Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Елисеев Михаил Семенович. Совершенствование средств механизации и повышение эффективности раздачи кормов телятам молочного периода : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 Саратов, 2006 441 с. РГБ ОД, 71:06-5/353

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 8

Глава 1. Состояние проблемы. Цель и задачи исследований 13

1.1. Состояние вопроса кормления и содержания телят

молочного периода 13

1.2. Средства механизации процесса кормления телят

молочного периода 20

  1. Классификация и анализ средств механизации процесса выпойки телят 20

  2. Классификация и анализ средств механизации кормления

телят концентрированными кормами 43

1.2.3. Классификация и анализ средств механизации

выдачи стебельных кормов 60

1.2.4. Цель и задачи исследований 73

Глава 2. Разработка и обоснование конструкции

технических средств механизации процесса кормления

телят молочного периода 76

2.1. Разработка процесса выращивания телят 76

  1. Определение ведущего фактора выращивания телят 80

  2. Разработка математической модели оптимального

управления процессом выращивания телят 87

2.1.3. Дискретный подход к моделированию процесса выращивания
телят с использованием динамического программирования 96

2.2. Разработка средств механизации раздачи жидких кормов телятам 98

  1. Описание конструктивно-технологической схемы установки с поилками, расположенными на замкнутом транспортерном контуре 98

  2. Описание конструктивно-технологической схемы установки непрерывно-дискретного действия с сосково-чашечными поилками 106

  3. Описание конструктивно-технологической установки с горизонтально расположенными вращающимися цилиндрическими емкостями 113

2.3. Разработка конструктивно-технологической схемы

установки для дозированной выдачи концентрированных кормов 117

2.4. Обоснование конструктивно-технологической

схемы раздатчика стебельных кормов 121

Глава 3. Теоретические исследования технических средств

механизации процесса кормления телят 126

3.1. Теоретические исследования процесса выпойки и

обоснование параметров установки с поилками, расположенными

на замкнутом транспортерном контуре 126

3.1.1. Анализ режимов истечения жидкости

из резервуаров при различных условиях 129

  1. Обоснование времени заполнения дозаторов установки 134

  2. Обоснование времени слива дозы из дозатора установки 149

  3. Мощность, затрачиваемая на привод установки в процессе выпойки телят 153

3.2. Теоретические исследования технологического процесса и
обоснование параметров установки для выпойки телят
непрерывно-дискретного действия с сосково-чашечными поилками 155

  1. Технологический цикл, подача установки 155

  2. Обоснование режимных и конструктивных

параметров дозатора непрерывно-дискретного действия 158

  1. Определение времени слива дозы корма в кольцевой накопитель 165

  2. Определение времени потребления дозы корма теленком

через сосковую поилку 171

3.3. Теоретический анализ процесса дозирования жидких кормов
установки с горизонтально расположенными вращающимися
цилиндрическими емкостями 173

3.3.1. Обоснование технологических параметров установки

для выпойки телят 173

3.3.2. Определение конструктивных параметров и времени

истечения жидкости из дозирующей емкости 174

3.3.3. Расчет времени скармливания объема корма через

сосковую поилку в зависимости от создаваемого вакуума 184

3.4. Теоретический анализ рабочего процесса и обоснование
параметров установки для кормления телят концентрированными
кормами 186

  1. Скорость истечения корма из бункера через выходное окно переменного сечения 186

  2. Производительность истечения корма из бункера через выходное отверстие переменного сечения 191

  3. Определение частоты вращения барабана дозатора и времени опорожнения порционной ячейки 194

3.5. Теоретический анализ рабочего процесса и обоснование параметров
установки для выдачи стебельных кормов телятам 198

3.6. Выводы 206

Глава 4. Экспериментальные исследования технических средств
механизации раздачи кормов телятам
209

  1. Программа и методика экспериментальных исследований 209

  2. Исследование процесса выдачи жидкого корма 210

4.2.1 Лабораторная установка с замкнутым транспортерным

контуром 210

  1. Лабораторная установка для определения подачи жидкого корма в секторный кольцевой накопитель и времени его опорожнения 216

  2. Методика лаборатоырных исследований процесса дозирования жидкого корма установкой с вращающимися цилиндрическими емкостями 228

  1. Экспериментальные исследования установки для выдачи концентрированных кормов 233

  2. Экспериментальные исследования раздатчика стебельных

кормов 239

4.5. Результаты и анализ экспериментальных исследований 243

4.5.1. Результаты и анализ исследований физико-механических

свойств кормов, выдаваемых телятам 243

  1. Результаты и анализ исследований процессов заполнения дозаторов жидким кормом и слива из них дозы установки с замкнутым транспортерным контуром 246

  2. Результаты экспериментальных исследований установки непрерывно-дискретного действия с сосково-чашечными поилками 256

  3. Результаты экспериментальных исследований установки с вращающимися цилиндрическими емкостями 265

  4. Результаты экспериментальных исследований установки для выдачи концентрированных кормов 272

  5. Результаты экспериментальных исследований раздатчика стебельных кормов 281

4.6. Выводы 287

Глава 5. Производственные испытания и экономическая оценка
технических средств механизации раздачи кормов телятам
291

  1. Производственные испытания технических средств механизации раздачи жидких кормов телятам 291

  2. Производственная проверка установки для кормления телят концентрированными кормами 295

  3. Производственные испытания установки для выдачи стебельных кормов 297

  4. Внедрение разработок в производство 298

  5. Экономическая оценка технических средств механизации

раздачи жидких кормов телятам 300

  1. Расчет годового экономического эффекта по приведенным затратам 301

  2. Расчет лимитной цены 303

  3. Расчет сокращения непроизводительного расхода жидких

кормов при использовании предлагаемых средств механизации 304

5.5.4. Результаты расчетов экономической эффективности

раздачи жидких кормов телятам установкой с сосковыми поилками 305

  1. Результаты расчетов экономической эффективности раздатчика концентрированных кормов 307

  2. Результаты расчетов экономической эффективности

раздатчика стебельных кормов 311

Общие выводы 315

Список литературы 319

Приложения 340

Введение к работе:

Важным условием безопасности страны является повышение уровня обеспечения населения продуктами питания за счет собственного производства. Продовольственная независимость страны считается нормальной, если удельный вес отечественного продовольствия составляет не менее 80 %.

Чтобы полностью удовлетворить потребность населения России в продуктах животного происхождения к 2010 г., необходимо производить 56 млн т молока, 11 млн т мяса.

Долгосрочной стратегией Министерства сельского хозяйства России и Россельхозакадемии, направленной на поддержание и развитие инженерно-технической сферы агропромышленного производства, определен ряд направлений:

повысить эффективность производства продукции животноводства за счет применения прогрессивных автоматизированных комплексов машин, обеспечивающих снижение удельных затрат ресурсов на получение продукции - рабочего времени, кормов и энергии;

создать системы машин для комплексной механизации процессов и операций на фермах с разными уровнями конструкций, форм собственности, способами содержания и кормления животных;

повысить производительность труда в животноводстве в 2-3 раза, снизить удельные затраты кормов и энергии на 25—45 %.

Для достижения поставленных целей особое внимание необходимо уделять выращиванию ремонтного молодняка. С точки зрения физиологии, при выращивании ремонтного молодняка требуется жесткое нормирование выдачи жидкого корма и строгое соотношение между количеством потребляемого жидкого и грубого корма [1,2].

Эффективность выращивания молодняка определяется в большей мере скоростью роста телят, зависящей от рациона и схемы их кормления, способа

содержания, параметров микроклимата, возникновения и преодоления стрессов в результате резкого изменения любого фактора.

Одним из самых важных процессов выращивания телят молочного периода является их кормление. Так, на кормление телят приходится до 60-70 % общих затрат труда [3, 4, 5].

Кормление телят молочного периода имеет свои особенности, что связано с функционированием у них в первые дни жизни только желудка, так как преджелудки еще не развиты. При выращивании молодняка требуется обеспечить условия для подготовки пищеварительной системы телят к эффективному потреблению объемистых кормов, являющихся основным кормом для взрослых животных [6, 7, 8, 9].

Снижение огромных затрат труда на кормление телят возможно только при механизации и автоматизации процесса, для чего необходимы новые технические средства.

Новые способы и средства механизации и автоматизации являются основой осуществления ресурсосберегающих технологий. Необходимо создавать комплексы машин и оборудования для содержания и обслуживания телят в возрасте до 6 месяцев, включающие в себя технические средства выпойки жидкого корма, выдачи концентрированных и стебельных кормов. При создании машин особую актуальность приобретает вопрос о снижении непроизводительного расхода кормов за счет более точного их дозирования при выдаче.

Производительное использование кормовой базы, предполагающее строго нормированное кормление животных и отсутствие потерь корма в процессе раздачи, - основной резерв повышения эффективности выращивания молодняка.

Недостаточная эффективность применяемых устройств объясняется несоответствием выдаваемых доз требуемым. В результате телята или не получают достаточного количества питательных веществ, что ведет к их

отставанию в росте, или непроизводительно перерасходуют корма [10, 11, 12, 13].

До настоящего времени нет средств механизации раздачи кормов телятам, обеспечивающих дозированную выдачу в соответствии с зоотехническими требованиями.

Таким образом, разработка и обоснование новых ресурсосберегающих конструктивно-технологических средств механизации раздачи кормов телятам, обеспечивающих повышение эффективности данного процесса, является актуальной проблемой, решение которой имеет важное хозяйственное значение.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: повышение эффективности процесса кормления телят молочного периода путем разработки и оптимизации параметров новых ресурсосберегающих технологий и технических средств механизации.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ: технологический процесс кормления телят молочного периода.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ: средства механизации раздачи кормов и процессы выдачи их телятам молочного периода.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ: в качестве основных методик использовались: методика системных исследований, логика научных исследований, теория планирования эксперимента, методы физического и математического моделирования, математического анализа. На этой основе разработаны частные методики лабораторно-полевых исследований и производственных испытаний средств механизации процесса кормления, переноса результатов лабораторно-полевых исследований на производственные образцы рабочих органов средств механизации процесса кормления.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

-на основе исследований кормов и физико-механических процессов взаимодействия с ними рабочих устройств-дозаторов разработаны новые конструктивно-технологические схемы ресурсосберегающих раздатчиков;

- разработаны математические модели, описывающие систему «дозатор раздатчика - корм - теленок» и характеризующие влияние комплекса эксплуатационных, конструктивных, режимных факторов и физико-механических свойств кормов на качественные критерии оптимизации;

-получены математические модели, позволяющие определять качественные показатели работы раздатчиков кормов при различных конструктивных и режимных параметрах;

-оптимизированы, аналитически обоснованы режимные и конструктивные параметры новых технических средств механизации раздачи кормов телятам.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.

Результаты исследований позволяют решить проблему ресурсосбережения при кормлении телят, создать научно обоснованные направления совершенствования существующих и разработки новых конструктивно-технологических схем устройств для механизации раздачи кормов телятам.

Применение результатов исследований обеспечивает сокращение затрат труда до 35 %, расхода электроэнергии на 20...30 %, непроизводительного расхода кормов до 12 %, срока достижения продуктивного возраста животных на 1-2 мес. Созданные устройства позволяют осуществлять выдачу всех видов кормов телятам молочного периода — жидких, концентрированных, стебельных. Полученные математические выражения позволяют определять энергетические и качественные показатели проводимых работ, обосновать основные конструктивные и режимные параметры раздатчиков кормов телятам.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты исследований одобрены и использованы Всероссийским научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ВИИТИН, г. Тамбов) при разработке средств механизации кормления телят. Техническая документация передана заводам ООО «Сельмаш-Калитва» Ростовской

области, ОАО «Саратовский завод «Серп и молот» Саратовской области для работы над опытными образцами кормораздаточных устройств. Технические средства механизации кормления внедрены в хозяйствах Саратовской, Волгоградской, Ярославской, Пензенской областях и в Краснодарском крае.

Материалы исследований включены в рекомендации, разработанные с участием автора. Результаты исследований использованы в рекомендованных Министерством сельского хозяйства РФ для студентов сельскохозяйственных вузов, обучающихся по агроинженерным специальностям, трех учебных пособиях и монографии.

Комплект технической документации заложен в фонд Саратовского и Ярославского ЦНТИ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательской работы за 1983...2004 гг. Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова; на Международной научно-практической конференции в Кубанском ГАУ (Краснодар, 2001 г.); на Поволжской межвузовской конференции в Самарской ГСХА «Совершенствование машиноиспользования и технологических процессов АПК» (Самара, 2001 г.); на научно-технической конференции в Челябинском ГАУ в 1987, 1992 гг., Пензенском СХИ в 1991 г., на заседаниях НТС Ярославского областного управления сельского хозяйства в 1991 г. Материалы диссертации доложены и одобрены на научно-техническом совете Министерства сельского хозяйства и продовольствия Саратовской области в 2002 г; на расширенном заседании кафедры «Сельскохозяйственные машины» Саратовского ГАУ в 2005 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 44 работы, в том числе 15 авторских свидетельств и патентов, 3 учебных пособия с грифом МСХ РФ, учебное издание - монография, 8 статей в изданиях по «Перечню ВАК». Общий объем публикаций 83,5 печ. л., из них лично соискателю принадлежит 39,75 печ. л. В работе использованы материалы собственных

исследований автора и результаты, полученные совместно с аспирантами, ныне кандидатами технических наук Губейдулиным Х.Х., Загоруйко М.Г., Елисеевым И.И., работавшими под научным руководством автора.

В работах, выполненных в соавторстве, автором сделан основной вклад, заключающийся в формулировании целей и задач исследований, теоретической части и личном участии в проведении экспериментальных исследований.

НА ЗАЩИТУ выносятся следующие НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

-теоретическое обоснование конструктивно-технологических схем устройств кормления телят;

— математические модели процессов взаимодействия дозирующих устройств с кормом и полученные на их основе аналитические выражения для определения качественных показателей рабочего процесса кормления с учетом конструктивных, режимных, эксплуатационных факторов и физико-механических свойств кормов;

-экспериментальные зависимости, позволяющие определить качественные показатели работы при различных значениях конструктивных и режимных параметров кормораздаточных устройств;

-результаты теоретической и экспериментальной оптимизации полученных параметров.

Подобные работы
Коновалов Владимир Викторович
Повышение эффективности средств механизации приготовления и выдачи кормосмесей в свиноводстве
Волков Игорь Евгеньевич
Технологические и конструктивные решения повышения эффективности вакуумных средств механизации молочного животноводства
Матвеев Александр Сергеевич
Использование дилерской службы для повышения эффективности работы средств механизации в природообустройстве
Гумаров Гали Сагингалиевич
Повышение эффективности технологического процесса и технических средств механизации водоснабжения сельскохозяйственных животных в пастбищных условиях
Доценко Сергей Михайлович
Технологическое обоснование повышения эффективности работы бункерных накопителей и дозаторов в поточных линиях раздачи стебельных кормов на фермах и комплексах крупного рогатого скота
Агузаров Алан Маирбекович
Разработка технологии и совершенствование средств механизации приготовления сенажа из трав субальпийских лугов в условиях Республики Северная Осетия-Алания
Саенко Юрий Васильевич
Совершенствование средств механизации приготовления и раздачи влажных мешанок животным с обоснованием параметров кормораздающего устройства
Губейдуллин Харис Халеуллович
Совершенствование технологий и средств механизации раздачи жидких и полужидких кормов
Семыкин Владимир Анатольевич
Совершенствование технологии и средств механизации производства сахарной свеклы в ЦЧР на агроэкологической основе
Бряков Валерий Константинович
Совершенствование технологии и средств механизации для получения концентрированного корма на основе послеспиртовой барды и семян сои

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net