Обоснование технологии и основных параметров пресс-подборщика для безобвязочного формирования малогабаритных рулонов

Актуальность темы

исследования. Одним из основных направлений экономического и социального развития России является значительное увеличение производства продуктов земледелия и животноводства в целях удовлетворения потребности населения в продуктах питания.

Для роста продукции животноводства требуется увеличение производства полноценных кормов. Создание прочной кормовой базы возможно только при правильном учете местных природно-климатических условий, направлений и специализаций животноводства.

Большую долю в кормовом балансе сельскохозяйственных животных занимают грубые корма. Сено является незаменимым видом корма для обеспечения полноценного кормления скота. Высококачественное сено может удовлетворять потребность животных в кормовых единицах на 45.50%, в перевариваемом протеине на 35.45%, более 50% в минеральных веществах и практически полностью в каротине.

Концентрация и индустриализация животноводства связаны с разработкой принципиально новых систем заготовки кормов и их приготовления. В связи с этим первостепенное значение приобретает совершенствование орудий труда, внедрение и совершенствование новых технологических процессов и систем машин с высокими экономическими показателями, позволяющими производить заготовку кормов высокого качества.

Опыт хозяйств и исследования проведенные как в России, так и за рубежом, показывают, что улучшение питательности корма и повышение его витаминности происходит за счет прессования сена повышенной влажности с предварительным плющением и последующей досушкой с помощью активного вентилирования.

Особенный интерес среди технологических схем прессования грубых кормов представляет прессование сена без применения обвязочного материала. Такой способ обладает рядом преимуществ по сравнению с другими способами дает возможность избавиться от дорогостоящего материала, который при попадании в корм КРС после измельчителя оказывает негативное физиологическое влияние на перевариваемостьизбавление в пресс-подборщиках от недостаточно надежного в эксплуатации вязального аппаратаизбавление от трудоемкого процесса измельчения рулонов.

Заготовка корма в малогабаритные рулоны массой 9. 15 кг. с низкой плотностью позволяет обеспечить дозирование корма, что наиболее применимо в фермерских хозяйствах.

Технологическому процессу безобвязочного прессования посвящен целый ряд, как теоретических, так и экспериментальных исследований, но все они направлены на изучение безобвязочного прессования в поршневых прессах. В настоящее время предпочтение отдано рулонным пресс-подборщикам в связи с более высокой производительностью и низкой себестоимостью. Процесс безобвязочного прессования в рулоны до настоящего времени не изучен.

В связи с этим теоретические и экспериментальные исследования рулонообразования без обвязки с целью улучшения качества кормопроизводства являются актуальными задачами.

Актуальность выбранного направления подтверждается соответствием данной темы межведомственной координационной программе Российской академии сельскохозяйственных наук «Фундаментальные и приоритетные прикладные исследования по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001.2005гг. по проблеме IX «Научные основы формирования эффективной инженерно-технической системы АПК»: этап 02.01.09.01 «Разработать перспективные технологии и новейшие комплексы машин для производства высокопротеиновых кормов».

Цель работы. Повышение качества заготавливаемых грубых кормов путем совершенствования технологии и пресс-подборщика для безобвязочного формирования малогабаритных рулонов.

Объект исследования. Технологический процесс образования малогабаритных рулонов сено-соломистых материалов.

Предмет исследования. Закономерности технологических процессов и параметры рабочих органов пресс-подборщика при безобвязочном формировании малогабаритных рулонов.

Научная новизна. Научную новизну работы составляют:

— закономерности образования рулонов в прессовальной камере переменного объема;

— обоснование устойчивости к раскручиванию навитых слоев стеблевой массы в рулоне;

— целесообразность предварительного деформирования массы сена перед прессованием с целью снижения пластичности и упругости прессуемого материала в формируемом рулоне;

— обоснование параметров пуансонов для фиксации уплотненных слоев рулона с целью сохранения его форма.

Практическая ценность. Обоснована технология безобвязочного формирования малогабаритных рулонов, обеспечивающая снижение затрат на заготовку сенного корма, и параметры рабочих органов прессования сена в рулоны.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований апробированы в СПК «Малышенский» Голышмановского района Тюменской области, ФГУП «Учебно-опытное хозяйство Тюменской ГСХА». По теме проведенных исследований разработаны лабораторные работы которые используются в учебном процессе на кафедре сельскохозяйственных и мелиоративных машин Тюменской ГСХА. Результаты исследований и предложения по технологии безобвязочного прессования малогабаритных рулонов приняты департаментом АПК Тюменской области. На защиту выносятся следующие основные положения:

— технология безобвязочного формирования малогабаритных рулоноврезультаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей формирования рулонов в прессовальной камере переменного объема и устойчивости их к разрушению;

— результаты экспериментальных исследований по обоснованию основных параметров основных рабочих органов формирования рулонов;

— оценка экономической эффективности результатов работы.

Апробация. Основные положения результатов исследований доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных международных научно-технических конференциях:

— «Достижения науки — агропромышленному производству» (г. Челябинск, Челябинский государственный агроинженерный университет. 2000;2006гг.);

— «Аграрная наука — производству» (г. Тюмень, Тюменской государственной сельскохозяйственной академии. 2000;2004гг.);

— «Научные результаты — агропромышленному производству» (г. Курган, Курганской государственной сельскохозяйственной академии. 2005 г.);

— «Энтузиазм и творчество молодых ученых — агропромышленному комплексу Урала» (г. Екатеринбург, Уральской государственной сельскохозяйственной академии. 2003;2005гг).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, которые отражают основное содержание диссертации.

1. Особов В. И. Сеноуборочные машины и комплексы В. И. Особов, Г. К. Васильев. М.: Машиностроение 1983. 304 с.

2. Особов В. И. Машины для брикетирования растительных материалов. М.: Машиностроение 1971. 112 с.

3. Андреев Н. Г. Кормопроизводство с основами ботаники. М.: Сельхозгиз, 1954.

4. Коровин Н. Г Разработка пресса по производству рулонов низкой плотности по безобвязочной технологии Коровин Н. Г., Тимофеев В. И., Митягин В.Н.// Отчет по НИР по договору № 4−24−67−92 с Тюменским областным управлением с/х. Тюмень, 1992 г.

5. Морозов О. А. Совершенствование технологии заготовки грубых кормов О. А. Морозов, В. И. Тимофеев, Н. Г. Коровин Сб. науч. тр. Аграрная наука.- Тюмень: ТюмГСХА, 2001. 124−127С.

6. Agrartechnik Jntemational, 1983. № 62, 5, 6.

7. Motorization et Technigue Agricole, 1983, № 52, 53.

8. Landmaschinen Rundschau, 1982, № 6, 7- 1983, № 6,7, 8- 1984, № 1,5.

9. Физико-механические свойства сельскохозяйственных растений. Р. Ю. Рожевич, Н. В. Крагельский Труды ВИСХОМ, 1940 г.

10. Макарцев Н. Г. Кормление сельскохозяйственных животных. -К.: ГУН «Облздат», 1999. 646 с.

11. Технология заготовки сена, сенажа и травяной муки в условиях северных районов Сибири. ВАСХНИЛ Сибирское отделение Л. А. Гранова Сб. науч. тр. «Нрогрессивные технологии заготовки кормов в Сибири и на Дальнем Востоке» 1984. 133с.

12. Вощанов Н. А. Обоснование формы и конструктивных параметров распределителя теплоносителя для сушки сена в рулонах. Автореферат на соискание к.т.н, Челябинск, 2000 г.

13. Федорчук К. К. Механизация важный резерв повышения производительности. Экономика сельского хозяйства. -1963. 4.

14. Виноградов В. И. Прессование сена и соломы в тюки без применения обвязочного материала, сб. докладов: «Повышение рабочих скоростей сельскохозяйственных машин и тракторов», М.: Машгиз, 1963 г.

15. Виноградов В. И., Дмитриев Г. Н. Исследование процесса прессования соломы и половы. Виноградов В. И., Дмитриев Г. Н «Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства», вып. № 7,1966 г.

16. Виноградов В. И. Безобвязочное прессование. «Сельскохозяйственное производство Урала», вып. Ж/, 1966 г.

17. Виноградов В. И., Коротаев В. Т. О сохранности грубых кормов безобвязочного прессования. В. И. Виноградов, В. Т. Коротаев Животноводство. -1965. 11.

18. Коротаев В. Т. Скоростное безобвязочное прессование грубых кормов. «Диссертация». Челябинск,. 1969 г.

19. Рекомендации. Технология приготовления рассыпного измельченого сена с досушкой активным вентилированием. Государственный агропромышленный комитет СССР, 1988 г.

20. Смурыгин М. А. и др. Прогрессивные технологии приготовления сена. М., «Агропромиздат», 1983 г. 135с.

21. Ифраимов Д. Н., Бронштейн Я. Л. Заготовка сена с досушиванием активным вентилированием. Алма-Ата: Кайнар, 1978,95с.

22. Особов В. И. и др. Машины и оборудование для зошотнения сено-соломистых материалов. «Машиностроение», М., 1974, стр.231−240.

23. Андреев Н. Г. Луговодство и полевое кормопроизводство. М., 1975 г.

24. Петрухин И. В. Корма и кормовые добавки. М.: Росагропромиздат, 1989.

25. Заготовка и приготовление кормов в Нечерноземье. Справочник. Л., «Агропромиздат», 1988 г.

26. Тюльдюков В. А. Практикум по кормопроизводству. М.: Агропромиздат, 1986. -255с.

27. Карпенко А. Н. Сельскохозяйственные машины А. Н, Карненко, В. М. Холанский. -М.: Колос, 1983.-495 с.

28. Лотоцкий А. Е. Машины и оборудование для обработки грубых кормов. М., АгроНИИТЭИИТО, 1990 г., 52с.

29. Попов И. С. Машины для уборки трав на сено, Manmi3, М., 1958 г.

30. Тютюнников А. И., Русинов Н. И., и др. Справочник по кормопроизводству. М.: Россельхозиздат, 1982. 352 с.

31. Алтунин Д. А., Буц В. М., и др. Справочник по сенокосам и пастбищам М.: Россельхозиздат, 1986. 335с.

32. Халанский В. М., Горбачев И. В. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2004.-624с.

33. Земленский Б. А., Токарев Н. А. и др. Справочник по эксплуатации и регулировкам сельскохозяйственных машин. М.: Россельхозиздат, 1980.280с.

34. Верещагин Н. И., Левшин А. Г., Скороходов А. Н., и др. Организация и технология механизированных работ в растениеводстве. 2-е изд. М.: Издательский центр «Академия» 2003. 416с.

35. Сечкин B.C. Научно-технические основы прогрессивных технологических процессов заготовки кормов из трав нечернозёмной зоны. Диссерт. Д.т.н. Ленинград-Пушкин, 1979, стр. 132−138.

36. Долгов И. А., Зальцерман П. М. Машины и орудия для механизации сеноуборочных работ. М., Машгиз, 1963 г.

37. Горячкин В. П. Теория сенного пресса. Собрание сочинений В. П. Горячкина в 7 томах.

38. Горячкин В. П. Теория сенного пресса. Собрание сочинений том 4, Москва, 1940 г.

39. Особов В. И., Костиков Г. К., Голяновский А. В., Машины и оборудование для уплотнения сено-соломистых материалов. М., Машиностроение, 1974 г.

40. Особов В. И. «Рулонное хфессование»: Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1988 № 6.

41. Долгов И. А. Некоторые вопросы теории прессоваиия сена и соломы с применением пуансонов. Сб. науч. тр. ВИСХОМ, Выпуск № 39,1962.

42. Вольф И. И., Чапкевич А. А. О сенных прессах. «Вестник металлопромьппленности», Х" 12,1928 г.

43. Канафойский И. К вопросу об изучении явлений, происходящих во время молотьбы бильными барабанами. Тр. Института сельскохозяйственного машиноведения при Львовском политехникуме в Дублине, 1934 г.

44. Гутьяр Е. М. Опыт теории сенопрессования. «Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных мапшн». М., Сельхозгиз, 1936 г.

45. Пустыгин М. А. Теория и технологический расчет молотильных устройств.- М., Машгиз, 1963 г.

46. Сахаров И. В. Экспериментальное обоснование выбора уравнений для расчета сенопрессовальной камеры. Тр. Каз. СХИ, т. I, Алма-ата, 1948 г.

47. Алферов А. Закономерности при сжатии соломы. «Сельхозмашины», № 3, 1957 г.

48. Алферов А. Сопротивление каналов и направляющих для тюков у сенопрессов. «Сельхозмашины», № 4,1957 г.

49. Тулинов А. А. Определение усилий при прессовании сена. Казахстанский СХИ, Т-1,Вып.1,1953 г.

50. Храпач Е. И. Теоретические и экспериментальные исследования соломопресса для комбайна. Диссертация. Харьковский СХИ, 1956 г.

51. Соловьев В. М. Исследование процесса прессования при комбайновой уборке навесным прессом с качаюыщмся поршнем. Автореферат диссертации. М. 1954 г.

52. Дутов В. Д. Прочностная характеристика тюков сена и соломы, полученных без обвязки и энергоемкость технологического процесса. Труды Новосибирского СХИ, 1960 г.

53. Дутов В. Д. Исследование технологического процесса беспроволочного прессования. Диссертация. Омск. Омский СХИ, 1960 г.

54. Дутов В. Д. Исследования процесса прессования сена и соломы без обвязки тюков. Труды Новосибирского СХИ, 1958 г.

55. Жамьянов Ч. Д. Экспериментальное исследование рабочих органов пресса для безобвязочного прессования соломы. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук, Челябинск, 1964 г.

56. Раздорский В. Ф. Архитектоника растений. М.: Госиздат, Советская наука, 1955.

57. Крагельский И. В. Физико-механические свойства сельскохозяйственных растений. Тр. ВИСХОМ, 1940 г.

58. Майковский И. А. Теоретические основы прокатки вальцами сельскохозяйственных растений. Материалы НТС ВИСХОМ, вып. 17. М.: ОНТИ ВИСХОМ, 1964, с.129−140.

59. Курнаков Н. С., Жемчужный Ф. Давление истечения и твердость пластических тел. Журнал физико-химического общества, 45,1004,1963 г.

60. Конобиевский Т. Физические основы прочности металлов. «Вестник АН СССР», № 3,1956 г.

61. Одинг А. И., Волкова Т. И. О предельном напряжении релаксации в кн: «Релаксация и ползучесть металлов». Сб. статей, Машгиз, М., 1951 г.

62. Григорьева А. С. и др. Определение состава машин для комплексной механизации сельского хзяйства. М.: Колос. 1968 г.

63. Фортуна В. И., Миронюк К. Технология механизированных сельскохозяйственных работ. М.:Агропромиздат, 1986.

64. Лапин Ю. Г., Лапин А. Ю. Совершенствование средств механизации для консервирования сена в скирдах. «Техника в сельском хозяйстве».№ 3, 2002 г.

65. Морозов О. А. Новое в технологии заготовки грубых кормов. «Энтузиазм и творчество молодых ученых агропромышленному комплексу Урала». Сб. научных трудов Межрегиональной научно-практической конференции. Т. II. Екатеринбург: УрГСХА, 2003. 258 261с.

66. Одинг И. А., Волкова Т. И. О предельном напряжении релаксации. В кн: «Релаксация и ползучесть металлов». Сб. статей, Машгиз, М., 1951 г.

67. Пономарев Д., Андреева Л. Е. Расчет упругих элементов машин и приборов.М.: Машиностроение, 1980.-450с.

68. Гевондян Т. А. Пружинные двигатели. М.: Оборонгиз, 1956.

69. Болотин В. В., Новиков Ю. Н. Механика слоистых конструкций. «Машиностроение», М., 1980, стр. 354−359.

70. Королёв В. И. Слоистые анизотропные пластины и оболочки из армированных пластмасс. М.: «Машиностроение», 1965, стр. 121−130.

71. Морозов О. А. Закономерности образования рулонов навивкой слоев стеблевой массы в прессовальной камере переменного объема. АПК в XXI веке: действительность и перспективы. Сборник материалов конференции молодых ученых, посвященной 45-летию академии и 60-летию Тюменской области. Тюмень: ТГСХА, 2004.180 182с.

72. Морозов О. А. Нормализация упруго-пластических свойств стебельно-листовой массы сена при безобвязочном прессовании рулонов. Научные результаты агропромышленному производству. Материалы международной научнопрактической конференции. Курган: ФГУИПП «Зауралье». В 2-х т. Т. 2. 2004. -672с.

73. Морозов О. А., Воцкий З. И. Анализ деформации слоя стебельного корма при изгибе относительно сердечника. Материалы XLIII научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета. Часть.

74. Челябинск: ЧГАУ, 2004.183 186с.

75. Морозов О. А. Обоснование параметров рабочих элементов прессовальной камеры рулонного пресс-подборыщка О. А. Морозов, В. И. Тимофеев Материалы XLIII науч-техн. конф. Челябинского государственного агроинженерного университета. Часть.

77. Бориневич А. А. Прессование сена из валков, «Наука и передовой опыт в сельском хозяйстве», 1957, № 17.

78. Григорьев А. А. Исследование процесса сжатия сено-соломистых материалов. «Тракторы и сельхозмапшны» № 8., 1968 г.

79. Соболев Т. В. Уплотнеьше сено-соломистых материалов скручиванием в рулон. Сб. науч. тр., т94. М. ВИМ, 1982.

80. Григоренко Г. П., Попов Ю. Н. Уборка зерновых культур с одновременным измельчением соломыРоссельхозиздат, Москва, 1965.

81. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Машгиз, 1967 г. 80. А.Н.СССР. Экспериментальные методы исследования в машиноведении, Машгиз, Москва, 1954 г.

82. Лихачев B.C. Испытание тракторов, Машгиз, Москва, 1963 г.

83. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. Фюматгиз, Москва, 1961 г.

84. Пустынников В. Г., Полозков А. А. «Тракторы и сельхозмашины», 1957, J 4. V.

85. Викторов П. И., Менькин В. К. Методика и организация зоотехнических опытов. М.: Агропромиздат, 1991.

86. Фере Н. Э., Бубнов В. З., и др. Пособие по эксплуатации машинно тракторного парка. -М.: Колос, 1971., 280с.

87. Морозов О. А. Прошивание малогабаритных рулонов при безобвязочном прессовании. Сб. науч. трудов по материалам юбилейной XLV международной научно-технической конференции «Достиженя науки агропромышленному производству». Часть.

88. Челябинск: ЧГАУ, 2006.111−114с.

89. Морозов О. А. Прошивающее устройство для малогабаритных рулонов Аграрный вестник Урала.

90. Екатеринбург, 2006. 88. Пат. 54 112 РФ A01F15/.

91. Пресс для безобвязочного прессования О. А. Морозов, З. И. Воцкий, П. Н. Устинов, В. Ю. Паульс (Россия). № 2 005 133 945/22 (37 969) — Заявлено 02.11.2005.

92. Морозов 0. А, Воцкий З. И. Технология и пресс-подборщик по формированию малогабаритных рулонов без обвязки. «Механизация и электрификация К тензметрированию сельхозмашин сельского хозяйства», вып. >&8, 2006 г.

93. Рулонный пресс-пдборщик сеносоломистых материалов Н. Г. Коровин, В. И. Тимофеев, Ю. Г. Новиков (СССР).- № 4 841 779/15- Заявлено 25.04.90- Опуб. 07.09.92. Бюл.№ 33.

94. Айзерман М. А. Классическая механика. -М.: «Наука», 1974. 368с.

95. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов, Москва, 1965 г.

96. Дунаев П. Ф., Ленков О. Н. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. Спец. вузов. 7-е издание, исправленное. М.: Высшая школа, 2001.-447с.: ил.

97. Решетов Д. Н. Детали машин. Учебник для вузов. Издание 4-е:М.: Машиностроение, 1989.

98. Анурьев В. И. Справочник контруктора-мапшностроителя. Издание 8-е в 3-х т.т. М.: Машиностроение, 1999.

99. Болотов А. К., Гуревич А. М., Фортуна В. И. Эксплуатация сельскохозяйственных тракторов. Справочник. -М.: Колос, 1994. 495 с ил.

100. Ларин И. В., Агабабян Ш. М., и др. Кормовые растения естественных сенокосов и пастбишСССР. Л.: издательство всесоюзной академии с/х наук им. Ленина, 1938.944с.

101. Кленин Н. И. Сельскохозяйственные машины Кленин Н. И., Попов И. Ф., Сакун В.А.-М.: Колос, 1970.456с.

102. Сабликов М. В. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1968.344с.

103. Петухова Е. А., Емелина Н. Т., Крылова B.C. и др. Практикум по кормлению сельскохозяйственных животных 3-е издание, переработанное дополненное М.: Агропромиздат, 1990. 253с.

104. Менькин В. К. Кормление животных 2-е издание переработанное и доп. М.з. Колос С, 2004. 360с.:ил.

105. Мельников СВ. и др. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов СВ. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1980. -168с.

106. Отчеты, но научно-исследовательской теме: «Беспроволочное прессование сена и соломы в тюки» Челябинск, 1960,1961,1962 г.

107. Виноградов В. И., Жамьянов Ч. Д. Исследование процесса прессования сена и соломы без применения обвязочного материала. «Труды ЧИМЭСХ», Пермь, 1964.

108. Антошкевич B.C. Экономическая эффективность сельскохозяйственных машин. Издательство «Экономика», М., 1967 г.

109. Конобиевский Т. Физические основы прочности металлов. «Вестник АН СССР», № 3,1956 г.