропольского края.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, об¬суждены и одобрены на научно-технических конференциях Ставропольского государственного аграрного университета в 2001...2003 годах; на Всероссий¬ской научной конференции молодых ученых, аспирантов, студентов «Пер¬спектива - 2003» в Кабардино-Балкарском государственном университете им. Х.М. Бербекова (г. Нальчик, 2003 г.); на научно-технической конференции в Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно¬град, 2003 г.); на Международной научно-практической конференции «Про¬блемы и перспективы овцеводства и козоводства» в Ставропольском НИИ жи¬вотноводства и кормопроизводства (г. Ставрополь, 2005 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе патент на изобретение РФ и два свидетельства на полезную модель РФ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, рекомендаций производству, списка исполь¬зованной литературы из 116 наименований (из них 6 на иностранном языке) и 12 приложений. Работа изложена на 146 страницах машинописного текста, со¬держит 39 рисунков и 18 таблиц.

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1. Одной из главных причин убыточности отрасли овцеводства является ис-пользование прежних технологий содержания овец, которые являются материа- ло- и энергоемкими, не имеют направленности к ресурсосбережению и поэтому в современных экономических условиях оказались неэффективными. Наиболее трудоемким и энергоемким продолжает оставаться процесс раздачи рассыпного сена овцам, т.к. в подавляющем большинстве хозяйств раздача осуществляется вручную.
2. Один из элементов малозатратной технологии кормления овец для фер-мерских хозяйств и хозяйств населения является разработанная нами дешевая в изготовлении и простая в обслуживании самокормушка (патент на изобретение № 2231255), которая обеспечивает сохранность и непрерывную самоподачу не-измельченного сена к овцам в процессе кормления.
3. Результаты теоретических исследований по обоснованию конструктив¬ных параметров самокормушки показывают их зависимость от промеров экс¬терьера животных и физико-механических свойств корма. Исследованиями ус¬тановлено, что оптимальными параметрами самокормушки являются: радиус основания 1,5 м, расстояние между боковыми стойками 0,25 м, высота желоба 0,3 м, высота боковых стоек 1,1м.
4. Самоподача сена в самокормушке от центральной её части к периферии вниз осуществляется с применением в основании циклоидального конуса с уг¬лом основания 30° и высотой 1,8 м. Для обеспечения стабильного процесса са¬моподачи материала для таких связанных материалов как сено, необходимо выполнить диаметральный разрез стога или при укладке сена в самокормушку заложить диаметральную плоскость.
5. Разработано программное обеспечение для расчета на ЭВМ оптимально¬го количества кормомест и числа самокормушек для любого поголовья живот¬ных при свободном групповом доступе их к корму. Спроектирована кормовая
площадка с расстановкой оборудования для скармливания поголовью в 100 ов¬цематок заготовленного на зимний стойловый период страхового запаса сена.
Капитальные вложения в зависимости от принятого варианта изготовле¬ния самокормушки составляют от 39 до 130 тыс. руб. и окупаются соответст¬венно в течение 0,3 и 1,0 лет. Затраты труда за счет исключения ежедневной раздачи корма животным в сравнении с базовой технологией снижаются в 4,4 раза (с 286,8 до 65,0 ч). Внедрение предлагаемых технологических и техниче¬ских решений с применением самокормушек вместо использования базовой технологии позволяет получать чистый дисконтированный доход за период экс¬плуатации (5 лет) в 143,0...215,8 тыс. руб. на 100 овцематок. Удельные энерго¬затраты по разработанному оборудованию составили 0,31...0,66 ГДж, что в 5... 10 раз менее энергоемко по сравнению с базовой технологией ежедневной раздачи сена овцам.