CC BY
6
УДК 631.353
ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПИТАТЕЛЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КОРМОВ ДЛЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ДРОБИЛКИ
П.А. Савиных, д-р техн. наук, В.А. Казаков, д-р техн. наук
Н.А. Чернятьев, канд. техн. наук,
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», г. Киров, Россия.
Обеспечение населения страны качественной продукцией животноводства - одна из наиболее актуальных проблем современного сельскохозяйственного производства, решать которую необходимо за счёт высококачественной кормовой базы, в значительной мере, состоящей из сбалансированных по всем макро и микроэлементам комбикормов. Для их производства основные компоненты - зерно и грубые корма - нужно превращать в такое состояние, при котором они хорошо дозируются и смешиваются, а при скармливании легко усваиваются, то есть необходимо их измельчение. Целью исследований является разработка конструктивно-технологической схемы универсальной молотковой дробилки, включающей питающее устройство и способной измельчать зерно и грубые корма, а также теоретические исследования её рабочего процесса. С учётом анализа уровня техники по рассматриваемой тематике представлена схема универсальной дробилки зерна, новизна которой подтверждена патентом RU № 21031. Технологический процесс дробилки предусматривает, в том числе, измельчение грубых кормов, подачу которых в рабочую зону осуществляет питающее устройство шнекового типа. Проведены теоретические исследования рабочего процесса данного устройства. В результате получено дифференциальное уравнение относительного движения материальной точки (измельчаемого грубого корма) по виткам шнека, интегрирование которого реализовано в численный алгоритм для каждого текущего значения угла поворота шнека и длины дуги перемещения материала. По результатам исследований выбраны величины конструктивных и технологических параметров шнека питателя грубых кормов: угол установки витков шнека - 28°, угловая скорость вращения шнека - 1,47 с-1, его длина - 0,8 м. Эти величины были использованы в ходе дальнейших исследований для разработки конструкторской документации и последующего изготовления опытного образца универсальной дробилки зерна.
Ключевые слова: животноводство; комбикорм; концентрированный корм; производство; измельчение; рацион.
Для цитирования: Савиных П.А., Чернятьев Н.А., Казаков В.А. Исследования параметров питателя растительных кормов для универсальной дробилки. // АгроЭкоИнженерия. 2023. №. 1 (114). С. 128-141
RESEARCH ON THE PLANT FEEDER PARAMETERS FOR A MULTI-PURPOSE
CRUSHER
P. A. Savinykh, DSc (Engineering), N. A. Czerniatiev, Cand. Sc. (Engineering),
V. A. Kazakov, DSc (Engineering)
Federal state budgetary scientific institution "Federal agrarian scientific center of the North-East named after N. B. Rudnitsky", Kirov, Russian Federation
Providing the country's population with first-rate livestock products is one of the most pressing problems of modern agricultural production. It should be addressed through the high-quality forage supplies largely consisting of mixed feed balanced in terms of all macro and microelements. The main feed components - grain and roughage, need to be well dosed, mixable, and easily digestible. So their grinding is required. The research aimed to develop a structural and technological scheme of a universal hammer crusher with a feeder for grain and coarse fodder. Theoretical aspects of its working process were studied. The state of the art on the subject under consideration was reviewed. The article presents the scheme of a universal grain crusher. Its novelty is confirmed by the patent RU No. 21031. The technological process of crushing provides, among others, the destruction of rough fodder, which is fed into the working area by a screw-type feeder. Theoretical studies of the working process of this device resulted in a differential equation for the relative movement of a material point (crushed coarse fodder) along the screw turns, the integration of which was implemented into a numerical algorithm for each current value of the screw rotation angle and the arc length of material movement. The values of structural and technological parameters of the roughage feeder were the angle of the screw turns of 28°, the angular speed of screw rotation of 1.47 s-1, and the screw length of 0.8 m. These values were further used to prepare the design documentation and produce a pilot prototype of the universal grain and roughage crusher.
Key words: animal husbandry; compound feed; concentrated feed; production; grinding; diet. For citation: Savinykh P. A., Czerniatiev N. A., Kazakov V. A. Research on the plant feeder parameters for a multi-purpose crusher. AgroEkoInzheneriya. 2023. No. 1(114): 128-141(In Russian)
Введение. Обеспечение населения страны качественной продукцией
животноводства - одна из наиболее актуальных проблем современного сельскохозяйственного производства, для решения которой необходима
высококачественная кормовая база, в значительной мере состоящая из сбалансированных по всем макро-, микроэлементам и другим биологически активным веществам комбикормов, использование которых приводит к получению животноводческой продукции
высокого качества [1, 2]. При этом кормовой рацион должен содержать определенный набор питательных веществ, который полностью удовлетворяет потребности организма животных, - для этого необходимо готовить полноценные комбикорма, не забывая про экономическую составляющую их производства: данный вид корма наиболее целесообразно производить в кормоцехах самих сельхозпредприятий при
использовании сырья (компонентов комбикорма) местного производства, а недостающие элементы закупать [3, 4].
Повышение эффективности
использования компонентов комбикормов требует не только совершенствование применяемых технологий, машин и оборудования, но и экономное использование всех ресурсов: в структуре годовых затрат совокупной энергии на молочных фермах корма составляют 74...76%.. Повысить энергетическую питательность кормов и уровень кормления также возможно за счет совершенствования кормоприготовления, улучшающего усвояемость и поедаемость кормов, особенно малокалорийных. В последнее время заметно изменилась структура животноводства и тип кормления: отрасль стала зернопотребляющей. В связи с этим целесообразно уделять большее внимание грубым кормам - их необходимо вводить в состав полнорационных комбикормов как источник клетчатки, которая жизненно важна для организма животного. Для производства полноценных комбикормов грубые корма и зерно нужно
превращать в такое состояние, при котором данный виды кормов хорошо транспортируются и дозируются, а при скармливании легко усваиваются, - их необходимо измельчать [5]. В настоящее время для измельчения зерна и грубых кормов существуют молотковые дробилки различных конструкций, рабочий процесс которых имеет определённые недостатки, поэтому имеется необходимость в их усовершенствовании.
Материалы и методы. В ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока разработана конструктивно-технологическая схема
универсальной молотковой дробилки, рабочий (технологический) процесс которой протекает по открытому принципу (рис. 1) [6]. Данная машина способна эффективно измельчать как зерновые продукты, так и грубые корма, а её конструкция включает питающее устройство шнекового типа, подающее грубые корма в камеру измельчения дробилки.
Рис.1. Схема молотковой дробилки зерна и грубых кормов: 1 - рабочая камера; 2 - ротор; 3 - решетка; 4 - питатель, 5, 6 - шнеки питателя); 7 -патрубок; 8 - заслонка; 9 - бункер; 10 - фильтр; 11 - канал рециркуляции; 12 - камера; 13 -сепаратор; 14 - направляющий лист; 15 - колосники; 16 - шнек выгрузной.
Технологический процесс измельчения грубых и зерновых кормов осуществляется с рециркуляцией материала. При этом часть колосниковой решетки 3 в зоне подачи грубых кормов в дробильную камеру 1 удаляется, устанавливается направляющий лист 14, имитирующий закрытые жалюзи сепаратора 13, а регулировочная заслонка 8, установленная в нижней части разделительной камеры 12, полностью открывает загрузочный патрубок 7 с тем, чтобы исключить его забивание при измельчении грубых кормов. Измельчение грубых кормов в муку осуществляется с использованием питателя грубых кормов 4, который витками наружного вращающегося шнека 6 захватывает корм, уплотняет его при взаимодействии с неподвижным внутренним шнеком 5 и в виде витого рулона направляет на измельчение. В результате многократного
5 4
воздействия молотков ротора 2 с элементами 15 колосниковой решетки 3 происходит измельчение.
Мелкие частицы, образующиеся в результате измельчения менее прочной части перерабатываемого материала, просеиваются через зазоры между элементами 15 и попадают в выгрузной шнек 16. Остальная часть продуктов измельчения выбрасывается из камеры 1 в криволинейный трубопровод 13, в пространство между внутренней стенкой и направляющим листом 14. Избыточный воздух отводится через фильтр
10 наружу, а крупный материал через канал
11 возврата крупной фракции и загрузочный патрубок 7 поступает в дробильную камеру 1 на доизмельчение.
Питающее устройство для подачи грубых кормов в рабочую зону дробилки (рис. 2) работает следующим образом.
3 2 1
Рис.2. Схема питающего устройства для подачи грубых кормов универсальной молотковой
дробилки:
1 - шнек внутренний (неподвижный); 2 - шнек наружный (вращающийся); 3 - витки; 4 -
горловина загрузочная; 5 - лоток приемный
Подача стебельных материалов к ротору измельчителя осуществляется с помощью конического шнекового транспортера, состоящего из внутреннего неподвижного шнека 1 и наружного вращающегося 2 с витками 3 в виде спирали (подвижный шнек). Транспортировка и
подпрессовка материала осуществляется в два этапа. На первом этапе стебельный материал, подающийся на приемный лоток 5 загрузочной горловины 4, захватывается витками наружного вращающегося шнека 3 и перемещается по нему. На втором этапе материал входит в контакт с неподвижным
шнеком 1, в результате которого процесс транспортировки осуществляется более интенсивно с одновременной
подпрессовкой.
Результаты и обсуждение. С целью усовершенствования технологического процесса молотковой дробилки проведены теоретические исследования по
оптимизации конструктивных и
технологических параметров питающего устройства подачи грубых кормов с учётом [7, 8, 9].
Рассмотрено движение
(перемещение) материала, подаваемого на измельчение, в рабочем пространстве устройства под воздействием витков шнеков. В процессе перемещения материал участвует в двух движениях -вращательном и поступательном, - его движение является сложным. Известно, что сложное движение материальной точки относительно неподвижной системы
координат состоит из переносного и
относительного движений. При этом в относительном движение точки
рассматривается по отношению к
подвижной системе координат, а в
переносном движении, по отношению к неподвижной системе координат [10, 11].
Процесс перемещения материала рассмотрен с того момента, когда частица начинает относительное движение по спиралям обоих шнеков (рис.3). Задача решается статически, путем определения условия равновесия систем сил, действующих на твердое тело.
При постановке плоской статической задачи о возможности преодоления сопротивления движению со стороны уплотненного материала д
рассматриваемой частицы, необходимо составить уравнение равновесия в проекции на ось I, совпадающую с образующей конуса.
Рис.3. Схема взаимодействия частицы материала и витков шнека: 1 - виток внутреннего неподвижного шнека; 2 - образующая конуса;3 - виток наружного
вращающегося шнека
Пусть (0 - равнодействующая всех тяжести тогда реакции витков шнеков будут
активных внешних сил, включая силу иметь по две составляющие
(1 =1, 2)- нормальные реакции, % (1 =1,2) - скольжения
где /об"
силы трения скольжения. В случае коэффициент трения.
В проекции на ось l получим
l: N "cos а — F ' sin а + N • cos a2— F2 • sin a2— Q = 0,
(1)
где а, а2 — углы установки витков шнеков в плоскости образующей; (—^) - проекция всех активных сил на ось I.
Силы трения, возникающие при Считая, что силы трения достигли стремлении сдвинуть материал по спиралям предельного значения, имеем: шнеков, изменяются от нуля до предельного значения.
N •(cosа — fbd •sinа) + •(cos а — fbd •sina2)— Qi = 0 .
(2)
Из этого выражения можно получить условие транспортирования без защемления при а! = а2: со8а-/68• 8та>0 , (3)
тогда Qj > 0, то есть материал преодолеет сопротивление движению.
Иначе выражение (3) можно представить так:
dga > /68.
Если это условие не будет выполняется, то материал не сможет эффективно транспортироваться, а будет подвергаться резанию. Выполнение условия (3) необходимо обеспечить на всей длине наружного шнека, причем целесообразно, чтобы угол а был неизменным (а = const).
Зная действующие на материал силы, можно определить закон движения (решая
вторую, или основную, задачу динамики). Движение материала будет осуществляться по винтовой линии, при этом материал одновременно будет участвовать в двух движениях: вращательном вокруг некоторой неподвижной оси с угловой скоростью а и поступательном со скоростью умат в направлении, параллельном направлению оси. В данном случае векторы гшт и ш направлены в одну сторону, таким образом винт будет правым.
Для вывода уравнений винтовой линии поместим начало координат на ее оси и ось 02 направим по этой оси в сторону движения материала (рис.4).
Рис.4. Схема движения материала корма по винтовой линии
Из рассмотрения треугольника АМКМ^ и используя соотношение между а и 7 в
вертикальной плоскости получим:
a ■ dm
da =-;
cosa
a = a0 - z ■ tgP; dz
cos P
= da ■ sin a.
(4)
(5)
(6)
Выразим из уравнения (6) dz и проинтегрируем полученное уравнение:
dz = da ■ sin a ■ cos P; z = a ■ sin a ■ cos P, (7)
тогда с учетом (5) и (7) a = a0 -a ■ sin a ■ sin P. (8)
Подставляя (8) в (4) получим дифференциальное уравнение связывающее da и dm
(a„ - a ■ sin a ■ sin P) ,
da = -- ■ dm.
cosa
Приведем это уравнение к стандартному виду: 134
da a
--ъ a ■ tga ■ sin p = ——
dp cosa
(9)
Решение уравнения (9) при начальных условиях р = 0, а = 0 выражается следующей
формулой:
a
a =
1
(-tgasnflytp
sin a ■ sin p
Тогда координаты (x, y) винтовой линии на конусе можно выразить так:
(10)
| x = a ■ cos p ; I y = a ■ sin p ,
(11)
а координата ъ определена уравнением (7) через а . Подставляя (10) в уравнения (7) и (8), а затем (8) в (11) получим параметрические уравнения винтовой линии на конусе:
x — ü ■ e
•k-p
cosp;
-k p
y = Ü0 ■ e sinp; z = ü0 ■ ctgp ■ (1 - e-kp);
a
a =
sin a ■ sin p
(l - e "k p),
(12)
(13)
(14)
(15)
где k = tga ■ sin p - постоянная величина. Из уравнения (15) можно получить обратное соотношение:
1
p = ctga •
sin p
■ln
f ■ ■ «Y1 a ■sina ■sinp
a
(16)
j
Из уравнений (14), (15) следует, что р и а не могут возрастать неограниченно.
Это объясняется тем, что при г = а0 ■ ^Р величина а = 0 и винтовая линия вырождается в точку.
Для определения способности транспортировать материал на первом этапе движения, когда неподвижный шнек еще не вступил во взаимодействие, используем дифференциальное уравнение относительного движения материальной точки [2]:
m ■ dU'a" = mg + N*+ Fd + U + ( dt
(17)
где т - масса точки; I - время; - вектор скорости; т^ - сила тяжести; N -вектор
нормальной реакции; - сила трения
, 8,
"б
скольжения; Uá - переносная сила инерции; Кориолисова сила инерции.
<
к
Для решения основной задачи трехгранника р, р, Ь (рис.5) динамики спроецируем дифференциальное
уравнение на подвижные оси естественного
и составим
систему уравнений.
Рис.5. Схема сил, действующих на частицу материала при движении
по подвижному шнеку
Оси естественного трехгранника направим следующим образом: ось х- по касательной к траектории в сторону положительного отсчета расстояния; ось п-
перпендикулярно первым двум так, чтобы она образовывала с ними правую систему осей. После сокращения на массу получим дифференциальные уравнения движения
по нормали к траектории, лежащей в точки в проекциях на оси естественного соприкасающейся плоскости и направленной трехгранника: в сторону вогнутости траектории; ось Ъ-
х:
п: <
*= Лал/Л^ 2
Ь п
ш
+оет;
Ш2
— = 8п + N + Оеп + 0Сп; Р
Ь : 0 = 8ь + Ль + 0 еь + 0ь ,
(18)
(19)
(20)
где Ш- алгебраическая величина скорости; ускорения; р - радиус кривизны траектории; Ш&- алгебраическая величина касательного ^ - ускорение свободного падения.
Индексы х, п, Ь - соответствуют осям
проецирования, сила N уравнения (17)
имеет модуль N * = m • ^ Нь 2 + Нп 2 , а сила
трения = N * • /0б при 0 . Точкой
сверху будем обозначать производную по времени ?, а штрихом- производную по параметру р.
>=-Р- •
Х Тр7Г;
р= (Р"х Р")х Р"
д/(Р' X Р")2 ^л/Р72 • ЬР = р х р,
Для вычисления проекции удельных сил в уравнениях (18), (19), (20) на естественные оси координат определим в подвижной системе (х, у, z) направления
векторов р, Р, Р для произвольной точки траектории [3]:
(21) (22) (23)
где проекции вектора р': л'; у'; х определяются как производные по р от уравнений (12),
(13), (14):
йх
х = — = а
е ~кр (- к • сов р — в1п р);
У = = а0 • е-кр(-к-
йр
йр Л7
х' = — = а0 • к • е-кр. йр
В1П р + СОВ
р);
(24)
(25)
(26)
Вычисляя производные от этих соотношений, получим проекции вектора р": х", у", х":
й2 х
х ^ТГ = а0 •е ар
„ й2 у
У =~Г2 = а0 •е
7 = ■
йр йр
—кр •[к2 — 1) совр + 2к • в1п рр • [(к2 — 1) в1п р — 2к • сов р
-Ьр I , 2
= — а0 • к2 • е -кр.
2 "0
(27)
(28) (29)
Векторные произведения в уравнениях (22), (23) вычисляем с помощью определителя,
например: Р
г 1
Р'х Р" =
Р Р Р
х' У' 7 ' х" У" 7 "
Р Р р г, 1, к -
где г, 1, к - орт - векторы осей х, у, г соответственно.
Аналогичные определители составлены и для других векторных произведений.
Найдем проекции удельных сил тяжести и инерции на эти же оси координат:
X У 2
£ ё■СОБ оА ё ■ эт оt 0
8, а ■о2 ■ соэр а ■о2 ■ этр 0
Скалярно умножая каждую из сил на орт-векторы
оси:
£ £ £,
= М
ёг
ёп = ££;
ёь=££
б,. = б£;
б,ь =
8,1
После вычисления приведенных уравнении из выражении (19), (20) можно выразить N и N и подставить в (18).
Таким образом, все слагаемые в первой части дифференциального уравнения (18) определены соотношениями (19)...(35). Составление данного уравнения реализовано в численный алгоритм для каждого текущего значения а и р. Поэтому и интегрирование уравнения (18) велось также численно. В результате расчетов получены зависимости аЬ ), z{t ),р(/).
По составленному численному алгоритму для персонального компьютера проведены исследования питателя грубых кормов, в задачу которых входило изучение факторов, влияющих на процесс транспортирования материала в камеру измельчения дробилки, определение оптимальных режимов работы и конструктивных параметров питателя, а также получение математического описания его рабочего процесса; затем выбраны величины конструктивных и
получим их проекции на эти
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
технологических параметров питателя универсальной дробилки зерна и грубых кормов: а = 28о, Р=11°, ю=1,47 с-1, г = 0,8 м, впоследствии использованные для разработки конструкторской документации дробилки и изготовления её опытного образца
Выводы: 1. С учётом анализа уровня техники по технологиям и техническим средствам приготовления кормов
разработана конструктивно-технологическая схема универсальной молотковой дробилки, конструкция которой включает питающее устройство шнекового типа, подающее грубые корма в камеру измельчения дробилки.
2. Проведены теоретические исследования рабочего процесса шнекового питающего устройства, в результате получено дифференциальное уравнение относительного движения материальной точки (измельчаемого грубого корма) по виткам шнека, интегрирование которого
<
реализовано в численный алгоритм для каждого текущего значения ш и р.
3. С учётом результатов предварительных теоретических
исследований, а также проведённых впоследствии многофакторных
экспериментальных исследований рабочего процесса питателя грубых кормов для
универсальной дробилки зерна выбраны величины его конструктивных и технологических параметров: а = 28о, Р=11°, ю=1,47 с-1, z = 0,8 м., использованные для разработки конструкторской документации и последующего изготовления её опытного образца.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сысуев В.А. Стратегия механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона европейской части России на период до 2020 года. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2012. 94 с.
2. Анохина А.З., Баранов Н.Ф., Батманов В.Н. Инновационное развитие агропромышленного комплекса как фактор конкурентоспособности: проблемы, тенденции, перспективы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020. Т. 1. С. 414.
3. Казаков В.А., Чернятьев Н.А., Герасимова С.П. Внутрихозяйственные кормоцеха -нужны ли они сельхозпредприятиям? / Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы XII Межд. науч.- практ. конф. «Наука -Технология - Ресурсосбережение» (5 февраля 2019 г., Киров). Киров: Вятская ГСХА, 2019. Вып. 19. С. 79-82. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38098658
4. Marczuk, A., Misztal, W., Bulatov, S., Nechaev, V., Savinykh, P. Research on the work process of a station for preparing forage // Sustainability. 2020, Vol. 12(3). Art. 1050. DOI: https://doi.org/10.3390/su12031050
5. Сычугов Ю.В. Разработка и исследования рабочего процесса измельчителя-раздатчика грубых кормов в рулонах // Проблемы интенсификации животноводства с учетом охраны окружающей среды и производства альтернативных источников энергии, в том числе биогаза. Сб. статей под ред. проф. Вацлава Романюка. T. XXVII. Фаленты-Варшава, Польша: Институт технологических и естественных наук в Фалентах. 2021. С. 206213.
6. Сысуев В.А., Палкин А.В., Чернятьев Н.А., Алешкин А.В. Устройство для измельчения кормов. Патент на полезную модель RU № 21031: U1 МПК B02C 13/00 (2000.01); заявл. 14. 08. 2000. Опубл. 20. 12. 2001.
7. Мошонкин А.М., Чернятьев Н.А., Герасимова С.П. Исследования и оптимизация конструктивно-технологических параметров питающего устройства плющилки зерна // ВестникНГИЭИ, 2020. № 4 (107). С. 5-15. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42686505
8. Мохнаткин В.Г., Поярков М.С., Горбунов Р.М. Исследование рабочего процесса роторного измельчителя с осевой подачей материала // Пермский аграрный вестник. 2020. №2. С. 4-14.
9. Мохнаткин В.Г., Филинков А.С., Солонщиков П.Н. Выбор рациональных параметров питающего устройства установки для приготовления кормовых смесей // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. С. 45-47.
10. Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. М.: Высш. шк. 1990. 607 с.
11. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука. 1964. 870 с.
REFERENCES
1. Sysuev V.A. Strategiya mekhanizatsii, elektrifikatsii i avtomatizatsii sel'skokhozyaistven-nogo proizvodstva Severo-Vostochnogo regiona evropeiskoi chasti Rossii na period do 2020 goda [Strategy of mechanization, electrification and automation of agricultural production in the NorthEast region of the European part of Russia for the period until 2020]. Kirov: NIISKh Severo-Vostoka, 2012: 94. (In Russian)
2. Anokhina A.Z., Baranov N.F., Batmanov V.N. Innovatsionnoe razvitie agropromyshlennogo kompleksa kak faktor konkurentosposobnosti: problemy, tendentsii, perspektivy // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2020. T. 1. S. 414.
3. Kazakov V.A., Chernyat'ev N.A., Gerasimova S.P. Vnutrikhozyaistvennye kormotsekha -nuzhny li oni sel'khozpredpriyatiyam? [On-farm feed making facilities - do agricultural enterprises need them?] / Uluchshenie ekspluatatsionnykh pokazatelei sel'sko-khozyaistvennoi energetiki. [Improving the performance of agricultural energy]. Proc. XII Int. Sci. Pract. Conf. "Science -Technology - Resource Saving" Materialy XII Mezhd. Nauch.-prakt. Konf. "Nauka - Tekhnologiya - Resursosberezhenie" (February 5, 2019, Kirov). Kirov: Vyatskaya GSKhA, 2019. No. 19: 79-82 (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38098658
4. Marczuk, A., Misztal, W., Bulatov, S., Nechaev, V., Savinykh, P. Research on the work process of a station for preparing forage. Sustainability. 2020, Vol. 12(3), Art. 1050 (In English) DOI: https://doi.org/10.3390/su12031050
5. Sychugov Yu. Razrabotka i issledovaniya rabochego protsessa izmel'chitelya-razdatchika grubykh kormov v rulonakh [Development and investigation of operation of the roughage chopper-distributor in bales]. Problemy intensifikatsii zhivotnovodstva s uchetom okhrany okruzhayushchei sredy i proizvodstva al'ternativnykh istochnikov energii, v tom chisle biogaza Monografiya pod nauch. red. prof. Vatslava Romanyuka. [Problems of intensification of animal production including environment protection and alternative energy production as well as biogas. Monograph. W. Romaniuk (ed.). Vol. XXVII. Falenty-Warsaw, Poland: ITP Falenty. 2021: 206-213. (In Russian)
6. Sysuev V.A., Palkin A.V., Chernyatiev N.A., Aleshkin A.V. Ustroistvo dlya izmel'cheniya kormov [Device for shredding fodder]. Patent on useful model RU № 21031: U1 MPK B02C 13/00 (2000.01); appl. 14. 08. 2000. publ. 20. 12. 2001. (In Russian)
7. Moshonkin A.M., Chernyatiev N.A., Gerasimova S.P. Issledovaniya i optimizatsiya konstruktivno-tekhnologicheskikh parametrov pitayushchego ustroistva plyushchilki zerna [Research and optimization of constructively and technological parameters of the feed device of the grain flatterer]. VestnikNGIEI, 2020. No. 4 (107): 5-15 (In Russian)
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42686505
8. Mohnatkin V.G., Poyarkov M.S., Gorbunov R.M. Issledovanie rabochego protsessa ro-tornogo izmel'chitelya s osevoi podachei materiala [Study of the working process of a rotary shredder with an axial feed of material]. Permskii agrarnyi vestnik. 2020. No. 2: 4-14 (In Russian) DOI: https://doi.org/10.24411/2307-2873-2020-10030
9. Mokhnatkin V.G., Filinkov A.S., Solonshchikov P.N. Vybor ratsional'nykh parametrov pitayushchego ustroistva ustanovki dlya prigotovleniya kormovykh smesei [Selection of rational
parameters for feeding device of installation for feed mixtures preparation]. Traktory i sel-khozmashiny. 2015. No. 4: 45-47 (In Russian)
10. Nikitin N. N. Kurs teoreticheskoi mekhaniki [Course of Theoretical Mechanics]. Moscow: Vysshay Shkola Publ. 1990. 607 p. (In Russian)
11. Vygodskii M. Ya. Spravochnik po vysshei matematike [Handbook of higher mathematics]. Moscow: Nauka. 1964. 870 p. (In Russian)
УДК 636.2
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОБОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
Шалавина Е.В., канд. техн. наук Васильев Э.В., канд. техн. наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
По данным на конец 2020 года в Российской Федерации ежегодно образуется порядка 600 млн. тонн побочной продукции животноводства, из которых из-за неэффективного использования теряется в год до 2,2 млн. тонн азота и до 0,36 млн тонн фосфора. Высокий уровень неиспользования (потерь) побочных продуктов животноводства приводит также к ухудшению качества почв сельскохозяйственных земель, значительной диффузной нагрузке на окружающую среду и росту выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ. Риски возникновения данных проблем могут быть снижены за счет разработки и внедрения на предприятиях технологических регламентов. Цель работы - проанализировать законодательные и нормативные документы, регулирующие обращение побочных продуктов животноводства, для подготовки технологических регламентов. Технологический регламент включает перечень организационных и технико-технологических мер, обеспечивающих безопасное удаление побочных продуктов животноводства из помещения для содержания животных, их переработку и рентабельное использование на сельскохозяйственном предприятии. В качестве примера представлен спроектированный вариант машинной технологии для свиноводческого комплекса, который позволяет снизить капитальные затраты в 1,4 раза, а удельные эксплуатационные затраты - в 1,3 раза; уменьшить объемы
3 3
навозохранилищ с 30000 м до 6900м ; оптимизировать машинно-тракторный парк для работы с органическим удобрением. При внедрении технологического регламента предлагаемая технология позволяет сократить потери азота на 7,6 т/год, что составляет 12%, и получить на 1,5 млн. руб. в год больший эколого-экономический эффект.
