том 2/Download vol2

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ
Республиканское унитарное предприятие
«Научно-практический центр
Национальной академии наук Беларуси
по механизации сельского хозяйства»
Научно-технический прогресс
в сельскохозяйственном
производстве
Материалы
Международной научно-технической конференции
(Минск, 16–17 октября 2013 г.)
В 3 томах
Том 2
Минск
НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства
2014
ББК 40.7
Н34
Редакционная коллегия:
д-р техн. наук, проф., чл.-кор. НАН Беларуси П.П. Казакевич (главный
редактор), С.Н. Поникарчик
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф., чл.-кор. НАН Беларуси П.П. Казакевич,
д-р техн. наук, проф. В.Н. Дашков, д-р техн. наук, проф. В.И. Передня,
д-р техн. наук, проф. И.И. Пиуновский, д-р техн. наук, проф. Л.Я. Степук,
д-р техн. наук, проф. И.Н. Шило, д-р техн. наук, доц. В.В. Азаренко,
д-р техн. наук, доц. И.И. Гируцкий
Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве :
Н34 материалы Междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 16–17 окт. 2013 г.).
В 3 т. Т. 2. / РУП «Научно-практический центр Национальной академии
наук Беларуси по механизации сельского хозяйства» ; редколлегия:
П. П. Казакевич (гл. ред.), С. Н. Поникарчик. – Минск : НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2014. – 324 с.
Сборник составлен из статей, содержащих материалы научных исследований, результаты опытно-конструкторских и технологических работ
по разработке инновационных технологий и технических средств для их
реализации при производстве продукции растениеводства и животноводства. Рассмотрены вопросы технического сервиса машин и оборудования,
электрификации
и
автоматизации,
использования
топливноэнергетических ресурсов, разработки и применения энергосберегающих
технологий, информационно-управляющих систем.
Материалы сборника могут быть использованы сотрудниками НИИ,
КБ, специалистами хозяйств, студентами вузов и колледжей аграрного
профиля.
УДК [631.171+636]:631.152.2(082)
ББК 40.7
© РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации
сельского хозяйства», 2014
2
УДК 631.223.6:636.084.74
РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗДАЧИ
СУХИХ КОРМОВ СВИНЬЯМ ПО СЛОЖНЫМ ТРАССАМ
В.Н. Гутман, к.т.н., доц., С.П. Рапович, н.сотр.,
С.А. Цалко, рук. группы, А.А. Зубарик, вед. инж.,
А.А. Будько, рук. группы
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Производство свинины в настоящее время базируется на 127
крупных свинокомплексах с годовым оборотом от 12 до 108 тыс. свиней. Их материально-техническая база характеризуется наличием, в основном, оборудования для кормоприготовления зарубежного производства (Россия, Украина).
Для получения конкурентоспособной свинины необходим выход
отрасли путем инновационного развития на европейские нормативы качества мясной свинины и показатели по суточным привесам 700 г, затратам
корма на 1 кг привеса 3,5 кг, расходу электроэнергии на 1 т свинины
350 кВт·ч, себестоимости 1 кг 1,0 USD.
В условиях рыночных отношений на первый план для сельскохозяйственных предприятий выходят проблемы организации рентабельного производства продукции животноводства, где определяющим
фактором себестоимости животноводческой продукции являются условия содержания животных, корма, которые в структуре себестоимости
занимают 55–70 % от общих затрат. Вместе с тем все большую значимость в эффективности производства имеет экологический фактор, связанный с качеством питания.
Большинство комплексов имеют срок эксплуатации 25–30 и более
лет, оборудование крайне изношено и большой энергоемкости.
Исследование технического уровня развития данного оборудования производится с целью установить номенклатуру техникоэкономических показателей ведущих организаций и зарубежных
фирм, выбрать базовый образец и изучить тенденции развития данного вида оборудования.
В свете современных тенденций представляет интерес создание
отечественного комплекта оборудования для автоматизированной раздачи комбикормов свиньям, так как данный вид оборудования в странах
СНГ не производится.
3
Анализ применяемых систем кормления
В настоящее время на свиноводческих фермах для транспортирования сухих комбикормов применяют различные транспортеры: цепные
скребковые (ДТС, ЦТ-12, ЦТ-30), шнековые (ПШП-4, УШ-Ч-2520,
ПК-6), канатно-дисковые (РТШ-2), а также нории (НЦГ-10, НЦГ-20).
Однако использование этих транспортирующих устройств на
малых фермах не всегда экономически целесообразно из-за малого
объема работ. Оборудование имеет большую материалоемкость (кроме РТШ-2) и сложно в изготовлении и в эксплуатации.
Кроме того, в свинарниках-маточниках, эксплуатирующихся
сейчас на малых фермах, отсутствует механизация при раздаче кормов
и используется ручной труд. Даже в новых проектах свинарниковматочников для малых ферм предусматривается раздача кормов с помощью ручных тележек. Это обусловлено, с одной стороны, небольшим объемом раздаваемого за год корма, а с другой – необходимостью раздавать как сухие корма поросятам, так и влажные мешанки
подсосным свиноматкам.
Применяемые на комплексах по выращиванию и откорму 108 и
54 тыс. свиней в год установки для раздачи сухих кормов поросятамотъемышам системы КПС-108.46 имеют шнековые распределители
(14 шт.) с кормушками. Корм канатно-дисковым транспортером загружается в распределительные шнеки через автоматически действующие заслонки с электромагнитным приводом. Недостаток этой системы – необходимость наличия автоматического устройства для отключения шнека при заполнении последней кормушки, что усложняет
всю систему раздачи и в два раза увеличивает количество приводов по
сравнению с транспортером замкнутого типа.
Аналогичные спиральные кормораздатчики выпускаются за рубежом для птицеводства и свиноводства. В настоящее время на сельскохозяйственных предприятиях Европы для кормления и поения свиноматок
применяется
оборудование
следующих
фирм:
«Big Dutchman», «Weda», «MIK», «Mannebeck», «Devrie», «Tewe»
(Германия), «Чо-тайм» (Бельгия). Данные системы работают по одному принципу: сухой комбикорм поступает из бункера в помещение
для содержания свиноматок и через дозаторы высыпается в кормушки.
В настоящее время производится реконструкция систем кормораздачи в помещениях для свиней на доращивании и откорме за счет
закупки импортных цепно-шайбовых транспортеров, пластиковых дозаторов и кормушек зарубежных фирм «Big Dautchman», «Schauer»,
«Egeberg», «VDL Agrotech», «Falkon» и других.
4
Анализ зарубежного опыта в области кормопроизводства в свиноводческой отрасли показывает, что процессы производства на современных свиноводческих комплексах в той или иной мере автоматизированы. В последние годы в свиноводческих хозяйствах зарубежных стран широкое распространение получают новые системы кормления, в которых применяются современные прогрессивные схемы
раздачи комбикормов с использованием бункеров из оцинкованной
стали, цепно-шайбового транспортера, а также кормушек из нержавеющей стали для группового кормления.
При этом исследования по изысканию новых технологических
схем и конструкций рабочих органов отечественного комплекта оборудования для автоматизированной раздачи комбикормов свиньям,
имеющего стоимость ниже импортных аналогов, адаптированного к
условиям сельхозпроизводства республики, несомненно, являются актуальными.
Необходимость обновления поколения машин для автоматизированной раздачи комбикормов свиньям при сложных трассах транспортирования, а также имеющийся в республике научно-технический потенциал и производственные возможности машиностроительных
предприятий обусловливают целесообразность разработки и постановки на производство конкурентоспособного оборудования отечественного производства.
Результаты разработки опытного образца оборудования
для раздачи сухих кормов свиньям по сложным трассам
Оборудование для раздачи сухих кормов свиньям по сложным
трассам (в дальнейшем – оборудование) предназначено для транспортирования сухих комбикормов свиньям в кормушки.
Разработанное оборудование состоит из бункера для сыпучих
кормов БСК-15, системы поперечной кормораздачи СПК, линии раздачи корма, системы контроля и управления.
Бункер для сыпучих кормов БСК-15 обеспечивает хранение
сухих комбикормов и их выдачу в систему поперечной кормора здачи СПК.
Система поперечной кормораздача СПК обеспечивает подачу
сухих комбикормов из бункера БСК-15 в линию раздачи корма и состоит из спирального конвейера, приводимого в движение электродвигателем, и перегрузочного бункера.
Линия поперечной подачи осуществляет подачу сухих комбикормов из бункера в линию раздачи. Для облегчения доступа к вибратору, натяжному валу и шнеку, а также для технического обслужива-
5
ния линии поперечной раздачи на бункере разгрузочном предусмотрено окно с крышкой.
Внутри кормовых труб линии поперечной подачи установлен
шнек, обеспечивающий транспортировку сухих комбикормов в перегрузочные бункеры линии раздачи корма. Привод шнека осуществляется от мотор-редуктора. Над перегрузочными бункерами линий раздачи корма установлены опуски. Опуски имеют возможность регулировки по высоте и перекрытия подачи корма.
Кормовые трубы соединены между собой с помощью хомутов и
имеют отверстия для поступления корма в дозаторы. В помещении
трубы подвешиваются при помощи канатов к болтам анкерным, закрепленным в потолке.
Линия раздачи корма обеспечивает прием и транспортирование
сухого комбикорма из системы поперечной кормоподачи в дозаторы
или кормоавтоматы по замкнутому контуру. Линия раздачи корма состоит из перегрузного бункера, привода, труб, поворотных блоков.
Загрузочное устройство обеспечивает регулировку забора комбикорма из линии поперечной подачи. Для регулировки подачи корма
должна быть предусмотрена заслонка.
Транспортировка сухого комбикорма в линии раздачи корма
производится с помощью шайбовой цепи по кормовым трубам в дозаторы или кормоавтоматы. Цепь шайбовая представляет собой замкнутый контур, при этом соединительные звенья скреплены со звеньями
раскручивающимися. Движение цепи и ее натяжение осуществляются
от привода. Приводная станция предназначена для привода рабочего
органа и состоит из мотор-редуктора, приводной звездочки, датчиков
аварийного отключения и натяжного механизма. Приводная станция
устанавливается на кронштейнах.
В местах изменения направления движения цепи шайбовой
установлены блоки поворотные. Блок поворотный состоит из двух
полукорпусов, соединяемых с помощью хомутов болтов и гаек.
Внутри блока поворотного устанавливается колесо на подшипниках
качения для поворота цепно-шайбового рабочего органа. Поворотные блоки обеспечивают поворот цепи на угол 90 о и имеют корпус
из пластмассы.
Кормовые трубы подвешиваются с помощью устройств подвеса
или крепятся хомутами на стойках. Способ установки оборудования
определяется заказчиком в зависимости от расположения станков в
свинарнике.
Длина тягового рабочего органа и количество кормовых труб зависят от размеров секции свинарника. Загрузочные устройства выпол-
6
няются в виде конструкции из коррозионно-стойкой или оцинкованной стали.
Система контроля и управления обеспечивает управление линиями, автоматическое отключение линии продольной раздачи и линии
раздачи при заполнении последнего дозатора или кормушки, защиту
электрооборудования от перегрузок. Система управления состоит из
емкостных датчиков и пультов управления. В линии поперечной подачи предусмотрен емкостной датчик, отключающий линию в случае
обрыва, остановки линии подачи, переполнения загрузочного устройства. Конечный опуск линии подачи корма оборудован емкостным
датчиком уровня, отключающим линию при заполнении последней
кормушки.
На рисунке 1 приведена технологическая схема размещения оборудования.
Рисунок 1 – Технологическая схема размещения оборудования
На рисунках 2–5 приведен общий вид оборудования для раздачи
сухих кормов свиньям по сложным трассам.
7
Рисунок 2 – Вид на бункер для сыпучих кормов БСК-15
Рисунок 3 – Вид на привод кормовых труб и кормовые трубы линии
поперечной раздачи
8
Рисунок 4 – Вид на поворотные устройства линии раздачи корма
Рисунок 5 – Вид на привод линии раздачи корма
Технологический процесс раздачи кормов происходит следующим образом. Включается электродвигатель линии поперечной подачи. При его включении комбикорм из бункера поступает в загрузочное
устройство. После загрузки включается электродвигатель линий подачи корма. При этом комбикорм из загрузочных устройств поступает в
линию подачи корма. Корм транспортируется внутри кормовых труб
9
цепно-шайбовым рабочим органом по сложным трассам (в вертикальной и горизонтальной плоскостях).
В случае обрыва транспортирующего рабочего органа или его
остановки происходит автоматическая остановка приводов линии поперечной подачи и подачи корма. При заполнении последней кормушки происходит срабатывание емкостного датчика и автоматически отключается привод линии подачи корма.
Оборудование установлено на свинокомплексе ЧУП «СвитиноВМК» Бешенковичского района Витебской области. В результате разработки опытного образца оборудования для раздачи сухих кормов по
сложным трассам были проведены исследовательские, предварительные и приемочные испытания.
Приемочными испытаниями определены фактические значения
показателей оборудования для раздачи сухих кормов по сложным
трассам, предусмотренных программой испытаний, и установлено,
что оборудование соответствует техническому заданию по конструктивным, функциональным показателям, показателям надежности,
безопасности и энергопотребления, экономическим показателям.
По данным ГУ «Белорусская МИС», годовой экономический эффект от применения одного комплекта оборудования для вентиляции
составляет 68,1 тыс. руб.; годовая экономия себестоимости механизированных работ – 46,6 тыс. руб.; срок окупаемости – 3,6 года.
Заключение
Исследования процессов хранения, транспортирования и выгрузки сухих комбикормов позволили проанализировать и выбрать
приемлемые варианты транспортирования сухих кормов по сложным трассам.
Анализ проведенных исследований позволяет сделать заключение, что в процессе разработки создан опытный образец оборуд ования для автоматизированной раздачи комбикормов свиньям, который обеспечивает полную механизацию процесса раздачи сухих
кормов, дозированного кормления в автоматическом режиме по заданной программе.
Новизна разработки заключается в создании первого в отечественной практике комплекта оборудования, включающего бункер из
оцинкованной стали, приводную станцию, поворотные блоки, цепношайбовый транспортер.
Применение комплекта оборудования для раздачи комбикормов
обеспечит хранение, транспортирование сухих кормосмесей по сложным трассам и дозированную их выдачу в групповые кормушки.
10
Литература
1. Доркин, Н. Механизированная технология промышленного производства свинины на местных кормах / Н. Доркин. –
Минск:
ЦНИИМЭСХ, 1973. – 80 с.
2. Механизация технологических процессов на свиноводческих
фермах и комплексах: рекомендации / Ф.Ф. Минько [и др.]. – Минск:
Минсельхозпрод РБ, 1998.  45 с.
3. Тищенко, А.В. Откорм свиней на механизированных фермах /
А.В. Тищенко. – М.: Колос, 1970.
4. Механизация свиноводческих ферм: рекомендации / В.А. Короткевич [и др.]. – Минск: ЦНИИМЭСХ, 1977. – 43 с.
5. Славин, Р.М. Автоматизация процессов в животноводстве и птицеводстве / Р.М. Славин. – М.: Агропромиздат, 1991. – 397 с.
6. Common exhaustion with air cleaning // Проспект «VengSystem»,
Дания. Agromek 2005. – Б.м., б.г. – 2 с.
УДК 628.8:631.22.014
РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ КОМПЛЕКТА
ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
МИКРОКЛИМАТА В СВИНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ
В.Н. Гутман, к.т.н., доц., С.П. Рапович, н.сотр.,
А.А. Зубарик, вед. инж.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Одним из резервов интенсификации животноводства является
нормализация состояния воздушной среды животноводческих помещений. Оптимизация микроклимата позволяет достичь физиологического
потенциала продуктивности животных. Нормальная воздушная среда
способствует также долговечности зданий, увеличению сроков службы
и надежности работы установленного оборудования.
В большинстве производственных помещений параметры воздушной среды значительно отличаются от установленных зоотехническими и санитарными требованиями. Это приводит к ощутимым материальным потерям и к снижению эффективности животноводства.
Продолжительное вредное воздействие неотрегулированных температурно-влажностного режима и скорости воздушных потоков, а также
11
конденсата часто остается незамеченным, причиненные убытки не учитываются. Расходы на ремонт помещений, вызванные конденсацией
влаги, иногда достигают четверти стоимости построек.
Ухудшение микроклимата сопровождается не только снижением
жизнедеятельности и продуктивности животных, но и повышением
расходов кормов на единицу продукции. В себестоимости продукции
на долю кормов приходится 60–70 % всех затрат.
В технологических схемах систем обеспечения микроклимата
нашли применение разные технические решения приточных и вытяжных устройств, предназначенных для создания регулируемого воздухообмена внутри помещений по периодам года и для поддержания нормативных параметров микроклимата.
Использование в системах вентиляции с движением воздуха
внутри помещений снизу вверх для притока наружного воздуха клапанов без защитных козырьков, расположенных по всему периметру продольных стен, увеличивает интенсивность воздухообмена вследствие
положительного давления на обдуваемых ветром поверхностях здания
и отрицательного давления на поверхностях, попадающих в аэродинамическую зону. В холодный и переходный периоды года возрастает потребность в отоплении помещений для поддержания температурновлажностного режима.
Применение в хозяйствах приточных шахт без теплоизоляции
корпусов и распределителей воздуха приводит к образованию конденсата на внутренних поверхностях шахт. Наружный воздух при этом
поступает в помещение из шахты в виде дальнобойных струй, что приводит к переохлаждению животных.
Выбор системы вентиляции зависит от вида животных, размеров
и назначения помещения, климатической зоны. Для обеспечения
надежного воздушного режима в животноводческих помещениях разработано и освоено на предприятиях Республики Беларусь производство вентиляционно-отопительного оборудования и средств автоматики. Однако в настоящее время, из-за отсутствия системного подхода к
проектированию и разработке технологических схем размещения вентиляционного оборудования, в помещениях одинакового назначения
работают принципиально разные системы вентиляции с использованием оборудования зарубежных фирм, которые не всегда обеспечивают
нормативный микроклимат в животноводческих помещениях.
Непрерывное совершенствование технологии содержания животных вызывает необходимость внесения соответствующих изменений в
системы обеспечения микроклимата путем совершенствования конструкции приточно-вытяжных устройств.
12
Анализ оборудования систем микроклимата
Для поддержания оптимального микроклимата в помещении содержания животных необходимо контролировать состояние его параметров и на основе этих данных регулировать воздухообмен. Температурный и влажностный режимы помещения складываются из тепла и
влаги, которые поступают в воздух помещения извне, выделяются
внутри и выводятся наружу.
Современные системы обеспечения микроклимата сельскохозяйственных помещений по своей сути являются промышленными системами кондиционирования, поскольку их основная задача – создание и
автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях
всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты,
скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для ведения технологического процесса.
В западных странах используется оборудование для микроклимата, куда входят основные элементы комплекта вентиляционных
устройств. Это оборудование таких известных фирм, как «Биг Дачмен»
(Германия), «Skov» (Дания), «Weda» (Польша), «Lennox» (США),
ООО «Резерв» (Россия) и др.
Обзор зарубежных систем обеспечения микроклимата показал,
что системы обеспечения микроклимата животноводческих помещений
являются одним из объектов, оптимизация которых должна производиться с учетом технологических, энергетических, экологических требований.
Для выяснения технического уровня вентиляционного оборудования была определена номенклатура основных параметров, обеспечивающих высокие показатели выполнения технологического процесса.
В системах вентиляции, где воздух поступает в помещение сверху вниз
за счет разряжения, создаваемого вытяжными вентиляторами, применяются приточные шахты квадратного или круглого сечения.
Исследовав конструкцию вытяжных шахт импортного производства, можно сделать вывод, что они выполнены в виде соединяемых
между собой секций. Это позволяет добиться универсальности шахт и
производить наращивание конструкций шахт по высоте с помощью дополнительных секций.
Как показал опыт, в конструкции приточных шахт используются
распределительные устройства приточного воздуха, в вытяжных шахтах – вентилятор для обеспечения вывода поступающего из здания воздуха в атмосферу.
13
Кроме этого, в конструкциях приточно-пассивных шахт используются материалы с низкими теплоизоляционными свойствами, что
приводит к образованию конденсата на внутренней поверхности в холодный период года. Из-за отсутствия эффективных устройств регулирования и перемешивания свежего воздуха с теплым внутренним, из
шахт в помещение поступает холодный воздух в виде дальнобойных
струй, попадающих в зону размещения животных.
Исследования приточных клапанов, производимых в республике
и за рубежом, позволили сделать вывод об их материалоемкости, а положение форточек в корпусе клапана удерживается и регулируется
пружинами с усилием до 2,5 кг. При этом при изменении угла открытия
форточек от 0 до 90 о 80 % приточного воздуха поступает вверх помещения и только 20 % – в зону размещения животных.
Проведенный анализ показывает, что применяемые в хозяйствах
республики приточные шахты и клапаны с регулируемыми форточками не полностью обеспечивают дифференцированный воздухообмен
по периодам года, а также необходимую дальнобойность приточных
струй и равномерное распределение свежего воздуха в местах обитания животных.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод об актуальности разработки отечественного оборудования для регулирования
воздушных потоков и тепловлажностного режима в животноводческих
помещениях.
Результаты разработки комплекта вентиляционных
устройств
Разработанный комплект оборудования для вентиляции состоит
из шахты приточной утепленной; шахты вытяжной; клапана приточного; исполнительного электрического механизма (далее – сервопривода).
Разработаны и применены следующие рациональные схемноконструктивные решения:
– наиболее рациональным является исполнение приточной и вытяжной шахты в виде секций с внутренним диаметром 920 мм и высотой 1000 мм, соединяемых между собой;
– в приточной шахте применены материалы с теплоизоляционными свойствами;
– в конструкции приточной шахты применены устройства, регулирующие производительность и смешивание приточного воздуха
с теплым внутренним в холодный период года;
14
– приточные клапаны выполнены с защитой от внешних воздействий и подачей свежего воздуха в летний период двумя потоками при
более чем на 50 % открытой заслонке.
Шахта утепленная приточная обеспечивает подачу свежего воздуха в помещение и имеет два исполнения привода: с автономным и
централизованным управлением линейным перемещением распределителя воздуха. Шахта приточная состоит из корпуса, опорной пластины,
зонта, распределительного кольца и диска, привода. Корпус выполнен в
виде набора секций высотой 1000 мм, представляющих собой цилиндр
в цилиндре, пространство между которыми заполняется теплоизоляционным материалом. В верхней части корпуса крепится зонт, предназначенный для защиты шахт от попадания птиц и атмосферных осадков.
В нижней секции корпуса расположены крестовина и устройство крепления с распределительным кольцом. Для крепления к крыше здания на
приточную шахту устанавливаются опорные пластины.
Вытяжная шахта предназначена для вывода отработанного воздуха из помещения наружу и состоит из корпуса с установленным в нем
вентилятором, конусной насадки и опорной пластины. Корпус вытяжной шахты также выполнен из набора цилиндрических секций высотой
1000 мм. В нижней секции корпуса установлен вентилятор с электроприводом, обеспечивающий забор и удаление из помещения отработанного воздуха. Для защиты вентиляторов от дождя и снега к верхней
секции корпуса вытяжной шахты крепится конусная насадка с зонтом.
На рисунке 1 представлен общий вид оборудования разработанного комплекта для вентиляции. На рисунке 2 – общий вид свиноводческого помещения с элементами комплекта оборудования.
а
б
в
а) шахта приточная; б) шахта вытяжная; в) клапан приточный
Рисунок 1 – Общий вид оборудования комплекта для вентиляции
15
а
б
а) вид помещения снаружи; б) вид помещения изнутри
Рисунок 2 – Общий вид свиноводческого помещения
с элементами комплекта оборудования
Клапан приточный обеспечивает в рабочем режиме в летний период подачу приточного воздуха по двум направлениям и состоит из
корпуса и форточки, положение которой регулируется сервоприводом в
зависимости от температуры наружного и внутреннего воздуха в помещении по периодам года. При этом форточка изготавливается из
стеклопластика с теплоизоляционным материалом и крепится на осях.
В процессе разработки были проведены аэродинамические исследования утепленных приточных шахт с распределителями воздуха,
установленных в секции на 600 голов свинарника-откормочника
ОАО «Агрокомбинат «Восход» Могилевского района. При проведении
исследований параметры микроклимата (скорость движения воздуха,
температура и относительная влажность) в секции помещения поддерживались системой автоматического управления микроклиматом с
плавным регулированием производительности вентиляционного оборудования.
Программой исследований предусматривалось: выявить связь между
скоростью движения воздушных потоков на выходе приточнораспределительного кольца с сегментами и различными режимами работы
вентиляционного оборудования; определить производительность приточнораспределительного кольца шахты в планируемых режимах работы вентиляционного оборудования и заслонки подачи воздуха; определить потребляемую мощность при работе вытяжных вентиляторов на разных частотах.
В процессе испытаний заслонка в шахте устанавливалась электроповоротным устройством в трех положениях: закрыта, открыта на
50 % и открыта на 100 %. Вытяжные вентиляторы работали при различных режимах с частотами 20, 30, 40 и 50 Гц.
16
Вытяжные вентиляторы в режимах работы от 20 до 50 Гц с интервалом в 10 Гц создавали разряжение в секции помещения и шахте, обеспечивающее забор наружного воздуха через щель между диском заслонки
и внутренней поверхностью шахты с последующей подачей его через
сопло распределительного кольца в зону размещения животных.
Объем подаваемого шахтой наружного воздуха в режимах работы
вытяжных вентиляторов по периодам года регулировался путем изменения угла поворота заслонки от 0º до 180º с движением его до 70 % по
наружной поверхности диска заслонки. В холодный и переходный периоды года подача приточного наружного воздуха регулировалась в
диапазоне от 0º до 90º и в теплый период – от 90º до 180º.
В результате исследований было установлено:
1. В опытном образце утепленной приточной шахты скорость и
производительность по воздуху распределительного кольца совместно
с распределительным диском, в основном, зависит от режимов работы
вентиляционного оборудования.
2. Наружный воздух в шахте распределяется по обеим сторонам
диска заслонки с разными объемами и скоростями на выходе из шахты.
При этом неравномерность по длине окружности шахты по этим показателям достигает 40 %. Самое высокое сопротивление движению воздуха в шахте оказывает заслонка в диапазоне регулирования от 0º до
90º, а минимальное – от 90º до 180º, что влияет на снижение производительности шахты до 35 %.
3. Влияние положения заслонки на характеристики данных показателей несущественно. Поток приточного воздуха и скорость его движения в режимах работы вентиляционного оборудования распределяется и поступает в помещение через распределительное кольцо с соплами
в объеме 50 %.
4. Величина скорости движения воздуха и производительность
шахт зависит от режимов работы вентиляторов.
На основании проведенных исследований был доработан и представлен на приемочные испытания опытный образец комплекта оборудования для вентиляции. Комплект оборудования был установлен в
свинарнике-откормочнике на 600 голов ЧУП «Свитино-ВМК» Бешенковичского района Витебской области.
Приемочными испытаниями определены фактические значения
показателей комплекта оборудования для вентиляции, предусмотренных программой испытаний, и установлено, что комплект оборудования соответствует техническому заданию по конструктивным, функциональным показателям, показателям надежности, безопасности и энергопотребления, экономическим показателям.
17
По данным ГУ «Белорусская МИС», годовой экономический эффект от применения одного комплекта оборудования для вентиляции
составляет 10,7 тыс. руб.; годовая экономия себестоимости механизированных работ – 196,3 тыс. руб.; срок окупаемости – 4,1 года.
Заключение
Разработанные приточно-вытяжные устройства обеспечивают
равномерную подачу свежего воздуха в помещение и удаление о тработанного. Применение в конструкции шахты приточной и фо рточки приточного клапана материалов с теплоизоляционными
свойствами позволило практически избавиться от наличия влаги на
поверхностях. Схемно-конструкторское решение клапана обеспечивает при открытии форточки на 57 % поступление воздуха в двух
направлениях.
Новая разработка позволяет создать отечественный комплект
вентиляционных устройств, по основным техническим характеристикам не уступающий уровню оборудования зарубежных фирм, обеспечивающий регулирование воздушных потоков и необходимый тепловлажностный режим в животноводческих помещениях, позволяющий
исключить попадание дальнобойных струй в зону размещения животных, избавиться от сквозняков.
Применение комплекта оборудования позволит повысить сохранность животных на 5–10 % и их продуктивность на 8–10 %; снизить
эксплуатационные затраты на 10 %; уменьшить потребление тепловой
энергии на 28,6 %.
Литература
1. Тихомиров, Д.А. Энергосберегающая вентиляционноотопительная установка для животноводческих помещений: Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве материалы 3-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 5 ч. / ГНУ «Всероссийский научноисследовательский институт электрификации сельского хозяйства». –
Москва, 2006. – Ч. 3. – С. 170–174.
2. Максимов, Н.В. Энергосбережение в системах обеспечения микроклимата животноводческих помещений / Н.В. Максимов, Н.Л. Козлова
// Шестой съезд Ассоциации инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(АВОК): сборник докладов. Часть ΙΙ. – СПб, 1998. – С. 199–204.
3. Мишуров, Н.П. Энергосберегающее оборудование для обеспечения микроклимата в животноводческих помещениях: ан. обзор /
18
Н.П. Мишуров, Т.Н. Кузьмина. – М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2004. – 96 с.
4. Бронфман, Л.И. Микроклимат помещений в промышленном животноводстве и птицеводстве / Л.И. Бронфман. – Кишинев: Штиинца,
1984. – 208 с.
5. Славин, Р.М. Автоматизация процессов в животноводстве и птицеводстве / Р.М. Славин. – М.: Агропромиздат, 1991. – 397 с.
УДК 631.363.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ НОВЫХ МАШИН ДЛЯ
МЕХАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ЗАГОТОВКИ КОРМОВ НА
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ
НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПОЛИГОНЕ ПО
РАСТЕНИЕВОДСТВУ
В.Г. Самосюк, к.э.н., И.М. Лабоцкий, к.т.н.,
Н.А. Горбацевич, ст.н.сотр., П.В. Яровенко, н.сотр.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Корма из трав и силосных культур составляют основу кормовой
базы для производства животноводческой продукции. Преимущественными способами заготовки травяных кормов в республике являются заготовка сена в прессованном виде (в рулонах и тюках), сенажа
и силоса с закладкой в траншейные и другие хранилища. Эти способы
эффективны при безусловном выполнении требований технологии, отступления от которых чревато большими (до 50 %) потерями и ухудшением качества кормов. Так, при заготовке сенажа и силоса в траншейных хранилищах недопустимы отступления в части влажности
корма, продолжительности заполнения хранилищ, уплотнения массы
(не менее 650 кг/м3) и надежной герметизации, а также соблюдения
норм внесения консервантов. Только в этих условиях можно получить
корма первого класса с потерями не выше 12–14 % [1–4]. Следовательно, основой для получения высококачественных кормов с минимальными потерями питательной ценности исходного сырья является
комплексное проведение всех технологических операций в оптимальные агротехнические сроки и при строгом соблюдении требований
технологии заготовки кормов.
19
Основными проблемами в кормопроизводстве республики являются: низкая продуктивность и некачественный видовой состав кормовых
угодий; недостаточная техническая оснащенность отрасли и несовершенство ряда средств механизации; последнее оказывает негативное
влияние на соблюдение оптимальных агротехнических сроков уборки и
требований технологии.
Для решения проблем в кормопроизводстве в условиях созданного сельскохозяйственного научно-технологического полигона по
растениеводству проводятся отработка основных параметров технологии и испытания машин кормоуборочных комплексов для заготовки
кормов с целью последующего практического применения результатов
машиностроительными и сельскохозяйственными предприятиями республики при создании, производстве и эксплуатации новой кормоуборочной техники.
Результаты испытаний новых машин для кормопроизводства
На основе анализа мировых тенденций развития способов заготовки кормов и кормоуборочной техники определены основные цели и задачи научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, реализация которых обеспечит в республике снижение потерь и повышение
качества кормов, а также рост технического уровня машин кормоуборочных комплексов.
В условиях сельскохозяйственного научно-технологического
полигона по растениеводству нами проводятся исследования процессов скашивания трав с целью обоснования состава и основных параметров рабочих органов, проводятся испытания тракторных косилокплющилок шириной захвата от 3 до 9 м. В результате созданы и
освоены в производстве на заводе ОАО «Управляющая компания
холдинга «Бобруйскагромаш» тракторные косилки-плющилки шириной захвата 3,1 м в навесном КПН-3,1 (рисунок 1) и прицепном
КДП-310 (рисунок 2) исполнениях. Косилки оснащены унифицированным режущим брусом и дополнительным сменным оборудованием, плющильными вальцами и бильно-дековыми кондиционерами для
обработки бобовых или злаковых трав с целью ускорения сушки.
Применение новых косилок-плющилок позволяет на 25–30 % повысить скорость сушки (провяливания) трав и на 20 % снизить потери.
Сельхозпроизводителям республики поставлено и в настоящее время
работает свыше 500 косилок-плющилок.
20
Рисунок 1 – Косилка-плющилка
навесная КПН-3,1
Рисунок 2 – Косилка-плющилка
прицепная КДП-310
Агрегатируется с трактором, кл.
2
Ширина захвата, м
3,1
Рабочая скорость, км/ч
до 15
Производительность, га/ч
до 4
Расход топлива, кг/га
до 0,8
Масса, кг
1150 ± 50
Агрегатируется с трактором, кл.
Ширина захвата, м
Рабочая скорость, км/ч
Производительность, га/ч
Расход топлива, кг/га
Масса, кг
Рисунок 3 – Ворошилка-вспушиватель
ВВР-7,5
Агрегатируется с трактором, кл. 1 4–2,
Ширина захвата, м
7,5
Рабочая скорость, не более, км/ч
12
Количество роторов, шт.
6
Производительность, га/ч
8,3
Масса, кг
1400
2
3,1
9–15
до 4
до 0,8
1700
Рисунок 4 – Грабли-валкователь с центральным расположением валка
ГВЦ-6,6
Агрегатируется с трактором, кл.
Ширина захвата, м
Рабочая скорость, км/ч
Производительность, га/ч
Количество роторов, шт.
Масса, кг
Завершаются работы по созданию косилок-плющилок в модульном исполнении шириной захвата 6 м и 9 м с применением унифицированных узлов.
21
1,4
6,6
12
7,5
2
1900
Для ворошения и сгребания трав в условиях полигона отработаны
основные параметры, испытаны ворошилки-вспушиватели ВВР-7,5
(рисунок 3) и грабли-валкователи ГВЦ-6,6 (рисунок 4) для работы на
высокоурожайных угодьях трав. Обе машины поставлены на производство и выпускаются заводами ОАО «Лидсельмаш» и ОАО «Лидагропроммаш». В хозяйствах республики работает свыше 400 штук граблей
ГВЦ-6,6 и более 350 ворошилок ВВР-7,5.
Проводятся исследования процесса прессования стебельчатых
кормов с целью обоснования основных параметров и разработки комплекса машин для прессования кормов в прямоугольные крупногабаритные тюки, включающего пресс-подборщик, платформу с манипулятором для погрузки, перевозки и складирования тюков, оборудование
для упаковки тюков в крупногабаритные рукава.
Рисунок 5 – Пресс-подборщик
тюковый ПТ-800
Рисунок 6 – Платформа с манипулятором
для подбора и перевозки кормов,
запрессованных в тюки
или рулоны, ПМК-10
Агрегатируется с трактором, кл.
5
Ширина захвата подборщика, мм
2100
от
60
до 300
Длина тюка, см
Ширина тюка, см
80
Высота тюка, см
от 70 до 80
Рабочая скорость, не более, км/ч до 12
Производительность за час
основного времени, т:
– на сене
12,5–25,0
– на соломе
8,5–17,0
– на подвяленной траве
11,0–22,0
Масса (конструктивная),
не более, кг
7900
Агрегатируется с трактором, кл.
2
Рабочая скорость, не более, км/ч
10
от 6 до 10
Грузоподъемность, т
Производительность при погрузке, перевозке, разгрузке
прессованного корма в рулонах (расстояние перевозки
– 2 км), т/ч:
– солома
от 5 до
9,4
от 7
– сено
22
до 12,1
Масса, кг
– в т.ч. масса
манипулятора, кг
6500
1600
В результате работ созданы опытные образцы пресс-подборщика
для прессования кормов в крупногабаритные тюки ПТ-800 (рисунок 5) и
платформа с манипулятором ПМК-10 (рисунок 6), испытания которых
проводятся в условиях полигона.
Применение нового комплекса позволит повысить в два раза производительность и плотность прессования кормов, снизить затраты на перевозку, складирование и раздачу кормов.
Разработаны и освоены в производстве, а также проводятся испытания крупнотоннажных прицепных транспортных агрегатов для перевозки кормов, включая дозирующие приставки для транспортировки и
раздачи зеленой подкормки, силосной и сенажной массы.
Это прицепы самосвальные ПТ-14С, ПС-45, ПС-60; специальные
прицепы сельскохозяйственные типа ПСС-10, ПСС-15 (рисунок 7),
ПСС-20 и ПСС-25 (рисунок 8).
Рисунок 7 – Полуприцеп
специальный сельскохозяйственный
ПСС-15
Агрегатируется с трактором, кл. 2
Грузоподъемность, т
до 15
Время разгрузки, мин.
2
Удельный расход топлива, кг/т 1,4
Производительность, т/ч,
не менее
– сменная
30
– эксплуатационная
28
Масса, кг
9000
Рисунок 8 – Прицеп специальный
сельскохозяйственный ПСС-25
Агрегатируется с трактором, кл.
3
3
Объем кузова, м
48
Грузоподъемность, т
до 25
Время разгрузки, мин.
5
Удельный расход топлива, кг/т до 1,4
Производительность, т/ч,
не менее
– сменная
50
– эксплуатационная
38
Масса, кг
9800
Создаваемые новые транспортно-технологические средства позволяют более чем в два раза повысить грузоподъемность и производительность на транспортных операциях.
23
Производство прицепов ПТ-14С, полуприцепов специальных
сельскохозяйственных ПСС-15, ПСС-20, ПСС-25 освоило ОАО «Вороновская
сельхозтехника».
Выпущено
более
700
машин.
ОАО «Управляющая компания холдинга «Бобруйскагромаш» выпускает прицепы ПС-45 и ПС-60. Машины пользуются спросом в республике и за ее пределами. Выпущено и работает более 1600 штук.
Изучаются процессы деформации кормов (силосной и сенажной
массы) с целью обоснования основных параметров рабочих органов
агрегатов для закладки на хранение кормов в траншейные и другие
хранилища на базе многофункциональных шасси, включая специальное дополнительное оборудование. Созданный опытный образец агрегата АЗВК «Амкодор 352-С2» (рисунок 9, 10, 11, 12) проходит в
настоящее время приемочные испытания. Применение агрегата позволяет повысить производительность при загрузке траншейных хранилищ с 30 т/ч до 45 т/ч, а главное – обеспечить уплотнение кормовой
массы свыше 650 кг/м3, снизить часовой расход топлива с 24 л/ч до
19 л/ч. В 2013 году агрегат будет поставлен на производство. Намечено выпустить партию машин в количестве 18 штук.
Рисунок 9 – Устройство для
загрузки стебельчатых кормов
Агрегатируется
«Амкодор
352С-02»
4,5
2,5–5,0
Ширина захвата, м
Рабочая скорость, км/ч
Удельный расход
топлива, кг/т:
– при закладке на
хранение силоса
0,31
– при закладке на хранение
сенажной массы
0,52–0,64
Производительность, т/ч
35–45
Масса, кг
1300
Рисунок 10 – Ковш с
кормоотделителем
Агрегатируется
Ширина захвата, м
Вместимость, м3
Высота раскрытия, мм
Удельный расход топлива на выгрузке кормов
из хранилищ:
– при выгрузке силоса
– при выгрузке сенажа
Производительность, т/ч
Масса, кг
24
«Амкодор
352С-02»
2,6
3,0
1200
0,1
0,123
65,1–88
2400
Рисунок 11 – Ковш для сыпучих
материалов
Рисунок 12 – Ковш с прижимом
Агрегатируется
«Амкодор
352С-02»
Ширина захвата, м
2,8
3
Вместимость, м
3
Рабочая скорость, км/ч
2,5–7,0
Удельный расход топлива, кг/т 0,062
Производительность, т/ч
70,6–176,1
Масса, кг
1140
Агрегатируется
«Амкодор
352С-02»
Ширина захвата, м
3,0
3
Вместимость, м
5
Рабочая скорость, км/ч
2,5–7,0
Удельный расход топлива, кг/т
0,08
Производительность, т/ч 69,5–109
Масса, кг
580
С учетом полученных при испытаниях технических характеристик
новых машин для заготовки кормов проведен расчет основных показателей экономической эффективности их применения. Расчет приведен в
таблице 1.
Таблица 1 – Сравнительная эффективность технологий заготовки
кормов
Наименование
технологии
Заготовка сена в рассыпном виде (с учетом потерь
30 %)
Заготовка сена в тюках
Заготовка сенажа с хранением в траншейных хранилищах
(с учетом потерь 14 %)
Заготовка сенажа в крупногабаритных
рукавах
(с учетом потерь 8 %)
Затраты
труда,
чел.-ч/т
Расход
топлива,
л/т
Стоимость механизированных работ, тыс. руб./т
0,47
3,93
145,96
0,29
2,97
139,35
0,35
4,11
209,19
0,13
2,65
142,36
25
Заключение
Анализ результатов расчетов показывает, что применение новых
машин в технологиях заготовки травяных кормов (сена и сенажа) позволяет снизить более чем в 1,5 раза затраты труда, расход топлива и до 25 %
– стоимость механизированных работ на единицу продукции. Получаемые в условиях полигона результаты работ доведены до уровня практического применения в сельскохозяйственном производстве.
Литература
1. Заготовка зерносенажа. Типовые технологические процессы: отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь – Минск,
2008.
2. Технологический регламент, техническое обеспечение и технологические карты заготовки кормов из трав: отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь. – Минск, 2011.
3. Сенаж. Технические условия: ГОСТ 23637–90. – Введ. 01.05.91. –
М.: Изд-во стандартов, 1991. – 8 с.
4. Корма растительного происхождения. Методы отбора проб:
ГОСТ 27262–87. – Введ. 01.07.88. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 9 с.
УДК (636.083.314:637.11):681.5
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКИ
ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДОЕНИЯ
КОРОВ НА ПАСТБИЩАХ
В.О. Китиков, к.т.н., доц., С.А. Антошук, к.т.н., доц.,
Э.П. Сорокин, к.т.н.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
В Республике Беларусь летом преимущественно используется стойлово-пастбищная система содержания коров и зимой – стойлововыгульная. Нередко применяется также стойлово-лагерная система содержания животных. С внедрением интенсивных технологий ряд хозяйств
перешел на круглогодичное стойловое содержание коров с однородным
силосно-концентратным типом кормления. При этом стало организационно проще использовать доильные залы. Однако данная технология имеет
26
значительный недостаток по сравнению с выпасом на пастбищах, позволяющим значительно снижать себестоимость молока. В то же время одним из недостатков стойлово-пастбищной и стойлово-лагерной систем
содержания животных является несовершенство используемых в летний
период мобильных доильных установок. Производительность одного оператора при доении коров на пастбищах составляет 15 коров/ч, при доении
в молокопровод на установках ПДУ-8М и УДПМ-8 – 20 коров/ч. Для доильных площадок этот показатель значительно выше и составляет порядка 35–45 коров/ч.
Работа на пастбищных доильных установках не отличается комфортностью. Конструкция станков – проходного типа, операторы и животные находятся на одной площадке и на одном уровне, отсутствуют
устройства автоматизации доения и промывки, устройства подогрева
промывочной жидкости. Кроме того, правилами машинного доения установлено, что на молочных фермах доильные установки, используемые в
доильном зале, родильном отделении, а также на пастбищах должны оборудоваться доильными аппаратами одной и той же марки. Немаловажным
является, очевидно, и стереотип доения. Целью данной работы является
создание доильной установки, отвечающей этим требованиям.
Основная часть
Дальнейшее повышение производительности доильных установок и
труда за рубежом и в нашей стране идет по пути перехода от индивидуального обслуживания каждого животного (АДС-А, УМД-200, УДА-8А,
ПДУ-8, ПДУ-8М, УДПМ-8) к групповому, более производительному обслуживанию (доильные установки типа «Елочка», «Тандем», «Параллель», «Карусель»).
Вторым направлением повышения производительности труда при
работе на пастбищных доильных установках является автоматизация ряда
операций, проводимых в настоящее время вручную. К ним относятся
массаж вымени, определение момента окончания доения каждого животного, съем доильных аппаратов, учет молока, промывка молокопроводящих путей установки.
На основании анализа зарубежных и отечественных доильных
установок, их конструкций с учетом условий применения, разработана
технологическая схема и конструкция передвижной автоматизированной
установки для доения коров на пастбищах. Тип сконструированной доильной установки аналогичен доильной установке «Елочка». Основанием
установки служит платформа транспортировки кормов ПТК-10 производства ДП «Вороновская сельхозтехника» грузоподъемностью 10 т, длиной
13800 мм, шириной 2500 мм, высотой 4000 мм, массой 4 т. Установка
27
используется совместно с блоком охлаждения молока КПДО-8-2000 производства ОАО «Ивановский райагросервис».
Пастбищная доильная установка (рисунок 1) имеет отделение для
доения и молочное отделение. Она состоит из мобильной платформы,
станочного оборудования, вакуум-провода с вакуумной станцией, молокопровода с молокоприемником, дозаторов, устройств управления доением, устройства промывки с автоматом промывки, линии подкормки животных, линии обмыва вымени, сходней, тента, бака для воды, насоса и
шлангов для промывки оборудования.
Рисунок 1 – Общий вид автоматизированной передвижной
доильной установки
Станочное оборудование типа «Елочка» расположено в 2 ряда по
6 доильных станков. Поскольку ширина ряда доильных мест в стационарной доильной установке с учетом габаритов коров составляет
1,45 м, а половина ширины прицепа – 1,25 м, стойки ограждения вынесены за наружную часть прицепа, что позволило освободить примерно 100 мм ширины, а также изготовлено зигзагообразное переднее
ограждение с переходом через осевую линию прицепа на 100 мм. Та-
28
ким образом, длина стойла получилась такой же, как в стационарной
доильной установке «Елочка». Для получения зигзагообразного
ограждения левый ряд стойл относительно правого ряда сдвинут вперед на 600 мм (на половину ширины доильного места). Пол в доильных местах и проходе покрыт резиновыми ковриками.
Вакуумная линия состоит из спаренной из двух вакуумных насосов станции общей производительностью 120 м3/ч, вакуум-провода из
труб с условным проходом 50 мм, вакуум-регулятора, вакуумметра и
штуцеров отбора вакуума. Наряду с основным вакуум-проводом диаметром 50 мм установка укомплектована дополнительным вакуумпроводом диаметром 25 мм для доения больных и новотельных коров
в доильные ведра.
Молокопровод состоит из молокоприемника с молочным насосом, трубы молокопровода из нержавеющей стали диаметром 50 мм,
доильных аппаратов попарного доения, сдвоенного фильтра и напорного рукава для подачи молока в молочный танк, штуцеров для подачи молока от доильного аппарата в молокопровод, устройства управления доением типа «Майстар». Для уменьшения габаритных размеров доильной установки устройства управления доением «Майстар»
перенесены по ограждению внутрь зигзагообразного ограждения, а в
связи с верхним расположением молокопровода счетчики перенесены
вверх. «Майстры» укомплектованы пневмоцилиндрами для автоматического снятия доильных аппаратов.
Устройство промывки состоит из автомата промывки, трубопровода промывки, промывочных головок, закрепленных под кронштейном крепления доильных аппаратов. В конце установки молокопровод
и труба промывочная соединены шлангом для обеспечения промывки
молокопровода.
Линия подкормки животных состоит из бункеров для концентратов с приводом, кормопроводов и кормушек. Высота расположения
бункеров от пола – 1600 мм. Каждый бункер разделен перегородкой.
При вращении привода бункеров по часовой стрелке заполняется левый ряд кормушек, при вращении против часовой стрелки – правый.
Разделение перегородкой позволяет дояркам засыпать в бункеры и подавать корм в кормушки от своих кнопок управления.
Линия обмыва вымени состоит из полимерной трубы, проложенной сверху станков, и четырех пистолетов. Вода подается из емкостей,
установленных под платформой доильной установки, а также на прицепе холодильной установки, с помощью насосов.
Сходни шириной 900 мм на входе и 1000 мм на выходе, длиной
до 5 м, складывающиеся, поднимаются в транспортное положение лебедками с системой блоков, имеют опоры, ограждения и катки.
29
Тент с каркасом. Участки тента в рабочем положении поднимаются вверх, образуя крышу для защиты обслуживающего персонала от
непогоды.
Техническая характеристика доильной установки приведена
в таблице 1.
Таблица 1 – Техническая характеристика автоматизированной
передвижной доильной установки
Наименование показателя
Тип доильной установки
Количество доильных станков, шт.
Количество доильных аппаратов, шт.
Число обслуживаемых животных, гол.
Количество операторов, чел.
Рабочее вакуумметрическое давление, кПа
Номинальная производительность вакуумной установки
при давлении всасывания 48 кПа, м3/ч, не менее
Установленная мощность на доение, кВт
Производительность комплекта за час основного
времени, короводоек/ч, не менее
Способ молоковыведения доильным аппаратом
Способ контроля процесса доения
Способ стимуляции молочной железы
Способ снятия доильного аппарата
Вид учета молока
Размещение станочного оборудования
Габаритные размеры в рабочем
положении, м, не более:
– длина
– ширина
– высота
Значение
«Елочка»
2х6
12
100–200
2
48±1
120
28
70
попарное
доение долей
вымени
автоматический
автоматический
автоматический
групповой
на мобильной
платформе
20
7
4
Такая конструкция доильной установки позволяет быстро проводить ее подготовку к доению (опускание сходен с помощью лебедок,
установку заземлителей), подключение доильных аппаратов (как и
у обычной установки «Елочка»), автоматическое доение с одновременным транспортированием молока в молочное помещение, замер коли-
30
чества выдоенного молока от каждой коровы за одно доение, выполняемое устройствами управления доением «Майстар», групповой учет
молока, выдоенного каждым оператором, выполняемый дозаторами
молока и счетчиками УММ-2, фильтрацию молока, автоматическую
промывку и дезинфекцию доильной установки.
Предлагаемая доильная установка позволяет получить годовой
приведенный экономический эффект в размере 60 млн рублей.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что
данная доильная установка, исходя из производительности, автоматизации процессов доения и промывки, возможности сохранения качества
молока путем доения здоровых и больных коров в разные емкости, индивидуального и группового учета молока, сохранения стереотипа доения, применения подогретого моющего раствора и автоматического дозирования моющих компонентов, позволит с минимальными издержками выполнять процесс доения на пастбищах, в летних лагерях и на
фермах.
Заключение
1.
Разработана технологическая схема и конструкция передвижной автоматизированной установки для доения коров на пастбищах, в летних лагерях и на фермах.
2.
Использование передвижной автоматизированной установки для доения позволяет повысить производительность труда оператора
в 2 раза, сохранить качество молока и получить годовой приведенный
экономический эффект в размере 60 млн рублей.
3.
Разработанная конструкция установки создает новые перспективные возможности и направления в доении животных.
Литература
1.
Карташов, Л.П. Машинное доение коров / Л.П. Карташов. –
М.: Колос, 1982. – 302 с.
2.
Техническое обеспечение производства молока. Современное оборудование для доения / ОАО «Гомельагрокомплект». – Гомель,
2006. – 186 с.
31
УДК (631.22:628.8):636.034:637.11]:004.3
БАЗОВАЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
КОНТРОЛЯ ЗАВИСИМОСТИ ПРОДУКТИВНОСТИ ДОЙНОГО
СТАДА ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КЛИМАТИЧЕСКИХ
ФАКТОРОВ
Е.В. Тернов, рук. группы, А.Б. Грищенко, м.н.с.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
На производство молока оказывают влияние как внутренние
(генетический потенциал, физиологическое состояние животных),
так и внешние факторы: режим и техника доения, условия кормления и содержания животных. Достижение и поддержание высокой
рентабельности производства молока, определяемой уровнем молочной продуктивности коров и выхода телят при получении здор ового приплода, требуют постоянного анализа и оценки множества
производственных показателей с принятием оптимальных управленческих решений. На молочно-товарных фермах и комплексах большой мощности названные задачи являются трудновыполнимыми без
целенаправленной ежедневной и, возможно, ежесменной систематизации технологической информации. Однако в современных условиях, когда разработка технических средств автоматизации доения
традиционно направлена на экстенсивное расширение состава автоматически регистрируемых первичных технологических параметров,
пусть и объективно необходимое, информация в большинстве сл учаев становится неиспользуемым или недостаточно используемым
ресурсом. Решение данной задачи достигается путем оптимизации
состава производственных показателей и адаптации пользовательского интерфейса прикладного программного обеспечения автоматизированного рабочего места (АРМ) зоотехника к психофизическим возможностям оператора в кибернетической системе «человек
– машина» методами и средствами инженерной психологии.
Основная часть
Как известно, групповые и индивидуальные характеристики
интенсивности молокоотдачи коров дойного стада и динамика су-
32
точных удоев на 15–20 % зависят от применяемых на анализируемом участке лактации режимных параметров доения и на 25–30 % –
от характеристик микроклимата в помещениях молочно-товарных
ферм (МТФ): температуры, влажности и скорости движения возд уха [1]. Обе названные группы технологической информации регистрируются либо могут регистрироваться автоматически в компьютере АРМ зоотехника. Для их своевременного анализа и принятия
оперативных мер по изменению режима доения и условий содержания коров в первом приближении необходим программный визуал ьный инструмент достоверного визуального оперативного контроля
информации в части параметров доения и микроклимата в связи с
производством молока и состоянием коров, позволяющий осуществлять управление «по отклонению». Для проверки гипотезы о во зможности создания и потенциальной функциональности такого инструмента авторами был разработан прототип пользовательского
интерфейса прикладного программного обеспечения (ППО) АРМ
зоотехника, решающего названную задачу. Его основу составила
уже апробированная ранее диаграмма структурированного отобр ажения состояния стада [2].
Фактические лактационные кривые коров выбранной зоотехнической группы для сопоставления со средним или эталонным
уровнем приводятся к виду y(t), где t – порядковый номер дня лактации, y – суточный удой в день t. Затем выбирается временной отрезок для анализа соответствия фактической молочной продукти вности ожидаемому уровню и далее по шагам – постепенно сужающееся целевое подмножество коров для приложения корректирующих управляющих воздействий с последующим контролем, в частности, изменения режимных параметров доения. Исходным материалом служит первичная технологическая информация из базы данных АРМ зоотехника системы управления стадом о коровах дойного
стада, сгруппированных по молочной продуктивности, в первую
очередь – зоотехническая группа. При выборе группы происходит
расчет среднего, минимального и максимального удоев за каждый
день лактации для данной группы (рисунок 1).
Для выбранной группы будет отображен статистический ряд
распределения количества доений на заданном участке лактации по
продолжительности доения, среднему или иному значению сменного
или суточного надоя (рисунок 2).
33
Рисунок 1 – Выбор зоотехнической группы, участка лактации и уровня
среднесуточного удоя
Рисунок 2 – Распределение количества доений по продолжительности
(величине сменного надоя, средней интенсивности молокоотдачи)
на выбранном участке лактации
После выбора элемента статистического ряда (столбца диаграммы или элемента легенды) для соответствующих ему доений б удут отображены графики интенсивности молокоотдачи в реальном
времени (рисунок 3).
34
Рисунок 3 – Графики интенсивности молокоотдачи в реальном времени
для коров со схожей продолжительностью доения
Предлагаемые для выбора на данном шаге коровы имеют сходные стереотипы доения; каждый график соответствует определенной
корове либо всему подмножеству (среднее значение). На следующем
шаге для выбранного графика отображается распределение на выбранном вначале участке лактации частоты применения одного из
режимных параметров доения, в частности частоты пульсаций или
соотношения тактов (рисунок 4).
Рисунок 4 – Распределение режимных параметров доения коровы
по частоте применения на выбранном участке лактации
На последнем шаге отображается график изменения продуктивности
выбранного подмножества или коровы с указанием моментов времени, когда
производилось изменение индивидуальных параметров доения (рисунок 5).
35
Рисунок 5 – Контроль молочной продуктивности
по режимным параметрам доения
Для оперативного сопоставления продуктивности за исследуемый
временной отрезок с характеристиками микроклимата за тот же период
предлагается отображение допускающих совместную оценку по влиянию
на продуктивность параметров в сравнении с эталонными значениями на
графиках с двумя вертикальными осями (рисунок 6).
1 – область контроля параметров микроклимата; 2 – текущие значения
параметров микроклимата; 3 – средняя продуктивность зоотехнической
группы; 4 – продуктивность (лактационная кривая) выбранной коровы
(группы коров); 5 – минимальная допустимая продуктивность группы
Рисунок 6 – Зависимость молочной продуктивности
от параметров микроклимата
36
Эргономическое решение интерфейса отвечает требованиям оптимальной зрительной нагрузки на оператора по информационной насыщенности текстом, графическими элементами, их количеству для одновременного удержания в кратковременной памяти и сравнения геометрических параметров с выполнением мысленной конъюнкции и дизъюнкции, а также интенсивности движений рукой с «мышью» (рычагом с
кнопкой) [3].
Заключение
1.
Разработанный программный инструмент направлен на постепенную ликвидацию существующего дисбаланса между опережающим
развитием средств регистрации информации и запаздывающим развитием
средств ее анализа и обработки.
2.
Количественную оценку связи уровня молочной продуктивности с режимными параметрами доения и характеристиками микроклимата животноводческих помещений целесообразно начать с оперативного
удобного зрительного сравнения для последующей детализации согласно
теории проектирования обратной связи.
3.
Зрительная группировка оцениваемых технологических параметров отвечает требованиям оптимальной зрительной нагрузки на оператора.
Литература
1.
Заводов, В.С. Научно обоснованный микроклимат – жизненная необходимость высокопродуктивного животноводства / В.С. Заводов,
А.В. Заводов // ООО «Микроклимат Дифура» [Электронный ресурс]. –
2013.
–
Режим
доступа:
http://difura.ucoz.ru/index/mikroklimat_v_zhivotnovodstve/0-4. – Дата доступа: 3.09.2013.
2.
Тернов, Е.В. Снижение трудоемкости компьютеризированного управления производственными ресурсами графоаналитическим
представлением технологической информации на примере молочного
стада КРС / Е.В. Тернов // Модернизация сельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий и автоматизированных систем: сборник докладов XII Международной научнопрактической конференции, Углич, Российская Федерация, 10–12 сентября 2012 г. / ГНУ ВИМ Россельхозакадемии. – Москва, 2012. – Ч. 2.
– С. 340–347.
37
3.
Смирнов, Б.А. Инженерно-психологическое и эргономическое
проектирование / Б.А. Смирнов, Ю.И. Гулый. – Х.: Изд-во Гуманитарный
центр, 2010. – 380 с.
УДК 637.116:338.43
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
ЗАТРАТ ДОИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
А.В. Ленский, к.э.н., И.М. Хасеневич
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
На нынешнем этапе развития аграрного сектора, при дефиците
финансовых и материальных средств, наиболее целесообразным является путь многофакторной интенсификации животноводства, позволяющий, в первую очередь, увеличить производство продукции,
а также снизить ее себестоимость, прежде всего, за счет рационального использования всех видов ресурсов, повышения окупаемости каждой единицы инвестиционных средств, которые, в свою очередь, могут выступить в качестве основного источника дополнительных вложений в расширение производства.
Из многообразия существенных экономических факторов интенсификации в качестве основополагающего следует выделить роль
науки и научно-технического прогресса, которые определяют качественные изменения производительных сил и производственных отношений сельскохозяйственных предприятий. Особое значение для
повышения эффективности сельского хозяйства принадлежит новейшим ресурсосберегающим технологиям с учетом технического переоснащения отрасли.
В молочном скотоводстве применяются два основных способа
содержания коров – привязный и беспривязный. Основное преимущество беспривязного содержания молочного скота заключается в более
высокой производительности труда, что достигается путем крупногруппового содержания животных, унифицированного их обслуживания, использования высокопроизводительных доильных установок типа «Тандем», «Елочка», «Параллель».
Доильный зал «Елочка» является одним из самых распространенных. Такую популярность он получил благодаря своей универсальности и низкой цене в сравнении с другими типами доильных залов.
38
В доильном зале «Елочка» коровы располагаются под острым
углом относительно кромки доильной ямы. Такое размещение особенно удобно, если имеются определенные ограничения по габаритам помещения. В процессе доения положение коровы удобно и надежно
фиксируется грудным и задним упорами. Выход из зала может быть
стандартным боковым, когда коровы выходят через ворота по очереди, или быстрым, когда все коровы могут выйти одновременно по
всему фронту грудных упоров.
По мнению практикующих специалистов, доильные залы «Елочка» могут применяться на фермах с численностью дойного стада
150–600 голов. Сравнительные характеристики отечественного и импортного оборудования приведены в таблице 1.
При выборе доильных установок хозяйства, в основном, руководствуются их производительностью, стоимостью и уровнем технического сервиса. К основным отечественным производителям доильного оборудования относятся ОАО «Гомельагрокомплект» и
ОАО «Дятловская сельхозтехника», доля которых на рынке РБ составляет свыше 80 %.
Таблица 1 – Технические характеристики доильных залов «Елочка»
Показатели
Размещение
Количество
доильных мест
Количество
операторов, чел.
Производительность
за основное время,
доек/ч
Максимальная производительность, л/ч
УДА-20Е
«Гомельагрокомплект»
2*20
Елочка
Елочка
2*16
HDHB
2*20
«Дятлов«DeLaval»
«Milkline»
ская СХТ»
2*16
2*20
2*16
40
32
40
32
2
2
2
1
280
250
280
280
3300
3300
3300
3150
Если отечественное доильное оборудование типа «Елочка» незначительно отличается по своим техническим характеристикам, то
его стоимость практически в 2 раза ниже импортных аналогов, что
соответственно отражается на соотношении их эксплуатационных затрат (таблица 2).
39
Таблица 2 – Часовые эксплуатационные затраты доильных залов
«Елочка»
Показатели
Цена, тыс. руб.
Срок службы, лет
Амортизационный ресурс, ч
Общие издержки владения,
тыс. руб./ч
Затраты на ТО и ремонт,
тыс. руб./ч
Затраты на электроэнергию,
тыс. руб./ч
Стоимость рабочей силы,
тыс. руб./ч
Общая стоимость эксплуатации, тыс. руб./ч
УДА-20Е Елочка 2*16 Елочка
HDHB
«Гомельагро- «Дятловская 2*20
«DeLaval»
комплект»
СХТ»
«Milkline»
462000
9
19620
489500
8
17440
1122000 957000
9
9
19620 19620
43,7
49,0
106,0
90,4
21,2
22,5
51,5
43,9
1,2
1,2
1,2
1,2
55,1
55,1
55,1
55,1
121,2
127,7
213,9
190,6
Производством остальных типов доильного оборудования на
отечественном рынке занимается лишь ОАО «Дятловская сельхозтехника», которая предлагает также доильные залы типа «Параллель» и
«Тандем». К сожалению, приходится констатировать тот факт, что
номенклатура оборудования производства ОАО «Дятловская сельхозтехника» значительно уступает типоразмерному ряду зарубежных
образцов, что негативно сказывается на его эффективности для ферм и
комплексов различной мощности.
Наиболее индустриальным типом применяемого сегодня доильного зала является «Параллель». По максимальной часовой производительности «Параллель» не уступает «Елочке», а по интенсивности
работы оператора превосходит ее. Такое оборудование в наибольшей
степени подходит для крупных хозяйств с численностью дойного стада от 500 до 1000 голов.
В доильных залах этого типа коровы располагаются перпендикулярно краю доильной ямы. Ширина помещения должна быть достаточной
для размещения животных, а длина зала при одинаковом количестве мест
будет существенно меньше (в сравнении с «Елочкой»). За счет этого сокращается время выхода коров в доильный зал.
На основании опыта практической эксплуатации рекомендована система с быстрым выходом, за счет чего значительно увеличивается про-
40
пускная способность доильного зала, хотя при необходимости можно
оборудовать и индивидуальный выпуск коров.
Следует заметить, что зарубежное доильное оборудование типа
«Параллель» имеет весьма высокую степень автоматизации, чем, вероятно, и обусловлена его ценовая категория. Так, например, в доильных залах фирмы «Milkline» для индивидуальной индексации коров доильные боксы оснащаются устройствами, которые могут
настраиваться без участия оператора под размеры каждого животного
в отдельности. Индивидуальное позиционирование коров обеспечивается активными выходными воротами, благодаря чему коровы занимают оптимальное положение для доения. Отдельные секции выходных ворот напротив каждого животного при необходимости могут
открываться независимо от других, что позволяет проводить селекцию отдельных животных из поголовья.
В доильных залах «Параллель» фирмы «DeLaval» входные двери
закрываются рядом с последним доильным местом и обеспечивают хорошее позиционирование всей группы. Точная регулировка фронтального
ограничителя позволяет настроить его индивидуально под размер любого
животного.
Отечественное оборудование данного типа незначительно отличается от импортного в технико-технологическом плане (таблица 3), но значительно привлекательнее последнего в ценовом аспекте.
Таблица 3 – Технические характеристики доильных залов
«Параллель»
Параллель
Параллель
2*16
Р2100
2*20
«Дятловская
«DeLaval»
«Milkline»
СХТ»
Показатели
Размещение
Количество доильных мест
Количество операторов, чел.
Производительность за основное время,
доек/ч
Максимальная производительность, л/ч
2*16
32
2
2*20
40
2
2*20
40
2
150
160
160
3300
3300
3500
Соответственно, часовые эксплуатационные затраты доильного зала
«Параллель» производства ОАО «Дятловская сельхозтехника» в 1,9 раза
ниже, чем у аналогичного оборудования «Milkline», и в 1,6 раза ниже, чем
у оборудования фирмы «DeLaval» (таблица 4).
41
Таблица 4 – Часовые эксплуатационные затраты доильного зала
«Параллель»
Параллель
Парал2*16
Р2100
Показатели
лель 2*20
«Дятлов«DeLaval»
«Milkline»
ская СХТ»
Цена, тыс. руб.
600600
1458600 1244100
Срок службы, лет
9
9
9
Амортизационный ресурс, ч
19620
19620
19620
Общие издержки владения, тыс. руб./ч
56,8
137,9
117,6
Затраты на ТО и ремонт, тыс. руб./ч
27,6
66,9
57,1
Затраты на электроэнергию, тыс. руб./ч
0,9
1,0
1,0
Стоимость рабочей силы, тыс. руб./ч
55,1
55,1
55,1
Общая стоимость эксплуатации,
140,3
260,9
230,8
тыс. руб./ч
Доильная установка «Тандем» имеет конфигурацию доильного зала, в котором животные располагаются параллельно кромке доильной
ямы. Это самый красивый, удобный и настолько же редко применяемый в
настоящее время тип доильного зала, что обусловлено организационноэкономическими процессами, связанными с укрупнением хозяйств и увеличением их дойного поголовья. Такой тип идеально подходит для небольших фермерских хозяйств с численностью дойного стада 50–150 голов (таблица 5).
Аналогично уже рассмотренным доильным залам, отечественные и
импортные установки кардинально отличаются стоимостными показателями (таблица 6).
Таблица 5 – Технические характеристики доильных залов «Тандем»
Показатели
УДМ-12Т
«Дятловская
СХТ»
Размещение
Количество доильных мест
Количество операторов, чел.
Производительность за основное время, доек/ч
42
Тандем 2*6 Тандем 2*6
«Milkline» «DeLaval»
2*6
12
1
2*6
12
1
2*6
12
1
90
110
110
Таблица 6 – Часовые эксплуатационные затраты доильных залов
«Тандем»
УДМ-12Т Тандем
Тандем 2*6
«Дятлов2*6
«DeLaval»
ская СХТ» «Milkline»
Показатели
Цена, тыс. руб.
Срок службы, лет
Амортизационный ресурс, ч
Общие издержки владения, тыс. руб./ч
Затраты на ТО и ремонт, тыс. руб./ч
Затраты на электроэнергию, тыс. руб./ч
Стоимость рабочей силы, тыс. руб./ч
Общая стоимость эксплуатации,
тыс. руб./ч
690800
9
19620
65,3
31,7
0,5
55,1
1677500
9
19620
158,5
76,9
0,7
55,1
1431100
9
19620
135,3
65,6
0,5
55,1
152,6
291,3
256,6
Обслуживая значительно меньшее количество коров, доильные
залы типа «Тандем» имеют также и более высокие часовые эксплуатационные затраты: на 8 % выше, чем «Параллель», и на 20 % выше, чем
«Елочка».
Ввиду строительства в Беларуси крупных молочно-товарных ферм
доильные залы типа «Тандем» имеют низкий спрос на отечественном
рынке. Кроме того, имеется ряд других недостатков, определяющих степень использования рассмотренного оборудования (таблица 7).
Доильный робот относится к новому поколению доильного оборудования. Принципиальное отличие робота от классических доильных залов состоит в индивидуальном подходе к каждому животному, полной
автоматизации процесса доения согласно заданной программе, что исключает ошибки и травмы, которые может допустить человек-оператор.
Доильный робот учитывает физиологию каждой конкретной коровы и подстраивается под нее, поэтому процесс доения не вызывает стресса и протекает максимально комфортно.
Процесс работы доильного робота протекает следующим образом. Как только корова заходит в стойло, начинается обработка вымени специальными щетками. Такая чистка является дополнительной
стимуляцией и помогает предотвратить риск заболеваний. После обработки и стимулирования включается система распознавания сосков: вымя полностью сканируется, чтобы определить положение сосков, после чего проводится точное сканирование тремя лазерными
лучами для точной локализации каждого соска. Согласно результатам сканирования навешиваются доильные стаканы. Благодаря современной технологии, доение осуществляется оптимально для каж-
43
дой четверти вымени. Процесс завершается опрыскиванием каждой
четверти, что обеспечивает качественную гигиену вымени.
Таблица 7 – Преимущества и недостатки применяемых доильных
залов
Доильный зал
Преимущества
1. Небольшой фронт доения.
2. Невысокая стоимость оборудования в
расчете на доильный пост.
3. Большое количество разновидностей,
«Елочка» что позволяет максимально учесть существующие и планируемые условия производства.
4. Широкий типоразмерный ряд и большая вариация обслуживаемого поголовья.
1. Высокая интенсивность работы оператора.
2. Минимальный фронт доения.
«Парал- 3. Невысокая стоимость оборудования,
лель» сравнимая с «Елочкой» из расчета производительности (короводоек в час).
4. Широкий типоразмерный ряд и большая вариация обслуживаемого поголовья.
1. Обзор всего корпуса животного.
2. Индивидуальный вход и выход каждого
животного (вся группа не ждет окончания
доения).
3. Индивидуальная фиксация обеспечива«Тан- ет максимальный комфорт животному
дем» при доении.
4. Возможность чтения ушной бирки.
5. Наиболее приспособлена для автоматической раздачи концентрированного корма в доильном зале.
Недостатки
1. Ограничения по максимальному обслуживаемому поголовью.
2. Недостаточная интенсивность работы оператора.
1. Повышенные требования к ширине помещения.
2. Повышенные требования к форме вымени.
1. Самый большой
фронт доения.
2. Низкая интенсивность
работы оператора.
3. Высокие затраты на
строительные
работы
(требования
большой
длины доильной ямы и
помещения).
4. Высокая стоимость
оборудования из расчета
одного доильного поста.
Наиболее распространенными поставщиками роботов-дояров на
отечественный рынок являются зарубежные фирмы «Lely» (Нидерланды),
«DeLaval» (Швеция), «Boumatic» (США), «SAC» (Дания), «GEA Farm
Technologies» (Германия), «Lemmer Fullwood» (Великобритания).
44
Отличительными особенностями доильного робота Astronaut
фирмы «Lely» являются отсутствие технических устройств для позиционирования животного, наличие руки-манипулятора, постоянно остающейся под коровой, использование инновационной системы определения качества молока, возможность настройки режимов доения для
каждой четверти вымени отдельно, а также оценки клеточных элементов в молоке. Фирма «Boumatic» особое внимание уделяет прочности и
износостойкости оборудования, простоте обслуживания устройства.
Предлагаемый робот Proflex имеет двойной бокс и один манипулятор
для обслуживания двух коров, позволяет проводить учет и анализ компонент молока со всех четвертей вымени. Выпускаемый под маркой
RDS Futurline новый доильный робот фирмы «SAC» также имеет ряд
инновационных решений, например специальные доильные стаканы
для очистки сосков вымени и сдаивания первых струек молока, позиционирование руки-манипулятора с помощью видеокамеры и лазера;
контроль качества молока по цвету, температуре, электропроводности
и содержанию в нем гемоглобина. По нашим оценкам, RDS Futurline
является одним из самых экономичных доильных роботов.
Системы автоматического доения подходят для любого хозяйства
с растущим поголовьем крупного рогатого скота, например один доильный бокс для 50–70 молочных коров или четыре бокса для 250 коров. Закупочная цена, составляющая около 120000 евро за отдельный
бокс, и ежегодные издержки, конечно, несравнимо выше, чем издержки
на классическую доильную установку. Однако, как показывает опыт,
экономия на помещениях, повышение молочной продуктивности не
менее чем на 10 %, улучшение здоровья животных и, прежде всего, сокращение расходов предприятия на содержание работников и снижение
нагрузки на оператора до 1,5 часов в день вполне могут компенсировать более высокие издержки на приобретение и содержание автоматической системы.
Кроме того, сельскохозяйственные товаропроизводители за счет
использования доильного робота уменьшают время своего активного
присутствия в животноводческом помещении и распределяют свой суточный и годичный цикл работы, независимо от фиксированного времени доения. Коровы произвольным образом идут в доильный бокс, то
есть каждая отдельная корова определяет сама свой индивидуальный
ритм. Каждое животное в соответствии с состоянием лактации имеет
свой индивидуальный цикл доения, который складывается из отдельных доек, осуществляемых в роботизированной системе на протяжении
всего дневного и ночного времени. При этом не возникает проблем с
ожиданием коров перед доильной установкой (доильным залом), в ре-
45
зультате чего у каждого животного высвобождается дополнительное
время на потребление корма и для отдыха.
Наиболее дорогими, но в то же время более совершенными являются доильные роботы Astronaut фирмы «Lely». Доильный робот
Astronaut имеет достаточно высокие часовые эксплуатационные затраты – 384 тыс. руб./ч, которые на 25 % превышают аналогичные показатели робота Merlin фирмы «Lemmer Fullwood» и на 6 % – роботов фирм
«Boumatic» и «SAC» (таблица 8).
Таблица 8 – Часовые эксплуатационные затраты доильных роботов
Показатели
Merlin RDS Fu- AstroProflex
«Lemmer turline naut А4
«Boumatic»
Fullwood» «SAC» «Lely»
Цена, тыс. руб.
990000 1100000 1320000 1155000
Срок службы, лет
9
9
9
9
Амортизационный ресурс, ч
19620 19620 19620 19620
Общие издержки владения, тыс. руб./ч
93,6
104,0 124,8
109,2
Затраты на ТО и ремонт, тыс. руб./ч
45,4
50,5
60,6
53,0
Затраты на электроэнергию, тыс. руб./ч
163,5
202,4 194,6
194,6
Стоимость рабочей силы, тыс. руб./ч
4,6
4,6
4,6
4,6
Общая стоимость эксплуатации, тыс. руб./ч 307,0
361,4 384,5
361,3
В Беларуси также налажен серийный выпуск доильных роботов.
В 2010 г. произведено более 100 роботизированных доильных комплексов для молочно-товарного производства республики. Роботизированные доильные установки Astronaut A3 Next, производимые по лицензии
голландской компании «Lely», предназначены для доения коров в коровнике при беспривязном содержании животных. Роботизированный
комплекс включает в себя собственно робота с системой доения, очистки и мойки, вакуумную систему, системы управления процессом, идентификации животных, контроля качества молока, устройства для взвешивания коров, кормушку для концентратов, молочный танк для охлаждения продукции, компрессор и другое. Один робот может обслуживать 70 голов дойного стада при трехразовом доении.
В собираемой в ООО «Биоком технология» в г. Гродно усовершенствованной модели доильного робота Lely использовано минимум
10 инноваций. Так, в частности, новая модель доильного робота функционирует как молочная лаборатория, причем проверяет молоко не
только на наличие маститных и молозивных примесей, но и на содержание белка и жиров. Исходя из этих данных, робот может самостоятельно регулировать структуру питания животных. Кроме того, усовершенствованы некоторые комплектующие, пластик заменен на не-
46
ржавеющую сталь, что увеличивает срок службы роботов до 25 лет и
соответственно снижает сроки окупаемости. Планируется, что доильные комплексы белорусской сборки в перспективе полностью закроют
потребности молочного животноводства республики, снизят импортозависимость страны по этому виду продукции.
По нашим предварительным расчетам, годовой экономический
эффект от внедрения одного робота составляет порядка 150 млн. руб.,
а срок окупаемости оборудования – 5,4 года.
Изучение мирового опыта механизации производственных процессов в молочном животноводстве свидетельствует о применении широкого спектра высокопроизводительного и экономически эффективного технологического оборудования для доения скота. Варианты технического оснащения во многом определяются применяемой системой
содержания скота. В последние годы наблюдается тенденция полной
автоматизации практически всего спектра оборудования для выполнения технологических процессов на молочно-товарных фермах. Современные робототехнические системы позволяют исключить использование ручного труда, обеспечить лучшие условия содержания скота в соответствии с индивидуальным циклом коровы, улучшить здоровье животных и, как следствие, повысить молочную продуктивность.
В процессе исследования установлено, что, несмотря на большое
разнообразие технологического оборудования, представленного на мировом рынке техники для механизации производственных процессов в
животноводстве, принципы его работы существенным образом не отличаются и в целом являются идентичными. Различие наблюдается
лишь в некоторых инновационных технических решениях, которые по
своей сути не являются базовыми и определяющими основные принципы работы оборудования. Таким образом, основные техникоэкономические показатели работы машин, особенно доильных роботов,
для различных ферм практически одинаковы для машин-аналогов. Следовательно, в основе их успешного продвижения на рынок стоят широкое позиционирование техники на выставках и ярмарках, активная маркетинговая политика, дополнительные условия гарантийного и послегарантийного сервисного обслуживания.
Анализ ценового соотношения производимого в Беларуси оборудования и зарубежных аналогов позволил сделать вывод о значительном ценовом преимуществе первого и о возможности достижения конкурентного преимущества на внутреннем и внешнем рынках при условии соблюдения требований к изготовлению машин, повышения их качества, проведения активной рекламы, реализации продуманной маркетинговой политики.
47
УДК 631.356.2
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ УБОРКИ УРОЖАЯ
САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В УСЛОВИЯХ НЕБОЛЬШОГО
ХОЗЯЙСТВА
А.Ю. Линник, к.т.н., доц., В.И. Солтысюк, к.т.н., доц.
Обособленное подразделение Национального университета
биоресурсов и природопользования Украины
«Бережанский агротехнический институт»
г. Бережаны, Тернопольская обл., Украина
Я.П. Замора, к.т.н.
Тернопольский Национальный педагогический университет
им. Владимира Гнатюка
г. Тернополь, Украина
В последние годы на территории Западной Украины наблюдается тенденция увеличения количества малых фермерских хозяйств,
которые отводят свои угодья под посевы сахарной свеклы. Это объясняется несколькими факторами: высокой рентабельностью выращивания культуры при условии урожайности корнеплодов не менее
450 ц/га, наличием вблизи заготовительно-перерабатывающих пунктов и заводов. Однако, учитывая особенности рельефа региона и
площади полей, отведенных под культуру, которые в отдельных сл учаях составляют 10–200 га, при сборе урожая возникает целый ряд
вопросов. Основной из них – необходимость использования уборочной техники, которая не приведет к значительному уплотнению почвы, особенно в пределах поворотных полос, и обеспечит качественную очистку остатков ботвы и уменьшение потерь сахароносной массы. Применение традиционной отечественной уборочной техники, а
именно комплекса машин семейства БМ-6 и КС-6 на полях малой
площади, является нерациональным. Эти машины прицепные, что
предполагает значительный радиус разворота и соответствующую
ширину поворотных полос. Вместе с тем, учитывая многократность
проходов машин при разворотах и вхождение агрегата в загонку, а
также вес машин, происходит значительное уплотнение почвы, что
приводит как к увеличению энергетических затрат на последующую
обработку, так и к снижению физических и технологических свойств,
а также уровня плодородия почвы. При этом подготовка поворотных
полос требует использования ручного труда, что, в свою очередь,
приводит к повышению себестоимости конечного продукта. Вместе с
48
тем, при потере сахароносной массы более 5–7 % значительно снижается экономический эффект выращивания культуры.
Использование новых технологий и технических решений позволяет проводить удаление ботвы с головки корнеплода одной машиной с последующим измельчением ботвы и укладкой ее в межд урядья
или вынесением за пределы обрабатываемой зоны. Это позволяет
уменьшить энергозатраты на транспортировку ботвы, а также улучшить показатели работы машин для выкапывания корнеплодов за
счет чистоты обрабатываемой зоны [1]. Выкапывание корнеплодов
рационально проводить лемехами, которые характеризуются наличием плоскостей, размещенных под углом относительно друг друга, с
использованием устройств для создания вибраций на выкапывающих
и сепарирующих элементах копателей [2]. Такие особенности конструкции машины позволяют уменьшить усилия при выкапывании корнеплодов и их сепарации.
На основе анализа существующих технологий и технических решений механизации уборки урожая сахарной свеклы предложен новый
комплекс навесных машин для эффективного сбора корнеплодов на небольших площадях. При этом технологические операции очистки ботвы и выкапывания корней выполняется отдельными машинами.
Конструктивно-компоновочная схема машины для уборки ботвы
корнеплодов базируется на принципах концентрации следующих операций: подъем, срезание, измельчение и транспортировка ботвы, укладка ее в валок, доочистка головок корнеплодов [3].
Машина ботвоуборочная навесная (рисунок 1) состоит из рамы 1,
на которой закреплены ее основные механизмы и детали.
Рисунок 1 – Машина ботвоуборочная трехрядная навесная
49
К ним относятся навеска 2, с помощью которой ботвоуборочная
машина крепится к навесной системе трактора (не показана), и опорные
колеса 3. На раме 1 на подшипниковых опорах установлены правый 4,
средний 5 и левый 6 валы, на которых закреплены ножи высокого среза
7 и бичи очистки 8. На раме 1 жестко установлены ботвоподъемные лапы 9, а также механизм 10 навески рамы 11 доочистителя корнеплодов.
На раме 11 установлены опорно-регулировочные полозья 12, а на подшипниковых опорах – валы 13, на которых закреплены бичи 14 доочистки головок корнеплодов.
На раме 11 установлен приводной механизм 15 изменения направления вращения валов 13 с бичами доочистки 14. Он соединен карданной передачей 16 со средним валом 5, который, в свою очередь, соединен карданной передачей с валом отбора мощности трактора (на рисунке не показан).
Механизм 10 навески рамы 11 доочистителя корнеплодов сконструирован таким образом, что рама шарнирно соединена с рамой машины 1 и находится под углом с вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси вала 5.
Технологическая подготовка к работе ботвоуборочной машины
осуществляется следующим образом. Навешенную на трактор машину
опускают на ровную поверхность. Центральной тягой навески трактора
выставляют раму машины 1 в горизонтальное положение. Путем перемещения опорных колес 3 устанавливают оптимальную высоту срезания ботвы. С помощью регулировочно-опорных полозьев 12 выставляют раму 11 на высоту, обеспечивающую прикосновение очистительных
бичей 14 к поверхности почвы. С помощью раскосов тракторной навески выставляют вал 5 строго по оси трактора.
Отрегулированный агрегат опускают на поверхность почвы, включают ВВП и осуществляют движение вперед. При этом ботвоподъемные
лапы 9 поднимают ботву над поверхностью почвы, а ножи 7 ее срезают и
измельчают, бичи очистителя 8 сбивают остатки ботвы и сбрасывают ее в
валок с левой стороны по ходу движения агрегата.
С вала 5 вращательное движение через карданную передачу 16
передается на механизм 15 изменения направления вращения, который
вращает валы 13 с бичами доочистки 14 в противоположную сторону.
Благодаря этому остатки ботвы обрываются эластичными бичами.
Размещение вала 13 под углом α к оси рядка с оптимальным количеством эластичных бичей 14 обеспечивает обивку остатков ботвы по всей
поверхности головки корнеплодов. Механизм навески 15 с шарнирным
креплением рамы 11 доочистителя головок корнеплодов обеспечивает
надлежащее копирование рельефа поверхности почвы.
50
Изготовленный и предварительно испытанный образец 3-рядной
навесной ботвоуборочной машины имеет преимущества по сравнению
с существующими аналогами (БМ-6, МБС-6) благодаря шарнирной
раме доочистителя, установленной на механизм навески с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости и поворота
относительно горизонтальной оси, что обеспечивает точное копирование поверхности и, как следствие, высокое качество очистки головок
корнеплодов.
В комплекс машин вместе с вышеописанной ботвоуборочной машиной входит 3-рядная корнеуборочная машина, предназначенная для
выкапывания корнеплодов и укладки их в валок [4].
Навесная 3-рядная корнеуборочная машина (рисунок 2) выполнена
в виде рамы 1, в которой на двух парах подвесных кронштейнов – передних 2 и задних 3 – снизу подвешена поперечная балка 4 длиной, равной
нескольким ширинам междурядий, например трем. На поперечной балке
напротив каждого рядка жестко закреплены выкапывающие орала 5. Снизу под концами поперечной балки жестко прикреплены опоры 6, к которым спереди крепятся передние кронштейны 2, а сзади – кронштейны 3 с
возможностью колебательного движения выкапывающих лемехов 5. Нижними концами кронштейны 2 жестко прикреплены к пластинам 6, установленным снизу выкапывающих лемехов.
Рисунок 2 – Конструктивно-компоновочная схема 3-рядной
навесной корнеуборочной машины
Сверху кронштейны 2 жестко прикреплены к верхней опоре 7, а
кронштейны 3 – к верхней опоре 8, на которой установлены эксцентричные ролики 9, свободно вращающиеся вместе с приводным валом 10. Вал
51
соединен с валом отбора мощности трактора 11. Верхние опоры 7 и
8 жестко закреплены на раме 1 в продольном направлении. Позади
выкапывающих лемехов напротив каждого ряда установлены очис тные полки 12, причем выкапывающий лемех разделен на две половины: передняя установлена под углом γ 1 = 27° к горизонту, а задняя, которая выполнена в виде очистных полок 12, размещена под
углом γ 2 = 22°. Поскольку γ 1 больше γ 2 , плоскости лемехов образуют
линию разлома для лучшего измельчения почвы и качественной сепарации.
На краях рамы на рычагах 13 и 14 с регулировочными винтами
установлены опорно-копирующие колеса 15 и 16. На раме также установлены три конических редуктора 17 для передачи крутящего момента
под углом 120о от вала отбора мощности 11 трактора.
На ведущих валах редукторов установлены звездочки 18, а позади
выкапывающих лемехов 5, напротив каждого рядка свеклы, на валах
19 – сепарирующие диски 20 со спицами 21 под углом к направлению
движения машины и к горизонту с возможностью кругового вращения.
Кроме этого, сепарирующие диски 20 жестко прикреплены к редукторам 17 с возможностью изменения величины углов как к горизонту, так
и к направлению движения машины известными способами. С левой
стороны по направлению движения машины к раме 1 прикреплен отражательный сетчатый щиток 22.
Навешенная на трактор тягового класса 0,9–1,4 машина корнеуборочная с отрегулированными на величину углубления подрезного ножа опорно-копировальными колесами 15 и 16 с подключенным
карданным приводным валом 11 к валу отбора мощности трактора,
на конце которого установлена звездочка кардана 23, движется
вдоль посевов со скоростью V агр . Для уменьшения усилия выкапывания корнеплодов 24 и улучшения условий сепарации в лемехах 5 с
очистными полочками 12 установлены эксцентричные ролики 9, которые создают вибрации под углом к направлению движения машины. Крепление машины к трактору осуществляют с помощью сист емы подвески 25.
Работает корнеуборочноя машина следующим образом. В процессе выкапывания сахарной свеклы происходит подрезание пласта почвы
с корнеплодами под тремя рядками выкапывающими лемехами 5 на
глубине Н, а также его разламывание при переходе с передней плоскости ножа на очистительную полку 12.
Процесс выбора корнеплодов с поднятого пласта почвы и сброс
их в валок проходит следующим образом. Крутящий момент с вала
отбора мощности 11 трактора через карданную передачу передается
52
на приводной вал 10 редуктора привода сепарирующих дисков. При
вращении сепарирующие диски 20 своими спицами 21 измельчают
почву в пласте, который сепарируется через их промежутки, а при контакте с корнеплодом 24 очищают его от почвы и выносят из пласта,
придавая ему движение по траектории в направлении отраженного
щитка 22. При перемещении корнеплодов, при взаимном трении и
столкновении с отражающим щитком происходит очистка их поверхности от почвы и укладки в валок.
Изготовленный образец 3-рядной навесной корнеуборочной машины показал работоспособность конструкции, ее малую металло- и
энергоемкость, качество уборки сахарной свеклы, что позволяет использовать ее в условиях небольших хозяйств. Качество выполнения технологического процесса соответствует техническим условиям для свеклоуборочной техники.
Использование описаного технического решения в условиях небольших площадей посевов сахарной свеклы в фермерских хозяйствах
позволит снизить себестоимость конечного продукта – сахара – путем
уменьшения энерго- и ресурсозатрат на сбор корнеплодов.
Литература
1.
Ліннік, А. Перспективні напрямки розвитку машин для очищення гички цукрових буряків / А. Ліннік, І. Фльонц, І. Семенів // Формування конкурентноспроможної економіки: теоретичні, методичні та практичні засади: матеріали ІІ Міжнар. наук.-практ. інтернет конф., Тернопіль,
21–22 бер. 2013 р. – Тернопіль: Крок. – С. 83–85.
2.
Погорілий, М.Л. Технологічні і технічні аспекти вдосконалення бурякозбиральної техніки / М.Л. Погорілий // Техніка АПК. – 2000.
– № 1. – С. 14–18.
3.
Машина гичко збиральна навісна: пат. 25007 UA A 01 D17/00 /
В.М. Павліський, М.В. Гнатьо, П.М. Гнатьо, А.Ю. Ліннік, В.В. Камишанов,
І.В. Логуш, О.В. Сорочан. – № 200701972; заявл. 26.02.07; опубл. 25.07.07
// Промислова власність. – Бюл. № 11.
4.
Навісна коренезбиральна машина: пат. 23519 UA A 01 D17/00 /
Б.М. Гевко, С.Г. Білик, В.І. Солтисюк. – № 2351900831; заявл. 26.01.2007;
опубл. 25.05.2007 // Промислова власність. – Бюл. № 7.
53
УДК 631.371
ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ
СЕЗОННОЙ ПОДГОТОВКИ КАРТОФЕЛЯ
В СЕКЦИОННЫХ ХРАНИЛИЩАХ
Ю.И. Кириенко, к.т.н., А.М. Башилов, д.т.н.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ)
г. Москва, Российская Федерация
В настоящее время наблюдается тенденция проектирования хранилищ секционного типа вместимостью, кратной 1000, 2000, 3000 т.
Это позволяет создавать агропромышленные комплексы на базе однотипных конструкций, что резко снижает затраты на их производство.
Технологические процессы в хранилищах (цехах) агропромышленного комплекса (АПК) направлены на подготовку продукции для
реализации в торговой сети, для переработки, для семенных целей и
для кормопроизводства. В связи с этим возникает необходимость создания разных технологических схем в зависимости от назначения сортируемых фракций картофеля. Основными технологическими процессами подготовки картофеля в хранилищах являются поточная подача,
калибрование на фракции, чистка поверхности клубней от почвенных
загрязнений, отделение дефектных клубней, формирование потоков
фракций одного технологического направления на затаривание. Предварительное обоснование границ разделения на фракции по параметру
«ширина клубней» проведено в работах [1, 2]. В результате последующих расчетов и необходимости упрощения конструкции блока калибрования выясняется целесообразность отказа от границы разделения
60 мм, которой соответствуют клубни массой порядка 120–160 г. Формирование потоков по фракциям ведется по границам разделения 35, 45
и 55 мм. Таким образом, самая крупная фракция образуется сходом с
блока сепарирующих зазоров 55 мм. Нижняя граница фуражной фракции определяется сепарирующим зазором на прутковых элеваторах
картофелеуборочного комбайна и составляет от 20 до 25 мм в зависимости от типа комбайна.
Партии картофеля, поступающие в хранилище, характеризуются
такими параметрами, как величина математического ожидания массы М, величина среднеквадратического отклонения W, рассчитанная
для вороха по одному из размеров клубней. В зависимости от конкретной урожайности картофеля колебания параметров М и отклонений W
подаваемого на сортирование вороха имеют значительные величины.
Установлено, что параметры массы М составляют от 40 до 120 г при
54
отклонениях по оценке по ширине клубней от 40 до 65 мм и среднеквадратическим отклонениям по ширине от 4 до 18 мм [2]. Расчет объема выделяемой сортируемой фракции из основного объема хранимого
вороха картофеля проводится по границам разделения фракций по методике работы [3].
Одним из главных факторов является непрерывность сезонной
работы в хранилищах в осенне-зимне-весенний период, необходимость
постоянной занятости обслуживающего персонала в различных технологических схемах сезонной подготовки клубней при обеспечении качества продукции.
Ниже представлены схемы поточных линий сезонной подготовки
клубней в зависимости от назначения сортируемых партий картофеля
(рисунки 1, 2, 3).
ПОТОЧНАЯ
ПОДАЧА
КЛУБНЕЙ
РАЗДЕЛЕНИЕ
на ФРАКЦИИ
Фуражная
фракция
20–35 мм
Затаривание
(на ферму)
3-я универсальная
фракция
свыше 55 мм
2-я универсальная
фракция
45–55 мм
1-я универсальная
фракция
35–45 мм
Сухая
чистка
от загрязнений
Товарная
фракция
Сухая
чистка
от загрязнений
Сухая
чистка
от загрязнений
Оптическая
дефектация
клубней
Оптическая
дефектация
клубней
Затаривание
на реализацию
Затаривание
на посадку
45–55 мм
Затаривание
на посадку
35–45 мм
Дефектные клубни
35–45 мм
Кормовая
фракция
(на ферму)
Дефектные клубни
45–55 мм
Рисунок 1 – Схема поточной линии сезонной подготовки клубней
для семенных целей, к товарной реализации и на фураж
(производительность 3 т/ч)
55
ПОТОЧНАЯ
ПОДАЧА
КЛУБНЕЙ
РАЗДЕЛЕНИЕ
на ФРАКЦИИ
3-я универсальная
фракция
свыше 55 мм
Сухая
чистка
от загрязнений
Товарная
фракция
2-я универсальная
фракция
45–55 мм
Сухая
чистка
от
загрязнений
Затаривание
на реализацию
Оптическая
дефектация
клубней
Затаривание
на переработку
Фуражная
фракция
20–35 мм
Затаривание
(на ферму)
1-я универсальная
фракция
35–45 мм
Сухая
чистка
от загрязнений
Оптическая
дефектация
клубней
Дефектные клубни
35–45 мм
Кормовая фракция
(на ферму)
Дефектные клубни
45–55 мм
Рисунок 2 – Схема поточной линии сезонной подготовки клубней
для переработки, к товарной реализации и на фураж
(производительность 3 т/ч)
При разработке поточных линий необходимо создание блочномодульных систем компоновки, что позволяет резко снизить прои зводственные затраты и обеспечить создание систем двойного и
тройного назначения поточных линий.
Ниже представлена базовая модель энергосберегающей поточной линии фракционирования, удаления поверхностных загрязнений
и дефектации клубней картофеля в хранилищах АПК в осеннезимне-весенний период для секционных хранилищ вместимостью от
2000 до 3000 т.
56
ПОТОЧНАЯ
3-я универсальная
фракция
свыше 55 мм
Товарная
фракция
РАЗДЕЛЕНИЕ
на ФРАКЦИИ
2-я универсальная
фракция
45–55 мм
Сухая
чистка
от
загрязнений
Фуражная
фракция
20 (25)–35 мм
1-я универсальная
фракция
35–45 мм
Сухая
чистка
от загрязнений
ПОДАЧА
КЛУБНЕЙ
Затаривание
(на ферму)
Сухая
чистка
от загрязнений
Затаривание
на
реализацию
Кормовая фракция
(на ферму)
Рисунок 3 – Схема поточной линии сезонной подготовки клубней
к товарной реализации и на фураж (производительность 3 т/ч)
Производительность линии должна согласовываться с объемами хранения, с условиями подачи на поточную линию и условиями затаривания.
Как правило, хранилища имеют секционный тип конструкций на 1000 или
1500 т в каждой секции. При принимаемой расчетной производительности
поточной линии 3 т/ч и коэффициенте эксплуатации 0,75 дневная производительность составит порядка 18 т, ежемесячная – 360 т (при 5-дневной рабочей неделе). При осенне-зимне-весеннем цикле работы в течение 6–8 месяцев общий расчетный наработанный объем поточной товарной линии составит порядка 2000–2500 т. При выбранной производительности 3 т/ч одна
поточная линия может иметь технологическую ширину порядка 450 мм и оптимальную энерго- и металлоемкость. При площади посадки 15–20 га и урожайности картофеля 15–20 т/га объем хранилища составит порядка
2000–3000 т и согласуется с производительностью одной поточной линии
блочно-модульного типа.
57
1 – приемный бункер с транспортером подачи; 2 – транспортер
выноса почвы; 3 – блок фракционирования потока клубней;
4 – роторный блок удаления поверхностных загрязнений клубней;
5 – роторный блок дефектации клубней; 6 – модуль распознавания
дефектов клубней и передачи информации; 7 – модули передачи
фракций потока клубней; 8 – малогабаритные модульные
транспортеры отвода крупной фракции; 9 – транспортер мелких
почвенных примесей; 10 – транспортер фуражной фракции;
11 – транспортер отвода 2-й семенной фракции; 12 – транспортер
отвода 1-й семенной фракции; 13 – транспортер отвода почвенных
примесей; 14 – транспортер дефектных клубней
Рисунок 4 – Базовая модель поточной линии блочно-модульного типа
Производительность линии должна согласовываться с объемами
хранения, с условиями подачи на поточную линию и условиями затаривания. Как правило, хранилища имеют секционный тип конструкций на
1000 или 1500 т в каждой секции. При принимаемой расчетной производительности поточной линии 3 т/ч и коэффициенте эксплуатации 0,75
дневная производительность составит порядка 18 т, ежемесячная – 360 т
58
(при 5-дневной рабочей неделе). При осенне-зимне-весеннем цикле работы в течение 6–8 месяцев общий расчетный наработанный объем поточной товарной линии составит порядка 2000–2500 т. При выбранной производительности 3 т/ч одна поточная линия может иметь технологическую ширину порядка 450 мм и оптимальную энерго- и металлоемкость.
При площади посадки 15–20 га и урожайности картофеля 15–20 т/га объем хранилища составит порядка 2000–3000 т и согласуется с производительностью одной поточной линии блочно-модульного типа.
Одним из важнейших требований к поточной линии является
применение бесконтактного способа удаления дефектных клубней из
потока, особенно для семенных фракций. Разработана принципиальная схема роторного блока дефектации [4]. Обоснованы калибрующие размеры ячеек и рабочих органов. При поточной подаче исключаются появление сдвоенных объектов в каждой ячейке ротора и частые пропуски, созданы условия для вращения (переориентации)
каждого объекта в ячейке.
Выводы
1.
Технико-технологические схемы поточных линий сезонной
подготовки картофеля в секционных хранилищах направлены на подготовку продукции для реализации в торговой сети, для переработки, для
семенных целей и для кормопроизводства.
2.
Обоснованы основные параметры производительности поточных линий при всесезонной подготовке картофеля.
Литература
1.
Кириенко, Ю.И. Анализ фракционного состава вороха клубней картофеля / Ю.И. Кириенко // Сб. науч. тр. ВИСХОМ. – М., 1982.
2.
Систематизация размерно-массовых характеристик клубней
картофеля // Механизация и электрификация социалистического сельского
хозяйства. – 1979. – № 5.
3.
Кириенко, Ю.И. Реализация технико-технологических требований к проекту оборудования и параметрам блоков поточных линий разделения на фракции картофеля // Энергообеспечение и энергосбережение
в сельском хозяйстве: тр. 8-й Междунар. науч.-технич. конф. /
ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии. – М., 2012.
4.
Устройство для дефектации объектов преимущественно
округло-овальной формы: патент РФ № 2455903 / Ю.И. Кириенко,
А.М. Башилов,
С.А.
Башилов;
заявитель
Россельхозакадемия,
ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии; заявл. 21.09.2010; опубл. 20.07.2012 //
Изобретения, полезные модели / ФИПС. – 2012. – Бюл. № 20.
59
УДК 637.118
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА КОРПУСА
ВОДОКОЛЬЦЕВОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА
В.И. Передня, д.т.н., проф., С.А. Антошук, к.т.н., Э.П. Сорокин, к.т.н.,
М.В. Колончук, инж.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Н.Н. Дедок, к.ф.-м.н., В.Н. Болодон, к.ф.-м.н.
Учреждение образования
«Белорусский государственный аграрный технический университет»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Недостатком ротационных водокольцевых вакуумных насосов
является несовершенство работы колеса вследствие нерациональной
величины одного из базовых конструктивных параметров – внутреннего диаметра корпуса насоса.
Цель работы – повышение точности расчета, сокращение продолжительности и стоимости доводочных работ, направленных на получение максимальной производительности, уменьшение удельной
мощности и материалоемкости.
Основная часть
Внутренний радиус корпуса насоса (рисунок 1) определяют по
формуле:
R  r2  e   ,
где R – внутренний радиус корпуса, м;
r2 – радиус наружной поверхности рабочего колеса, м;
e – эксцентриситет, м;
 – относительный зазор, м.
Увеличение относительного зазора между рабочим колесом и
корпусом приводит к увеличению производительности водокольцевого
насоса, а также мощности, затрачиваемой на сжатие, и мощности гидродинамических потерь. При неизменном относительном эксцентриситете это может привести к выходу лопаток в сечении II–II из жидкостного кольца. В связи с этим относительный зазор между рабочим колесом и корпусом при расчете водокольцевого вакуумного насоса задают
60
на основе экспериментальных данных в пределах 0,011…0,03 радиуса
рабочего колеса [1].
1 – корпус; 2 – втулка колеса; 3 – лопатки; 4 – жидкостное кольцо;
r1 – радиус втулки колеса; r2 – радиус наружной поверхности колеса;
R – радиус корпуса; а – минимальная величина погружения лопаток
рабочего колеса в жидкостное кольцо
Рисунок 1 – Геометрические параметры жидкостного кольца
В известных методиках расчета эксцентриситет водокольцевого
насоса рекомендуется определять по формуле [2]:
1 1
e   ... r2 .
7 8
Например, для насоса ВВН-6 значение эксцентриситета составит
30 мм:
e 
r2
225
e 
 e  30 мм.
7,5
7,5
61
Расхождение в значениях подсчитанного эксцентриситета может
составить более 12 %. Недостатком определенной таким образом конструкции является то, что рабочее колесо может во время работы быть
погружено слишком глубоко в жидкостное кольцо или, наоборот, может выходить из жидкостного кольца. В первом случае не используется полностью объем колеса для создания воздушной полости, не всасывается весь возможный объем воздуха, и, таким образом, уменьшается производительность, увеличивается удельная материалоемкость.
Во втором случае ячейки, в которых должно начинаться сжатие воздуха, не разобщены между собой, сжатие происходит только при дальнейшем повороте рабочего колеса, уменьшенное расстояние между
ячейками начала сжатия и нагнетательной полости приводит к увеличению перетечек из полости нагнетания в полость всасывания, к
уменьшению производительности и увеличению удельной мощности и
удельной материалоемкости.
В настоящее время рациональное значение эксцентриситета в
конструкции ротационных вакуумных насосов приходится определять
путем выполнения большого объема экспериментальных работ. Повышения точности расчета, сокращения продолжительности и стоимости
доводочных работ, направленных на получение максимальной производительности, уменьшения удельной мощности и материалоемкости
можно достичь путем определения эксцентриситета на базе геометрического и гидродинамического методов.
Геометрический метод основан на том, что объем жидкости,
находящийся между корпусом насоса и наружной поверхностью рабочего колеса, при минимальном погружении лопаток в жидкостное
кольцо равен объему серповидного пространства насоса. При этом
условии должно выполняться равенство:
r2  e  r   2r1  r2  r1    r12 .
2


2
2
2
2
Получаем квадратное уравнение:
3r12 r1r2 r22
e  2r2e 

 0.
4
2
4
2
Его корни
3r12 r1r2 r22
e1, 2  r2  r 

 0.
4
2
4
2
2
62
Решению удовлетворяет положительное значение корня
3r12 r1r2 5r22
e1  


 r2 .
4
2
4
Например, для насоса ВВН-6 значение эксцентриситета составит
33 мм (таблица 1).
3r12 r1r2 5r22
3 1122 225 112 5  2252
e  r2  


 e  r2  



4
2
4
4
2
4
e  225  9408  12600  63281  e  225  66473  e  33 мм.
Таблица 1 – Расчетные значения внутреннего радиуса насосов
ВВН-1,5
(РМК-2)
[3]
Параметры/марка
Фактическое значение внутреннего
радиуса корпуса, мм
Радиус колеса, мм
Значение эксцентриситета, определенное по классическому методу, мм
Значение эксцентриситета, определенное по геометрическому методу, мм
Значение эксцентриситета, определенное по гидродинамическому методу,
мм
Зазор между рабочим колесом и корпусом, мм
Значение внутреннего радиуса корпуса, определенное по классическому методу, мм
Значение внутреннего радиуса корпуса, определенное по геометрическому методу, мм
Расчетное значение внутреннего радиуса корпуса, определенное по гидродинамическому методу, мм
ВВН-3
ВВН-6
(РМК-3) (РМК-4)
[3]
[3]
115
100
190
162
272
225
13
22
30
14
27
33
15
27
38
1
1
7
114
185
262
115
190
265
116
190
270
Гидродинамический метод основан на том, что в сечении I–I скорость жидкостного кольца равна средней окружной скорости лопатки, а в
63
сечении II–II – окружной скорости лопатки рабочего колеса (при а  0 ).
Расход жидкости, прогоняемой колесом через сечение I–I:
QI  I  I  I  S I  I ,
где
– расход жидкости, прогоняемой колесом через сечение I–I;
I  I – скорость жидкости в сечении I–I;
S I  I – площадь лопатки в сечении I–I.
Тогда можно записать условие
QI  I
QI  I  QII  II ,
где
QII  II
– расход жидкости через сечение II–II.
Или
I  I SI  I   2  II  II  SII  II ,
где II  II – скорость жидкости в сечении II-II;
S II  II – площадь лопатки в сечении II-II;
 2 – коэффициент, зависящий от средней скорости потока в безлопаточном пространстве в месте наибольшего удаления рабочего колеса от внутренней расточки корпуса (для водокольцевого насоса  2  0,95 ).
Это равенство выражается через кинематические параметры.

r2  r1
r2  r L   2r2  2eL ,
2
где  – угловая скорость;
r1 – радиус втулки колеса, м;
L – длина ротора, м.
Тогда
r22  r12  4 2er2 .
Или
r22  r12
e
.
4 2 r2
При колебаниях давления рабочей жидкости расход ее через
жидкостное кольцо меняется. Уменьшение расхода рабочей жидкости
может привести к выходу лопаток из жидкостного кольца в сечении
II–II (см. рисунок 1) и к уменьшению производительности насоса.
64
Поэтому в водокольцевом насосе обеспечивают гарантированное погружение лопаток в жидкостное кольцо в сечении II–II на глубину
а  2...7 мм (большие значения относятся к водокольцевым насосам
большей производительности). С учетом этого требования формула
примет вид:
r22  r12 a
e
 .
4 2 r2
2
Например, для насоса ВВН-6 значение эксцентриситета составит
(при глубине погружения лопаток в жидкостное кольцо а  4 мм и
r1  0,5r2 ):
e
r22  r12 а
2252  1122 4
50625  12544
 e
 e
2
4 2 r2 2
4 1, 05  225 2
945
e
38081
 2  e  40,3  2,5  e  37,8  38 мм.
945
Вывод
Расчет внутреннего диаметра водокольцевого вакуумного насоса можно производить по гидродинамическим и геометрическим критериям. Геометрический и гидродинамический методы дают меньшую погрешность (5 %) расчета параметра по сравнению с классическим методом.
Литература
1. Вакуумная техника: справочник / Е.С. Фролов [и др.]. − М.: Машиностроение, 1985. − 359 с.
2. Головинцов, А.Г. Ротационные компрессоры / А.Г. Головинцов
[и др.]. − М.: Машиностроение, 1964. − 315 c.
3. Тетерюков, В.И. Ротационные вакуум-насосы и компрессоры с
жидкостным поршнем / В.И. Тетерюков. − М.: Машгиз, 1960. − 251 с.
4. Жидкостно-кольцевая машина: а.с. 1756634 МКИ 5F 04 С7/00 /
И.С. Бодик; Всесоюз. науч.-исслед. и констр.-технологич. ин-т компрессорного машиностроения сумского научно-производственного объединения им. М.В.Фрунзе. – № 4857737/29; заявл. 06.08.90; опубл. 23.08.92 //
Открытия. Изобрет. – 1992. – № 31.
65
УДК 65.012.636.034:330
ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ
МОЛОЧНЫХ ФЕРМ
Л.Ю. Кучер, к.э.н., ст. преподаватель
Харьковский национальный аграрный университет им. В.В. Докучаева
г. Харьков, Украина
Молочное скотоводство Украины функционирует в условиях глубокого экономического кризиса. Одним из условий успешного наращивания производства молока в Украине, возрождения его крупнотоварного производства в сельхозпредприятиях, обеспечения интенсификации отрасли на инновационной основе, улучшения качества молока и
повышения прибыльности его производства является эффективное
управление инвестиционными проектами реконструкции и строительства новых молочно-товарных ферм и комплексов. Опираясь на результаты исследований специалистов Института механизации животноводства НААН Украины, отметим, что основной критерий при принятии
решения о целесообразности проведения реконструкции следующий:
сумма инвестиций для ее проведения не должна превышать 60 % от
стоимости нового строительства аналогичного объекта [1]. Периодичность реконструкции должна быть кратной среднему сроку службы основного оборудования и составлять в среднем 10–20 лет, в зависимости
от степени инновационности установленного оборудования и темпов
развития НТП.
Если фактическая и запланированная производительность коров
менее 4 тыс. кг, то, проводя реконструкцию, целесообразно оставлять
имеющуюся, обычно привязную, технологию их содержания. При реконструкции типичных коровников на 200 гол., наиболее распространенных в Украине, целесообразным будет использование проектных
решений, разработанных в Институте механизации животноводства
НААН Украины [2, 3].
Принимая решение о технологии содержания коров, следует в
первую очередь руководствоваться необходимостью создавать оптимальные условия микроклимата и комфортного отдыха животных
(максимальное приближение к природным условиям: возможность
свободного передвижения, свежий воздух, оптимальная температура
и влажность, чистый пол, свободный доступ к кормам и воде и удобное место отдыха), чего можно достичь, как свидетельствуют многочисленные экспериментальные исследования, благодаря беспривязной технологии. Биологические особенности пищеварения коров поз-
66
воляют их организму круглый год воспринимать однотипный набор
кормов, смешиваемых перед скармливанием [4]. Это, помимо прочего, способствует потреблению всех кормов рациона и высшей окупаемости их использования.
В пользу принятия решения о беспривязной технологии содержания коров при круглогодичном однотипном кормлении кормосмесями
свидетельствует многолетний опыт ГП «ОХ «Кутузовка» НААНУ», которое впервые в Украине ее внедрило и апробировало, что позволило
обеспечить стабильно прибыльное производство молока последние
20 лет. Указанные положения отражают собственное мнение авторов и
ни в коем случае не должны восприниматься как догма, то есть это не
значит, что нужно срочно перевести всех коров на круглогодичное однотипное кормление или беспривязное содержание, но мировой и в
определенной степени отечественный опыт свидетельствует о существенных преимуществах указанного способа, хотя пока в Украине
90 % поголовья содержат на привязи.
Принимать решение в пользу реконструкции или строительства
следует, выбрав технологию содержания животных (рисунок 1), где
определяющим является способ, от которого зависит метод и система
содержания.
Принятие решения о способе содержания коров органически
связано с решением об оборудовании для выполнения следующих
технологических процессов: раздачи кормов, доения, удаления навоза.
Во время строительства целесообразным будет сооружение коровников нового типа (наличие светоаэрационного гребня и боковых штор)
с легко складывающейся конструкцией, объемно-планировочные и
технологические решения которых соответствуют европейским стандартам, прошли апробацию в условиях Украины и получили положительную оценку. Общим экономическим критерием при выборе оборудования должна быть минимизация приведенных инвестиционных
вложений в одно скотоместо, а в целом все зависит от финансовых
возможностей инвестора.
В условиях ограниченных финансовых возможностей для аграрных предприятий приоритетным направлением технического и технологического переоснащения материально-технической базы молочного скотоводства следует считать реконструкцию действующих, а также пригодных для реконструкции и последующей эксплуатации неработающих животноводческих ферм и комплексов с использованием
инновационных
технико-технологических
и
организационноэкономических решений. Реконструкция животноводческих ферм и
комплексов – объективно необходимый процесс обновления техниче-
67
ской и технологической сторон производства и важная форма воспроизводства основного капитала в молочном скотоводстве, что позволит
повысить прибыльность производства молока.
Стойлово-лагерная
(с использованием летних лагерей)
Стойлово-выгульная
(с использованием выгульных площадок)
СОСТАВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ТЕХНОЛОГИИ
СОДЕРЖАНИЯ КОРОВ
Система
содержания
Стойлово-пастбищная
(с использованием пастбищ)
Круглогодичное стойловое содержание
(с применением активного моциона)
Комбинированная (предусматривает
сочетание нескольких систем)
Ручной
Привязной
На автопривязи
Способ
содержания
Боксовый
Беспривязной
Комбибоксовый
На переменной
подстилке
С подстилкой
Метод
содержания
Без подстилки
(на резиновых
ковриках)
На неизменной
подстилке
На сплошном полу
На щелевом полу
Рисунок 1 – Основные компоненты технологии содержания коров,
на которых следует сосредоточить внимание при принятии проектных
решений [5]
68
Литература
1. Сухоруков, В.В. Впровадження ресурсоощадних технологій на
спеціалізованих молочних фермах на основі їх реконструкції /
В.В. Сухоруков, А.О. Парієв, Л.І. Ахтирська, Т.М. Коротченко, Т.Г. Пічак
// Механізація, екологізація та конвертація біосировини у тваринництві:
зб. наук. пр. ІМТ УААН. – 2009. – Вип. 1 (3, 4). – С. 161–170.
2. Шацький, В.В. Техніко-економічна оцінка проектів молочних
ферм на блочно-модульній основі на 400, 800 і 1200 корів / В.В. Шацький,
В.В. Сухоруков, Т.М. Коротченко // Механізація, екологізація та конвертація біосировини у тваринництві: зб. наук. пр. ІМТ УААН. – 2009. – Вип.
1 (3, 4). – С. 111–116.
3. Адамчук, В.В. Концептуальные аспекты по развитию ферм по
производству молока / В.В. Адамчук, А.И. Фененко // Молочное дело. –
2011. – № 1. – С. 34–36.
4. Організація системи інтенсивного кормовиробництва та цілорічної однотипної годівлі тварин у молочному скотарстві: науково-практичні
рекомендації / Мінагрополітики України, НААН України, ІТ НААН України. – Х.: ІТ НААН України, 2010. – 24 с.
5. Гуторов, О.І. Економічні засади формування прибутковості виробництва молока в аграрних підприємствах: теоретико-прикладний аспект:
моногр. / О.І. Гуторов, Л.Ю. Кучер, А.В. Кучер. – Х.: Точка, 2013. – 490 с.
УДК 631.22
ОПЫТ МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВОК
С.В. Вторый, к.т.н.
Государственное научное учреждение
«Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации
и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии»
(ГНУ СЗНИИМЭСХ)
г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Достижения в области информационных технологий используют
для создания систем технологического мониторинга, которые по заданной программе осуществляют наблюдения, измерения, позволяющие
определить состояние выполнения технологического процесса под влиянием различных факторов, проанализировать его на соответствие
69
нормативам и представить персоналу информацию в удобной форме с
рекомендациями о вариантах принятия решения.
Целью внедрения систематического технологического мониторинга параметров и режимов процесса доения является обеспечение
снижения заболеваний животных, повышение количества и качества
молока.
Основными технико-технологическими нарушениями в доильных
установках являются недостаточная производительность вакуумных
насосов, неисправные вакуум-манометры, вакуум-регуляторы, вакуумные краны, негерметичные и засоренные вакуумно-молочные трубопроводы, неотрегулированные или неисправные пульсаторы, изношенная сосковая резина и шланги.
При анализе работы доильного оборудования в 27 хозяйствах
четырех областей установлено, что вакуумные насосы с недостаточной производительностью имеются в 53,8 % хозяйств; неисправные
манометры – в 69,2 %; неисправные вакуум-регуляторы – в 61,5 %;
не отвечающие требованиям вакуумные краны – в 46,2 % хозяйств;
негерметичные, засоренные вакуумные трубы – в 65,4 %; неотрегулированные пульсаторы – в 57,5 %, изношенная резина и шланги – в
53,8 % хозяйств [1].
Можно с уверенностью констатировать, что аналогичная ситуация и в других регионах России – более половины всех молочнотоварных хозяйств не соблюдают технических условий эксплуатации
доильно-молочного оборудования.
В нашем институте разработаны методика мониторинга доильных установок и комплект оборудования, позволяющего в реальном
режиме времени фиксировать уровень, частоту изменения вакуумметрического давления для любого типа доильных установок и пульсаторов. Методикой предусматриваются измерения вакуумметрического
давления в любой доступной точке доильной установки, запись пульсограмм функционирования пульсатора с дальнейшим анализом полученных результатов измерений [2].
Результаты проведенных исследований с использованием
устройства регистрации вакуумметрического давления [3] позволили
определить основные принципы построения системы технологического мониторинга доильно-молочных систем на фермах КРС. Система состоит из доильной установки с установленными в определенных местах параметрическими датчиками, устройств передачи и
обработки поступающей информации.
На рисунке 1 представлена принципиальная схема установки параметрических датчиков в доильной установке.
70
4
6
3
5
2
1
1 – вакуумный насос; 2 – ресивер; 3 – вакуумная линия;
4 – молочная линия; 5 – молокосборник; 6 – датчики
Рисунок 1 – Принципиальная схема установки параметрических датчиков
в доильной установке
Датчики могут быть различного типа, в любых комбинациях,
что позволяет одновременно измерять и контролировать в заданных временных интервалах несколько технологических параметров
(вакуумметрическое давление, производительность вакуумной
установки, электропроводность, температуру и другие показатели
качества молока).
Особое внимание необходимо уделить регулярной диагностике
пульсаторов доильных аппаратов. Мониторинг ряда доильных установок показал, что режимы работы пульсаторов далеки от номинальных, более 70 % пульсаторов не соответствует требуемым показателям. Наряду с несоблюдением тактового режима работы, в пульсаторах с попеременным доением долей вымени наблюдается неравномерность работы разных вакуумных каналов одного пульсатора, которая может достигать 18,7 %.
Необходимо отметить, что эти отклонения от нормативов могут быть обусловлены главным образом конструктивными недостат-
71
ками пневматических пульсаторов, но могут иметься и технические
неисправности ввиду износа отдельных частей.
Мониторинг в ряде хозяйств Ленинградской области доильных
установок типа «молокопровод», «карусель» показал, что если в вакуум-проводах и молокопроводах в режимах доения и промывки, в
основном, вакуумметрическое давление соответствует нормативному, то режимы работы пульсаторов далеки от нормальных.
Исследованы три типа пульсаторов: пневматические с нерегулируемой частотой пульсации, пульсоколлекторы, электрические с
электронной системой управления.
Пневматические пульсаторы типа АДС 11.03: двухтактные, с
рабочим вакуумметрическим давлением 48±1 кПа, частотой пульсаций 60±5 пульс./мин. Этот тип пульсаторов прост в эксплуатации
и поэтому является наиболее распространенным на молочных фермах крупного рогатого скота Северо-Западного региона России.
Проведенные исследования при изменении уровня вакуумметрического давления в пределах 30–49 кПа показали, что наиболее стабильно пульсатор работает в диапазоне вакуумметрического
давления 45–49 кПа (рисунок 2). Однако имеется высокая нестабильность работы пульсатора при такте сжатия, что отрицательно
влияет на состояние сосков вымени коровы и способствует возни кновению ряда заболеваний. С уменьшением вакуумметрического
давления частота пульсаций возрастает с 66 до 75 пульсаций в м инуту.
Рисунок 2 – Пульсограммы пульсатора АДС 11.03 при
номинальном вакуумметрическом давлении
Пульсоколлектор АВЮ 2.940: рабочее вакуумметрическое давление 48±1 кПа, частота пульсаций – 54–70 пульсаций в минуту. Ха-
72
рактерной особенностью пульсоколлектора является объединение вакуумметрической и молочной линий доильной установки в единую.
Анализ пульсограмм (рисунок 3) и параметрических данных вакуумной системы доильной установки АДМ-8А позволяет сделать
вывод, что эксплуатируемые на ферме пульсоколлекторы АВЮ отличаются нестабильностью работы, особенно при такте сжатия, несоблюдением частоты пульсаций и других параметров. Это вызвано значительным сроком эксплуатации, несвоевременным и недостаточно
полным проведением технического обслуживания и ремонта оборудования, конструктивными недостатками пульсоколлекторов, например
трудоемкостью регулировки частоты пульсаций.
Рисунок 3 – Пульсограммы пульсоколлекторов АВЮ 2.940
Электрические пульсаторы двухтактные, попарного доения долей вымени с электронной системой управления фирмы «Westfalia
Surge»: пульсатор имеет два канала обеспечения вакуумом доильного
аппарата.
Необходимо отметить, что электрические пульсаторы имеют более стабильные параметрические характеристики по сравнению с
пневматическими. Они не допускают колебаний вакуумметрического
давления, уровень которого зависит только от состояния в целом системы обеспечения вакуумом, выдерживают заданную частоту пульсаций (рисунок 4а).
К недостаткам необходимо отнести то, что ряд пульсаторов не
обеспечивает нулевого значения вакуумметрического давления при
такте сжатия, причем это наблюдается, как правило, в одном из каналов пульсатора (рисунок 4б). В этом случае основной причиной несоблюдения технологических требований к системе доения является недостаточно отлаженная система диагностики и технического обслужи-
73
вания оборудования. При длительных сроках эксплуатации, в данном
случае – более 7 лет, требуется повышенное внимание, дополнительный контроль качества выполнения процесса доения. После проведения ряда технических мероприятий характеристики ряда пульсаторов
значительно улучшились.
а
б
Рисунок 4 – Пульсограммы пульсаторов «WestfaliaSurge»
В настоящее время на молочных фермах и комплексах КРС Северо-Западного региона России наиболее распространены несложные по
конструктивному исполнению и простые в эксплуатации пневматические пульсаторы, но они не отвечают современным технологиям производства молока и могут являться причиной заболевания животных маститом, снижения их продуктивности.
Мониторинг доильных установок позволяет своевременно выявить несоответствие технологических параметров процесса доения
нормативным, установить причины нарушения выполняемых технологических операций, устранить неисправности в работе технологического оборудования. Одним из эффективных решений считаем создание
межхозяйственных сервисных служб (МСС), оснащенных современными компьютерными информационно-измерительными системами.
МСС позволит своевременно и с наименьшими затратами проводить
диагностические работы, незамедлительно устранять неисправности,
а также давать рекомендации по совершенствованию технологии доения и модернизации всего доильного оборудования.
74
Литература
1. Климов, Н.Т. Профилактика мастита у коров при машинном доении // XIV Международный симпозиум по машинному доению сельскохозяйственных животных: науч. тр. / Всерос. науч.-исслед. ин-т электрификации сел. хоз-ва. – Углич, 2008. – С. 398–402.
2. Вторый, В. Результаты исследования функционирования пульсаторов доильных аппаратов на молочных фермах КРС / В. Вторый, С. Вторый // Тр. XVII Miedzynarodowa konferencja Naukowa, Polish, ITP. – 2011.
– С. 276–279.
3. Устройство регистрации вакуумметрического давления в доильной установке: пат. 113635 RU U1, МПК A01J7/00 / В.Ф. Вторый,
С.В. Вторый; заявитель ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. –
№ 2011128594/13; заявл. 12.07.2011; опубл. // Изобретения. Полезные
модели / Официальный бюллетень ФГУ ФИПС. – 2012. – № 6.
УДК 637.116
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ТРАНСПОРТИРОВКИ МОЛОКА
ТРЕХТАКТНЫМ ДОИЛЬНЫМ АППАРАТОМ
О.Н. Бахчевников, инж.
Государственное научное учреждение
«Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации
и электрификации сельского хозяйства
Российской академии сельскохозяйственных наук»
(ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии)
г. Зерноград, Ростовская обл., Российская Федерация
При доении коров трехтактным доильным аппаратом задействован
режим «сосание – сжатие – отдых», причем в такте отдыха производится
впуск атмосферного воздуха в молочную камеру коллектора и подсосковые камеры доильных стаканов. При этом транспортировка по молочному
шлангу молоковоздушной смеси сопровождается регулярной пробковой
(четочной) структурой потока, при которой происходит периодическое
чередование воздушных и молочных пробок. При частоте пульсаций
60 мин.-1 (1 Гц) время образования молочной пробки составит 0,6 с, а воздушной – 0,3 с.
При движении смеси с объемным расходом Qсм, имеющей пробковую структуру, происходят периодические изменения давления и, соответственно, расхода молока и воздуха. При этом в каждой точке шланга
75
объемные расходы молока Qм и воздуха Qв периодически изменяются по
закону: при Qв → Qсм значение Qм → 0; при Qм → Qсм значение Qв → 0.
Поступивший во время такта отдыха в молочную камеру коллектора воздух расширяется и движется под действием перепада давлений в
молокосборник, перемещая при этом молочную пробку, как бы выталкивая ее из шланга. Таким образом, наблюдается явление, получившее
название «периодический газлифт». В этом случае сложно определить
отдельно расход молока и воздуха с помощью существующих измерительных средств. Целью исследований является получение теоретических
зависимостей для определения этих величин.
Для данного случая уравнение гидростатики запишем в виде:
P1  P2  nLм  м g ,
(1)
где P1 – давление смеси на выходе из коллектора, кПа; P2 – давление смеси на выходе из шланга, кПа; n – количество молочных пробок по
длине молочного шланга в каждый момент времени, шт.; Lм – длина молочной пробки, м; ρм – плотность молока, кг/м3.
Количество молочных пробок по длине шланга определяется из выражения
n
l
,
Lм  Lв
(2)
где Lв – длина воздушной пробки, м.
Также его можно определить из выражения (1)
n
P1  P2
.
Lм  м g
(3)
Длина молочной пробки
Lм 
Qм
 t1 ,
S
(4)
где S – площадь поперечного сечения молочного шланга, м2; t1 – продолжительность образования молочной пробки, равная продолжительности
такта сосания, с.
Длина воздушной пробки составит
Lв 
Qв
 t3 ,
S 0
(5)
где φ0 – доля площади поперечного сечения молочного шланга, занятая воздушной пробкой, φ0 = 0,98 [1];
t3 – продолжительность образования воздушной пробки, равная
76
продолжительности такта отдыха, с.
Сравнивая выражения (3) и (4), получим равенство
P  P2
l
 1
,
Lм  Lв Lм  м g
откуда длина воздушной пробки составит
 l g

Lв  Lм  м  1 .
 P1  P2

Используя выражения (2) и (5), получим формулу для определения
соотношения времени тактов:
t1
Qв L м


.
t 3  0Qм Lв
(6)
Подставляя в полученное выражение значение Lв из формулы (6),
получим
t1
Q
1
 в 
.
t3  0Qм  l м g


 1
 P1  P2 
Тогда расход воздуха, необходимый для создания воздушной пробки и эффективной транспортировки молочной пробки, равен
Qв 
t1
t3
 l g

  м  1   0Qм .
 P1  P2

Расход молока в процессе его транспортировки равен
Qм 
t 3 Qв
1


.
t1  0  l м g


 1
 P1  P2

Полученные выражения позволяют рассчитать оптимальные параметры транспортировки молока трехтактным доильным аппаратом.
Литература
1. Движение газожидкостных смесей в трубах / В.А. Мамаев [и др.].
– М.: Недра, 1978. – 270 c.
77
УДК 637.118
ОПТИМИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ ВСАСЫВАЮЩЕГО ОКНА ВОДОКОЛЬЦЕВОГО
ВАКУУМНОГО НАСОСА
В.И. Передня, д.т.н., проф., С.А. Антошук, к.т.н., Э.П. Сорокин, к.т.н.,
М.В. Колончук, инж.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Н.Н. Дедок, к.ф.-м.н.
Учреждение образования
«Белорусский государственный аграрный технический университет»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
В настоящее время многие фирмы изготавливают водокольцевые ротационные вакуумные насосы. При проектировании вакуумных насосов необходимо знать положения нижней и верхней кромок
всасывающего отверстия. Эти параметры определяют торцовую
площадь всасывающего окна. Малая площадь всасывающего окна
снижает быстроту действия насоса, а большая площадь усиливает
перетекание воздуха со стороны нагнетания на сторону всасывания.
Очертание и размеры всасывающего отверстия должны находиться в
пределах угла поворота, при котором ячейка перестает соединяться
с ним при наибольшем ее наполнении воздухом. Увеличение и
уменьшение этого угла связано со снижением производительности
машины. Наилучшие результаты получают лишь экспериментально.
Цель работы – теоретическое обоснование рациональных диапазонов угла всасывания.
Основная часть
На положение нижней кромки всасывающего окна влияют требуемая площадь серповидного пространства на стороне всасывания и
максимальное значение площади рабочей ячейки. Под площадью всасывающего окна понимается торцовая площадь серповидного пространства, описываемая одной отдельно взятой пластиной. Под торцовой площадью рабочей ячейки понимают площадь серповидного пространства, описываемую двумя соседними лопатками. Очертание и
78
размеры всасывающего отверстия должны находиться в пределах угла
поворота 1 , при котором ячейка перестает соединяться с ним при
наибольшем ее наполнении воздухом.
вс  180   2  1 .
При угле  2 (рисунок 1) совершается процесс расширения воздуха,
перенесенного из полости нагнетания. Рекомендуют принимать угол обратного расширения
 2   ...2 ,
где  вс – угол всасывания;
 1 – угол между нижней кромкой впускного окна и биссектрисой;
 2 – угол обратного расширения;
 – угол между лопатками.
Утечку сжатого воздуха через зазор между колесом и лобовиной насоса можно рассматривать как течение через узкую длинную
щель. Щель характеризуется тремя параметрами – высотой, длиной
по фронту и глубиной. Главным размером, подлежащим назначению
конструктором, считается высота зазора. Зазор между рабочим колесом и крышкой корпуса с всасывающими и нагнетательными окнами
для всех типоразмеров насосов изменяется в узких пределах и составляет 0,1...0,2 мм. Его величина определяется качеством изготовления, чистотой поверхности и точностью сборки. Поэтому параметрами, определяющими перетечки воздуха, являются глубина щели и
ее длина по фронту. Всасывающее отверстие малых размеров увеличивает сопротивление проходу воздуха в насос и, следовательно,
уменьшает его производительность.
Рациональный угол всасывания  рац определяют длина контура
всасывающего окна и количество лопаток, загромождающих его проходное сечение:
 рац  опт   лоп ,
где  опт – оптимальный угол всасывания, рад.;
 лоп – угол загромождения всасывающего окна лопатками, располагающимися на угле всасывания, рад.
В качестве оптимизационной функции  опт принята функция
79
l    l1    l2 S ,    min ,
где l1 – длина кромок всасывающего окна по фронту, м;
l2 – приведенная глубина щели, м;
S – торцовая площадь воздушной полости за вычетом площади
всасывающего окна, м 2 .
1 – внутренняя поверхность жидкостного кольца; 2 – втулка рабочего
колеса; r2 – радиус втулки колеса; R – радиус внутренней поверхности
жидкостного кольца; e – эксцентриситет жидкостного кольца
Рисунок 1 – Область воздушных потоков вакуумного насоса
Принимая условно, что кривая внутренней поверхности жидкостного кольца представляет собой окружность, описанную каким-то
постоянным радиусом Q1 (рисунок 1) из центра O1 , отстоящим на
расстоянии e от центра колеса O2 , составляем уравнение окружности
относительно осей координат с началом в точке O2 :
 y  e2  x2  R2 .
Из чертежа (рисунок 1) составляем систему уравнений:
y   cos  ;
80
x   sin  .
Решая эту систему уравнений, получаем квадратное уравнение:
 2  2  e  cos   R 2  e 2   0 .
Анализ показывает, что
положительное значение корня:
уравнению
удовлетворяет
только
  e cos   e2  cos 2   R 2  e2 .
Контурная длина всасывающего окна (рисунок 1) определяется зависимостью
l1  l0  lж ,
где l0 – длина кромки всасывающего окна, по которой происходят
обратные утечки воздуха;
lж – длина кромки всасывающего окна, граничащая с жидкостным кольцом.
Очевидно


l0   2  r2     2 r2    r2  .
Длина кромки всасывающего окна, граничащая с жидкостным
кольцом, определяется уравнением:
lж     2  Rж .
Окончательно


l1   2  r2     2 r2    r2      2 Rж ,
где  – длина радиус-вектора при повороте колеса на угол  2 (угол
расширения);
 – длина радиус-вектора при повороте колеса на угол  ;
 – угол поворота колеса, рад.;
 2 – угол расширения, рад.
Или
2


l1     2     2  2r2     2 Rж .
Приведенную глубину щели l2 определяли по уравнению:
81
R 2  Sокна
l2 
l0  l лоп
,
где Sокна – площадь всасывающего окна, м 2 .
Очевидно, длина загромождения лопатками всасывающего окна
определяется геометрически:
l лоп 
b  z 
,
2  r2
где b – ширина лопатки, м;
z – число лопаток, шт.
r2 – радиус втулки колеса, м.
Площадь всасывающего окна
сектор
сектор
к
Sокна  S АО
 S АО
 SОтреугольни
.
1В
2С
1О2 В
Площадь большого сектора
сектор
S АО

1В

360
сектор
R 2  S АО
В 
1

2
R2 ,
где  – угол АОВ, рад.
Из треугольника по теореме синусов следует:
R


.
sin     sin 
Поэтому
sin  

R
sin      sin  



sin     arcsin  sin   .
R
R

Можно записать:
сектор
S АО
1В


arcsin  sin  
R
 R2

.
2
Площадь треугольника
к
SОтреугольни

1О2 В
1
1
к
e sin      SОтреугольни

e sin  .
О
В
1 2
2
2
Площадь малого сектора
сектор
S АО

2С

360
сектор
r22  S АО
С 
2
82

2
r22 .
Окончательно

1


R 2   R 2  r22  e sin  
2
2
2

l            2  2r2     2 Rж 
 min
b  z 
  r2      2 r2    r2   2  r
2
.
2
2
Расчеты показали, что минимальный полный угол всасывания
  вс   2 для вакуумных насосов составляет   150 (рисунок 2).
1 – полный угол всасывания; 2 – угол всасывания; 3 – угол всасывания с
учетом загромождения всасывающего окна лопатки колеса
Рисунок 2 – Зависимость углов всасывания от углов
обратного расширения
Угол всасывания для них составляет вс  120 . Для вакуумного
насоса с малым числом лопаток (4 лопатки) этот угол составляет  вс  105
. Для рабочих колес с r2  50 мм и толщиной лопаток b  3 мм корректировочный угол составит
83
 лоп 




b  z   опт
z  105...120
z  105...120
  лоп 
  лоп 
  лоп  z  .
2  r2
2  50
100
Выводы
На положение нижней кромки всасывающего окна влияют требуемая площадь серповидного пространства на стороне всасывания,
количество лопаток рабочего колеса, загромождающих определенную часть всасывающего окна. Минимальное значение угла всасывания составляет 105...120 . Угловое значение сектора влияния лопаток
составляет 12...20 .
Литература
1.
Ротационные компрессоры / Под ред. А.Г. Головинцова. – М.:
Машиностроение, 1964. – 315 с.
2.
Тетерюков, В.И. Ротационные вакуум-насосы и компрессоры
с жидкостным поршнем. − М.: Машгиз, 1960. − 251 с.: ил.
УДК 631.22.01
РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА И РЕМОНТА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И КОМПЛЕКСОВ
А.Г. Елисеев, С.В. Васильев, И.В. Ранцева, Г.М. Шакирова
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский технологический институт
ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской
академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ ГОСНИТИ
Россельхозакадемии)
г. Москва, Российская Федерация
В Российской Федерации все интенсивнее развивается отрасль
животноводства, этому способствует государственная аграрная политика, проводимая Минсельхозом России. Повсеместно осуществляется
новое строительство, реконструкция и модернизация животноводческих ферм и комплексов.
Между тем высокоэффективное ведение животноводства в современных условиях возможно при использовании передовой генети-
84
ки, прогрессивного опыта отечественных и зарубежных производителей при переходе на инновационные технологии на базе высокопроизводительного технологического оборудования с соответствующей
степенью автоматизации и роботизации, в основе чего лежат теоретические и практические приемы, получившие название «Разумное сельское хозяйство» [1].
Следует отметить, что такое технологичное оборудование находится в высоком ценовом диапазоне и требует соответствующего технического обслуживания и ухода. От надежности каждого узла, участка
зависит не только экономическая эффективность сельскохозяйственного предприятия, но и его существование. В сельскохозяйственном производстве нет мелочей, все технические решения должны быть увязаны
между собой в едином технологическом процессе и обеспечивать бесперебойную работу комплекса.
Обеспечение высокой производительности и качественного
выполнения работ в оптимальные агрозоотехнические сроки с высокой точностью и минимальными затратами материальнотехнических средств является одной из важнейших характеристик
современного технологического оборудования животноводческих
ферм и комплексов. Его внедрение обеспечивает раскрытие генетического потенциала животных по продуктивности и качеству прои зводимой продукции [2].
Современное технологическое оборудование животноводческих
ферм и комплексов становится интеллектуальным. Электронные сенсорные устройства, аппаратное и программное обеспечение ведут к
расширению автоматизации рабочих процессов в животноводстве, выполняют наиболее трудоемкие по затратам времени и энергии работы,
такие как кормление и поение, очистку проходов помещений от навоза,
доение и др. На основе развития технических инноваций создано целое
поколение сельскохозяйственных роботов, способных решать самые
сложные задачи.
Примером такого оборудования могут служить кормовагоны, которые полностью автоматически производят индивидуальное дозирование концентрированных кормов и добавок. Такая техника увеличивает производительность труда, уменьшает затраты на корма, обеспечивает рост производства молока и в целом помогает улучшить здоровье
животных за счет более полного удовлетворения физиологических потребностей животного.
Для подачи корма в зону досягаемости животных разработаны и
выпускаются автономные подравниватели кормов. Они автоматически
85
перемещаются по кормовому проходу, следуя вдоль ограждения кормового стола.
Для доения коров разработаны и используются роботизированные системы. Суть системы заключается в самообслуживании
животного (корова сама выбирает время и частоту посещения д оильного бокса). Доильные роботы полностью исключают ручной
труд. Повышают интенсивность использования оборудования, создают физиологически более благоприятные условия для молочного
скота. Обеспечивают комфортное размещение животных в доильном
боксе. Быстрое и надежное определение месторасположения сосков
вымени и подключение к ним доильных стаканов, сохранение здоровья вымени коров, высокие гигиенические стандарты доения,
строгий контроль качества молока (в том числе и по содержанию
соматических клеток), энергосбережение, снижение затрат труда на
монтажные работы, увеличение пропускной способности и эффективный менеджмент молочного стада – преимущества применения
роботизированных систем [2].
В последние годы технический уровень оборудования достиг
определенных высот и в свиноводстве. Он определяется высокой степенью автоматизации и компьютеризации. Обеспечивается не только
сокращение доли ручного труда, но и принятие управленческих решений на основе собираемых и обрабатываемых данных.
Поэтому современное оборудование, как никогда ранее, требует
повышенного, более квалифицированного технического обслуживания.
В отличие от других отраслей сельского хозяйства несвоевременное
выполнение технологических процессов в животноводстве ведет к
нарушению физиологических процессов в организме животных, что
чревато серьезными стрессами и напрямую сказывается на ухудшении
их здоровья, следствием чего является снижение продуктивности и качества производимой продукции. Таким образом, каждый непредвиденный отказ технологического оборудования приводит к значительным потерям.
В эффективном функционировании любого животноводческого
предприятия, а именно в обеспечении технологического процесса производства продукции качественный технический сервис играет важнейшую роль.
Сельскохозяйственный товаропроизводитель в условиях рынка
вынужден все свои усилия направлять непосредственно на производство животноводческой продукции, а также уделять особое внимание
реализации произведенной продукции, поэтому он не располагает ресурсами для осуществления технического сервиса. В то же время эко-
86
номический анализ функционирования животноводческих предприятий
показывает, что потери животноводческой продукции из-за некачественного выполнения технологического процесса или по причине отказов технологического оборудования значительно превышают затраты
на техническое обслуживание и ремонт [2].
Исследования, проведенные ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, показывают, что на животноводческих фермах России подавляющая масса машин и оборудования (почти 80 %) эксплуатируется за пределами амортизационного срока, что влечет за собой повышенный расход средств на поддержание их в работоспособном состоянии. При
среднем сроке службы животноводческого оборудования около 7 лет
большинство технических средств эксплуатируется более 10 лет. Ежегодно обновляется не более 2 % машин вместо 13... 14 % по нормативам. Пополнение машин на действующих фермах в ряде случаев осуществляется за счет неиспользуемой техники из прекративших функционирование объектов [1].
Чтобы поддержать такие технические средства в работоспособном состоянии, товаропроизводители вынуждены приобретать дополнительное количество запасных частей, ремонтных материалов, в целях
экономии средств многие хозяйства стараются проводить ремонтнообслуживающие работы собственными силами. Часть работ по обслуживанию и ремонту не выполняется из-за отсутствия специализированного оборудования и инструмента, а также ввиду отсутствия в хозяйствах специалистов и производственной базы [3].
Роль и значение технического сервиса животноводческого технологического оборудования хорошо иллюстрирует производство и реализация молока в сельскохозяйственных организациях Российской Федерации, что особенно актуально в условиях введения новой формы
государственной поддержки производителей, учитывающей объем и
качество производимой продукции [4].
Достижение высокой продуктивности животного не всегда означает производство качественного продукта, что связано с применением
устаревших (экстенсивных) технологий в производстве животноводческой продукции, а нарушение сроков проведения технологических операций приводит к значительным потерям [5].
Так, по данным Минсельхоза России, в 2011 г. было реализовано
молока высшего сорта 37,5 %, а неохлажденного молока – 13 % от общего объема реализации. С учетом общего объема реализации
13,2 млн тонн молока за 2011 г. крупными, средними и малыми сельскохозяйственными организациями потери (упущенная выгода) от реализации молока более низкого качества составили 12,7 млрд рублей [1].
87
Надо отметить, что оснащение молочных ферм современными
доильными установками и оборудованием молочных отделений, позволяющими получать высококачественное охлажденное молоко, идет на
медленном уровне. То есть в структуре парка доильных машин 47,7 %
составляют установки с доением коров в переносное ведро, при использовании которых затраты труда в 1,5–2 раза выше по сравнению с
доением в доильных залах. Наличие доильных установок с молокопроводом на конец 2011 года в сравнении с аналогичным периодом
2009 года увеличилось лишь на 1,8 %.
Огромные потери в молочном скотоводстве также связаны с невыполнением технологических требований и операций процесса охлаждения молока. По данным органов Гостехнадзора, ежегодно 10 %
парка холодильных установок (в некоторых регионах до 50 %) простаивает по причине некачественного ремонта и технического обслуживания. Что, в свою очередь, связано с плохой и неправильной организацией системы технического сервиса.
Одним из условий получения молока высшего качества при низких производственных издержках является создание первоклассного
сервиса, требующего специального оборудования и высокой квалификации специалистов.
Технический сервис обеспечит получение молока более высокого
качества за счет:

контроля уровня бактерий в молоке (оптимальной промывки и дезинфекции оборудования, преддоильной гигиены, охлаждения
молока);

гигиены и ухода за животными, контроля здоровья вымени,
комфорта животных;

организации регулярного проведения сервисного обслуживания технологического оборудования, требующей специального оборудования и высокой квалификации специалистов, при условии ежедневного и периодического обслуживания специалистами хозяйств;

создания производственных мощностей для ремонта оборудования животноводческих ферм и комплексов.
Таким образом, существенное увеличение объемов производства
продукции животноводства, даже при текущей численности животных,
возможно за счет создания оптимальных условий жизнедеятельности,
полностью удовлетворяющих физиологическим потребностям животных. То есть необходимо обеспечить качественное выполнение всех агрозоотехнических операций в соответствии со сроками, предусмотренными технологическим процессом.
88
Помимо условий и режима доения необходимо соблюдать и
другие условия содержания. Установлено, что нарушение режима
кормления, поения приводит к снижению продуктивности на 15 % и
более, а требований технологии машинного доения – к заболеванию
вымени маститом, снижению молочной продуктивности на 7–12 %.
При выходе из строя вентиляционного оборудования нарушаются
тепловой режим, кратность воздухообмена в помещениях, в результате чего снижается продуктивность молочного стада, падеж молодняка скота и птицы увеличивается до 25–35 %, привесы молодняка
снижаются на 10–14 %.
Потери животноводческой продукции из-за некачественного выполнения технологического процесса или по причине отказов машин и
оборудования значительно (в разы) превышают затраты на техническое
обслуживание и ремонт.
ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии в 2012 году провел анализ
отказов и видов износов отечественного и зарубежного оборудования
животноводческих ферм и комплексов. В исследовании приняли участие 353 с.-х. организации, в том числе 52 свиноводческих (14,73 %) и
301 скотоводческая (85,27 %).
По итогам исследования было выявлено:

отсутствие системности в эксплуатации сельскохозяйственными товаропроизводителями технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов; в одном технологическом процессе
применяется оборудование, различное по типажу, мощности, модельному ряду и производителям;

наличие существенной доли коррозионного износа технологического оборудования, который варьируется в пределах от 65 % в
скотоводстве до 80 % в свиноводстве;

восстановлением деталей и ремонтом вышедших из строя
узлов на животноводческих комплексах и фермах практически не занимаются, исключение составляет несложное технологическое оборудование – стойловое (станочное) оборудование, а также элементы зданий (полы, стены, крыши, двери, окна);

ремонт более сложного технологического оборудования
осуществляется в сервисных центрах производителей путем полной замены деталей, узлов и агрегатов, что вызывает значительное удорожание и увеличение сроков устранения отказов;

в сельскохозяйственных предприятиях инженерные службы
практически отсутствуют, в некоторых нет соответствующих специалистов;
89

фактические затраты на эксплуатацию по основным типам
оборудования в животноводстве равны или превышают цену их приобретения, в то время как аналогичные затраты по машинно-тракторному
парку для полеводства составляют не более 40 %.
Вновь созданные сельскохозяйственные организации и агрохолдинги оснащены новейшим технологическим оборудованием, чаще всего – зарубежного производства, обслуживание которого должно осуществляться специально подготовленными сервисными инженерами с
применением специального диагностического оборудования, в соответствии с технической документацией, требуется выполнение диагностики, профилактики и обслуживания всех систем технологического оборудования, а также их регулировки.
Одновременно с этим необходимо признать низкую эффективность сложившегося механизма технического сервиса в животноводстве, отсутствие его системности и управляемости. Что, в свою очередь, вызывает высокую потребность в выработке научной системы
технического сервиса в животноводстве, предусматривающей стабилизацию процессов при выполнении технологических операций (нормативы, регламенты, положения, руководства, инструкции), и в создании
на существующей базе научно-технического потенциала системы технического сервиса в животноводстве [6].
Что позволит:

увеличить скорость внедрения более технологичных и прогрессивных разработок;

значительно улучшить качество производимой продукции
при единовременном снижении затрат на ее производство;

значительно снизить затраты материально-технических ресурсов и труда на производство единицы продукции и т.д.
Основной целью создания системы технического сервиса в животноводстве является обеспечение производства конкурентоспособной
продукции на мировом рынке продовольствия. Острая необходимость
повышения конкурентоспособности отечественной сельхозпродукции в
том числе обусловлена вступлением России в ВТО.
Такая система позволит снизить себестоимость технического обслуживания свыше 25 %, повысить уровень технической готовности до
98 %, продлить срок службы технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов на 20–25 %, а экономический эффект для
сельскохозяйственных товаропроизводителей России составит около
80 млрд рублей.
90
Современная задача технического сервиса в животноводстве заключается в создании оптимальных условий для гарантированного
производства сельскохозяйственной продукции стабильно высокого
качества. Развитие технического сервиса обеспечит получение дополнительного прибавочного продукта за счет максимального использования (раскрытия) генетического потенциала сельскохозяйственных животных.
Литература
1.
Елисеев, А.Г. Инновационный центр – центр прорывных
технологий и технических решений в животноводстве // Машиннотехнологическая станция. – 2012. – № 1. – С. 4–5.
2.
Черноиванов, В.И. Состояние и перспективы развития технического сервиса машин в АПК / В.И. Черноиванов // Труды
ГОСНИТИ. – М., 2012. – Т. 109, № 1. – С. 4–8.
3.
Черноиванов, В.И. К вопросу повышения квалификации
специалистов агропромышленного комплекса России / В.И. Черноиванов, Р.Ю. Соловьев, В.С. Герасимов // Техника и оборудование для
села. – 2012. – № 7. – С. 2–4.
4.
Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2020 года / с оавт.: Ю.Ф.Лачуга и др.; Всерос. н.-и. и проектно-технол. ин-т механизации животноводства. – М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2009. – 71 с.
5.
Морозов, Н.М. Опыт эффективного использования техники в молочном животноводстве / Н.М. Морозов, Л.М. Цой, И.Ю. Морозов. – М.: Росинформагротех, 2006. – 144 с.
6.
Елисеев, А.Г. Зооветеринарный аудит на свиноводческих предприятиях. Зачем он нужен и как его проводить? /
А.Г. Елисеев, В.Д. Илиеш, А.В. Топчин // Свиноводство. – 2012. –
№ 6. – С. 59–60.
7.
Морозов, Н.М. Организационно-экономические и технологические основы механизации и автоматизации животново дства / Н.М. Морозов; М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, ФГБНУ
«Росинформагротех». – М.: Росинформагротех, 2011. – 283 с. –
ISBN 978-5-7367-0876-5.
91
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
ОПТИМИЗАЦИЯ РАЦИОНОВ ПРИ СНИЖЕНИИ ЗНАЧЕНИЯ
КРИТЕРИЯ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО НАБОРАМ
КОРМОВ
Б.В. Лукьянов, д.э.н., проф.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный аграрный университет – МСХА
им. К.А. Тимирязева»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
П.Б. Лукьянов, д.э.н.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
А.В. Дубровин, д.т.н., проф.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Компьютерные программы оптимизации кормосмесей для птицы,
как правило, выдают один рецепт кормосмеси – оптимальный, с фиксированным набором кормов. В то же время в реальных условиях производства могут возникать ситуации, когда с хозяйственной точки зрения
допустимо несколько отойти от оптимального решения с целью использования другого набора кормов. Формирование рецептов кормосмесей,
близких по определенным показателям к рецепту оптимальной кормосмеси, но с другим набором кормов, для специалиста по кормлению
является сложной задачей. В программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы»
решение этой задачи автоматизировано и выполняется следующим образом. После расчета рецепта оптимальной кормосмеси задается допустимое снижение показателя оптимальности для кормосмесей, отличающихся набором кормов от набора кормов оптимальной кормосмеси.
Программа генерирует варианты рецептов кормосмесей со значениями
целевой функции, находящимися в заданных пределах, и последовательно, группами выдает их для просмотра и предварительного анализа. Выбираемые рецепты фиксируются и запоминаются для последующего детального анализа. Так формируется семейство рецептов кормосмесей,
92
которые близки к оптимальной. Из них могут выбираться такие кормосмеси, которые наиболее полно отвечают требованиям текущей хозяйственной ситуации.
Тем самым процедура оптимизации кормосмеси дополняется неформализованными знаниями специалиста, что повышает качество
управления производством. В программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы» поиск рецептов семейства кормосмесей, близких к оптимальной,
начинается с выбора кормов и расчета оптимальной кормосмеси. Расчет
запускается щелчком на кнопке выбираемого критерия оптимизации
(рисунок 1).
Рисунок 1 – Выбор критерия оптимизации
На рисунке 2 представлен результат оптимизации кормосмеси по
критерию «Максимальная сбалансированность» для несушек возраста
21…45 недель. Корма, названия которых напечатаны бледным шрифтом,
в рецепт кормосмеси не вошли.
Рисунок 2 – Результат расчета состава оптимальной кормосмеси
93
Щелчком на закладке «Поиск семейства» вызывается диалоговое окно задания для искомых рецептов значения допустимого отклонения от оптимального значения целевой функции и для запуска
процедуры генерации рецептов кормосмесей, входящих в заданный
диапазон (рисунок 3).
Рисунок 3 – Задание значения допустимого отклонения от оптимума
целевой функции
Если генерация принудительно не прерывается, то она продолжается до получения шести новых рецептов кормосмесей (рисунок 4).
Рисунок 4 – Семейство кормосмесей, близких к оптимальной
кормосмеси по сбалансированности, которое получено
в одном из сеансов генерации
94
Щелкнув на кнопке «Дисбаланс», Пользователь может оценить
структуру дисбаланса и потерь, вызываемых дисбалансом, интересующего его варианта кормосмеси (рисунки 5 и 6).
Рисунок 5 – Диаграммы сбалансированности
кормосмеси для рецепта № 2
Рисунок 6 – Диаграмма потерь для рецепта № 2 кормосмеси
Через экранную кнопку «Эффект» можно перейти к оперативному
анализу экономических показателей кормосмеси (рисунки 7, 8 и 9).
95
Рисунок 7 – Экономические показатели кормосмеси (рецепт № 2)
Рисунок 8 – Структура цены кормосмеси
по ее составляющим (рецепт № 2)
Каждый из рецептов может быть сохранен для последующего более
детального анализа (экранная кнопка «Сохранить») и формирования производственного задания на подготовку кормов с учетом поголовья, дней
кормления, суточного потребления кормосмеси.
96
Рисунок 9 – Распределение потенциальной прибыли по издержкам и
прибыли, обусловленной применением кормосмеси (рецепт № 2)
Генерация новых рецептов может повторяться многократно через
закрытие текущего окна и щелчок на кнопке «Начать поиск семейства
решений» (рисунок 3). Новые рецепты раскрывают возможности вариаций в использовании кормов. В таблице 1 на основе первой генерации показаны допустимые вариации зерновых кормов при составлении кормосмесей, остающихся в заданном диапазоне сбалансированности. Для
наглядности данные таблицы 1 отражены в диаграмме на рисунке 10.
Таблица 1 – Соотношение зерновых в кормосмеси, %
Рецепты
Зерновой
корм Оптимальный № 1 № 2 № 3 № 4
Кукуруза
30,37
1,22 16,31 52,61 5,16
Овес
0,00
20,65 6,26 6,65 14,27
Просо
43,42
12,88 48,07 6,00 22,47
Пшеница
26,21
65,26 29,35 34,74 58,10
№5
5,65
8,23
25,81
60,31
№6
12,63
9,90
27,32
50,14
Мин. Макс.
1,22
0,00
6,00
26,21
52,61
20,65
48,07
65,26
Из таблицы 1 следует, что количество кукурузы в общей массе используемых зерновых кормов можно изменять от 1,22 до 52,61 %, овса –
от 0,0 до 20,65 %, проса – от 6,00 до 48,07 %, пшеницы – от 26,21
до 65,26 %. Таким образом, сотрудник, ответственный за кормление птицы, получает возможность подбирать состав кормов, исходя из их нали-
97
чия, доступности или стоимости. Как пример рассмотрим производственную ситуацию, при которой по кукурузе возник дефицит на фоне избытка
пшеницы. В этом случае для составления кормосмеси целесообразно
принять рецепт № 1 из найденного семейства рецептов. При этом для выбранного варианта соотношения критичных кормов (в рассматриваемом
случае – для зерновых) может быть выполнен новый, улучшающий расчет оптимизации кормосмеси с фиксацией данного соотношения кормов.
В программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы» для фиксации процентного
содержания отдельных кормов в кормосмеси или в группе кормов
(например, в группе зерновых кормов) предусмотрены два способа:
– задается процент контролируемого корма в составе кормосмеси;
– помечаются корма, входящие в контролируемую группу, и задается процент корма в группе.
Рисунок 10 – Соотношение зерновых в разных вариантах кормосмеси при
сохранении сбалансированности в заданном диапазоне
Фиксация соотношения кормов выполняется при подготовке данных к расчету. На рисунке 11 приведены результаты оптимизации первого рецепта, выполненной при фиксации в кормосмеси количества кукурузы, овса, проса и пшеницы в соответствии с данными, приведенными на
рисунке 4. Сбалансированность исходной кормосмеси улучшилась с 76,17
до 79,06 % и приблизилась к сбалансированности оптимальной кормосмеси (79,18 %).
98
Рисунок 11 – Результат расчета рецепта оптимальной кормосмеси при
фиксированных долях зерновых кормов по рецепту № 1
Для задания структуры зерновой группы вызывается диалоговое
окно «Задание структуры», корма помечаются, и для них задаются диапазоны допустимого процентного содержания в структурируемой группе
(рисунок 12).
Рисунок 12 – Структуризация зерновых кормов по рецепту № 1
Результаты оптимизации рецепта № 1 при структуризации зерновых кормов приведены на рисунке 13. Сбалансированность кормосмеси
по рецепту № 1 улучшилась с 76,17 до 79,11 % и вплотную приблизилась
99
к сбалансированности оптимальной кормосмеси. Для производственной
ситуации, когда имеется избыток кукурузы и проса, а количество пшеницы ограничено, из найденного семейства рецептов целесообразно выбрать
рецепт № 3.
Рисунок 13 – Результат расчета оптимальной кормосмеси
при структуризации зерновых кормов по рецепту № 1
Оптимизация рецепта при сохранении в кормосмеси соотношения
зерновых кормов путем их структуризации дает результаты по рисункам
14 и 15.
Рисунок 14 – Результат расчета оптимальной кормосмеси
при структуризации зерновых кормов по рецепту № 3
100
Рисунок 15 – Структуризация зерновых кормов
при оптимизации рецепта № 3
Сбалансированность кормосмеси по рецепту № 3 улучшилась с
76,6 до 78,92 %, приблизившись к сбалансированности оптимальной
кормосмеси. Результаты оптимизации рецепта № 3 при фиксации в
кормосмеси найденного количества зерновых кормов близки к полученным рецептам при оптимизации со структуризацией кормов. Следовательно, расчет семейства рецептов кормосмеси, близких к оптимальному, с последующей дополнительной их оптимизацией предоставляет специалисту по кормлению птицы качественно новый инструмент балансирования кормосмесей и рационов, позволяющий широко манипулировать количеством используемых кормов при сохранении оптимальных значений критериев оптимизации.
Работа устройства автоматизации при задании значений целевых функций результативности составления рационов кормосмесей и
управления экономически оптимальным дозированием комбикорма
птице аналогична [3] и заключается, в основном, в использовании
компьютера, на котором проводится моделирование кормосмесей, в
качестве управляющей вычислительной машины. На рисунке 16 показана связь интерфейса Лица, Принимающего Решение 4 с вычислительным блоком оптимизации рациона на следующие сутки 6 через
задатчик значения допустимого уменьшения критерия 14. Структура
и функции устройства существенно не изменились, но позволяют
осуществлять почти оптимальное множественное составление рациона кормления птицы.
Расширяются также и функциональные возможности управления технологиями кормоприготовления и кормления, поскольку при
незначительном снижении требований к значению целевой функции
оптимизации в условиях существенных ограничений по наличию на
предприятии кормовых ресурсов получается практически экономически оптимальная кормосмесь для выращиваемого поголовья [4].
101
1 – задатчик вида птицы; 2 – задатчик возраста птицы; 3 – задатчик
критерия оптимизации; 4 – формирователи управляющих сигналов
Лицом, Принимающим Решения; 5 – задатчик сигнала нормативной
дозы кормосмеси на следующие сутки выращивания;
6 – вычислительный блок оптимизации рациона на следующие сутки;
7 – блок задатчиков промежуточных управляющих сигналов;
8 – задатчики сигналов экономически оптимальных доз кормов;
9 – задатчики сигналов ресурсов наборов кормов; 10 – схемы
сравнения; 11 – блок дозаторов кормов; 12 – смеситель;
13 – экономически оптимальная кормосмесь на следующие сутки;
14 – задатчик значения допустимого уменьшения критерия
Рисунок 16 – Функциональная схема устройства составления
многовариантного кормового рациона и экономически
оптимального приготовления кормосмеси
Литература
1. www.koral-agro.ru.
2. Устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птицы: пат. 2462864 РФ: МПК7 А 01 К 29/00 / А.В. Дубровин, А.В. Голубев; заявитель и патентообладатель ГНУ Всерос. науч.-исслед. инт электриф. сельск. хоз-ва. – № 2010144612/13; заявл. 01.11.2010; опубл. 10.10.12 //
Изобретения, полезные модели / ФИПС. – Бюл. № 28 (II ч.). – С. 16.
102
3. Лукьянов, Б.В. Оптимизация рационов кормления при программируемом росте животных / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов, А.В. Дубровин // Техника и оборудование для села. – 2013. – № 2 (187). – С. 34–35.
УДК 631.3.001.4:636.32
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
МАЛОГАБАРИТНЫХ ТРЕПАЛЬНЫХ МАШИН В СОСТАВЕ
ЛИНИЙ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ШЕРСТИ
И.А. Шевченко, чл.-кор. НААН, д.т.н., проф., В.В. Лиходед, к.т.н.,
В.В. Полюсов
Национальный научный центр
«Институт механизации и электрификации сельского хозяйства»
Национальной академии аграрных наук Украины
(ННЦ «ИМЭСХ» НААН)
г. Запорожье, Украина
Узким местом существующих технологий первичной обработки
шерсти в условиях сельскохозяйственных формирований является
низкое качество выполнения технологического процесса сухой очистки рунной овечьей шерсти от механических и технологических загрязнений. Этот показатель в дальнейшем напрямую влияет как на качество мытья шерсти, так и на эффективность самих технологий ее
первичной обработки [1].
Исследованием процесса первичной обработки шерсти в свое
время занимались такие известные ученые, как С.Ф. Костров (2000),
Л.И. Захаров (2000), М.В. Горбачева (2000), Ю.Б. Логинов (2000),
К.Е. Разумеев (2003), Н.К. Тимошенко (2004), Н.В. Рогачев (2004),
В.Н. Туринський (2005), А.М. Дубинин (2007), А.И. Нестерева (2007),
В.О. Сухарлев (2008) и другие исследователи. По результатам их исследований созданы современные технические средства для линий
первичной обработки шерсти, в основу которых положен принцип сухой и влажной очистки грязной овечьей шерсти от механических и
технологических загрязнений. Но сегодня наименее исследованным
при первичной обработке шерсти является процесс сухой очистки
грязной овечьей шерсти.
Анализ последних научных публикаций относительно первичной
обработки шерсти указывает на необходимость проведения дальнейших исследований в направлении повышения качества процесса сухой
очистки шерсти при сокращении затрат труда и энергии на его реализацию [2–4].
В частности, решение этой проблемы возможно при условии организации потокового поэтапного удаления грязи и примесей из шер-
103
сти в процессе ее первичной обработки [5, 6].
Чтобы проверить достоверность ранее проведенных исследований [3] и предложенных математических моделей процесса сухой
очистки грязной овечьей шерсти, необходимо оценить эффективность
применения трепальных машин в составе линий первичной обработки
шерсти в реальных производственных условиях.
Цель работы – исследование технико-экономической эффективности применения малогабаритных трепальных машин в составе линий
первичной обработки шерсти непосредственно в условиях сельскохозяйственных формирований.
Результаты исследований
В мировой практике известно достаточное количество технологических решений первичной обработки шерсти, в основу которых
положены процессы сухой, влажной и тепловой обработки по этапам
производственных циклов: разрыхления, трепания, замачивания, мойки, полоскания, отжима и сушки.
Для реализации процесса сухой очистки рунной грязной овечьей шерсти применяют разнообразные технические средства, в основу
работы которых положен принцип ударного механического воздействия на шерсть путем ее разрыхления, трепания и выбивания из нее
загрязнений.
На данном этапе наиболее характерными являются такие известные технические средства, как разрыхлительно-очистная машина
РО-400 (рисунок 1), Россия, и трепальная машина 2БТМ-470
(рисунок 2), Украина.
Рисунок 1 – Разрыхлительно-очистная
машина РО-400
Рисунок 2 – Трепальная машина
2БТМ-470
104
Данные конструкции разрыхлительно-трепальных машин сегодня обеспечивают степень сухой очистки грязной овечьей шерсти в пределах
36–40 %, что не соответствует нормам технологических требований
(не менее 40 %). Поэтому в Институте механизации животноводства
(ИМЖ НААН) совместно с ООО «Прокс» разработана новейшая конструкция и создан опытный образец малогабаритной машины трепальной
МТ-001А-12, которая значительно превосходит по показателям работы
известные аналоги (рисунок 3).
Рисунок 3 – Машина трепальная МТ-001А-12
Исследования эффективности использования опытного образца
машины МТ-001А-12 проведены в 2012 году в частном предприятии
«Романцов И.М» в составе технологического модуля первичной обработки шерсти ТМ ПОВ-8,0 (рисунок 4) по технологии ИМЖ НААН.
За период исследований осуществлена сухая очистка 600 кг
грязной овечьей шерсти, в том числе тонкой – 400 кг, грубой – 200 кг
(таблица 1).
Технические данные и показатели качества работы машины
трепальной МТ-001А-12 в составе технологического модуля
ТМ ПОВ-8,0 оценивали по уровню степени сухой очистки загрязненной овечьей шерсти в процессе ее первичной обработки (таблица 2).
Полученные данные свидетельствуют, что созданный опытный
образец малогабаритной машины трепальной МТ-001А-12 имеет хорошие эксплуатационно-технологические показатели, стабильно выполняет технологический процесс разрыхления и трепания загрязненной овечьей шерсти, обеспечивая при этом степень удаления гря-
105
зи от 41,86 до 42,16 %, что удовлетворяет технологическим требованиям с учетом влажности исходного материала (не менее 40 %).
1 – машина трепальная МТ-001А-12; 2 – блок замачивания шерсти;
3 – отжимное (валкового типа) устройство ВВП-10; 4 – мойно-отжимная
машина МВМ-0,24; 5 – блок подготовки моющего раствора;
6 – камера сушильная КС-1; 7 – проточный фильтр Ф-3,0;
8 – водонагреватель САОС-800/90
Рисунок 4 – Технологический модуль первичной обработки шерсти ТМ ПОВ-8,0
106
Таблица 1 – Результаты исследования физико-механических свойств
шерсти
Загрязненность, %
Выход
Влажность,
Шерстяной
чистой
Растительные
%
Грязь жир, %
шерсти, %
примеси
Название
Шерсть тонкая
(исходная)
Шерсть грубая
(исходная)
Шерсть тонкая
(после трепания)
Шерсть грубая
(после трепания)
15,67
4,82
12,16
12,56
84,73
14,85
6,23
12,75
4,46
87,15
14,15
2,23
8,93
12,48
85,85
13,28
2,64
8,31
3,38
86,72
Таблица 2 – Технические данные и показатели качества работы
МТ-001А-12
Показатель
Значение показателя
технологические
результаты
требования
испытаний
150–200
252
не более 2,2
1,85
Производительность, кг/ч
Мощность, кВт
Частота вращения, мин.-1:
- питательных валков
не более 20
- первого барабана
450
- второго барабана
500
Рабочая ширина, мм
не менее 1000
Габариты, мм, не более
2000х1500х1250
Масса, кг
не более 400
Удельная
материалоемкость,
кг·ч/кг
3,5
Удельная энергоемкость, кВт·ч/кг
0,015
Степень удаления грязи, %:
- шерсть тонкая
не менее 40
- шерсть грубая
не менее 40
19,5
450
500
1025
1900х1500х1150
400
2,0
0,0098
42,16
41,86
В процессе экспериментальных исследований проводилась оценка экономической эффективности применения известных трепальных
машин [7] в составе линий первичной обработки шерсти
(таблицы 3 и 4) [8, 9].
107
Таблица 3 – Исходные данные для расчета экономической
эффективности линии первичной обработки шерсти
Линии первичной обработки
шерсти
комплект
Показатель
технологический оборудования,
модуль
АО «КостромТМ ПОВ-8,0
ское
СК БТМ»
Годовая загрузка, ч
3000
3000
Годовой объем производства, т
24,0
24,0
Стоимость оборудования, грн
250000
320000
Срок службы оборудования, лет
5
5
Обслуживающий персонал, чел.
3
3
Годовые расходы труда, чел.-ч
6198
6840
Годовые расходы электроэнергии, кВт·ч
43122
161013,6
3
Годовые расходы воды, м
2592
2700
Годовые расходы моющих средств, кг:
- мыло хозяйственное
2592
–
- сода кальцинированная
3888
1350
- порошок стиральный
–
2700
Почасовая тарифная ставка оплаты труда, грн/ч
6,46
6,46
Цена электроэнергии, грн/кВт·ч
0,864
0,864
3
Цена воды (с канализацией), грн/м
7,512
7,512
Цена мыла хозяйственного, грн/кг
11,1
–
Цена соды кальцинированной, грн/кг
11,40
11,40
Цена порошка стирального, грн/кг
–
13,00
Годовые расходы на оплату труда, грн
40039,08
44186,40
Годовые расходы на электроэнергию, грн
37257,08
139115,75
Годовые расходы на воду, грн
19471,04
20282,40
Годовые расходы на моющие средства, грн:
- мыло хозяйственное
28771,2
–
- сода кальцинированная
44323,2
15390,0
- порошок стиральный
–
35100,0
Отчисления на амортизацию, %
16,6
16,6
Отчисления на капитальный ремонт и ТО, %
7,0
7,0
Годовые расходы на возобновление обо41500,0
53120,0
рудования, грн
Годовые расходы на капитальный ре17500,0
22400,0
монт и ТО, грн
108
Таблица 4 – Показатели экономической
исследуемых линий первичной обработки шерсти
эффективности
Линии первичной обработки
шерсти
комплект
технологический
оборудования,
модуль
АО «КостромТМ ПОВ-8,0
ское СК БТМ»
Показатель
Затраты труда, чел.-ч/т
258,25
285,00
Прямые эксплуатационные расходы, грн/т,
в том числе:
- оплата труда
- электроэнергия
- вода и канализация
- моющие средства
- амортизация
- капитальный ремонт и ТО
9535,94
13733,11
1668,30
1552,38
811,29
3045,6
1729,2
729,2
1841,10
5796,49
845,10
2103,75
2213,3
933,3
Приведенные затраты, грн/т
32973,44
43733,11
Годовой экономический эффект от повышения качества сухой очистки грязной овечьей шерсти, грн/т
1650,00
Годовой экономический эффект от эксплуатации технологического модуля, грн
259885,92
Срок окупаемости, лет
0,96
Себестоимость 1 кг сухой мытой шерсти, грн/кг
9,54
13,73
Как видно из таблицы 4, годовой экономический эффект от эксплуатации технологического модуля ТМ ПОВ-8,0 в частном предприятии «Романцов И.М.» при переработке 24 т грязной овечьей шерсти
с получением товарной продукции в виде сухой мытой шерсти составляет 259885,92 грн. Срок окупаемости технологического модуля –
0,96 года. Применение трепальной машины МТ-001А-12 в составе
технологического модуля ТМ ПОВ-8,0 обеспечивает повышение качества сухой очистки загрязненной овечьей шерсти на 15 %, что позволяет за счет этого получить дополнительный экономический эффект,
равный 1650 грн.
109
Выводы
1. Применение новой конструкции малогабаритной машины трепальной МТ-001А-12 в составе технологического модуля ТМ ПОВ-8,0
обеспечивает повышение качества сухой очистки грязной овечьей шерсти на 15 %.
2. Машина трепальная МТ-001А-12 обеспечивает степень удаления
грязи из шерсти в пределах 41,9–42,2 %, что удовлетворяет технологическим требованиям для такого типа машин (не менее 40 %).
3. Годовой экономический эффект от применения малогабаритной
машины трепальной МТ-001А-12 в составе технологического модуля
ТМ ПОВ-8,0 в частном предприятии «Романцов И.М.» составляет
1650 грн.
4. Полученные результаты исследований свидетельствуют о высокой эффективности и перспективности применения малогабаритной машины трепальной МТ-001А-12 в составе линий первичной обработки
шерсти.
Литература
1. Тимошенко, Н.К. Состояние и перспективы развития первичной
обработки шерсти / Н.К. Тимошенко // Овцы, козы, шерстяное дело. –
2007. – № 4. – С. 46–50.
2. Сухарльов, В.О. Обгрунтування розроблення технікотехнологічного модуля виготовлення повсті в місцях виробництва вовни /
В.О. Сухарльов, В.В. Лиходід, І.М. Романцов // Механізація, екологізація
та конвертація біосировини в тваринництві: зб. наук. праць / Ін-т мех.
тваринництва НААН. – Запоріжжя: ІМТ НААН, 2010. – Вип. 1 (5, 6). –
С. 116–119.
3. Шевченко, І.А. Дослідження механізованої технології первинного
оброблення вовни в умовах сільськогосподарського підприємства /
І.А. Шевченко, В.В. Лиходід // Матеріали VII Всеукраїнської науковопрактичної конференції молодих вчених і спеціалістів «Агропромислове
виробництво України – стан та перспективи розвитку». – Кіровоград:
Кіровоградський інститут АПВ. Науковий збірник «Вісник Степу». –
Кіровоградський інститут АПВ, 2011. – С. 185–191.
4. Шевченко, І.А. Дослідження техніко-економічної ефективності
застосування механізованої технології первинного оброблення вовни в
умовах сільськогосподарського підприємства / І.А. Шевченко, В.В. Лиходід // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової
техніки і технологій для сільського господарства України: зб. наук
праць УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. – Вип. 15 (29). – Дослідницьке:
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2011. – С. 433–443.
110
5. Шевченко, И.А. Механизированная технология первичной обработки шерсти / И.А. Шевченко, В.В. Лиходед, С.И. Павленко // Инновационные технологии в производстве и переработке с.-х. продукции: доклады Междунар. конф. – Ч. 2. – Минск: БГАТУ, 2011. – С. 43–46.
6. Лиходід, В.В. Результати виробничих випробувань технологічного модуля первинного оброблення вовни ТМ ПОВ-8,0 / В.В. Лиходід,
В.В. Полюсов // Технічні системи і технології тваринництва: Вісник
ХНТУСГ ім. П. Василенка. – Вип. № 120. – Харків: ХНТУСГ ім. П. Василенка, 2012. – С. 294–303.
7. Комплект малогабаритного оборудования для выпуска пряжи //
АО «Костромское СКБТМ». – Кострома, 1993. – 9 с.
8. Методика определения экономической эффективности новых и
модернизированных с.-х. машин, изобретений и рационализаторских
предложений // НПО ВИСХОМ. – М., 1985. – 59 с.
9. Сільськогосподарська техніка. Методи економічного оцінювання
техніки на етапі випробування: ДСТУ 4397:2005. – К.: Держспоживстандарт України, 2005. – 15 с.
УДК 631.352
УТОЧНЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ КОСИЛОК
ДЛЯ ЛУГОПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ
Н.Г. Бакач, к.т.н., А.Н. Басаревский, к.т.н., И.Е. Мажугин, м.н.с.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Одной из главенствующих отраслей сельского хозяйства Беларуси является растениеводство. Важнейший технологический процесс в
растениеводстве – скашивание растений, выполняемое, в основном, косилками. Это предопределяет важность соответствующей группы машин в механизации растениеводства.
Большое количество машин для скашивания растительности выпускается отечественными предприятиями и закупается за рубежом.
Появляются новые типы рабочих органов. Увеличение количества типов и марок машин для скашивания растительности, разнообразие разработчиков, производителей и дилеров привело к несогласованности в
терминологии и классификации данной группы машин, что создает
проблемы при разработке, продаже, подготовке эксплуатационной документации и рекламной продукции, обучении персонала для эксплуатации такой техники. В связи с этим настоятельной необходимостью
111
является уточнение и единообразие классификации и терминологии в
данной сфере.
В последнее время все более актуальной становится проблема повышения продуктивности лугов и лугопастбищных угодий. Одной из
важных технологических операций по поддержанию их продуктивности является мульчирование площади лугов скошенной и измельченной
растительностью. Подобная операция мульчирования выполняется и
при переработке стерни. Для этого применяются относительно новые и
все более популярные косилки-измельчители.
Анализ известных классификаций
Срезание растительности при механизированном кошении может
производиться по принципу подпорного (или резания с защемлением
стебля) и бесподпорного резания. В первом случае растение защемляется между двумя режущими кромками режущих элементов. При этом
у большинства косилок одна кромка может быть неподвижной, а вторая
должна перемещаться возвратно-поступательно или обе кромки перемещаются возвратно-поступательно. Вместе с тем существуют режущие аппараты подпорного резания, у которых режущие элементы совершают вращательное движение (двухроторные режущие аппараты с
наложенными роторами) [1]. Известны также режущие аппараты с поступательным (цепные аппараты) и колебательным движением режущих элементов [2].
У некоторых косилок срезание происходит при защемлении растения между неподвижным противорежущим элементом и вращающимся ножом.
Бесподпорное резание или срубание производится режущим элементом, перемещающимся с высокой скоростью. Растение в вертикальном положении во время срезания удерживается благодаря жесткости
стебля, но главным образом вследствие сил инерции стебля, которые
играют главенствующую роль при высоких скоростях перемещения
режущих элементов.
Измельчение растительности косилками, совмещающими процессы резания и измельчения, производится по двум основным схемам.
По первой схеме растительность срезается элементами, вращающимися в горизонтальной или близкой к ней плоскости, и, опускаясь и
падая, попадает под эти же элементы, которыми и измельчается.
На режущих аппаратах могут иметься неподвижные противорежущие
ножи или ножи, установленные в два яруса. Ось вращения режущих частей при этом перпендикулярна окашиваемой поверхности.
По второй схеме режущие элементы (ножи, цепи, била или молотки) вращаются в вертикальных плоскостях, параллельных продольной вертикальной плоскости машины. Растения срубаются, перемина-
112
ются и измельчаются, как правило, под кожухом режущего аппарата.
При этом используются силы инерции растений, их жесткость и защемление между режущими и противорежущим элементами. Иногда роль
опорного элемента играет почва, если производится ее частичное фрезерование. Ось вращения режуще-измельчающей части параллельна
окашиваемой поверхности.
Необходимо отметить, что, несмотря на значительное разнообразие косилок, достаточно полной и общепризнанной классификации не
существует. Так, А.В. Короткевич [3] делит данную группу машин на
косилки и косилки-плющилки, различающиеся по типу агрегатирующего энергосредства (самоходные, тракторные, моторизованные, а также
конные); по типу режущих аппаратов (сегментно-пальцевые, беспальцевые, ротационно-дисковые, ротационно-барабанные); по способу агрегатирования (навесные, полунавесные, прицепные); по ширине захвата и др. Описанная классификация не является полной и не охватывает даже косилок, приводимых автором в предшествующей классификации. Не учитываются иные важнейшие признаки косилок.
В другом литературном источнике [4] отмечается, что системой
машин для скашивания трав предусмотрено применение косилок и косилок-измельчителей. По виду выполняемых процессов косилки разделяются на следующие группы: машины для скашивания травы с укладкой в прокосы, скашивания и укладки в валки, скашивания с измельчением, скашивания с погрузкой, скашивания с одновременным плющением и укладкой плющеной массы в валок или прокос.
По способу агрегатирования – прицепные, навесные и полунавесные.
По количеству установленных режущих аппаратов – одно-, двух-,
трех- и пятибрусные.
По расположению режущих аппаратов по отношению к базовой
машине (агрегатирующего энергосредства) – расположенные спереди,
сбоку и сзади.
По приводу режущих аппаратов – с приводом от ВОМ или ходовых колес.
По типу режущих аппаратов – сегментно-пальцевые, беспальцевые и ротационные.
Последние здесь подразделяются на барабанные и сегментнодисковые.
Далее приводится подразделение по механизмам привода ножа.
Классификация косилок дана В.Н. Кондратьевым [5]. Им в основном рассмотрены мелиоративные косилки.
Наиболее полная характеристика машин для удаления растительности из каналов дана в работе [2]. Здесь машины делятся по
технологическому назначению, по виду базовой машины, по месту
навешивания рабочего органа, по зоне передвижения, по обрабатыва-
113
емому элементу поперечного сечения канала, по типу режущего аппарата, по форме режущего бруса, по числу роторов, по типу реж ущего элемента, по виду взаимодействия режущих элементов со срезаемой растительностью.
В одной из публикаций [6], посвященных вопросам классификации косилок, предлагается ввести деление косилок по группам в зависимости от ширины захвата.
Таким образом, классификация косилок, а также часть терминологии требуют уточнения и развития применительно к машинам рассматриваемого назначения.
В числе широко используемых в специальной литературе, рекламных материалах и сопроводительной документации находятся такие понятия, как роторная, ротационная, дисковая и тарельчатая косилки. Например, косилки-измельчители, оснащенные роторами с осью
вращения, параллельной окашиваемой поверхности, часто называют
ротационными, а косилки и косилки-измельчители, у которых оси вращения роторов перпендикулярны окашиваемой поверхности, называют
роторными или дисковыми. Так, в учебнике А.В. Короткевича
[3, табл. 2.1, с. 55] косилка КРН-2,1А названа ротационной, затем
[3, табл. 2.5, с. 75] она же названа ротационно-дисковой. С другой стороны, в сопроводительной документации косилка КРН-2,1 называется
четырехроторной, а ее доработанная модель КДН-210 – дисковой.
А.В. Клочков [7] аналогичные косилки Krone также называет дисковыми.
Словарь русского языка под редакцией А.П. Евгеньевой [8] дает
следующее толкование слова ротационный – основанный на принципе
вращения отдельных деталей. Роторный – прилагательное к слову ротор. В свою очередь, ротор – от латинского rotate – вращать, означает
вращающуюся часть машины. Поэтому название «ротационная косилка», исходя из значения слова, должно охватывать все косилки, имеющие режущие части, которые в процессе работы совершают вращательное движение.
Тем не менее даже в фундаментальных работах этот подход
нарушается. Так, в учебнике [4] ротационные режущие аппараты делятся на барабанные, имеющие горизонтальную ось вращения, и ротационно-дисковые, имеющие вертикальную ось вращения. В то же время В.И. Особов [9, с. 18] дает следующее определение: «По своей схеме
ротационные режущие аппараты подразделяют на два типа. В первом
применяются роторы с верхним приводом, выполненные в виде вертикальных консолей-валов с закрепленными внизу несущими элементами
с ножами. Скашиваемая масса проходит под приводом. Такие косилки
в мировой практике получили название барабанных. Во втором применяются роторы с нижним приводом. В этих аппаратах имеется плоская
коробчатая рама, сверху которой смонтированы роторы с ножами.
114
Внутри коробки размещается привод роторов, а скашиваемая масса
проходит над приводом. Такие косилки получили название дисковых».
Видно явное противоречие между определениями. Другие авторы, дилеры и производители косилок дают иные определения. Кроме того,
известные классификации не всегда учитывают важнейшие особенности конструкций.
Это подтверждает необходимость уточнения классификации косилок и используемой терминологии.
Уточненная классификация
Как правило, первым классификационным признаком является
назначение машин. Машины для уборки трав включают в себя несколько групп. Применительно к решаемой проблеме (повышение эффективности лугопастбищных угодий) в круг рассматриваемых машин целесообразно включить косилки-измельчители, составить их классификацию, а также их разновидности – мульчирующих косилок, которые
также называют мульчирователями или мульчировщиками. За исключением косилок с накопителями скошенной растительной массы они
являются машинами непрерывного действия с активными рабочими органами.
По назначению это – косилки для ухода за лугопастбищными угодьями.
По виду базовой машины, или, иначе, энергетического средства,
косилки делятся на агрегатируемые с колесным трактором или специальным колесным шасси. В особых условиях используются косилки на
тракторе гусеничном, мотоблоке. Применяют также газонокосилки и
ручные мотокосилки, или триммеры.
В соответствии с ГОСТ 12.2.111–85 [10] по способу агрегатирования косилки можно разделить на прицепные, полуприцепные, навесные, полунавесные и монтируемые. Однако последние – это косилки,
предназначенные для обрезки кустарников, живых изгородей, лесозащитных полос и тому подобных работ, поэтому для ухода за лугопастбищными угодьями они, как правило, не применяются. Существуют
специализированные агрегаты, состоящие из рабочего оборудования и
мобильного энергетического средства. Такие агрегаты принято называть самоходными.
Прицепные, полуприцепные, навесные и полунавесные рабочие
органы опираются на почву посредством различных опорных элементов.
По виду опорных элементов их можно разделить на рабочие органы с жесткими колесами, пневматическими колесами, тарельчатыми
опорами, опорным вальцом, полозьями, опирающимися на днище режущего аппарата, комбинированные.
115
По количеству установленных режущих аппаратов (брусьев) бывают косилки одно-, двух-, трех- и пятибрусные. Особенностью конструкций косилок-измельчителей является то, что они имеют секционное строение и состоят из одной, двух или трех секций.
По количеству колес бывают двух-, четырех-, шести- и восьмиколесными (рисунок 1).
Рисунок 1 – Косилка-измельчитель для ухода за лугопастбищными
угодьями КП-6,2 восьмиколесная (РУП «НПЦ НАН Беларуси по
механизации сельского хозяйства»)
По расположению режущих аппаратов по отношению к базовой
машине существуют косилки с режущими аппаратами, расположенными спереди (фронтальные), сбоку и сзади.
Важнейшим классификационным признаком, определяющим конструкцию и принцип действия косилки и ее режущего аппарата, является принцип резания растительности.
Принципиально важным классификационным признаком, позволяющим распределить ротационные режущие аппараты на группы, является, на наш взгляд, положение оси вращения режущей или режущеизмельчающей вращающейся части или частей.
По положению оси вращения вращающихся режущих частей по
отношению к окашиваемой поверхности режущие аппараты можно
разделить на аппараты с осью вращения, перпендикулярной к окашиваемой поверхности и параллельной ей. На рисунке 2 представлена косилка с параллельной осью вращения к окашиваемой поверхности.
116
Рисунок 2 – Косилка-измельчитель с параллельной
осью вращения EFG 125 (Китай)
Иногда используется подобное деление на аппараты с вертикальной и горизонтальной осями вращения. Принятая нами классификационная формулировка является более универсальной, поскольку подходит также для косилок, предназначенных и для окашивания наклонных
поверхностей.
По принципу резания режущие аппараты косилок можно разделить
на две основные группы – срезающие растительность с подпором и без
подпора стеблей.
По характеру движения режущих элементов различают режущие
аппараты с возвратно-поступательным, колебательным, поступательным
и вращательным движением ножей (ротационные режущие аппараты).
По способу привода режущего аппарата существуют косилки с
приводом от ВОМ или гидромотора.
У некоторых режущих аппаратов косилок оси вращения для
уменьшения высоты среза несколько наклонены вперед по ходу движения, тем не менее такие аппараты также целесообразно отнести к аппаратам с осью вращения, перпендикулярной окашиваемой поверхности.
У аппаратов с осью вращения ротационной части, параллельной
окашиваемой поверхности, вращающаяся часть зачастую напоминает цилиндр или режуще-измельчающие элементы в рабочем положении геометрически могут быть охвачены цилиндрической поверхностью, поэтому их называют, и, на наш взгляд, правильно, барабанами, а режущие аппараты – барабанными. Барабанные аппараты бывают только режущеизмельчающими.
117
Поэтому по типу режущего аппарата или по виду ротационных частей режущие аппараты можно разделить на роторные и барабанные.
Роторные в зависимости от количества роторов можно разделить
на одно-, двух-, трех- и многороторные (рисунок 3).
Рисунок 3 – Многороторная косилка АС-1 с вертикальной осью вращения
Основными частями ротора являются центральная вращающаяся
часть и прикрепленные к ней ножи. Центральная или несущая часть у
многих косилок имеет форму, близкую к форме диска, поэтому роторные
косилки часто называют дисковыми. Это следует принимать в качестве
условного названия, так как существуют режущие аппараты с другими
формами центральной части роторов.
По форме центральной (несущей) части ротора роторные режущие
аппараты можно разделить на дисковые с круглыми, эллипсными и треугольными дисками, с дисками комбинированной формы, с двух- и трехконсольными, а также с крестообразными центральными частями.
По числу установленных режущих элементов на роторе – двух-,
трех- и многоножевые.
По способу присоединения ножа к несущей части – с жестко присоединенными, шарнирно присоединенными и с шарнирно присоединенными с подпружиниванием ножами.
По схеме расположения ножей на роторе – одно-, двух- и трехъярусное расположение.
По типу режущего элемента – с прямоугольными пластинчатыми
ножами, гибкими элементами (цепями или лесками). У барабанных
обычно применяются бильные элементы – молотки, полевые крючки,
изогнутые ножи и др.
118
Таким образом, конструкции косилок отличаются большим разнообразием, однако существующие их классификации недостаточно
полны и имеют неточности в определениях.
Предложенная классификация позволяет уточнить некоторые
термины и с достаточной полнотой охарактеризовать известные конструкции косилок-измельчителей, а также их разновидности – мульчирующих, или лугопастбищных косилок.
Литература
1. Сухарев, Э.А. Основы теории машин для обслуживания и ремонта мелиоративных систем: учеб. пособие / Э.А. Сухарев. – Киев: ИСИО,
1994. – 360 с.
2. Мажугин, Е.И. Машины для эксплуатации мелиоративных и водохозяйственных объектов: пособие / Е.И. Мажугин. – Горки: БГСХА,
2010. – 336 с.
3. Короткевич, А.В. Технологии и машины для заготовки кормов из
трав и силосных культур: учеб. пособие / А.В. Короткевич. – Минск: Ураджай, 1991. – 383 с.
4. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Под общ. ред.
Г.Е. Листопада. – М.: Колос, 1976. – 752 с.
5. Кондратьев, В.Н. Косилки бильного типа: вопросы проектирования и эксплуатации: пособие / В.Н. Кондратьев. – Минск:
НП РУП «БелНИИ мелиорации и луговодства», 2002. – 40 с.
6. Пиуновский, И.И. Методология косилок для скашивания трав /
И.И. Пиуновский, В.Р. Петровец, С.С. Сидорчук // Вестник Белорусской
государственной сельскохозяйственной академии. – 2011. – № 4. –
С. 154–160.
7. Клочков, А.В. Современная сельскохозяйственная техника для
растениеводства: пособие / А.В. Клочков, В.А. Попов. – Горки: БГСХА,
2009. – 169 с.
8. Словарь русского языка: в 4 т. / АН СССР, Ин-т рус. яз.; под ред.
А.П. Евгеньевой. – 3-е изд., стереотип. – М.: Русский язык, 1985–1988. –
Т. 3., 1986. – 750 с.
9. Особов, В.И. Механическая технология кормов / В.И. Особов. –
М.: Колос, 2009. – 334 с.
10. Машины сельскохозяйственные. Общие требования безопасности: ГОСТ 12.2.111–85. – Введ. 01.01.1987. – М.: Госстандарт СССР, 1987.
– 12 с.
119
УДК 631.355
ОСНОВНЫЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ КУКУРУЗОУБОРОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
А.Н. Керимов, диссертант
НИИ «Агромеханика»
г. Гянджа, Азербайджанская Республика
Целью агротехнических и энергетических исследований кукурузоуборочных агрегатов является получение необходимой исходной информации для практических оптимизационных расчетов.
Условия испытания комбайна ККП-3 «Херсонец-9» отвечали агротехническим требованиям, за исключением несколько повышенной
влажности зерна – 31…33 % и листостебельной массы – 62…64 % против 30 % и 60 % соответственно по агротехническим требованиям.
Для полного представления агротехнических показателей проанализированы протоколы испытаний различных МИС, по данным которых в таблице 1 и на рисунке 1 представлены условия и основные показатели качества работы кукурузоуборочных комбайнов.
Таблица 1 – Агротехнические показатели работы кукурузоуборочных
комбайнов
Марка комбайна
Показатели
полеглость растений, %
влажность, %
– зерна
– листостебельной массы
урожайность кукурузы в початках, т/га
скорость, м/с
подача в початках, кг/с
зерно в листостебельной массе, %
вышелушивание зерна, %
зерно на земле, %
КСКУ-6
ККП-3
КОП-1,4В
1,1
1,1
1,1
29,2
50,3
29,2
50,3
29,2
50,3
6,7
1,05..2,35
2,90…5,90
1,80 (2,50)
1,50 (1,50)
1,40
6,7
1,30…2,30
1,75…3,10
1,20 (2,50)
1,20 (1,50)
0,40
6,7
1,25…2,35
1,20…2,30
1,10 (2,50)
1,00 (1,50)
0,60
120
Средние значения, представленные в таблице 1, и основной показатель качества – полнота сбора зерна (рисунок 1), удовлетворяют агротехническим требованиям.
П, %
100
95
v, м/с
90
1
1,25
1,5
По агротребованиям
1,75
КОП-1,4В
2
2,25
КСКУ-6
2,5
ККП-3
Рисунок 1 – Полнота сбора зерна в зависимости от скорости
движения кукурузоуборочных комбайнов
Мощность, затрачиваемая на привод рабочих органов комбайна,
зависит от подачи П и кукурузной массы в единицу времени. Зависимость мощности на технологический процесс NВТ от секундной подачи
для прицепных и самоходных кукурузоуборочных комбайнов представлена на рисунках 2 и 3. При этом следует отметить, что самоходные кукурузоуборочные комбайны осуществляют уборку со значительно меньшими, примерно в 1,6 раза, удельными энергозатратами.
Это объясняется известными преимуществами самоходных и более широкозахватных уборочных агрегатов.
Основные результаты энергетической оценки, полученные на основании собственных экспериментов и обобщения данных протоколов
государственных испытаний для прицепных и самоходных кукурузоуборочных комбайнов, изменяются в функции скорости примерно по
линейной зависимости. При этом затраты энергии на холостой привод
Nвх и в трансмиссии NT для обоих типов агрегатов практически не зависят от скорости движения.
121
NВТ, кВт
40
30
20
10
ПИ, кг/с
0
0
1
2
3
4
5
6
Рисунок 2 – Зависимость мощности NВТ на технологический
процесс от секундной подачи Пи для прицепных
кукурузоуборочных комбайнов
NВТ, кВт
40
30
20
10
ПИ, кг/с
0
0
2
4
6
8
10
12
Рисунок 3 – Зависимость мощности NВТ на технологический процесс от
секундной подачи Пи для самоходных кукурузоуборочных
комбайнов
122
Ne, кВт
80
60
40
20
v, м/с
0
0,5
1
1,5
2
2,5
а
Ne, кВт
80
60
NВТ
40
NВХ
Nf
20
NТ
v, м/с
0
0,5
1
1,5
2
2,5
б
а – для прицепных комбайнов; б – для самоходных комбайнов
NВТ – мощность на технологический процесс;
NВХ – мощность на холостой привод ВОМ;
Nf – мощность на самопередвижения;
NТ – потери мощности в трансмиссии ходовой части
Рисунок 4 – Составляющие баланса мощности кукурузоуборочных
комбайнов в зависимости от скорости
123
В качестве исходной информации для реализации математических
моделей используются результаты экспериментальных исследований:
хронометражные наблюдения энергооценки и т.д., а также типовые нормативные и справочные данные, материалы протоколов (за последние 6
лет) государственных испытаний, что повышает оперативность решения
задачи и получения конечных результатов.
На рисунке 4 показаны составляющие баланса мощности кукурузоуборочных комбайнов в зависимости от скорости.
Полевыми экспериментами установлено, что основные составляющие баланса мощности кукурузоуборочных агрегатов изменяются линейно в функции скорости. Потребная мощность на единицу подачи початков при этом составила 5,5 кВт (кг/с) – для прицепных и 3,3 кВт (кг/с) –
для самоходных агрегатов.
Литература
1. Козачок, Б.Д. Устойчивость технологического процесса и
производительности кукурузоуборочных агрегатов / Б.Д. Козачок,
А.П. Соломыкин, Д.Ф. Цедрик // Тракторы и сельхозмашины. – 1971.
– № 9. – С. 31–32.
2. Кукурузоуборочные машины / К.В. Шатилов [и др.]. – М.:
Машиностроение, 1981. – 224 с.
3. Хагиров, Р.М. Исследование и обоснование поточной технологии уборки кукурузы на зерно (применительно к условиям СевероКавказской зоны РСФСР): автореф. дис. … канд. техн. наук / Р.М. Хагиров. – Зерноград, 1983.
4. Организационно-технологический проект возделывания кукурузы
на зерно на индустриальной основе. – М.: Россельхозиздат, 1983. – 86 с.
УДК 631.3: 519.87
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПИТАЮЩЕ-ИЗМЕЛЬЧАЮЩЕГО АППАРАТА
КОРМОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА КСК-600
В.В. Венгер, инж.-конструктор, С.Н. Бобыренко, вед. инж.-конструктор,
С.Н. Муха, зам. зав. конструкторским отделом кормоуборочной техники
Республиканское конструкторское унитарное предприятие
«ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике»
г. Гомель, Республика Беларусь
Основными задачами, решаемыми в процессе заготовки кормов,
являются максимально возможный выход питательных веществ с еди-
124
ницы площади кормовых угодий и минимальные потери питательной
ценности исходного сырья в процессе консервирования и хранения.
Высокого результата можно достичь лишь при уборке кормовых культур в оптимальные фазы вегетации и строгом соблюдении технологических требований процессов кормопроизводства, а также при оптимальной плотности прессования растительной массы.
Недостатком прессования является невозможность регулирования
усилия сжатия листостебельной массы по всей рабочей зоне прессования одновременно. При эксплуатации широкозахватной и скоростной
техники плотность сжимаемой массы меняется в значительных пределах, и вследствие этого при такой конструкции устройства происходит
неравномерное усилие сжатия по всей рабочей зоне прессования, что
существенно влияет на качество продукции (масса становится неравномерной по влажности).
Увеличение равномерности и степени плющения листостебельной
массы путем одновременного изменения усилия ее сжатия по всей рабочей зоне прессования улучшает качество прессования растительной
массы. Указанная цель достигается тем, что транспортирующие и прессующие вальцы имеют одинаковую скорость и устройство, позволяющее регулировать усилие сжатия листостебельной массы одновременно
по всей зоне прессования.
Величина усилия подпрессовки вальцов описывается только показателями плотности сжимаемой массы (350–600 кг/м3), что не вполне
корректно, поскольку в современных условиях работа кормоуборочного комплекса проводится в одном уборочном цикле как на травяных,
так и на грубостебельных культурах, удельные плотности которых различаются в несколько раз. Причем отличия имеются даже при различных способах уборки одной культуры, например при прямом кошении
травы и заготовке сенажа, где влажность, а соответственно, и удельная
плотность отличаются на 35–50 %.
Длина частиц при приготовлении силоса должна обеспечиваться
в пределах 2...3 см при влажности 65...70 %, 4...5 см – при влажности
75...80 % и увеличивается до 12 см при увеличении влажности до 85 %.
Оптимальные условия достигаются при заготовке трав на силос при
влажности массы 70...75 %. Растительная масса должна измельчаться
при этом до отрезков длиной 3...4 см. Количество частиц заданного
размера по массе должно быть не менее 70 %. Причем размер остальных частиц не должен превышать заданный более чем в 1,5 раза [1].
При большей влажности листостебельную массу требуется измельчать на частицы с большей длиной с целью исключения потерь сока растений и обеспечения плотности укладки.
125
В качестве показателя подпрессовки растительной массы (далее –
РМ) предпочтительнее использовать величину усилия, передаваемого
от пружин на вальцы и отнесенного к длине их рабочей поверхности,
непосредственно воздействующей на слой РМ, подаваемый в питающий аппарат. Усилие пружин – гораздо более приемлемый показатель и
при разработке конструкций питающих аппаратов.
Однако переход к указанному критерию в процессе проведения
параметрического синтеза, с одной стороны, упирается в значительную
сложность кинематики механизма и, с другой стороны, в огромный
разброс параметров требуемого слоя РМ.
В силу нюансов выполняемого технологического процесса механизмом подпрессовки (далее – МП) его кинематическая модель является статически неопределимой и решается только после введения в нее
дополнительного элемента – слоя РМ, который представляет собой как
функцию времени, так и усилия подпрессовки, при этом обусловлен
физико-биологическими показателями убираемой культуры.
Решение подобной задачи – очень ресурсоемкая операция.
При наличии функциональной математической модели (далее –
ФММ) проблема параметрического синтеза МП решается с помощью
ПЭВМ. Параметрический синтез МП заданной структуры заключается
в определении численных значений его внутренних параметров, обеспечивающих наилучшее значение основного показателя качества МП
при одновременном выполнении условий работоспособности МП.
Также при анализе и расчете схем режущих аппаратов большое
значение придается обоснованию и выбору угла τ скольжения их ножей. Значение этого угла для величины усилия резания общепризнано. Опыты показывают, что наименьшая удельная работа возрастает
сначала медленно, а после достижения углом τ 70–75° – все интенсивнее. Однако исследования не подтвердили систематического увеличения удельной работы резания с увеличением угла τ. Наименьшую величину удельная работа для различных материалов имеет в
пределах значения угла τ, равного 30–50°, после чего происходит постепенно ускоряющееся увеличение удельной работы. На предлагаемом аппарате с шевронными ножами угол скольжения находится в
вышеуказанных пределах.
ФММ анализа свойств МП [2] является составной частью математической модели параметрической оптимизации. Для каждой структурной схемы МП (рисунок 1) определяются его выходные параметры, однозначно зависящие от обобщенной координаты – расстояния между
центрами вальцов (Y).
126
1 – валец передний верхний; 2 – валец задний верхний; 3 – валец
передний нижний; 4 – валец средний нижний; 5 – валец задний нижний
Рисунок 1 – Структурная схема питающего аппарата КСК-600
В качестве управляемых параметров МП, определяющих его конструктивный вариант, были выбраны координаты шарнира крепления
блока пружин X 01,Y01 , а также параметры поворотного рычага L3 ,34 , L34 .
Следует заметить, что число управляемых параметров и диапазон их изменения ограничены условиями серийного производства. Рационально
выбранные точки крепления звеньев МП и их геометрические размеры
должны обеспечивать его надежную работу на составляющих технологического процесса: захвате, протягивании и плющении РМ.
Текущая длина растянутой пружины МП ограничивается в соответствии с выражением [2]:
S (Ymin ) < S (Y ) <
L4  (Y03  Y01 ) 2  ( X 03  X 01 ) 2 .
127
(1)
Каждому фиксированному значению набора управляемых параметров X  X 01,Y01, L3 ,34 , L34  соответствуют значения передаточного числа
и удельного давления в диапазоне изменения обобщенной координаты.
Окружную скорость питающих вальцов, обеспечивающую беспрепятственное поступление массы заданной толщины Н, можно получить из
выражения:
В 
D  РМ
.
DhH
Таким образом, скорости  В и  РМ связаны между собой соотношением:
В
D

.
 РМ D  h  H
(2)
Экспериментально установлено, что соотношение скоростей VВ и
VРМ , определенное по выражению (2), обеспечивает устойчивую подачу
РМ в плющильные вальцы. При этом для обеспечения надежности передачи РМ со шнека жатки на нижний питающий валец придерживаются
следующего соотношения скоростей [2]:
В
 1, 25 1,35 ,
 РМ
или
1,35 >
В
> 1, 25 .
 РМ
(3)
В случае если (1), (2), (3) выполняются, рассчитываются и запоминаются значения передаточных чисел для МП соответствующей структуры – I(Y):
I (Y )   '3 U 34  L4  cos 34 (Y ) ,
где  3 (Y ) – аналог угловой скорости рычага;
U 34 (Y ) – передаточное отношение;

L4 ,  3 – длина звена и угол, образуемый L4 с осью абсцисс, в правой системе координат.
Передаточное отношение
U 34 (Y )  3  R  3  L34 .
Находим угловую скорость:
3   '3 S .
Затем рассчитывается соответствующее удельному давлению между вальцами p(Y) значение усилия на пружине:
128
Fпр (Y )  p(Y ) 
y' 05
,
I (Y )  S
(4)
где Fпр (Y ) – усилие на пружине;
I (Y ) – передаточное число МП;
S – длина пружины.
Целевая функция Z (Y ) формируется на основе аналитического выражения для удельного давления между вальцами в соответствии со стратегией частного критерия [2]:
n
Z (Y )   pср  p(Yi )  min ,
i 1
где pср – среднее значение давления на интервале от 1-го до
n -го шага;
p(Yi ) – дискретное значение функции давления на i -том
шаге.
Поиск экстремума целевой функции выполнялся по методу градиента.
Для выбранной структуры и внутренних параметров плоских аналогов механизма плющения на основе сформированной ФММ был проведен
вычислительный эксперимент.
В данной работе предлагаются методика параметрического синтеза устройства плющения растительной массы питающим аппаратом
КСК-600 и соответствующие результаты исследования. Разработанный способ модернизации параметров механизма плющения может
быть использован как в прицепных, так и в самоходных косилкахплющилках.
Основные результаты эксперимента сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Зависимость выходных параметров модернизированного механизма плющения от обобщенной координаты
Зазор
между
вальцами
Длина
сжатой
пружины
Передаточное
число
механизма
Нагрузка
на
пружине
Сила давления подвижного
вальца
Y
S (Y )
I (Y )
Fпр (Y )
P(Y )
[м]
–0,210
–0,191
–0,164
–0,152
–0,134
–0,112
[м]
0,675
0,667
0,652
0,645
0,638
0,631
[-]
2,331
2,418
2,525
2,664
2,862
3,171
[Н]
651,35
1567,54
3546,25
4523,34
5264,14
5978,60
[Н]
1120,56
2356,41
3561,53
4201,23
4625,47
5140,28
129
Аналитическое решение задачи проектирования питающеизмельчающего аппарата представляет собой итерационное выполнение процедур анализа на основе сформированной ФММ, а также процедур сравнения и перебора вариантов в процедуре параметрического
синтеза МП. Оно состоит в выборе комбинации внутренних параметров плющильного устройства, соответствующих выбранной структуре
МП, которые, удовлетворяя функциональным ограничениям, одновременно стабилизируют давление верхних вальцов на нижние.
Литература
1.
Долгов, И.А. Кормоуборочные машины: теория, конструкция,
расчет / И.А. Долгов; Дон. гос. техн. ун-т. – Ростов н/Д: ДГТУ, 1996.
2.
Попов, В.Б. Формирование функциональной математической
модели механизма плющения растительной массы / В.Б. Попов // Вестник
ГГТУ им. П.О. Сухого. – 2007. – № 3.
УДК 629.114.2–182.8
СРАВНЕНИЕ ПОДЪЕМНО-НАВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ
УНИВЕРСАЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА
УЭС 290/450 И ТРАКТОРА «БЕЛАРУС-2522» ПРИ
АГРЕГАТИРОВАНИИ С КОСИЛКОЙ-ПЛЮЩИЛКОЙ
РОТАЦИОННОЙ КПР-9
В.Б. Попов, к.т.н., доц.
Учреждение образования
«Гомельский государственный технический университет
имени П.О. Сухого»
г. Гомель, Республика Беларусь
Введение
Косилка-плющилка ротационная КПР-9 предназначена для
скашивания трав в валки и посредством подъемно-навесного
устройства (ПНУ) обычно агрегатируется с универсальными энергетическими средствами, в том числе и с УЭС 290/450. Использование в качестве мобильных энергоносителей для КПР-9 только УЭС
существенно ограничивает объем реализации косилок-плющилок, а
также возможность замены в хозяйстве одного энергоносителя другим с соответствующим ПНУ.
130
Цель работы – анализ процесса перевода задними подъемнонавесными устройствами (рисунок 1а) УЭС 290/450 и «Беларус-2522»
косилки-плющилки ротационной КПР-9 в транспортное положение,
определение и сравнение выходных параметров ПНУ и управляемости
МТА с КПР-9.
а)
б)
1 – тяга верхняя; 2 – рычаг поворотный; 3 – гидроцилиндр;
4 – тяга нижняя; 5 – раскос
Рисунок 1 – Подъемно-навесное устройство мобильного энергосредства (а)
и плоский аналог кинематической цепи, включающей механизм
навески и навесную машину (б)
Основная часть
Характер связи мобильного энергетического средства (МЭС) с
КПР-9 определяется параметрами его ПНУ, а также массовогеометрическими параметрами КПР-9. ПНУ МЭС состоит из механизма
навески (МН) и гидропривода, причем МН – основная составляющая
ПНУ, определяющая характер взаимодействия МЭС с навесной машиной
(НМ). МН – пространственный шарнирно-рычажный механизм (рисунок 1а), закрепленный на раме МЭС. Тяги МН связаны с НМ (в данном
случае КПР-9) через присоединительный треугольник, образуемый шарнирами его верхней и нижних тяг.
Расчет выходных параметров МН проводится на базе его плоского аналога, полученного из пространственной геометрической мо-
131
дели проецированием центров шарниров МН на его продольную плоскость симметрии. В результате имеем одноподвижный восьмизвенный
шарнирно-рычажный механизм (рисунок 1б), изменение обобщенной
координаты которого ( S ) однозначно связано с положением его выходного звена ( L6 ) – 6 , Y56 .
Геометрический анализ замкнутой кинематической цепи выполнен по методу замкнутых векторных контуров [1]. В результате определяются координаты подвижных шарниров МН и характерных точек
кинематической цепи. Координаты оси подвеса МН – П56 определяются по выражениям:
X 56 (S )  X 05  L56  cos  5 (S ) ;
Y56 (S )  Y05  L56  sin  5 (S ) ,
(1)
где X 05 , Y05 – координаты неподвижного шарнира П05 на раме УЭС;
5 – угол, образуемый аналогом нижней тяги в правой декартовой системе координат.
Координаты характерной точки – центра тяжести КПР-9, определяются в соответствии с выражениями:
X S 6 (S )  X 56 (S )  LS 6  cos 6 (S )   S 6  ;
(2)
YS 6 (S )  Y56 (S )  LS 6  sin 6 (S )   S 6  ,
(3)
где LS 6 и  S 6 – характеристики вектора, проведенного от оси подвеса в центр тяжести косилки-плющилки ротационной.
Процедура кинематического анализа формируется путем дифференцирования по независимой переменной (t) уравнений, описывающих замкнутые векторные контуры. Определение аналогов угловых скоростей звеньев МН ведется в прямом порядке, начиная с
подъемного рычага (рисунок 1б). Так, дифференцируя по обобщенной координате выражение для угла  3 (S ) , получим аналог угловой
скорости подъемного рычага:
3 ( S ) 
d3
2 S
.

2
2
2
2
2 2
dS
4  L13  L3  S  ( L13  L3 )
(4)
Передаточные отношения U 53 (S ) и U 65 (S ) , связывающие между
собой угловые скорости (или аналоги этих скоростей) звеньев L56 и L3 ,
а также L56 и L6 , определяются в результате последовательного кинематического анализа замкнутых контуров П03 П34 П45 П05 и П07 П67 П56 П05
(рисунок 1б):
U 53 ( S ) 
d 5 ( S ) L34  sin 34 ( S )   4 ( S )
;

d 3 ( S )
L5  sin 5 ( S )   4 ( S )
132
(5)
U 65 ( S ) 
d 6 ( S ) L56  sin 5 ( S )   7 ( S )
.

d 5 ( S ) L6  sin 7 ( S )   6 ( S )
(6)
Для данной структурной схемы МН справедливы следующие соотношения:
 5 (S )   3 (S )  U 53 (S ) ;
U 63 (S )  U 53 (S )  U 65 (S ) ;
 6 (S )   3 (S )  U 63 (S ) , (7)
где  5 (S ) ,  6 (S ) – аналоги угловых скоростей звеньев L56 , L6 ; U 63 (S ) –
передаточное отношение, связывающее угловые скорости подъемного
рычага и выходного звена кинематической цепи КПР-9.
Передаточное число МН представляет собой аналог вертикальной
скорости центра тяжести КПР-9 [2], зависящий от внутренних параметров
МН и НМ:
I S (S )  3  U 53  L56  cos 5  U 65  LS 6  cos6  S 6  .
(8)
3.5
Im( S)
3
Is( S)
2.5
2
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
S
Рисунок 2 – Передаточные числа на оси подвеса МН и в центре тяжести
КПР-9 для ПНУ УЭС 290/450 ( I mmax  2,352 ; I Smax  3, 415 )
В соответствии с установившейся практикой проектирования установлены два выходных кинематических параметра МН – передаточные
числа на оси подвеса – I m (S ) и в центре тяжести КПР-9 – I S (S ) . Передаточное число МН на оси подвеса определяется в предположении, что там
находится центр тяжести навесной машины и оно равно первому слагаемому в выражении (8).
133
Формализация описания силового анализа замкнутой кинематической цепи состоит в определении сил, действующих в шарнирах звеньев,
и выполняется по группам Ассура в обратном порядке по известной методике [3]. При этом не учитываются вес звеньев МН и возникающие в
процессе движения звеньев МН силы инерции.
4.5
4
Im( S)
Is( S)
3.5
3
2.5
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
S
Рисунок 3 – Передаточные числа на оси подвеса МН и в центре тяжести
КПР-9 для ПНУ «Беларус-2522» ( I mmax  2,941 ; I Smax  4,011)
Полезная нагрузка на гидроцилиндре (ГЦ) пропорциональна основному передаточному числу механизма навески – I (S ) :
F (S )  P6  I (S ) ,
(9)
где P6 – вес КПР-9.
Максимальная движущая сила, развиваемая на штоке ГЦ для преодоления приведенной к ГЦ нагрузки, определяется по выражению:
max
Fшт
 pгцmax  Fс ,
(10)
где Fс – площадь поршня ГЦ; pгцmax – максимальное давление в ГЦ,
ограниченное настройкой предохранительного клапана и потерями давления в гидромагистрали.
Аналитические выражения для грузоподъемности ПНУ на оси подвеса и в центре тяжести НМ имеют вид [3]:
134
max
pшт
 Fc 
Gm 
max
Im
max
pшт
 Fc 
,
GS 
max
IS
;
(11)
где  – коэффициент полезного действия МН.
Грузоподъемность ПНУ МЭС – это интегральный показатель качества, зависящий одновременно от параметров его гидропривода и МН, а
также от массово-геометрических характеристик НМ. Следует также отметить, что основное передаточное число МН – I S увеличивается по мере
подъема НМ, а его максимальное значение ограничивает вес НМ, который можно перевести при помощи ПНУ в транспортное положение. Соотношение максимумов I Smax – в пользу передаточного числа МН УЭС,
поскольку оно на 17,45 % меньше, что обеспечивает меньшую энергоемкость подъема КПР-9.
Результаты расчета выходных параметров ПНУ
Результаты расчета выходных параметров ПНУ УЭС 290/450 и
трактора «Беларус-2522», агрегатируемых с КПР-9, выполнены при помощи функциональной математической модели (ФММ) и представлены в
таблицах 1 и 2.
Грузоподъемность ПНУ МЭС рассчитывалась по выражениям (11)
на оси подвеса Gm и в характерной точке – в центре тяжести КПР-9. Для
УЭС 290/450 расчет показал (таблица 1), что грузоподъемность его ПНУ
на оси подвеса составила Gm = 82,5 кН, а на расстоянии 1,0 м от оси подвеса – соответственно GS = 56,52 кН (запас грузоподъемности
GS  44,92 %). Для «Беларус-2522» расчет показал (таблица 2), что грузоподъемность его ПНУ на оси подвеса составила Gm = 100,5 кН, а на расстоянии 1,0 м от оси подвеса – соответственно GS = 73,35 кН (запас грузоподъемности GS  88,07 %).
Это позволяет сделать заключение о возможности перевода
КПР-9 из рабочего в транспортное положение, то есть об энергетической обеспеченности агрегатирования с ней как УЭС 290/450, так и
«Беларус-2522».
Здесь S – обобщенная координата, отражающая ход поршня гидроцилиндра (S); Y56 – вертикальная координата оси подвеса (П56); 6 – угол
наклона звена L6; 3 – аналог угловой скорости поворотного рычага
(L3, L34); U63 – передаточное отношение угловых скоростей звеньев
(L6, L3); F – приведенная к гидроцилиндру полезная нагрузка;
Gm, GS6 – грузоподъемность ПНУ на оси подвеса и в центре тяжести НМ;
ргц – давление в рабочем гидроцилиндре.
135
Таблица 1 – Основные выходные параметры ПНУ УЭС-290/450
Y56
U63
Gm
S
F
6
3
[м]
[м]
[град.] [1/м] [–]  [кН] [кН]
0,571
–
–
–
–
–
–
0,596
0,458
89,36 4,844 0,125 114,7 82,99
0,621
0,516
90,25 4,425 0,144 116,3 82,32
0,646
0,575
91,19 4,175 0,161 117,8 82,10
0,671
0,634
92,18 4,022 0,177 119,2 82,06
0,696
0,692
93,24 3,934 0,193 120,9 82,11
0,721
0,751
94,37 3,895 0,21 122,7 82,24
0,746
0,810
95,59 3,895 0,227 124,8 82,45
0,771
0,868
96,91 3,931 0,245 127,2 82,76
0,796
0,926
98,36 4,002 0,265 129,9 83,18
0,821
0,984
99,97 4,111 0,286 133,2 83,74
 Подсоединение косилки-плющилки ротационной
няется, когда высота оси подвеса ( Y56 ) составляет 0,5 м.
 Безразмерная величина.
GS6
[кН]
–
65,77
64,7
63,89
63,11
62,25
61,33
60,31
59,18
57,92
56,52
КПР-9
pгц
[МПа]
–
8,815
8,961
9,075
9,189
9,313
9,454
9,614
9,797
10,01
10,26
выпол-
Таблица 2 – Основные выходные параметры ПНУ «Беларус-2522»
S
[м]
0,490
0,515
0,540
0,565
0,590
0,615
0,640
0,665
0,690
0,715
0,740
Y56
[м]
*
0,474
0,547
0,620
0,692
0,764
0,836
0,907
0,978
1,047
1,116
6
3
[град.]
–
90,093
89,882
89,822
89,915
90,169
90,604
91,253
92,161
93,398
95,063
[1/м]
–
4,844
4,425
4,175
4,023
3,935
3,896
3,896
3,932
4,003
4,112
U63
[–] 
–
-0,029
-0,015
0,002
0,022
0,044
0,069
0,097
0,128
0,163
0,201
F
[кН]
–
106,8
110,1
113,5
117,3
121,4
126,1
131,5
137,9
146
156,4
Gm
[кН]
–
100,1
100,9
101,4
101,9
102,3
102,9
103,7
104,9
106,5
108,8
GS6
[кН]
–
107,4
104,3
101,1
97,82
94,50
91,05
87,28
83,18
78,59
73,35
pгц
[МПа]
–
6,716
6,921
7,139
7,376
7,635
7,927
8,266
8,674
9,181
9,837
Для устойчивого управления движением МТА во время транспортного переезда часть его веса, приходящаяся на мост управляемых колес,
должна составлять не менее 20 % ( k  0, 2 ) от общего веса МТА [5].
136
Для расчета управляемости МЭС (рисунок 4) было составлено
уравнение равновесия моментов сил, действующих на компоненты МТА
относительно точки опоры ведущих колес:
M
где
B
 Pгр  (a  L)  PУЭС  b  P6  X S 6  RA  L  0 ,
Pгр – вес балласта;
PМЭС – вес МЭС;
P6 – вес КПР-9;
RA – нагрузка, приходящаяся на мост управляемых колес; X S 6 – горизонтальная координата центра тяжести КПР-9 в транспортном положении;
L – база МЭС; a и b – расстояние от вертикальной проекции центра
тяжести МЭС до вертикальных проекций центра тяжести противовеса и
оси моста ведущих колес соответственно.
Решив уравнение моментов сил, относительно реакции на управляемом колесе RA получим:
RA 
Pгр  (a  L)  PМЭС  b  P6  X S 6
L
.
(12)
Расчеты показали, что для МТА на базе УЭС 290/450 k  0, 225 ,
а для МТА на базе «Беларус-2522» k  0, 289 . Таким образом, управляемость МТА гарантирована в обоих случаях.
Рисунок 4 – Схема сил, действующих на машинно-тракторный агрегат при
поднятой навесной машине
137
Заключение
Расчетная
грузоподъемность
на
оси
подвеса
для
ПНУ УЭС 290/450 равна Gm = 82,5 кН; можно предположить, что
КПР-9 весом в 39 кН, с центром тяжести, расположенным на расстоянии 1,0 м от оси подвеса, будет полностью поднята. В самом деле,
в центре тяжести грузоподъемность составила GS = 56,52 кН, а запас
грузоподъемности, соответственно, GS  44,92 %.
Расчетная грузоподъемность на оси подвеса для ПНУ «Беларус-2522» равна Gm = 100,5 кН, а в центре тяжести КПР-9 грузоподъемность составила GS = 73,35 кН, запас грузоподъемности, соответственно, GS  88,07 %.
При агрегатировании УЭС 290/450 с косилкой-плющилкой
КПР-9 нагрузка на мосту управляемых колес составляет 22,5 % от
общего веса МТА. При агрегатировании «Беларус-2522» с КПР-9
нагрузка на мосту управляемых колес составляет 28,9 % от общего
веса МТА.
Исследование одного из режимов работы ПНУ обоих МЭС
при агрегатировании с КПР-9 подтвердило, что требования по грузоподъемности ПНУ МЭС и управляемости МТА удовлетворяются,
хотя в случае с ПНУ УЭС 290/450 процесс подъема более экон омичный.
Литература
1.
Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский. – М.: Машиностроение, 1988. – 640 с.
2.
Попов, В.Б. Аналитические выражения кинематических передаточных функций механизмов навески энергоносителей / В.Б. Попов //
Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. – 2000. – № 2. – С. 25–29.
3.
Гуськов, В.В. Тракторы / В.В. Гуськов. – Минск: Вышэйш.
шк., 1981. – Ч. III: Конструирование и расчет. – 383 с.
4.
Устройство навесное заднее сельскохозяйственных тракторов классов 0,6–8. Типы, основные параметры и размеры (Межгосударственный стандарт): ГОСТ 10677–2001. – Введ. 01.01.2004. –
Минск, 2002. – 8 с.
5.
Система стандартов безопасности труда. Машины сельскохозяйственные навесные и прицепные. Общие требования безопасности
(Межгосударственный стандарт): ГОСТ 12.2.111–85. – Введ. 01.01.1987. –
Минск, 2006. – 10 с.
138
УДК 633.2.031.:338.512
АГРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЗДАНИЯ ДОЛГОЛЕТНИХ СЕНОКОСОВ
Д.М. Тебердиев, д.с.-х.н., А.В. Родионова, к.с.-х.н.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт кормов
им. В.Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук»
(ГНУ ВИК Россельхозакадемии)
г. Лобня, Московская обл., Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Академик В.Р. Вильямс [1] указывал на целесообразность краткосрочного использования лугов с периодическим перезалужением.
Научными исследованиями, проведенными в институте [2], обоснована возможность длительного использования сеяного травостоя при организации надлежащего ухода и соблюдении рациональной системы
использования. В настоящее время актуально применение научно
обоснованных, ресурсосберегающих приемов и законченных технологических схем создания долголетних устойчивых фитоценозов. Длительные исследования института кормов по экспериментальному
обоснованию эффективности сохранения ценного состава агрофитоценоза показали важность этого направления ведения лугопастбищного хозяйства на основе эффективных приемов [3, 4].
Опытный участок относится к суходолу временно-избыточного
увлажнения. Опыт заложен методом обычных повторений при систематическом размещении вариантов. Площадь делянок 104 м², повторность четырехкратная. Опыт заложен в 1947 г. на травостое, созданном в 1946 г. М.С. Афанасьевой и П.И. Ромашовым. Высеянная травосмесь состояла из клевера лугового (3 кг/га), клевера ползучего (2),
тимофеевки луговой (4), овсяницы луговой (10), лисохвоста лугового (3), костреца безостого (3), мятлика лугового (3). Перед посевом
трав в слое почвы 0–20 см содержалось 2,03 % гумуса (по Кнопу),
70 г/100 г обменного калия (по Масловой), 50 г/100 г подвижного
фосфора (по Кирсанову), рНсол 4,3. Формы вносимых удобрений: аммиачная селитра, двойной суперфосфат, хлористый калий. Дозы фосфорных и калийных удобрений несколько раз менялись в течение эксперимента: в 1947–1958 гг. – Р30К30; в 1959–1972 гг. – Р30К60; в
1973–1976 гг. – Р30К90; в 1977–2005 гг. – Р45К90. Дозы азотных
удобрений 60, 90, 120, 180 кг/га д.в. в полной смеси удобрений вносятся неизменно с 1957 г. Навоз вносится поверхностно (без заделки)
в осенний период, 1 раз в 4 года. Навоз полуперепревший (после хра-
139
нения в течение 5–6 месяцев) содержал в среднем N 0,4 %,
Р2О5 0,25 %, К2О 0,45 %. Использование травостоя двуукосное. Первый укос в фазе массового цветения доминирующего злака (лисохвост
луговой) – в середине июня, второй – в первой декаде сентября.
На неудобряемом травостое с урожайностью 3,0 т/га на долю
злаков приходилось 2,7 т/га, в т.ч. 2,4 т/га – низовые злаки, из которых 61 % – овсяница красная. В результате регрессивной сукцессии урожайность низовых злаков составила 63–72 %. При прогрессивной сукцессии основным видом становится лисохвост луговой
(74 %) и кострец безостый (40 %), общая урожайность составляет
6,3–8,4 т/га.
Продуктивность травостоев пастбищного типа составила
29,9–55,7 ГДж/га обменной энергии (ОЭ), или 2,3–4,6 тыс. корм. ед.
с 1 га, 200–850 кг/га сырого протеина (СП). Продуктивность сенокосного типа повысилась до 59,6–81,4 ГДж/га ОЭ, или 4,5–6,3 корм. ед.
с 1 га, 756–1206 кг/га СП в среднем за 1993–2010 гг.
Сбор основных питательных веществ находится в непосредственной зависимости от продуктивности и качества корма при разных системах удобрения. Потребление элементов питания неудо бряемым травостоем обеспечивается за счет естественного плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Вынос кг/га за
сезон (среднее 1993–2010 гг.) составил: 48 – азота, 14 – Р2О5,
23 – СаО, 48 – К2О. На пастбищных травостоях, удобряемых азотными удобрениями, сбор азота увеличился на 21–183 %. На травостоях сенокосного типа при подкормке полной смесью минеральных
удобрений сбор азота увеличился в 2,6–4,3 раза по сравнению с
неудобряемым травостоем.
При проявлении регрессивной сукцессии на травостоях среднегодовые затраты антропогенной энергии (все материальные и трудовые затраты на технологию, выраженные в валовой энергии, ВЭ) составляют 6,4–18,7 ГДж/га (таблица 1). При прогрессивной сукцессии
затраты антропогенной энергии увеличиваются до 24,8 ГДж/га.
Наиболее высокий агроэнергетический коэффициент (АК – отношение сбора обменной энергии с 1 га к затратам валовой энергии на
1 га) при регрессивной сукцессии получен при внесении 10 т/га
навоза 1 раз в 4 года (444 %) и на фоне Р45К90 (412 %). Эти же вар ианты обеспечивали наиболее низкие удельные затраты энергии на
производство обменной энергии (225 и 242 МДж/ГДж ОЭ) и сырого
протеина (2,0–2,2 ГДж/ц СП).
Коэффициент использования азотных удобрений на травостоях пастбищного типа составил 37–65 %, фосфорных – 22–44 %, калийных – 51–100 %,
на травостоях сенокосного типа – соответственно 48–87, 24–53 и 106–120 %.
140
Таблица 1 – Эффективность создания долголетних сенокосов
Удобрение
Без удобрений
К90
Р45
N120
Навоз 10 т/га
1 р. в 4 г.
Навоз 20 т/га
1 р. в 4 г.
Р45К90
N90К90
N120К90
N120К120
N120Р45
N60Р45К90
N90Р45К90
N45Р30К60
+ N45Р30К60
N120Р30К60
N120Р45К90
N80+40Р45К90
N80+40Р45К90+Са
N120Р60К120
N120+60Р45К90
N120+60Р60К120
Навоз 10 т/га
1 р. в 4 г.+
N90Р45К90
Навоз 10 т/га
1 р. в 4 г.+
N90Р45К90
НСР05
Уро- Продуктивность с Затраты на
1 га
1 га
жайность, обменная кормо- ВЭ,
т/га
энергия, вые еди- ГД руб.
СВ
ницы
ГДж
ж
Регрессивная сукцессия
3,0
29,9
2348
6,4 1947
3,6
34,3
2584
7,7 3685
3,4
33,6
2633
7,0 2867
4,8
47,2
3711
17,5 6250
Эффективность, %
рентаАК бельность
350
337
358
203
289
130
196
92
3289 444
283
47,7
3690
9,1
42,1
3150
8,0
55,7
4347
15,8
55,2
4620
18,4
58,7
4552
18,7
53,0
4297
17,8
53,9
4159
13,4
Прогрессивная сукцессия
6,3
59,6
4514
16,0
5000
5193
7464
8580
9415
7179
7644
407
412
264
233
235
224
303
151
110
89
68
56
95
76
8970 279
62
6,8
6,7
7,2
7,0
7,6
6,7
8,1
8,4
65,5
66,6
68,1
67,9
74,1
64,7
77,6
81,4
5039
5257
5198
5282
5814
5062
5980
6300
16,8
18,4
18,7
19,1
17,8
19,1
24,4
24,8
10322
9052
10292
10299
10821
11265
12762
13972
293
272
275
266
312
254
238
246
58
87
64
65
73
45
51
45
6,8
65,6
5071
17,3 10647 286
54
7,4
0,8
68,6
5046
18,6 12327 276
32
4,3
42,3
3346
7,8
5,0
4,5
5,7
5,9
6,1
5,2
5,6
141
При прогрессивной сукцессии сбор обменной энергии выше в
2,0–2,8 раза, чем на неудобряемом травостое, а затраты энергии – в
5,3–8,5 раза. Результатом является то, что агроэнергетический коэффициент снижается до 246–312 %, но остается достаточно высоким.
Определение экономической эффективности создания и использования сенокосных травостоев проведено путем расчета производственных затрат в ценах 1 квартала 2010 года стоимости произведенной продукции, исходя из сложившихся цен 1 корм. ед. (4,3 руб.) по
стоимости 1 кг овса.
Наименьших приведенных затрат (1947 руб./га) требует производство кормов на неудобренном травостое, а также при внесении Р45 и
навоза 1 раз в 4 года – 2867–5000 руб./га. При других системах удобрения, приведших к регрессивной сукцессии травостоев, среднегодовые затраты увеличиваются в 2,3–5,8 раза, при сбалансированных системах
удобрения, результатом которых была прогрессивная сукцессия, – в 5,6–
7,3 раза по сравнению с неудобряемым травостоем.
Самая низкая себестоимость корма получена на неудобряемом
травостое и при внесении навоза – 116–173 руб. за 100 корм. ед. На
этих травостоях установлена и самая высокая рентабельность –
151–289 %. При прогрессивной сукцессии, когда дозы азота в составе
удобрительной смеси составляют 90–120 кг/га, рентабельность составляет 64–73 %, а при повышении дозы до 180 кг/га – снижается до
45–51 %. Однако этот путь интенсификации луговых угодий позволяет
наиболее продуктивно использовать сельскохозяйственные угодья,
увеличить производство корма в 1,7–2,3 раза по сравнению с односторонней подкормкой фосфором, в 1,2–1,7 раза – по сравнению с внесением навоза. При этом органические удобрения и фосфор следует в
первую очередь применять на пахотных землях, где наблюдается активный процесс дегумификации. Для луговых угодий, расположенных
на минеральных почвах, в первом минимуме находится азот, который
может поставляться за счет не только минерального, но и биологического источника. Получение 3,2 тыс. корм. ед. с 1 га на фоне РК обеспечено за счет поступления биологического азота (45,0 кг/га). Срок
окупаемости капитальных затрат (8130 руб./га) при регрессивной сукцессии составляет 0,9–1,7 года, а при прогрессивной – 1,0–2,0 сельскохозяйственных года. Поэтому в последующий период используются
только оборотные (текущие) средства.
В условиях сложившегося ценообразования капитальные затраты
на
создание
долголетних
сенокосов
составляют
9–10 тыс. руб./га и окупаются за 1–2 года. Система ухода и режим
использования долголетних сенокосов обеспечивает их высокую
продуктивность (3,2–5,8 тыс. корм. ед./га) при 6,8–10-кратной экономии капитальных вложений.
142
Литература
1. Вильямс, В.Р. Луговодство и кормовая площадь / В.Р. Вильямс. –
М.: ОГИЗ Сельхозгиз, 1941. – 196 с.
2. Федорова, Л.Д. Влияние удобрений трав и свойства дерновоподзолистой почвы сенокоса длительного использования: автореф.
дис. … канд. с.-х. наук / Л.Д. Федорцова. – М., 1966. – 19 с.
3. Гудков, В.В. Повышение продуктивного долголетия сеяных сенокосов в ЦРНЗ: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – М., 1984. – 16 с.
4. Кутузова, А.А. Перспективные ресурсосберегающие технологии
в луговодстве 21 века / А.А. Кутузова // Кормопроизводство: проблемы и
пути решения. – М.: ГНУ ВНИИК. – 2007. – С. 31–37.
УДК 633.2.033
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПАСТБИЩНЫЕ
КЛЕВЕРО-РАЙГРАСОВЫЕ ТРАВОСТОИ
Е.Е. Проворная, к.с.-х.н., Е.Г. Седова, к.с.-х.н.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт кормов
им. В.Р. Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук»
(ГНУ ВИК Россельхозакадемии)
г. Лобня, Московская обл., Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Для обеспечения расширенного воспроизводства поголовья
крупного рогатого скота и ресурсосбережения при организации кормления в летний период большое значение имеет создание культурных
пастбищ. Научные исследования по разработке теории лугового травосеяния проводились в Государственном луговом институте с начала
его организации [1, 2, 3]. При создании культурных пастбищ изучались травосмеси [4], удобрения [5, 6], а также влияние культурных
пастбищ на качество молока и продукцию переработки [7], в результате чего установлено преимущество клеверо-злаковых пастбищ.
В настоящее время широко рекомендованы к применению райграс
пастбищный и фестулолиум. Однако продуктивность их в составе клеверо-злаковых пастбищ изучена недостаточно.
Для решения научной задачи определения продуктивности 12
изучаемых травостоев в 2004–2012 гг. проведен полевой опыт на
пастбищах ГНУ ВИК Россельхозакадемии. Схема опыта включала
143
следующие травосмеси (в скобках указана норма высева, кг/га):
1. Райграс пастбищный Карат (9) + фестулолиум ВИК 90 (9);
2. Райграс пастбищный Карат (9) + фестулолиум ВИК 90 (9) + N 45 (под
каждый цикл); 3. Райграс (12) + клевер ползучий ВИК 70 (3);
4. Райграс (8) + клевер ползучий (3); 5. Райграс (8) + клевер луговой
Тетраплоидный ВИК (6) + клевер ползучий (3); 6. Райграс (8) + клевер
ползучий (3) + клевер луговой (6) + тимофеевка луговая ВИК 85 (6);
7. Райграс (9) + клевер ползучий (3) + мятлик луговой Тамбовец (3).
8–12 варианты аналогичны 3–7 схемам, только вместо райграса пастбищного основным компонентом является фестулолиум.
Опыт заложен на дерново-подзолистой почве, типичной для Нечерноземной зоны. На всех бобово-злаковых фитоценозах и в контроле (злаковый травостой) ежегодно вносили фосфорно-калийные удобрения, средняя сезонная доза за годы исследований Р 57К136; во 2 варианте дополнительно применяли азотные удобрения в дозе N130 за период исследований по N45 под цикл, что позволяет сравнить эффект
минерального и биологического источников азота. Площадь делянки в
опыте – 30 м2, повторность вариантов – четырехкратная, размещение в
пределах каждой повторности – рандомизированное. Использование
травостоя многолетних трав проходило в фазу кущения – начало выхода в трубку злаковых видов, 3–4 раза в сезон, в зависимости от погодных условий.
Агрометеорологические условия в годы проведения исследований были различными. Уровень теплообеспеченности вегетационных
периодов в эти годы незначительно превышал среднемноголетние
значения; влагообеспеченность в 2006, 2008 и 2009 гг. была наиболее
благоприятной для многолетних трав, в остальные годы – ниже нормы
на 13–30 %.
Созданные травостои отличаются высоким содержанием сеяных
видов (59–72 % в среднем за 9 лет) и низкой (9–11 %) засоренностью
разнотравьем (рисунок 1). При этом экспериментально доказана целесообразность дополнения травосмесей клевером луговым, позволяющим увеличить долю бобовых в среднем за 9 лет с 25–26 до 31–35 %.
Наиболее ценные клеверо-райграсовые травостои по содержанию
сеяных видов (72 % в среднем за 9 лет жизни, в том числе 27 % – бобовых) сформировались при залужении 3-компонентной травосмесью с клеверами. Среди бобово-злаковых травостоев с фестулолиумом наибольшее
содержание сеяных видов (71 %) установлено в аналогичной смеси
(с клеверами), что обеспечило повышение содержания бобовых с 30 до
35 % в среднем за 9 лет при низкой засоренности разнотравьем (10 %).
144
райграс пастбищный
фестулолиум
тимофеевка луговая
мятлик луговой
внедрившиеся злаки
клевер ползучий
клевер луговой
разнотравье
100%
80%
60%
40%
20%
0%
3
4
5
6
7
8
райграсовые
9
10
11
12
фестулолиумовые
травостои
Рисунок 1 – Ботанический состав перспективных травостоев
(2004–2012 гг.)
По содержанию сырого протеина корм, полученный на бобовозлаковых травостоях, превосходил злаковый на одинаковом фоне РК на
1,7–2,3 % (таблица 1). В среднем за 9 лет пользования отмечали варьирование содержания сырого протеина в клеверо-злаковых травостоях, однако эти показатели (15,7–16,3 %) существенно превосходили принятую
нижнюю границу обеспеченности (14 % СВ).
Содержание клетчатки в корме бобово-злакового состава
(22–23 %) было благоприятным для высокой переваримости зеленой
массы [7, 8]. Содержание безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ)
было характерным для бобово-злаковых травостоев – 48–49 %.
Концентрация обменной энергии в корме в среднем за 9 лет
пользования достигала 10,5–10,6 МДж ОЭ в 1 кг СВ (0,88–0,89 к. ед.)
в трех- и четырехкомпонентных травосмесях. По обеспеченности переваримым протеином (130–133 г в 1 к. ед.) пастбищный корм, полученный на этих травостоях, относится к высокобелковому.
За счет естественного плодородия дерново-подзолистой почвы
урожайность злакового травостоя на фоне РК составила 4,7 т/га СВ в
среднем за 9 лет. Под влиянием подкормки азотным удобрением в дозе N130 фитомасса злакового травостоя повысилась на 66 %.
145
Таблица 1 – Качество пастбищного корма (в среднем за 2004–2012 гг.)
Состав травосмеси
(норма высева семян, кг/га)
1.
Райграс пастбищный
(9) + фестулолиум (9) –
контроль
2.
Райграс пастбищный
(9) + фестулолиум (9)
+N129(135)
3.
Райграс пастбищный
(12) + клевер ползучий (3)
4.
Райграс пастбищный
(8) + клевер ползучий (3)
5.
Райграс пастбищный
(8) + клевер луговой (6) +
клевер ползучий (3)
6.
Райграс пастбищный
(8) + тимофеевка луговая
(6) + клевер луговой (6) +
клевер ползучий (3)
7.
Райграс пастбищный
(8) + мятлик луговой (3) +
клевер ползучий (3)
8.
Фестулолиум (12) +
клевер ползучий (3)
9.
Фестулолиум (8) +
клевер ползучий (3)
10. Фестулолиум (8) +
клевер луговой (6) + клевер
ползучий (3)
11. Фестулолиум (8) +
тимофеевка луговая (6) +
клевер луговой (6) + клевер
ползучий (3)
12. Фестулолиум (8) +
мятлик луговой (3) + клевер ползучий (3)
Содержание питательных веществ в корме
% СВ
в 1 кг СВ
обменсысысы- сыной
корморой
рая
рой рая
энервых
про- клетжир зола
гии,
единиц
теин чатка
МДж
14,2
23,9
4,6
6,9
10,17
0,83
14,4
23,5
4,9
6,4
10,36
0,86
16,3
21,7
5,0
7,0
10,52
0,89
16,1
23,1
4,7
7,0
10,44
0,87
16,3
23,3
4,9
6,9
10,43
0,87
16,3
22,6
5,0
6,9
10,52
0,89
15,8
23,2
4,9
6,8
10,40
0,87
16,0
23,4
4,5
6,9
10,37
0,86
15,9
23,4
4,8
6,9
10,40
0,87
16,3
22,4
5,0
6,9
10,55
0,89
16,3
22,7
4,9
6,7
10,56
0,89
15,7
23,3
4,8
6,7
10,53
0,89
146
Урожайность клеверо-райграсовых травостоев, состоящих из 2, 3
и 4 компонентов, превосходила контроль на 54–60 %. Снижение нормы высева райграса пастбищного с 12 до 8 кг/га семян не оказало влияния на урожайность травостоя, что доказывает возможность экономии посевного материала. Среди изучаемых райграсовых травостоев с
клевером ползучим наиболее высокая продуктивность достигнута при
дополнении его клевером луговым и тимофеевкой луговой – 7,7 т/га
СВ, что в 1,6 раза превосходило злаковый травостой на аналогичном
фоне РК (таблица 2); производство обменной энергии достигало
81,7 ГДж/га. Достаточно урожайными были и другие травостои.
Урожайность травостоев с фестулолиумом превышала урожайность злакового травостоя на фоне РК на 50–65 %. Снижение нормы
высева злакового компонента в двухвидовых смесях практически не
оказало влияния на урожайность травостоя. Наиболее высокая урожайность травостоев с фестулолиумом получена при дополнительном
включении двух видов клеверов (ползучего и лугового) – 7,4 т СВ,
78,5 ГДж/га ОЭ с 1 га и тимофеевки луговой – 7,3 т, 77,2 ГДж/га ОЭ
с 1 га соответственно. Эти травостои по урожайности были существенно выше двухкомпонентных.
Потребление азота из дерново-подзолистой почвы урожаем
надземной массы злакового травостоя в среднем за 9 лет составило
107 кг/га. Применение азотного удобрения (N130) на злаковом травостое повысило сбор азота на 67 %, коэффициент использования удобрений (КИУ) для внесенной дозы составил 55 %. Включение в травосмесь клевера ползучего способствовало повышению сбора азота в
урожае на 60–68 % к контролю, а дополнительное включение клевера
лугового – на 74–78 %. Среднегодовое накопление биологического
азота в надземной массе перспективных травостоев составило: с
райграсом – 79–82 кг/га и с фестулолиумом – 84–86 кг/га. Коэффициенты азотфиксации при дополнительном включении клевера лугового
повышались с 38–41 до 42–43 %. Эффект замены минерального азота,
накопленного в надземной массе, биологическим азотом достигал
144–149 кг/га в год в травостоях с райграсом пастбищным,
152–156 кг/га – с фестулолиумом.
Капитальные затраты на создание злаковых травостоев с
райграсом и фестулолиумом и огораживание составили 12,7 ГДж/га,
на бобово-злаковых травостоях они повысились на 1–13 %, в зависимости от состава. В структуре капитальных затрат основная доля
(47–53 %) приходилась на обработку почвы и на огораживание
(36–41 %), затраты на посевной материал составили 6–17 %.
147
Таблица 2 – Продуктивность пастбищных травостоев в среднем за
2004–2012 гг.
Состав травосмеси
(норма высева семян, кг/га)
сырой
т/га
ОЭ,
к.ед./га протеин,
СВ ГДж/га
кг/га
1.
Райграс пастбищный (9) + фестулолиум (9) – контроль
2.
Райграс пастбищный (9) + фестулолиум (9) +N130
3.
Райграс пастбищный (12) + клевер ползучий (3)
4.
Райграс пастбищный (8) + клевер
ползучий (3)
5.
Райграс пастбищный (8) + клевер
луговой (6) + клевер ползучий (3)
6.
Райграс пастбищный (8) + тимофеевка луговая (6) + клевер луговой (6)
+ клевер ползучий (3)
7.
Райграс пастбищный (8) + мятлик
луговой (3) + клевер ползучий (3)
8.
Фестулолиум (12) + клевер ползучий (3)
9.
Фестулолиум (8) + клевер ползучий (3)
10. Фестулолиум (8) + клевер луговой
(6) + клевер ползучий (3)
11. Фестулолиум (8) + тимофеевка
луговая (6) + клевер луговой (6) + клевер ползучий (3)
12. Фестулолиум (8) + мятлик луговой (3) + клевер ползучий (3)
НСР05
4,7
48,1
3869
671,3
7,8
80,5
6537
1121,9
6,9
73,0
6135
1111,9
7,0
72,8
5974
1117,5
7,2
75,0
6168
1166,3
7,2
76,2
6318
1182,5
7,0
72,9
5996
1104,4
7,0
72,5
5982
1120,0
6,8
70,3
5765
1075,0
7,4
78,5
6540
1208,8
7,3
77,2
6379
1193,1
7,2
75,6
6136
1126,9
0,4
Среднегодовые совокупные затраты антропогенной энергии при
создании и использовании злаковых травостоев на фоне Р 57К136 составили 5,5 ГДж, при внесении N130РК они повысились на 204 %. На бобово-злаковых травостоях эти затраты колебались в небольших пределах (6,0–6,3 ГДж/га).
В изучаемых бобово-злаковых травосмесях с райграсом или фестулолиумом удельный вес в структуре затрат на звено использование
и уход составил 72–74 % от суммы; причем затраты варьировались
148
незначительно, что было связано с продолжительностью работы скотника-пастуха в зависимости от урожайности. Удельный вес затрат на
создание бобово-злаковых пастбищ и огораживание составил 26–28 %.
Бобово-злаковые травосмеси для Центрального района Нечерноземной зоны России на основе райграса пастбищного и фестулолиума
в сочетании с клеверами ползучим и луговым являются перспективными. При получении 6,3–6,5 тыс. к. ед./га в среднем за девять лет
среднегодовые
затраты
составили
соответственно
12,7
и
12,8 тыс. руб./га, что обеспечило низкую себестоимость произведенного корма – 235–237 руб./100 к. ед. Капитальные вложения на создание культурных пастбищ с бобово-злаковыми травосмесями окупались
за один сельскохозяйственный год.
Накопление биологического азота за 9 лет пользования составило 82–84 кг/га. Благодаря использованию фактора биологизации –
симбиотической азотфиксации, получены низкие удельные затраты на
производство 1 ц сырого протеина (0,6 ГДж на 1 ц), что в 3 раза
меньше, чем при использовании технического азота в дозе N130 на злаковом травостое. Достигается экономия затрат антропогенной энергии
на применение такого количества азотных удобрений в размере
13,7–14,0 ГДж/га, денежных затрат – 4,6–5,1 тыс. руб./га в год.
Литература
1.
Вильямс, В.Р. Естественнонаучные основы луговодства, или
луговедение / В.Р. Вильямс. – М.: Новая деревня, 1922. – 298 с.
2.
Вильямс, В.Р. Травопольная система земледелия / В.Р. Вильямс. – Воронеж, 1938. – 207 с.
3.
Дмитриев, А.М. Луговодство с основами луговедения /
А.М. Дмитриев. – М.: Сельхозгиз, 1948. – 408 с.
4.
Минина, И.П. Луговые травосмеси / И.П. Минина. – М.: Колос, 1972. – 286 с.
5.
Ромашов, П.И. Удобрение сенокосов и пастбищ / П.И. Ромашов. – М.: Колос, 1969. – 183 с.
6.
Ромашов, П.И. Удобрение сенокосов и пастбищ / П.И. Ромашов, В.П. Мельничук // Пастбища и сенокосы СССР. – М.: Колос, 1974. –
С. 233–253.
7.
Дмитроченко, А.П. Кормление сельскохозяйственных животных / А.П. Дмитроченко, Д.П. Пшеничный. – Л.: Колос, 1961. – 528 с.
8.
Культурные пастбища в молочном скотоводстве / В.Г. Игловиков [и др.]. – М.: Колос, 1974. – 272 с.
149
УДК (631.363)
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
ВАЛЬЦОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЗЕРНОФУРАЖА
А.И. Пунько, к.т.н., доц.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Д.Ф. Кольга, к.т.н., доц., В.С. Сыманович, к.т.н., доц.,
Г.Г. Тычина, к.т.н., доц., Ю.Н. Гнедько, соискатель
Учреждение образования
«Белорусский государственный аграрный технический университет»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Комбикорм является одним из важнейших и незаменимых компонентов в рационе всех сельскохозяйственных животных. Основным
требованием к готовому продукту является определенный размер измельченных частиц компонентов комбикорма без пылевидной фракции
(равномерность), а смесь должна быть однородной.
Традиционно для измельчения компонентов комбикорма используют молотковые дробилки. Полученный в результате измельчения на этих дробилках комбикорм обладает повышенным содержанием пылевидных частиц, что снижает переваримость питательных веществ. Замена дробления плющением существенно снижает их образование, но в процессе плющения зерно полностью не разрушается [1]. Для усовершенствования процесса приготовления качественного комбикорма разработаны двухступенчатые вальцовые измельчители зернофуража, содержащие одну или две пары вальцов, вращающихся навстречу друг другу с разной скоростью [2]. Степень измельчения компонентов комбикорма достигается путем изменения
межвальцового зазора.
Основная часть
Минимальный радиус вальцов определим из условия нормального функционирования вальцового измельчителя, которое выполняется
при захвате вальцами частиц зернофуража.
На рисунке 1а и 1б представлены схемы к определению условия
захвата частицы 1 вальцами 2, каждый из которых получает привод от
150
отдельного электродвигателя через клиноременную передачу, причем
правый валец – с повышенной скоростью.
D
К
К
а)
б)
1 – частица; 2 – валец
а) общая схема; б) схема приложения сил
Рисунок 1 – Схемы к определению условия захвата частицы вальцами
Условие захвата частицы может быть получено из явления заклинивания частицы между вальцами [3]. Для этого составим уравнение
суммы моментов сил, действующих на частицу 1, относительно одной
из точек контакта частицы с вальцом (левым вальцом в точке А (схема 1б)). Тогда, исходя из рисунка 1б, получим:
 M F    Nh  Grcos
A
i
зах
 Fтр r  rcos2 зах   0,
i
где r – радиус частицы, м;
h = r  sin 2αзах – плечо действия силы N, м;
G – сила тяжести, Н;
αзах – угол захвата вальцов.
Исходя из закона Кулона, Fтр = fтр N, определим реакцию N:
N
Gcos зах
.
sin2 зах  f тр 1  cos2 зах 
(1)
Явление заклинивания частицы развивается следующим образом.
Возникающая сила трения Fтр стремится повернуть частицу по часовой
151
стрелке, что вызывает увеличение реакции N. Это, в свою очередь, вызывает увеличение силы трения Fтр, что приводит к увеличению реакции N и т. д., до достижения предела прочности частицы, при котором
происходит ее разрушение. Если гипотетически увеличивать предел
прочности частицы до бесконечности, то реакция N также будет стремиться к бесконечности. При этом знаменатель дроби выражения (1)
будет стремиться к нулю:
sin2 зах  f тр 1  cos2 зах   0.
Учитывая, что sin2αзах = 2  sinαзах cosαзах и 1 + cos2αзах = 2  cos2αзах,
получаем fтр = tgαзах, а так как fтр = tg φтр, то φтр = αзах.
Очевидно, что заклинивание будет происходить и при φтр  αзах.
Следовательно, окончательно имеем условие заклинивания
φтр ≥ αзах,
(2)
где φтр – угол трения частицы о валец (угол между результирующей силой от заклинивания Р и нормальной составляющей N).
Полученное выражение 2 (условие захвата частицы вальцами)
будет более точным, так как учитывает влияние силы тяжести G.
Другим необходимым условием продвижения частицы через вальцы
является смятие (или сжатие) этой частицы. Если частица абсолютно твердая, то механизм «частица – вальцы» заклинит в начальном
положении. После заклинивания нарастание реакции N и силы трения Fтр замедлится, и оно будет определяться характером смятия
(сжатия) частицы.
Силы, действующие на частицу при ее заклинивании, определим
при рассмотрении равновесия вальца (рисунок 2).
Из рисунка 2 следует:
Fтр R  M дв ,
(3)
где Мдв – момент, вращающий валец, Нм;
R – радиус вальца, м.
Следовательно,
Fтр 
M дв
.
R
(4)
Тогда реакция N определится как
N
Fтр
f тр

152
M дв
.
f тр R
(5)
Рисунок 2 – Равновесное состояние вальца
Если при этом значении N не произойдет смятие (сжатие) частицы,
то механизм заклинит. Если же частица подверглась смятию (сжатию), то
есть она деформировалась, то под действием сил трения она будет затягиваться в межвальцовое пространство. Действительно, умножив выражение fтр = tgαзах на N, получим:
Nf тр  N
sin зах
,
cos зах
(6)
откуда, с учетом первой части выражения (5), получим выражение:
Fтр cosαзах ≥ N sinαзах.
(7)
Учитывая, что коэффициент трения постоянен и исходя из условия
fтр ≥ tgαзах, определим радиус вальцов R.
Из прямоугольного треугольника KDO2 (рисунок 1а) имеем:
KD2 = DO22 – KO22 = (R + r)2 – (R + 1)2;
tg зах
KD


KO2
R  r 2  R  1 2
R  1
,
где 1 = 2 – половина зазора между вальцами, м.
Отсюда
f тр  tg зах 
R  r 2  R  1 2
R  1
153
.
(8)
Перепишем формулу (8) в относительных единицах, введя обозначения Rr = , 1r =  – коэффициент сжатия. Для этого разделим числитель и знаменатель на r:
f тр
(  1)2  (   ) 2

.
 
(9)
Преобразуем данное выражение
2
[ f тр (   )]2   (  1)2  (   ) 2  ;


2 2
f 2тр  2  2 f тр2  f тр
   2  2  1   2  2   2 .
Далее получаем уравнение:
2 
2
(1  f тр
)  1
2
f тр

2
(1  f тр
) 2  12
2
f тр
   0.
Корни уравнения

2
(1  f тр
)  1
2
f тр
2
2
(1  f тр
)  1 (1  f тр
) 2  12


,
4
2
f тр
f тр
(знак «–» опускаем как нереальный).
Упрощая полученное выражение, получим:

2
1  (1  f тр2 )  (1  f тр
)(1   ) 2
f тр2
 (1   )
1  1  f тр2
f тр2
 .
(10)
Для надежности заклинивания введем коэффициент β  1,05÷1,1.
Тогда


1  1  f тр2

   (1   )
 .
f тр2




(11)
На рисунке 3 иллюстративно показан характер изменения зависимостей  = f (fтр), представляющих собой гиперболы. Данные теоретические зависимости  от коэффициента трения fтр для различного , имеющего значения 0,1; 0,25 и 0,5, рассчитаны по формуле (11).
Рисунки 3а и 3б имеют вертикальную асимптоту fтр = 0 (при
fтр → 0,  → ). При увеличении коэффициента трения fтр величина 
уменьшается, а значит, и радиус вальца R, обеспечивающий заклинивание
тела, также уменьшается.
Из рисунка 3а видно, что изменение радиуса вальца весьма чувствительно к изменению коэффициента трения при малых его значениях:
154
R быстро возрастает при уменьшении fтр. При больших значениях fтр чувствительность быстро уменьшается.
Рисунок 3 – Зависимость изменения минимального радиуса R вальцов от
коэффициента трения fтр
Определим скорость изменения λ в зависимости от коэффициента
трения fтр.
d
 (1   )
df
2
f тр
2 f тр
2 1 f
2
тр
f
=


2
 1  1  f тр
2 f тр
4
тр
1  2 1  f тр2  1  f тр2
3
f тр
1  f тр2
 (1   )
1 

1  f тр2


2
2
2 1  1  f тр
 f тр
3
2
f тр
1  f тр
 (1   ) .

(12)
2
3
2
f тр
1  f тр
Знак минус в данном случае говорит о том, что коэффициент трения
fтр и  противоположны друг другу: с уменьшением fтр  возрастает, и
наоборот.
155
На рисунке 4 представлена теоретическая зависимость  = f (), рассчитанная по формуле (12) для различных значений коэффициента трения.
Рисунок 4 – Графическая зависимость минимального
радиуса вальца R от степени сжатия ε
Анализируя данную зависимость, можно сказать, что чем меньше
степень сжатия зерна, тем меньший радиус вальца можно применить.
На рисунке 5 показана графическая зависимость fтр = f(ε), рассчитанная по формуле (12) для различных значений λ.
Рисунок 5 – Графическая зависимость коэффициента трения fтр
от степени сжатия ε
Из данной зависимости и формулы (12) следует, что чем меньше
степень сжатия зерна, тем при меньшем коэффициенте трения происходит его заклинивание. В пределе при ε → 1 (то есть r → Δ1) коэффициент
156
f → 0, то есть при очень маленьком сжатии и близком равенстве поперечных размеров зерна расстоянию между вальцами Δ теоретически заклинивание будет происходить при бесконечно малом коэффициенте трения.
Это вполне понятно, так как угол α  0, реакции N направлены почти горизонтально, а силы трения F – почти вертикально, и в начальный момент
соприкосновения зерна с вальцами сила тяжести зерна G вызывает значительные по величине силы N.
Рисунок 6 – Номограмма для определения необходимого
радиуса вальца R
На рисунке 6 приведена номограмма для расчета необходимого
диаметра вальца по формуле (12) и λ = R/r.
157
Зная коэффициент трения fтр зерна о материал вальца, на рисунке
6а поднимаемся вертикально по стрелке до кривой, отвечающей требуемой степени сжатия (плющения), и определяем отношение λ. Затем на
рисунке 6б находим соответствующее значение λ и по горизонтали
проводим стрелку по прямой, отвечающей соответствующему поперечному размеру r зерна, и, опускаясь по вертикали вниз, находим минимально необходимый радиус вальца.
При fтр → 0 и ε → 1 необходимый радиус вальца R → 0. Если
предположить, что в формуле (11) λ = 0, получим формулу, связывающую fтр и ε:

1
2
1  f тр
.
(13)
Из данной формулы вытекает, что при fтр = 0 ε = 1. Если же коэффициент трения fтр ≠ 0, то ε < 1.
Заключение
В результате аналитических исследований установлено:
1. Для поступления частицы материала на измельчение в вальцовый
узел необходимо соблюсти условие – угол трения частицы по вальцам
должен быть больше угла захвата вальцов.
2. Минимальный радиус вальцов определяется коэффициентом трения частицы о поверхность вальцов и радиусом частиц (размером частиц
измельчаемого материала).
Литература
1. Шило, И.Н. Современные технические средства для плющения зерна / И.Н. Шило, Н.А. Воробьев // Агропанорама. – 2007. –
№ 4. – С. 4–7.
2. Машины и оборудование для приготовления кормов. Программа
и методика испытаний: ОСТ 70.19.2–83 СССР. – М.: Изд-во стандартов,
1984. – 114 с.
3. Байдов, А.В. Технология и агрегат для приготовления комбикорма из плющеного фуражного зерна: автореф. … дис. канд. техн. наук:
05.20.01 / А.В. Байдов; Рязан. гос. с.-х. акад. им. П.А. Костычева. – Рязань, 2005. – 22 с.
158
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
КОМПЬЮТЕРНАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ
СПЕЦИАЛИСТОВ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ РАЦИОНОВ И
УПРАВЛЕНИИ КОРМЛЕНИЕМ
Б.В. Лукьянов, д.э.н., проф.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный аграрный университет – МСХА
им. К.А. Тимирязева»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
П.Б. Лукьянов, д.э.н.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
А.В. Дубровин, д.т.н., проф.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Предлагается современный научно-технический подход к формализации учеными и специалистами оценок влияния дисбаланса рационов по
каждому нормируемому компоненту и их соотношению на продуктивность и здоровье сельскохозяйственной птицы, на показатели воспроизводства. Он позволяет обосновать преобразование знаний технологов
птицеводства в понятный компьютеру язык чисел и таким образом создать автоматизированную систему управления составлением экономически оптимального рациона кормосмеси и одновременно экономически
наилучшего режима дозированного кормления птицы. Постоянное обеспечение эффективности птицеводства требует от руководителей и специалистов птицеводческих предприятий принятия экономически эффективных управленческих решений на основе точных расчетов и достоверных
прогнозов, базирующихся на применении современных математических
методов. В то же время значительная часть сельскохозяйственных знаний
выражена в вербальной, описательной форме, и управление производством часто выполняется на основе неформализованных знаний специалистов, их интуиции и жизненного опыта. Формализация знаний ученых
и специалистов отрасли птицеводства способствует повышению эффективности управления производством. Одним из подходов, направленных
159
на повышение эффективности производства продукции птицеводства, является развитие методики оптимизации рационов для кормления птицы.
Развитие методики заключается в том, что, в отличие от традиционного
подхода, при оптимизации кормосмеси минимизируется не только стоимость кормов, но и потери, вызываемые дисбалансом рационов – снижение продуктивности и ухудшение здоровья птицы. Практическая реализация новой методики планирования кормосмесей выполнена в компьютерной программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы» [1, 2, 3].
Современная наука не дает однозначного количественного описания зависимостей снижения продуктивности и качества мяса или пищевых яиц птицы (включая показатели воспроизводства) от несбалансированного кормления. В научных публикациях приводятся разрозненные
данные о результатах отдельных исследований, которые часто существенно разнятся между собой. В то же время в практике балансирования
рационов важно знать не только нормы кормления, но и потери, возникающие из-за отклонения от норм отдельных компонентов питания и нормируемых соотношений, так как в реальных условиях кормления птицы
добиться полной сбалансированности рационов, как правило, не удается.
При этом возникает необходимость выбирать «лучшую» кормосмесь из
ряда несбалансированных. Для выполнения оптимизации кормосмесей,
при которой учитывается влияние дисбаланса в питании птицы на показатели производства, необходимо иметь математическое описание зависимостей снижения эффективности кормления от дисбаланса каждого нормируемого компонента и соотношения, характеризующего питательность
рациона. Чем точнее описываются искомые зависимости, тем более
надежными являются результаты оптимизации кормосмесей. В компьютерной программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы» реализована процедура формализации и уточнения рассматриваемых зависимостей по каждому нормируемому компоненту и соотношению на основе экспериментальных данных, знаний и интуиции специалистов, заключающаяся в
следующем.
1.
Зависимости снижения продуктивности, здоровья и показателей воспроизводства птицы, обусловливаемые отклонениями от нормы в
рационе компонентов питания и соотношений, определены как функции
потерь по продуктивности, текущей ценности птицы и воспроизводству.
2.
Исходя из природы возникновения потерь, сформулированы
следующие требования к виду функций потерь:
– непрерывность;
– неотрицательность;
– монотонность: левая ветвь зависимости относительно нормы невозрастающая, правая – неубывающая;
– нелинейность (в общем случае);
– отсутствие потерь при соответствии значения компонента питания
или соотношения норме;
160
– возможность существования в окрестности нормы зоны нечувствительности (отсутствие потерь при отклонениях значения компонента питания или соотношения от нормы).
Примеры видов функций потерь даны на рисунке 1.
3.
Разработано общее математическое описание функций потерь,
удовлетворяющее сформулированным требованиям.
4.
На основе опубликованных данных, экспертных оценок и общего математического описания функций потерь разработаны частные
уравнения для оценки потерь по продуктивности, ценности птицы и воспроизводству для всех нормируемых компонентов питания и соотношений
дифференцированно по видам и группам птицы.
5.
Для уточнения найденных зависимостей по новым данным зоотехнической науки и экспертным оценкам специалистов разработано программное обеспечение, позволяющее Пользователю программы «КОРАЛЛ
– Кормление птицы» графически в диалоговом режиме вносить необходимые поправки.
Рисунок 1 – Пример функций потерь
Система формализации знаний специалистов о функциях потерь
представляет собой средство графического отображения и корректировки
этих зависимостей на экране компьютера и компьютерной программы, автоматически переводящей создаваемые графики в формульные записи. Для
отображения знаний по данному вопросу Специалисту предоставляются
средства «рисования» на экране монитора зависимостей, подобных изображенным на рисунке 1. «Рисование» графиков выполняется в диалоговом
режиме посредством задания значений шести коэффициентам:
– «Зона нечувствительности», «Крутизна» и «Нелинейность» для
зоны «Меньше нормы». С помощью этих коэффициентов задается конкретный вид левой ветви функции потерь;
– «Зона нечувствительности», «Крутизна» и «Нелинейность» для зоны «Больше нормы». С помощью этих коэффициентов задается конкретный вид правой ветви функции потерь.
161
Диалоговое окно, в котором задаются значения коэффициентов, показано на рисунке 2 (задание функций потерь по ценности птицы для компонента питания «Кобальт»).
Рисунок 2 – Диалоговое окно коррекции функций потерь
Коэффициентами «Зона нечувствительности» задается зона на оси
«Отклонение от Нормы», при нахождении в которой значений компонента
питания потери не возникают. Коэффициенты «Крутизна» определяют
пропорциональность между отклонениями компонента кормосмеси от
нормы и возникающими из-за этого потерями. Коэффициентами «Нелинейность» задается нелинейность функции потерь. На основе количественного учета влияния дисбаланса рациона на эффективность кормления
в программе «КОРАЛЛ – Кормление птицы» вычисляются показатели:
общая сбалансированность (оцениваемая по уровню потерь), прибыль,
уровень рентабельности, обеспечиваемая продуктивность, оплата корма
продукцией, конверсия корма и др. Основные из названных показателей
рассчитываются по следующим уравнениям:
– сбалансированность кормосмеси
СБ = (1 – Пдисб /СБпрод)×100;
(1)
– прибыль, обеспечиваемая килограммом кормосмеси
ПР = СБпрод – Пдисб – Цкс;
(2)
– уровень рентабельности применения кормосмеси
Р = (СБпрод – Пдисб – Цкс)/(Цкс + Пцп)×100,
(3)
где СБпрод – стоимость продукции, которая может быть получена от
птицы при потреблении 1 кг сбалансированной кормосмеси, %; ПР – прибыль от конверсии 1 кг кормосмеси, руб.; Пдисб – потери, вызываемые дисбалансом, приходящиеся на 1 кг кормосмеси; Пцп – потери по ценности
птицы, вызываемые дисбалансом, приходящиеся на 1 кг кормосмеси;
162
Цкс – цена кормосмеси, руб./кг; Р – вводимый частный показатель относительной рентабельности, %.
Из (1) кормосмеси следует, что полностью сбалансированная кормосмесь характеризуется значением сбалансированности, равным 100 %,
наличие дисбаланса по компонентам питания и соотношениям, приводящее к потерям, снижает этот показатель. Таким образом, сбалансированность любого рациона может быть оценена формальным образом по единой шкале измерений. Оптимальной по прибыли будет кормосмесь, применение которой обеспечит максимум прибыли от эксплуатации птицы в
данных условиях содержания и обслуживания. Очевидно, что при ограниченном наборе кормов и при различающихся функциях потерь будут разными и оптимальные кормосмеси. Чем точнее описываются функции потерь, тем более надежными являются результаты оптимизации. Введенные
показатели позволяют оценивать и сравнивать кормосмеси с разных хозяйственных позиций и обеспечивают возможность использования одинаковых правил их оценки разными специалистами. Новый подход к оптимизации рационов и кормосмесей позволяет использовать до десяти разных по
смыслу критериев оптимизации, настраивая процесс кормления животных
таким образом, чтобы добиваться максимальной эффективности производства при различных производственных и экономических ситуациях. Рисунки 3, 4 и 5 иллюстрируют оценку кормосмеси при учете потерь, вызываемых отклонениями от норм кормления. На рисунке 3 приведен рецепт
оптимальной кормосмеси для кур-несушек в возрасте 21…45 недель, рассчитанный программой «КОРАЛЛ – Кормление птицы» по критерию
«Максимальная сбалансированность» из доступного набора кормов.
Диаграмма на рисунке 4 показывает степень достигнутой сбалансированности кормосмеси. Рисунок 5 содержит показатели, характеризующие эффективность рассчитанной кормосмеси.
Рисунок 3 – Рецепт оптимальной кормосмеси из заданного набора кормов
для кур-несушек
163
Рисунок 4 – Сбалансированность кормосмеси по рецепту (рисунок 3)
Рисунок 5 – Экономическая эффективность кормосмеси
Оптимизация кормосмесей без учета потерь, вызываемых отклонениями от нормы компонентов питания и нормируемых соотношений, выдает
вместо оптимального состава кормосмесей (в смысле обеспечения эффективного производства) псевдооптимальные составы, ведущие к принятию ошибочных управленческих решений по кормлению птицы и формированию
кормовой базы предприятия. Также возможны ошибки и при действии автоматизированной системы составления экономически оптимального кормового рациона и кормления птицы посредством выдачи поголовью птицы экономически оптимальной дозы кормосмеси, в которой компьютер используется в качестве управляющей вычислительной машины [4]. В результате использования подобной системы устанавливаются такие значения доз кормов
в дозе кормосмеси Ккорм и самой дозы расхода кормосмеси, что они обеспечивают наивысший на данный момент времени прирост прибыли производства ΔП(Ккорм) в наиболее затратных в птицеводстве технологических процессах кормоприготовления и кормления. Неверное дозирование корма или
неверно выбранный рацион могут привести к тому, что разница между
наивысшей ценой полученной и реализованной продукции и очень высокой
суммой стоимостей израсходованной кормосмеси Кмакс окажется совсем малой. Такое же положение дел может возникнуть при проблеме с ресурсами
164
кормов на предприятии, когда просто невозможно обеспечить установленный нормативный рацион корма. Это означает, что прибыль в данном (старом) варианте управления по критерию максимальной продуктивности поголовья Пс получена небольшая:
Пс = Црмакс – Кмакс.
(4)
Устройство экономически оптимального управления автоматически
выбирает такой режим расходования кормосмеси, при котором указанная
экономически оптимальная разность (Цропт – Копт) всегда имеет наибольшее
значение. Таким образом, при любых условиях кормоприготовления прибыль
в новом варианте управления по критерию максимума прибыли Попт всегда
максимальна:
Попт = Цропт – Копт.
(5)
Вычитая из второго значения разности по (5) ее первое значение по (4),
получаем прирост прибыли (годовой, суточной, часовой и т. п. – какую
именно решили выбрать для расчетов и для последующего управления предприятием или технологией) П, образовавшийся в результате оптимального
(наилучшего) автоматизированного управления кормоприготовлением и
кормлением птицы:
П = Попт – Пс = Цропт – Копт – Црмакс + Кмакс = Ц + К,
(6)
где Ц – повышение цены реализации продукции в результате экономически оптимального управления кормоприготовлением; К – экономия
кормосмеси.
Цр – цена реализованной продукции; Скорм – затраты на кормосмесь
Рисунок 6 – Функциональные зависимости качественного характера
ΔП(Ккорм), Цр(Ккорм), Скорм(Ккорм)
165
Автоматизированная система производит управляющее воздействие, и
выдается реальная экономически оптимальная доза кормосмеси, причем кормосмеси с экономически оптимальным составом для достижения поставленной цели – наивысшего прироста прибыли производства (рисунок 7).
ΔП – прогнозируемый расчетный прирост прибыли в результате
управления обогревом данной партии цыплят и данного птичника;
Ккорм – доза корма; Ккормопт1 – экономически оптимальное значение дозы
корма при данном расходе корма; Ккормнорм = Ккорммакс продукт – нормативное
или биологически наилучшее значение дозы корма для получения режима
наивысшей продуктивности поголовья птицы данных породы, кросса и
возраста; ΔΔПТ – изменение наивысшего прироста прибыли при
изменении трех вариантов кормового рациона Ррацион; ΔΔПА – изменение
наивысшего прироста прибыли при изменении концентрации корма;
ΔΔПК – изменение величины наивысшего прироста прибыли при
изменении рациона корма; Ккормз – искусственно сформированный сигнал
величины дозы корма в выбранном диапазоне между технологически
допустимыми наименьшим Ккормз мин и наибольшим
Ккормз макс ее заданными значениями
Рисунок 7 – Технико-экономическая эффективность технологии
по критерию прироста прибыли в результате суммирования стоимостей
затрат корма с различными рационами и прогнозируемых потерь
продукции в искусственно формируемом диапазоне изменения дозы корма
166
Устройство (рисунок 8) работает следующим образом [4]. Вычислительный блок 1 рассчитывает ежесуточную вычисленную стоимость
затрат кормосмеси и ежесуточный вычисленный прирост прибыли. Расчеты производятся многократно из-за перебора различных сочетаний вариантов рациона кормосмеси.
1 – вычислительный блок; 2 – блок управления; 3 – датчик расхода
кормосмеси; 4 – регулятор расхода кормосмеси; 5 – исполнительный
элемент расхода кормосмеси; 6 – блок управляемых ключей; 7 – блок
элементов памяти; 8 – блок задатчиков; 9 – блок датчиков доз кормов;
10 – блок экономически оптимальных доз кормов; 11 – блок элементов
сравнения; 12 – блок дозаторов кормов; 13 – условное хранилище кормов;
14 – смеситель кормов; 15 – условная промежуточная емкость
Рисунок 8 – Функциональная схема устройства составления
экономичного кормового рациона и экономичного кормления птицы
Вычислительный блок 1 использует данные измерений блока
датчиков доз кормов 9. Эти данные проходят через блок задатчиков 8.
В нем формируются сигналы предельных технологических значений и
сформированный сигнал искусственной величины управляемого параметра дозы кормосмеси. Также в нем формируются различные константы для математических моделей вычисления ежесуточной продуктивности птицы в зависимости от сформированного значения дозы
167
кормосмеси, стоимости кормов, весовые коэффициенты математической модели энергетической ценности кормосмеси в зависимости от
состава кормосмеси и другие потребные численные значения в виде
сигналов. Одна из основных задач блока задатчиков 8 – обеспечить
перебор всех возможных вариантов значений сформированных сигналов доз кормов, благодаря чему осуществляется многовариантное построение целевой функции прироста прибыли в технологически допустимом диапазоне доз кормосмеси. На выходе вычислительного блока 1 формируется с каждым циклом опроса устройства новая оптимальная кривая в соответствии с рисунками 6 и 7. По окончании полного перебора вариантов сочетаний и доз кормов блок управления 2
определяет «глобальное» оптимальное значение целевой функции
прироста прибыли и соответствующее ему экономически оптимальное
значение сформированного сигнала дозы кормосмеси. Этот сигнал подается на задающий вход регулятора расхода кормосмеси 4, в результате чего устройство производит экономически оптимальное дозирование кормосмеси посредством исполнительного элемента расхода
корма 5. На рисунке 8 показана условная промежуточная емкость 15
для хранения экономически оптимальной дозы кормосмеси. Также показано условное хранилище кормов 13 и необходимый по технологии
приготовления кормовой смеси смеситель кормов 14. К работе автоматизированного устройства они не имеют непосредственного отношения, хотя датчик расхода кормосмеси 3 в виде, например, поточного ленточного тензометрического расходомера и контролирует поток
подготовленной кормосмеси. Этот поток поступает в промежуточную
емкость 15 именно из хранилища кормов 13, причем поступает через
блок исполнительных элементов расхода кормов 12 и затем через смеситель кормов 14. В момент определения блоком управления 2 «глобального» оптимального значения целевой функции прироста прибыли и соответствующего ему экономически оптимального значения
сформированного сигнала дозы кормосмеси сигнал с выхода блока
управления 2 также открывает ключи в блоке управляемых ключей 6.
Разрешается прохождение в блок элементов памяти 7 оптимального
сочетания сигналов оптимальных сформированных значений доз кормов. Эти сигналы, в количестве используемых в кормосмеси кормов,
подаются в блок задатчиков экономически оптимальных доз кормов 10. В нем производится их нормирование для последующего
сравнения каждой экономически оптимальной дозы каждого корма с
дозой, выдаваемой из хранилища кормов 13 и контролируемой соответствующим датчиком в блок датчиков доз корма 9. На выходах соответствующих элементов сравнения в блоке элементов сравнения 11
появляются разностные управляющие воздействия, заставляющие ис-
168
полнительные элементы дозирования в блоке исполнительных элементов расхода кормов 12 обеспечить подачу в смеситель кормов 14
именно экономически оптимальных доз кормов. Предлагаемое новое
устройство операторского управления (рисунок 9) работает полностью
аналогично показанному на рисунке 8 и описанному в [4] устройству
управления без оператора и позволяет Лицу, Принимающему Решения
при необходимости вводить поправки в формализованную компьютерную оценку экономической эффективности приготовляемой кормовой смеси посредством изменения функций потерь.
1 – задатчик сигнала вида птицы; 2 – задатчик сигнала возраста птицы;
3 – задатчик сигнала критерия оптимизации; 4 – формирователи
управляющих сигналов Лицом, Принимающим Решения; 5 – задатчик
сигнала нормативной дозы кормосмеси на следующие сутки
выращивания; 6 – вычислительный блок оптимизации рациона на
следующие сутки; 7 – блок задатчиков промежуточных управляющих
сигналов; 8 – задатчики сигналов экономически оптимальных доз кормов;
9 – задатчики сигналов ресурсов наборов кормов; 10 – схемы сравнения;
11 – блок дозаторов кормов; 12 – смеситель; 13 – экономически
оптимальная кормосмесь на следующие сутки; 14 – блок задатчиков
сигналов коэффициентов графиков функций потерь
Рисунок 9 – Функциональная схема устройства составления кормового
рациона с операторским учетом функций потерь и экономически
оптимального приготовления кормосмеси
Устройство управления кормовыми рационами, с учетом возможных операторских поправок в функциях потерь продуктивности, не-
169
сколько усложняется по сравнению с [4]. Отличие заключается в том,
что появляется возможность операторского задания не только одного
критерия оптимизации (прироста прибыли), но нескольких, в т.ч. прибыли (2). Другое отличие состоит в возможности задания оператором
различных видов графиков функций потерь. При необходимости диспетчерского автоматизированного уточнения экономически наилучшего кормового рациона специалист-оператор кормоцеха птицефабрики
(Лицо, Принимающее Решения) в наибольшей степени использует свой
производственный опыт [5].
Литература
1. Лукьянов, Б.В. Оптимизация кормосмесей с учетом потерь, вызываемых дисбалансом рационов / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов // Птицеводство – мировой и отечественный опыт: материалы 4-й Междунар.
конф. / Российский птицеводческий союз, Международная промышленная академия. – М, 2007.
2. www.koral-agro.ru.
3.Устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птицы: пат. 2462864 РФ: МПК7 А 01 К
29/00 / А.В. Дубровин, А.В. Голубев; заявитель и патентообладатель ГНУ
Всерос. науч.-исслед. ин-т электриф. сельск. хоз-ва. – № 2010144612/13;
заявл. 01.11.2010; опубл. 10.10.12 // Изобретения, полезные модели /
ФИПС. – Бюл. № 28 (II ч.). – С. 16.
4.Лукьянов, Б.В. Оптимизация рационов кормления при программируемом росте животных / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов,
А.В. Дубровин // Техника и оборудование для села. – 2013. – № 2
(187). – С. 34–35.
УДК 631.151.2:633.15
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
КУКУРУЗЫ НА СИЛОС И ФУРАЖНОЕ ЗЕРНО
В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ
С.И. Гилевич, к.с.-х.н.
Костанайский НИИ сельского хозяйства
г. Костанай, Республика Казахстан
e-mail: [email protected]
Одной из основных задач, стоящих перед сельским хозяйством
Казахстана, является наращивание производства зерна и кормов для
170
животноводства. Без крепкой и надежной кормовой базы невозможно
получить от сельскохозяйственных животных максимальную продуктивность. Для достижения этой цели кукуруза как одна из перспективных и наиболее урожайных кормовых культур имеет большое
практическое значение.
По кормовым преимуществам кукуруза не имеет себе равных
среди кормовых культур. Она дает прекрасное фуражное зерно, исключительной ценности силос и зеленый корм. Вот почему эта культура так важна для развития молочного животноводства, овцеводства,
свиноводства и птицеводства. С расширением посевов кукурузы эти
отрасли животноводства получат прочную, устойчивую и высокоценную кормовую базу.
Кукуруза в Казахстане – основная силосная культура. В конце
прошлого века в степном регионе на севере Казахстана ее возделывали на площади около 2 млн га. В те годы роль кукурузы значительно
возрастала в связи с внедрением в производство раннеспелых высокоурожайных гибридов, обеспечивающих формирование початков молочно-восковой и полной спелости зерна за 100–105 дней. Для реализации потенциальных возможностей этих гибридов разрабатывались
приемы возделывания кукурузы, адаптированные к местным условиям. Большое внимание разработке технологии возделывания кукурузы,
экологическому испытанию гибридов отечественной и зарубежной селекции уделялось всеми научными учреждениями Северного Казахстана. Особенно успешно эти работы проводились Костанайским
НИИСХ [1, 2]. Были выделены раннеспелые высокоурожайные по
зерну и зеленой массе гибриды: Молдавский 257СВ и 215СВ, Днепровский 141МВ, которые дают 24–25 ц/га зерна, 246–310 ц/га листостебельной массы, 73–83 ц/га кормовых единиц. В более поздних исследованиях казахстанских ученых для зоны Северного Казахстана
рекомендуются такие скороспелые гибриды, как Днепровский 171 ТВ,
Коллективный 172 ТВ, Бемо 182 СВ, Немо 216 МВ и те же Молдавский 215 и 275, а также некоторые ультраскороспелые американские
гибриды [3, 4].
К сожалению, в 90-х годах в связи с резким сокращением поголовья
скота потребность в кормах снизилась, кукурузу стали выращивать на небольших площадях в тех хозяйствах, где сохранилось животноводство.
К еще большему сожалению, некоторые научные учреждения (в их числе
и Костанайский НИИСХ) полностью прекратили исследования по кормопроизводству, многие разработки в настоящее время потеряны.
Кукуруза для успешного возделывания требует плодородных влагообеспеченных почв. При соответствующей технологии в степных районах Казахстана кукуруза может успешно возделываться в зернопропашных, зернопаропропашных севооборотах и бессменно, на постоянных
171
участках. Однако в севооборотах мы в большей степени гарантированы
от резкого падения урожайности кукурузы в неблагоприятные для ее возделывания годы [5].
Кукуруза и сама является хорошим предшественником для зерновых культур, особенно при внесении под нее органических и минеральных удобрений, действие которых одним годом не ограничивается. Водный и пищевой режимы почвы и урожай зерна пшеницы после
кукурузы, как правило, находятся на уровне второй пшеницы после
пара. При этом технологические качества зерна пшеницы, выращенного по кукурузе, часто более высокие, чем у пшеницы по пару. Кукуруза, имеющая большую надземную массу, обогащает почву органическим веществом за счет пожнивных остатков в гораздо большей степени, чем другие полевые культуры.
Кукуруза является важным резервом диверсификации зернового
производства, повышения его стабильности, который на севере Казахстана пока не используется. Она имеет мощную корневую систему, благодаря которой может насыщаться влагой с глубины до 2,5 м. К тому же эта
культура продуктивно использует осадки второй половины лета, которые
на севере Казахстана бывают чаще, чем в его первой половине.
Для получения высоких и стабильных урожаев кукурузы очень
важно фитосанитарное состояние ее посевов. В засушливых условиях при
внедрении влагосберегающих технологий первостепенное значение приобретает борьба с сорной растительностью. Непродуктивный расход сорняками влаги должен быть сведен к минимуму. Это достигается активным применением современных гербицидов общего или узкоспециализированного действия. При этом наибольший эффект в борьбе с сорняками
достигается в севообороте, где химическая обработка может сочетаться с
агротехническими приемами. Подтверждением сказанному могу служить
результаты наших исследований, проведенных в первой половине 90-х
годов при возделывании кукурузы по зерновой технологии. Тогда, наряду
с другими приемами новой технологии, мы применили почвенные гербициды «Эрадикан» и «Алирокс» с дозировкой 7,0 л/га.
Применение почвенных гербицидов позволило снизить засоренность посевов кукурузы в 3–4 раза и увеличить урожай зеленой массы
с початками восковой спелости почти до 300 ц/га, что составило
175 % к урожайности без почвенных гербицидов. Проведенный прием
позволил улучшить кукурузу как предшественник яровой пшеницы.
Посевы пшеницы после кукурузы были такими же чистыми, как посевы по пару, и не уступали им по урожаю. Введение в зернопаропропашной 7-польный севооборот посевов кукурузы на зерно, наряду с
другой высокопродуктивной зерновой культурой – озимой пшеницей,
позволило увеличить урожайность зерновых с 14,1 до 23,1 ц/га, или в
172
1,6 раза. При этом урожай сухого зерна кукурузы в среднем за 5 лет
(1991–1995) достиг 43,0 ц/га (таблица 1).
Таблица 1 – Засоренность и урожай кукурузы и последующих
посевов яровой пшеницы в зависимости от технологии возделывания
Технология возделывания
Культура
и ее место в
севообороте
традиционная,
в среднем за 8 лет
интенсивная (зерновая),
в среднем за 5 лет
сорняков
перед
уборкой,
шт./м2
урожай основной
продукции,
ц/га
сорняков
перед
уборкой,
шт./м2
урожай основной
продукции,
ц/га
Пшеница
по пару
18,5
16,5
27,0
12,7
Пшеница
по кукурузе
59,1
11,7
32,0
12,9
Кукуруза
по зерновым
131,2
170,6
35,2
298,0
В последние годы технологии возделывания кукурузы базировалась
на минимальной обработке почвы. Уборка предшественника (яровой
пшеницы) проводилась на высоком срезе с измельчением и разбрасыванием соломы по полю. До посева кукурузы почва не обрабатывалась.
Предпосевная подготовка поля проводилась по двум вариантам: культивация на глубину 7–8 см и обработка поля гербицидом Ураган форте,
2 л/га. Посев кукурузы проводился сцепкой из двух стерневых сеялок
СКП-2,1 (трактор МТЗ-1221) с культиваторными или долотовидными лапами. Механические приемы по уходу за посевами кукурузы не проводились.
В среднем за 2009–2012 гг. урожай сухого зерна кукурузы составил 34,3 ц/га. В условиях 2012 года с сильной засухой в первой половине лета (июнь, июль) и обильными осадками в августе получено
47,9 ц/га зерна кукурузы, что в 2,7 раза выше в сравнении с другой зернофуражной культурой – ячменем (17,5 ц/га). Урожай зеленой (силосной) массы кукурузы с початками восковой спелости зерна в среднем
за 4 года составил 246,0 ц/га, в том числе в 2012 году – 247 ц/га (рисунок 1). Последнее говорит о том, что кукуруза в силу своих биологических особенностей для Северного Казахстана является культурой, спо-
173
собствующей более продуктивному использованию осадков, которых в
регионе выпадает очень мало (323 мм).
Стоимость выращенной продукции (в национальной валюте – тенге) в среднем за 4 года (2009–2012) составила: при возделывании кукурузы на силос – 150 тыс. тг/га, на зерно – 235,3 тыс. тг/га, что в 2,0–3,2 раза больше в сравнении с ячменем (таблица 2).
Рисунок 1 – Кукуруза на зерно по сберегающей технологии
в степной засушливой зоне на севере Казахстана
Таблица 2 – Урожай кормовых культур при возделывании по
сберегающей технологии, ц/га
Культура
В среднем
за 2009–2012
гг.
В засушливом
2012 г.
Стоимость
продукции,
тыс. тг/га
Ячмень, зернофураж
21,0
17,5
73,5
Овес, зернофураж
20,7
13,1
51,7
Кукуруза на зерно
34,3
47,9
235,3
Кукуруза на силос
246
247
150,0
174
Применение почвенных гербицидов «Эрадикан» и «Алирокс», использовавшихся по фону вспашки и требовавших немедленной заделки в
почву, стало неприемлемым при минимальных и нулевых обработках
почвы. Поэтому появление нового почвенного гербицида «МайсТер Пауэр» фирмы «Bayer Crop Science» оказалось как нельзя кстати.
Гербицид «МайсТер Пауэр» контролирует однолетние и многолетние злаковые и двудольные сорные растения, обладает почвенным
экраном и работает против последующих всходов сорняков. Хорошо
контролирует и такие злостные сорняки, как овсюг, пырей, осоты,
вьюнок, молочай прутьевидный и другие. Обработку посевов кукурузы поводили в фазе 5–6 листьев в дозе 1,2 л/га совместно с прилипателем «Ракабинол» в дозе 0,5 л/га.
Применение гербицида «МайсТер Пауэр» благоприятно сказалось
на повышении урожайности зеленой массы кукурузы на обоих фонах
предпосевной подготовки поля. Так, на фоне предпосевной культивации
прибавка урожая зеленой массы кукурузы при использовании гербицида
«МайсТер Пауэр» составила 40,2 ц/га, или 23,1 % к контролю, при урожайности на контроле 174,3 ц/га. На варианте предпосевной гербицидной обработки поля эффективность гербицида «МайсТер Пауэр» была
еще выше. Прибавка урожая составила 94,4 ц/га, или 64,7 % к контролю,
при урожае на контроле 145,9 ц/га (таблица 3).
В условиях засушливого лета 2012 года с осадками во вторую половину вегетации получен довольно высокий урожай сухого зерна кукурузы. Применение по вегетации гербицида «МайсТер Пауэр» на фоне предпосевной культивации позволило получить 48,0 ц/га зерна кукурузы.
Прибавка к контролю (без почвенного гербицида) здесь невысокая –
3,8 ц/га, или 8,6 %. Очень высокая эффективность от применения гербицида «МайсТер Пауэр» получена на фоне предпосевной гербицидной обработки поля. Урожай сухого зерна кукурузы здесь достиг 67,6 ц/га и
увеличился в 2 раза по сравнению с контролем (32,2 ц/га (таблица 4)).
Таблица 3 – Урожай зеленой массы кукурузы с початками восковой
спелости зерна в зависимости от приемов по уходу за посевами
Предпосевная подготовка
поля
Урожай зеленой массы, ц/га
+ к контролю
контроль, без почвенного гербицида
«МайсТер
Пауэр», 1,2
л/га
ц/га
%
Культивация
174,3
214,5
40,2
23,1
Гербицид «Ураган
Форте»
145,9
240,3
94,4
64,7
175
Таблица 4 – Урожай сухого зерна кукурузы в зависимости
от приемов по уходу за посевами
Урожай сухого зерна, ц/га
Предпосевная
подготовка поля
+ к контролю
контроль, без
почвенного
гербицида
«МайсТер
Пауэр»,
1,0 л/га
ц/га
%
Культивация на глубину
7–8 см
44,2
48,0
3,8
8,6
Гербицид «Ураган Форте», 2 л/га
32,2
67,6
35,4
110
Заключение
Начавшийся в последние годы в АПК Казахстана процесс восстановления животноводства, безусловно, потребует увеличения посевных
площадей под интенсивные кормовые культуры, к числу которых относится кукуруза. Совершенствование технологии возделывания кукурузы в
направлении ресурсосбережения способствовало бы повышению эффективности производства кормов.
Расширение посевов кукурузы следует рассматривать как фактор
биологизации севооборотов, как прием, обеспечивающий продуктивное
использование почвенно-климатического потенциала региона и стабильность производства сельскохозяйственной продукции.
Литература
1. Практическое руководство по освоению интенсивной (зерновой) технологии возделывания кукурузы на силос / А.А. Образ [и др.]. – Костанай, 1988. – 53 с.
2. Вольф, В.А. Технология возделывания ранне- и среднеспелых гибридов в степной зоне Северного Казахстана / В.А. Вольф: автореф.
дис. … канд. с.-х. наук / Алмалыбак, 1993. – 23 с.
3. Кушенов, Б.М. Агробиологические основы совершенствования
технологии возделывания кукурузы на силос и его использование в условия Северного Казахстана / Б.М. Кушенов: автореф. дис. … д-ра с.-х.
наук. – Алматы, 2010. – 54 с.
4. Шаяхметова, А.С. Приемы возделывания гибридов кукурузы зарубежной селекции на корм в лесостепной зоне Северного Казахстана /
А.С. Шаяхметова: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Алматы, 2010. – 24 с.
5. Гилевич, С.И. Возделывание кормовых культур в севооборотах,
бессменно и на выводных полях / С.И. Гилевич // Пути интенсификации
кормопроизводства в Кустанайской области: сб. науч. тр. – Алма-Ата:
изд. Восточного отделения ВАСХНИЛ. – 1990. – С. 11–19.
176
УДК 631.17:631.353.6
МАШИНА МПО-30Р «ВЕЛЕС»
И ЕЕ МЕСТО НА КОМПЛЕКСЕ ПО ОЧИСТКЕ
И СУШКЕ ЗЕРНА
В.А. Сысуев, акад. Россельхозакадемии,
Н.П. Сычугов, д.т.н., проф., П.А. Савиных, д.т.н., проф.,
Ю.В. Сычугов, д.т.н.
Государственное научное учреждение
«Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Россельхозакадемии»
г. Киров, Российская Федерация
Основой высоких урожаев зерновых культур и семян трав
является качественный семенной материал. Для получения семян в
РФ используют технические средства и комплексы, разработанные
еще в 60-х годах прошлого века (ОВС-25, МПО-50, ЗАВ-10.30,
СМ-4, КЗС-10, КЗС-20, КЗР-5 и т.д.). Поэтому актуальной задачей
является разработка высокопроизводительных, энергосберега ющих, с высокой эффективной очисткой технических средств и зе рноочистительно-сушильных комплексов послеуборочной обработки
зерна и семян трав.
Решая эту задачу, в ПКБ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии разработана и внедрена в производство зерноочистительная машина МПО-30Р «Велес», а также разработаны предложения по
ее использованию при реконструкции комплексов и технологических
линий по очистке и сушке зерна.
Машина МПО-30Р «Велес» предназначена для предварительной очистки поступающего с поля зернового вороха колосовых,
крупяных, зернобобовых культур, кукурузы, сорго, подсолнечника, а
также для первичной очистки зерна этих культур от примесей во всех
сельскохозяйственных зонах страны. Машина может быть использована и для очистки семян многолетних трав.
Машина МПО-30Р «Велес» (рисунок 1) стационарного исполнения состоит из установленных на раме приемного бункера 1 с разравнивающим шнеком 2, воздушно-очистительной части с вентилятором 21, верхнего 7 и нижнего 10 решетных станов.
Машина работает следующим образом (рисунок 1). Зерновая
смесь по зернопроводу поступает в приемную камеру 1, равномерно
распределяется разравнивающим шнеком 2 по ширине машины, а затем подается в первый пневмосепарирующий канал (ПСК) 4, где воздушным потоком из зерновой смеси удаляются легкие примеси (полова, семена сорных растений, пыль и т.д.).
177
После очистки в первом пневмосепарирующем канале материал
попадает на делительное решето 6 верхнего решетного стана 7. Делительное решето отделяет крупные примеси, которые идут сходом с
него и лотком 16 выводятся за пределы машины, а проход с делительного решета поступает на подсевное решето 8 нижнего решетного стана 10. На подсевном решете зерно отделяется от мелких примесей, отличающихся по ширине и толщине (семена сорняков, щуплые,
дробленые семена основной культуры и зерновой примеси и др.).
Они проходом сквозь решето сходят по днищу нижнего решетного
стана и через лоток 11 выводятся из машины, а зерно, идущее сходом, подводящей воронкой подается во второй пневмосепарирующий
канал 15, где завершается процесс очистки. Воздушный поток с легкими примесями из первого и второго пневмосепарирующих каналов
поступает в камеру 18, откуда вентилятором 21 выводится из машины в осадочную камеру или циклон.
а
б
– очищенное зерно;
– крупные примеси
– легкие примеси;
– мелкие примеси;
1 – бункер-питатель; 2 – разравнивающий шнек; 3 – регулировочная
заслонка; 4 – первый пневмосепарирующий канал; 5 – скребковый
транспортер; 6 – верхнее решето (Б1, Б2); 7 – верхний решетный стан;
8 – нижнее решето (В, Г); 9 – щеточная тележка; 10 – нижний решетный
стан; 11, 16 – отводящие лотки; 12 – дефлекторные стержни;
13 – качающаяся заслонка с противовесами; 14 – подводящая воронка;
15 – второй пневмосепарирующий канал; 17 – скатная доска; 18 – камера;
19, 20 – регулировочные заслонки; 21 – вентилятор
Рисунок 1 – Общий вид (а) и технологическая схема (б)
зерносемяочистительной машины МПО-30Р «Велес»
178
Нужно отметить, что станы машины работают навстречу друг другу
по горизонтали, что дает возможность значительно уменьшить вибрации,
которые передаются на фундаменты и строительную часть комплексов.
Два канала дорешетной и послерешетной аспирации обеспечивают эффективную воздушную очистку зернового материала.
Техническая характеристика разработанной машины приведена
в таблице 1.
Таблица 1 – Техническая характеристика машины МПО-30Р «Велес»
Наименование показателя
Тип
Производительность на предварительной очистке
зернового вороха пшеницы влажностью до 20 %
при содержании сорных примесей до 10 %, в том
числе 1 % соломистых длиной не более 50 мм, т/ч
Производительность по загружаемому зерну (пшеница) на первичной очистке влажностью до 15 % и
засоренностью не более 10 % с доведением до заготовительных базисных кондиций, т/ч
Производительность на вторичной очистке зернового вороха пшеницы влажностью до 15 % при содержании сорных примесей до 5%, т/ч
Количество удаляемого в атмосферу отработанного
воздуха, м3/ч
Размеры решет (по одной штуке), мм:
длина
ширина
Масса машины (без циклона), кг
Суммарная установленная мощность, кВт
Габаритные размеры, мм
длина
ширина
высота
Обслуживающий персонал
Значение
стационарная
30
до 15
до 8
6000
790
680
1300
5,1
2580
2400
2200
механик технологической линии
На рисунке 2 представлена схема реконструкции ЗАВ-20 с сушилкой М-819 с применением машины МПО-30Р в режиме предварительной и МПО-30Р «Велес» в режиме вторичной очистки для СПК
«Ластинский» Кировской области.
179
1 – пандус; 2 – трап; 3 – приемное устройство; 4 – транспортер
скребковый; 5 – нория НПЗ-50; 6 – прицеп тракторный 2ПТС-4;
7 – циклон; 8 – машина зерноочистительная МПО-30Р; 9 – бункер
очищенного зерна; 10 – зерноочистительная машина МПО-30Р «Велес»;
11 – бункер фуража; 12 – нория Т-205; 13 – бункер чистого зерна 2;
14 – триер ЗАВ-10.90.000; 15, 21 – нории НПЗ-20; 16, 19 – транспортеры
ленточные ТК-20; 17 – нория 2НПЗ-20; 18, 22, 24, 26, 27 – бункеры БВ-40;
20 – нория сушилки М819; 23 – нория 2НПЗ-20; 25 – транспортер
скребковый
Рисунок 2 – Технологическая схема зерноочистительно-сушильного
комплекса в СПК «Ластинский» Кировской области
180
Автомобиль с зерновым ворохом заезжает по пандусу 1 на
трап 2 и выгружается в приемное устройство 3 емкостью 50 т с размещенными в нем двумя аэрожелобами. Устройство некоторое время
можно использовать для хранения зерна, так как ворох продувается холодным воздухом, нагнетаемым вентиляторами аэрожелобов, что позволяет снизить влажность на 3–4 %. При открытии заслонок, расположенных в задней части приемного устройства, зерновой материал воздушной струей, нагнетаемой вентиляторами, подается по перфорированному листу аэрожелоба, отправляется на скребковый транспортер 4
и далее норией 5 – в зерноочистительную машину 8 предварительной
очистки. Очищенное машиной зерно поступает в бункер 9, а пыль через
циклон 7 и неиспользуемые отходы – на скребковый транспортер, затем
– в тракторный прицеп 6 и вывозятся по мере накопления (транспортер
поставляется вместе с машиной). Из бункера зерновой материал загружается в норию 17 и отправляется в бункеры 18 БВ-40. В бункерах зерно продувается холодным воздухом, а затем транспортером 19 и норией
20 подается в сушилку М819. Сухое зерно нориями 21 и 24 направляется в бункеры 22, 24, 26 и 27, где отлеживается и охлаждается, а затем
шнеками 25, ленточным транспортером 16 и норией 15 подается в зерноочистительную машину вторичной очистки. Отсортированное зерно
норией 12 отправляется в триер 14, затем – в бункер чистого зерна 12 и
вывозится транспортом на склад, а фуражное зерно из машины 10 и
примеси из триера поступают в бункер 13 фуражного зерна – каждая
фракция в свою секцию фуражного бункера.
Реконструкция ЗАВ-20 с сушилкой М819 при внедрении приемного устройства с двумя разработанными нами аэрожелобами, зерноочистительными машинами МПО-30Р и МПО-30Р «Велес» за счет
получения качественного семенного материала и снижения энергопотребления предполагает получение экономического эффекта
168000 руб./год.
Литература
1. Протокол № 06–09–2008 (7060056) от 30 мая 2008 года сертификационных испытаний машины предварительной очистки зерна и семян
МПО-30Р / ФГУ «Кировская государственная зональная машиноиспытательная станция». – п.г.т. Оричи, 2008. – 38 с.
2. Протокол № 06–28–2007 (5070292) от 23 ноября 2007 года периодических испытаний машины предварительной очистки зерна и семян
МПО-30Р / ФГУ «Кировская государственная зональная машиноиспытательная станция». – п.г.т. Оричи, 2007. – 36 с.
181
УДК 636.085–156 (083.74)
ЗАГОТОВКА И ХРАНЕНИЕ КОРМОВ В ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
И.М. Лабоцкий, к.т.н, Н.А. Горбацевич
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
В соответствии с постановлением Совета Министров Республики
Беларусь «О некоторых вопросах внедрения в сельскохозяйственных
организациях прогрессивных технологий» от 12 января 2012 года
№ 37, п.1 разработан технический кодекс установившейся практики
(ТКП) «Заготовка и хранение кормов в полимерных материалах сельскохозяйственного назначения. Основные положения», который устанавливает требования к технологиям заготовки и хранения кормов в
полимерных материалах сельскохозяйственного назначения.
Технология заготовки и хранения кормов с упаковкой в полимерные материалы получила широкое распространение в мире, зарекомендовав себя как экономически эффективная, надежная и обеспечивающая стабильно высокие результаты.
Известно и применяется несколько разновидностей данной технологии:
– заготовка и хранение в полимерной пленке провяленных трав, запрессованных в рулоны;
– заготовка и хранение в полимерных рукавах провяленных трав,
запрессованных в рулоны;
– заготовка и хранение в крупногабаритных полимерных рукавах
измельченных провяленных трав и силосных культур.
Каждый из этих способов имеет свою сферу применения, технические, технологические и эксплуатационные особенности, но в одном
они схожи – обеспечивают высокое качество получаемого корма, практически 100 %-ный уровень механизации технологического процесса.
При заготовке сенажа в рулонах с индивидуальной обмоткой рулонов пленкой скошенная в оптимальной фазе вегетации растительная
масса подвяливается до 50–55 % влажности, сгребается в валки и прессуется рулонным пресс-подборщиком до плотности не менее 400 кг/м3.
Заготовленные рулоны в течение не более 2–3 часов с момента прессования обматываются специальной самоклеящейся пленкой. В рулоне
после герметизации прекращаются дыхание клеток и нежелательные
182
микробиологические процессы, благодаря чему получаемый корм по
своей питательности почти не уступает исходному сырью.
Наиболее приемлем этот метод для кормления молодняка, КРС на
малых фермах в условиях подсобных и фермерских хозяйств.
Технология заготовки сенажа в рулонах с упаковкой в полимерный рукав отличается лишь завершающей операцией – вместо индивидуальной обмотки рулоны последовательно заправляются в полимерный рукав диаметром, равным диаметру рулонов. Сохранность корма
находится на уровне индивидуально упакованных рулонов.
В условиях республики наиболее перспективен третий способ заготовки сенажа и силоса – закладка измельченной силосной или сенажной массы в крупногабаритный полимерный рукав с помощью прессупаковщика. При этом провяленная травяная масса подбирается самоходным комбайном-измельчителем, измельчается и подается в
транспортные средства для доставки к месту закладки на хранение.
Соответственно, силосная масса убирается методом прямого комбайнирования и также загружается в прицепы-емкости.
Доставленная к месту закладки на хранение масса выгружается в
приемный бункер пресс-упаковщика, которым и нагнетается в полимерный рукав. Плотность материала в рукаве доводится до 850 кг/м3
(при закладке силоса из кукурузы) [1–5].
Все три разновидности технологии заготовки кормов с упаковкой в
полимерные пленки, помимо высокого качества корма, обладают целым
рядом технологических и экономических преимуществ:
– заготовка кормов не зависит от погодно-климатических условий
(процесс закладки можно без потерь приостановить на любой срок до
наступления благоприятной погоды);
– для закладки кормов не требуется специальных хранилищ; корма,
упакованные в пленку, могут храниться на любой подходящей по размеру
площадке (вплоть до обочины дороги или окраины поля);
– потери питательных веществ при хранении не превышают биологически неизбежных – 8–10 %;
– гарантийный срок хранения кормов в полимерной упаковке – не
менее двух лет;
– процесс заготовки практически полностью механизирован (трудозатраты 0,07–0,09 чел.-ч/т);
– высокое качество получаемого корма и его сохранность эквивалентны повышению продуктивности кормовых угодий и получению дополнительной продукции животноводства.
Необходимая для практической реализации данных технологий
техника и специальные средства механизации в республике разрабо-
183
таны и освоены в серийном производстве в ОАО «Управляющая компания холдинга «Бобруйскагромаш». Осваивается производство полимерных материалов: рукавов – в ОАО «Борисовский завод пластмассовых изделий», пленки – в ОАО «Могилевский завод искусственного
волокна».
Технический кодекс содержит следующие разделы:
1 Область применения.
2 Нормативные ссылки.
3 Термины и определения.
4 Требования к исходному сырью.
5 Технические требования к полимерным материалам сельскохозяйственного назначения.
6 Технические требования к технологиям и специальным машинам
для заготовки и хранения кормов в полимерных материалах.
При разработке проекта технического кодекса выполнены следующие исследования:
– выполнен анализ правовых решений разрабатываемого технического кодекса с учетом особенностей законодательства Республики Беларусь;
– обоснованы основные положения технического кодекса;
– обобщены отзывы, пояснительные записки, составлены сводки
отзывов.
ТКП разработан на основе и с учетом требования технического
нормирования и стандартизации Республики Беларусь, а также тр ебований в области заготовки кормов и кормления сельскохозя йственных животных, хранения кормов в полимерной упаковке, установленных в технических нормативных правовых актах Республики
Беларусь [6–13].
Литература
1. Заготовка зерносенажа. Типовые технологические процессы:
отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь. –
Минск, 2008.
2. Технологии и техническое обеспечение возделывания и заготовки кормов из кукурузы: отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь. – Минск, 2010.
3. Технологический регламент, техническое обеспечение и технологические карты заготовки кормов из трав: отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь. – Минск, 2011.
184
4. Организационно-технические нормативы производства продукции животноводства и заготовки кормов: сборник отраслевых регламентов. – Минск: Белорусская наука, 2007.
5. Заготовка консервированных кормов из трав с хранением в полимерной упаковке. Типовые технологические процессы: отраслевой регламент Минсельхозпрода Республики Беларусь. – Минск, 2003.
6. Система технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь. Правила разработки технических кодексов установившейся практики: ТКП 1.1–2004 (04100). – Введ. 01.01.2005. –
Минск: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь. – 26 с.
7. Система технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь. Правила построения, изложения, оформления и содержания технических кодексов установившейся практики и государственных стандартов: ТКП 1.5–2004 (04100). – Введ. 01.01.2005. –
Минск: Государственный комитет по стандартизации Республики Беларусь. – 72 с.
8. Силос из кормовых растений. Общие технические условия:
СТБ 1223–2000. – Введ. 01.08.200. – Минск: Государственный комитет по
стандартизации Республики Беларусь. – 16 с.
9. Зерносенаж. Общие технические условия: СТБ 2015–2009. –
Введ. 2010.07.01. – Минск: Государственный комитет по стандартизации
Республики Беларусь, 2001. – 14 с.
10. Кормопроизводство. Термины и определения: ГОСТ 23153–78. –
Введ. 01.07.1979. – М.: Изд-во стандартов, 1979. – 18 с.
11. Сенаж. Технические условия: ГОСТ 23637–90. – Введ. 01.05.91.
– М.: Изд-во стандартов, 1991. – 8 с.
12. Корма растительного происхождения. Методы отбора проб:
ГОСТ 27262–87. – Введ. 01.07.1988. – М.: ИПК Изд-во стандартов,
2002. – 9 с.
13. Корма зеленые. Технические условия: ГОСТ 27978–88. – Введ.
01.05.1989. – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. – 8 с.
185
УДК 635.21
ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СОХРАННОСТИ И
КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ ПРИ ХРАНЕНИИ
Н.П. Луговая, к.т.н.,
И.Ф. Беляев, Т.А. Лапко, И.В. Требухин
Государственное предприятие
«Институт «Плодоовощпроект»
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Картофель – традиционный продукт нашей республики. В соответствии с Государственной комплексной программой развития картофелеводства, овощеводства и плодоводства в 2011–2015 гг., утвержденной постановлением Совмина от 31.12.2010 № 1926 (изменение и
дополнение в программу, постановление Совмина РБ от 20 июня
2012 г № 564), объемы производства картофеля в сельскохозяйственных и других организациях, включая фермерские хозяйства, к 2015 г.
должны составить 1884,0 тыс. т. Чтобы выполнить намеченные планы, необходимо не только вырастить хороший урожай, но и сохранить
его с минимальными количественными и качественными потерями.
Основным требованием, предъявляемым к хранению, является
обеспечение условий, при которых замедляются биохимические
процессы, прекращается ферментативная активность, уменьшаются
потери влаги продуктов, что способствует сокращению естестве нной убыли и отходов, сохранности качества продукции, увелич ению срока ее хранения. Однако даже при самых благоприятных
условиях хранения, по различным экспертным оценкам, потери
картофеля в среднем составляют до 40 % и более заложенной на
хранение продукции. Особенно экономически неоправданы потери
картофеля при закладке на хранение, когда их можно избежать или
снизить до приемлемых величин.
В современных условиях, когда картофель выращивается в
больших масштабах, с широким использованием минеральных удобрений и химических средств защиты, с применением механизированной уборки и обработки, проблема сохранения его качества значительно усложнилась. Уже во время уборки и транспортирования сырья
происходят биохимические и микробиологические изменения, связанные с процессами дыхания и транспирации. Механические повреждения усиливают эти процессы.
186
Поэтому одним из важных резервов повышения сохранности продукции, закладываемой на длительное хранение, является тщательная
предварительная обработка картофеля при закладке на хранение.
Несмотря на прогресс в технологиях хранения, ученые и специалисты-практики продолжают поиск более эффективных способов и
методов хранения сельскохозяйственного сырья для снижения как
естественной убыли, так и потерь, связанных с жизнедеятельностью
микроорганизмов, присутствующих на его поверхности.
Обработка фунгицидами, бактерицидами, ингибиторами прорастания и другими химическими и физическими средствами замедляет
процессы жизнедеятельности, подавляет развитие грибных и бактериальных болезней, способствует быстрому заживлению механических
повреждений.
Химические средства антимикробной природы, применяемые в
хранении, имеют высокую эффективность, однако они не лишены недостатков, препятствующих их широкому использованию. Главный из
них – нерешенные вопросы производственного применения и несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям.
В настоящее время широко изучаются способы обработки картофеля и плодов перед закладкой на хранение химическими антисептирующими растворами.
Антисептиками называются вещества, которые губительно действуют на микроорганизмы. Проникая в живые клетки, эти вещества
взаимодействуют с белками протоплазмы, парализуя при этом жизненные функции, что приводит к гибели микроорганизмов.
Применение определенных видов антисептиков поверхностного
типа действия не сказывается на повышении токсичности хранящегося
картофеля, что гарантирует безопасность употребления сырья в пищу.
Использование антисептиков позволяет сократить потери хранящегося
сырья, минимизировать процессы дыхания, транспирации, повысить
устойчивость картофеля к микробиологическим повреждениям.
Не менее важны преимущества химических антисептиков и в гигиеническом отношении, поскольку заведомо известно, какой антисептик и в каком количестве используется.
Среди наиболее исследованных в качестве химически антисептических препаратов – гашеная известь, мел, бура, борная, соляная и
молочная кислоты и их соли, серный ангидрид, сера, окиси и перекись
кальция и др.
Эффективными химическими антисептиками для снижения потерь от заболеваний при хранении могут быть растворы карбоната, пары формальдегида, перекись водорода, соли натрия и калия, борная
кислота и т. д.
187
В литературе имеются данные о возможности использования
йодполимерных соединений – йодкрахмала, ИКМ (йодкрахмала модифицированного), йодинола – для обработки ими плодов и овощей с целью повышения устойчивости их в хранении.
В настоящее время с целью предотвращения развития в период
хранения сухих фомозных и фузариозных гнилей семенной и продовольственный картофель в момент закладки на хранение обрабатывают препаратом «Максим».
Однако реализация продовольственного картофеля в этом случае
допускается только через 3 месяца после обработки.
Из всего многообразия испытанных веществ в производственных
условиях используются лишь некоторые, например, мел для хранения
корнеплодов моркови, хлористый кальций для хранения яблок и т. д.
В ГП «Институт «Плодоовощпроект» в рамках ГПНИ «Инновационные технологии в АПК» проводятся исследования влияния обработки картофеля антисептическими веществами на его сохранность
при длительном хранении.
На основании проведенных теоретических исследований и анализа существующих способов обработки картофеля с учетом простоты применения были выбраны следующие антисептические вещества:
поваренная соль йодированная, йодат калия, борная кислота, перекись
водорода. Установлены концентрации и способы нанесения растворов.
Исходя из этого, была разработана технологическая схема обработки
картофеля перед закладкой на хранение, включающая обработку антисептическими веществами, подсушку и хранение.
Обработанные образцы картофеля урожая 2012 г. были заложены на хранение в лабораторных условиях при температуре 3–5 ºС и
относительной влажности 90–95 % на технологическом
стенде
ГП «Институт «Плодоовощпроект» и в реальных условиях существующего хранилища с активной вентиляцией РСДУП «Экспериментальная база «Зазерье» РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» при температуре 4–6 ºС и относительной влажности
85–90 %. Хранение осуществлялось в течение семи месяцев. Ежемесячно исследовали динамику изменений товарных качественных показателей хранившихся опытных образцов картофеля по следующим показателям: внешний вид, содержание увядших (сморщенных) экземпляров (нестандарт), пораженных болезнями (гниль), потеря массы,
естественная убыль.
Результаты исследований динамики изменений показателей качества обработанного картофеля урожая 2012 г. в процессе хранения в
лабораторных условиях в течение семи месяцев представлены
на рисунке 1.
188
Рисунок 1 – Динамика изменения массы картофеля при хранении
в лабораторных условиях
Исследования динамики изменений массы и потерь обработанного картофеля урожая 2012 г. в процессе хранения в производственных условиях РСДУП «Экспериментальная база «Зазерье» на базе
действующего картофелехранилища представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Динамика изменения массы картофеля при хранении в
производственных условиях
189
Как видно из представленных данных, в течение семи месяцев
хранения как в лабораторных, так и в производственных условиях во
всех опытных образцах картофеля сохранилась положительная динамика уменьшения массы по сравнению с контролем, причем наибольшая убыль массы картофеля наблюдалась в первые два месяца хранения. В образцах картофеля № 3 и № 4, обработанных борной кислотой
и иодатом калия, – наименьшие потери, они составляют в лабораторных условиях соответственно 5,2 и 5,5 % (контроль – 7,0 %), в производственных – 7,9 и 7,7 % (контроль – 8,5 %).
За все время хранения во всех обработанных образцах картофеля
сохранился тургор. Клубни картофеля имеют хороший внешний вид,
без постороннего запаха и вкуса.
Таким образом, анализ результатов проведенных исследований показал, что обработка картофеля растворами борной кислоты и
иодата калия перед закладкой на хранение способствует уменьшению естественных потерь, сохранению товарных и качественных
показателей сырья.
Литература
1. Соколова, А.К. Хранение плодоовощной продукции и картофеля
с использованием антисептиков в послеуборочный период / А.К. Соколова. – М.: ВНИИТЭИагропром, 1991. – 46 с.
2. Технологии хранения картофеля / К.А. Пшеченков [и др.]. – М.:
Картофелевод, 2007. – 192 с.
УДК 631.363.21
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МУЛЬТИРОТОРНОГО
ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЗЕРНОФУРАЖА ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА
А.И. Пунько, к.т.н., доц., М.В. Иванов, м.н.с.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Для достижения высоких экономических показателей в животноводческой отрасли кормовой рацион должен содержать определенный набор
веществ, полностью удовлетворяющий потребности организма животного
в питательных веществах. Это возможно путем приготовления полноценных комбикормов, доля которых в рационе кормления составляет: для
190
птицы – 95...100 %, свиней – 85...90 %, КРС – 24…30 %. Поэтому производство комбикормов является важной отраслью сельского хозяйства.
Процесс измельчения зернофуража занимает до 50 % от общих энерго- и трудозатрат и является наиболее энергоемкой технологической
операцией в приготовлении комбикормов.
Основная часть
На животноводческих фермах, комбикормовых заводах, перерабатывающих предприятиях широко используются молотковые и ударноцентробежные дробилки и измельчители. Общим недостатком их работы
является высокая неравномерность гранулометрического состава конечного продукта. При тонком измельчении содержание пылевидной фракции составляет до 30 %, резко увеличиваются энергетические затраты,
при грубом помоле получается до 20 % недоизмельченной фракции.
Традиционные конструктивные решения по данной проблеме не могут в полном объеме обеспечить коренное совершенствование технологического процесса. Поэтому исследования и разработка новых технических решений, направленных на совершенствование рабочих органов с
целью повышения качества готового продукта и снижения удельной
энергоемкости, являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.
Для решения поставленной проблемы предлагается новая конструкция мультироторного измельчителя зернофуража вертикального
типа. Измельчитель зерна содержит корпус, внутри которого установлен сепаратор, выполненный в виде двух сообщающихся цилиндрических решет, измельчающие роторы с загрузочными и выгрузными окнами, с возможностью вращения от электродвигателей, включает
установленные в корпусе роторы с возможностью вращения в одном
направлении или с возможностью встречного вращения, при этом пакеты ножей установлены таким образом, что ножи одного из роторов
расположены между ножами другого ротора с образованием зазора
между ними, размер которого меньше размера зерна.
Благодаря увеличенной скорости соударений частиц зерна и ножей, при встречном движении ножей создается зона интенсивного измельчения, что повышает эффективность процесса, а следовательно, и
производительность измельчителя.
Цилиндрические решета сепаратора обеспечивают требуемый гранулометрический состав готового продукта, а изменение направления вращения роторов позволяет использовать другие грани ножей без разборки
измельчителя.
Измельчитель зерна содержит (рисунок 1) корпус, загрузочные
патрубки 1, сепаратор 2, установленный в корпусе и выполненный в
191
виде двух сообщающихся цилиндрических решет 3 и 4, внутри которых расположены два измельчающих ротора 5 и 6 с закрепленными на
них пакетами ножей 7 и 8. Роторы 5 и 6 вращаются от электродвигателей в одном направлении или с возможностью встречного вращения. Ножи 7 ротора 5 расположены между ножами 8 ротора 6 с образованием зазора между ними, размер которого меньше размера зерна.
В днище корпуса расположены выгрузные окна.
1 – загрузочные патрубки; 2 – сепаратор; 3 , 4 – решета;
5 , 6 – измельчающие роторы; 7 , 8 – пакеты ножей
Рисунок 1 – Мультироторный измельчитель зерна вертикального типа
Устройство измельчающего ротора показано на рисунке 2.
Измельчитель зерна работает следующим образом.
Исходный материал (рисунок 1) по загрузочным патрубкам 1 подается внутрь сепаратора 2, где попадает в зону действия вращающихся роторов 5 и 6 с набранными пакетами ножей 7 и 8, захватывается ими, разгоняется по периферии цилиндрических решет 3 и 4 сепаратора 2 и измельчается. Частицы материала, полученные в результате первичного измельчения, за счет центробежных сил и воздушного потока направляются на
ножи противоположного барабана.
192
1 – шкив; 2 – корпус подшипника; 3 – вал; 4 – упорная шайба; 5 – нож;
6 – регулировочная шайба; 7 – поджимная шайба
Рисунок 2 – Измельчающий ротор
При встречном движении ножей противоположного ротора в области
соединения цилиндрических решет 3 и 4 сепаратора 2 скорость соударений частиц материала и ножей роторов 5 и 6 увеличивается, в результате
чего зерно интенсивно измельчается, что повышает производительность
дробилки. При последующем движении частиц по поверхности цилиндрических решет 3 и 4 сепаратора происходит дальнейшее их измельчение вращающимися ножами. Материал, измельченный до размера отверстий цилиндрических решет сепаратора, выводится из дробилки через
выгрузные окна.
Заключение
Повышение эффективности измельчения обеспечивается расположением ножей одного из роторов между ножами другого ротора с образованием зазора между ними, размер которого меньше размера зерна, а изменение направления вращения измельчающих роторов позволяет использовать все грани ножей без разборки измельчителя, что повышает долговечность их использования.
Литература
1 Дробилка зерна: пат. № 6862 BY, МПК В 02С 13/00 / А.И. Пунько,
С.А. Ворса, Г.Г. Русецкий, Д.И. Романчук; заявитель РУП «НПЦ НАН
Беларуси по механизации сельского хозяйства». – № u 20100398; заявл.
193
15.05.2010; опубл. 30.12.2010 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал.
уласнасці. – 2010. – № 6. – С. 157–158.
2 Двухроторная дробилка зерна: пат. № 5949 BY, МПК В 02С 13/00 /
А.И. Пунько; заявитель РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – № u 20090568, заявл. 01.07.2009; опубл. 28.02.2010 //
Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2010. – № 1. –
С. 156–157.
УДК 631.363.7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЫГРУЗКИ КОРМА ИЗ
ВЕРТИКАЛЬНОГО СМЕСИТЕЛЯ
В.В. Коновалов, д.т.н., проф., А.В. Чупшев, к.т.н., ст. преподаватель,
А.С. Калиганов, инж., М.В. Фомина, инж.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Пенза, Российская Федерация
Смешивание компонентов для получения смеси (как технологический процесс) широко распространено во многих отраслях народного хозяйства: пищевой и химической промышленности, металлургии, сельском
хозяйстве и т. д. Применительно к кормопроизводству основное внимание
уделяется определению производительности устройства, потребляемой
мощности [1], обоснованию параметров устройств с учетом специфики
конструкции смесителя и т. д. [2].
Основными элементами конструкции смесителя непрерывного
действия (рисунок 1) являются радиальные лопасти мешалки 1, осуществляющие разгон материала внутри емкости 3 смесителя. В результате взаимодействия поступающих сверху частиц компонентов
смеси и лопастей происходит перемешивание частиц и образование
смеси. Приготовленная смесь в нижней части емкости 3 смесителя под
действием центробежных сил вылетает через выгрузное окно из емкости смесителя на выгрузной лоток 5. Условием, обеспечивающим перемешивание корма, является соответствие высоты корма в смесительной емкости высоте расположения верхней части лопасти. Длительность перемешивания частиц смеси и высота слоя корма в емкости регулируются положением шибера 4.
Количественной оценкой работы смесителя является его производительность (подача) по загрузке Qcмзагр, определяемая как суммарная
производительность питателей компонентов смеси Qпит. Для опреде-
194
ления подачи смесителя по выгрузке готовой смеси из смесителя
Qcмвыгр с выгрузным отверстием в виде прямоугольной щели выделим
элементарный объем материала в виде элементарного сектора, вращающегося вместе с лопастями смесителя, и рассмотрим его движение.
При этом должно соблюдаться условие: производительность смесителя
по загрузке и выгрузке материала из него должна быть равна:
Qпит = Qcмзагр= Qcмвыгр .
(1)
Принимаем следующие допущения: масса материала (рисунок 1),
заполняющего сектор, сосредоточена в одной точке (в центре тяжести
сектора М), а далее рассматриваем перемещение элементарного сектора
как движение некоторой материальной точки М; движение материала
производится в радиальном направлении.
Для решения поставленной задачи введем подвижную систему координат X1O1Y1 и свяжем ее с центром вращения мешалки, как показано
на рисунке 2. Ось Х1 проходит через центр тяжести элементарного сектора [3].
 Qпит
1
3
2
2
3
dM
an
ak
1
N
Fтр

Fи
G
4
5
Ve
1 – лопасти мешалки смесителя; 2 – вал смесителя;
3 – емкость смесителя; 4 – шибер; 5 – выгрузной лоток
Рисунок 1 – Схема сил и ускорений, действующих на элементарный
сектор при разгрузке ячейки внутри смесителя
Для равномерного переносного движения материальной точки
справедливо выражение [4]:
mx   Fi   Ni  Sc  Se ,
195
(2)
где m – масса материальной точки, кг; x – относительное ускорение
материальной точки, м/с2;  Fi – геометрическая сумма приложенных к
точке задаваемых внешних сил, Н;  Ni – векторная сумма реакций связи, Н; Sc – кориолисова сила инерции, Н; Se – центробежная сила инерции, Н.

O1
t
Y1
Fтр
Sc
F1тр
M
Se X
1
Рисунок 2 – Схема сил, действующих на элементарный сектор
при разгрузке элементарной ячейки
В нашем случае к материальной точке приложены следующие силы.
Положение центра тяжести хс элементарного сектора определим,
воспользовавшись формулой [4]:
n
n
xc 
 xi  Si
i 1
S
;
yc 
 y S
i 1
i
S
i
,
(2)
где xc, yc – координаты центра тяжести фигуры, м; xi, yi – координаты тяжести элементарных площадок, из которых состоит фигура, м;
Si – площадь элементарных площадок, м2; S – площадь фигуры, м2.
196
Cила тяжести материала на участке площади элементарного сектора, Н:
G  M `g ,
(3)
где М` – масса материала над участком площади элементарного
сектора. Указанная величина пропорциональна массе элементарного
сектора m и определяется:
M ` m 
H
,
Sl
(4)
где Н – высота материала над участком площади элементарного
сектора, м; Sl – высота выгрузной щели вдоль вертикальной оси емкости
смесителя, м.
Силы трения о днище и стенки элементарного сектора:
Fт р  f  N1 – сила внутреннего трения, Н;
F1т р  f1  N – сила трения материала о днище емкости смесителя, Н,
где N – нормальная реакция элементарного сектора на днище смесителя от силы тяжести, Н; N1 – нормальная реакция элементарного сектора на соседние элементарные сектора от силы Кариолиса, Н; f – коэффициент внутреннего трения материала смеси; f1 – коэффициент трения
материала смеси о днище.
Тогда уравнение относительного движения примет вид:
 
 



m  x  Fт р  F1т р  Sc  Se .
(5)
Спроецируем полученное равенство на оси координат O1X1 и O1Y1:
 f  2  m    x;



m  y  2  m    x;

m  z  m  g.


m  x  m  x   2  m  g  f1  H
Sl
(6)
Разделив правую и левую части уравнения на m и выполнив необходимые преобразования, получим:
x  2    x  À  x   2   g  f1  H
Sl
,
(7)
где А = f.
Выражение представляет собой неоднородное дифференциальное
линейное уравнение второго порядка вида
x  p  x  q  x  R(t ) ,
197
где  – угловая скорость, рад./с; р, q – коэффициенты дифференциального уравнения.
Общее решение уравнения имеет следующий вид:
x  x1  x2 ,
(8)
где x1 – общее решение однородного дифференциального линейного уравнения; x2 – частное решение неоднородного дифференциального
линейного уравнения.
Частное решение однородного дифференциального уравнения
имеет вид:
x1  ek t .
Запишем характеристическое уравнение:
k 2  2  A  k  2  0 .
Найдем корни указанного уравнения:




k2    A  A2  1 .
k1    A  A2  1 ;
(9)
Корни характеристического уравнения действительны и различны.
Тогда общее решение уравнения без правой части имеет вид:
x1  C1  e

 t A A2 1
 C
2
e

 t A A2 1

,
(10)
где С1 и С2 – постоянные коэффициенты.
Частное решение уравнения (10) находим, представляя правую его
часть в виде:
x2  B  x r ,
(11)
где r – число корней характеристического уравнения, равных нулю. Так как таких корней нет, то r = 0 и x2  B; В – коэффициент дифференциального уравнения.
Для нахождения частного решения дифференциального уравнения
взяты первая и вторая производные выражения:
x2  0 .
x2  0 ;
Подставим производные в частное решение дифференциального
уравнения, получаем:
 B   2   g  f1  H
198
Sl .
Отсюда
B
g  f1  H
.
 2  Sl
Соответственно
x2 
g  f1  H
.
 2  Sl
(12)
Подставляя значения, полученные в (10) и (11), в выражение (12),
решено дифференциальное уравнение (7):
x  x1  x2  C1  e1t  C2  e2 t  B ,
где


(13)


1    A  A2  1    f  f 2  1 ;
2    ( A  A2  1)    ( f  f 2  1) .
(14)
Для определения неизвестных коэффициентов С1 и С2 решается
система уравнений:
x  x0 ;

x  x0 
(15)
с начальными условиями: x0  xc , xo  0 и t0 = 0,
где xс – положение центра тяжести элементарного сектора в момент времени t, м.
X С  C1  e1 to  C2  e2 to 
g  f1  H
.
 2  Sl
Для определения скорости перемещения центра тяжести в процессе выгрузки материала через отверстие продифференцируем выражение
15 по переменной t:
X C  C1  1  e1t  C2  2  e2 t .
(16)
Выражение (15) запишется в виде:
X C  C1  e1 0  C2  e2 0  B; 

0  C1  1  e1 0  C2  2  e2 0 
или
X C  C1  C2  B; 

0  C1  1  C2  2 
199
или
C2  X C  C1  B;


C1  1  ( X C  C1  B)  2  0.
Отсюда
C1 
( X C  B)  2
;
2  1
C2  X C 
X C  2
 B.
2  1
(17)
Тогда
x  x1  x2 
( X Co  B)  2 1t 
( X  B)  2 g  f1  H  2 t g  f1  H
  e  2
 e   X Co  Co
 2
2  1





S
  Sl
2
1
l 

.
Подача материала через выгрузное отверстие в виде щели определится, кг/с:
Q  QV   ` (Sl  SO cp )   `,
где So – ширина выгрузного отверстия, м; cp – средняя скорость
выхода материала из смесителя в радиальном направлении, м/с;
`– плотность материала в смесительной емкости при работе мешалки, кг/м 3.
Или
Q  Sl  SO   `

i
i
Ni
,
(18)
где i – скорость выхода материала из смесителя в радиальном
направлении на i-м участке, м/с; Ni – количество i-х участков выгрузного
отверстия, шт.
Литература
1.
Новиков, В.В. Обоснование параметров лопастной мешалки /
В.В. Новиков, С.П. Симченкова, В.И. Курдюмов // Вестник Ульяновской
ГСХА. – 2011. – № 2 (14). – С. 104–108.
2.
Коновалов, В.В. Определение потребного количества воздействий лопастей на смесь / В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, В.П. Терюшков //
Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. – 2009. – Т. 20, № 3. – С. 107–115.
200
3.
Обоснование оптимальных конструктивно-режимных параметров смесителя непрерывного действия / А.С. Калиганов [и др.] // Нива
Поволжья. – 2011. – № 3. – С. 63–67.
4.
Обоснование конструктивно-режимных параметров смесителя непрерывного действия / В.П. Терюшков // Вестник Всероссийского
научно-исследовательского института механизации животноводства. –
2011. – Т. 22, № 3. – С. 63–68.
УДК 636.084.523
К ВОПРОСУ ПОДГОТОВКИ И РАЗДАЧИ КОРМОВ
ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫМ КОРОВАМ
С. Винницки, А. Мычко, В. Романюк
Технологический институт природопользования (ITP),
Познаньский филиал
г. Познань, Республика Польша
В.О. Китиков
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
В производстве молока в последнее время происходят большие
изменения, особенно в системе содержания, доения и кормления коров. Все шире применяется беспривязное содержание и кормление
полнорационными кормосмесями (ПКС). Вследствие этого быстро
растет молочная продуктивность коров. Для примера: в Велькопольском воеводстве в 2012 г. от 126 тыс. коров, находящихся под государственным контролем продуктивности, получено в среднем 8148 кг
молока с содержанием жира 4,09 % и белка 3,40 % (PFHB i PM, 2013).
А. Gottenstrater (2007) приводит три фактора, которые положительно
влияют как на продуктивность, так и на рентабельность производства
молока. Это генетический прогресс в селекции быков, низкая отбраковка коров и хорошее качество заготовленных кормов.
В издержках производства молока значительное место занимают
корма. В Польше доля издержек на кормление составляет 60–70 %
непосредственных расходов (Litwińczuk i in., 2013). Причем чем выше
молочность, тем больший процент составляют корма. S. Weber (2013)
сообщает, что в Германии издержки на корм составляют 40 % расходов на производство молока. Из этого 20 % приходится на заготовлен-
201
ные корма, а 20 % – на покупные концкорма. С ростом продуктивности увеличивается расход концкормов (Brade i Brade, 2008). Поэтому
рациональное составление кормового рациона, подготовка к скармливанию и раздача корма имеют основное значение для содержания животных (Kowalski, 2010).
Предметом исследований был анализ решений по подготовке и
раздаче кормов лактирующим коровам. Анализ проведен на примере
стада, насчитывающего свыше 700 коров с продуктивностью около
10 тыс. кг молока в год.
Материал и методы исследования
Исследовалось стадо коров хозяйства в частном владении в
Велькопольском воеводстве. Основная характеристика производственного процесса представлена в таблице 1. Стадо было разделено
на 7 технологических групп (по показателю обеспеченности кормом),
из них 2 группы – сухостойных (первая и вторая половина сухостоя) и
5 групп коров – в периоде лактации (4 группы взрослых коров и одна
– первотелок). Основная характеристика кормовых рационов представлена в таблице 2.
Применяли 4 полнорационных кормосмеси (ПКС), причем первотелки все время получали ПКС номер 2.
Исходный материал для обработки получен из контрольных доек
в течение месяца. Анализировали данные за два года – 2011 и 2012.
Статистическую обработку провели с использованием собственной
программы.
Таблица 1 – Основная характеристика содержания коров
Наименование
Перечень
Зона отдыха
Подстилочные боксы для лежания
Зона движения
Сплошной пол на коридорах, выгульная площадка
Доение
Доильные залы:
«Параллель» 2 х 12
«Автотандем» 2 х 5
Кормление
По системе ПКС.
6 видов ПКС: 4 для лактирующих коров и 2 для
сухостойных;
раздача 2 раза в сутки
Удаление навоза Трактор со скрепером 1 раз в день
202
Таблица 2 – Характеристика полнорационных кормосмесей
(ПКС) для отдельных групп
Рацион расСодержание
Концентра- Концентрация Содержание
считан на
сухой массы
белка,
клетчатки,
производство
Группа ция энергии,
(СМ) в ПКС,
молока,
MДж/кг
г/кг
%
%
кг
1
2+П
3
4
7,40
7,33
6,79
5,85
174,5
167,2
147,9
143,5
14,0
13,44
17,64
22,59
49,21
44,46
35,47
30,19
45
35
26
20
Результаты исследований и их обсуждение
С каждым годом увеличивается количество стад с продуктивностью свыше 10 тыс. кг/год/корову (таблица 3). Еще в 2002 г. в Велькопольском воеводстве было только 5 таких стад, а количество коров –
0,5 % от подлежащей оценке активной популяции скота. В последние
годы количество стад возросло значительно, а коров в них сейчас
15 %. Коровы с такой продуктивностью требуют хорошего ухода и
кормления.
Таблица 3 – Изменение количества коров с продуктивностью
свыше 10 тыс. кг молока в год в Велькопольском воеводстве
Год
2002
2005
2009
2010
2011
2012
Количество
стад
5
18
71
81
126
173
коров
477
2195
7605
8963
13817
18891
Процент коров в
общем поголовье
0,5
2,1
4,3
5,0
7,6
15,0
В анализируемом хозяйстве количество коров не увеличивалось, а
молочность возросла за два года на 1600 кг (таблица 4), что обозначает
увеличение суточного надоя больше чем на 4 кг. Содержание жира и
белка в молоке осталось примерно одинаковым. Полученные результаты являются неплохими (PFHB i PM, 2013).
203
Таблица 4 – Средняя продуктивность стада в 2010–2012 гг.
Год
Количество
коров
2010
2011
2012
752,5
668,6
737,4
Продуктивность, кг
молока
жира
белка
8737
9606
10356
336,7
376,2
398,2
Содержание, %
жира
белка
296,3
322,8
345,0
3,85
3,92
3,84
3,39
3,36
3,33
В таблице 5 представлена молочная продуктивность за стандартную 305-дневную очередную лактацию. В 2012 г. возросла молочность
во всех лактациях в сравнении с 2011 годом. Обращает внимание, что
уже во второй лактации коровы хорошо доились – 11 тыс. кг молока.
Наблюдались и две другие положительные тенденции – долго удерживаемая высокая продуктивность в четвертой и следующих лактациях,
а также с ростом продуктивности содержание жира и белка оставалось
стабильным.
Таблица 5 – Продуктивность в текущих 305-дневных лактациях
Лактация
1
2
3
>3
2011
2012
Молочная продуктивность,
кг
2011
2012
200
138
81
53
261
125
74
60
8896
9233
9769
8478
Количество
коров в году
10173
11006
10945
10880
Содержание, %
жира
белка
2011
2012
2011
2012
3,72
3,77
3,79
4,12
3,63
3,78
3,96
4,00
3,32
3,41
3,36
3,39
3,25
3,33
3,40
3,33
В таблице 6 представлены суточная молочность и содержание
белка по стадиям лактации. Содержание белка хорошо отражает уровень обеспечения энергией в кормах (Krzyżewski i in., 1997; Ziemiński i
Juszczak, 1997). В хозяйстве применяли ПКС с разной энергетической
ценностью (таблица 2). Лучший корм – для высокопродуктивных коров, с меньшей энергетической ценностью – в конце лактации.
В первые 100 дней лактации средняя продуктивность составляла
39 кг (таблица 6), несмотря на то, что коров кормили для уровня 45 кг,
содержание белка в молоке было самым низким.
204
Таблица 6 – Суточная молочность и содержание белка по стадиям
лактации
День
лактации
Статистический
показатель
До 100
sd
V
101–200
sd
V
> 200
sd
V
Суточная
молочность, кг
Содержание
белка, %
39,0
3,03
7,7
34,8
3,44
9,9
26,7
2,98
11,2
3,14
0,13
4,1
3,39
0,11
3,2
3,60
0,12
3,3
В этот период лактации процент белка должен быть выше 3,10 %
(Brade i Brade, 2010). Начало лактации – это период, когда у высокопродуктивных коров имеется энергетический дефицит (Reklewski, 2008), а
равновесие наступает в конце 10–12 недели лактации.
Во вторые 100 дней лактации средняя продуктивность молока
34,8 кг была равна предусмотренной во 2 кормовой группе – 35 кг (таблица 2). Содержание белка 3,39 % указывает, что уровень кормления по
энергии соответствовал молочности.
В
последней
фазе
лактации
молочность
составила
26,7 кг/корову/день. Это на уровне 3 группы. Отмечено достаточно высокое содержание белка – 3,6 %. Это верхний предел оптимума (Ziemiński i
Juszczak, 1997). Снижение молочности в течение лактации было постепенным, что свидетельствует о хорошем кормлении (Słоniewski, 2013).
Статистический анализ показал отрицательную связь между суточной продуктивностью молока и содержанием белка. Коэффициент корреляции составил R = –0,80, а коэффициент регрессии B = –0,33. Уравнение
регрессии содержания белка (у) имеет формулу:
у = –0,03 х + 4,37,
где х – суточная продуктивность молока, кг.
Отрицательная зависимость между производством молока и обеспечением энергией в кормах имеет обоснование: анатомическое – ограниченная емкость рубца, физиологическое – существует предел использования концкормов в рационе (Kowalski, 2011; Krzyżewski, 2010).
В хозяйстве имелись корма хорошего качества: кукурузный силос,
силос из люцерны и сенаж. Для ПКС применяли четыре вида концкормов,
приготовляемых в хозяйстве, из них два – для кормов в период лактации
205
и два – во время сухостоя (один – в начале и другой – в конце запуска).
Концкорма различались по ценности: номер 1 имел концентрацию энергии 6,26 МДж/кг и 200 г/кг белка, а номер 2 – 10,5 МДж/кг и 372 г/кг.
Изменяя соотношение этих концкормов, получали 4 вида ПКС.
Содержание мочевины в молоке является показателем белковой составляющей в кормах (Krzyżewski i in., 1997). Оптимальная величина – от
150 до 300 мг/дм3 (Ziemiński i Juszczak, 1997). В исследуемом стаде уровень мочевины в молоке почти достигал верхнего предела (таблица 7).
Самой низкой средняя величина была в последний период лактации –
246,8 мг/дм3, когда ограничивается количество корма, а особенно концкорма. Самое большое количество мочевины наблюдали в середине лактации – 284,9 мг/дм3. Тогда коровы кормятся обильно, а молочность снижается.
Таблица 7 – Содержание мочевины в молоке по стадиям лактации
Статистический
показатель
Среднее арифметическое
Стандартное отклонение
Коэффициент изменчивости
Содержание мочевины по дням лактации,
мг/дм3
до 100
101–200
свыше 200
270,3
49,8
18,4
284,9
49,9
17,5
246,8
42,7
17,3
Во всех фазах лактации наблюдался разброс параметров, а коэффициент изменчивости превосходил 15 %. В хозяйстве имеется отчетливая
тенденция к обильному белковому кормлению. Об этом свидетельствует
анализ – в 24,6 % проб молока содержание мочевины в молоке было выше чем 300 мг/дм3. Недостаток белка в корме наблюдали только в 2,1 %,
когда содержание мочевины в молоке было ниже 100 мг/дм3.
Выводы
Разделение стада коров на технологические группы (по
обеспеченности кормом), применение различных кормовых
раздачей в виде ПКС дало возможность:
– получить высокую молочную продуктивность
10 тыс. кг/год/корову, с хорошим содержанием жира (> 3,8
(> 3,3 %);
– оптимизировать расход концкормов.
206
показателю
рационов с
– свыше
%) и белка
Установлена отрицательная зависимость между суточной молочной
продуктивностью и содержанием белка в молоке. Характер зависимости
четко выражен в первые 100 дней лактации.
Литература
1. Brade, E. Wieviel Korn braucht die Milch?. / E. Brade, W. Brade //
Neue Landwirtshaft. – 2008. – Nr 5. – S. 58–59.
2. Brade, E. Milchharnstoff als Indikator nutzen / E. Brade, W. Brade //
Neue Landwirtshaft. – 2010. – Nr 5. – S. 67–68.
3. Gottensträter, A. Spiel ohne Grenzen / A. Gottensträter // Neue
Landwirtshaft. – 2007. – Nr 8. – S. 54–57.
4. Kowalski, Z.M. Zadawanie pasz – ważny aspekt żywienia krów
mlecznych / Z.M. Kowalski // Dobry hodowca bydła mlecznego. – 2010. –
Nr 2. – S. 14–17.
5. Kowalski, Z.M. Uciec przed kwasicą / Z.M. Kowalski // Hodowla i
Chów Bydła. – 2011. – Nr 2. – S. 20–22.
5. Krzyżewski, J. Czynniki genetyczne i środowiskowe wpływające na
zawartość białka w mleku krów / J. Krzyżewski, N. Strzałkowska,
Z. Ryniewicz // Przegląd hodowlany. – 1997. – Nr 5. – S. 8–11.
6. Krzyżewski, J. Kwasica – groźne schorzenie metaboliczne u krów
mlecznych // J. Krzyżewski // Bydło. – 2010. – Nr 3. – S. 14–18.
7. Litwińczuk, Z. Efektywność produkcji mleka w gospodarstwach
rodzinnych południowo-wschodniej Polski / Z. Litwińczuk, W. Teter,
W. Chabuz, P. Stanek, P .Żółkiewski // Przegląd hodowlany. – 2013. –
Nr 3. – S. 9–12.
8. Polska Federacja Hodowców Bydła i Producentów Mleka w
Warszawie. 2013. Wyniki prac hodowlanych w roku 2012. – Poznań,
2013. – Ss. 128.
9. Reklewski, Z. Intensywny i ekologiczny system produkcji mleka /
Z. Reklewski // Przegląd hodowlany. – 2008. – Nr 6. – S. 1–5.
10. Słoniewski, K. Raport z żywienia krów – część III / K. Słoniewski //
Hodowla i Chów Bydła. – 2013. – Nr 5. – S. 32–36.
Weber, S. Nich mehr als 15 Cent je Liter / S. Weber //
DLG-Mitteilungen. – 2013. – Nr 2. – S. 84–87.
11. Ziemiński, R. Zawartość mocznika w mleku jako wskaźnik stosunku
białkowo-energetycznego w dawce pokarmowej dla krów mlecznych /
R. Ziemiński, J. Juszczak // Post. Nauk Roln. – 1997. – Nr 3. – S. 73–82.
207
УДК 631.363.7
ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ
К КОРМОСМЕСИ НА ОСНОВЕ КОНСЕРВИРОВАННОГО
ВЛАЖНОГО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ
В.Н. Гутман, к.т.н., доц., М.В. Навныко, ст.н.сотр.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
В предстоящий период интенсификации отрасли свиноводства в
приоритетном порядке следует осуществлять комплекс мер по массовому
освоению технологий, основанных на знаниях отечественной и зарубежной науки и передовой практики.
Реконструкция и техническое переоснащение свиноводческих
предприятий промышленного типа должны основываться на новых технологиях, реализующих взаимную адаптацию биологических и технологических звеньев, способствующих наиболее полному проявлению генетического и физиологического потенциала организма животного.
Реконструкция и техническое переоснащение должны преследовать
цель не только замены физически и морально изношенного оборудования, но и создания принципиально новых систем комфортных условий
питания и содержания животных, чтобы в течение производственного
процесса достичь нормативных параметров продуктивности животных.
Основная часть
В последние годы все большее распространение получает технология заготовки и скармливания консервированного плющеного зерна ранних стадий спелости. Это сравнительно новый, более совершенный способ
подготовки фуражного зерна. С учетом особенностей пищеварения жвачных животных плющеное консервированное зерно в большей степени отвечает физиологическим потребностям этих животных, чем измельченное.
Оно не распыляется, не затрудняет дыхание животных, прекрасно поедается. Технология заготовки кормового зерна плющением сегодня одна из самых экономичных и продуктивных. Благодаря принципиально новому
процессу заготовки и приготовления кормовой смеси за счет исключения
сушки, очистки и размола зерна затраты снижаются на 30–40 %.
Согласно предлагаемой технологии, уборка зерновых начинается в
стадии восковой спелости зерна при влажности 30–35 %, когда зерна кукурузы и других культур достигают максимального содержания питательных
веществ. Зерно привозится с поля автотранспортом и загружается в прием-
208
ный бункер плющилки, а из нее, после плющения и ввода консерванта,
направляется в бункер упаковщика, которым производится либо набивка
плющеной массы в полимерный рукав, либо закладка массы в траншею.
Консервированное плющеное зерно из траншеи или из полиэтиленового рукава разгрузчиком-раздатчиком доставляется в цех с выгрузкой в приемник-разгрузчик с транспортером, откуда оно определенной порцией, согласно рецепту, подается в весовой бункер.
Из накопительных бункеров при помощи шнековых транспортеров в весовой бункер подаются другие виды зерна, зернобобовые и шроты.
Набранные компоненты из весового бункера поступают в активный бункер-накопитель, где происходит их предварительное смешивание, и
дальше смесь через вальцовую дробилку поступает в смеситель. Одновременно в смеситель подаются минеральные компоненты и премиксы. Кроме того, для обогащения кормосмеси питательными веществами и
улучшения качества смешивания в смеситель вводятся жидкие компоненты. После смешивания готовый корм идет на скармливание животным.
Общий вид комплекта оборудования для приготовления кормов с использованием плющеного влажного зерна кукурузы представлен на рисунке 1.
1 – приемник-питатель плющеного зерна кукурузы; 2 – емкость для
приемки и хранения сухих компонентов; 3 – емкость для жидких
компонентов; 4 – транспортер плющеного зерна кукурузы;
5 – транспортер сухих компонентов; 6 – дозатор-смеситель; 7 – уловитель
инородных тел; 8 – диспергатор; 9 – линия выдачи готовой кормовой добавки
Рисунок 1 – Общий вид комплекта оборудования для приготовления
кормов с использованием плющеного влажного зерна кукурузы
209
Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения одного
комплекта оборудования составляет 20,6 млн рублей.
Заключение
Благодаря принципиально новому процессу заготовки и приготовления кормовой смеси с использованием плющеного консервированного
зерна за счет исключения сушки, очистки и размола зерна производственные затраты снижаются на 30–40 %.
УДК 631.363.7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЯ
КОНЦКОРМОВ
В.П. Терюшков, к.т.н., доц., В.В. Коновалов, инж.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Пенза, Российская Федерация
Для обеспечения животных необходимыми питательными веществами компоненты кормосмесей подлежат дозированию с последующим смешиванием. Под смешиванием понимают процесс равномерного распределения частиц компонентов конкретного корма в
общем объеме, в результате чего получают однородную кормовую
смесь [1].
Равномерность смешивания (однородность) должна составлять
соответственно: для КРС – не менее 80 %; для овец – 75...80 % (при
вводе карбамида – 90 %); для свиней – не менее 90 %; для зверей – не
менее 80 %. Равномерность комбикормов, приготавливаемых в хозяйстве, – не менее 90 % [1–3].
Равномерность смеси определяют:
Vp= (100 – ).
(1)
В качестве показателя неравномерности смешивания используют коэффициент вариации , %, фактического распределения контролируемого
или контрольного компонента в пробах [1, 4].
 = 100  S / Х , %,
(2)
где S – эмпирическое (опытное) среднеквадратическое отклонение:
210
n
S
 ( Хп  Х )
2
i
i 1
N 1
;
(3)
Х – среднеарифметическое значение контрольного компонента во
всех взятых пробах, г;
N – общее количество проб, 15–20 шт.
Чем меньше  , тем качественнее распределены компоненты в
смеси.
В зависимости от вида смешиваемых кормов применяют различные виды смесителей. По принципу действия их разделяют на непрерывные и периодические. В случае непрерывного дозирования
компонентов используют смесители непрерывного действия. Они менее энергоемки, однако по качественным показателям смеси зачастую несколько хуже периодических [1, 5–11].
Для смешивания сухих кормов наиболее эффективны смесители
с лопастными рабочими органами [1, 7, 9]. В процессе ранее проводимых исследований [9, 10, 11] был определен ряд рациональных
конструктивно-кинематических параметров лопастного рабочего органа смесителя периодического действия, а также непрерывного действия. Используя полученные данные, были проведены мероприятия
по разработке и изготовлению в Пензенской ГСХА смесителя сухих
кормов непрерывного действия (рисунок 1).
1 – выгрузной лоток; 2 – кожух; 3 – загрузная воронка;
4 – рабочий орган; 5 – привод
Рисунок 1 – Смеситель с комбинированным рабочим органом
211
Смеситель представляет собой горизонтальный кожух 2 с загрузной воронкой 3 и выгрузным лотком 1. Внутри кожуха установлен горизонтальный вал с приводом 5 от электродвигателя через клиноременную передачу. На валу установлен комбинированный рабочий орган 4 в виде последовательно установленной прутковой
П-образной лопастной мешалки и двухзаходного спиральновинтового пруткового конвейера. Компоненты смеси, непрерывным
потоком загружаемые в смеситель через загрузную воронку 3, активно перемешиваются внутри кожуха прутковыми лопастями
П-образной мешалки в зоне загрузного отверстия. Часть материала
ссыпается с лопастной мешалки на спирально-винтовой прутковый
конвейер, который дополнительно перемешивает материал и транспортирует его вдоль кожуха к выгрузному лотку 1.
План проведения исследований соответствовал полнофакторному
плану 23. Методика опытов предусматривала подачу контрольного
компонента (зерна ячменя) в количестве 2,5 % от массы смеси. Наполнитель: дерти ячменная и пшеничная в пропорции (1:1) насыпной
плотностью 710 кг/м3. Количество проб для определения качества смеси – 20 шт. Масса пробы – 100 г.
В результате обработки опытных данных по качеству смеси получено выражение неравномерности смеси (коэффициента вариации содержания контрольного компонента в пробах), %:
v = 118,6483 – 0,52621 · n + 0,00058 · n2 +
+ 0,034409 · Z · n – 8,09237 · Z – 0,3506 · Z2 ,
(4)
n – частота вращения рабочего органа, мин.-1;
Z – количество прутковых П-образных лопастей рабочего органа, шт.
Коэффициент корреляции R = 0,91789. Ф-тест = 0,969869.
С увеличением частоты вращения и количества лопастей неравномерность смеси снижается. При доле контрольного компонента в составе смеси коэффициент вариации менее 20 % соответствует частоте
вращения 240 мин.-1 и более. Лучшие значения показателей – при количестве лопастей 6 шт.
где
212
Рисунок 2 – Влияние количества лопастей мешалки Z (шт.) и
частоты вращения рабочего органа n (мин.-1) на неравномерность смеси , %
В результате обработки опытных данных получено выражение
мощности привода смесителя, Вт:
W = 812,6077 – 317,216 · Z + 45,76911 · Z2 + 2,067434 · n +
+ 0,004361 · n2 – 0,54485 · Z · n.
(5)
Коэффициент корреляции R = 0,95265. Ф-тест 0,86931.
С ростом частоты вращения рабочего органа затраты мощности
неуклонно растут. Минимальная энергоемкость – при частоте вращения до 150 мин.-1. Количество лопастей при этом – 3…5 шт. Однако с
ростом частоты вращения до 350 мин.-1 наибольшие затраты мощности
соответствуют количеству лопастей 3 шт. Минимум мощности при-
213
вода при этом смещается к 6 лопастям. Это связано с уменьшением
эквивалентной вязкости сыпучих материалов с ростом частоты воздействия на них. Чем выше частота воздействий, тем большее количество материала находится во взвешенном состоянии (отдаленно напоминающем псевдокипящий слой). Это уменьшает сопротивление материала движению лопастей.
Рисунок 3 – Влияние количества лопастей мешалки Z (шт.)
и частоты вращения рабочего органа n (мин.-1) на потребляемую
мощность W, Вт
214
Литература
1. Коновалов, В.В. Механизация технологических процессов животноводства / В.В. Коновалов, С.И. Щербаков, В.Ф. Дмитриев. – Пенза: РИО ПГСХА, 2006. – 274 с.
2. Нормы технологического проектирования кормоцехов для животноводческих ферм и комплексов: НТП-АПК 1.10.16.001–02. – Введ.
29.04.2002. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 115 с.
3. Коновалов, В.В. Обоснование технических средств приготовления и выдачи кормов в свиноводстве: монография / В.В. Коновалов. –
Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – 314 с.
4. Сельскохозяйственная техника. Машины и оборудование для
приготовления кормов. Порядок определения функциональных показателей: СТО АИСТ 19.2–2008. – Введ. 10.12.2010. – Мн.: Минсельхозпрод, 2010. – 48 с.
5. Гусев, С.В. Концентрированные корма... увлажненные /
С.В. Гусев, В.В. Коновалов, С.И. Щербаков // Сельский механизатор. –
2003. – № 1. – С. 18.
6. Мишин, К.М. Смеситель жира и концентрированных кормов /
К.М. Мишин, В.В. Коновалов, А.А. Курочкин // Животновод. – 2003. –
№ 2. – С. 27.
7. Боровиков, И.А. Смеситель сухих кормов / И.А. Боровиков,
В.В. Коновалов, В.П. Терюшков, С.В. Гусев // Сельский механизатор. –
2006. – № 7. – С. 32.
8. Иноземцева, Л.В. Обоснование параметров увлажнителя концентрированных кормов / Л.В. Иноземцева, В.В. Коновалов // Достижения науки и техники АПК. – 2003. – № 7. – С. 23–24.
9. Чупшев, А.В. Экспериментальные исследования смесителя
кормов / А.В. Чупшев, В.В. Коновалов, С.В. Гусев // Нива Поволжья. –
2008. – № 2. – С. 69–75.
10. Терюшков, В.П. Обоснование параметров вертикального смесителя с комбинированным рабочим органом / В.П. Терюшков,
В.В. Коновалов, И.А. Боровиков, В.Ф. Дмитриев // Вестник СГАУ
им Н.И. Вавилова. – 2007. – № 3. – С. 59–61.
11. Калиганов, А.С. Обоснование оптимальных конструктивнорежимных параметров смесителя непрерывного действия / А.С. Калиганов, В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, В.П. Терюшков // Нива Поволжья.
– 2011. – № 3 (20). – С. 63–67.
215
УДК 631.363.7
ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОРМОСМЕСИ
СМЕСИТЕЛЕМ-КОНВЕЙЕРОМ
А.С. Фомин, аспирант, В.В. Коновалов, д.т.н., проф.,
А.В. Чупшев, к.т.н., В.П. Терюшков, к.т.н., доц.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Пенза, Российская Федерация
В России планируется 46 % производимого фуражного зерна
использовать для производства комбикормов в хозяйствах [1, 2]. Основой при этом являются собственное фуражное зерно и покупные
белково-витаминные добавки. Следовательно, потребность в смесителях кормов, способных приготавливать качественные смеси, неизбежно растет [2, 3]. Однако существующие смесители не предназначены для транспортирования материалов и их дозирования. Данные
вопросы решаются с применением различных питателей [4–9].
В ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» разработан смесительконвейер концкормов непрерывного действия (рисунок 1) и
проведены его исследования [10]. Смеситель представляет собой
спирально-винтовой шнек (конвейер), состоящий из кожуха 2,
загрузочной воронки 3, выгрузного лотка 1, привода 6, прутковой
спирали 5 рабочего органа. Внутри кожуха на подшипниках
установлен рабочий орган в виде вала 4 с крепящейся к нему на
радиальных поддерживающих лопастях винтовой спиралью 5 из
металлического прутка. Диаметр прутка спирали изменяется
от 5 до 8 мм при шаге спирали от 50 до 175 мм. Длина кожуха шнека
составляет 2,3 метра. Частота вращения рабочего органа –
от 150 до 400 мин.-1.
Предварительная смесь непрерывно поступает из многокомпонентного дозатора в загрузочную воронку 3 смешивающего шнека
непрерывного действия (в смеситель-конвейер). Поступающие компоненты смеси захватываются спиралью 5 однозаходного шнека и
двигаются в направлении зоны транспортировки, где осуществляется
перемешивание компонентов смеси за счет воздействия на нее прутковой спирали 5 и поддерживающих ее радиальных лопастей. При
подаче смеси в зону выгрузного лотка 1 осуществляется ее самопроизвольная выгрузка.
216
1 – выгрузной лоток; 2 – кожух; 3 – загрузочная воронка;
4 – опорный вал; 5 – винтовая спираль; 6 – шкив привода
Рисунок 1 – Спирально-винтовой смеситель-конвейер сухих кормов
Методика исследований соответствовала [11]. В процессе проведения исследований изменялись: шаг витка спирали, частота ее вращения, диаметр спирали. Определялось качество получаемой смеси (неравномерность смеси) – коэффициент вариации содержания контрольного компонента в пробах. Количество проб для определения неравномерности смеси – коэффициента вариации содержания контрольного
компонента в пробах – 20 шт. Масса пробы – 100 гр. Контрольный
компонент – зерна ячменя, вводимые в смесь в количестве 1 % от массы смеси. В процессе проведения опытов предусматривалась 3-кратная
повторность опытов.
В результате проведения эксперимента получены опытные данные содержания контрольного компонента в пробах, а после обработки
результатов установлено уравнение регрессии неравномерности смешивания смесителя-конвейера вида (1):
 = a0 + a1 · n + a2 · s + a12 · n · s + a3 · d + a31 · d · n + a23 · d · s,
(1)
где d – диаметр прутка спирали, мм; s – шаг витка спирали, мм;
n – частота вращения спирали, мин.-1; a0, a1, a2, a3, a12, a31, a23 – коэффициенты регрессии.
После подстановки числовых значений коэффициентов уравнение
регрессии неравномерности смешивания запишется, 0,01 %:
 = 0,185 – 0,00044 · n + 0,00597 · s – 0,000009 · n · s – 0,0327 · d +
+ 0,000082 · d · n – 0,0000016 · d · s.
217
(2)
Коэффициент корреляции R = 0,99896. F-тест – 0,996543. Полученная модель имеет хорошие статистические показатели, что говорит об
адекватности полученного выражения.
Графический анализ полученной регрессионной модели представлен на рисунке 2. С увеличением шага витков спирали качество
смеси ухудшается. Лучшее качество наблюдается при шаге витков
50 мм. Частота вращения рабочего органа влияет на результат значительно меньше. Однако лучшие (меньшие) значения неравномерности
смеси наблюдаются при наибольшей частоте вращения, то есть при
стремлении к 400–450 мин.-1. При малых частотах вращения лучшее
качество смеси наблюдается при диаметре прутка 8 мм, при высоких
частотах – при 5 мм. При частотах 300–420 мин.-1 данный показатель
не оказывает существенного влияния на качество смеси.
а)
б)
-1
а) частоты вращения n (мин. ) и шага спирали S (мм) при диаметре
прутка спирали d = 8 мм; б) частоты вращения n (мин.-1) и диаметра
прутка спирали d (мм) при шаге спирали S = 50 мм
Рисунок 2 – Двумерные поверхности отклика
неравномерности смешивания
Таким образом, для получения смеси с большей равномерностью
распределения контрольного компонента можно рекомендовать шаг
спирали около 50 мм и частоту вращения винта 400–450 мин.-1 при диаметре прутка спирали 5 мм. Учитывая, что получаемая неравномерность
смеси (12 %) выше зоотехнически допустимых значений (10 %), указанные параметры не приводят к соблюдению зоотехнических требований
при доле контрольного компонента 1 %. В связи с этим требуются дополнительные исследования по определению зоны применения рабочего
органа по технологическим параметрам (доля контрольного компонента
и производительность смесителя).
218
Литература
1. Сыроватка, В.И. Инновационные технологии производства
комбикормов в хозяйствах / В.И. Сыроватка, А.Д. Обухов // Вестник
Всероссийского научно-исследовательского института механизации
животноводства. – 2011. – Т. 22, № 3. – С. 11–23.
2. Новиков, В.В. Обоснование параметров лопастной мешалки /
В.В. Новиков, С.П. Симченкова, В.И. Курдюмов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2011. – № 2.
– С. 104–108.
3. Ведищев, С.М. Исследование влияния конструктивнорежимных параметров шнеколопастного смесителя на его качественные показатели / С.М. Ведищев, Н.В. Хольшев // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. – 2011. –
№ 3. – С. 32–34.
4. Оптимизация параметров спирально-лопастного питателя концентрированных кормов / В.В. Коновалов [и др.] // Известия Самарской
ГСХА. – 2012. – № 3. – С. 107–111.
5. Определение поправочных коэффициентов подачи вертикального шнека / В.В. Коновалов [и др.] // Вестник СГАУ им Н.И. Вавилова. – 2007. – № 3. – С. 43–45.
6. Курочкин, А.А. Обоснование рациональных параметров шнека
пресс-экструдера в зоне загрузки / А.А. Курочкин, В.В. Новиков //
XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. – 2013. – № 6.
– С. 123–127.
7. Определение подачи цилиндрического шнекового пресса /
В.В. Коновалов [и др.] // Нива Поволжья. – 2010. – № 2. – С. 51–57.
8. Обоснование параметров спирально-шнекового питателя концкормов / В.В. Коновалов [и др.] // Вестник Всероссийского научноисследовательского института механизации животноводства. – 2011. –
Т. 22, № 3. – С. 68–73.
9. Коновалов, В.В. Определение параметров потока материала,
выходящего из барабанного дозатора-метателя / В.В. Коновалов,
В.П. Терюшков, Л.В. Иноземцева // Нива Поволжья. – 2010. – № 3. –
С. 63–68.
10. Спирально-винтовой смеситель-конвейер / В.В. Коновалов
[и др.] // Сельский механизатор. – 2012. – № 7. – С. 7.
11. Сельскохозяйственная техника. Машины и оборудование для
приготовления кормов. Порядок определения функциональных показателей: СТО АИСТ 19.2–2008. – Введ. 10.12.2010. – Мн.: Минсельхозпрод, 2010. – 48 с.
219
УДК 631.363.7
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
БАРАБАННЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
КОРМОСМЕСЕЙ
Н.В. Димитриев, аспирант, В.В. Коновалов, д.т.н, проф.,
А.В. Чупшев, к.т.н., В.П. Терюшков, к.т.н, доц.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Пенза, Российская Федерация
Кормление животных качественными смесями в достаточном
количестве обеспечивает как повышение продуктивности животных,
так и эффективное использование кормов [1, 2, 3]. Смешивание кормовых компонентов для получения комбикормов-концентратов на основе покупных БВД и собственного фуража в хозяйствах осуществляют различными смесителями [2–7]. Однако все они требуют высоких
затрат на приобретение. В настоящее время имеются в свободной продаже барабанные смесители периодического действия с достаточно
низкой покупной ценой (Kraton, General, Prorab и др.), предназначенные для приготовления строительных смесей.
Для изучения пригодности указанных барабанных смесителей
для приготовления смесей сухих концентрированных кормов в личных
хозяйствах граждан использовались смесители (таблица 1) периодического действия барабанного типа (рисунок 1), каждый из которых состоит из рабочей емкости 4 с закрепленным на наружной поверхности
зубчатым венцом. На зубчатый венец передается вращение с помощью
зубчатого колеса, установленного на выходе из силового блока 6.
В силовом блоке вращение от электродвигателя передается с помощью ременной передачи. Штурвал 5 регулирует угол наклона оси
вращения барабана. Узлы смесителя закреплены на опорах 2 и 9. Колеса 8 транспортируют смеситель.
Работа смесителя осуществляется следующим образом: смеситель штурвалом 5 устанавливается на определенном углу наклона оси
вращения барабана, после чего засыпаются компоненты смеси. По истечении времени перемешивания барабан наклоняется отверстием
вниз до высыпания готовой смеси.
В процессе проведения исследований изменялись время смешивания и угол наклона оси вращения барабана при постоянной частоте
вращения, размерах и количестве штатных лопастей [8, 9].
220
Таблица 1 – Технические характеристики исследуемых смесителей
Характеристики смесителя Кратон 180
Объем барабана, м3
0,180
-1
Частота вращения барабана, мин.
29
Мощность привода, Вт
650
Кратон 120
0,120
28
440
General 63
0,063
26
220
Методика исследований соответствовала [10]. В качестве компонентов смеси использовалась дерть пшенично-ячменная с соотношением культур 1:1 и плотностью 550 кг/м3, а контрольным компонентом
служили зерна ячменя в количестве 1 % от массы смеси. Из полученного в эксперименте объема смеси отбирали пробы в количестве 20 шт.
массой 100 г каждая.
Коэффициент загрузки смесителя принимали равным 0,9.
При этом максимальная масса определялась при условии, что в установленном под заданным углом  (град.) вращающемся барабане исключалась самопроизвольная выгрузка смешиваемых ингредиентов.
Время смешивания Т (с) определялось по длительности перемешивания
компонентов после внесения сверху наполнителя порции контрольного
компонента.
1 – перекладина; 2 – опора; 3 – зубчатый венец; 4 – барабан; 5 – штурвал;
6 – силовой блок; 7 – блок управления; 8 – опорное колесо; 9 – опора
Рисунок 1 – Барабанный смеситель периодического действия
Равномерность смешивания  определялась, 0,01%:
 = 1 – ,
221
(1)
где  – коэффициент вариации содержания контрольного компонента в анализируемых пробах, 0,01 % [10].
Согласно литературным источникам [11], равномерность смеси может быть описана по аналогии с процессом диффузии выражением:
 = m · (1 – е-kT) ,
(2)
где m – равномерность смеси, достижимая данным смесителем;
k – показатель степени интенсивности перемешивания.
Для смесителя объемом 180 л при угле наклона оси вращения его
емкости относительно горизонтали  = 15 град. построим график равномерности по формуле 3 (рисунок 2) и укажем опытные значения.
Как видим, в исследуемом интервале времени смешивания надлежащее качество смеси (по зоотехническим требованиям – 90 %, т.е.
ЗОО = 0,9 [12]) исследуемым смесителем недостижимо. Дальнейшее
смешивание нецелесообразно, учитывая стабилизацию значений равномерности смеси, начиная с 240–300 с. Для исследуемого смесителя
показатель степени интенсивности перемешивания k = 0,024. Рациональное время смешивания 240–300 с.
 – расчетное значение равномерности смеси по модели; 0 – опытные
значения равномерности смеси; ср – среднее значение равномерности смеси
на промежутке времени от 180 до 900 с; зоо – зоотехнические требования на
равномерность смеси, 0,01 %
Рисунок 2 – Изменение равномерности смеси  (0,01 %)
с течением времени Т, с
222
Для описания функциональной зависимости изменения равномерности смеси  используем показатели угла наклона емкости  и объема
емкости смесителя V. Качество смеси определится (рисунок 3):
РАСЧ1 = 0,6297614 · [1 – (sin)0,5] · (2,048221 + 1,637711 · V – 0,011281/V). (3)
F-тест 0,2888. Коэффициент корреляции R = 0,9782.
Рисунок 3 – Влияние угла наклона емкости смесителя
 (30–45 град.; рад.) и объема емкости смесителя
V (м3) на равномерность смеси  (0,01 %)
Наиболее значимым фактором является угол наклона  емкости
смесителя. Лучшее качество смеси соответствует углу 15. Объем смесителя влияет значительно меньше. Лучшие показатели соответствуют
наибольшему смесителю (V = 0,18 м3). Тем самым данные параметры являются наиболее рациональными при работе барабанного смесителя периодического действия.
Анализ статистических показателей (R = 0,9782) говорит о хорошей
корреляции опытных и расчетных значений. Однако низкое значение
F-теста (0,2888) показывает недостаточную адекватность модели.
В связи с этим осуществлено повторное моделирование, связывающее результаты первичного выражения РАСЧ1 с опытными значениями.
Полученная модель описывается выражением (рисунок 4):
223
 РАСЧ2 = –0,10393 + 1,194328 · РАСЧ1.
(4)
F-тест 0,907522. Коэффициент корреляции R = 0,978177.
Полученная модель имеет хорошие статистические показатели, что
говорит об адекватности полученного выражения.
Рисунок 4 – График соответствия опытных (о) и расчетных (р)
значений равномерности смешивания барабанными смесителями
периодического действия
Таким
образом,
выражением, 0,01 %:
равномерность
смеси
описывается
 ={–0,104 + 1,194328 · [0,6297614 · [1 – (sin)0,5] 
 (2,048221 + 1,637711 · V – 0,011281/V)]} · (1 – е-0,024T).
(5)
Для исследований влияния доли контролируемого компонента на
процесс смешивания сухих кормов использовался смеситель
«Кратон-180» объемом 0,180 м3, штатного исполнения, емкость которого
установлена под углом 15. При исследовании влияния доли контролируемого компонента Dk его значение изменялось от 1 до 15 %. Время перемешивания Т соответствовало 180–300 с.
Результаты исследований влияния длительности смешивания и доли контролируемого компонента на неравномерность смеси приведены в
виде выражения (рисунок 5):
 = 31,60243 – 5,65043 · (Dk0,5) + 0,003214 · Т,
где Dk – доля контрольного компонента в смеси, %.
224
(6)
Коэффициент корреляции R = 0,975. F-тест = 0,910987. Значения
статистических показателей говорят об адекватности полученной регрессионной модели.
Время смешивания в указанном временном интервале практически
не влияло на качество смеси. Лучшие значения качества смеси – при
300 с. С увеличением доли контролируемого компонента качество смеси
интенсивно улучшалось.
Зоотехнические требования к качеству смеси (равномерность
смеси – 90 %, а, следовательно, неравномерность смеси – коэффициент вариации содержания контролируемого компонента в пробах –
10 %) обеспечиваются при содержании контролируемого компонента,
начиная с 15 % .
Таким образом, барабанные смесители периодического действия со штатными лопастями способны приготавливать качественные сухие смеси концентрированных кормов в случае установки оси
вращения барабана под углом 15 и при доле контролируемого
(меньшего) компонента не менее 15 % в случае длительности смешивания 180–300 с. Смесители большего объема позволяют получать
смесь лучшего качества.
Рисунок 5 – Влияние доли контролируемого компонента Dk (%)
и времени смешивания Т (с) на неравномерность смеси ν (0,01 %)
225
Литература
1. Сыроватка, В.И. Ресурсосбережение при производстве комбикормов в хозяйствах / В.И. Сыроватка // Техника и оборудование для села. – 2011. – № 6. – С. 22–25.
2. Коновалов, В.В. Механизация технологических процессов животноводства / В.В. Коновалов, С.И. Щербаков, В.Ф. Дмитриев. – Пенза:
РИО ПГСХА, 2006. – 274 с.
3. Коновалов, В.В. Обоснование технических средств приготовления и выдачи кормов в свиноводстве: монография / В.В. Коновалов. –
Пенза: РИО ПГСХА, 2005. – 314 с.
4. Мишин, К.М. Смеситель жира и концентрированных кормов /
К.М. Мишин, В.В. Коновалов, А.А. Курочкин // Животновод. – 2003. –
№ 2. – С. 27.
5. Боровиков, И.А. Смеситель сухих кормов / И.А. Боровиков,
В.В. Коновалов, В.П. Терюшков, С.В. Гусев // Сельский механизатор. –
2006. – № 7. – С. 32.
6. Чупшев, А.В. Экспериментальные исследования смесителя кормов / А.В. Чупшев, В.В. Коновалов, С.В. Гусев // Нива Поволжья. –
2008. – № 2. – С. 69–75.
7. Калиганов, А.С. Обоснование оптимальных конструктивнорежимных параметров смесителя непрерывного действия / А.С. Калиганов, В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, В.П. Терюшков // Нива Поволжья. –
2011. – № 3. – С. 63–67.
8. Петрова, С.С. К вопросу определения качества смеси у барабанного смесителя / С.С. Петрова, С.А. Кшникаткин, Н.В. Димитриев // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. –
2012. – № 3. – С. 67–72.
9. Коновалов, В.В. Обоснование угла установки емкости и длительности перемешивания сухих смесей барабанным смесителем / В.В. Коновалов, Н.В. Димитриев, С.А. Кшникаткин, А.В. Чупшев // Нива Поволжья. – 2013. – № 1. – С. 46–50.
10. Сельскохозяйственная техника. Машины и оборудование для
приготовления кормов. Порядок определения функциональных показателей: СТО АИСТ 19.2–2008. – Введ. 10.12.2010. – Мн.: Минсельхозпрод,
2010. – 48 с.
11. Стукалкин, Ф.Г. Исследование кормосмесителей непрерывного
действия и методика их расчета: автореф. дис…канд. техн. наук /
Ф.Г. Стукалкин. – Ленинград-Пушкин, 1965. – 21 с.
12. Нормы технологического проектирования кормоцехов для животноводческих ферм и комплексов: НТП-АПК 1.10.16.001–02. – Введ.
29.04.2002. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 115 с.
226
УДК 631.363:636.087/.23
ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКОВО-ВИТАМИННО-МИНЕРАЛЬНЫХ
ДОБАВОК НА ОСНОВЕ РАПСОВОГО ЖМЫХА, САПРОПЕЛЕЙ И
ВТОРИЧНЫХ ОТХОДОВ СЕЛЬХОЗПРЕДПРИЯТИЙ
В.И. Передня, д.т.н., проф.
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Для производства качественной и конкурентоспособной животноводческой продукции необходимо полноценное кормление животных. Так, доля
влияния кормового фактора на продуктивность животных составляет
60–70 %, генетического фактора – 25–30 % и около 10 % – условий содержания.
Для стабилизации полноценного кормления животных все большее внимание уделяется производству полнорационных комбикормов.
К негативным моментам в области их производства следует отнести
необеспеченность отрасли белковым сырьем, крайне недостаточные
переработку вторичных сырьевых ресурсов сельскохозяйственных
предприятий и использование местных источников биологически активных веществ, таких как сапропель.
Анализ состояния производства комбикормов в Российской Федерации и Республике Беларусь показал, что имеются общие проблемы, схожие
тенденции совершенствования и технического переоснащения отрасли современным перспективным оборудованием. В связи с этим и была принята
для разработки совместная российско-белорусская программа «Комбикорм».
Целью программы являлись разработка и освоение ресурсо- и
энергосберегающих технологий и оборудования для производства различных обогатительных добавок на основе использования протеиновых, комплексных минеральных и других добавок из местного сырья и
вторичных ресурсов пищевой промышленности, повышающих полноценность комбикормов и уменьшающих расход зерна в их составе.
Проблема кормового белка остается одной из нерешенных в
практике современного животноводства и кормопроизводства. Из-за
дефицита белковых кормов в последние годы в среднем по республике
одна кормовая единица содержала 85–88 г переваримого протеина при
минимальном нормативном количестве 105 г.
Основным источником кормового белка остаются корма растительного происхождения. В настоящее время за их счет покрывается
свыше 90 % потребности животноводства в белке. В целях увеличения
производства растительного белка, сокращения импортных белковых
компонентов правительством республики принята программа по увеличению производства белковых кормов.
227
В наших условиях хорошим источником протеина могут быть семена рапса и продукты их переработки.
Ученые РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству» и европейские и канадские специалисты-диетологи экспериментально подтвердили, что включение в рационы животных рапса – не только один
из ключевых факторов повышения продуктивности животных, но и реальная возможность наиболее экономичного решения проблемы кормового белка.
По аминокислотному составу рапс приближается к сое (таблица 1), а
по биологической полноценности превосходит кормовые бобы и горох.
Таблица 1 – Химический состав зерна белковых культур
Показатели
Рапс Подсолнечник Соя Горох
Содержание, %
сырого протеина
жира
24
37
19
40
34
17
21
1,7
клетчатки
8,5
13
7,0
5,4
ОЭ, ккал/кг
4730 4400
аминокислот в 100 г
протеина, г
лизина
6,0 3,4
4020 2800
6,3
7,0
метионина
2,4
1,7
1,4
1,0
метионина + цистина 5,4
3,4
2,9
2,2
триптофана
1,1
1,6
1,6
1,0
фенилаланина
3,5
4,0
5,2
4,1
треонина
3,7
3,6
4,0
3,4
аргинина
4,0
7,9
7,4
9,3
изолейцина
3,0
3,5
4,5
2,5
гистидина
2,0
1,9
2,8
2,5
лейцина
5,4
3,5
7,7
5,4
валина
4,1
5,3
5,0
3,8
тирозина
2,1
1,2
4,0
–
Суммарное содержание белкового азота в рапсе достигает
82–87 % от всего азотистого комплекса. Фракции белка хорошо сбалансированы по аминокислотному составу, особенно водо- и солераствори-
228
мые. По сумме незаменимых аминокислот солерастворимые фракции
белка рапса превосходят белок подсолнечника и аналогичны белку сои.
Так, в белке подсолнечника сумма незаменимых аминокислот составляет 29 %, рапса – 36,5 и сои – 35,1 %.
В настоящее время селекционерами республики выведены и
районированы новые сорта рапса с низким содержанием глюкозинолатов и эруковой кислоты, такие как Лидер, Прогресс, Добродей, Антей,
Янтарь и другие, содержание клетчатки в которых составляет 6–8 %,
глюкозинолатов – не более 0,3–0,8 %.
Исследования показали, что рапсовый жмых по сравнению с соевым содержит лизина лишь на 8–10 % меньше, тогда как метионина –
больше на 10–12 %. Поэтому его можно использовать для балансирования зерновых по аминокислотам. Следует отметить, что рапсовый
жмых превосходит подсолнечный по содержанию практически всех
незаменимых аминокислот, а по лизину – в 1,7 раза.
Для решения данного вопроса в РУП «НПЦ НАН Беларуси по
механизации сельского хозяйства» разработан комплект оборудования
для производства белково-витаминно-минеральных добавок (БВМД).
Технологическая линия приготовления БВМД представлена на рисунке 1.
1, 2 – бункер приемный; 3 – дозатор-смеситель; 4, 13 – конвейер;
5 – магнитная колонка; 6, 21 – бункер оперативный; 7 – пневмопровод;
8 – дробилка; 9, 22 – пневмоклапан; 10, 18 – бункер-накопитель;
11 – смеситель; 12 – конвейер добавок; 14 – бункер готовой продукции;
15 – весовой дозатор; 16 – линия зашивки мешков; 17 – станция
управления; 19 – экструдер; 20 – охладитель
Рисунок 1 – Технологическая схема комплекта оборудования
по приготовлению БВМД
229
На данной линии были приготовлены опытные партии БВМД на
основе рапсового жмыха (таблица 2).
Таблица 2 – Состав и питательность БВМД с использованием жмыха
рапсового и подсолнечного шрота
Компоненты
БВМД
жмых рапсовый, %
шрот подсолнечный, %
КМД, %
соль
фосфогипс
костный полуфабрикат
доломитовая мука
сапропель
премикс ПКР-2, %
В 1 кг содержится:
кормовых единиц
обменной энергии, МДж
сухого вещества, кг
сырого протеина, г
жира, г
клетчатки, г
кальция, г
фосфора, г
магния, г
калия, г
серы, г
железа, мг
меди, мг
цинка, мг
марганца, мг
кобальта, мг
йода, мг
селена, мг
витаминов:
А, тыс. ME
D, тыс. ME
Е, мг
230
1
70
–
20
5,0
3,0
4,8
4,0
3,2
10
2
40
30
20
5,0
3,0
4,8
4,0
3,2
10
0,90
9,1
0,90
267
19
93
35
18
8
13
24
617
77
362
457
12
1,8
1,7
0,94
9,3
0,90
281
15
65
39
20
7
10
16
517
83
366
436
12
1,9
1,7
150
38
102
150
38
101
В состав БВМД1 в качестве источника протеина включен жмых
рапсовый – 70 % по массе, а в БВМД 2 вошел шрот подсолнечный –
30 % и жмых рапсовый – 40 %. В обе добавки введена комплексная
минеральная добавка (КМД) «Витамид» – 20 % и премикс – 10 %.
Указанные компоненты включены в состав добавок в необходимом
количестве по причине дефицита содержания протеина, минеральных
и биологически активных веществ в рационах бычков.
На основании БВМД приготовлены опытные партии комбикормов. Бычки контрольной группы получали стандартный комбикорм и
сенаж, а опытных – комбикорма с включением БВМД 1 и БВМД2 (таблица 3). Комплексная минеральная добавка «Витамид» состояла из соли, фосфогипса, доломитовой муки, сапропеля.
Таблица 3 – Состав опытных комбикормов
Компоненты
пшеница фуражная, %
ячмень, %
овес, %
отруби пшеничные, %
меласса, %
шрот подсолнечный, %
фосфат кормовой, %
соль, %
премикс ПКР-2, %
БВМД, %
В 1 кг содержится:
кормовых единиц
обменной энергии, МДж
сухого вещества, г
сырого протеина, г
сырой клетчатки, г
1
28
22
12
15
5
20
1
1
1
–
Комбикорма
2
–
63
17
–
–
–
–
–
–
20
3
–
63
17
–
–
–
–
–
–
20
1
9,7
854
158
66
0,99
9,9
855
131
64
0,98
9,8
854
136
65
По химическому составу и питательности комбикормов различий не установлено.
В результате опыта, проведенного на молодняке крупного рогатого скота, установлено, что потребление кормов основного рац иона при скармливании БВМД было следующим: сенаж –
22,7–23,3 кг, комбикорм КР-3 – 4 кг. Поступление сухих веществ
находилось в пределах 11,6–11,8 кг. В расчете на одну кормовую
231
единицу приходилось 93–96 г переваримого протеина. Среднесуточное потребление кормов составило 9,18–9,24 кормовых единицы.
Концентрация обменной энергии в 1 кг сухого вещества рационов
составила 8,8–9,3 МДж.
Отмеченные различия в химическом составе БВМД в некоторой
степени отразились на среднесуточных приростах и затратах кормов.
Молодняк, получивший в составе основного рациона стандартный
комбикорм, имел среднесуточный прирост живой массы 1030 г, а животные II и III опытных групп, потреблявшие БВМД 1, БВМД2 – 1028
и 1029 г соответственно. Затраты кормов на продукцию в опытных
группах составили 8,9–9,1 ц кормовых единиц.
Себестоимость 1 ц кормовой единицы при скармливании зернофуража с БВМД 1 оказалась ниже на 15 %, БВМД 2 – на 8 %, ввиду
более дешевого протеинового и минерального сырья, входящего в
концентраты.
Прибыль в расчете на 1 ц прироста в опытных группах повысилась на 9–13 % по сравнению с контрольным вариантом.
В рамках программы «Комбикорм» были также разработаны технология и комплект оборудования для приготовления протеиновых
кормовых добавок с использованием вторичных отходов сельскохозяйственных предприятий, в частности боенских отходов и пера птиц птицефабрик.
Существующая технология использования вторичных ресурсов
малопроизводительна, поскольку все указанные выше отходы требуют
длительной (10–12 часов) варки в вакуумных котлах; энергозатратна
(для работы оборудования помимо энергии необходим газ, пар); загрязняет окружающую среду и т. д.
В разработанной технологии используется сухой метод на основе
экструзии, что позволило производить протеин повышенной усвояемости, сохранить аминокислоты за счет меньшего времени обработки,
снизить энергозатраты на 20 %, металлоемкость – на 45 %. Технологическая схема представлена на рисунке 2.
Одним из источников биологически активных веществ, важных в
кормлении животных и птицы, является сапропель.
Кормовой сапропель представляет собой уникальный органоминеральный комплекс, богатый микро- и макроэлементами, витаминами, гуминовыми кислотами, протеином, гормоно- ферментоподобными соединениями.
Поисковые исследования, проведенные институтами России и Беларуси непосредственно в хозяйствах, позволили сделать вывод: использование для животных и птицы комплексных минеральных добавок, где
232
основным наполнителем является сапропель, дает хорошую эффективность, а именно:
– снижение расхода зерна на производство комбикормов на 3 %;
– снижение их себестоимости на 10 %;
– снижение расхода кормов на единицу продукции на 12 %;
– повышение продуктивности животных и птицы на 15 %.
Рисунок 2 – Технологическая схема комплекта оборудования для
приготовления протеиновых кормовых добавок с использованием
вторичных отходов сельскохозяйственных предприятий
Технологическая схема комплекта оборудования по приготовлению
комплексных минеральных добавок (КМД) с использованием местных
сапропелей представлена на рисунке 3.
233
Рисунок 3 – Технологическая схема комплекта оборудования по
приготовлению комплексных минеральных добавок (КМД)
с использованием местных сапропелей
Заключение
Разработанные технологические линии для производства белково-витаминно-минеральных добавок на основе рапсового жмыха и
других компонентов из местных источников сырья позволяют балансировать рационы сельскохозяйственных животных по протеину
и другим питательным минеральным и биологически активным веществам.
Использование в рационах крупного рогатого скота комбикормов, приготовленных с включением белково-витаминно-минеральных
добавок, выработанных на основе местного белкового и минерального
сырья, обеспечивает продуктивность и снижение себестоимости продукции на 11–17 %.
234
УДК 631.353.2
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЗАГОТОВКИ КОРМОВ
В НЕСТАБИЛЬНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ,
НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
И.В. Кокунова, к.т.н., доц., О.С. Титенкова, М.В. Стречень
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Великолукская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Великие Луки, Российская Федерация
Природно-климатические условия Северо-Западного региона Российской Федерации благоприятны для интенсивного развития животноводства на базе кормов собственного производства. Однако заготовка высококачественных травяных кормов часто бывает затруднена из-за неблагоприятных погодных условий, складывающихся в регионе в этот период.
В результате наблюдаются значительные потери питательных веществ,
объем которых прямо пропорционален исходной влажности растительного сырья и обратно пропорционален интенсивности сушки трав.
В ясную погоду потери сухого вещества корма могут достигать 20 %, а
в пасмурную и дождливую доходят до 50 %. Чтобы сберечь в высушиваемой
траве максимальное количество питательных веществ, надо как можно быстрее довести ее до такого состояния, при котором умирают растительные
клетки и прекращается активная деятельность окислительных ферментов [1].
Сушку трав в поле необходимо организовывать таким образом, чтобы обеспечить одновременное отмирание стеблевой массы, листьев и соцветий, так как наряду с потерей питательных веществ в результате биохимических процессов происходят также механические потери вследствие
обламывания нежных частей растений (листьев и соцветий), если они высыхают раньше стеблей. Особенно много питательных веществ вследствие
механических потерь теряют бобовые травы (люцерна, клевер), у которых
листья составляют почти половину веса растений и содержат около 90 %
протеина, а каротина в них в 8–20 раз больше, чем в стеблях [3].
Поэтому в нестабильных погодных условиях важно применять
такие кормозаготовительные технологии и технические средства, которые позволяют интенсифицировать процесс сушки трав в поле. Одним
из методов выравнивания и ускорения сушки отдельных частей растений является плющение стеблей, особенно бобовых трав. При этом
увеличивается площадь испарения, что способствует интенсификации
процесса поступления влаги из центра к поверхности стебля и благоприятно влияет на ход сушки. Так, плющение бобовых трав при стабильных погодных условиях способствует ускорению процесса сушки в
1,3–1,5 раза, уменьшает потери сухого вещества в 1,5–2,0 раза, сырого
235
протеина – в 3–4 раза, каротина – в 2–4 раза по сравнению с сушкой без
такой обработки [3].
Плющение стеблей происходит обычно при скашивании трав под
действием рабочих органов косилок-плющилок. По типу плющильного
аппарата они подразделяются на две группы: вальцовые и бильнодековые (оснащенные роторами-кондиционерами). Машины первого
типа оснащаются плющильными вальцами различной конструкции, которые, прокатывая между собой скошенную растительную массу, раздавливают стебли, ускоряя тем самым их влагоотдачу.
Плющильные вальцы бывают различной формы. Они могут
быть гладкими, ребристыми, шевронными или штифтовыми. В ребристых, шевронных и штифтовых вальцах ребра (штифты) одного
вальца входят между ребрами (штифтами) другого. Это позволяет
увеличить удельное давление и добиться более полного плющения
массы. Винтообразные зубчатые выступы имеют плющильные
устройства косилок фирм «John Deere», «Krone», «Kuhn», «Claas».
Косилки-плющилки Case 304, Vicon KM 249/281/321 имеют плющильные вальцы с поперечными ребрами.
Гладкие вальцы обеспечивают требуемую полноту плющения при
минимальном отрыве и потере листьев и соцветий. Они изминают
стебли с частичным нарушением целостности кутикулы. Диаметр гладких вальцов составляет 200–400 мм, а ребристых, шевронных и штифтовых – меньше на 10–15 %.
Плющильные вальцы могут быть стальными (для злаковых и смешанных злаково-бобовых травостоев), резиновыми или полиуретановыми
(для бобовых трав). Линейная скорость вальцов должна в 3–4 раза превышать поступательную скорость движения самой машины.
На некоторых косилках-плющилках находят применение стальные рифленые и щеточные вальцы, которые разминают растение,
счесывая восковой налет со стеблей. Такой процесс, называемый
«мацерацией», позволяет уменьшить влажность скошенной массы до
17 % в течение одного дня.
На качество плющения и динамику влагоотдачи влияют давление
между вальцами, материалы, из которых они изготовлены, форма поверхности, диаметр и окружная скорость вальцов. Вальцы растягивают слой
материала, прежде чем он попадает в зазор между ними. От окружной
скорости вальцов зависит высота слоя, поступающего в зазор. С увеличением окружной скорости вальцов высота слоя уменьшается до определенного предела, после которого связность подаваемого материала нарушается и начинается отрыв отдельных порций от слоя. При слишком
большой скорости поверхность вальцов пробуксовывает относительно
слоя. Буксование вальцов по слою материала отрицательно сказывается
на качестве плющения, так как приводит к неравномерной сушке матери-
236
ала вследствие истирания и обрыва листьев. Пока сила протаскивания
равна силе сопротивления, процесс происходит без скольжения.
Попадая в плющильный зазор, слой уплотняется под действием
давления вальцов. Увеличение давления может вызвать дробление
стеблей и отрыв листовой части растений и соцветий, а при недостаточном давлении большое число стеблей остается без механических
повреждений, и их влагоотдача замедляется. Оптимальное линейное
давление для большинства культур равно 30 Н/см длины вальцов [1].
Бичевой ротор-кондиционер по сравнению с вальцовым аппаратом обеспечивает более интенсивную сушку трав. Повреждение
воскового слоя растений происходит за счет удара бил и
протаскивания травы по рифленым или гладким кожухам. Окружная
скорость бичей составляет 13–18 м/с. Однако при обработке таким
аппаратом бобовых трав возрастают потери листьев и соцветий.
Вследствие этого многие производители («Claas», «John Deere»,
«Krone», «Kuhn» и др.) выпускают косилки-плющилки в двух модификациях: с вальцовым и бильно-дековым аппаратами. Вальцы рекомендуются для плющения бобовых, а бильно-дековый аппарат – для
обработки злаковых трав. В последнее время значительно расширилось число моделей с бичевыми плющильными аппаратами.
Бичи изготавливают стальными или пластмассовыми, круглого и
прямоугольного сечения длиной 150–200 мм, различной конфигурации:
V-образные, пальцевые, молоткообразные. Закрепляют бичи на барабанах жестко, шарнирно или через гибкие вставки.
На косилках компаний «Claas», «Pöttinger», «Krone»,
«Kverneland» применяются плющильные устройства с бичами, которые
могут быть расположены по спирали или на одной линии. При этом
наблюдаются два основных направления в развитии. К первому типу
относятся кондиционеры, имеющие била V-образной формы и цилиндрический направляющий кожух, который для регулировки интенсивности обработки скошенной массы может устанавливаться в нескольких положениях. Второй тип кондиционеров динамического действия
имеет гребенку, расположенную на внутренней поверхности направляющего кожуха, изменением угла наклона которой регулируется интенсивность обработки скошенной массы. Кондиционерами такого типа
оснащены косилки серии FC-250 и FC-300 компании «Kuhn».
При выборе технических средств для заготовки кормов необходимо
принимать во внимание тот факт, что при неустойчивой погоде расплющенные стебли под воздействием осадков намного больше увлажняются,
чем неплющеные. Питательность кормов зависит от количества выпавших осадков и влажности травяной массы к моменту их выпадения.
Установлено, что выпадение осадков на только что скошенную траву не
оказывает существенного влияния на снижение качества корма, а только
237
удлиняет процесс провяливания. И наоборот, чем сильнее провялена трава, попадающая под дождь, тем больше потери питательных веществ, так
как стенки омертвевших растительных клеток становятся более проницаемыми для воды. В этих условиях путем вымывания теряется значительное количество легкорастворимых веществ, таких как сахара, азотистые
вещества и другие компоненты [3].
Следовательно, при заготовке кормов в нестабильных погодных условиях, характерных для большинства областей Северо-Западного региона
России, интенсифицировать процесс провяливания за счет плющения стеблей при кошении трав удается не всегда. Получить высококачественный
корм в таких условиях возможно только, заготавливая его с применением
специфических, экономически оправданных для конкретных условий технологических операций и необходимых технических средств.
В настоящее время кроме косилок-плющилок существуют и другие
типы машин для ускорения сушки трав в поле. Они могут проводить
плющение уже скошенных трав, а также осуществлять повторную обработку (рекондиционирование) подвяленной массы. К таким машинам относится рекондиционер ReCon 300 (рисунок 1) канадской компании
«AG Shilld». Плющильный аппарат машины состоит из двух металлических ребристых вальцов, осуществляющих не только плющение, но и
подбор растительной массы из валка. Смесители-дефлекторы, установленные на раме машины, перемещают обработанный рекондиционером
валок в сторону и укладывают его на сухое место. Существует также возможность оборачивания валка. Многолетний опыт работы с машиной в
Канаде, США и Австралии показал, что переворачивание валков после
повторного плющения значительно ускоряет время сушки трав в поле.
Рисунок 1 – Рекондиционер ReCon 300 компании «AG Shilld»
238
Аналогичную конструкцию имеет еще одна канадская машина –
Agway Accelerator (рисунок 2) компании «Tubeline Manufacturing LTD».
Подбор подвяленной растительной массы из валка осуществляют сами
металлические ребристые плющильные вальцы (рисунок 2б). Однако в
связи с их низким расположением над поверхностью поля возможен захват земли и камней вместе с обрабатываемым материалом, что загрязняет заготавливаемый корм и ухудшает его качество.
а
б
а – технологический процесс работы машины; б – плющильный валец
Рисунок 2 – Agway Accelerator компании «Tubeline»
Известна машина для плющения стеблей трав после скашивания ПТП-2. Она содержит барабанный подборщик с пружинными
пальцами и два плющильных металлических вальца. Верхний валец
может перемещаться в направляющих в зависимости от толщины поступающего слоя стеблей. Нижний валец имеет продольные пазы,
улучшающие захват массы. Недостатком данной машины является
большая металло- и энергоемкость, что приводит к увеличению себестоимости производимого корма.
В хозяйствах Северо-Запада России рекондиционеры и плющилки стеблей скошенных трав пока не нашли широкого применения. Для интенсификации процесса сушки трав в валке английская
компания «Teagle» выпускает вспушиватели с активными пружинными пальцами моделей Super-ted 160/221 (рисунок 3) шириной захвата 1,6 и 2,2 м соответственно.
239
Рисунок 3 – Вспушиватель
Teagle Super-ted 221
Рисунок 4 – Машина для
плющения стеблей скошенных
трав (разработка Великолукской
ГСХА)
В результате научно-исследовательской работы, проводимой на
кафедре «Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины»
Великолукской ГСХА, разработано новое техническое решение машины для плющения стеблей скошенных трав (рисунок 4). На данное
техническое решение получен патент на полезную модель
RU 117772, 2012 г. [4].
Машина состоит из рамы с двумя опорными пневматическими
колесами, подбирающего пальцевого механизма, установленного на
коленчатой оси разборной конструкции внутри нижнего плющильного
вальца, верхнего плющильного вальца, отражателя, пружинного предохранительного устройства и прицепного устройства.
В настоящее время для расширения технологических возможностей машины и повышения качества заготавливаемого травяного корма
за счет использования более совершенной конструкции рабочих органов ведется работа по разработке сменных адаптеров, которые позволят
выполнять одновременно несколько операций в зависимости от комплектации машины:
– подбор и плющение растительной массы с оборачиванием валка, его смещением и укладкой на сухое место (при установке регулируемых дефлекторов, рисунок 5а);
– подбор и плющение растительной массы с оборачиванием валка, его смещением и укладкой на сухое место, возможность сдваивания
валков (при установке поперечного валкообразующего транспортера с
отражателем, рисунок 5б);
– подбор валка, плющение растительной массы и ее равномерное
распределение по поверхности поля в случае попадания скошенной
240
травяной массы под дождь (при установке центробежных активаторов,
рисунок 5в);
– подбор и плющение растительной массы, вспушивание и укладка обработанной травы в рыхлый, хорошо продуваемый валок (при
установке активатора с пружинными пальцами, рисунок 5г).
а – плющилка с регулируемыми дефлекторами; б – плющилка с
поперечным транспортером; в – плющилка с центробежным
активатором; г – плющилка, оснащенная активатором
с пружинными пальцами
Рисунок 5 – Варианты комплектации плющилки сменными адаптерами
Проведенный анализ технических средств, используемых для
ускорения интенсификации процесса сушки трав в поле, позволил
выявить основные направления совершенствования машин и на их
основе разработать новое техническое средство для плющения
стеблей скошенных трав. Для расширения технологических во зможностей машины предложены различные варианты сменных
адаптеров. Данная разработка может быть рекомендована к применению в нестабильных погодных условиях Северо-Западной зоны
241
России. Это позволит значительно сократить время сушки трав в
поле, снизить потери питательных веществ и повысить качество
производимых кормов.
Литература
1. Клочков, А.В. Заготовка кормов зарубежными машинами /
А.В. Клочков, В.А. Попов, А.В. Адась. – Горки, 2001. – 201 с.
2. Кокунова, И.В. Технические средства для интенсификации процесса сушки трав в поле / И.В. Кокунова, М.В. Стречень, О.С. Титенкова
// Известия Великолукской ГСХА. – № 1. – 2013. – С. 20–35.
3. Способы и технологические процессы заготовки высококачественного сена в условиях повышенного увлажнения / В.Д. Попов [и др.].
– СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2012. – 72 с.
4. Стречень, М.В. Технология и новое техническое средство для
заготовки сена в условиях повышенного увлажнения / М.В. Стречень,
И.В. Кокунова, В.А. Ружьев // Известия Международной академии аграрного образования (МААО). – Выпуск № 16 (2013), Т. 3. – СПб.:
БАМ. – С. 27–30.
УДК 664.002.33
ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ОПИСАНИЕ ЭТАПОВ СИСТЕМЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ
О.Н. Мусина, к.т.н., доц.
Государственное научное учреждение
«Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия
Российской академии сельскохозяйственных наук»
г. Барнаул, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Задача проектирования продуктов питания сформулирована как
самостоятельная относительно недавно – около 25 лет назад. Фундаментальные основы проектирования продуктов и рационов питания с
задаваемой пищевой ценностью заложены в работах академиков
И.А. Рогова и Н.Н. Липатова (мл). Ими сформулированы основные
принципы проектирования состава сбалансированных продуктов с требуемым комплексом показателей и содержащих их рационов [1]. Сейчас это направление не теряет актуальности, причем не только в научном, но и в прикладном аспектах.
Формализация описания задачи проектирования с использованием математических, логических, эвристических и других методов, при
которой соотношения между факторами, определяющими результат, и
242
целевой функцией выражаются посредством лаконичных формул, логических отношений, позволяет построить модель с определенными
допущениями, предположениями и точностью вычислений. С учетом
конкретных особенностей этой модели, посредством численных, аналитических или других методов она должна быть доведена до реализации.
В процессе разработки модели в первую очередь выясняется, какие методы формализации (типовые процедуры) больше всего подходят для
решения поставленной задачи.
Фактором, определяющим соответствие поликомпонентных композиций ожидаемым свойствам, является их рецептурный состав. Таким образом, ключевой задачей при создании поликомпонентных, в
максимальной степени приближенных к эталону, продуктов является
установление предпочтительного набора и соотношения компонентов,
которое невозможно без привлечения формализованных методов, оперирующих численной информацией, а также соответствующего программного обеспечения. Для подтверждения этого тезиса рассмотрим
максимально простую задачу – оптимизацию двухкомпонентного продукта по двум нутриентам.
Для проектирования молочно-зернового продукта, сбалансированного по соотношению между двумя нутриентами (например, кальцием и фосфором), можно предложить решение задачи, не требующее
программного обеспечения.
Поясним на конкретном примере. Имеем молочное сырье (I), в
котором содержание кальция (Са) и фосфора (Р) соответственно равно
α и β, и зерновое сырье (II), в котором содержание кальция и фосфора
соответственно равно γ и δ. Нужно спроектировать молочно-зерновой
продукт, в котором содержание кальция и фосфора будет равно соответственно η и μ, для чего потребуется х кг молочного сырья и у кг зернового сырья.
Доля нутриентов А и В в сырье I соответственно равна


и
 
 


В сырье II доли этих нутриентов соответственно равны
и
.
 
 
.
Из сырья I и II берем по х и у кг и объединяем, в результате чего в
получаемой смеси III (молочно-зерновом продукте) содержание нутриен
тов

 
А
x
и

 
x y
В
соответственно
будет
y
 .
Схема решения задачи:
243
равно
 
x

 
x y
y
 ;


; x
 



B;  ;
; x
 




II A;  ;
; y
  


B;  ;
;y 
 

I А;  ;
 


    x     y



x y
 ;
 
 

    x     y


x y
A;
III ,
B; 
       


x     
x (   )  (      )
 
откуда 
.
y        
y (   )  (      )


   
Задача решена. Величины α, β, γ, δ, η и μ известны по условию задачи, соотношение частей молочного и зернового сырья х и у найдены.
Сложность расчета рецептуры поликомпонентного продукта
заключается в том, что используется, как правило, более двух в идов сырья, а оптимизация должна учитывать более двух параме тров. Решение задачи в этом случае уже представляет значительные
трудности и без использования программного обеспечения практически неосуществимо. Математическая база для решения подобных
задач известна.
Среди различных моделей технологических процессов особое
место занимают так называемые линейные модели, т.е. модели, где
математические зависимости (равенства или неравенства) линейны
относительно всех переменных величин, включенных в модель. Сущность задач такого рода заключается в том, что из множества возможных вариантов исследуемого процесса необходимо выбрать по заданному признаку оптимальный вариант.
Разработка общих методов их решения начата в 1939 году российским математиком академиком Л.В. Канторовичем, а затем в работах американского ученого Д. Данцига этот метод получил название симплекс-метода. Метод последовательного улучшения плана
(симплекс-метод) – универсальный метод решения задач линейного
программирования, то есть любая задача линейного программирования решается этим методом. В основе симплексного метода лежит
алгоритм симплексных преобразований системы, дополненный правилом, обеспечивающим переход не к любому, а к лучшему опорному решению. То есть вначале получают допустимый вариант, удовле-
244
творяющий всем ограничениям, но необязательно оптимальный
(начальное опорное решение); оптимальность достигается в результате последовательного улучшения исходного варианта за определенное число этапов (итераций).
Сложность решения многокомпонентной рецептурной задачи заключается в том, что зачастую при проектировании используется
большое количество ингредиентов. Решение вручную системы линейных уравнений и неравенств при большом числе переменных представляет значительные трудности, при которых не исключены ошибки
расчета. Поэтому расчет рецептуры поликомпонентного продукта без
использования современных компьютерных технологий требует значительных затрат времени, приводит к потере оперативности управления и к снижению рентабельности производства.
Суть принципа оптимальности состоит в нахождении такого решения Х  ( х1 , х 2 ,...х n ) , где хj ( j  1, n ) – его компоненты, которое
наилучшим образом учитывало бы критерии оптимальности. Критерии оптимальности: «минимальная себестоимость», «минимальная
энергетическая ценность», «максимум содержания нутриента» и др.
Кроме того, накладывается ряд условий φ, то есть выбор Х осуществляется из некоторой области возможных (допустимых) решений D.
Таким образом, реализовать принцип оптимальности – это значит решить задачу вида: max(min) f ( Х ), X  D , где f( Х ) – целевая
функция (математическая запись критерия оптимальности).
При решении системы линейных балансовых уравнений прикладной производственный интерес представляет (в математической
терминологии) неопределенная система, то есть множество неотрицательных решений. С технологической точки зрения это означает
нахождение множества вариантов рецептур продукта, соответствующих заранее заданным требованиям. Таким образом, задачу условной
оптимизации можно записать в виде:
max(min) f (х1, х2, …, хn);
при ограничениях (х1, х2, …, хn) {≥, =, ≤}bi, i  1, m ;
хj ≥ 0, ( j  1, n ).
Задача инженера-технолога заключается в том, чтобы из данного
множества выбрать рецептуру с наиболее рациональными параметрами
(минимальной себестоимостью, высокими качественными показателями,
минимальной энергетической ценностью, комплексным использованием
составных частей ингредиентов и т.п.). Иными словами, требуется найти
экстремум (минимум или максимум) линейной целевой функции f( Х ).
245
Задачу проектирования можно интерпретировать как задачу об оптимальном использовании ограниченных ресурсов.
Например, при проектировании поликомпонентного продукта с минимальной себестоимостью Ц математическая запись задачи примет вид:
n
min f (х1, х2, …, хn) =
Ц
j 1
i
 xj
при функциональных ограничениях (условиях):
al l ∙ хl + a12 ∙ х2 + …+ al n ∙ хn {<,=,>} b1;
a2 l ∙ хl + a22 ∙ х2 + …+ a2 n ∙ хn {<,=,>} b2;
…
am l ∙ хl + am2 ∙ х2 + …+ amn ∙ хn {<,=,>} bm
и прямом ограничении: хj ≥ 0, bm ≥ 0 ( j  1, n , i  1, m ),
где аij, bi, ( i  1, m ; j  1, n ) – характеристики сырья, например содержание макронутриентов (так, содержание белка в первом виде сырья может быть обозначено al l, во втором виде сырья – al 2, содержание углеводов в первом виде сырья – a2 l, во втором виде сырья – a22 и т.д.).
В векторной форме
min f ( Х ) = ЦХ
при ограничениях: Аl · хl + А2 · х2 + …+ Аn · хn = В, хj ≥ 0, B ≥ 0,
где Ц = (ц1, ц2, …, цn), Х = (х1, х2, …, хn);
ЦХ – скалярное произведение векторов Ц, Х;
 а1n 
 а11 
 а12 
а 
а 
а 
22 
21 
 2 n  , B=


Аj и В – вектор-столбцы: А1= 
,
А
=
,
…,
А
=
2
n
 ... 


...
... 
а 
а 
а 
 m2 
 m1 
 mn 
 b1 
b 
 2 .
 ... 
b 
 m
Уточним, что в данной работе логические построения, используемые
для подобной формализации, выполнены с допущением, что технологическая обработка сырья принципиально не изменяет его химического состава.
246
В основу решения рецептурной задачи положен фундаментальный
закон – закон сохранения массы (1):
n
x
i 1
 M,
i
(1)
где М – масса поликомпонентного продукта, кг;
хi…n – масса рецептурных компонентов, кг.
Массовые доли S (%) минорных нутриентов, влаги, пищевых волокон рассчитываются по формуле:
n
n
i 1
i 1
S   ( xi  si ) /  xi ,
где si – массовая доля нутриента в i-ом рецептурном компоненте, %.
При проектировании рецептуры поликомпонентного продукта следует [2]:
1) составить информационный банк данных рецептурных компонентов;
2) на основании банка данных составить балансовые уравнения
для проектируемого конечного продукта (например, по содержанию
белка, энергетической ценности, себестоимости);
3) задать ограничительные условия (например, на состав конечного продукта по требованиям технологической документации, на использование отдельных видов рецептурных компонентов и т.п.);
4) определить функцию цели для проведения оптимизации рецептуры (например, энергетическую ценность поликомпонентного
продукта (2));
5) решить поставленную задачу универсальными методами линейного программирования, в частности симплексным;
6) проанализировать с технологической, органолептической и
экономической сторон варианты рецептур и выбрать (например, с
помощью экспериментальных выработок) тот, который наиболее полно отвечает поставленным целям.
f (Х ) 
n
 e x  min ,
i 1
i i
(2)
где f – целевая функция;
еi – энергетическая ценность i-го рецептурного компонента,
ккал/100 г.
Следует отметить, что в практической деятельности часто встречаются задачи, требующие поиска лучшего решения при наличии раз-
247
личных, несводимых друг к другу, критериев оптимальности – задачи
многокритериальной оптимизации. Например, при проектировании
поликомпонентного молочного продукта нужно учитывать такие, зачастую противоречивые, факторы, как количество и соотношение незаменимых аминокислот, сбалансированность по жирным кислотам,
невысокая энергетическая ценность, минимальная себестоимость,
определенное количество пищевых волокон, ограниченное технологически или органолептически содержание растительных компонентов и
многие другие. Иными словами, имеется несколько целей, которые не
могут быть отражены одним критерием (например, максимальное содержание белка или минимальная себестоимость).
Обозначим i-й частный критерий через Z( Х ), где Х – допустимое решение, а область допустимых решений – через Q. Поскольку
изменением знака функции при необходимости можно свести задачу
минимизации к задаче максимизации, то задачу многокритериальной
оптимизации можно записать следующим образом:
Z( Х ) = Z1 ( X ), Z 2 ( X ),..., Z m ( X )  max , X  Q .
Некоторые частные критерии могут противоречить друг другу,
другие действуют в одном направлении, третьи – индифферентны
друг к другу.
Для выхода из подобной ситуации приходится идти на компромиссы: оптимизация одного, признанного наиболее важным, критерия
(остальные критерии при этом играют роль дополнительных ограничений); упорядочение заданного множества критериев и последовательная оптимизация по каждому из них.
Вообще говоря, в идеальном случае можно вести поиск такого
решения, которое принадлежит пересечению множеств оптимальных
решений всех однокритериальных задач. Однако известно, что такое
пересечение обычно оказывается пустым множеством [3], поэтому
приходится рассматривать множество эффективных решений, когда
оптимизация означает улучшение одних показателей при условии,
чтобы другие не ухудшались.
В общем случае эффективные решения не эквивалентны друг
другу, то есть про два решения нельзя сказать, какое из них лучше.
Поэтому для многокритериальных задач от оператора требуется дополнительное изучение найденных решений.
Актуальной народнохозяйственной проблемой является создание такого программного обеспечения, которое бы позволяло решать
поставленную задачу по проектированию поликомпонентных продуктов с минимальными затратами информационных, трудовых, вычислительных и интеллектуальных ресурсов.
248
Литература
1. Липатов, Н.Н. (мл.) Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности /
Н.Н. Липатов (мл.), И.А. Рогов // Известия вузов. Пищевая технология. –
1987. – № 2. – С. 9.
2. Мусина, О.Н. Матричный метод конструирования поликомпонентных молочных продуктов / О.Н. Мусина, П.А. Лисин // Молочная река. – 2010. – № 1. – С. 30–32.
3. Экономико-математические методы и прикладные модели: учеб.
пособие для вузов / В.В. Федосеев, А.Н. Гармаш, Д.М. Дайитбегов. – М.:
ЮНИТИ, 1999. – 391 с.
УДК 631.22.01
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ
ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОСМЕСЕЙ НА
МОЛОЧНО-ТОВАРНЫХ ФЕРМАХ И КОМПЛЕКСАХ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
В.О. Китиков, к.т.н., доц., Ю.А. Башко,
О.Б. Жандаренко, А.И. Андреев
Республиканское унитарное предприятие
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
г. Минск, Республика Беларусь
Введение
Несмотря на значительный объем производства в республике молочной продукции, остаются нерешенными многие вопросы, в первую
очередь – снижения себестоимости молочного сырья. В себестоимости
молочного сырья определяющим фактором являются корма, которые
составляют 55–70 % общих производственных затрат [1], при этом расход кормов на производство 1 ц молока в среднем по республике составляет около 1,4–1,5 ц к. е. против 0,8–1 ц к. е. в Европе.
Снижение расхода кормов может быть достигнуто путем увеличения их поедаемости животными за счет повышения качества приготовления при снижении затрат ресурсов на процесс подготовки к скармливанию и раздачи кормов. В мировой практике одним из наиболее перспективных направлений кормления КРС, обеспечивающих снижение
затрат кормов, считается технология приготовления и раздачи кормов
рациона животным в виде заранее сбалансированных кормосмесей в зависимости от их продуктивности, массы и возраста. В настоящее время
для осуществления этой технологии применяются преимущественно мо-
249
бильные полуприцепные измельчители-смесители-раздатчики кормов.
В мире выпускаются многочисленные модели «кормоцехов на колесах».
Внедрение импортозамещающих технических средств для технологии
приготовления и раздачи кормов на молочно-товарных фермах и комплексах позволит снизить удельные затраты на производство молочного
сырья и стабилизировать его производство в течение года.
Основная часть
Учитывая то, что рацион кормления крупного рогатого скота в республике состоит из многих компонентов, среди которых 60–90 % по объему и 50–60 % по питательности составляют стебельчатые корма двух и
более видов, то при его составлении необходимо соблюдать соотношение
всех компонентов. Этим будет определяться качество рациона. Недостаток или избыток одного из составляющих рациона нарушает полноценность кормления, снижает продуктивность животных и увеличивает расход кормов. Кроме того, полноценное кормление означает не только
наличие в рационе всех необходимых и в нужном соотношении веществ,
но предполагает строгий учет потребностей скота в кормах в зависимости
от их физиологического состояния. При этом в процессе подготовки к
скармливанию длинностебельные корма должны разрезаться без изменения структуры, смятия и раздавливания.
В настоящее время система кормления, предусматривающая измельчение и смешивание кормов рациона до получения высококачественной однородной, сбалансированной по питательности кормосмеси с
последующей раздачей животным, по мнению отечественных и зарубежных специалистов [2], является одной из наиболее перспективных технологий приготовления и раздачи кормов на крупных молочнотоварных фермах и комплексах. При этом однородность приготовленной кормовой смеси по составу обеспечивает постоянство рациона кормления и стабилизирует продуктивность животных в течение года.
Применение полнорационных кормосмесей в республике дает
возможность достигнуть параметров технологии производства молока стран Евросоюза: затраты труда 3–4 чел.-ч ц, расход кормов – до
1 ц к. ед./ц, расход электроэнергии – 4–6 кВт·ч/ц, расход топлива –
3–4 кг у. т./ц.
Для осуществления этой технологии в мировой практике приоритет
отдан мобильным машинам. В республике развитие технических средств
реализации технологии полнорационных кормосмесей ведется по двум
основным направлениям:
– использование для приготовления и раздачи кормов полуприцепных смесителей-раздатчиков без устройств самозагрузки;
– применение для приготовления и раздачи кормов полуприцепных
и самоходных смесителей-раздатчиков с системами самозагрузки.
250
В настоящее время в нашей стране выпускается более десяти моделей полуприцепных машин объемом бункера от 8 до 17 м3 , 90 % из них
осуществляют измельчение, перемешивание кормов рациона, транспортировку и раздачу кормосмеси. При этом технологический процесс загрузки кормов рациона в смеситель-раздатчик выполняется дополнительными погрузочными устройствами, осуществляющими порционную либо
поточную подачу компонентов. Это один из основных факторов, определяющих получение качественной и однородной кормосмеси. Поточная
загрузка кормов-компонентов в смеситель-раздатчик в сравнении с порционной позволяет выдерживать более точно требуемое рационом соотношение компонентов и получать высококачественные кормосмеси.
Для выполнения этой операции в составе технологических комплексов для приготовления и раздачи кормов на фермах КРС применяются универсальные фронтальные и грейферные погрузчики либо специальные погрузочные средства.
Универсальные машины порционного действия, благодаря достаточно высокой производительности, надежности, маневренности, нашли
широкое применение в составе технологических комплексов для приготовления и раздачи кормов на фермах КРС. Один универсальный погрузчик может параллельно обслуживать несколько смесителей-раздатчиков
различного объема. Эти машины в комплекте со специальными рабочими
органами способны загружать в смесители-раздатчики все виды кормов с
дискретностью, равной объему рабочего органа. При этом порционная загрузка кормов не позволяет добиться однородности кормосмеси и сохранить постоянство состава рациона.
Кроме того, универсальные машины с серийными рабочими органами не отвечают агрозоотехническим требованиям в плане сохранения плотной поверхности кормового массива при выемке консервированных кормов. Они разрыхляют поверхность массива на значительную глубину и создают условия вторичной ферментации ценного
и дорогостоящего корма.
Поэтому универсальные погрузчики нельзя считать эффективными в составе технологических комплексов для приготовления и
раздачи кормов. Их применение в этом случае следует рассматривать
как вынужденную меру.
Все рассмотренные недостатки универсальных машин компенсируют специальные погрузочные средства. Выемка из хранилищ и погрузка консервированных кормов специальными погрузчиками осуществляется по всему поперечному срезу хранилища, не нарушая монолитности
оставшегося корма. Слой корма, подлежащий выемке, отделяется от
остальной массы ножом (фрезой), после чего загружается транспортирующими устройствами поточного типа.
Ранее для выполнения этих технологических операций применялись
низкопроизводительные погрузчики фрезерного типа ПСК-5 и ПСС-5,5,
251
которые навешивались на колесные тракторы класса 1,4. Их производство
прекращено более десяти лет назад.
В настоящее время для более точной загрузки кормов рациона в
смесители-раздатчики с целью обеспечения однородности состава получаемых кормосмесей РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработан разгрузчик силосных траншей РСТ-1.
Испытания в условиях сельскохозяйственного производства показали, что машина с достаточно высокой производительностью осуществляет качественную поточную погрузку не только консервированных, но и
других видов кормов-компонентов из напольных хранилищ.
Использование данного технического средства в составе технологических комплексов дает возможность широкого применения поточной
технологии приготовления и раздачи кормов на фермах и комплексах
КРС с высокой концентрацией поголовья.
Рассмотренные технологические комплексы являются наиболее
универсальными, их следует рекомендовать к применению в республике как на небольших по размерам молочно-товарных фермах с поголовьем до 600 коров, так и на молочно-товарных комплексах с поголовьем 600 коров и более.
В настоящее время производители смесительно-раздаточных агрегатов постоянно расширяют функционально-технологические возможности выпускаемых машин, некоторые модели, кроме измельчения, перемешивания, транспортировки и раздачи, осуществляют и самозагрузку кормов.
Практика показывает, что использование машин с функцией самозагрузки в пределах одной фермы всегда экономически выгодно, хотя
применение дополнительных устройств самозагрузки на смесителяхраздатчиках ведет к увеличению до 15 % затрат энергии и металла при
снижении его основных показателей назначения и эксплуатационных характеристик.
Можно выделить два основных направления развития в республике механизации процесса самозагрузки кормов рациона смесителейраздатчиков:
– самозагрузка стебельчатых кормов непосредственно в бункер
смесителя-раздатчика посредством грейферов и фрез с последующей
загрузкой кормов-компонентов рациона специальными погрузочными
средствами;
– самозагрузка всех видов кормов-компонентов рациона непосредственно в бункер смесителя-раздатчика U-образными устройствами с режущим механизмом ковшового типа, лотково-фрезерными и транспортерно-фрезерными устройствами.
Практика применения устройств самозагрузки показала, что смесители-кормораздатчики с фрезерной загрузкой обладают рядом преимуществ по сравнению с грейферной загрузкой:
252
– фрезбарабан в процессе загрузки силосованных кормов после себя
оставляет уплотненную, не разрушенную «стенку» корма, что позволяет
сохранить качество корма, не давая ему окисляться;
– фрезбарабаном производится более равномерная загрузка раздатчика кормом, что позволяет сохранить постоянство состава и повысить
качество кормосмеси.
В республике полуприцепные смесители-раздатчики кормов с горизонтальными шнеками и фрезой для самозагрузки стебельчатых кормов
производят
ОАО
«Бобруйскагромаш»
(ПРСК-12,
рисунок-1),
ОАО «Запагромаш» (ИСРК-12 Ф), СП «Унибокс» ООО (КРГ-15, КРГ-17).
Отличительной особенностью конструкции погрузчика-раздатчикасмесителя кормов ПРСК-12 является использование на фрезбарабане ножей волнообразной формы с двумя и более гребнями и специальных
кронштейнов для их установки, что позволило обеспечить высокую
надежность выполнения фрезбарабаном технологического процесса самозагрузки и снизить эксплуатационные расходы [3].
Рисунок 1 – Вид на погрузчик
раздатчик-смеситель кормов
ПРСК-12 со стороны
устройства самозагрузки
Рисунок 2 – Вид на pазгрузчик
кормов ЗРП-12 со стороны
устройства самозагрузки
Применение машин с системой самозагрузки стебельчатых кормов
в технологиях кормоприготовления позволяет снизить удельные расходы на выполнение технологического процесса приготовления и раздачи
кормов на молочно-товарных фермах за счет совмещения операций, но
не исключает использования дополнительных средств механизации для
погрузки кормов-кмпонентов.
С целью устранения этого недостатка в технологии
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработан загрузчик-раздатчик кормов ЗРП-12 (рисунок 2). Лотковофрезбарабанная система самозагрузки, применяемая в его конструкции,
позволяет загружать все виды кормов рациона в количествах, строго соответствующих рецептуре кормосмеси.
253
Загрузчик-раздатчик кормов ЗРП-12 прошел приемочные испытания, по результатам которых приемочной комиссией рекомендован к
освоению в серийное производство. В настоящее время на производственных мощностях ОАО «Бобруйскагромаш» осваивается его выпуск.
Практика использования самозагружающихся смесителейраздатчиков кормов на фермах республики показала, что как отечественные, так и импортные полуприцепные самозагружающиеся машины в агрегате с трактором класса 1,4 позволяют одному механизатору, без привлечения дополнительных средств механизации, выполнять операции самозагрузки, качественного приготовления и раздачи
кормосмесей, но при этом отечественные – на 15–20 % дешевле импортных аналогов.
Однако расположение систем самозагрузки в задней части машины
требует подачи смесителя-раздатчика к бурту корма задним ходом, при
ограниченных углах обзора; эти особенности конструкции обусловливают его низкую производительность на самозагрузке кормов рациона,
что ведет к снижению производительности агрегата в целом.
Поэтому рассмотренные технические средства следует рекомендовать к применению в республике на небольших по размерам молочнотоварных фермах с поголовьем до 600 коров.
Эксплуатационно-технологические недостатки полуприцепных самозагружающихся машин устраняет использование в технологиях приготовления и раздачи кормов самоходных смесителей-раздатчиков, имеющих более широкие функционально-технологические возможности.
С учетом опыта эксплуатации самоходных машин импортного
производства в условиях молочно-товарных комплексов в настоящее
время ведутся работы по созданию отечественного самоходного смесителя-раздатчика кормов, адаптированного к условиям сельскохозяйственного производства республики. РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» совместно с ОАО «Амкодор» и
ОАО «Бобруйскагромаш» разработан и изготовлен опытный образец
машины с объемом бункера смесительной камеры 18 м3 и тремя вертикальными шнеками. Самоходный смеситель-раздатчик кормов ССР-12
адаптирован к условиям сельскохозяйственного производства республики. Эта машина выполняет все операции, начиная с загрузки кормов
и оканчивая раздачей кормосмесей, она мощнее, производительнее и
гораздо маневреннее прицепных и полуприцепных раздатчиков. Самозагрузка кормов осуществляется транспортерно-фрезерным устройством, представляющим собой фрезбарабан, смонтированный на поворотной стреле, внутри которой размещен транспортер, подающий компонентный материал в бункер. При этом система самозагрузки размещена в передней части агрегата, что расширяет обзор на бурт корма и
устройство загрузки с кабины оператора.
254
Технологическое оборудование самоходного раздатчика является
параметрическим аналогом измельчителя-смесителя-раздатчика кормов
с вертикальными рабочими органами ИСРВ-12 и собрано на базе основных узлов и деталей ИСРВ-12, ПРСК-12, ЗРП-12 и др. машин производства ОАО «Бобруйскагромаш», а шасси агрегата создано с максимальным использованием отечественной комплектации на базе основных узлов и деталей машин, серийно производимых ОАО «Амкодор».
Технические средства такого типа следует рекомендовать к применению в республике на молочно-товарных комплексах с поголовьем
600 коров и более.
Заключение
Применение технологических комплексов на основе мобильных
полуприцепных с самозагрузкой и самоходных машин дает возможность
при снижении затрат металла, жидкого топлива и энергии добиться качественного приготовления и раздачи кормов рациона за счет совмещения технологических операций. При этом могут быть достигнуты параметры технологии производства молока стран Евросоюза: затраты
труда – 3–4 чел.-ч/ц, расход кормов – до 1 ц к. ед./ц, расход электроэнергии – 4–6 кВт·ч/ц, расход топлива – 3–4 кг у. т./ц.
Переоснащение молочно-товарных ферм и комплексов современными техническими средствами для приготовления и раздачи кормов
будет идти по пути использования технических средств с широкими
функционально-технологическими возможностями, что в сочетании со
сбором данных по продуктивности коров и расходу кормов позволит оптимизировать программу кормления и добиться максимальной продуктивности животных.
Литература
1. Опыт реконструкции и технологической модернизации молочных
ферм. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. – 192 с.
2. Винницки, C. Организационно-методические вопросы планирования состава кормосмесей для молочных коров / C. Винницки,
Е.Л. Юговар, В.О. Китиков // Механизация и электрификация сельского
хозяйства: межвед. тематич. сб. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2012. – Вып. 46. – С. 286–294.
3. Устройство фрезерного типа для отделения и подачи стебельчатых кормов: пат. на полезную модель № 1080, МКИ А 01 F 29100,
А01К5102 / Ю.А. Башко, В.О. Китиков, О.Б. Жандаренко, С.А. Казаченок,
Е.А. Осипов, Л.Н Беспалко; заявитель РУП «Белорусский научноисследовательский институт механизации сельского хозяйства». – № и
20030105, заявл. 14.03.2003.; опубл. 30.12.2003 // Афіцыйны бюл. / Нац.
цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2003. – № 4. – С. 241.
255
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
ОПТИМИЗАЦИЯ РАЦИОНОВ КОРМЛЕНИЯ В КОНЕЧНОЙ
СТАДИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПТИЦЫ ПРИ ЕЕ
ПРОГРАММИРУЕМОМ РОСТЕ
Б.В. Лукьянов, д.э.н., проф.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный аграрный университет – МСХА
им. К.А. Тимирязева»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
П.Б. Лукьянов, д.э.н.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации»
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
А.В. Дубровин, д.т.н., проф.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии)
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Для правильного развития молодняка сельскохозяйственной
птицы и получения животноводческой продукции высокого качества
требуется соблюдать определенную закономерность роста массы
птицы. Оптимальная динамика прироста массы птицы определяется
посредством моделирования физиологических процессов роста либо
путем проведения натурных экспериментов [1–6]. Основным регулятором прироста выступает суточный рацион. При этом задача оптимизации рациона формулируется следующим образом: «Составить
рацион, обеспечивающий заданный прирост массы птицы при максимальной экономической эффективности использования кормов».
Экономическая эффективность использования кормов выражается
прибылью или рентабельностью, обеспечиваемой рационом.
При данной постановке задачи методика оптимизации рациона
при программировании прироста массы птицы может иметь два варианта – одношаговый и многошаговый. Первый вариант – одношаговый. Оптимизация рациона для получения заданного прироста массы
птицы по первому варианту ориентирована на раздельную оптимиза-
256
цию рационов по приросту, задаваемому для каждого шага наращивания массы. При этом в качестве исходных данных для расчета берутся усредненные по шагу характеристики птицы и заданный суточный прирост массы. В этом случае оптимизация выполняется по методике планирования рационов для индивидуального дозированного
кормления птицы [7–9] с использованием одного из критериев:
– максимальная прибыль при заданной продуктивности;
– максимальная рентабельность при заданной продуктивности;
– минимальная стоимость рациона при заданной продуктивности.
Второй вариант – многошаговый. При отсутствии требования
обеспечить задаваемый пошаговый прирост массы, альтернативой по
отношению к первому варианту может служить следующая постановка задачи: «Составить серию рационов, обеспечивающих требуемый прирост массы птицы за заданный период времени при максимальной экономической эффективности использования кормов». При
такой постановке задача оптимизации рациона попадает в класс задач
оптимального управления и в рамках теории оптимального управления формулируется следующим образом: «Требуется найти такую
динамику кормления (траекторию управления), при которой масса
птицы вырастет от начального значения m0, соответствующего моменту времени t0, до требуемого значения m1, соответствующего заданному моменту времени t1, с минимальной стоимостью кормов».
Таким образом, объектом управления выступает птица, состояние
которой характеризуется двумя фазовыми переменными: «масса» и
«суточный прирост массы». Вектором управления является суточный
рацион. За функционал качества принимается стоимость кормов, расходуемых на одну птицу за период откорма. Время изменяется дискретно, квант времени – одни сутки. После приведения задачи к стандартному виду задач теории оптимального управления условия задачи
описываются следующим образом.
Фазовый вектор объекта является двумерным:
x = (x1, x2),
где x1 – масса птицы; x2 – суточный прирост массы птицы.
Управление задается вектором кормов рациона:
u(t) = (u1(t), ..., uk(t) ..., um(t)),
где uk(t) – масса k-го корма в рационе t-го дня откорма; m – количество кормов рациона.
Функционал качества описывается выражением
j = t1
J(u(t), x(t)) =  Cрац j
257
min,
j = t0
где J(u(t), x(t)) – функционал качества; Cрац j – стоимость рациона в
j-й день откорма; j [t0 , t1].
Задача решается в следующей последовательности.
1. Оценивается управляемость объекта, т. е. проверяется возможность выполнения требуемого откорма в заданный период времени
имеющимися кормами.
Для оценки управляемости объекта выполняется серия расчетов
рационов по критерию «максимальная продуктивность» на период откорма с дискретностью в один день. Если в конце периода требуемая
масса животного не достигнута, то делается заключение, что объект
неуправляем, и следует пересмотреть исходные данные задачи. Если
требуемая масса животного достигнута, то делается заключение, что
объект управляем. В этом случае управление u0(t) и траектория x0(t) запоминаются, и решение задачи продолжается.
2. Определяются оптимальная траектория управления и соответствующая ей фазовая траектория объекта.
При выращивании и откорме птицы при движении от t0 к t1 долевая оплата части корма для прироста живой массы снижается, так как
при этом общая масса птиц растет и, соответственно, увеличивается
доля рациона, идущая на поддержание их жизни. Поэтому с целью минимизации расхода кормов следует прирост живой массы в конце периода делать минимально допустимым с точки зрения сохранности здоровья животных и соблюдения технологических условий их роста. Поэтому на этом этапе решения задачи для определения оптимальной траектории управления выполняется «обратный» расчет изменения массы
птицы при движении от t1 к t0 по критерию «минимальная стоимость
рациона при заданной продуктивности».
На рисунке 1 приведена иллюстрация последовательности решения задачи через изменение во времени массы птицы (x1(t)).
Кривая x01(t) отображает первый шаг решения – оценку управляемости.
Кривая x1(t) соответствует оптимальному управлению; стрелка указывает направление последовательности вычислений при определении
оптимальной траектории управления. Расчет рационов по минимальному приросту начинается с момента времени t1 (т. С) и продолжается до
пересечения с кривой x01(t) (т. В). На участке ВА рационы рассчитываются по максимальному приросту живой массы.
Найденные рационы определяют оптимальное управление для откорма птицы с начальной массой x1(t0) до требуемой массы x1(t1) при
минимальной стоимости кормов (траектория АВС).
258
Рисунок 1 – Работа алгоритма оптимизации
управления рационом при откорме птицы
Описанные алгоритмы оптимизации рационов при программируемом росте животных могут выполняться с помощью компьютерных
программ «КОРАЛЛ – Кормление выращиваемого скота» и «КОРАЛЛ
– Кормление свиней», в настоящее время подготовлена программа
«КОРАЛЛ – Кормление птицы», разрабатывается система экономически наилучшего управления кормлением птицы [7–10].
Система автоматизации технологического процесса составления
экономически оптимального рациона кормления птицы с участием
оператора-эксперта по функциональной схеме устройства (рисунок 2)
работает следующим образом [11, 12]. В задатчике имитируемого сигнала возраста птицы 1 задается периодически изменяющийся от
наименьшего своего значения до наибольшего сигнал, соответствующий диапазону возраста птицы от одних суток до 35 суток, обычного
срока выращивания современных кроссов бройлеров. Это делается для
определения в соответствии с программой выращивания птицы во
всем диапазоне ее возрастов следующих величин: значения ежесуточной дозы корма при управлении составлением рациона в начальной
стадии выращивания посредством задатчика имитируемого сигнала
дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы птицы 2, а
также значения ежесуточной дозы корма при управлении составлением рациона в конечной стадии выращивания посредством задатчика
имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте
живой массы птицы 3.
259
1 – задатчик имитируемого сигнала возраста птицы; 2 – задатчик
имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте
живой массы птицы; 3 – задатчик имитируемого сигнала дозы
кормосмеси при минимальном приросте живой массы птицы;
4 – вычислитель сигнала живой массы птицы в начальной стадии
выращивания; 5 – вычислитель сигналов экономически оптимального
рациона в начальной стадии выращивания; 6 – вычислитель сигнала
живой массы птицы в конечной стадии выращивания; 7 – вычислитель
сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии
выращивания; 8 – схема сравнения сигналов живой массы птицы в
начальной и в конечной стадии выращивания; 9 – формирователь
сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой
массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой
массы; 10 – блок управляемых ключей; 11 – схема совпадения сигналов;
12 – задатчик сигнала реального возраста птицы; 13 – задатчики сигналов
экономически оптимальных доз кормов; 14 – схема сравнения сигналов
доз кормов; 15 – задатчики сигналов реальных доз кормов; 16 – дозаторы
доз кормов; 17 – смеситель; 18 – экономически оптимальная кормосмесь;
19 – блок управления устройством
Рисунок 2 – Функциональная схема устройства управления
технологическим процессом составления экономически оптимального
рациона кормления птицы при программируемом росте бройлеров
В соответствии с полученными значениями ежесуточных доз
кормосмеси вычисляются значения сигналов живой массы птицы в
начальной и в конечной стадии выращивания, поскольку такие две математические модели продуктивности бройлеров известны из технологических опытов по уточнению роста бройлеров. Эти функции выпол-
260
няют вычислитель сигнала живой массы птицы в начальной стадии выращивания 4 и вычислитель сигнала живой массы птицы в конечной
стадии выращивания 6.
Также в соответствии с этими значениями ежесуточных доз кормосмеси при управлении составлением рациона в начальной и конечной
стадиях выращивания вычисляются рационы экономически оптимальной
кормосмеси. Это делается посредством вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 5 и с помощью вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 7.
Сравнение получаемых в один и тот же момент времени двух значений вычисленной продуктивности происходит в схеме сравнения сигналов живой массы птицы в начальной и в конечной стадии выращивания 8. На выходе этой схемы сравнения появляется сигнал, который преобразуется в формирователе сигнала отключения режима вычисления
максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления
минимального прироста живой массы 9. Полученный преобразованный
сигнал подается на первый управляющий вход блока управляемых ключей 10 и свидетельствует о том, что в этот момент времени компьютерного моделирования процесса составления экономически оптимальных рационов возможен переход в режим ограничения кормления птицы.
На второй управляющий вход блока управляемых ключей 10 также
подается выходной сигнал задатчика имитируемого сигнала возраста
птицы 1, причем с периодом его формирования в этом задатчике. Частота
формирования этого имитационного сигнала может быть достаточно высокой для того, чтобы оператор мог вовремя и достаточно быстро оценить
моделируемый компьютером процесс формирования программируемого
продуктивного роста птицы и своевременно внести свои управляющие
поправки.
Задатчик сигнала реального возраста птицы 12 задает время хода
реального производственного процесса. Его выходной сигнал поступает
на третий управляющий вход блока управляемых ключей 10 для практического сопоставления хода реального времени технологического процесса кормления и реального роста бройлеров с ходом имитируемого по
времени моделируемого компьютером процесса программируемого роста
птицы. Чем точнее выбраны оператором-практиком коэффициенты функций потерь, тем точнее в реальном времени производится переход от
кормления бройлеров вволю к их ограниченному кормлению.
В момент одновременного появления на всех трех управляющих
входах схемы совпадения сигналов 11 она вырабатывает свой выходной
управляющий сигнал для блока управляемых ключей 10. Этот блок срабатывает, и в устройстве обеспечивается дальнейшее прохождение сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращива-
261
ния птицы. В результате прекращается прохождение через этот блок сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания бройлеров и начинается прохождение через него сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания птицы.
В данный момент времени происходит автоматизированный переход
из режима неограниченного кормления бройлеров, из режима кормления их
вволю, в режим ограниченного кормления птицы. С этого момента времени
прекращается избыточный перерасход кормосмеси с экономически оптимальным составом.
Литература
1. Куценко, А.И. Математическое моделирование и оптимизация
параметров производства на комплексах по откорму крупного рогатого
скота: дис. … канд. экон. наук / А.И. Куценко. – М., 2007. – 241 с.
2. Черепанов, Г.Г. Системная морфофизиологическая теория роста
животных / Г.Г. Черепанов. – Боровск: ВНИИ физиологии, биохимии и
питания с.-х. животных, 1994. – 103 с.
3. Черепанов, Г.Г. Обоснование оптимальной интенсивности роста
и наиболее целесообразных сроков убоя при выращивании и откорме
крупного рогатого скота / Г.Г.Черепанов, В.И. Агафонов // Зоотехния. –
1994. – № 3. – С. 12–14.
4. Шляхтунов, В.И., Повышение качества говядины / В.И. Шляхтунов, А.И. Плященко. – Минск: Ураджай, 1986. – 105 с.
5. Экспериментальная апробация системной модели роста свиней /
В.И. Дудин [и др.] // Проблемы физиологии, биохимии, биотехнологии и
питания сельскохозяйственных животных. – Боровск, 1994.
6. Тюпаев, И.М. Динамика роста бычков при разном уровне питания / И.М. Тюпаев, Г.Г. Черепанов // Проблемы физиологии, биохимии, биотехнологии и питания сельскохозяйственных животных. –
Боровск, 1994.
7. Лукьянов Б.В. Новая информационная технология оптимизации
рационов для сельскохозяйственных животных (Компьютерные программы «КОРАЛЛ») / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов: учеб.-метод. пособие. –
М.: РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2009. – 108 с.
8. www.koral-agro.ru.
9. Лукьянов, Б.В. Оптимизация рационов кормления при программируемом росте животных / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов, А.В. Дубровин // Техника и оборудование для села. – 2013. – № 2 (187). – С. 34–35.
10. Устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птицы: пат. 2462864 РФ: МПК7 А 01 К
29/00 / А.В. Дубровин, А.В. Голубев; заявитель и патентообладатель ГНУ
Всерос. науч.-исслед. ин-т электриф. сельск. хоз-ва. – № 2010144612/13; за-
262
явл. 01.11.2010; опубл. 10.10.12 // Изобретения, полезные модели / ФИПС.
– Бюл. № 28 (II ч.). – С. 16.
11. Дубровин, А.В. Основы автоматизированного управления технологическими процессами в птицеводстве по экономическому критерию /
А.В. Дубровин. – М., ГНУ ВИЭСХ, 2013. – 294 с. (В печати.)
УДК 664-02
СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ
Л.А. Неменущая, ст.н.сотр.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«Российский научно-исследовательский институт информации и
технико-экономических исследований по инженерно-техническому
обеспечению агропромышленного комплекса» (ФГБНУ «Росинформагротех»)
п. Правдинский, Московская обл., Российская Федерация
В последние годы все больше внимания уделяется контролю качества продуктов питания, что обусловливает необходимость внедрения
быстрых и точных методов его оценки, появление новых стандартов оборудования. Подобным требованиям отвечают приборы-биосенсоры.
Перспективность их использования, во-первых, подтверждает
бурное развитие общемирового рынка биосенсорных технологий – по
состоянию на 2012 год его годовой оборот достиг 8,5 миллиарда долларов, а к 2018 году может достигнуть 16,8 миллиарда долларов.
Во-вторых, биосенсоры, из-за присутствия биологической составляющей, обладают рядом достоинств, не имеющихся у традиционного аналитического оборудования. Например, в живой природе
практически на любое анализируемое вещество можно найти готовый
биодетектор; а также из-за небольших размеров распознающего элемента, представленного ферментами, частями тканей, микроорганизмами, органеллами, рецепторами, ДНК и т. п., уменьшаются общие
размеры прибора. Нельзя не отметить скорость проведения анализа,
характеризующую сенсорные методы, которая позволяет усовершенствовать технологии производства пищевых продуктов. Для регистрации данных в биосенсорах используются понятные системы (напряжение, сила тока, оптическая прозрачность и т.п.), при этом они относятся к высокотехнологичным устройствам, приборам будущего, которые уже в настоящее время активно разрабатываются и смогут
найти применение в самых различных отраслях. В таблице 1 представлены некоторые разработки, которые могут быть перспективными
для использования в пищевой промышленности.
263
Таблица 1 – Примеры использования биосенсоров в контроле
качества пищевых продуктов и воды
Состав или основа биосенсора
Люминесцирующие вибрионы
Vibrio fishery V-9679 и Vibrio
fishery V-9580, светящиеся бактерии Азовского и Черного морей
Биохимикат, содержащий фермент, который для обнаруживаемого металла является редуктазой
В биооснове иммобилизованная
α-химотрипсином и спиртовой
оксидазой мембрана яичной
скорлупы
В основе клеточная пластина
огурца или тыквы и электрод
Кларка
Ферментный электрод и иммобилизованные дрожжи, помещенные между двумя пористыми мембранами
Определяемое
вещество
Соли тяжелых металлов, бихромат
калия,
додецилсульфат натрия и
фенол, нефтепродукты
Тяжелые металлы
Контролируемое
вещество
Питьевая и технологическая вода
Аспартам
Пищевые
продукты
Питьевая и технологическая вода
Аскорбиновая кис- Пищевые продуклота
ты и сырье
Этанол и метанол
Промышленные
стоки
В основе иммобилизованная Остаточные коли- Пищевые продукхолинэстераза (фермент класса чества пестицидов ты и сырье
гидролаз)
и
стационарный
ртутный электрод
Хеморецептор, извлеченный из
чувствительных антенн (органелл) голубого морского краба,
прикрепленный к ультрамикроэлектроду
В основе углеродные нанотрубки, покрытые молекулами ДНК
В основе биочипы с ДНК
Следы
тяжелых Питьевая и технометаллов
логическая вода
Пищевые
сиданты
антиок- Продукты повышенной пищевой
ценности
Патогенные мик- Мясо, рыба, плороорганизмы
доовощная продукция
264
Большинство из представленных в таблице 1 разработок – зарубежные. В нашей стране производство оборудования на основе биосенсорных технологий находится на начальном уровне, на долю отечественных производителей приходится менее 10 % рынка. Поэтому
дальнейшее развитие данной отрасли в России на фоне совершенствования микро- и наносистемной техники во всем мире – необходимо.
Литература
1. Азоев, Г.Л. Мировой и российский рынок нанопродуктов в иллюстрациях (Электронная книга) / Г.Л. Азоев, Н.П. Ларина, Е.В. Сумарокова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 227 с.
2. Лаборатория геномных и протеомных исследований [Электронный ресурс]. – 2013. – Режим доступа: www.geneticlab.ru. – Дата доступа:
31.05.2013.
3. Наука и технологии России [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.strf.ru. – Дата доступа: 31.05.2013.
УДК 631.017.3:621.181
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
ЭЛЕКТРОПАРОГЕНЕРАТОРА
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО АГРЕГАТА
А.М. Шувалов, д.т.н., проф., А.Н. Машков, аспирант,
К.А. Набатов, к.т.н., проф.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт использования
техники и нефтепродуктов Российской академии
сельскохозяйственных наук»
(ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии)
г. Тамбов, Российская Федерация
В последние годы сельское население резко увеличило выращивание скота у себя на подворье и продажу животноводческой продукции на рынке.
В многоукладном крестьянском хозяйстве выполняют различные технологические операции по приготовлению кормов, пищи, мясо-молочной, овощной, фруктовой продукции и т.д. Для этого необходимы различные аппараты и соответствующие энергоисточники,
оборудованные средствами автоматики, включающие пусковую ап-
265
паратуру, терморегулирующую систему управления тепловыми процессами. Но средства автоматизации дорогостоящи, имеют сложное
устройство и нуждаются в техническом обслуживании и текущем
ремонте высококвалифицированным персоналом. Следовательно,
применение для каждого технологического процесса отдельной серийно выпускаемой энергоустановки связано с существенными капитальными затратами и приводит к большим потерям энергии и неэффективности производства.
Наиболее эффективный способ технического оснащения и энергообеспечения стационарных технологических процессов крестьянских хозяйств – использование многоцелевого агрегата для приготовления кормов, пищи и термической обработки сельхозпродукции [1, 2]. Его конструктивная схема приведена на рисунке 1.
В разработанном многоцелевом агрегате применен принципиально новый способ управления мощностью электропарогенератора и
тепловыми потоками в варочных аппаратах.
Электропарогенератор (ЭПГ) работает по принципу прямого
нагрева воды до кипения. При этом вырабатываемый им пар поступает по паротрубопроводам в паровые рубашки каждого аппарата.
При разогреве в аппаратах продукта до кипения наступает дисбаланс
между потребляемыми тепловыми потоками (мощность) и развиваемой электропарогенератором мощностью. В результате этого в системе энергообеспечения, в том числе и в электропарогенераторе, создается избыточное давление, вода из межэлектродного пространства
ЭПГ вытесняется, электроды оголяются, и мощность его уменьшается до наступления равновесия между вырабатываемым и потребляемым паром. Таким образом, осуществляется саморегулирование
мощности
электропарогенератора
пропорционально
тепловой
нагрузке без применения традиционных средств автоматики.
При проектировании многоцелевого агрегата мощность ЭПГ
должна определяться с учетом обеспечения нормальных режимов работы всех аппаратов, то есть по суммарной максимальной (пиковой)
мощности.
Расчеты показывают, что суммарная пиковая мощность ЭПГ при
одновременном запуске в работу аппаратов достигает 45–50 кВт, что
может вызвать затруднения при внедрении многоцелевого агрегата в
крестьянских хозяйствах.
Уменьшить пиковую мощность ЭПГ можно за счет сдвига по времени момента включения аппаратов в работу. При этом потребляемая
мощность ЭПГ не может быть меньше потребляемой пиковой мощности
наиболее энергоемкого (60-литрового) аппарата.
266
к компенсатору
9
10
А
ф
WS
А
В
C
N
1 – аппарат для нагрева воды; 2 – аппарат для термической обработки
кормов; 3 – аппарат для термической обработки сельхозпродукции;
4, 5, 6, 7 – аппараты для приготовления пищи;
8 – пароконденсатопроводы; 9 – электропарогенератор;
10 – шкаф управления
Рисунок 1 – Схема многофункционального агрегата
Чтобы обеспечивать режимы работы ЭПГ с мощностью, не превышающей потребляемую 60-литровым аппаратом, необходимо знать сдвиг (интервал) во времени момента включения других аппаратов при различных
вариациях их параллельной работы. Для этих целей разработана номограмма
(рисунок 2), по левому квадранту которой определяется пиковая потребляемая мощность аппаратов любой производительности (емкости), а по правому
– интервал времени до момента включения аппаратов при любой вариации
их параллельной работы.
Порядок пользования номограммой рассмотрим на примере. Если в работу включен электропарогенератор с аппаратом, имеющим максимальную
пиковую мощность ( P60пик ), и нам требуется определить интервал времени
момента включения в параллельную работу 2-го аппарата емкостью 40 л
(V40), то, проведя линии по оси абсцисс из точек V60 и V40 до пересечения с
линией в точках A и C, а затем с осью ординат в точках B и D, определим
пиковые мощности P60пик и P40пик . В данном случае отрезок BD соответствует
разности мощностей BD = P60пик – P40пик . Отложив этот отрезок на оси ординат
267
(bd) и проведя линию параллельно оси абсцисс в точку e, а затем в точку f,
определим интервал времени df, через который можно включить в работу
аппарат V40. При этом суммарная мощность не превысит P60пик , т. е.
P60 + P40пик = P60пик ,
где P60 – текущее значение мощности аппарата V60 в точке e, кВт.
Рисунок 2 – Номограмма выбора рациональных режимов работы
электропарогенератора
На номограмме также приведена кривая изменения мощности электропарогенератора при его работе на параллельно включенные аппараты
V60 и V10 (P10).
Расчеты показывают, что для одновременно включенных аппаратов
требуется мощность электропарогенератора 49 кВт, а с правильно подобранной выдержкой времени – 22 кВт, т. е. мощность парогенератора
уменьшается в 2,2 раза.
Литература
1. Шувалов, А.М. Многоцелевая энерготехнологическая установка
для крестьянских хозяйств / А.М. Шувалов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2010. – № 5. – С. 20–22.
2. Шувалов, А.М. Многофункциональная энерготехнологическая
установка / А.М. Шувалов, А.Н. Машков // Сельский механизатор. – 2010.
– № 12. – С. 23.
268
УДК 631.31.634
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
И КОРМОПРОИЗВОДСТВЕ
С.А. Магеррамова, магистр
Азербайджанский технологический университет
г. Гянджа, Азербайджанская Республика
Животноводство – важнейшая отрасль сельского хозяйства. Удельный вес продукции животноводства в денежном выражении составляет
около половины всей валовой продукции сельского хозяйства, а в районах интенсивного животноводства – более 60 %.
Главной задачей животноводства является увеличение производства и повышение качества животноводческой продукции.
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве произошли большие организационные изменения. Наряду с коллективными действуют фермерские и крестьянские хозяйства, а также различные акционерные общества. В этих условиях повышение интенсивности производства качественной животноводческой продукции является наиболее рациональным. Учитывая то, что на современном этапе развития сельскохозяйственное производство не имеет достаточного финансирования и материально-технического оснащения, повышать его интенсивность можно
прежде всего путем ресурсосбережения.
Слово «ресурс» в переводе с французского означает «вспомогательное средство», которым могут быть материальные ценности, возможности организационного и технологического характера. В данном случае
под ресурсосбережением понимаются ресурсосберегающие технологии и
средства механизации в кормопроизводстве.
Одним из главных условий наиболее рационального использования
кормов является сбалансированность рационов для животных по основным питательным веществам, протеину, макро- и микроэлементам, витаминам. Такую сбалансированность обеспечивают полнорационные кормовые смеси, получение которых идет преимущественно по двум направлениям: непосредственно на фермах и комплексах из силоса, сенажа, соломы, корнеплодов, концентрированных кормов, раствора мелассы с карбамидом и при заготовке сочных и грубых травосмесей.
Балансирование рационов для крупного рогатого скота и овец осуществляется более чем по 20 показателям, а для свиней и птицы – по
50–80. Сбалансированные рационы позволяют повысить отдачу кормов
на 15–50 % .
Полнорационные кормовые смеси, как правило, готовят в кормоцехах, построенных по индивидуальным или типовым проектам.
269
На фермах КРС наибольшее распространение получили кормоцеха
КЦК-5-1, КЦК-5-2 (типовые проекты 801-460 и 801-461), КОРК-15
(типовой проект 801-6-4-83). В таких кормоцехах приготавливают
кормовые смеси из силоса или сенажа, грубых кормов, концентратов,
корнеклубнеплодов, различных питательных и минеральных добавок.
Существующие технологии и технические средства для получения таких кормосмесей по многим показателям отвечают зоотехническим
требованиям, хотя и имеют ряд недостатков. Суточный объем кормов,
приготавливаемых в этих кормоцехах, составляет от 20 до 180 т при
часовой производительности от 10 до 25 т. Таким образом, они могут
обслуживать поголовье дойного стада от 400 до 2000 голов и от 2000
до 10000 голов молодняка на откорме.
Известно, что минимизация компонентов в составе сбалансированных кормосмесей для КРС может быть достигнута за счет введения в них
сенажа. Сенаж по переваримости и влиянию на продуктивность животных незначительно уступает исходной зеленой массе, а по поедаемости
превосходит зеленую траву.
Этот вид корма может скармливаться жвачным животным как монокорм. При этом продуктивность животных не падает даже при отсутствии в рационе сена и корнеклубнеплодов и при значительном уменьшении количества концкормов. Наиболее питательный и калорийный сенаж
получается из бобовых трав: люцерны, эспарцета, клевера и некоторых
других. Технология заготовки сенажа позволяет получать этот вид корма
практически на всей территории нашей страны, за исключением отдельных районов, неблагоприятных для произрастания этих трав. Однако все
технологии приготовления стебельных витаминных кормов, в том числе и
сенажа, в большой степени зависят от погодных условий. Поэтому совершенствование технологий должно сводиться в первую очередь к тому,
чтобы сделать их как можно более независимыми от метеоусловий.
Поэтому кратковременность провяливания трав до сенажной влажности
55–60 % является главной проблемой в заготовке сенажа.
В процессе хозяйственной деятельности ресурсы предприятия занимают одно из центральных мест, поэтому вопрос ресурсосбережения и
определения оптимального соотношения ресурсов на предприятии очень
актуален в настоящее время. Финансовая политика в области ресурсов
направленно воздействует на долговременное состояние предприятия,
а также определяет его текущее состояние. Она диктует тенденции экономического развития, перспективный уровень научно-технического прогресса, состояние производственных мощностей предприятия. Актуальность данной темы заключается в том, что в процессе хозяйственной деятельности практически все предприятия сталкиваются с проблемой нехватки ресурсов для обеспечения нормальной работы.
270
Животноводство и кормопроизводство – основные потребители
жидкого топлива и электроэнергии в сельском хозяйстве. Производство
продуктов животного происхождения – мяса, молока, яиц, шерсти, воссоздание поголовья, а также использование скота на сельскохозяйственных
работах связаны с превращением энергии.
Энергию, необходимую для процессов жизнедеятельности, роста и
производства продукции животноводства, получают из корма. Значительное количество получаемой организмом энергии идет на усвоение и обмен питательных веществ на клеточном уровне. Поэтому лишь небольшая часть сначала употребленной энергии является «полезной», то есть
переходит в энергию конечного продукта. Энергетическая эффективность
трансформации кормов в продукцию, которая определяется соотношением энергии конечного продукта и полной энергоемкости производства
кормов, в молочном скотоводстве и свиноводстве не превышает 30 %, в
бройлерном птицеводстве – 10 %, в производстве говядины – 7 %.
Эффективность ведения животноводства в значительной мере определяется кормообеспеченностью скота и птицы.
Наивысшая производительность сельскохозяйственных животных
достигается при оптимальном обеспечении кормами.
Пример. Если оценивать энергозатраты с учетом содержания кормопротеиновых единиц, то наименьшая энергоемкость у производства
зерна ярового ячменя и гороха. В то же время серьезного сбережения
топлива можно достичь благодаря сочетанию провяливания и применения в процессе сушения отработанного тепла сушильного агента, потому
что почти 75 % тепловой энергии выбрасывается с теплоносителем.
Замкнутый цикл прохождения воздуха с теплоносителем (с температурой
120 °С) для предыдущего сушения зеленой массы значительно уменьшает
энергозатраты.
Ликвидировать дефицит протеина целесообразно за счет шротов
и макухи подсолнуха, сои, свеклы. По данным Института кормов
УААН, освоение кормовых севооборотов, насыщение многолетними
бобовыми культурами, травами, а также более чем на 50 % – зернофуражными культурами, промежуточными посевами дает возможность
увеличить производство кормов и кормового протеина на 42…48 %,
уменьшить расходы труда и топлива на возделывание почвы на 20 %,
сэкономить азотные удобрения за счет биологической фиксации азота
многолетними бобовыми и зернобобовыми культурами. На гектар
культурных пастбищ тратится в 4...12 раз меньше энергии, чем на зерновые или технические культуры.
А прибыль с гектара их посева в 4 раза выше, чем с гектара сахарной свеклы, и в 16 раз – чем с гектара зерновых культур.
271
Из кормов, изготовленных из 1000 т зеленой массы для подавляющего использования в стойловый период, наименьших расходов совокупной энергии требуют прессуемое сено (1392,1 мДж), сенаж (1603,7 мДж)
и брикеты (2197,6 мДж), наибольших – травяная мука (8081 мДж).
Основной удельный вес расходов совокупной энергии при производстве кормов из зеленой массы приходится на машины (13,7...32,0 %),
горюче-смазочные материалы (19,0... 67,5 %) и на производство исходной
зеленой массы (5,9…34,3 %).
Энергозатраты на заготовку рассыпного сена распределяются таким
образом:
– скашивание злаковых и бобовых трав урожайностью 275 и
250 ц/га – 9,9... 13,8 %;
– переворачивание – 4,1...4,4 %;
– сгребание в валки – 6,0...6,4 %;
– составление копн – 10,7...10,3 %;
– нагрузка кип – 26,0...24,1 %;
– транспортировка – 26,0...24,0 %;
– скирдование – 17,8... 16,7 %;
– опахивание скирды – 0,6...0,5 %.
Расходы топлива на производство 1 т сена составляют 10 кг, а на 1
гектар – до 50 кг.
Практика показала, что можно скармливать до 5–7 кг плющеного
зерна в день на голову, нужно только регулировать содержание протеина (дополнить протеин можно за счет возделывания смеси зернобобовых культур: ячмень + горох + овес) в зависимости от продуктивности животного. Грамотное применение плющеного зерна позволяет
открывать зимние сезоны «большого молока». За счет хорошей поедаемости и высокой усвояемости плющеного зерна отмечается повышение надоев в среднем на 10–15 % (в среднем хозяйстве на 400 голов
при удое от одной коровы 3000 л в год 10 % – это 300 л, то есть годовой надой по стаду составит 120 000 л, при цене молока 7 руб. дополнительный годовой доход – 840 тыс. руб.). При откорме бычков сроки
откорма сокращаются на 50 дней. Есть реальная возможность увеличить ежедневные привесы до 1 кг и более, в то же время при кормлении дробленым зерном привес – максимум 700 г. (От стада в 400 голов
получено 140 бычков, разница в весе при кормлении плющеным и
дробленым зерном через 365 дней составила у них 109,5 кг (откорм
плющеным зерном: 50 кг + 1 кг х 365 дн. = 415 кг; дробленым зерном:
50 кг + 0,7 кг х 365 дн. = 305,5 кг. 109,5 кг х 140 телят = разница по
стаду 15 330 кг)).
Для того чтобы обеспечить на один кормодень плющеным зерном
поголовье в 400 коров со шлейфом молодняка, вальцовая мельница про-
272
изводительностью 5 т/ч будет работать чуть больше получаса. Напряжение в сети – 380 В. Вальцовая мельница тратит ¼ энергии, потребляемой
дробилкой. Сокращение трудозатрат – 40 %.
Анализ наиболее перспективных технологий и технических
средств в кормопроизводстве позволил выявить основные направления ресурсосбережения при заготовке сенажа и приготовлении полнорационных рассыпных кормосмесей: интенсификация провяливания валков травы до сенажной влажности – 55 %; совершенствование
процесса пневмосепарации стебельных кормов от инородных твердых примесей; совершенствование процесса измельчения и смешивания различных компонентов; улучшение дозированного сдабривания
рассыпных кормосмесей; повышение эффективности процесса выгрузки готового корма в кормоцехах непрерывного действия.
Разработанная схема ресурсосбережения в кормопроизводстве
позволяет определить пути реализации направлений исследований при
заготовке сенажа и приготовлении полнорационных рассыпных кормосмесей.
Технико-экономический анализ показывает реальность ресурсосбережения во всех предложенных технологиях и для средств механизации в кормопроизводстве по всем исследуемым показателям.
Литература
1. Алешкин, В.Р. Статистическая оценка качества смешивания кормов / В.Р. Алешкин // Механизация процессов в животноводстве и кормопроизводстве: сб. науч. тр. Пермского СХИ. – Пермь, 1983. – С. 3–9.
2. Афоничева, З.Г. Реконструкция кормоцеха полнорационных кормосмесей / З.Г. Афоничева // Техника в сельском хозяйстве. – 1987. – № 9.
3. Кукта, Г.М. Технология переработки и приготовления кормов /
Г.М. Кукта. – М.: Колос, 1978. – 240 с.
4. Стельмах, Н.Ю. Экономика и управление ресурсосбережением:
учебно-методическое пособие / Н.Ю. Стельмах. – Бобруйск, 2010.
5. Мельников, C.B. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов / C.B. Мельников. – Д.: Агропромиздат,
1985. – 640 с.
6. Косачев, Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники / Г.Г. Косачев. – М.: Колос, 1978. – 240 с.: ил.
7. Долгошей, Г.А. Экономика сельского хозяйства / Г.А. Долгошей,
М.М. Макеенко. – М.: Колос, 1981. – 396 с.
8. Кованов, С.И. Экономические показатели деятельности сельскохозяйственных предприятий / С.И. Кованов, В.А. Свободин. – М.: ВО Агропромиздат, 1985. – 304 с.
273
УДК 633.2
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ
ВЫСОКОПИТАТЕЛЬНЫХ КОРМОВ НА ЮГЕ РОССИИ
С.А. Селицкий, к.с.-х.н.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»
г. Новочеркасск, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Крупный рогатый скот молочного и мясного направления современных пород при соответствующем уровне кормления и содержания
способен давать 8000–10000 л молока, 1000–1100 г среднесуточного прироста на откорме. Для реализации генетического потенциала высокопродуктивных коров нужны корма с содержанием 11,5–12,0 МДж обменной
энергии и 16,1–18,5 % сырого протеина в сухом веществе.
Основными составляющими рациона высокопродуктивных животных являются высококачественный силос, сенаж, зеленая масса однолетних и многолетних трав, концентрированные корма и др.
На орошаемых землях Южного федерального округа на корм крупному рогатому скоту традиционно выращивают люцерну, люцернозлаковые травосмеси, кукурузу на зернофураж, силос, зеленый корм, суданскую траву и сорго-суданковые гибриды, смешанные посевы однолетних культур различных сроков посева [1].
Выражение эффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур через энергетические показатели приобретает все
большую актуальность в связи с возможным истощением запасов ископаемого топлива и возрастающими затратами антропогенной энергии в интенсивных системах земледелия.
Ресурсосберегающие технологии возделывания культур строятся на
рациональном сочетании основной и предпосевной обработок почвы, оптимальных сроках и нормах посева семян, режиме орошения и минерального питания растений, системе их защиты.
Одной из причин низкой рентабельности производства растениеводческой продукции являются чрезмерные издержки на возделывание
культур, объясняемые отставанием в научно-техническом вооружении,
применением устаревших технологий и высокоэнергоемких технических
средств. В условиях рыночной экономики наиважнейшими факторами
эффективности хозяйствования становятся экономическая целесообразность и конкурентность производимой продукции.
Энергоемкость производства сельскохозяйственной продукции в
России превосходит эти показатели в развитых странах Запада и США в
274
4,5 раза. Общие энергозатраты на 1 га сельхозугодий соответственно составляют 280 кг условного топлива против 121 кг в США.
Вследствие роста тарифов и диспаритета цен на топливо и электроэнергию по сравнению с ценами на сельскохозяйственную продукцию
доля энергозатрат в ее себестоимости резко возросла с 3–8 до 10–20 %, а
по некоторым видам – до 30–50 % и более. В среднем в валовой продукции сельского хозяйства прямые энергозатраты в стоимостном выражении составляют 12–13 % [2].
Для повышения эффективности производства растениеводческой
продукции необходимы внедрение интенсивных технологий, замена
устаревшей техники на высокоэнергоемкие агрегаты.
По фактору интенсивности различают четыре категории технологий:
– экстенсивные, ориентированные на использование естественного
плодородия почв без применения удобрений и других химических
средств или с очень ограниченным их использованием;
– нормальные, обеспеченные минеральными удобрениями и пестицидами в том минимуме, который позволяет осваивать почвозащитные
системы земледелия, поддерживать средний уровень окультуренности
почв, устранять дефицит элементов минерального питания, находящихся
в критическом минимуме, и давать удовлетворительное качество продукции. В этих технологиях используются пластичные сорта зерновых;
– интенсивные, рассчитанные на получение планируемого урожая
высокого качества в системе непрерывного управления продукционным
процессом сельскохозяйственной культуры, обеспечивающие оптимальное минеральное питание растений и защиту от вредных организмов и
полегания. Интенсивные технологии предполагают применение интенсивных сортов и создание условий для более полной реализации их биологического потенциала. Эти технологии, рассчитанные, например, на
40–50 ц/га озимой пшеницы высокого качества, могут быть реализованы с
использованием отечественной серийной техники, сортов, удобрений и
импортных пестицидов;
– высокоинтенсивные, рассчитанные на достижение урожайности
культуры, близкой к биологическому потенциалу, с заданным качеством
продукции с помощью современных достижений научно-технического
прогресса при минимальных экологических рисках. Они относятся к категории так называемого точного земледелия с использованием прецизионной техники, современных препаратов, информационных технологий.
Высокоинтенсивные, или высокие технологии, являют собой качественный скачок и в создании сортов, и в подготовке почвы, и в насыщении
технологическими операциями по уходу за посевами [3].
275
Агротехнологии связаны в единую систему управления агроландшафтом через севообороты, системы обработки почвы, удобрения и средства защиты растений.
Научно разработанные севообороты, минимальная обработка и
прямой посев в сочетании с рациональным применением систем удобрений и пестицидов могут использоваться в различных агроклиматических
зонах на всех видах почв.
Ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур предполагают использование севооборотов, включающих рентабельные и улучшающие плодородие почв культуры,
внедрение безотвальной и мелкой обработок почвы с сохранением
растительных остатков в верхнем слое почвы, использование высококачественных семян, интегрированный подход в борьбе с вредителями
и болезнями.
Совершенствование структуры посевных площадей кормовых культур, освоение севооборотов, соблюдение технологической дисциплины,
устранение потерь полученной продукции, использование урожайных
сортов с высоким содержанием полезных компонентов являются наиболее дешевым и доступным способом увеличения выхода энергии в производственном продукте. Например, увеличение содержания сухого вещества в зеленой массе бобовых трав на 1 % при урожайности 30 т/га повышает энергоотдачу урожая на 6600 МДж [4].
Наиболее энергоемким технологическим процессом является обработка почвы, на которую в среднем расходуется 30–40 % энергии. Для того чтобы снизить энергетические затраты, при основной обработке почвы
применяются ресурсосберегающие приемы обработки почвы (плоскорезная обработка почвы, мелкое лемешное лущение, дискование).
Все более широкое распространение получают нетрадиционные
приемы, такие как минимальная и нулевая обработки почвы с использованием машин нового поколения, обеспечивающих сокращение затрат
энергоресурсов и труда.
Применение минимальных и нулевых обработок способствует
снижению испарения с поверхности почвы за счет уменьшения аэрации пахотного слоя и мульчирующего эффекта растительных остатков
при достаточном их количестве. Благодаря мульче, эффективнее используется конденсационная влага. Большим достоинством минимальных, особенно нулевых, обработок являются экономия горючего,
сокращение затрат, проведение работ в сжатые сроки, высвобождение
времени у товаропроизводителей.
Большие резервы снижения энергозатрат имеются при уборке и заготовке кормов.
276
Наиболее перспективными технологиями заготовки кормов с учетом хозяйственных и климатических особенностей являются [5]:
– заготовка сенажа из интенсивно провяленных трав;
– заготовка сена в измельченном и прессованном виде;
– заготовка зеленых кормов;
– заготовка силоса из кукурузы.
Заготовка травянистых кормов в оптимальные фенологические фазы (злаков – в фазу начала колошения (выметывания), бобовых – в фазу
начала цветения, кукурузы – в фазу молочно-восковой и восковой спелости) обеспечивает максимальную концентрацию обменной энергии в сухом веществе корма, максимальный сбор обменной энергии с единицы
площади при многоукосном ее использовании [6].
Таким образом, применение ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур является важным условием повышения эффективности сельскохозяйственного производства.
Литература
1. Ермоленко, В.П. Орошаемое земледелие юга России / В.П. Ермоленко, П.Д. Шевченко, А.Н. Маслов; под ред. П.Д. Шевченко. – Ростов н/Д, 2002. – 447 с.
2. Технология применения вариабельных норм потребности
крупного рогатого скота в сухом веществе, обменной энергии, сыром и
переваримом протеине при разных уровнях продуктивности и качестве
кормов: практическое методическое руководство. – 2-е изд., перераб. и
доп. / Н.Г. Григорьев, А.П. Гаганов, Н.И. Исаенков. – М.: ФГУ РЦСК,
2002. – 89 с.
3. Данкверт, С.А. Внедрение ресурсосберегающих технологий –
стратегия зернового хозяйства / С.А. Данкверт, Л.В. Орлова // Земледелие. – 2003. – № 1. – С. 4–5.
4. Новоселов, Ю.К. Повышение продуктивности травопольного
севооборота / Ю.К. Новоселов, А.С. Шпаков // Кормопроизводство. –
1995. – № 2. – С. 14–17.
5. Этапы современного кормопроизводства // Сельскохозяйственные вести [Электронный ресурс]. – 2003. – № 1. – Режим доступа:
http://www.agri-news.spb.ru, 2011. – Дата доступа: 12.12.2011.
6. Григорьев, Н.Г. Оценка качества кормов по обменной энергии /
Н.Г. Григорьев, Н.Н. Скоробогатых, В.М. Косолапов // Кормопроизводство. – 2008. – № 9. – С. 21–22.
277
УДК 621.3:636.5
ЭКОНОМИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНОЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ
КОРМОВ БЫСТРЫМИ ПУЧКАМИ ЭЛЕКТРОНОВ
А.В. Дубровин, д.т.н., проф.
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства» (ГНУ ВИЭСХ)
г. Москва, Российская Федерация
e-mail: [email protected]
Электронная стерилизация в настоящее время является самым
перспективным способом обеззараживания различного рода продукции. В отличие от широко применявшихся ранее химической и высокотемпературной стерилизации электронная стерилизация обладает
рядом преимуществ: нетоксична, не дает нежелательных побочных
эффектов, низкозатратна, обеспечивает поточный способ обработки.
Особенно актуально это для всех видов мясных, рыбных и молочных
продуктов, то есть для ингредиентов комбикормов. При электронной
стерилизации нет необходимости переупаковывать и перефасовывать
стерилизуемый материал. Она чрезвычайно важна для регионального
здравоохранения и для любых муниципальных и коммерческих фирм,
занимающихся производством, хранением, торговлей продуктов питания людей и кормления животных и птицы, для предприятий
АПК [1]. Обычно обрабатываемые материалы подаются с помощью
транспортерной ленты в камеру, где под воздействием ионизованного
излучения, создаваемого линейным электронным ускорителем, они
проходят обработку (стерилизуются) и затем выводятся из зоны облучения. Работа ускорителя основана на принципе резонансного взаимодействия электронов с полем стоячей электромагнитной волны
СВЧ диапазона. Ускорители отличаются большой надежностью и
производительностью при высокой стерилизующей дозе облучения
(до 25 кГр). Грей (обозначение: Гр, Gy) – единица измерения в системе. Поглощенная доза равна одному грею, если в результате поглощения ионизирующего излучения вещество получило один джоуль энергии в расчете на один килограмм массы. Через другие ед иницы измерения СИ грей выражается следующим образом:
Гр = (Дж/кг) = (м2/с2). Единица названа в честь британского ученого
Льюиса Грея в 1975 году. Ранее широко использовалась (а иногда используется и до сих пор) внесистемная единица поглощенной дозы
«рад» (радиан). 1 Гр = 100 рад [2].
278
Рисунок 1 – Иллюстрация рабочей зоны станции стерилизации: на
конвейере расположены ящики с продукцией. Раструбы над конвейером
представляют собой окна вывода электронов. Окна вывода электронов из
ускорителей находятся над транспортером, на котором располагаются
облучаемые объекты
На рисунке 1 приведено изображение реальной рабочей зоны
действующей в настоящее время станции стерилизации. Основным
элементом проектируемой в настоящее время российскими специалистами новой территориальной станции для обеззараживания кормов и
других продуктов сельского хозяйства предполагается линейный ускоритель электронов PLA-15-10, уникальная конструкция которого разработана НИЯФ МГУ совместно с ООО «Базовые технологии ВП».
На рисунке 2 приведены две из возможных конструкций разработанных
ускорителей.
Рисунок 2 – Две конструкции перспективных линейных ускорителей
электронов
279
Под воздействием пучка электронов высокой энергии обеспечивается полное уничтожение всех известных микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибков, простейших и т. п.), а также любых других живых организмов, населяющих стерилизуемый объект (насекомых,
клещей, червей и др.). Электронная обработка однородной продукции
проводится в соответствии с заранее установленным технологическим
режимом и требуемой дозой облучения, для некоторых изделий и продуктов режим обработки подбирается индивидуально. Мощность
ускорителя и скорость транспортера задаются и поддерживаются таким образом, чтобы доза облучения точно соответствовала нормативной дозе. Облучение осуществляется за счет торможения электронов в
веществе. Доза облучения фиксируется непрерывно приборами, а также специальными индикаторными полосками. В большинстве современных ускорителей применяется принцип высоковольтного ускорения, то есть энергия электронов соответствует напряжению, создаваемому выпрямителем источника питания ускорителя электронов [3].
Существует пропорциональная зависимость между энергией пучка
ускоренных электронов и напряжением питания ускоряющей структуры ускорителя электронов [4].
Другой известный пример ускорителя электронов – ускоритель
УЭЛВ-10-10С российской фирмы «Корэкс» – с ускоряющей структурой с бегущей волной, длина структуры – 2,05 м. Отличительная особенность ускорителя – возможность плавной регулировки энергии
электронов в диапазоне 5…10 МэВ за счет изменения нагрузки пучком при средней мощности в пучке 10…12 кВт. Ускоритель
УЭЛР-10-10С – с ускоряющей структурой со стоячей волной. Система
управления усовершенствуется по мере модернизации ускорителей и
модифицируется в соответствии с пожеланиями заказчиков. В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию систем оперативной перестройки энергии электронов. Отличительная особенность –
компактность ускоряющей структуры, длина которой составляет 1,1 м.
Энергия электронов может регулироваться в пределах 8…10 МэВ при
средней мощности в пучке 9…10 кВт [5].
Для обеспечения заданного по дозе облучения режима обеззараживания продукта с его определенной массой следует увеличивать
напряжение питания ускорителя пропорционально скорости перемещения продукта в активной зоне облучения. Чем короче активная зона, тем больше должно быть напряжение питания разгонного участка
линейного ускорителя электронов. При определенной конструкции
ускорителя и установки для обеззараживания ее параметры в целом
неизменны, а изменяются главным образом массы обеззараживаемых
280
материалов. Это легло в основу нового технического решения энергосберегающего обеззараживания кормов и других продуктов сельского хозяйства: не нужно устанавливать постоянный режим облучения с расчетом на обеззараживание наиболее массивного и, соответственно, наиболее энергоемкого продукта. Достаточно в процессе
подачи продуктов на установку для обеззараживания знать требуемые для них нормативные дозы облучения и измерять их массы,
например, с помощью поточного измерителя массы. Затем вычислять
необходимое напряжение питания ускорителя и другие электронные
юстировки, корректировать режим облучения каждого продукта при
поступлении его в зону облучения и таким образом с заданной точностью обеззараживать каждый продукт определенной массы.
Подобное автоматизированное устройство (рисунок 3) работает следующим образом. Режим работы ускоряющей структуры ускорителя
электронов 1 с выходным направляющим раструбом 2 определен задатчиком дозы облучения 14.
Скорость измерительного транспортера 5 и ленточного или
планчатого магистрального транспортера 3 для перемещения обеззараживаемой продукции устанавливается задатчиком скорости рабочих
органов обоих транспортеров 7. Обеззараживаемый материал 22, 23,
24 в виде, например, упаковок с кормом или с мясом бройлеров загружается на измерительный транспортер 5, который может располагаться как в помещении для радиационного обеззараживания пучками
ускоренных электронов, так и в связанном с ним помещении. В любом
случае ручная загрузка при работающем ускорителе электронов даже
при минимальном тормозном излучении целесообразна в другом помещении, что достигается либо удлинением магистрального транспортера 3, либо установкой добавочного промежуточного транспортера в
линию обеззараживания. В вычислительный блок 15 поступают следующие сигналы: сигнал скорости от задатчика скорости рабочих органов обоих транспортеров 7, сигнал длины облучаемого участка магистрального транспортера 3 от задатчика размера зоны облучения 13,
сигнал дозы облучения от задатчика дозы облучения 14, задержанный
по времени сигнал мгновенной массовой загрузки от вычислителя
мгновенной по времени массовой загрузки 10 измерительного транспортера 5. Вычислительный блок 15 вырабатывает корректирующий
сигнал для регулятора напряжения питания ускоряющей структуры 16
ускорителя электронов 1.
281
1 – ускоритель электронов; 2 – выходной направляющий раструб
ускорителя; 3 – ленточный или планчатый магистральный транспортер;
4 – исполнительный элемент (электродвигатель и механическая передача)
электропривода магистрального транспортера; 5 – измерительный транспортер; 6 – исполнительный элемент (электродвигатель и механическая передача)
электропривода измерительного транспортера); 7 – задатчик скорости рабочих
органов обоих транспортеров; 8 – регулятор скорости рабочих органов обоих
транспортеров; 9 – силоизмерительный тензометрический датчик;
10 – вычислитель мгновенной по времени массовой загрузки измерительного
транспортера (при равных скоростях рабочих органов обоих транспортеров
сигналы мгновенных по времени загрузок на выходе измерительного
транспортера и на входе в зону облучения на магистральном транспортере
равны, но смещены по времени на величину задержки поступления
обеззараживаемого материала с выхода весоизмерительного транспортера в
начало зоны облучения); 11 – задатчик расстояния между выходом
измерительного транспортера и началом зоны облучения (расстояние,
соответствующее времени задержки между моментом времени измерения
массы материала и моментом времени начала подачи материала в зону
облучения); 12 – элемент управляемой временной задержки; 13 – задатчик
размера (длины) зоны облучения по длине магистрального транспортера;
14 – задатчик дозы облучения; 15 – вычислительный блок; 16 – регулятор
напряжения питания ускорителя электронов (напряжения питания ускоряющей
структуры ускорителя электронов); 17 – пучок ускоренных электронов;
18 – зона облучения; 19 – расстояние между выходом измерительного
транспортера и началом зоны облучения (это расстояние проходит материал за
время задержки между измерением массы вещества и началом его подачи
в зону облучения); 20 – направление движения рабочих органов обоих
транспортеров; 21 – размер (длина) зоны облучения по длине магистрального
транспортера; 22, 23, 24 – обеззараживаемый материал
Рисунок 3 – Функциональная схема энергосберегающей установки для
обеззараживания
В результате в момент времени поступления передней по ходу
транспортера части продукта в зону облучения корректируется энергети-
282
ческий режим электронного обеззараживания в соответствии с массой
данного продукта (рисунок 4).
Vтр – скорость рабочего органа магистрального транспортера; 7-1, 7-2 ,
7-3 – продукты (материалы), поступившие на магистральный транспортер с заметными интервалами между ними (рисунок 4а) и почти без этих интервалов
(рисунок 4б); t – время движения продуктов по магистральному транспортеру,
с; Р – требуемая облученность, кВт/м2; Рмакс – нерегулируемая облученность в
расчете на наиболее массивный продукт (материал); Р7-1, Р7-2, Р7-3 – требуемая
облученность для продуктов 7-1, 7-2 , 7-3; Д7-1, Д7-2, Д7-3 – требуемая доза облучения для продуктов 7-1, 7-2 , 7-3; Экмакс – наибольшая экономия энергии на
обеззараживание при введении автоматизации; Экреал – реальная экономия
энергии на обеззараживание при ручном операторском управлении включением и выключением ускорителя электронов по результатам телеметрического
визуального контроля поступления партии продуктов 7-1, 7-2, 7-3 в зону облучения и контроля выхода их из нее; Экмин – наименьшая экономия энергии на
обеззараживание при ручном операторском управлении (без запаса по дозе облучения и при наименьших неустранимых промежутках между продуктами)
Рисунок 4 – Экономия энергии и повышение точности управления
облученностью зоны облучения при обеззараживании материалов, поступающих по транспортерам в зону обеззараживания (облучения)
283
В момент выхода задней по ходу транспортера части продукта из зоны облучения ускоритель переходит в режим холостого хода без излучения электронов. До поступления в зону облучения очередной упаковки с
обеззараживаемым материалом осуществляется режим экономии энергии
излучения, пучки ускоренных электронов отсутствуют, поскольку значение задержанного сигнала на соответствующем входе вычислительного
блока 15 равно нулю.
Поэтому энергосбережение по сравнению с обеззараживанием без предложенной автоматизации тем больше, чем больше промежутки между загруженными на транспортерную линию обеззараживаемыми продуктами (рисунок 4а). При загрузке продуктов вплотную друг к другу экономия энергии достигается за счет различий между общепринятым постоянным режимом облучения схожих по качеству продуктов с различными массами и устанавливаемым автоматически для каждого такого продукта отдельным режимом обеззараживания с меньшей мощностью излучения (рисунок 4б). Обеспечивается
энергосберегающее автоматизированное управление обеззараживанием кормов и продуктов животноводства и птицеводства. При этом достигается точное обеззараживание продуктов с различной массой, поскольку производится
автоматическое измерение их массы в потоке на транспортере и соответствующее регулирование режима облучения данного продукта. Такая автоматизация процесса энергосберегающего обеззараживания полностью исключает
необходимость достаточно неудобной, но традиционно применяемой трудозатратной загрузки транспортера линии материалами, однородными по составу,
массовым и габаритным показателям, вплотную друг к другу.
Экономические препятствия широкому внедрению линейных ускорителей в сельскохозяйственное производство связаны, в основном, с их
чрезвычайно высокой для отрасли ценой (далеко не самый дорогой ускоритель стоит порядка 0,5…1,0 млн долл. США) и с необходимостью использования специального защищенного помещения. Вместе с тем использование радиационных методов более технологично, экологически безопасно, экономически выгодно. Цена стерилизации одного килограмма
продукта составляет ориентировочно 0,34 цента США (10 коп.) против
1,2 цента – в термическом варианте, 1,5 цента – в газовом и свыше 5 центов – в химическом варианте обеззараживания [5].
В условиях рыночной экономики автоматизированное определение
непосредственно в ходе технологического процесса экономически оптимальных и энергетически рациональных режимов работы практически любых сельскохозяйственных биотехнических систем и разработка систем и
средств автоматизации технологических процессов по экономическому
критерию являются экономически и энергетически целесообразными и
практически вполне осуществимыми. Например, известны способ и
устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным
транспортером птицефабрики. Автоматически устанавливается такое значение скорости движения ленты транспортера, при котором обеспечивает-
284
ся наименьшая в любой момент времени сумма затрат от расчетной потери стоимости поврежденных при транспортировке яиц и на электроэнергию для электропривода транспортера [6].
Результатом разработки нового решения экономичного обеззараживания должно стать достижение экономически оптимального и энергетически
рационального режима обеззараживания кормов и других продуктов пучками
быстрых электронов. Автоматически определяется экономический минимум
суммы стоимостей потерь обеззараживаемой продукции и эксплуатационных
энергетических затрат на облучение и на транспортировку кормов и других
продуктов сельского хозяйства. При подаче продуктов на установку для обеззараживания надо не только знать требуемые для них дозы облучения и их
массы, определять необходимое напряжение питания ускорителя, в зависимости от массы продукта корректировать режим облучения каждого продукта
при поступлении его в зону облучения. Следует также искусственно сформировать по величине аргумента облученности функциональные зависимости затрат от потерь продуктов из-за их зараженности в отсутствие облученности
или при ее малых уровнях. Также необходимо знать зависимости затрат от потерь кормов и других продуктов из-за чрезмерно сильного облучения их пучками быстрых электронов, которые взаимодействуют с клеточной структурой
биомассы кормов и других продуктов. Первая из этих зависимостей Зпрод1 нелинейно убывает с ростом облученности Робл, начинаясь с определенного (заранее известного по результатам измерений санитарно-гигиенических свойств
материалов, поступающих на радиационную стерилизационную обработку)
уровня зараженности биоматериала (рисунок 5).
Вторая зависимость Зост1 нелинейно возрастает, начинаясь с минимального значения порога облученности, достаточного для появления первых необратимых изменений в биологических продуктах растительного и
животного происхождения. Допустимый уровень затрат на потери продукции из-за таких изменений ее качества определяется в конкретных опытных
работах. Также следует сформировать аналогичные зависимости затрат на
электроэнергию для транспортировки продуктов Зтран1 и для их облучения
Зоблуч1 от величины облученности. Третья зависимость Зтран1 есть постоянная
величина при постоянной скорости движения рабочего органа транспортера
и при неизменной массе продуктов, изменяющаяся по значению пропорционально скорости движения рабочего органа транспортера и массе продуктов. Четвертая зависимость Зоблуч1 линейно возрастает с ростом облученности Робл. Остается полученные четыре функции затрат сложить в диапазоне
изменения искусственно сформированного сигнала облученности и определить минимальное значение этой целевой функции (критерия оптимизации
по
минимуму
суммы
указанных
затрат)
ЗΣ1 = Зпрод1 + Зост1 + Зоблуч1 + Зтран1. Таким образом, производится точное и экономически оптимальное и при этом энергосберегающее обеззараживание
каждого продукта.
285
З – затраты при обеззараживании продукта, руб./ед. времени;
Vтран – скорость движения рабочего органа магистрального транспортера,
м/с; Мпрод1 – масса обеззараживаемого продукта, кг; Зпрод1 – стоимость
потерь продукта, руб./ед. времени; Зост1 – стоимость потерь продукта из-за
его изменений в результате переоблучения, руб./ед. времени;
Зтран1 – затраты на транспортировку продукта в зоне обеззараживания
(облучения); Зоблуч1 – затраты на облучение; Роблпред1 – предельное
значение облученности Робл при конкретном значении скорости движения
рабочего органа магистрального транспортера Vтран; Здопуст1 – стоимость
допустимых потерь продукта из-за его изменений в результате
переоблучения, руб./ед. времени;
ЗΣ1 = Зпрод1 + Зост1 + Зоблуч1 + Зтран1 – целевая функция суммарных затрат,
руб./ед. времени; ЗΣмин1 – наименьшее значение целевой функции
суммарных затрат ЗΣ1, руб./ед. времени; Роблопт1 – экономически
оптимальное (наилучшее) значение облученности Робл, Вт/м2
Рисунок 5 – Экономичное и энергосберегающее обеззараживание кормов
и продуктов животноводства и птицеводства
Устройство (рисунок 6) работает следующим образом. Блок вычисления целевой функции суммарных затрат 12 по данным заданий, формирования и измерения соответствующих сигналов рассчитывает целевую
функцию суммарных затрат на обеззараживание кормов и продуктов животноводства и птицеводства. Блок определения наименьшего значения
целевой функции суммарных затрат 13, по существу, является оптимизатором, устанавливающим экономически оптимальное значение облученности, соответствующее минимуму этой функции.
286
1 – задатчик наибольшего срока хранения обеззараживаемых кормов и
продуктов; 2 – задатчик максимальной дозы облучения; 3 – задатчик
максимальной облученности; 4 – датчик скорости движения рабочего
органа магистрального транспортера Vтран; 5 – датчик массы
обеззараживаемых кормов и продуктов Мпрод; 6 – датчик облученности
Робл, размещенный в зоне обеззараживания (облучения); 7 – регулятор
облученности Робл; 8 – блок регулирования напряжения электропитания
ускоряющей системы ускорителя электронов; 9 – ускоритель электронов
с выходным рупором, направленным на зону обеззараживания
(облучения); 10 – задатчик значений искусственного сигнала
облученности Робл в технологическом диапазоне изменения облученности
Робл от нуля до ее предельного значения Роблпред (предельного значения
Роблпред при конкретном значении скорости движения рабочего органа
магистрального транспортера Vтран: чем больше скорость, тем больше
требуется и допускается предельное значение облученности); 11 – блок
задатчиков констант и коэффициентов математических моделей
управления режимом облученности обеззараживаемых кормов и
продуктов с массой Мпрод; 12 – блок вычисления целевой функции
суммарных затрат ЗΣ = Зпрод + Зост + Зоблуч + Зтран; 13 – блок определения
экстремального (оптимального, наименьшего) значения целевой функции
суммарных затрат ЗΣмин
Рисунок 6 – Функциональная схема устройства экономичного
и энергосберегающего обеззараживания кормов и продуктов
животноводства и птицеводства
287
Это значение в виде выходного сигнала блока 13 подается на задающий вход регулятора облученности 7, что корректирует (поправляет) установленный ранее режим ускорения электронов в блоке регулирования напряжения электропитания 8 ускоряющей системы ускорителя электронов и ускорителя электронов с выходным рупором 9.
Процесс обеззараживания проходит экономично, с экономически
наименьшими затратами и с рациональными затратами энергии. При
этом достигается эффективное обеззараживание продуктов с различной массой, поскольку производятся контроль их массы и соответствующее регулирование режима облучения данного материала, то
есть кормов и прочих продуктов. Например, обеззараживание пучками
ускоренных электронов искусственно обсемененного сальмонеллами и
листериями мяса бройлеров увеличивает срок его хранения с 4…7 суток до 23 суток без изменения органолептических показателей, что
проверено в недавних опытах 2012 года [7]. Поэтому надежное обеззараживание комбикормов, имеющих поглощающей излучение влаги
на порядок меньше, чем у свежего мяса, практически гарантировано.
Экономически оптимальное управление сельскохозяйственными технологиями и технологическими процессами представляет собой важный современный и весьма перспективный этап осуществления инновационных приоритетных российских энергосберегающих и информационных технологий в животноводстве и птицеводстве и в сельском
хозяйстве в целом.
Литература
1. Комплекс безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии: пат. 2423826 Рос. Федерация:
МПК7 А 01 К 29/00, C 05 F 3/00 / А.В. Дубровин, И.И. Свентицкий,
А.В. Голубев; заявитель и патентообладатель ГНУ Всерос. науч.-исслед.
ин-т электриф. сельск. хоз-ва. – № 2009100452/21; заявл. 13.01.2009;
опубл. 20.07.2011 // Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. – 2010. – Бюл. № 20 (II ч.). – 21 с.
2. Кутьков, В.А. Радиационная безопасность персонала атомных
станций / В.А. Кутьков, В.В. Ткаченко, В.П. Романцов. – МоскваОбнинск: Атомтехэнерго, ИАТЭ, 2003. – 344 с.
3. Ускорители элетронов серии ИЛУ (импульсные линейные ускорители) // Институт ядерной физики СО РАН [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: www.inp.nsk.su/tararysh/accel/ilu_r.html. – Дата доступа:
24.08.2012.
4. Частотный наносекундный ускоритель электронов для инициирования // Ивановский государственный химико-технологический университет
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
288
www.main.isuct.ru/files/konf/ISTAPC2005/proc/6-7
–
Дата
доступа:
24.08.2012.
5. Научно-производственная компания «Корэкс» [Электронный
ресурс]. – www.corex-spb.ru/fabric.htm.
6. Способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц
магистральным транспортером птицефабрики: пат. 2414396 РФ; МПК7
В 65 В 23/00 / А.В. Дубровин; заявитель и патентообладатель ГНУ Всерос. науч.-исслед. ин-т электриф. сельск. хоз-ва. – № 2009114598/21; заявл. 20.04.2009; опубл. 20.03.2011 // Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. – 2011. – Бюл. № 8
(II ч.). – 18 с.
7. Дубровин, А.В. Перспективное электрооборудование для энергосберегающего обеззараживания кормов и продуктов АПК / А.В. Дубровин // Техника и оборудование для села. – 2012. – № 11 (184). – С. 26–29.
УДК 631.017.3:621.181
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СОИ
А.М. Шувалов, д.т.н., проф., Д.С. Чернов, аспирант
Государственное научное учреждение
«Всероссийский научно-исследовательский институт использования
техники и нефтепродуктов Российской академии
сельскохозяйственных наук»
(ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии)
г. Тамбов, Российская Федерация
В Тамбовской области возрастает площадь посева районированных сортов сои. Увеличивается урожайность этой культуры. Тем самым возрастает возможность решить проблему кормового белка собственными силами.
Однако соевые бобы, хотя и обладают высокой питательной ценностью, не могут скармливаться в сыром виде моногастричным животным и
птице в силу того, что в них содержатся биологически активные вещества
антипитательной направленности [1].
Главным образом это ингибиторы протеаз (трипсина и химотрипсина) и гемагглютины (лектины, сапонины), а также вещества, вызывающие аллергические, эндокринные и рахитические расстройства [2].
Содержание этих антипитательных веществ может быть снижено
до безопасного уровня путем гидротермической обработки соевых семян. Одним из способов гидротермической обработки является мик-
289
ронизация, предполагающая тепловую обработку предварительно
увлажненного сырья. В основе этого процесса лежит принцип обработки семян сои ИК-излучением с длиной волны 1,8–3,4 мкм, или
1500–3500 нм. Проникновение этих волн обеспечивает высокий уровень генерации тепла в середине поглощающего субстрата. Генерируемая тепловая энергия способна повысить внутреннюю температуру в
соевом зерне до 110–115 °С за 80–90 с [3].
С учетом изложенного, в также на основе анализа способов и технических средств предложена экспериментальная установка для термической обработки сои (рисунок 1) [4, 5].
Основным элементом данной установки является скребковый
транспортер, особенность которого заключается в том, что при перемещении через установку зерно перемешивается, чем достигается максимально равномерное распределение тепловой энергии между зернами
и отсутствие подгорания зерна. Основными тепловыми источниками
служат инфракрасные излучатели, собранные в кассеты для компактности. Кассеты направляют тепловой поток сверху на зерно. Поверхность
кассет выполнена из теплоизолирующего материала для минимизации
тепловых потерь.
1 – приемный бункер; 2 – скребковый транспортер;
3 – ИК-излучатели; 4 – насыпной бункер
Рисунок 1 – Технологическая схема установки для микронизации сои
Доминирующим показателем при расчете энергетических параметров установки является полезно затраченная энергия на один цикл облучения – это энергетическая доза, необходимая для инактивации антипитательных факторов одного цикла облучения:
290
Wц  mц  c  (tк  tн ), кВт  ч,
где m´ц – масса обрабатываемого зерна в одном цикле, кг;
с – теплоемкость сои, Дж/кг  ºС; tê , tí – конечная и начальная температура зерна соответственно. Теплоемкость соевого зерна является переменным параметром и определяется в лабораторных условиях, так
как при увлажнении соевого зерна теплоемкость меняется. Увлажнение необходимо для того, чтобы не допустить обгорания оболочки
зерна и увеличить его теплоемкость, иначе при интенсивном облучении белки денатурируют и зерно окажется малопитательным для животных.
Так как масса одного цикла облучения проходит стадию термической обработки зерна сои от момента загрузки ее на скребковый
транспортер до ссыпания с него, то ее можно определить по формуле:
mц  l  m  h   , кг,
где l , m – длина и ширина транспортерной ленты, м; h – высота
слоя зерна сои, м;  – удельный вес, кг/м3.
Суммарная полезно затраченная энергия определяется по формуле:
W  Wц  n, кВт  ч,
где n – количество циклов ИК-облучения для обработки заданного
количества зерна сои (m).
С учетом потерь общий расход энергии на обработку сои определяется по формуле
W n
Wоб  ц , кВт  ч,

где  – КПД установки для обработки сои.
Тогда можно определить мощность установки:
W n
P  ц , кВт,
 
где  – суммарное время обработки заданного количества зерна, ч.
   ц  n, ч ,
где  ц – длительность одного цикла ИК-облучения, ч.
Время  ц определяется экспериментально биологами, то есть это
время, за которое в результате ИК-облучения температура сои должна
повыситься до 110–125 °С.
291
Не менее важным параметром является единичная мощность каждого ИК-излучателя, с учетом которой определяется количество излучателей и длина облучаемой полосы транспортера.
no 
P
, шт.,
Pi
где no – количество излучателей, шт.; Pi – единичная мощность излучателя.
Следует отметить, что единичная мощность ИК-излучателя должна
обеспечить оптимальную плотность теплового потока (удельный тепловой поток):
qопт 
Pi i
, Вт / м 2 ,
Si
где qопт – плотность теплового потока, Вт/м2; Si – облучаемая поверхность одним ИК-излучателем, м2, i – КПД излучателя.
Если фактический тепловой поток qф  qопт , то будет наблюдаться
подгорание сои, а если qф  qопт , то нагрев сои будет недостаточным для
инактивации антипитательных веществ.
Таким образом, приведенная методика позволяет определять энергетические параметры установки для термической обработки сои.
Литература
1. Комлацкий, В. Соевое «молоко» в кормлении свиней /
В. Комлацкий, Л. Величко, Р. Смолкин // Свиноводство. – 2004. – № 8. –
С. 14–17.
2. Курков, Ю.Б. Технология приготовления пастообразных кормов с
использование проращенных семян сои / Ю.Б. Курков, О.В. Апевалов. –
Благовещенск: ДальГАУ, 2009.
3. Филатов, В.В. Совершенствование процесса термообработки зерна при инфракрасном энергоподводе: автореф. дис. … канд. техн. наук. –
М.: Издательский комплекс МГУПП, 2005.
4. Чернов, Д.С. Поиск наиболее эффективных способов обработки
сои для приготовления кормов / Д.С. Чернов: сб. науч. тр. ГНУ ВНИИТиН. – Выпуск 16. – Тамбов: ГНУ ВНИИТиН, 2011. – С. 399–402.
5. Содержание антипитательных факторов в семенах микронизированной полножирной сои / А.М. Шувалов [и др.] // Энергообеспечение и
энергосбережение в сельском хозяйстве: материалы 8-й Междунар. науч.технич. конф.: 5 ч. – Ч. 2. Энергосберегающие технологии в растениеводстве и мобильной энергетике. – М.:ГНУ ВИЭСХ, 2012. – С. 59–62.
292
РЕФЕРАТЫ
УДК 631.223.6:636.084.74
Гутман, В.Н. Результаты разработки оборудования для раздачи
сухих кормов свиньям по сложным трассам / В.Н. Гутман, С.П. Рапович, С.А. Цалко, А.А. Зубарик, А.А. Будько // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского
хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 3–11.
В статье приводится анализ оборудования для раздачи сухих кормов свиньям по сложным трассам. Разработанное оборудование обеспечит хранение, транспортирование сухих кормосмесей по сложным трассам и дозированную их выдачу в групповые кормушки и может применяться при реконструкции и переоснащении свиноводческих комплексов
и ферм. – Рис. 5, библиогр. 6.
Gutman V.N., Rapovich S.P., Tsalko S.A., Zubarik А.А., Budzko A.A.
Results of the development of equipment for distribution of dry feed for
pigs along complex tracks
The article gives the analysis of the equipment for distribution of dry
feed for pigs along complex tracks. The developed equipment will provide
storage, transportation of dry feed mixes along complex tracks and their dosed
discharge to group feeders and can be used during reconstruction and reequipment of pig-breeding complexes and farms.
УДК 628.8: 631.22.014
Гутман, В.Н. Результаты разработки комплекта вентиляционных устройств для обеспечения микроклимата в свиноводческих помещениях / В.Н. Гутман, С.П. Рапович, А.А. Зубарик // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 11–19.
В статье приводятся анализ оборудования для обеспечения вентиляции и результаты разработки комплекта вентиляционных устройств для
обеспечения микроклимата в свиноводческих помещениях. Разработанный комплект оборудования может применяться для нормализации параметров воздушной среды путем применения в действующих системах
293
микроклимата при реконструкции и переоснащении как свиноводческих,
так и птицеводческих помещений. – Рис. 2, библиогр. 5.
Gutman V.N., Rapovich S.P., Zubarik A.A.
Results of developing a set of ventilation units for micro climate
in pig breeding facilities
The paper presents an analysis of equipment for ventilation and the results
of developing a set of ventilation systems for micro climate in pigs buildings.
The developed set of equipment can be used to normalize the parameters of air
through the use of microclimate in existing systems during reconstruction and
re-equipment of pigs and poultry premises.
УДК 631.363.2
Лабоцкий, И.М. Результаты испытаний новых машин для механизации процессов заготовки кормов на сельскохозяйственном научно-технологическом полигоне по растениеводству / В.Г. Самосюк,
И.М. Лабоцкий, Н.А. Горбацевич, П.В. Яровенко // Научно-технический
прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар.
науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 19–26.
Приведены результаты испытаний и эффективность разработанных
новых кормоуборочных машин. Даны предложения по их практическому
применению. – Рис. 12, табл. 1, библиогр. 4.
Samosyuk V.G., Labotsky I.M., Gorbatsevich N.A., Yarovenko P.V.
Results of testing new machines for mechanization of the processes of
preparation of feed at agricultural scientific-technological plant-growing
testing ground
The article presents the results of testing and the effectiveness of newly
developed forage harvesters. It puts forward suggestions for their practical application.
УДК (636.083.314:637.11):681.5
Китиков, В.О. Результаты исследований и разработки оборудования для автоматизированного доения коров на пастбищах /
В.О. Китиков, С.А. Антошук, Э.П. Сорокин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-
294
техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского
хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 26–31.
Разработана технологическая схема и конструкция передвижной автоматизированной установки для доения коров на пастбищах, в летних
лагерях и на фермах. – Рис. 1, табл. 1, библиогр. 3.
Kitikov V.O., Antoshuk S.A., Sorokin E.P.
The results of research and development of equipment for automated
milking of cows on pastures
The article describes the developed process flowsheet and design of a mobile automated installation for milking of cows on pastures in summer camps
and farms.
УДК (631.22:628.8):636.034:637.11]:004.3
Тернов, Е.В. Базовая функциональность программных средств
контроля зависимости продуктивности дойного стада от технологических и климатических факторов / Е.В. Тернов, А.Б. Грищенко //
Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси
по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 32–38.
В статье описаны функциональность и эргономическое решение
пользовательского интерфейса для оперативной визуальной количественной оценки зависимости удоев стада, зоотехнических групп либо отдельных коров от режимных параметров доения и показателей микроклимата
в помещениях молочно-товарной фермы за контрольные отрезки времени
с последующей корректировкой стереотипов доения. Первичная технологическая информация регистрируется в компьютерной системе управления стадом и системе автоматического регулирования микроклимата.
Предложенный интерфейс соответствует требованиям оптимальной зрительной нагрузки на оператора в системе «человек – машина». – Рис. 6,
библиогр. 3.
295
Ternov E.V., Grishchenko A.B.
Basic functionality of software for controlling the dependencies between
productivity of dairy cattle and technological and climatic factors
This article describes functionality and ergonomic solution for user interface for rapid visual quantification of milk yields of zootechnical groups or individual cows in relation to operation parameters of milking and micro climate
factors in dairy farm facilities for the reference periods of time, with a subsequent correction of milking patterns. Primary technological information is recorded in a computer system of herd management and in the system of automatic climate control . The proposed interface complies with optimal visual load
on the operator in the system «man-machine».
УДК 637.116:338.43
Ленский, А.В. Экономическая оценка эксплуатационных затрат
доильного оборудования / А.В. Ленский, И.М. Хасеневич // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 38–47.
Проведен сравнительный анализ отечественного и зарубежного доильного оборудования, его технических показателей и эксплуатационных
затрат. – Табл. 8.
Lensky A.V., Khasenevich I.M.
Economic evaluation of operating costs of milking equipment
The article gives a comparative analysis of domestic and foreign milking
equipment, its technical performance and operating costs.
УДК 631.356.2
Линник, А.Ю. Техническое решение механизации уборки урожая сахарной свеклы в условиях небольшого хозяйства / А.Ю. Линник, В.И. Солтысюк, Я.П. Замора // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.:
в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 48–53.
Предложен комплекс навесных трехрядных машин для эффективного сбора корнеплодов сахарной свеклы на площадях до 200 га. При
296
этом технологические операци очистки ботвы и выкапывания корней выполняются отдельными машинами. – Рис. 2, библиогр. 4.
Linnik A.Ju., Soltysjuk V.I., Zamora Ja.P.
Technical solution of mechanization of sugar beets harvesting at a
small farm
The article offers a set of three-row mounted machines for effective harvesting of sugar beets in the fields of up to 200 hectares, with technical
operations of tops cleaning and roots digging made by separate machines.
УДК 631.371
Кириенко, Ю.И. Технико-технологические схемы поточных линий сезонной подготовки картофеля в секционных хранилищах /
Ю.И. Кириенко, А.М. Башилов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.:
в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 54–59.
Обоснованы технико-технологические схемы поточных линий сезонной подготовки картофеля в секционных хранилищах и основные параметры производительности поточных линий при всесезонной подготовке картофеля. – Рис. 4, библиогр. 4.
Kirienko Yu.I., Bashilov A.M.
Technical-technological schemes of flow lines for seasonal preparation
of potato in sectional storages
The article explains technical-technological schemes of flow lines for seasonal preparation of potato in sectional storages and the basic parameters of
flow lines’ performance under all-season preparation of potato.
УДК 637.118
Передня, В.И. Методика расчета внутреннего диаметра корпуса
водокольцевого вакуумного насоса / В.И. Передня, С.А. Антошук,
Э.П. Сорокин, М.В. Колончук, Н.Н. Дедок, В.Н. Болодон // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 60–65.
297
Рассмотрены вопросы расчета параметра корпуса вакуумных насосов. – Рис. 1, табл. 1, библиогр. 4.
Perednya V.I., Antoshuk S.A, Sorokin E.P., Kolonchuk M.V., Dedok N.N.
Optimization model of shaping the elements of suction window
of liquid-packed ring vacuum pump
The article deals with the calculation of parameters of vacuum pump’s suction
window. Recommendations are given for its construction.
УДК 65.012.636.034:330
Кучер, Л.Ю. Инновационные решения при реконструкции молочных ферм / Л.Ю. Кучер // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т.
/ РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 66–69.
Показаны критерии принятия технико-технологических решений
при реконструкции ферм. Обосновано, что в условиях ограниченных финансовых возможностей наиболее целесообразна реконструкция молочных ферм.
Kucher L.Y.
Innovation solutions for reconstruction of dairy farms
The paper shows the criteria of adopting technical and technological solutions during reconstruction of farms. It is proved that under conditions of limited financial resources the reconstruction of dairy farms is very appropriate.
УДК 631.22
Вторый, С.В. Опыт мониторинга технологических параметров
доильных установок / С.В. Вторый // Научно-технический прогресс в
сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн.
конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 69–75.
Приведены результаты исследования режимов работы пульсаторов
нескольких типов на доильных установках ряда хозяйств Ленинградской
области. Выявлены значительные отклонения от нормативов, что создает
298
условия для заболевания вымени коров, ведет к снижению их продуктивности и качества молока. – Рис. 4, библиогр. 3.
Vtory S.V.
Experience of monitoring process parameters of milking machines
The paper shows the results of research of operating modes of pulstators
of several types at the milking machines in a number of commercial farm units
in Leningrad Region. It reveals great deviations from standards, which may
lead to cows’ udder deceases, decreases in their productivity and milk quality.
УДК 637.116
Бахчевников, О.Н. Теоретические исследования параметров
транспортировки молока трехтактным доильным аппаратом /
О.Н. Бахчевников // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. /
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 75–77.
Приведены результаты теоретических исследований параметров
транспортировки молока трехтактным доильным аппаратом. Представлены теоретические выражения, позволяющие определить оптимальные параметры этого процесса. – Библиогр. 1.
Bakhchevnikov O.N.
Theoretical research of the parameters of milk transportation
by a three-phase milking machine
The paper presents the results of theoretical research of parameters of
milk transportation a three-phase milking machine; presents theoretical formulas allowing to determine optimum parameters of this process.
УДК 637.118
Передня, В.И. Оптимизационная модель профилирования элементов всасывающего окна водокольцевого вакуумного насоса /
В.И. Передня, С.А. Антошук, Э.П. Сорокин, М.В. Колончук, Н.Н. Дедок //
Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси
по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 78–84.
299
Рассмотрены вопросы расчета параметров всасывающего окна вакуумных насосов. Разработаны предложения по проектированию этого
элемента конструкций насосов. – Рис. 2, библиогр. 2
Perednya V.I., Antoshuk S.A., Sorokin E.P., Kolonchuk M.V.,
Dedok N.N., Bolodon V.N.
Methods of calculating internal diameter of the body
of liquid-packed ring vacuum pump
The article deals with the calculation of parameters of vacuum pumps’ body.
УДК631.22.01
Елисеев, А.Г. Роль и значение технического сервиса и ремонта
технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов / А.Г. Елисеев, С.В. Васильев, И.В. Ранцева, Г.М. Шакирова // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 84–91.
В статье рассмотрены вопросы влияния технического сервиса технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов на
экономическую эффективность производства. – Библиогр. 7.
Eliseev A.G., Vasiliev S.V., Rantseva I.V., Shakirova G.M.
The role and importance of technical service and repair of process
equipment at livestock farms and complexes
The paper looks at the influence of technical service of process equipment
at livestock farms and complexes on economic efficiency of production.
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
Лукьянов, Б.В. Оптимизация рационов при снижении значения
критерия в условиях ограничений по наборам кормов / Б.В. Лукьянов,
П.Б. Лукьянов, А.В. Дубровин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3
т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 92–103.
Авторы обсуждают информатизацию и автоматизацию технологий
в птицеводстве. Производство осуществляется в автоматизированном ре-
300
жиме по технико-экономическому критерию. Описывается подход к решению проблемы поиска семейства кормосмесей, близких к оптимальной
кормосмеси, но с различным составом по кормам. Рассматривается автоматизированное решение, реализованное в компьютерной программе
«КОРАЛЛ – Кормление птицы» с учетом требуемой структуры кормосмеси. – Рис. 16, табл. 1, библиогр. 3.
Lukijanov B.V., Lukijanov P.B., Dubrovin A.V.
Optimization of diets after lowering the criterion values in the conditions
of restrictions on sets of feed
The authors discuss informatization and automation technologies in poultry industry. Manufacturing is carried out in the automated mode by tehnical
and economic criterion. They describe an approach to solving the problem of
finding a family of feed mixes close to optimal, but with a different feed composition. The authors consider an automated solution which is implemented in
a computer program «CORALL – Poultry Feeding» with regard to the required
structure of feed mixes.
УДК 631.3.001.4:636.32
Шевченко, И.А. Исследование эффективности применения малогабаритных трепальных машин в составе линий первичной обработки шерсти / И.А. Шевченко, В.В. Лиходед, В.В. Полюсов // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 103–111.
Приведены результаты исследования эффективности применения
малогабаритных трепальных машин в составе линий первичной обработки шерсти. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности и перспективности применения разработанной машины трепальной
МТ-001А-12. – Рис. 4, библиогр. 9.
Shevchenko I.A., Likhoded V.V., Polusov V.V.
Study of the effectiveness of using compact scutching machines
within the lines of primary processing of wool
The paper shows the results of study into the effectiveness of using compact scutching machines within the lines of primary processing of wool. The
results indicate a high effectiveness and prospects of application of the developed scutching machine MT-001A-12.
301
УДК 631.352
Бакач, Н.Г. Уточнение классификации косилок для лугопастбищных угодий / Н.Г. Бакач, А.Н. Басаревский, И.Е. Мажугин // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 111–119.
В статье описаны известные классификации косилок. Приведены
данные, уточняющие классификацию косилок для лугопастбищных угодий. – Рис. 3, библиогр. 10.
Bakach N.G., Basareuski A.N., Mazhuhin I.E.
Specification of grassland mowers’ classification
The article describes the known classification of mowers; provides data
which specifies the classification of mowers for grasslands.
УДК 631.355
Керимов, А.Н. Основные агротехнические энергетические показатели кукурузоуборочных агрегатов / А.Н. Керимов // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 120–124.
Рассматриваются результаты агротехнических и энергетических исследований прицепных самоходных кукурузоуборочных комбайнов.
Установлены преимущества самоходных и широкозахватных кукурузоуборочных агрегатов как в энергетическом отношении, так и в качестве уборки.
Kerimov A.N.
The main agrotechnical and energy indicators of corn-harvesting units
The article examines the results of study into agrotechnical and energy research of towing self-propelled corn harvesters. It sets forth the advantages of
self-propelled and wide-cut corn-harvesting units both in terms of energy correlation and harvesting quality.
УДК 631.3: 519.87
Венгер, В.В. Математическое моделирование питающеизмельчающего аппарата кормоуборочного комбайна КСК-600 /
302
В.В. Венгер, С.Н. Бобыренко, С.Н. Муха // Научно-технический прогресс
в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн.
конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 124–130.
Предлагаются методика параметрического синтеза устройства
плющения растительной массы питающего аппарата комбайна КСК-600 и
соответствующие результаты исследования. Разработанный способ модернизации параметров механизма плющения может быть использован
как в прицепных, так и в самоходных косилках-плющилках. – Рис. 2,
табл. 1, библиогр. 2.
303
Popov V.B.
Comparison of lifting-hinging units of all-purpose power unit
UES 290/450 and tractor “Belаrus-2522” during unitizing
with rotary mower-crusher KPR-9
The article presents formal description of the process of transfering rotary
mower-crusher KPR-9 to transport position with the help of lifting-hinging device of all-purpose power unit. It develops a functional mathematical model of
the lifting-hinging device including functional mathematical models of hydraulic drive and of hinge mechanism; calculates output parameters of liftinghinging device of all-purpose power unit UES 290/450 and «Belаrus-2522»
which are unitized with KPR-9. Lifting capacity of the lifting-hinging device,
controllability of the mobile farming aggregate and other output parameters allow to compare the effeciency of unitizing the UES 290/450 and
«Belаrus-2522» with KPR-9.
УДК 633.2.031.:338.512
Тебердиев, Д.М. Агроэнергетическая и экономическая эффективность создания долголетних сенокосов / Д.М. Тебердиев, А.В. Родионова // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН
Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. –
С. 139–143.
Долголетние (64-летние) сенокосы, изучаемые в течение последних
13 лет на неудобряемых фонах и с внесением удобрений, переформировались в пастбищный тип травостоев с 80 % злаков, в том числе 61 % овсяницы красной. На фоне NPK сохранился сенокосный тип травостоя, содержащий 74 % лисохвоста лугового и при высоком уровне азота (N 180) –
до 40 % костреца безостого. Урожайность травостоев, сформированных в
результате регрессивной сукцессии, составляла 3,6–5,8 т/га, прогрессивной – 6,3–8,4 т/га. – Табл. 1, библиогр. 4.
Teberdiev D.M., Rodionova A.V.
Agro-energy and economic efficiency of creating perennial hay-stands
Perennial (64-year) hay-stands, which have been under studies for the
last 13 years, has transformed into grazing herbages with 80 % of cereals, including 61 % of red fescue, whereas haying herbages consist of 74 % of
meadow foxtail and, given high nitrogen doze (N180), up to 40 % of awnless
brome. The yield capacity of herbages formed as a result of the regressive succession came to 3,6–5,8 t/ ha and progressive – 6,3–8,4 t/ha.
304
УДК 633.2.033
Проворная, Е.Е. Перспективные пастбищные клеверорайграсовые травостои / Е.Е. Проворная, Е.Г. Седова // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 143–149.
Экспериментально обоснованы перспективные бобово-злаковые
травосмеси для Центрального района Нечерноземной зоны России на основе райграса пастбищного и фестулолиума в сочетании с клевером ползучим, обеспечивающие производство 6,3–6,5 тыс. к. ед./га с низкой себестоимостью (230–240 руб./100 к. ед.); накопление биологического азота
заменяет действие 150–160 кг/га азота минеральных удобрений на злаковом травостое в среднем за 9 лет пользования. – Рис. 1, табл. 2,
библиогр. 8.
Provornaya E.E., Sedova Е.G.
Promising clover and rye-grass grazing herbages
The paper, with the help of experiments, substantiates the promising leguminous-gramineous mixed grass crops at the Central region of nonchernozen zone of Russia. The major crops there are rye-grass and festulolium,
together with white clover. They enable the production of 6.3–6.5,000 kg per
ha with low self-cost (230–240 Russian rubles/100 kg). Accumulation of bio
nitrogen replaces 150–160 kg/ha of mineral fertilizers at gramineous herbages
for 9 years of use on the average.
УДК (631.363)
Пунько, А.И. Теоретические предпосылки для обоснования основных параметров рабочих органов вальцового измельчителя зернофуража / А.И. Пунько, Д.Ф. Кольга, В.С. Сыманович, Г.Г. Тычина,
Ю.Н. Гнедько // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном
производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ
НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. –
Т. 2. – С. 150–158.
Представлены теоретические предпосылки и математические зависимости для определения конструктивных параметров рабочих органов
вальцового измельчителя зернофуража. – Рис. 6, библиогр. 3.
305
Punko A.I., Kolga D.F., Symanovich V.S., Tichina G.G., Gnedko J.N.
Theoretical background for the substantiation of main parameters of the
work elements of the rolling chopper of grain forage
The paper presents theoretical premises and mathematical dependencies
for determining design parameters of the working elements of the rolling
chopper of grain forage.
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
Лукьянов, Б.В. Компьютерная формализация знаний специалистов при составлении рационов и управлении кормлением / Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов, А.В. Дубровин // Научно-технический прогресс в
сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн.
конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 159–170.
Авторы обсуждают информатизацию и автоматизацию технологий
в птицеводстве. Производство осуществляется в автоматизированном режиме по технико-экономическому критерию. Описывается подход к формализации оценок учеными и специалистами влияния дисбаланса рационов по каждому нормируемому компоненту и соотношению на продуктивность и здоровье сельскохозяйственной птицы, на показатели воспроизводства. – Рис. 9, библиогр. 4.
Lukijanov B.V., Lukijanov P.B., Dubrovin A.V.
Computer formalization of experts’ knowledge in the preparation of diets
and feeding management
The authors of the article discuss informatization and automation of technologies at poultry farms. Manufacturing is carried out in automated mode in
accordance with technical and economic criterion. The authors describe an approach to formallyzing the assessment of the impact of disbalance between a
diet’s components and ratio on the effectiveness and health of poultry, as well
as on the reproduction indicators.
УДК 631.151.2: 633.15
Гилевич, С.И. Ресурсосберегающая технология возделывания
кукурузы на силос и фуражное зерно в Северном Казахстане /
С.И. Гилевич // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном
производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ
НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. –
Т. 2. – С. 170–176.
306
На основе минимизации обработки почвы разработана технология
возделывания кукурузы, обеспечивающая получение урожая зеленой массы с початками восковой спелости зерна на уровне 246 ц/га и сухого зерна – 34,3 ц/га. Важным приемом технологии является применение по вегетации (фаза 3–5 листьев) почвенного гербицида «МайсТер Пауэр» в дозе 1,2 л/га. В условиях сильной засухи 2012 года этот прием позволил повысить урожай зеленой массы на 64,7 %, а урожай сухого зерна – с 32,2
до 67,6 ц/га. – Рис. 1, табл. 4, библиогр. 5.
Gilevich S.I.
Resource-saving technology of cultivation of maize for silage
and feed grainin North Kazakhstan
On the bases of minimum cultivation of soil, the technology of growing
corn for silage and grain has been developed which helps to get the yield of
green mass with ears of wax stage of ripeness in the amount of 246 c/ha and
the yield of dry grain – 34,3 c/ha. An important method of technology is the
use (3–5 leaf stage) of soil herbicide Meister Power in the amount of 1,2 l/ha.
In conditions of severe drought in 2012 this method has enhanced the yield of
green mass by 64,7 %, and the yield of dry grain from 32,2 to 67,6 с/ha.
УДК. 631.17: 631. 353. 6
Сысуев, В.А. Машина МПО-30Р «Велес» и ее место на комплексе по очистке и сушке зерна / В.А. Сысуев, Н.П. Сычугов, П.А. Савиных, Ю.В. Сычугов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП
«НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск,
2014. – Т. 2. – С. 177–181.
В статье представлена технологическая схема разработанной зерноочистительной машины МПО-30Р «Велес», а также схема реконструированного зерноочистительно-сушильного комплекса ЗАВ-20 с применением машин МПО-30Р и МПО-30 «Велес». Приведена техническая характеристика машины МПО-30Р «Велес». – Рис. 2, табл. 1, библиогр. 2.
Sysuev V.A., Sychugov N.P., Savinykh P.A, Sychugov Y.V.
Machine MPO-30R «Veles» and its role in the complex
of cleaning and drying of grain
The article presents the process scheme of the developed grain drying
machine
307
MPO-30R «VELES» as well as the scheme of the reconstructed graincleaning-and-drying complex ZAV-20 with machines MPO-30R and MPO-30
«VELES». Specification of the machine MPO-30R «VELES» is provided.
УДК 636.085–156 (083.74)
Лабоцкий, И.М. Заготовка и хранение кормов в полимерных материалах сельскохозяйственного назначения / И.М. Лабоцкий,
Н.А. Горбацевич // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном
производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ
НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. –
Т. 2. – С. 182–185.
Изложены основные положения технического кодекса установившейся практики и установлены требования к технологиям и технике для
заготовки и хранения кормов в полимерных материалах. – Библиогр. 13.
Labotsky I.M., Gorbatsevich N.A.
Harvesting and storage of feed in polymer materials
of agricultural purpose
The paper deals with the basic provisions of the Technical Code of Practice and sets the requirements for technologies and techniques for harvesting
and storage of feed in polymeric materials.
УДК 635.21
Луговая, Н.П. Эффективный способ повышения сохранности и
качества продукции при хранении / Н.П. Луговая, И.Ф. Беляев,
Т.А. Лапко, И.В. Требухин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т.
/ РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 186–190.
В работе приведены результаты исследований влияния предварительной обработки картофеля антисептическими препаратами на его сохранность при длительном хранении. – Рис. 2, библиогр. 2.
Lugovaya N.P., Belyaev I.F., Lapko Т.А., Trebuhin I.V.
An effective way to improve the safety and quality
of products during storage
The paper presents the results of studies into the influence of preliminary
treatment of potato with antiseptics on its safety during long-term storage.
308
УДК (631.363.21)
Пунько, А.И. Обоснование конструкции мультироторного измельчителя зернофуража вертикального типа / А.И. Пунько,
М.В. Иванов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном
производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ
НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. –
Т. 2. – С. 190–194.
В статье представлена новая конструкция мультироторного измельчителя зернофуража вертикального типа. – Рис. 2, библиогр. 2.
Punko A.I., Ivanov M.V.
Substantiation of design of multi-rotor grain
fodder crusher of vertical type
The article presents a new design of multi-rotor grain fodder crusher of
vertical type.
УДК 631.363.7
Коновалов, В.В. Определение производительности выгрузки корма из вертикального смесителя / В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, А.С. Калиганов, М.В. Фомина // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. /
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 194–201.
Приведены результаты определения теоретическим путем производительности выгрузки корма из вертикального смесителя. – Рис. 2, библиогр. 4.
Konovalov V.V., Chupshev A.V., Kaliganov A.S., Fomina M.V.
Determination of the efficiency of feed unloading from a vertical mixer
The article presents the results of determining, by way of theoretical assumptions, the efficiency of unloading the feed from a vertical mixer.
309
УДК 636.084.523
Винницки, С. К вопросу подготовки и раздачи кормов высокопродуктивным коровам // С. Винницки, А. Мычко, В. Романюк,
В.О. Китиков // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном
производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ
НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. –
Т. 2. – С. 201–207.
Предметом исследований был анализ решений по подготовке и раздаче кормов лактирующим коровам. Анализ проведен на примере стада,
насчитывающего свыше 700 коров с продуктивностью около 10 тыс. кг
молока в год. – Табл. 7, библиогр. 11.
Vinnitski S., Mychko A., Romaniuk B., Kitikov V.O.
On the issue of preparation and distribution of feed for high-yielding cows
The subject of the study was the analysis of solutions for the preparation
and distribution of feed for lactating cows. The analysis is conducted on the basis of example of a herd numbering more than 700 cows, with efficiency of
about 10 000 kg of milk per year.
УДК 631.363.7
Гутман, В.Н Приготовление и использование кормовой добавки
к кормосмеси на основе консервированного влажного зерна кукурузы / В.Н. Гутман, М.В. Навныко // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.:
в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 208–210.
В статье описывается новая технология приготовления кормовой смеси
с использованием плющеного консервированного зерна кукурузы. – Рис. 1.
Goutman V.N., Naunuka M.V.
Preparation and adding of feed additives to feed mixes
using preserved wet corn
The article describes a new technology of preparation of feed mix using
flattened preserved corn grains.
310
УДК 631.363.7
Терюшков, В.П. Определение рациональных параметров смесителя концкормов / В.П. Терюшков, В.В. Коновалов // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 210–215.
Приведены результаты исследований рациональных параметров смесителя концкормов. Обосновано влияние количества лопастей мешалки и
частоты вращения рабочего органа на неравномерность смеси, потребляемую мощность и энергоемкость смешивания. – Рис. 3, библиогр. 11.
Teryushkov V.P., Konovalov V.V.
Determining of rational parameters of concentrated feed mixer
The paper presents the results of studies on the rational parameters of the
mixer of concentrated feed; justifies the impact of the number of mixer’s
blades and working element’ frequency rotation on the unevenness of mixture,
power consumption and energy intensity of mixing.
УДК 631.363.7
Фомин,
А.С.
Приготовление
кормосмеси
смесителемконвейером / А.С. Фомин, В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, В.П. Терюшков
// Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве:
материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. –
С. 216–219.
Приведены результаты экспериментальных исследований влияния
параметров винтового смесителя-конвейера на качество смеси. Получены
уравнения регрессии, позволяющие установить рациональные параметры
диаметра прутка, шага и частоту вращения спирали по установленной регрессионной модели неравномерности смеси. – Рис. 2, библиогр. 11.
Fomin A.S., Konovalov V.V., Chupshev A.V., Teryushkov V.P.
Preparation of feed mix by conveyor-mixer
The article presents the results of experimental studies on the influence of
parameters of screw conveyor-mixer on the quality of the mixture. Regression
equations have been derived which allow to determine rational parameters of
311
the bar and step diameter, as well as frequency rotation of the spiral on the basis of the determined regression model of the mixture unevenness.
УДК 631.363.7
Димитриев, Н.В. Результаты исследований использования барабанных смесителей для приготовления кормосмесей / Н.В. Димитриев,
В.В. Коновалов, А.В. Чупшев, В.П. Терюшков // Научно-технический
прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар.
науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 220–226.
Приведены результаты исследований качества сухих смесей концентрированных кормов, приготавливаемых барабанными смесителями
периодического действия, имеющимися в свободной продаже. Обоснованы длительность перемешивания, угол установки оси вращения барабана,
минимально допустимая доля контролируемого компонента. – Рис. 4,
табл. 1, библиогр. 12.
Dimitriev N.V., Konovalov V.V., Chupshev A.V., Teryushkov V.P.
The results of studies on the use of drum mixers
for the preparation of feed mixtures
The paper presents the results of a research into the quality of dry mixes
of concentrated feed which are prepared by drum mixers of periodic operation.
Such mixers are commercially available. It substantiates the duration of mixing, the angle of the drum’ rotation axis, the minimum allowable percentage of
a controlled component.
УДК 631.363:636.087/.23
Передня, В.И. Производство белково-витаминно-минеральных
добавок на основе рапсового жмыха, сапропелей и вторичных отходов сельхозпредприятий / В.И. Передня // Научно-технический прогресс
в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн.
конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 227–234.
Разработаны технологические линии для производства белкововитаминно-минеральных добавок на основе рапсового жмыха и других компонентов из местных источников сырья, позволяющие балансировать рационы
сельскохозяйственных животных по протеину и другим питательным минеральным и биологически активным веществам. – Рис. 3, табл. 3.
312
Perednya V.I.
Production of protein-vitamin-mineral supplements based on rapeseed oil
cake, sapropel and secondary waste of agricultural enterprises
The scientists has developed technological lines for the production of protein-vitamin-mineral supplements based on rapeseed oil cake and other components from local sources of raw materials, allowing to balance the diets of
agricultural animals in terms of protein and other nutritious mineral and biologically active substances.
УДК 631.353.2
Кокунова, И.В. Технические средства для заготовки кормов в
нестабильных погодных условиях, направления совершенствования /
И.В. Кокунова, О.С. Титенкова, М.В. Стречень // Научно-технический
прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар.
науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 235–242.
Проведен анализ технических средств для заготовки кормов в нестабильных погодных условиях Северо-Западной зоны Российской Федерации,
выявлены основные тенденции в развитии машин. – Рис. 5, библиогр. 4.
Kokunova I.V., Titencova О.S., Strechen’ M.V.
Technical means for preparation of forages under unstable weather
conditions and ways for improvement
The paper analyses technical means for preparation of forages in unstable
weather conditions of the North Western zone of the Russian Federation, reveals the main tendencies in machines development.
УДК 664.002.33
Мусина, О.Н. Формализованное описание этапов системы проектирования поликомпонентных продуктов / О.Н. Мусина // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 242–249.
Показана актуальность создания программного обеспечения, которое бы позволяло решать задачу по проектированию поликомпонентных
продуктов с минимальными затратами информационных, трудовых, вы-
313
числительных и интеллектуальных ресурсов. Рассмотрены возможные
подходы к решению этой задачи. – Библиогр. 3.
Musina O.N.
Formalized description of the stages of multicomponent
products’ design system
The paper shows the urgency of creating a software which would allow to
solve a question of designing multicomponent products with minimal cost of
information, labour, computing and intellectual resources. Possible approaches
to solving this problem are reviewed.
УДК 631.22.01
Китиков, В.О. Технические средства для реализации технологии
полнорационных кормосмесей на молочно-товарных фермах и комплексах Республики Беларусь / В.О. Китиков, Ю.А. Башко, О.Б. Жандаренко, А.И. Андреев // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. /
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 249–255.
В статье приведен анализ технических средств для реализации технологии полнорационных кормосмесей на молочно-товарных фермах и
комплексах Республики Беларусь. Анализ показывает, что технологические комплексы на основе мобильных полуприцепных с самозагрузкой и
самоходных машин дают возможность добиться качественного приготовления и раздачи кормов рациона при снижении затрат металла, жидкого
топлива и энергии – за счет совмещения технологических операций.
Переоснащение молочно-товарных ферм и комплексов современными техническими средствами для приготовления и раздачи кормов будет идти по пути использования технических средств с широкими функционально-технологическими возможностями в сочетании со сбором
данных по продуктивности коров и расходу кормов, что позволит оптимизировать программу кормления и добиться максимальной продуктивности животных. – Рис. 2, библиогр. 3.
Kitikov V.O., Bashko J.A., Zhandarenko O.B.
Technical means for realization of technology of full-ration feed mixes at
dairy farms and complexes of the Republic of Belarus
The article provides the analysis of the technical means for realization of
technology of full-ration feed mixes at dairy farms and complexes of the Re-
314
public of Belarus. Analysis shows that technological complexes on the basis of
mobile semi self-loading and self-propelled machines allow to obtain highquality preparation and distribution of feed rations at a lower cost of metal, liquid fuel and energy due to combination of technological operations.
Re-equipment of dairy farms and complexes with modern technical means
for the preparation and distribution of feed will go toward the use of technical
means with wide functional - technological capabilities, combined with the collection of data on the productivity of cows and fodder consumption that will
optimize feeding program and maximize the productivity of animals.
УДК 636.034:631.15:621.3:636.5
Лукьянов, Б.В. Оптимизация рационов кормления в конечной
стадии выращивания птицы при ее программируемом росте /
Б.В. Лукьянов, П.Б. Лукьянов, А.В. Дубровин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского
хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 256–263.
В статье обсуждается технологический процесс автоматизированного составления экономически оптимальных рационов при приготовлении кормовых смесей в животноводстве. Выбор экспертом рационов комбикормов по технико-экономическому критерию осуществляется по рекомендациям компьютера с применением пакета программ «КОРАЛЛ –
кормление». – Рис. 2, библиогр. 11.
Lukijanov B.V., Lukijanov P.B., Dubrovin A.V.
Optimization of feed rations in the final stage of poultry breeding
The article discusses the process technology of automated makeup of economically optimal diets during preparation of feed mixtures in animal husbandry. The choice of mixed fodder rations is performed by an expert in accordance
with a technical-economic criterion taking into account recommendations of
the PC-based software package «CORAL – feeding».
УДК 664-02
Неменущая Л.А. Современное оборудование, обеспечивающее
контроль качества пищевой продукции / Л.А. Неменущая // Научнотехнический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы
Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 263–265.
315
Обобщена информация по возможностям использования биосенсоров для контроля качества пищевой продукции, приведены примеры перспективных разработок в данной области. – Табл. 1, библиогр. 3.
Nemenushchaya L.A.
Modern equipment for quality control of food products
The paper generalizes information on the opportunities of using biosensors for quality control of food products; gives examples of promising developments in the field.
УДК 631.017.3:621.181
Шувалов, А.М. Определение рациональных режимов работы
электропарогенератора многофункционального агрегата / А.М. Шувалов, А.Н Машков, К.А. Набатов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.:
в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». –
Минск, 2014. – Т. 2. – С. 265–268.
Дано описание принципа многофункционального агрегата для приготовления кормов, пищи и термической обработки сельхозпродукции.
Приведен метод определения рациональных режимов работы электропарогенератора путем определения по номограммам сдвига во времени момента включения аппаратов в параллельную работу. – Рис. 2, библиогр. 2.
Shuvalov A.M., Mashkov A.N., Nabatov K.A.
Determination of rational operating modes of electric steam generator
of multipurpose aggregate
The paper describes the principle of multipurpose unit for preparation of
forages, food and for heat treatment of agricultural products; puts forward a
method of determining rational operating modes of electric steam generator by
means of determining the moment of apparatus’ actuation into parallel work.
УДК 631.31.634
Магеррамова, С.А. Ресурсосбережение в животноводстве и кормопроизводстве / С.А. Магеррамова // Научно-технический прогресс в
сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн.
конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 269–273.
316
В статье говорится о ресурсосберегающих технологиях и средствах
механизации в кормопроизводстве и дается технико-экономический анализ реальности ресурсосбережения во всех предложенных технологиях и
для средств механизации в кормопроизводстве по всем исследуемым показателям. – Библиогр. 10.
Magerramova S.A.
Resource saving in livestock and feed production
The article tells of resource-saving technologies and means of mechanization in the feed industry and gives technical and economic analysis of the reality of resource saving within all the proposed technologies and for mechanization in feed sector according to all the studied parameters.
УДК 633.2
Селицкий, С.А. Ресурсосберегающие технологии выращивания
высокопитательных кормов на юге России // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского
хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 274–277.
В статье рассмотрены основные приемы и элементы технологий
возделывания кормовых культур, направленные на снижение энергетических затрат. – Библиогр. 6.
Selitski S.A.
Resource-saving technologies of growing highly nourishing forage
crops in the South of Russia
The paper deals with the main methods and components of forage crops
growing technologies directed at energy costs reduction.
УДК 621.3:636.5
Дубровин, А.В. Экономически оптимальное обеззараживание
кормов быстрыми пучками электронов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского
хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 278–289.
В этой статье автор обсуждает информатизацию и автоматизацию
технологий в птицеводстве. Производство осуществляется в автоматизи-
317
рованном режиме по технико-экономическому критерию. – Рис. 6, библиогр. 7.
Dubrovin A.V.
Economically optimal disinfection of forage
by rapid electron bunches
The author of this article tells about information and automation control
systems in poultry farming. Manufacturing is carried out in the automated
mode in accordance with technical and economic criterion.
УДК 631.017.3: 621.181
Шувалов, А.М. Определение энергетических параметров установки для термической обработки сои / А.М. Шувалов, Д.С. Чернов //
Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: в 3 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси
по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2014. – Т. 2. – С. 289–292.
Определены энергетические параметры экспериментальной установки для термической обработки сои. Приведены формулы расчета
энергетических параметров. – Рис. 1, библиогр. 5.
Shuvalov A.M., Chernov D.S.
Estimation of energy parameters of a device for thermal treatment
of soybean
The paper determines energy parameters of experimental device for heat
treatment of soybean; gives formulas for calculating energy parameters.
318
Содержание
Гутман В.Н., Рапович С.П., Цалко С.А.,
Зубарик А.А., Будько А.А. Результаты
разработки оборудования для раздачи
сухих кормов свиньям по сложным трассам………………………………3
Гутман В.Н., Рапович С.П., Зубарик А.А.
Результаты разработки
комплекта вентиляционных устройств
для обеспечения микроклимата
в свиноводческих помещениях..………………………………………...…11
Самосюк В.Г., Лабоцкий И.М.,
Горбацевич Н.А., Яровенко П.В.
Результаты испытаний
новых машин для механизации процессов
заготовки кормов на сельскохозяйственном
научно-технологическом полигоне
по растениеводству..……………………………………………………..…19
Китиков В.О., Антошук С.А., Сорокин Э.П.
Результаты исследований
и разработки оборудования для
автоматизированного доения коров
на пастбищах..………………………………………………………………26
Тернов Е.В., Грищенко А.Б. Базовая
функциональность программных средств
контроля зависимости продуктивности
дойного стада от технологических
и климатических факторов..………………………………………………32
Ленский А.В., Хасеневич И.М.
Экономическая оценка
эксплуатационных затрат
доильного оборудования..…………………………………………………38
Линник А.Ю., Солтысюк В.И.
Замора Я.П. Техническое решение
механизации уборки урожая сахарной
свеклы в условиях небольшого хозяйства ………………………………48
Кириенко Ю.И., Башилов А.М.
Технико-технологические
схемы поточных линий сезонной
подготовки картофеля в секционных
хранилищах...………………………………………………………...………54
319
Передня В.И., Антошук С.А., Сорокин Э.П.,
Колончук М.В., Дедок Н.Н., Болодон В.Н.
Методика расчета внутреннего диаметра корпуса
водокольцевого вакуумного насоса..………………………………………60
Кучер Л.Ю. Инновационные решения
при реконструкции молочных ферм..………………………………..……66
Вторый С.В. Опыт мониторинга
технологических параметров
доильных установок..………………………………………………….……69
Бахчевников О.Н. Теоретические
исследования параметров транспортировки
молока трехтактным доильным аппаратом..………………………………75
Передня В.И., Антошук С.А.,
Сорокин Э.П., Колончук М.В.
Дедок Н.Н. Оптимизационная модель
профилирования элементов
всасывающего окна водокольцевого
вакуумного насоса..……………………………………………………...…78
Елисеев А.Г., Васильев С.В., Ранцева И.В.,
Шакирова Г.М. Роль и значение
технического сервиса и ремонта
технологического оборудования
животноводческих ферм и комплексов..…………………………………84
Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б.,
Дубровин А.В. Оптимизация рационов
при снижении значения критерия в
условиях ограничений по наборам кормов..………………………………92
Шевченко И.А., Лиходед В.В.,
Полюсов В.В. Исследование
эффективности применения малогабаритных
трепальных машин в составе
линий первичной обработки шерсти.………………………………….…103
Бакач Н.Г., Басаревский А.Н., Мажугин И.Е.
Уточнение классификации
косилок для лугопастбищных угодий …………………………….……111
Керимов А.Н. Основные агротехнические
энергетические показатели
кукурузоуборочных агрегатов..…………………………………….……120
Венгер В.В., Бобыренко С.Н., Муха С.Н.
Математическое моделирование
питающе-измельчающего аппарата
кормоуборочного комбайна КСК-600..…………………………………124
320
Попов В.Б. Сравнение подъемно-навесных
устройств универсального энергетического
средства УЭС 290/450 и трактора
«Беларус-2522» при агрегатировании с
косилкой-плющилкой ротационной КПР-9..……………………………130
Тебердиев Д.М., Родионова А.В.
Агроэнергетическая и экономическая
эффективность создания
долголетних сенокосов..……………………………………………….…139
Проворная Е.Е., Седова Е.Г. Перспективные
пастбищные клеверо-райграсовые
травостои……………………………………………………...………….…143
Пунько А.И., Кольга Д.Ф., Сыманович В.С.,
Тычина Г.Г., Гнедько Ю.Н.
Теоретические предпосылки
для обоснования основных параметров
рабочих органов вальцового измельчителя
зернофуража………………………………………………………….….….150
Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б., Дубровин А.В.
Компьютерная формализация
знаний специалистов при составлении
рационов и управлении кормлением..……………………………………159
Гилевич С.И. Ресурсосберегающая технология
возделывания кукурузы на силос и фуражное
зерно в Северном Казахстане..………………………………………...…170
Сысуев В.А., Сычугов Н.П., Савиных П.А.,
Сычугов Ю.В. Машина МПО-30Р «Велес» и
ее место на комплексе по очистке
и сушке зерна..…………………………………………………………..177
Лабоцкий И.М., Горбацевич Н.А.
Заготовка и хранение
кормов в полимерных материалах
сельскохозяйственного назначения..………………………………..……182
Луговая Н.П., Беляев И.Ф., Лапко Т.А.,
Требухин И.В. Эффективный способ
повышения сохранности и качества
продукции при хранении…………………………………………………..186
Пунько А.И., Иванов М.В. Обоснование конструкции
мультироторного измельчителя
зернофуража вертикального типа……….…………..……………………190
321
Коновалов В.В., Чупшев А.В., Калиганов А.С.,
Фомина М.В. Определение
производительности выгрузки корма
из вертикального смесителя..………………………………………….…..194
Винницки С., Мычко А., Романюк В.
К вопросу подготовки и
раздачи кормов высокопродуктивным
коровам……………………………………………………………………...201
Гутман В.Н, Навныко М.В. Приготовление и
использование кормовой добавки
к кормосмеси на основе консервированного
влажного зерна кукурузы.…………………………………………..……..208
Терюшков В.П., Коновалов В.В.
Определение рациональных
параметров смесителя концкормов..…………………………………..…210
Фомин А.С., Коновалов В.В., Чупшев А.В.,
Терюшков В.П. Приготовление кормосмеси
смесителем-конвейером………………………………………………….....216
Димитриев Н.В., Коновалов В.В., Чупшев А.В.,
Терюшков В.П. Результаты исследований
использования барабанных смесителей
для приготовления кормосмесей..………………………………………..220
Передня В.И. Производство
белково-витаминно-минеральных
добавок на основе рапсового жмыха,
сапропелей и вторичных отходов
сельхозпредприятий…………………………………………………..…....227
Кокунова И.В., Титенкова О.С., Стречень М.В.
Технические средства для
заготовки кормов в нестабильных
погодных условиях, направления
совершенствования.…………………….……………………………...…....235
Мусина О.Н. Формализованное описание
этапов системы проектирования
поликомпонентных продуктов..…………………………………………..242
Китиков В.О., Башко Ю.А.,
Жандаренко О.Б., Андреев А.И.
Технические средства для
реализации технологии полнорационных
кормосмесей на молочно-товарных
фермах и комплексах Республики Беларусь.……………………………..249
322
Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б., Дубровин А.В.
Оптимизация рационов
кормления в конечной стадии выращивания
птицы при ее программируемом росте ………………………………256
Неменущая Л.А Современное оборудование,
обеспечивающее контроль качества
пищевой
продукции…..………………………………………………..263
Шувалов А.М. ., Машков А.Н., Набатов К.А.
Определение рациональных
режимов работы электропарогенератора
многофункционального агрегата..……………………………………….265
Магеррамова С.А. Ресурсосбережение
в животноводстве и кормопроизводстве..…………………………..……269
Селицкий С.А. Ресурсосберегающие
технологии выращивания высокопитательных
кормов на юге России..……………………………………………….…..274
Дубровин А.В. Экономически оптимальное
обеззараживание кормов быстрыми пучками
электронов..……………………………………………………………..…..278
Шувалов А.М., Чернов Д.С. Определение энергетических
параметров установки для термической
обработки сои…………………….………………………………….……..289
Рефераты…………………………………………………………………...…293
323
Научное издание
Научно-технический прогресс
в сельскохозяйственном производстве
Материалы
Международной научно-технической конференции
(Минск, 16–17 октября 2013 г.)
В 3 томах
Том 2
Ответственный за выпуск С.Н. Поникарчик
Редактор А.С. Борейша
Корректор С.Г. Пунько
Компьютерная верстка Д.А. Костюк
Подписано в печать 28.03.2014. Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать цифровая.
Усл. печ. л. 18,77. Уч.-изд. л. 16,09. Тираж 70 экз. Заказ 85.
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства».
ЛИ № 02330/0548563 от 26.06.2009.
Ул. Кнорина, 1, 220049, Минск.
Отпечатано в типографии РУП «НПЦ НАН Беларуси
по механизации сельского хозяйства».
Ул. Кнорина, 1, корп. 3, 220049, Минск.
324