Мобильная линия: экспериментальный измельчитель кормов

Текст: В. Г. Кушнир, д-р техн. наук, проф.; Н. В. Гаврилов, канд. техн. наук, доц.; В. Р. Юнкинд, магистрант, Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

В современных условиях актуальной задачей для малых животноводческих ферм, специализирующихся на КРС, является повышение эффективности питательных свойств кормов. Данная цель может быть достигнута за счет использования многокомпонентных смесей, для изготовления которых необходимы специализированные конструктивно-режимные технологии.

Известно, что применение комплексных рационов снижает расходы на обеспечение полноценного питания и повышает продуктивность животных, что в конечном счете сокращает себестоимость производства. Анализ работы отечественных и зарубежных ферм и комплексов КРС показал, что одним из условий уменьшения трудовых затрат на выпуск продукции животноводства является установка поточных технологических линий приготовления и раздачи кормов.

СХЕМА УСТАНОВКИ

Для определения перспективности использования подобных специальных установок на малых животноводческих предприятиях с целью развития их комплексной механизации специалисты Костанайского государственного университета им. А. Байтурсынова провели ряд практических опытов. В процессе экспериментальных исследований они решали несколько основных задач. Прежде всего, определялись физико-механические свойства кормов, подлежащих обработке, а также изучалось влияние конструктивно-режимных параметров измельчителя на его производительность.

Исследование процесса измельчения и равномерности заполнения кормом бункера агрегата проводилось на сконструированной экспериментальной установке, состоявшей из специальной емкости с колесным ходом. В задней части оборудования был смонтирован грейферный погрузчик с телескопической стрелой с захватом, а также измельчающий барабан. Перемалывающее устройство включало ротор с шарнирно подвешенными молотками-лопастями, над которыми размещалась ограничительная решетка. Управление гидравлическим грейферным захватом и стрелой осуществлялось с помощью распределителя. Спереди кормораздатчика была расположена сница, служащая для сцепки с трактором. Перед выгрузным окном был установлен распределяющий барабан. Для устойчивости при погрузке грейферным захватом использовались специальные опоры. Масса кормов перемещалась вдоль бункера с помощью продольного транспортера.

СТРОЙНАЯ РАБОТА

Собранная специалистами экспериментальная установка позволяла в необходимых пределах варьировать значения факторов, влияющих на исследуемые процессы. Угловая скорость вращения ротора измельчителя корректировалась с помощью сменных звездочек, а выход рабочей части Н-образных молотков ротора устанавливался путем изменения угла наклона пластин ограничительной решетки. При этом сменные звездочки применялись для переключения частоты колебаний распределяющего козырька. Привод ротора измельчителя осуществлялся от электродвигателя через трансмиссию, включающую цепные передачи, карданные валы, конический редуктор и муфту переключения. При необходимости последняя могла с помощью рычага соединять мотор с ротором оборудования или с продольным и поперечным транспортерами, а также битерами. Приведение в действие поворотного козырька производилось от электропривода, состоящего из двигателя, червячного редуктора, цепной передачи со сменными звездочками и кривошипно-шатунного механизма, а рабочих органов гидроманипулятора — посредством гидростанции. Включение электродвигателя привода ротора измельчителя и дозирующего устройства экспериментальной установки шло по двум вариантам — с помощью магнитного пускателя и кнопочной станции или за счет первого механизма и реле времени. Электрическая схема управления была собрана таким образом, что контакты реле времени были подключены в систему параллельно соединениям кнопки «пуск».

ВЫЧИСЛИТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Исследование процессов измельчения и распределения кормов в бункере экспериментальной установки проводилось на стебельном корме, представленном соломой пшеничной и сформированном в малогабаритные рулоны, а также на картофеле и их смеси. Средневзвешенная длина частиц обработанного стебельного корма определялась по специальной формуле, в которой учитывались l_k, l_н — размерные границы фракций в миллиметрах, N — их количество, m — масса всей навески в граммах, m_i — вес навески i-й части. Объемная масса кормов, или их насыпная плотность, вычислялась путем взвешивания порции в мерной емкости, размер которой составлял один кубический метр, и равнялась частному от деления количества сырья на его объем. Влажность материала устанавливалась с помощью высушивания навески того или иного вида корма и подсчитывалась по формуле W_k = ((b — a) / b)) * 100%, где W_k — влажность соответствующего корма в процентах, b — масса его исходной навески, a — вес высушенной части. Производительность измельчителя устанавливалась посредством умножения массы переработанной порции растительного сырья в килограммах на 3600, а затем делением этого произведения на время приготовления в секундах.

ЭКОНОМИЯ РЕСУРСОВ

Проведенный специалистами анализ существующих технологических линий приготовления и раздачи кормов на малых фермах КРС показал, что для повышения эффективности данных процессов целесообразно использовать в этих схемах раздатчики-смесители с объемом бункера 2,5–5,5 куб. м. При этом агрегатные модули должны совмещать максимально возможное число операций. Кроме того, неоднородность смешивания корма, а также неравномерность его распределения в бункере и при выдаче должны находиться в допустимых пределах. В связи с этим было экспериментально определено, что оптимальными конструктивно-режимными параметрами измельчающего устройства, установленными зоотехническими требованиями, являются угловая скорость ротора измельчителя, равная 195 с^–1, и интенсивность колебаний козырька оборудования, составляющая 65 кол/мин. Также посредством опытов ученые выявили, что производительность перемалывающей установки увеличивается с возрастанием угловой скорости ротора и зависит от вида кормового продукта, его плотности, влажности, а также от выхода рабочей части Н-образных молотков над ограничительной решеткой.

Таким образом, проведенные специалистами Костанайского государственного университета им. А. Байтурсынова исследования показали, что использование разработанного мобильного агрегата с предложенным измельчителем обеспечивает приготовление и раздачу кормовых продуктов и смесей с минимально возможными затратами труда и средств. В результате при практическом использовании подобной установки годовой экономический эффект в ценах 2017 года может составлять 1,331 млн рублей. При этом снижение энергоемкости процессов измельчения и распределения кормовых продуктов позволяет добиться экономии в размере 367,344 тыс. рублей.