новая папка 1 / 516596

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Ю. А. Киров, В. В. Новиков

Современные средства механизации для приготовления корма

Методические указания для практических занятий

Кинель РИЦ СГСХА

2015

УДК 631.363 ББК40.729.1

К-43

Киров, Ю. А.

К-43 Современные средства механизации для приготовления корма : методические указания для практических занятий / Ю. А. Киров, В. В. Новиков. – Кинель : РИЦ СГСХА,

2015. – 25 с.

Методические указания содержат сведения о технологиях приго товления кормов и средствах механизации для приготовления кормов, методику проведения экспериментальных исследований, приёмы определения опытным путём коэффициентов, необ хо димых для практических расчётов. Учебное издание предназначено для подготовки аспирантов, обучающихся по направлению по дго товки 35.06.04 Техно логии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве, профиль подготовки « Техно логии и средства механизации в сельском хо зяйстве» (уровень по дго товки кадров высшей квалификации).

©ФГБОУ ВО Самарская ГСХА, 2015

©Киров Ю. А., Новиков В. В., 2015

2

Предисловие

В связи с разнообразными технологиями и средствами механизации при приготовлении кормов изучению их особенностей и способов применения необходимо уделять большое внимание.

Цель методических указаний – помочь аспиранту овладеть знаниями в области обоснования рабочих органов для приготовления кормов; освоить порядок подготовки и проведения экспериментальных исследований.

Методические указания позволят аспиранту сформировать профессиональные компетенции в решении инженерных задач с использованием основных законов механики, знаний устройства и правил эксплуатации средств механизации для приготовления кормов при выполнении практических работ.

Методические указания для практических занятий по дисциплине «Современные средства механизации для приготовления корма» составлены в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 35.06.04 Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве (подготовка кадров высшей квалификации), утвержденного приказом Минобрнауки от 18.08.2014 г. № 1018; программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 05.20.01 Технологии и средства механизации в сельском хозяйстве и учебным планом ФГБОУ ВО Самарская ГСХА.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование профессиональных компетенций, определяемых профилем программы аспирантуры в рамках направления подготовки:

-способность разрабатывать теории и методы воздействия технических средств на среду и объекты сельскохозяйственного производства;

-готовность обосновать операционные технологии и процессы в растениеводстве, животноводстве и мелиорации, технологии

итехнические средства для первичной обработки продуктов, сы-

рья и отходов сельскохозяйственного производства.

3

Практическое занятие №1. Изучение истории развития и производства машин для животноводства

Цель занятия: ознакомление со способами подго товки кормов к скармливанию.

Задание 1. Изучить способы подготовки кормов к скармливанию и применяемое оборудование.

Корм для животных и птицы должен быть питательным, вкусным, чистым, легко перевариваться и хорошо усваиваться, не содержать в себе примесей и веществ, вредных для здоровья и неблагоприятно влияющих на качество животноводческой продукции. Этим требованиям удовлетворяют лишь незначительная часть кормов, скармливаемых в естественном виде.

Организм животного перерабатывает в продукцию всего лишь 20...25% энергии корма. Примерно 30...35% энергии тратится на физиологические нужды, а остальная часть в неусвоенном виде выделяется с отходами.

Различают механические, тепловые, химические и биологические способы приготовления кормов.

В современных механизированных кормоцехах на крупных животноводческих фермах и комплексах широко применяют комбинированные способы обработки кормов, сочетающие механические операции с тепловой, химической и биологической обработкой.

К механическим способам приготовления кормов относятся очистка, мойка, протряхивание, просеивание, отсеивание, резание, дробление, раскалывание, разминание, истирание, плющение, прессование, гранулирование, брикетирование, смешивание, дозирование и др. Такие способы приготовления кормов наиболее широко применяются как в мелких, так и на крупных комплексах, в кормоцехах и на комбикормовых заводах.

Тепловые способы обработки (запаривание, заваривание, сушка, выпаривание, поджаривание, выпечка, пастеризация и др.) также применяют для приготовления всех видов кормов.

Химические способы (гидролиз, обработка щёлочью, кислотами, каустической содой и аммиаком, известкование, консервиро-

4

вание и др.) используют реже из-за трудностей, связанных с использованием и хранением активных веществ.

Биологические способы (силосование, заквашивание, осолаживание, дрожжевание, проращивание и др.) основаны на воздействии на корм молочнокислых бактерий, дрожжевых клеток и других микроорганизмов и ферментов. Эти способы получили широкое распространение, так как они позволяют улучшить питательную ценность, поедаемость и сохранность кормов.

Содержание отчёта

1. Описание способов подготовки кормов к скармливанию.

2. Описание применяемого оборудования.

3. Выводы по результатам работы.

Контрольные вопросы

1.Перечислите механические способы приготовления кормов.

2.Перечислите тепловые способы обработки кормов.

3.Перечислите химические способы обработки кормов.

4.Перечислите биологические способы обработки кормов.

5.Каковы требования к корму для животных и птицы?

Практическое занятие №2. Изучение физико-механических свойств кормов

Цель занятия: ознакомление со способами получения характеристик физико-механических свойств кормов и э кспериментальное определение этих характеристик.

Задание 1. Определить величину уплотнения и объемного сжатия корма.

Перед выполнением практической работы аспирант должен ознакомиться с основными физико-механическими свойствами кормов и их влиянием на энергетические и качественные показатели работы кормоприготовительных механизмов и машин.

Устройство и принцип работы лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из: рабочего цилиндра 1 (рис. 1), в котором перемещается поршень 2 со штоком 3.

5

Нормальное давление на материал, помещенный в рабочий цилиндр 1, осуществляется сменными грузами. Исследуемая смесь при заданной влажности засыпалась в рабочий цилиндр, затем уплотнялась поршнем 2 до определенного давления при помощи грузов (на рисунке не показано).

Рис. 1. Лабораторная установка для определения физико-механических свойств кормов:

1 – рабочий цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – асбестовая нить;

5– электроспираль; 6 – ротор; 7 – электродвигатель; 8 – электрошкаф; 9 – пульт управления; 10 – термопара; 11 – датчик температуры

При необходимости производился нагрев исследуемой смеси до заданной температуры с помощью электроспирали 5, установленной вокруг рабочего цилиндра по всей его длине.

Для изоляции спирали от стального цилиндра и внешней изоляции была применена асбестовая нить 4.

Температуру нагрева поддерживали постоянной с помощью электрошкафа 11 с электронным потенциометром ЭПВ 2-11А, датчиком температуры служила термопара.

При приложении нагрузки на поршень, происходит сжатие и уплотнение смеси.

Методика определения уплотнения и объемного сжатия

Коэффициент объемного сжатия – это отношение относительного изменения объема к изменению давления, вызвавшего сжатие.

6

где V – объем рабочего цилиндра; P – давление в смеси.

Выразим объем смеси как функцию давления

где С – постоянная интегрирования, ее значение опр еделяется из граничных условий (при Р=0; V=V0 , т.е. С=V0 ).

Так как в опытах на лабораторной установке площадь поперечного сечения цилиндра остается постоянной (V=Fl0), то

где l1 – величина хода поршня при приложении нагрузки; l0 – общая длина хода поршня.

Зависимость остается справедливой и для удельного объема, так что можно записать функцию плотности смеси от давления

где 0 – плотность при атмосферном давлении.

Степень сжатия смеси в цилиндре можно оценить отношени-

ем

7

Если объемная масса (плотность) смеси, помещенной в цилиндр, составит

то после уплотнения на величину l1 , плотность смеси будет равна:

Величина нормальной силы Nн в каждом опыте задается через независимую рычажную систему набором гирь и определяется по формуле:

H l2

где G – суммарный вес навесок, (Н); l1 – длина общего плеча 0,8 м; l2 – длина плеча упора 0,2 м.

Нормальное давление в смеси Рн определяется по формуле.

н S

где NH – нормальная сила, (Н);

S – площадь контакта, (м2).

Содержание отчёта

1. Заполненные таблицы с результатами измерений и расчётов. 2. График изменения коэффициента трения.

3. Выводы по результатам работы и расчёта.

Контрольные вопросы

1.Устройство лабораторной установки для определения физико - механических свойств кормов.

2.Принцип работы лабораторной установки для определения физико - механических свойств кормов.

3.Методика определения уплотнения и объемного сжатия смеси.

8

Практическое занятие №3. Исследование работы объёмных дозаторов

Цель занятия: изучить конструкцию объемного дозатора. Освоить методику проведения экспериментальных исследований методом планирования эксперимента. Э кспериментально определить производительность дозатора как функцию независимых переменных (факторов).

Задание 1. Изучить общие сведения о дозировании кормов. Задание 2. Изучить устройство и принцип действия дискового дозатора.

Задание 3. Изучить общие сведения о методе планирования эксперимента.

Задание 4. Провести исследования подачи дозатора методом планирования эксперимента.

Дозированием называется процесс отмеривания заданного количества материала с требуемой точностью. Степень точности определяется зоотехническими технологическими требованиями, а также обосновывается экономически. Дорогостоящие и дефицитные комбикорма дозируются с более высокой точностью, чем стебельные корма или корнеплоды.

Известны два способа дозирования материалов – объемное и массовое. В отдельных случаях применяется смешанный способ – объемно-массовый, когда предварительно отмеривается порция по объему, а затем ее масса доводится до заданного значения на весовом устройстве.

По характеру протекания процесса дозирование бывает порционное и непрерывное.

Для оценки точности дозирования используется показатель,

9

ми на точность дозирования различных видов кормов и должна быть обеспечена конструктивным совершенством дозатора.

При нормальном распределении точности дозирования для конкретного дозатора величина допуска может быть выражена в долях среднего квадратичного отклонения:

σ – среднее квадратичное о тклонение измеряемой величины подачи,

кг/с;

Qi – действительная (замеренная) подача дозатором материала в i-м опыте, кг/с;

Q – среднеарифметическое значение подачи, кг/с; n – количество опытов.

Одним из важных свойств дозаторов является возможность изменять подачу в соответствии с условиями производства с малыми затратами труда и времени.

Устройство и принцип действия установки

Привод шнека дозатора осуществляется мотор-редуктором (передаточное число 40) с асинхронным двигателем мощностью 0,55 кВт (3000 мин-1) через муфту и приводной вал.

Регулирование частоты вращения вала электродвигателя осуществлялось с помощью блока управления, смонтированного на базе частотного преобразователя марки Telemecanique ATV31H055M2 номинальной мощностью 0,55 кВт. Этот блок управления позволяет измерять частоту вращения, вращающий момент, мощность двигателя и много других параметров в любой момент времени и с высокой точностью за счёт изменения частоты тока (0…50 Гц), а также обеспечивает защиту двигателя от больших нагрузок, возможность автоматизации процесса.

10