CC BY
15
ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
УДК 631.362
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РАЗДАТЧИКА КОМБИКОРМОВ СО СПИРАЛЬНО-ВИНТОВЫМ ДОЗАТОРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Е. А. Лялин, ст. преподаватель;
М. А. Трутнев, канд. техн. наук, доцент;
Н. В. Трутнев, канд. техн. наук, доцент,
ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ,
ул. Петропавловская, 23, Пермь, Россия, 614990
E- mail: [email protected]
Аннотация. Для высокопродуктивных дойных коров необходима дополнительная выдача концентрированных кормов. Во многих хозяйствах России и Пермского края используют дозаторы объемного типа, одним из таких является спирально -винтовой дозатор (СВД). Данный дозатор имеет хорошие показатели по точности дозирования и может быть установлен на раздатчик с аккумуляторным приводом. Раздатчик снабжен аккумулятором емкостью 55 А ч, транспортирующая спираль имеет диаметр 97 мм, шаг 73 мм и частоту вращения 43 мин"1. Производственные испытания кормораздатчика с СВД проводили на Лобановском молочном комплексе ООО «Русь» Пермского района Пермского края, где осуществляли выдачу комбикормов телкам. Так как объем концентратов для каждой коровы индивидуален, то его необходимо рассчитывать по соответствующей методике с учетом суточного удоя молока. Производственные испытания показали работоспособность разработанного раздатчика с СВД, его эффективность дозированной выдачи комбикормов. В ходе испытания раздатчика объем выдаваемого корма составил 552...604 грамма. Производительность раздатчика с учетом потерь времени на его перемещение между животными составила 3,11 кг/мин. неравномерность дозирования не превышает 4,18 % при выдаче рассыпных отрубей и 3,27 % - при раздаче гранулированного комбикорма. Энергопотребление на процесс выдачи корма составило 45 ... 47 Вт ч.
Ключевые слова: раздатчик комбикормов, спирально-винтовой дозатор, неравномерность выдачи, дробное кормление, дозирование.
Введение. Для высокопродуктивных коров с годовым удоем 6000 кг и более расход концентрированных кормов может достигать 40 % от суточной питательности рациона животного [ 1].
Исследованиями Всероссийского института животноводства (ВИЖ) установлено, что оптимальной является 6-кратная раздача концентрированных кормов в 1 фазе лактации, 3-4-кратная во 2 фазе лактации
и 2-кратная в 3 фазе, соответственно 380...410, 290...360 и 140...240 г концентрированного корма на 1 кг надоенного молока. При этом разовая выдача концентратов не должна превышать 3 кг на одно животное [1, 2].
Для дозированной выдачи комбикормов можно использовать различные виды дозирующих устройств [3 -7]. Одним из таких устройств является спирально-винтовой дозатор (СВД) осуществляющий дозирование корма по числу целых совершенных оборотов спирали. Дозатор изготовлен на кафедре сельскохозяйственных машин и оборудования Пермского ГАТУ [8,
9].
Целью исследований является оценка эффективности работы раздатчика комби-
кормов с усовершенствованным спирально -винтовым дозатором в производственных условиях.
Методика. Задача производственных испытаний спирально-винтового дозатора заключалась в исследовании и оценке его рабочего процесса непосредственно на мо-лочно-товарной ферме крупного рогатого скота. Для решения этой задачи на базе Пермского ГАТУ был спроектирован и изготовлен мобильный раздатчик сыпучих концентрированных кормов с СВД (рис. 1) [8, 9]. Испытания раздатчика проводили в соответствии с методическими рекомендациями по стандартной методике СТО АИСТ 19.2-2008 [10, 11]. Основные технические характеристики испытуемого раздатчика представлены в таблице 1.
Рис. 1. Мобильный раздатчик кормов со спирально-винтовым дозатором: 1 - счетчик оборотов SM8238, 2 - измерительный комплект MYLB-G.T. Power RC 130A, 3 - панель управления, 4 - переключатель режимов, 5 - ручная тележка, 6 - бункер для концентрированного корма, 7 - аккумулятор, 8 - цилиндрический кожух, 9 - спираль.
Таблица 1
Техническая характеристика раздатчика комбикормов со спирально-винтовым дозатором
№ Наименование Единица измерения Показатели
1 Установленная мощность электродвигателя Вт 50
2 Частота вращения спирали мин-1 41-45
3 Диаметр спирали мм 97
4 Шаг спирали мм 73
5 Подача по: - отрубям рассыпным - комбикорму гранулированному кг/мин 7,2 13,9
б Вместимость бункера м3 0,14
7 Грузоподъемность, не более кг 90
s Высота выдачи комбикормов м 0,41
9 Габаритные размеры, не более - длина - ширина - высота м 1,3 0,75 1,1
10 Масса (с аккумулятором 12 кг), не более кг 63
11 Емкость аккумулятора А-ч 55
Количество комбикорма, необходимое для животного рассчитывали по выражению
QcyT ^сут ' qi, (-0
где тсут - суточный удой коровы; qi - норма выдачи комбикорма. Объем нормы выдачи корма в свою очередь зависит от периода лактации [1, 2].
Размер разовой выдачи комбикорма определяли выражением
Фраз Q сут/^р, (2)
где - кратность раздачи.
Яоб>
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
0 100 200 300 400 500 600 700Г» г/дм3
—♦• - d=49 мм, s=d, b=2,5 мм — ■ — d=73 мм, s=d, b=2,5 мм
Рис. 2. График зависимости массы порции выдаваемой за один оборот спирали доб от насыпной плотности у комбикорма
Для выдачи расчётного количества комбикорма спираль должна совершить определенное число оборотов:
поб = V раз/(3)
где доб - масса порции, выдаваемой за один оборот спирали.
Величину доб определяли по графику (рисунок 2), где приведены её значения для различных спиралей, применяемых в экспериментальном СВД.
г/об
Более точно массу одной порции можно определить опытным путем, выдав, например, 10 порций в приемную емкость, а затем взвесив и разделив полученную массу на 10, будем иметь массу одной дозы. Эту проверку и тарировку следует проводить для каждой партии комбикорма.
По завершению определения объема корма, необходимого каждому животному, и массы дозы, выдаваемой за 1 оборот спирали, осуществляли раздачу комбикормов всему ряду животных с установленной кратностью и интервалом. Объем выдаваемых порций взвешивали, а значения масс заносили в журнал испытаний. В процессе испытаний фиксировали величину напряжения и потребляемую сила тока для определения энергопотребления СВД, а также время начала и окончания испытаний для расчёта производительности кормораздатчика.
Раздачу комбикорма осуществляли следующим образом. Кормораздатчик останавливали напротив кормушки первого животного и включали дозатор в работу. После выдачи за-
данного количества корма, что соответствует заданному числу оборотов, фиксируемому счетчиком, дозатор выключали. Далее раздатчик перемещали к следующему скотоместу и производили раздачу комбикорма очередному животному.
Результаты. Производственные испытания кормораздатчика с СВД проводили на Ло-бановском молочном комплексе ООО «Русь» Пермского района, где осуществляли выдачу комбикормов телкам. Так как это не дойные коровы, то норма выдачи для всех животных была одинаковой. С учетом назначенной нормы выдачи в кормораздатчике была установлена спираль диаметром й = 97 мм и шагом s = 0,75а? = 72,75 мм, при этом зазор между спиралью и кожухом Ь = 5 мм.
Дальнейшие испытания были проведены в коровнике молочно-товарной фермы (рис. 3) ООО «Очерское» Очерского района, где обслуживался один ряд животных - 42 головы, ежедневно выдавалось 42 порции рассыпного или гранулированного комбикорма. Результаты испытаний приведены в таблице 2 [11, 12].
Рис. 3. Процесс дозированной раздачи комбикормов спирально-винтовым дозатором
Таблица 2
Результаты производственных испытаний раздатчика комбикормов со спирально-винтовым дозатором
№ п/п Комбикорм рассыпной Комбикорм гранулированный
X, г Х - г (Х - Хср)2 X, г Х - Хср (Х - Хср)2
1 566 -5,8 33,64 544 -17,6 309,76
2 573 1,2 1,44 570 8,4 70,56
3 560 -11,8 139,24 572 10,4 108,16
4 584 12,2 148,84 544 -17,6 309,76
5 576 4,2 17,64 572 10,4 108,16
6 552 -19,8 392,04 556 -5,6 31,36
7 570 -1,8 3,24 572 10,4 108,16
8 602 30,2 912,04 560 -1,6 2,56
9 604 32,2 1036,84 570 8,4 70,56
10 584 12,2 148,84 562 0,4 0,16
11 594 22,2 492,84 580 18,4 338,56
12 571 -0,8 0,64 574 12,4 153,76
13 554 -17,8 316,84 570 8,4 70,56
14 566 -5,8 33,64 574 12,4 153,76
15 570 -1,8 3,24 548 -13,6 184,96
16 560 -11,8 139,24 562 0,4 0,16
17 552 -19,8 392,04 540 -21,6 466,56
18 554 -17,8 316,84 548 -13,6 184,96
19 568 -3,8 14,44 556 -5,6 31,36
20 574 2,2 4,84 572 10,4 108,16
21 576 4,2 17,64 552 -9,6 92,16
22 566 -5,8 33,64 550 -11,6 134,56
23 578 6,2 38,44 568 6,4 40,96
24 600 28,2 795,24 550 -11,6 134,56
25 570 -1,8 3,24 564 2,4 5,76
26 574 2,2 4,84 562 0,4 0,16
27 564 -7,8 60,84 570 8,4 70,56
28 560 -11,8 139,24 568 6,4 40,96
29 570 -1,8 3,24 554 -7,6 57,76
30 562 -9,8 96,04 564 2,4 5,76
Среднее значение 571,8 0,00 14,070 561,6 0,00 10,820
Из таблицы 2 следует, что массы выдаваемых доз рассыпного комбикорма изменялись в пределах от 552 до 604 граммов при коэффициенте вариации 2.46, отклонении 23,91, а гранулированного - от 540 до 580 грамм, соответственно, 1,93 и 18,38. При этом, неравномерность выдачи рассыпного комбикорма составила - 4,18 %, а гранулированного -
3,27 %. Кормораздатчик рекомендуется использовать для фермерских хозяйств.
Выводы.
1. Неравномерность выдачи животным концентрированных кормов исследуемым раздатчиком соответствует зоотехническим требованиям (±5 %) и составляет 4,18% при дозированной раздаче рассыпного комбикорма и 3,27% при раздаче гранулированного
комбикорма, при этом величина порции со- 3,11 кг/мин при диапазоне выдаваемых доз
ставила 571,8 и 561,6 грамма, соответственно. комбикорма 552...604 грамма при энергопо-
2. Производительность раздатчика с уче- треблении 45.47 Втч. том времени его перемещения составила
Литература
1. Виноградов В. Н., Кирилов М. П., Кумарин С. В. Современные подходы к использованию концентрированных кормов // Зоотехния. 2002. № 6. С. 10-11.
2. Морозков Н. А., Третьяков С. В., Волошин В. А. Система полноценного кормления черно-пестрого скота на комплексах по производству молока, обеспечивающая повышение молочной продуктивности и улучшение качества молока. Пермь: Изд-во «От и До», 2015. 96 с.
3. Золотарев П. С. Спирально-винтовой транспортер для сыпучих материалов // Техника и оборудование для села. 2009. № 12. С. 25-26.
4. Тележка автоматической раздачи кормов для коров [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://agrovektor.ru/physical_product/510514-telezhka-avtomaticheskoy-razdachi-kormov-dlya-korov.html (дата обращения: 12.11.2019).
5. Alicatt E 301 [Electronic resource]. Access mode: http://www.alicatt.fr/e301.html (date of the application: 27.10.2019).
6. Heidan M. Mecharisierungslosungen fur die schweine Fleischproduction // Agratechnik. 1991. No. 10. Рр. 85-89.
7. Shimizu Y., Cundall P. A. Three-dimensional DEM simulations of bulk handling by screw conveyors // Journal of Engineering Mechanics. 2001. Vol. 127. No. 9. Рр.864-872.
8. Lyalin E. A., Trutnev M. A. Discrete method of dosing free-flowing concentrated feed with spiral-screwed feeder // COMETa 2018 „Conference on Mechanical Engineering Technologies and Applications" Proceedings. East Sarajevo-Jahorina: RS, B&H, 2018. Рр. 401-406.
9. Патент на полезную модель №179364 Российская Федерация, МПК А01К 5/02. Раздатчик концкормов / Е. А. Лялин, М. А. Трутнев, Н. В. Трутнев; Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ (RU) №2017134159; заявл. 02.10.2017; опубл. 11.05.2018. Бюл. № 14. 5 с.
10. Проектирование и расчет технологических линий подготовки и раздачи кормосмесей дифференцированного состава многофункциональными агрегатами. Методические рекомендации / Пахомов В. И., Тищенко М. А., Бра-гинец С. В. [и др.]. Зерноград: ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2013. 220 с.
11. СТО АИСТ 19.2-2008 Сельскохозяйственная техника. Машины и оборудование для приготовления кормов. Порядок определения функциональных показателей. М.: Минсельхозпрод, 2010. 48 с.
12. Першин В. Ф., Капитонов Е. Н., Деревякин Н. А. К расчету точности дозирования // Каучук и резина. 2003. № 10. С. 44-45.
PERFORMANCE ASSESSMENT OF MIXED FODDER DISTRIBUTOR WITH A SPIRAL-SCREW DISPENSER
E. A. Lyalin, Senior Lecturer
M. A. Trutnev, Сand. Tech. Sci., Associate Professor N. V. Trutnev, Сand. Tech. Sci., Associate Professor Perm State Agro-Technological University 113, Geroev Khasana Street, Perm, Russia, 614025 E- mail: [email protected]
ABSTRACT
An additional distribution of concentrated fodder is necessary for highly productive dairy cows. Many farms of Russia and the Permskiy Kray use volumetric dispensers, one of them is a spiral -screw dispenser (SSD). This dispenser has good metering accuracy and can be installed on accumulator drive dispenser. The distributor is equipped with a 55 AHr battery, the transporting spiral has a diameter of 97 mm, a pitch of 73 mm and a rotation speed of 43 min-1. Performance
test of fodder distributor with SSD was carried out on dairy farms of the Permskiy Kray. Since the volume of concentrates for every cow is individual, it must be calculated according to the appropriate method taking into account the daily milk yield. Performance test showed working capacity of the developed distributor with SSD, its efficiency in the dosed delivery of animal feed. During the performance test, the amount of delivered feed was 552...604 grams per animal. Taking into account the time wasted to the movement of distributor, its performance was 3.11 kg / min, the dosing imbalance does not exceed 4.18 % in crumbled bran distribution and 3.27 % in granulated feed distribution. The energy consumption for the feed distribution was 45...47 W • h. The results of performance tests confirmed the value of our research. Key words: feed distributor, spiral screw dispenser, imbalanced delivery, fractional feeding, dosing.
References
1. Vinogradov V. N., Kirilov M. P., Kumarin S. V. Sovremennye podkhody k ispol'zovaniyu kontsentriro-vannykh kormov (Modern approaches to use of concentrated feed), Zootekhniya, 2002, No. 6, pp. 10-11.
2. Morozkov N. A., Tret'yakov S. V., Voloshin V. A. Sistema polnotsennogo kormleniya cherno-pestrogo skota na kompleksakh po proizvodstvu moloka, obespechivayushchaya povyshenie molochnoi produktivnosti i uluchshenie kachestva moloka (A system of full feeding of black-and-white cattle at dairy farms that ensures an increase in milk productivity and improvement of milk quality), Perm', Izd-vo «Ot i Do», 2015, 96 p.
3. Zolotarev P. S. Spiral'no-vintovoi transporter dlya sypuchikh materialov (Spiral screw transporter for bulk materials), Tekhnika i oborudovanie dlya sela, 2009, No. 12, pp. 25-26.
4. Telezhka avtomaticheskoi razdachi kormov dlya korov (Trolley of automatic feed distribution for cows) [Elektronnyi resurs], Rezhim dostupa: https://agrovektor.ru/physical_product/510514-telezhka-avtomaticheskoy-razdachi-kormov-dlya-korov.html (data obrashcheniya: 12.11.2019).
5. Alicatt E 301 [Electronic resource], Access mode: http://www.alicatt.fr/e301.html (date of the application: 27.10.2019).
6. Heidan M. Mecharisierungslösungen für die schweine Fleischproduction, Agratechnik, 1991, No. 10, pp. 85-89.
7. Shimizu Y., Cundall P. A. Three-dimensional DEM simulations of bulk handling by screw conveyors, Journal of Engineering Mechanics, 2001, Vol. 127, No. 9, pp.864-872.
8. Lyalin E. A., Trutnev M. A. Discrete method of dosing free-flowing concentrated feed with spiral-screwed feeder, COMETa 2018 „Conference on Mechanical Engineering Technologies and Applications" Proceedings, East Sarajevo-Jahorina, RS, B&H, 2018, pp. 401-406.
9. Patent na poleznuyu model' №179364 Rossiiskaya Federatsiya, MPK A01K 5/02. Razdatchik kontskormov (Utility Model Patent No. 179364 Russian Federation, IPC A01K 5/02. Feed distributor), E. A. Lyalin, M. A. Trutnev, N. V. Trutnev, zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO Permskii GATU, №2017134159, zayavl. 02.10.2017, opubl. 11.05.2018, Byul. No. 14, 5 p.
10. Proektirovanie i raschet tekhnologicheskikh linii podgotovki i razdachi kormosmesei differentsirovannogo sostava mnogofunktsional'nymi agregatami. Metodicheskie rekomendatsii (Design and calculation of production lines for the preparation and distribution of feed mixtures of differentiated composition with multifunctional units. Guidelines), V. I. Pakhomov, M. A. Tishchenko, S. V. Braginets [i dr.], Zernograd, GNU SKNIIMESKh Ros-sel'khozakademii, 2013, 220 p.
11. STO AIST 19.2-2008 Sel'skokhozyaistvennaya tekhnika. Mashiny i oborudovanie dlya prigotovleniya kormov. Poryadok opredeleniya funktsional'nykh pokazatelei (STO AIST 19.2-2008 Agricultural machinery. Machines and equipment for the preparation of feed. The procedure for determining functional indicators), M., Min-sel'khozprod, 2010, 48 p.
12. Pershin V. F., Kapitonov E. N., Derevyakin N. A. K raschetu tochnosti dozirovaniya (To the calculation of dosing accuracy), Kauchuk i rezina, 2003, No. 10, pp. 44-45.
