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:

Макаров Сергей Анатольевич. Повышение эффективности технологического процесса блочной выемки силоса и сенажа из траншейных хранилищ и обоснование параметров рабочего органа погрузчика : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Саратов, 2003 186 c. РГБ ОД, 61:04-5/1813

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Технология заготовки и способы хранения консервированных

кормов 11

  1. Способы разгрузки траншейных хранилищ 18

  2. Характеристика погрузчиков для выемки консервированных кормов 21

  3. Анализ разработок и исследований по механизации выемки консервированных кормов из траншейных хранилищ 42

  4. Выводы, цели и задачи исследований 47

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА
БЛОЧНУЮ ВЫЕМКУ КОНСЕРВИРОВАННЫХ КОРМОВ.

2.1. Теоретические основы блочной выемки силоса и сенажа 50

  1. Конструктивно-технологическая схема погрузчика 50

  2. Конструкция и условия работы ножа 54

  3. Производительность погрузчика консервированных

кормов 57

2.2. Резание консервированного корма 61

  1. Реологическая модель силосного массива 61

  2. Процесс взаимодействия лезвия с упруговязким

материалом. Затраты энергии на отрезание блока 63

2.2.3. Математическая модель взаимодействия ножа

с материалом 68

2.2.4. Сопротивления перемещению ножа в толще материала 72

2.2.4.1. Сопротивления резанию, возникающие на лезвии

режущего элемента 72

2.2.4.2 Сопротивление внедрению фасок лезвия режущего

элемента и несущей пластины 76

2.2.4.3. Силы трения материала о фаски лезвия режущего
элемента и несущей пластины ножа 83

2.2.4.4. Сопротивление перемещению ножа от сил обжатия 84

2.2.5. Графическое отображение мощности на операцию резания... 85

2.3. Выводы 85

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАННИЙ.

3.1. Исследование физико-механических свойств
консервированных кормов 88

  1. Программа исследований 88

  2. Методика исследований физико-механических свойств силоса 89

  3. Определение удельных сопротивлений резанию силосного

массива 90

3.2. Методика проведения лабораторно-полевых

экспериментальных исследований 95

  1. Программа исследований 95

  2. Экспериментальная установка 95

  3. Тарирование средств измерения 105

  4. Определение погрешности средств измерения 108

  1. Методика обработки опытных данных 110

  2. Методика производственных испытаний погрузчика для блочной выемки консервированных кормов из траншейных хранилищ 111

  3. Выводы 113

4.РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.

4.1. Результаты исследований физико-механических свойств
консервированных кормов 114

  1. Плотность и влажность силоса и сенажа 114

  2. Зависимость коэффициента трения движения от влажности

и плотности консервированных кормов 115

4.1.3. Удельные сопротивленя резанию силосного массива 116

4.2. Анализ энергоемкости рабочего процесса 118

  1. Результаты испытаний ножей на работоспособность 118

  2. Мощность привода механизма резания 120

  3. Мощность подачи механизма привода 122

4.3. Результаты производственных испытаний опытного образца

погрузчика силоса и сенажа 127

  1. Технологический процесс блочной выемки 127

  2. Анализ времени рабочего цикла 131

4.4. Эффективность рабочих органов универсальных погрузчиков

на выемке консервированных кормов 133

4.5. Экономическая оценка погрузчика консервированных кормов. 137

4.5.1. Экономическая эффективность производства и

использования нового погрузчика 137

4.5.2. Расчет экономической эффективности по качеству
продукции 142

4.6. Выводы 146

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 147

ЛИТЕРАТУРА 149

ПРИЛОЖЕНИЯ 159

Введение к работе:

Животноводство - одна из важнейших отраслей сельского хозяйства, удовлетворяющих потребности населения в продуктах питания, а также обеспечивающих сырьем различные отрасли промышленности. Одним из условий успешного развития животноводства является создание прочной кормовой базы и, в частности, увеличение производства и сохранности консервированных кормов.

В сельском хозяйстве большинства зарубежных стран важное значение придается повышению эффективности использования кормов, в том числе консервированных, за счет совершенствования способов заготовки, хранения и выемки из хранилищ. Основным показателем качества консервированных кормов для животноводства является максимальное содержание в них питательных веществ и витаминов. Наиболее распространенные способы консервирования зеленых кормов - силосование и сенажирование. В России, как и за рубежом, заготовка кормов ведется в основном в наземные облицованные траншейные хранилища. Достоинство траншейных хранилищ - возможность в короткие сроки заготавливать большое количество консервированного корма, обеспечивая широкий фронт работ при закладке и трамбовке массы, а также использования в них всех видов мобильного транспорта. Это и предопределило широкое распространение и перспективность траншейных хранилищ.

Для получения высококачественного силоса или сенажа непосредственно на стадии скармливания необходимо особо тщательно подходить к выемке корма. Главное требование при выгрузке кормов - предотвращение доступа воздуха в кормовой массив.

В сельскохозяйственной практике России на выемке консервированных кормов применяются грейферные и фронтальные погрузчики. Работа этих погрузочных средств основана на способе отделения порций корма отрывом. Указанные машины, имея достаточно высокую производительность, универ-

сальность, надежность, маневренность, повсеместно применяются, хотя и не отвечают агрозоотехническим требованиям в плане сохранения плотной поверхности кормового массива. Они разрыхляют поверхность массива на значительную глубину и создают условия вторичной ферментации ценного и дорогостоящего корма. Поэтому фронтальные и грейферные погрузчики с серийными рабочими органами нельзя считать эффективными и необходимо рассматривать их применение как вынужденную меру.

Требованию сохранности качества консервированных кормов при выемке наиболее полно отвечают способы фрезерования и сгребания. Отделение массы корма фрезерованием осуществляется при вращательно-поступательном движении фрезбарабана, а сгребанием - цепочно-планчатым отделителем. Такие отделители применяются в конструкциях смесителей-раздатчиков зарубежных производителей, однако погрузчиков непрерывного действия с подобными рабочими органами отечественная промышленность в настоящее время не выпускает.

В сельскохозяйственной практике стран Западной Европы за последние два десятилетия широкое распространение получила блочная выемка силоса и сенажа. При ней исключаются потери корма из-за вторичной ферментации, так как не нарушается целостность остающегося в хранилище корма. Вырезанный корм не остывает. Это особенно важно при кормлении животных в зимнее время. После выемки корма блоками массив остается плотным не только по вертикальной, но и по горизонтальной поверхности технологической выработки. Широкое использование погрузчиков для вырезания блоков обусловлено высокой производительностью и универсальностью. Все это делает способ наиболее перспективным. Поэтому вполне своевременной и актуальной для России является задача разработки скорейшего производства погрузочных средств для отделения корма в виде блоков.

Основой внедрения такой техники для животноводства является «Федеральная Система технологий и машин для производства и переработки сель-

скохозяйственной продукции» и Федеральная программа стабилизации и развития инженерно-технической сферы агропромышленного комплекса России «Техника для продовольствия России на 1999 - 2005 годы», разработанные научно-исследовательскими институтами Россельхозакадемии [1]. Работа выполнялась 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), научным направлением «Механика и процессы агроинженерных систем» и комплексной темой №4 НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова» «Разработка технического обеспечения аграрных технологий, раздел №5 «Обоснование процессов и средств погрузки для аграрных технологий». Согласно «Стратегии машинно-технологического производства продукции животноводства до 2010 года» [2], утвержденной в октябре 2003 года Российской академией сельскохозяйственных наук, первым пунктом из трех предусматривается разработка и освоение многофункциональных фронтальных погрузчиков, обеспечивающих отсечение кормов от монолита.

Отечественная промышленность может идти по пути оснащения фронтальных погрузчиков ПКУ-0,8, СНУ-550, ПГТ-360 рабочими органами для вырезания порций корма. В связи с этим перед отечественным машиностроением остро стоит проблема разработки и производства дополнительных рабочих органов к этим погрузчикам для выемки силоса и сенажа.

Решению отмеченных выше вопросов посвящена настоящая диссертационная работа. На основании проведенных исследований на защиту выносятся конструктивно-технологическая схема погрузчика и следующие научные положения:

- классификация погрузчиков для блочной выемки консервированных кормов;

аналитические выражения для определения удельных сопротивлений резанию силоса, мощности на резание;

результаты экспериментальных исследований технологических свойств корма и конструктивно-режимных параметров рабочего органа для блочной выемки силоса и сенажа;

показатели производственных испытаний погрузчика консервированных кормов и его технико-экономическая оценка.

Научную новизну работы составляют технологическая схема блочной выемки консервированных кормов из траншейных хранилищ, аналитические выражения для определения сопротивления резанию при перемещении ножа в кормовом массиве, экспериментальные зависимости энергоемкости процесса резания с учетом геометрических и режимных параметров режущего механизма. Определены удельные сопротивления резанию силосного массива в зависимости от толщины режущей кромки. На основе разработанной классификации предложена новая конструктивно-технологическая схема рабочего органа для блочной выемки консервированных кормов (патент РФ №2174300, решения о выдаче патентов РФ на изобретения по заявкам №№ 2002108935, 2002103090, 2002103086, 2002103175).

На основе исследований разработаны технологическая схема блочной выемки силоса и рабочий орган погрузчика для ее осуществления, установлены основные геометрические и режимные параметры механизма резания.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы научно-исследовательскими институтами, конструкторскими бюро и машиностроительными заводами при разработке погрузчиков для выемки консервированных кормов. Производственный образец рабочего органа погрузчика для блочной выемки силоса и сенажа испытан в АОЗТ «Племзавод «Липовское» Базарнокарабулакского района Саратовской области. Результаты исследований использованы при проектировании и изготовлении рабочего органа погрузчика силоса в ОАО «Сальсксельмаш» (п. Ги-

гант Сальского района Ростовской области).

Основные положения диссертации доложены и одобрены на II Российской научно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» на базе ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» (г. Ставрополь, 2003), на XLI научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета (г. Челябинск, 2002), на научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.Вавилова» (2000-2003 гг.), где получили одобрение и рекомендации к дальнейшему их внедрению в производство.

По теме диссертации опубликовано 10 работ общим объемом 3,77 печатных листа, из них лично автору принадлежат 1,51 п.л., в том числе описание патента РФ на изобретение.

Настоящая диссертационная работа выполнялась с 2001 года в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И.Вавилова» на кафедре «Детали машин и подъемно-транспортные машины».

Подобные работы
Мефоков Игорь Валерьевич
Повышение эффективности блочно-порционной выемки консервированных кормов и обоснование параметров рабочего органа погрузчика
Павлов Иван Михайлович
Повышение эффективности технологического процесса и технических средств выемки консервированных кормов из траншейных хранилищ
Бедило Петр Сергеевич
Повышение эффективности погрузчика непрерывного действия для буртованных сельскохозяйственных грузов
Соколов Виталий Николаевич
Повышение эффективности работы погрузчика с грузозахватным устройством для крупногабаритных прямоугольных тюков грубых кормов
Вершинский Леонид Валерьевич
Повышение эффективности колесного фронтального погрузчика с шарнирно-сочлененной рамой путем улучшения его поворотливости
Анисимов Александр Владимирович
Повышение эффективности процесса загрузки транспортных средств комбинированными кормами путем обоснования конструктивно-режимных параметров загрузочного распределяющего устройства
Марьина Алла Александровна
Повышение эффективности процесса загрузки транспортных средств кормоуборочным комбайном путем оптимизации конструктивно-режимных параметров дефлектора
Бибик Георгий Афанасьевич
Повышение эффективности процесса сушки зерна в многокамерной сушилке периодического действия за счет ее совершенствования и оперативного контроля
Андрианов Николай Михайлович
Повышение эффективности процесса сушки путем совершенствования рабочих органов, системы контроля и управления зерновых сушилок
Демский Никита Викторович
Повышение эффективности процесса сушки зерна в шахтных зерносушилках

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