CC BY
18
Bubnov Nikolay Vladimirovich - postgraduate student of the Technical systems in the agricultural sector department, FSBEI HE «Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev» (Russian Federation). Phone: +7-920-958-54-61. E-mail: MCX_RGATU@yandex.ru.
УДК 636.004.18
К ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ АВТОПОИЛОК ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ © 2018 г. А.А. Поцелуев, А.К. Пороткова, Н.В. Воловикова
В статье раскрываются факторы, влияющие на продуктивность птицы за счет качественного ее автопоения. Особое значение уделяется обоснованию конструктивных параметров средств автопоения. Раскрывается структура базовых параметров средств автопоения и режимных показателей, влияющих на комфортные условия обслуживания птицы (применительно к индейкам и курам-несушкам). В качестве режимных показателей рассматриваются интенсивность поступления птицы к поилке на обслуживание, длительность ее обслуживания автопоилкой. Указывается значимость этих показателей при обосновании диаметра поильной чаши, количества поильных мест, фронта поения и длины распределительного, рабочего участка водопровода (индивидуальные поилки). По результатам приведенных экспертных исследований временных показателей обслуживания птицы указывается, что их значения распределяются по определенным законам (экспоненциальному и нормальному). На основании этих данных рекомендуется рассматривать процесс автопоения как функционирование многоканальной системы массового обслуживания с использованием математического аппарата для данных систем. Отдельным блоком в статье рассматривается процесс взаимосвязи индеек и кур-несушек с автопоилкой. При этом отмечается, что комфортность отбора воды птицей зависит от отдельных физиологических параметров птицы (размер головы и шеи; высотные размеры экстерьера птицы) и траектории перемещения головы птицы. Рассматривается предположение, что процесс отбора воды из поильной чаши птицей можно представить в виде рабочего процесса механической системы с геометрическими связями и определенным числом степеней свободы. Приведены данные экспертных, экспериментальных исследований по базовым размерным параметрам птицы и результаты исследований траектории перемещения головы птицы относительно поильной чаши поилки. По результатам экспериментальных данных дан сопоставимый анализ и приведены общие выводы.
Ключевые слова: процесс автопоения, автопоилка, обслуживание, система массового обслуживания, законы распределения, параметры, индейка, курица-несушка, поильная чаша, механическая система, траектория.
The article reveals the factors affecting the productivity of poultry thanks to their automatic drinking of high quality. Particular importance is given to substantiating the design parameters for the means of automatic drinking. There has been revealed the structure of the basic parameters for the means of automatic drinking and regime indicators affecting the comfortable conditions of servicing poultry (as applied to turkeys and laying hens). There has been considered the intensity of the poultry supply to the drinking system for service and the duration of their supply with the means of automatic drinking as the regime indicators. There has been indicated to the importance of these factors to substantiate the diameter of a drinking bowl, the number of drinking bowls, the watering front and the length of the distributing, working section of the water supply line (individual drinking bowls). In accordance with the results of the above expert studies on the timing data of servicing poultry there has been indicated that their values are distributed according to certain laws (exponential and normal). On the basis of these data, it should be recommended to consider the process of automatic drinking as the functioning of a multichannel system using a mathematical apparatus for these systems. A separate part of the article deals with the process of interrelationship of turkeys and laying hens with the automatic drinking system. It is also noted that the comfort of taking water by the poultry depends on the individual physiological parameters of the poultry (their head and neck sizes; heightof the poultry exterior) and the trajectory of the poultry head trajectory. There has been considered an assumption that the process of water intake from a drinking bowl by poultry can be represented as a working process of a mechanical system with geometric constraints and a certain number of degrees of freedom. There have been provided the data of expert, experimental studies on the basic head and neck sizes of the poultry and the results of studies on the poultry head trajectory, relative to the drinking bowl of the drinking system. According to the results of experimental data there has been presented a comparable analysis and general conclusions.
Keywords: process of automatic drinking, automatic drinking system, service, mass serving system, distribution laws, options, turkey, laying hen, drinking bowl, mechanical system, trajectory.
Введение. Качество выполнения технологических процессов обслуживания сельскохозяйственной птицы, в частности индюков и кур, непосредственно сказывается на их развитии и продуктивности [1-4]. Одним из важных технологических процессов обслуживания птицы является процесс автопоения, в котором предъявляются специфические требования к качеству используемой воды (температура питьевой воды; химико-биологический состав; загрязненность), свободе и постоянству доступа к ней; к быстрой адаптации птицы к средствам автопоения (автопоилкам) и
исключению случаев травматизма птицы при заборе воды из средств автопоения. При разработке и внедрении средств автопоения птицы особое внимание необходимо обращать на соответствие их размерных параметров таким биологическим факторам, как потребность и интенсивность отбора воды птицей, а также физиологическим параметрам и строению тела птицы.
Результаты исследований и их обсуждение. Как показывает анализ конструктивных решений средств автопоения птицы, используемых на птице-
водческих фермах, они не всегда учитывают весь диапазон численности структурных технологических групп, технологию их деления по возрастному принципу [5, 6, 7]. Это в одних случаях снижает комфортность отбора воды птицей, в других - приводит к нерациональному использованию числа автопоилок относительно численности технологической группы птицы. Поэтому нами был проведен общий анализ процесса взаимодействия птицы со средствами автопоения и системой автопоения в целом. В результате было установлено, что количество поильных мест в автопоилке или требуемое количество автопоилок на технологическую группу зависит от потока требований на обслуживание и его характеристики, а размерные параметры поилки и требования к ее установке - от физиологических параметров обслуживаемой птицы [8].
N
сл.
50
4,0
за
20 ю
СП
си га
т
>•
и
Длительность отбора воды индейками и курами-несушками также носит случайный характер, а показатели распределяются по определенным законам (рисунки 3, 4).
Полученные результаты позволяют рассматривать взаимосвязь указанных видов птицы с поилкой и сам процесс автопоения как работу системы массового обслуживания (рисунок 5), где источником требований на обслуживание является технологическая группа индеек или кур-несушек (т). Базовыми функциональ-
В результате исследований нами было установлено, что процесс обслуживания поилкой птицы (индейки, куры-несушки) характеризуется такими показателями, как интенсивность подхода птицы на обслуживание и длительность отбора воды (нахождения птицы у поилки), а качество обслуживания - наличием нарастания очереди на отбор воды и покиданием не-обслуженной птицей поилки.
Предварительные исследования потока требований и анализ временных интервалов между поступающими объектами (птицей) для отбора воды показали, что они носят случайный характер, а численные значения распределяются по вполне определенным законам (экспоненциальному и нормальному). Пример распределения временных интервалов показан на рисунках 1 и 2.
15 20 т, мин
ными показателями системы являются: число голов птицы, поступающей к поилке за определенный период времени (п), число голов птицы, ожидающей обслуживания системой (V), число обслуживаемых требований (голов птицы) системой (/) и число каналов обслуживания (поильных окон при использовании групповых автопоилок или поилок в линии при индивидуальном поении) (Я) [9].
Предложенная структурная схема рабочего процесса автопоения и ранее рассмотренные характе-
Рисунок 1 - Распределение временных интервалов между подходами индеек к поилке
Время, мин
Рисунок 2 - Распределение временных интервалов между подходами кур-несушек к поилке
ристики потока требований на обслуживание птицы позволяют использовать математический аппарат теории массового обслуживания для обоснования требуемого количества индивидуальных поилок или количества поильных мест в групповой поилке. В то же
время, учитывая рекомендуемое значение фронта поения для индюков и кур-несушек, можно обосновывать периметр поильной чаши (при групповом поении) или длину рабочего участка трубопровода для размещения индивидуальных поилок [9].
N сл. 12
11
Ю
9
8
7
6
5
4
3
2
1
О 15 ЗО 45 бО
Рисунок 3 - Распределение длительности отбора воды из поилки индейками
140 -г
120 -
01 100 -
0)
то т 80 -
>•
и 60 -
2 40 -
20 -
0
о^ V ¿У ¿9' ^ п$* &
-V А -0- * ^ «?- л^ & # ^ ^ о>" $ ^ ^ ^
Время 1, с
Рисунок 4 - Распределение длительности отбора воды из поилки курами-несушками
1-й источник / ООО
<
ООО
2-й источник
\
ООО
3-й источник
п
о о 'о; о
V
1-й канал обслуживания
\
2-й канал обслуживания
3-й канал обслуживания
4-й канал обслуживания
I_ /
5-й канал обслуживания
Рисунок 5 - Схема системы массового обслуживания птицы при автопоении
В результате анализа применимости математического аппарата для систем массового обслуживания нами установлено, что исходными расчетными данными при обосновании требуемого числа поильных мест групповой поилки или числа индивидуальных поилок, необходимых для обслуживания птицы, являются следующие показатели: возможное количество (поголовье) птицы, претендующей на обслуживание (т); среднее количество прибывающей птицы на обслуживание в наиболее нагруженный период времени (и); среднее время обслуживания заявки поилкой (потребление воды одной птицей) - ¿г.
В результате расчета таких показателей, как коэффициент использования каналов (ср = (Н), вероятность отсутствия ожидания птицей обслуживания
т-п + 1 .
■ф-ап-Х
Рй =
1
а„ = -
R
где п - число требований в системе; Я - число обслуживающих каналов); вероятность нахождения п требований в системе обслуживания птицы (Р„ = Р0 ап)', время ожидания птицей обслуживания более допустимого
времени Р >0 = Р • среднее количество
1п=П " '
птицы в очереди, ожидающей обслуживания
п.
I
п /fit
/7 — R Р ; среднее время ожи-
дания птицей обслуживания
t =•
ож
п
V
и т — п
обосновывается требуемое число поильных мест в групповой поилке или число индивидуальных поилок в линии автопоения.
Наряду с рассмотренными количественными показателями использования средств автопоения важными технологическими и конструктивными параметрами являются: высота расположения поильной чаши от уровня пола; вылет ограждающих конструкций, обеспечивающих доступ птицы в зону забора воды, а также размерные параметры поильных окон для групповых поилок и размер поильной чаши индивидуальной поилки. Для их обоснования нами был сделан анализ процесса взаимосвязи индеек и кур-несушек с автопоилками в процессе отбора ими воды. При этом процесс отбора воды птицей рассматривался как функционирование многозвенной механической системы с тремя степенями свободы. Однако, учитывая, что птица в процессе контакта с поилкой фиксируется во времени, механическую систему рассматривали как двухзвенную с двумя степенями свободы. Звеньями являются голова и шея птицы, шарнирно соединенные между собой с их размерными параметрами. Поэтому процесс отбора воды можно сравнить с работой двойного плоского маятника. Предполагаемая схема процесса забора воды из автопоилки курицей-несушкой показана на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схема технологического процесса забора воды из автопоилки курицей-несушкой
Анализ схемы позволяет предположить, что траектории перемещения базовых точек системы (а; Ь) можно оценить следующими равенствами:
Ya=ca-cose, Yb = ca■ cose + ab-cos ф + е , (1)
где Уа - крайняя точка перемещения шеи курицы- Заменив в равенствах обозначение звеньев их
несушки; Уь - крайняя точка перемещения клюва кури- размерным параметром (длиной), получаем равенства цы-несушки; са - отрезок длины шеи курицы-несушки, практического применения: см; аЬ - отрезок длины головы курицы-несушки, см; ей ф - углы изменения положения звеньев системы.
Ya=L-cose, Yb =L-cose + /-cos ф+е . (2)
Для подтверждения принятых предположений взаимосвязи птицы со средствами автопоения (рисун-были проведены экспериментальные исследования ки 7, 8, 9).
Данные экспериментальных исследований показали, что на характер взаимосвязи птицы существенное влияние оказывают ее физиологические показатели. Анализ одного из важных параметров индейки
- длины шеи - показал, что он имеет различные значения даже в рамках одной половозрастной группы (рисунок 10).
У I
Рисунок 7 - Схема экспозиции процесса забора и проглатывания воды курицей-несушкой
У, см
О 70 20 30 X см Рисунок 8 - Траектории перемещения головы и шеи курицы-несушки в процессе автопоения
а б
а-забор воды (опускание головы); б - проглатывание (подъем головы) Рисунок 9 - Схема экспозиции процесса взаимосвязи индейки с автопоилкой
В связи с этим при доработке используемых количественный состав обслуживаемой автопоилками средств автопоения и разработке вновь создаваемых птицы, а также особенности ее физиологического [10, 11, 12] необходимо учитывать половозрастной и строения.
Нел ,— W
30 / \
л?—-Д- \
10 7 —'
cl/_
13 17 21 25 29 33 /, ду Рисунок 10 - График распределения длины шеи индеек
Выводы
1. Структурные составляющие процесса автопоения (численность технологической группы, интенсивность поступления птицы к средствам автопоения, длительность отбора воды птицей из автопоилок) являются основными исходными данными для обоснования количественного состава индивидуальных автопоилок и числа поильных мест для групповых поилок.
2. Временные интервалы между подходами птицы к средствам автопоения и показатели длительности отбора воды птицей являются случайными величинами, распределенными по определенным законам.
3. При обосновании количества индивидуальных поилок и поильных мест для групповых поилок может быть использован математический аппарат теории массового обслуживания.
4. При обосновании таких технологических и конструктивных параметров средств автопоения, как высота установки (расположения) поилки, длина ограничителя доступа птицы в зону отбора воды (поильного окна), процесс отбора воды птицей, можно рассматривать как функционирование механической двухзвенной шарнирной системы с двумя степенями свободы. При этом необходимо учитывать наличие компрессионного сжатия в одном из звеньев системы (шеи птицы).
5. Конструктивные размеры поильных чаш, форма поильного окна зависят от размеров головы птицы и траектории её перемещения при заборе и проглатывании порции воды.
6. Зона досягаемости птицы к местам забора воды находится в пределах 12-18 см (курица-несуш-ка), 20-30 см (взрослая индейка).
Литература
1. Нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий НТП - АПК 1.10.05.001-01 - Мин-сельхоз РФ, НПЦ «НИПИ Агропром», 28.08.01.
2. Deerberg, F. (4.1 ;42). Organisch-biologischer Landbau in der Praxis / F. Deerberg. - BLV Verlagsgesellschaft, mbH, München BRD, 1992.
3. Алексеев, Ф.Ф. Промышленное птицеводство / Ф.Ф. Алексеев, М.А. Арсиян, Н.Б. Бельченко - М.: Агропром-издат, 1991.-544 с.
4. Кочиш, И.И. Птицеводство / И.И Кочиш, М.Г. Пет-рашь, С.Б. Спирнов. - М.: Колос, 2004. - 407 с.
5. Поцелуев, А.А. Водоснабжение объектов сельскохозяйственного назначения: учебное пособие / А.А. Поцелуев. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005.
6. Технологии и оборудование для птицеводства: справочник / ВТ. Скляр, А.В. Скляр, Т.Н. Кузьмина, В.А. Гусев. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2014. -188 с.
7. Техника и технологии в животноводстве / В.И. Тру-хачев, И.В. Атанов, И.В. Капустин, Д.И. Грицай. - Ставрополь: АГРУС, 2015. - 378 с.
8. Славин, P.M. Автоматизация процессов в животноводстве и птицеводстве / P.M. Славин. - М.: Агропромиз-дат, 1991.-393 с.
9. Барсук, В.А. Математические методы планирования и управления в хозяйстве связи / В.А. Барсук, Н.М. Барсук. - М.: Связь, 1974. - 332 с.
10. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики / С.М. Тарг. - М.: Высшая школа, 2001. - 409 с.
11. Пат. 2573329 РФ, МПК А01К 7/02. Автопоилка / Поцелуев А.А., Пороткова А.К.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ДГАУ. - № 2014145046/13; заявл. 06.11.2014; опубл. 20.01.2016, Бюл. №2.
12. Пат. 2649616 РФ, МПК А01К 7/00. Система автопоения сельскохозяйственной птицы / Поцелуев А.А., Воло-викова Н.В., Мирошников A.M.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Донской ГАУ. - № 2017125632; заявл. 17.07.2017; опубл. 04.04.2018, Бюл. № 10.
References
1. Normy tehnologicheskogo proektirovaniya pticevod-cheskih predpriyatij NTP - APK 1.10. 05. 001-01 [Standards of technological design for poultry enterprises STA - AIC 1.10. 05.001-01], MinsePhoz RF, NPCZ «NIPI Agroprom», 28.08.01. (In Russian)
2. Deerberg F.(4.1;42) Organisch-biologischer Landbau in der Praxis. BLV Verlagsgesellschaft, mbH, Munchen BRD, 1992.
3. Alekseev F.F., Arsiyan M.A., Bel'chenko N.B. Pro-myshlennoe pticevodstvo [Industrial poultry farming], M., Agro-promizdat, 1991, 544 p. (In Russian)
4. Kochish 1.1., Petrash' M.G., Spirnov S.B. Pticevodstvo [Poultry farming], M., Kolos, 2004, 407 p. (In Russian)
5. Poceluev A.A Vodosnabzhenie ob' ektov sel'sko-hozyajstvennogo naznacheniya: uchbnoe posobie [Water supply for agricultural facilities], Zernograd, FGOU VPO AChGAA, 2005. (In Russian)
6. Sklyar V.T., Sklyar A.V., Kuz'mina T.N., Gusev VA Tehnologii i oborudovanie dlya pticevodstva: spravochnik [Technologies and equipment for poultry farming], M., FGBNU «Rosin-formagrotex», 2014,188 p. (In Russian)
7. Truhachev V.l. Atanov I.V., Kapustin I.V., Griczaj D.I. Tehnika i tehnologii v zhivotnovodstve [Technique and technology in animal husbandry], Stavropol', AGRUS, 2015, 378 p.
(In Russian)
8. Slavin R.M. Avtomatizaciya processov v zhivotnovodstve i pticevodstve [Automation of processes in animal husbandry and poultry farming], M., Agropromizdat, 1991,393 p.
(In Russian)
9. Barsuk V.A., Barsuk N.M. Matematicheskie metody' planirovaniya i upravleniya v hozyajstve svyazi [Mathematical methods of planning and management in the communication industry], M., Svyaz',1974, 332 p. (In Russian)
10. Targ S.M. Kratkij kurs teoreticheskoj mehaniki [Theoretical mechanics: a short course], M., Vysshaya shkola, 2001, 409 p. (In Russian)
11. Poceluev A.A., Porotkova A.K. Avtopoilka [Automatic drinking system], pat. 2573329 RF, MPK A01K 7/02, zayavitel' i patentoobladateí FGBOU VPO DGAU, No 2014145046/13, zayavl. 06.11.2014, opubl. 20.01.2016, Byul. No 2. (In Russian)
12. Poceluev A.A. .Volovikova N.V., Miroshnikov A.M. Sistema avtopoeniya sel'skohozyajstvennoj pticy [System of automatic drinking of poultry], pat. 2649616 RF, MPK A01K 7/00, zayavitel' i patentoobladateí' FGBOU VO DGAU, No 2017125632, zayavl. 17.07.2017, opubl. 04.04.2018, Byul. No 10.
(In Russian)
Сведения об авторах
Поцелуев Александр Александрович - доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии и средства механизации АПК», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8 (86359) 41-1-71.
Пороткова Анастасия Константиновна - аспирант, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8 (86359) 41-1-71.
Воловикова Наталья Викторовна - аспирант, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: 8 (86359) 41-1-71.
Information about the authors
Potseluev Alexander Aleksandrovich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technologies and means of mechanization of agroindustrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov Region, Russian Federation). Phone: 8 (86359) 41-1-71.
Porotkova Anastasiya Konstantinovna - postgraduate student, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov Region, Russian Federation). Phone: 8 (86359) 41-1-71.
Volovikova Natalia Viktorovna - postgraduate student, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov Region, Russian Federation). Phone: 8 (86359) 41-1-71.
УДК 631:664
ПАРАМЕТРЫ СЕКЦИОННОГО СЕПАРАТОРА МОДУЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ ПОМОЛА КОРМОВОГО ЗЕРНА
© 2018 г. Л.А. Гуриненко, A.M. Семенихин, Т.Н. Толстоухова, В.В. Ященко
Технологии приготовления комбикормов для животных и птицы включают большой перечень производственных и технологических процессов, обеспечивающих требуемое качество компонентов, их чистоту, сохранение биологической ценности, повышение перевариваемости и поедаемости, высокую эффективность применения в управлении продукционной и репродуктивной функциями в интенсивных и высоких энергоресурсосберегающих технологиях производства животноводческой продукции. Стратегией инновационной модернизации сельского хозяйства Государственными и отраслевыми программами особое внимание уделяется машинному обеспечению отрасли - инженерной сфере - самой дорогой и динамичной составляющей. Точные технологии в животноводстве предполагают разработку кормоприготовительных машин нового прецизионного принципа действия и введение в линиях приготовления наряду с подготовкой и измельчением компонентов точного выделения из помолов фракций в соответствии с ГОСТами и зоотребованиями. Переход большей части производства комбикормов для животноводства непосредственно к его потребителям различных форм собственности и масштабов предъявляет к его машинному обеспечению новые требования: инновационные решения в ключевых энерготехнологических звеньях и их научное обоснование. Применение сепаратора-модулятора в технологии приготовления комбикормов обеспечит прецизионное дозирование компонентов смеси, качество смешивания и продолжительность наступления (достижения) динамического равновесия смеси. Получены аналитические зависимости подачи и мощности привода шестигранной решетной системы секционного сепаратора для выделения модульных фракций из продуктов помола кормового зерна в линиях измельчения исходных компонентов комбикормов. Сепаратор-модулятор обеспечивает снижение содержания мучной фракции до уровня требований ГОСТ и зоотехнических рекомендаций.
Ключевые слова: сепаратор, секция, решето, помол, делитель, откос, поток, сдвиг, динамическое равновесие.
Technologies for the preparation of animal feed and poultry feed include a large list of production and technological processes that ensure the required quality of the components, their purity, preservation of biological value, increase digestibility and payability, high efficiency of application in the management of production and reproductive functions in intensive and high energy-saving technologies livestock production. The strategy of innovative modernization of agriculture by state and industry programs pays special attention to the machine support of the industry - the engineering field - the most expensive and dynamic component. The transition of most of
the production of animal feed for livestock directly to its consumers of various forms of ownership and scale imposes on its machine equipment new requirements, their scientific substantiation and innovative solutions in key energy technology links. The use of a separator - modulator in the technology of compound feed preparation will ensure precise dosing of the mixture components, the quality of mixing and the duration of the onset (achievement) of the dynamic equilibrium of the mixture.Analytical dependences of feed and drive power of the hexagonal sieve system of the sectional separator are obtained to isolate modular fractions from the products of grinding fodder grain in the lines of grinding the initial components of mixed fodders.
Keywords: separator, section, sieve, grinding, divider, slope, flow, shear, dynamic equilibrium.
Введение. Продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы на 60-80% и более зависит от факторов кормления. Анализ мирового и отечественного опыта ведения животноводства, результатов выполнения Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы [1] показывает, что альтернативы переходу животноводства на точные, управляющие продуктивной функцией животных технологии нет [1, 2, 3].
Важнейшим ресурсом, управляющим продуктивной и репродуктивной функциями животных и птицы, являются комбикорма. Эффективность их применения в значительной степени зависит от фракционного состава, соответствия ГОСТам и зоотехническим рекомендациям, отклонение от которых снижает ее на 20-30%.
Широко распространенные для измельчения компонентов комбикормов в комбикормовой промышленности и хозяйствах всех форм собственности и масштабов производства молотковые дробилки не отвечают этим требованиям. По данным исследований СКНИИМЭСХ в продуктах помола молотковыми дробилками от 20 до 40 и более процентов частиц менее 1,0 мм, при этом энергоемкость процесса измельчения находится в диапазоне 8,5-15,0 кВт ч/т и не отвечает требованиям энергоресурсосбережения. Эти недостатки присущи и комплектам машин, поставляемым на российский рынок зарубежными фирмами: Skiold, Schauer, RielaGMA 3500, GehlMX-170 и др.
Применяемые в комбикормовой промышленности и на сельхозпредприятиях для измельчения зерна фуражных культур молотковые дробилки не отвечают требованиям энергосбережения - при мелком помоле дают до 40% пылевидной фракции, при крупном - до 20% недоизмельченных и целых зерен [4].
Ситуация еще более усложняется тем, что получают распространение технологии предварительного смешивания неизмельченных компонентов комбикормов, имеющих различные прочностные характеристики [5, 6].
Результаты исследований и их обсуждение.
Переход к точным технологиям в животноводстве предполагает разработку кормоприготовительных машин нового прецизионного принципа действия и введение в линиях приготовления наряду с подготовкой и измельчением компонентов точного выделения из помолов фракций в соответствии с ГОСТами и зоотребования-ми [3, 7, 9,10].
Предлагаемый сепаратор-модулятор [8] для выделения модульных фракций (рисунок 1) состоит из шестигранной трехсекционной решетной системы, сек-
ции которой выполнены из круглых пробивных решет диаметром 1,2,3мм соответственно, обеспечивающих выделение трех фракций модулей размола, предусмотренных стандартом на комбикорма: 0,2-1 мм - мелкий размол, 1-1,8 мм - средний и 1,8-2,6 - крупный размол.
В зависимости от содержания фракции в дискретной совокупности и ее положения на вариационной помольной характеристике время ее нахождения в рабочей камере сепаратора должно быть достаточным для прохода, соответствующего требованиям или ограничениям ГОСТов.
Для выполнения этого условия на ребрах шестигранной решетной системы, установленной горизонтально, закреплены делители потока с возможностью установки их рабочей поверхности под углом, обеспечивающим необходимую скорость осевого перемещения - время сепарации (рисунок 2) и величину подачи.
Исходя из геометрических соображений и кинематики решетной системы, осевая скорость составляющих потока частиц определяется зависимостью
У о = k-l- sino п /60, м/с, (1)
где к - число рядов делителей (2-3-6); / - рабочая длина делителя; п - частота вращения решетной системы, мин "1.
При установившемся режиме работы сепарато-ра-модулятора, подача решетной системы составит:
Qpc = U hp- У0- у ■ р, кг/с, (2)
где Ln - длина приемной секции, м; hp - рабочая высота слоя помола, м] ip - коэффициент заполнения площади решета; р - плотность помола, кг/м3.
Для устойчивого осевого перемещения сепарируемого слоя последующие ряды делителей смещаются на величину Ар с учетом угла естественного откоса ср помола по зависимости
Ар = к■ /■ sino - (к - 1) ■ hp/tg ср, м/с. (3)
Попадая на ряд делителей, слой помола делится на к - 1 частей, каждая из которых образует естественные откосы по передней и задней сторонам (рисунок 3).
Частицы, образующие естественные откосы, попадают на открытую решетную поверхность и проходят через отверстия, большие их размера, или продолжают оставаться в «сходе» решета соответствующей секции.
Длина линии естественного откоса цилиндрической решетной системы /_оц составляет:
Lm = L„¡ cos/3, (4)
где /3 - угол наклона оси цилиндрического решета к горизонту, /3> 0.
Суммарная длина линий естественного откоса осыпания шестигранной решетной системы /_оц при /3 = 0 и шаге делителей р составит:
