авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ МОЛОДНЯКА КРС ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО НОРМИРОВАНИЯ

-- [ Страница 2 ] --

Междисковое пространство для лабораторной установки принимаем:

h = 0,02 – 0,04 м.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований дозатора» изложены программа и методика исследований физико-механических свойств дозируемых кормов и рабочего процесса дозатора, приведено описание измерительной и регистрирующей аппаратуры, дана методика обработки экспериментальных данных.

Для проверки и уточнения теоретических предпосылок была разработана и изготовлена лабораторная установка, которая состоит: из дозатора и электрического привода его рабочих органов. На рисунке 3 показаны схема дозатора и двух рабочих органов.

Экспериментальные исследования проведены в соответствии с действующими ГОСТами и общепринятыми методиками.

С целью сокращения числа опытов, для получения математической модели процесса дозирования и оптимизации объекта исследования применено планирование 3х факторных экспериментов по трех уровневому плану второго порядка Бокса-Бенкина. Данные, полученные во время опытов, обрабатывались с использованием программ Statgraphics Plus и Microsoft Excel.

Рис. 3. Схема дозатора и его рабочих органов:

1-бункер; 2 –электродвигатель; 3 – корпус дозатора; 4- шестерня;

5-зубчатое колесо; 6-датчик импульсов прибора «ВЕХА-С»;

а - шнековый рабочий орган; б -дисковый рабочий орган.

В четвертой главе «Результаты исследований макета дозирующего органа» приведены результаты исследований физико-механических свойств дозируемых кормов впервые были определены свойства нового концентрированного вида корма - плющеного зерна. Так в среднем плотность плющеного зерна составляет 473 кг/м3, влажность 24,7%, угол естественного откоса 32, коэффициент внутреннего трения 1,13, коэффициент внешнего трения по металлу 0,66 и другие.

Приведены результаты поисковых исследований шнекового и дискового дозаторов. Анализ показал, что наибольшими преимуществами обладает дисковый дозатор. Погрешность дозирования плющеного зерна и гранулированных концентратов у дискового дозатора гораздо ниже, чем у шнекового при меньшей мощности, необходимой на процесс дозирования. В связи с этим для дальнейших исследований принята конструкция дискового дозатора, изготовлен макет с целью оптимизации его параметров и режимов работы.

Лабораторные исследования макета дискового дозатора проведены с использованием нескольких видов концентрированных кормов: плющеного зерна, рассыпных концентратов, гранулированных концентратов с мелкими и крупными гранулами. В соответствии с методикой проводились трехфакторные эксперименты с рандомизацией опытов, где факторы: – угол сектора диска; h – междисковое пространство; n – частота вращения диска. Обработка результатов эксперимента представлена в кодированном виде для удобства оптимизации параметров и режимов дозатора. Критериями оптимизации являются: погрешность дозирования п,%, производительность Qд, кг/с, затраты мощности на процесс дозирования N, Вт.



Уравнение регрессии погрешности дозирования имеют вид:

- для плющеного зерна:

п = 2,573+1,234–1,343h+0,359n+0,9212–2,828h-0,493hn (15)

- для рассыпных концентратов:

п=1.453–0.218+0.345h+0.193n+0.2972+0.998h+0.472h2 (16)

- для мелкогранулированных концентратов:

п=0.86–0.22–0.103h+0.373n –0.533h+0.519h2+0.344n2 (17)

- крупногранулированных концентратов:

п=1.953–2.848–3.996h+3.2872+3.06h +3.405h2–2.065n2 (18)

Анализ уравнений регрессии(15-18) и взаимодействия факторов между собой при дозировании плющеного зерна, рассыпных концентратов, мелкогранулированных и крупногоранулированных концентратов (рисунок 4) показал, что наибольшее влияние на погрешность дозирования оказывают величина угла сектора дисков и междисковое пространство h, причем в зависимости от вида корма, его физико-механических свойств влияние это различно.

При дозировании плющеного зерна увеличение угола сектора дисков повышает погрешность дозирования, то на других кормах его воздействие противоположно. Аналогичным образом происходит взаимодействие и других факторов.

Рассыпной комбикорм имеет отличные от плющеного зерна физико-механические свойства, и это отражается на изменении выходных параметров дозатора. Проведенные исследования мелкогранулированных концентратов показали их хорошую дозируемость. В диапазоне изменения рассматриваемых факторов погрешность дозирования не превышала 3%. Погрешность дозирования крупногранулированных кормов вследствие более нестабильного истечения выше от 2 до 20%.

Для выполнения оптимизационных расчетов по определению оптимальных параметров дозатора, при которых погрешность выдачи корма не превышает допустимую, рассмотрим модели

  1. На всех видах кормов должно соблюдаться условие:

(19)

-допустимая, заданная максимальная погрешность дозирования, %

Рис. 4. Влияние факторов , h,n на погрешность дозирования

п плющеного зерна (а), рассыпных концентратов (б),

мелкогранулированных концентратов (в), крупногра-

нулированных концентратов (г).

Для решения оптимизационной задачи должна быть сформирована целевая функция, определяющая возможность проведения расчетов и допускающая некоторый компромисс в погрешностях дозирования разных видов кормов. Поэтому в качестве целевой функции была принята средняя погрешность по всем видам корма, которая должна стремиться к минимуму:

min (20)

при ограничениях по факторам

Результаты решения оптимизационной задачи приведены в таблице.

Как видно из выполненных расчетов наименьшую погрешность на всех видах кормов дает дозатор с параметрами:

X1=-0,175 (=84,8)

X2=0,096 (h=0,031м) (21)

X3=-1,0 (n=2 об/с)

Дозатор сохраняет допустимую технологическую погрешность в пределах изменения его параметров:

-0,654<X1<-0,175 (70,4< <84,8)

-0,146<X2< 0,115 (28,5< h <0,031м) (22)

-1,0<X3<-0,462 (2,0 < n <2,5об/с)

Таблица

Значения оптимальных параметров дозатора в зависимости от

погрешностей дозирования

Вид корма Оптимальное значение параметров Погрешность дозирования, % Средняя погрешность
X1 X2 X3
1. Малые гранулы Большие гранулы Плющенное зерно Рассыпной -0,175 0,096 -1,0 0,84 0,0 2,16 1,01 1,01
2. Малые гранулы Большие гранулы Плющенное зерно Рассыпной -0,328 0,115 -0,652 0,81 1,76 2,12 1,31 1,5
3.
Малые гранулы Большие гранулы Плющенное зерно Рассыпной -0,506 -0,024 -0,535 0,82 3,69 2,06 1,43 2,0
4. Малые гранулы Большие гранулы Плющенное зерно Рассыпной -0,654 -0,146 -0,462 0,82 5,63 1,97 1,59 2,5

При этом производительность дозатора находится в пределах– 0,090,15 кг/с, мощность необходимая на процесс дозирования – 6,412,8 Вт.

В процессе работы дозатора происходит заполнение междискового пространства кормом и от полноты этого заполнения зависит величина формируемой порции и его производительность (рис. 5). Процесс заполнения характеризуется коэффициентом заполнения:

=0,42+0.032h–0,05n+0,088–0,034hn+0,072h–0,0462 (23)

Рис. 5. Влияние факторов h, n, на изменение коэффициента

заполнения междискового пространства

Качество процесса истечения дозируемых материалов определяется коэффициентом истечения . На этот процесс основное влияние оказывают размер отверстия истечения и скорость вращения дисков.

= 0,584 + 0,918+ 0,758n – 0,013n2 – 6,537 (24)

где - поправочный коэффициент.

Сечение поверхности отклика (рис. 6) показывает, что с увеличением отверстия истечения основное влияние на оказывает скорость вращения и гидравлический радиус.

Рис. 6. Сечение поверхности

отклика зависимости от и n

В пятой главе «Модель технологии выращивания молодняка КРС и экономическая эффективность применения установки для раздачи высокоценных кормов» описана работа с автоматизированной системой проектирования (АСПТ) технологий выращивания молодняка крупного рогатого скота. АСПТ разработана на основе системы управления базами данных (СУБД) по разработанному автором алгоритму и позволяет выполнять вариантное проектирование технологий откорма молодняка КРС. Система работает в режиме диалога с пользователем. Сравнение конкурирующих вариантов технологий выполняется по ожидаемому доходу.

Расчеты экономической эффективности, выполненные в соответствии с нормативами и нормами технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота, нормативами рекомендациями по экономической эффективности механизации сельскохозяйственного производства, данными госстатистики показывают, что разработка обладает высоким экономическим потенциалом. При ее применении на предприятиях по выращиванию молодняка КРС затраты труда на раздаче концентрированных кормов сокращаются в 1,6 раза, годовой экономический эффект составит 171,6 рубля на голову и срок окупаемости капиталовложений 0,87 года. Использование АСПТ снижает в 5-10 раз трудозатраты специалистов при выборе и сравнительном анализе технологий выращивания молодняка КРС.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ состояния технологий и технических средств выращивания молодняка КРС показал, что основными направлениями их развития является существенное снижение затрат труда на обслуживание животных путем использования принципа самообслуживания широкой механизации и автоматизации технологических процессов, повышение эффективности использования высокоценных кормов за счет их строго нормированного кормления и учета.

2. Изучение конструкций дозирующих устройств сыпучих материалов показало, что наиболее перспективными для дозирования высокоценных кормов являются объемные дозаторы, обладающие простотой конструкции и обеспечивающие требуемую точность дозирования с использованием гравитационного истечения корма. Предлагается конструкция дискового дозатора обеспечивающая при минимальных энергетических затратах необходимую производительность устройства и точность дозирования.

3. Проведены исследования по уточнению физико-механических свойств рассыпного и гранулированных концентрированных кормов, определены свойства нового вида корма - плющеного зерна, где насыпная плотность- 473 кг/м3, влажность – 24,7%, угол обрушения – 58, угол естественного откоса - 32, коэффициент внутреннего трения – 1,13, коэффициент внешнего трения по металлу – 0,66, начальное сопротивление сдвигу 0, внутреннее - 283 Па, внешнее по металлу – 155 Па.





4. Теоретические исследования процесса истечения и формирования порции корма дисковым дозатором позволили обосновать его основные конструктивные параметры и режимы работы. Дозатор двухдисковый с диаметром дисков – 0,09 м, углом отверстий секторов дисков – 60-120, междисковым пространством – 0,02 - 0,04 м, частотой вращения дисков – 2-4 об/с, производительностью– 0,1-0,2 кг/с.

5. Экспериментальные исследования с использованием методов математической статистики позволили получить математические модели процесса дозирования и оптимизировать параметры и режимы работы дискового дозатора: угол отверстия сектора диска – 70,484,8, междисковое пространство -0,0290.031 м, частота вращения дисков - 22,5 об/с, производительность – 0,090,15 кг/с, мощность необходимая на процесс дозирования – 6,412,8 Вт.

6. Разработана модель и автоматизированная система проектирования технологий выращивания молодняка крупного рогатого скота. Она позволяет производить поиск рациональных вариантов технологий из множества возможных реализаций технологий. Система работает в режиме диалога с пользователем.

7. Технико-экономические расчеты экономической эффективности разработки показывают, что ее применение на предприятиях по выращиванию молодняка КРС снижает затраты труда на раздаче концентратов в 1,6 раза, при годовом экономическом эффекте 171,6 рубля на голову и сроке окупаемости капиталовложений 0,87 года. Использование системы проектирования технологий выращивания молодняка, дает снижение трудозатрат при анализе и обосновании рационального варианта технологии в 5-10 раз.

Основные положения опубликованы в следующих работах:

  1. Валге А.М., Артемьев А.Г., Вторый С.В. Многокритериальная оптимизация при проектировании технологий растениеводства // Сб. «Экология и сельскохозяйственная техника», том 2,-С-Пб: 2005.
    с.59-63.
  2. Гордеев В.В., Вторый С.В. Обоснование параметров шнекового дозатора для выдачи концентрированных кормов // Сборник научных трудов «Научное обеспечение реализации направления «ускоренное развитие животноводства»», том16, ч.2, Подольск:2006. с.140-147.
  3. Вторый С.В. Автоматизированное проектирование технологии откорма молодняка КРС // Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ «Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства», выпуск 78, С-Пб:2006. с. 137-145.
  4. Вторый С.В. Выбор основных показателей шнекового дозатора для выдачи концентрированных кормов молодняку КРС//Сборник научных трудов СЗНИИМЭСХ «Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства», выпуск 78, С-Пб:2006. с. 145-150.
  5. Мороз А.К., Вторый С.В. Информационное моделирование процесса производства говядины // Сб. «Экология и сельскохозяйственная техника», том 1,-С-Пб: 2007. с.110-114.
  6. Вторый С.В. Дозатор для индивидуального дозирования плющенного зерна // Научно-практический журнал «Тракторы и сельскохозяйственные машины», №8, 2007. с.17-18.
  7. Валге А.М., Вторый С.В. Компьютерная разработка технологий откорма молодняка КРС // Теоретический и научно-практический журнал «Механизация и электрификация сельского хозяйства», №9, 2007. с. 24-25.

Ртп. ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. Заказ № 698

Подписано к печати 09.10. 2007 г.

Объем 1,0 печ.л. Тираж 75 экз.



Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.