Розробка машини для подрібнення коренебульбоплодів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство аграрної політики України

Житомирський національний агроекологічний університет

Факультет механізації сільського господарства

Кафедра механізації землеробства

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

«Розробка машини для подрібнення коренебульбоплодів»

Спеціальність 7.091.902 „Механізація сільського господарства”

ОКР “Бакалавр”

Житомир 2011

Зміст

Реферат5

Вступ

1. Аналіз господарської діяльності

1.1 Природно кліматичні умови.8

1.2 Господарська діяльність підприємства

2. Технологічна частина

2.1 Розрахунок генерального плану ферми на 1000 голів ВРХ

2.2 Розрахунок кормоцеху для ВРХ

2.2.1 Зоотехнічні вимоги обробки кормів

2.2.2 Розрахунок загальних показників технологічних ліній

2.2.3 Лінія обробки зерна

2.2.4 Лінія обробки стеблових кормів (силосу, соломи)

2.2.5 Лінія обробки коренеплодів

2.2.6 Лінія змішування кормів

2.2.7 Складання графіка роботи машин кормоцеху

2.2.8 Розрахунок технологічних показників кормоцеху

2.2.9 Розрахунок економічних показників кормоцеху

3. Конструкторська розробка

3.1 Огляд існуючих технологій подрібнення

3.2 Зоотехнічні вимоги до подрібнення коренебульбоплодів

3.3 Аналіз існуючих машин та обладнання для подрібнення коренебульбоплодів

3.4 Технологічний розрахунок дискової коренерізки

4. Заходи охорони праці

4.1 Правове забезпечення охорони праці в господарстві60

4.2 Аналіз стану охорони праці

4.3 Небезпека враження електричним струмом

4.4 Схеми можливого „включення” людини в електричну мережу

4.5 Напруга дотику й кроку68

4.6 Захисне заземлення

5. Екологічна експертиза

6. Техніко-економічна ефективність конструкторської розробки

Висновки та пропозиції

Список використаної літератури

Додатки8

Відомість дипломного проекту

Реферат

Пояснювальна записка дипломного проекту на 91 с. комп'ютерного набору, 17 мал., 25 табл., 19 літературних джерел, 1 додатків, 8 аркушів графічної частини.

МАШИНИ ДЛЯ ПОДРІБНЕННЯ КОРЕНЕБУЛЬБОПЛОДІВ, РОБОЧА КАМЕРА, ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИДАЛЕННЯ ПРОДУКТУ, НОЖІ, ПРИСТРІЙ РЕГУЛЮВАННЯ КРУПНОСТІ ПРОДУКТУ, ОРГАНІЗАЦІЯ РОБІТ, ОХОРОНА ПРАЦІ, ЕКОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА, ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ.

Об'єктом розробки є машини для подрібнення коренебульбоплодів.

Розроблено машину для подрібнення коренебульбоплодів, питання організації роботи при подрібненні коренебульбоплодів. Наведено характеристику і склад машини для подрібнення коренебульбоплодів.

Структурний і якісний склад машини розроблено з використанням програми оптимізації роботи кормоцеху.

Розроблено конструкцію коренерізки.

Наведені заходи по охороні праці та економічної ефективності застосування нової машини для подрібнення коренебульбоплодів.

Вступ

Перед працівниками агропромислового комплексу поставлені відповідальні завдання - досягти стабільного зростання сільськогосподарського виробництва, надійно забезпечити країну продуктами харчування і сільськогосподарською сировиною. При цьому необхідно підвищити продуктивність худоби і птиці, забезпечити стабільне збільшення виробництва продукції тваринництва.

Особливу увагу приділяють нарощуванню виробництва м'яса.

Розв'язуванню цієї проблеми сприятимуть всебічна інтенсифікація скотарства шляхом дальшого поглиблення концентрації та спеціалізації на базі міжгосподарської кооперації, впровадження інтенсивних технологій.

Основними елементами промислової технології виробництва яловичини є ритмічне надходження на комплекс (ферму) телят, інтенсивна, біологічно повноцінна годівля молодняку за деталізованими нормами та оптимальні умови утримання.

Забезпечити ці умови в галузі м'ясного скотарства можна лише шляхом впровадження прогресивної техніки, умілої організації її виробничої експлуатації, а також створення передумов для усування ручної праці на основних технологічних операціях.

Також актуальною проблемою на підприємствах є впровадження нових технологій в приготуванні кормів.

Встановлення нових більш продуктивних подрібнювачів коренебульбоплодів, які б забезпечували гарну якість подрібнення продукту відповідно до зоотехнічних рекомендацій, тобто до такого стану продукту, при якому коренебульбоплоди можна використовувати на корм з найбільшою ефективністю. Подрібнювачі повинні бути універсальними, здатними переробляти всі види коренебульбоплодів і мати можливість регулювання крупнисті продукту в межах, достатніх для згодовування всім групам споживачів цих кормів. Також повинні бути економічними за енергоємністю, добре узгоджуватись із можливостями механізованого завантаження сировини, мати просту конструкцію, бути надійними і зручними в експлуатації.

1. Аналіз господарської діяльності СГ “Невгодівське”

1.1 Природно кліматичні умови

Землі господарства відносяться до кліматичного району, який характеризується помірним кліматом.

Літо тепле, протягом якого випадає значна кількість опадів - 295-310мм. Зима холодна, але є пора в яких є відлиги. Середня річна температура складає 3-5єС (таблиця 1.1)

Таблиця 1.1

Середньорічна температура району

Місяць року	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Температура єС	-7.6	-7.0	-2.6	-7.0	14.5	18.4	19.7	18.9	12.9	6.5	0.2	-4.4

Найбільш холодними місяцями є січень та лютий, а теплими - червень. липень та серпень.

Взимку погода має різний характер: низькі температури - -15...-20єС, змінюються відлигами з температурами +3...+5єС.

Зимою переважно мають місце західні, північно-східні та північно-західні вітри. Напрямки їх часто змінюються що приводить до швидкої зміни температури повітря.

Тривалість періоду з стійким сніговим покриттям складає - 90-105 днів. Середня багаторічна дата закінчення весняних заморозків - 28 квітня - 2 травня, а осінні заморозки починаються з 2-3 жовтня. Тривалість без морозного періоду складає близько 155 днів. Середньорічна кількість опадів на території району - 501-555мм. Коливання річної суми опадів в окремі роки від 315-340 до 885-930мм.

Таблиця 1.2

Розподіл річних опадів

Місяць року	I	II	III	IV	V	VI	VII	VII	IX	X	XI	XII
Кількість опадів	31	28	31	29	56	67	76	61	48	49	36	38

Наведені данні показують. що найбільша кількість опадів збігається з періодом розвитку сільськогосподарських рослин, що сприяє підвищенню їх урожайності.

Середня відносна вологість повітря знаходиться улітку в межах 50-15%. Ґрунти перехідної зони, до якої відноситься Сумський район представлені в основному чорноземами, а також світло-сірими, сірими. темно-сірими лісовими ґрунтами та чорноземами пів золеними. Реакція ґрунтового середовища в основному слабо кислотна (_рН = 5,0-5,6). На цих ґрунтах ефективні всі види добрив. В порівнянні з іншими ґрунтами, дані ґрунти дають достатньо високі врожаї практично всіх сільськогосподарських культур.

1.2 Господарська діяльність підприємства

СГ “Невгодівське” - багатогалузеве господарство. В господарстві працює 165 чоловік, з них інженерно-технологічних працівників - 8 чоловік. Основні фонди господарства наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3

Фонди господарства

Показники	Одиниця виміру	2008р.	2007р.	2006р.
Площа с/г угідь	га.	4009	4281	3921
Вартість валової продукції	тис. га.	4570,3	4364,5	3461,5
Вартість товарної продукції	тис.га.	2942,0	3672,0	2596,0
Вартість основних виробничих фондів	тис.га.	2555,5	2495,9	2390,0
Наявність умовних тракторів	шт.	32	32	29
Середньорічна кількість працівників	чол..	185	186	182

В рослинництві господарство спеціалізується на вирощуванні зернових культур - пшениці, ячменю, кукурудзи, гречки, гороху. З технічних культур - цукровий буряк, коренеплоди, соняшник.

Таблиця 1.4

Площа зернових і технічних культур господарства в 2008 році

Культура	Площа, га	% ріллі
Пшениця	1200	26,5
Ячмінь	355	7,9
Кукурудза на зерно	120	2,7
Горох	120	2,7
Всього зернових	2065	45,7
Коренеплоди	82	1,8
Кормовий буряк	300	6,6
Інші	180	4

Для забезпечення тваринництва кормами в господарстві вирощують декілька видів кормових культур (таблиця 1.5).

Таблиця 1.5

Урожайність сільськогосподарських культур

Культура	Роки
	2006	2007	2008
Пшениця	21,3	38,7	30,6
Ячмінь	30,0	31,2	28,2
Кукурудза на зерно	47,0	-	34,2

Також в господарстві досить велике поголів'я тварин великої рогатої худоби і свиней.

Таблиця 1.6

Площа, урожайність і валовий збір кормових культур

Культура	Показники	2006р.	2007р.	2008р.
Кукурудза на силос	Площа, га	270,0	500,0	440,0
	Урожайність, ц/га	160,0	152,0	149
	Валовий збір. т	10491,0	7437,7	75160,0
Коренеплоди	Площа, га	89,0	86,0	82
	Урожайність, ц/га	290,0	301,0	210
	Валовий збір. т	2625,5	2588,6	1722,0
Однорічні трави на зелену масу	Площа, га	375,0	362,0	95,0
	Урожайність, ц/га	178,0	165,0	152,0
	Валовий збір. т	3275,9	3081,3	1275,0
Багаторічні трави на сіно	Площа, га	20,0	70,0	70,0
	Урожайність, ц/га	20,0	26,0	32,4
	Валовий збір. т	70,0	250,0	130,0
Багаторічні трави на зелену масу	Площа, га	57,0	57,0	27,0
	Урожайність, ц/га	150,0	170,0	161,0
	Валовий збір. т	465,0	570,0	403,0

Дані, наведені у таблиці показують, що виробництво кормових культур за останні три роки зменшилось, що негативно впливає на розвиток молочного скотарства та підвищення продуктивності корів.

За останні роки в господарстві спостерігається зменшення поголів'я тварин.

Таблиця 1.7

Динаміка поголів'я тварин господарства

Вид тварин	2005	2006	2007
Велика рогата худоба, гол.	843	753	744
утому числі корів	250	250	250
Свині, гол.	192	201	183
у тому числі основних свиноматок	15	13	13

В господарстві також спостерігається тенденція до зниження поголів'я ВРХ. На ряду з цим також знижується і продуктивність тварин.

Таблиця 1.8

Продуктивність тварин

Показники	2005 рік	2006 рік	2007 рік
Річний надій, кг/гол.	10333	10420	9327
Середньодобовий приріст ВРХ, гр..	402	436	404
Середньодобовий приріст свиней, гр..	241	218	273
Вихід телят на 100 голів корів, гол.	90	96	85
Отримано поросят на основну свиноматку, гол	7	9	11

Зниження поголів'я та продуктивності тварин привело за останні роки і до зниження валового виробництва тваринницької продукції. Однією з причин незадовільного стану у тваринництві є відсутність комплексної механізації на базі сучасної високотехнологічної техніки.

Таблиця 1.9

Рівень механізації виробничих процесів у тваринництві

Процеси	ВРХ	Свині
Поїння тварин	100,0	100,0
Приготування та роздавання кормів	70,0	77,0
Видалення гною	88,0	85,0
Доїння корів	100,0	-
Створення мікроклімату	80,0	80,0
Комплексна механізація	86,4	85,5

Таблиця 1.10

Затрати праці і собівартість одиниці продукції

Найменування	Затрати праці, тис л/год.	Собівартість, грн..
Пшениця	16	27,80
Ячмінь	9	26,20
Горох	2	25,67
Овес	1	22,43
Молоко	157	59,74
М'ясо	137	1036,54

Проаналізувавши сільськогосподарське виробництво господарства можна сказати, що механізація даного підприємства на достатньому рівні, місце розташування дає великі можливості в реалізації виробленої продукції, а близькість з кордонами Білорусі дає можливість транспортування продукції за кордон з мінімальними затратами. Підприємство має за мету розширення посівних площ і збільшення врожайності продукції. А також в планах - збільшення робочих місць і підвищення механізації господарства.

ферма коренебульбоплід дискова коренерізка

2. Технологічна частина

2.1 Розрахунок генерального плану ферми на 1000 голів ВРХ

Генеральний план є основою для розробки комплексної механізації ферми. В ньому повинно бути відображено кількість та структуру поголів'я тварин, типи приміщень, види кормо сховищ, розташування будівель та інших споруд. Усе це в подальшому використовується для обґрунтування комплексу машин для ферми.

Площа земельної ділянки ферми, м²

(2.1)

де М - розмір ферми (корів, основних свиноматок та ін.), гол.;

f - норма площі, м²/гол. (табл.. 2.1)

Таблиця 2.1

Приблизні норми земельної площі на фермах

Молочна ферма, м2/гол.	150...200
Відгодівля молодняку ВРХ, м2/гол.	50...80
Свиноферма із закінченим циклом виробництва. м2/основну свиноматку	180...250
Репродуктивна свиноферма, м2/основну свиноматку	100...150
Свиноферма по відгодівлі молодняку. м2/гол.	15...30

При проектуванні генерального плану можна також використовувати норму площі аналогічного типового проекту.

При розрахунку розмірів земельної ділянки співвідношення його ширини й довжини повинно забезпечувати найбільш компактне розміщення всіх елементів ферми з дотриманням зоогігієнічних нормативів для тваринницьких об'єктів.

Зокрема, при співвідношенні ширини В до довжини L як 1:1,4

(2.2)

(2.3)

Визначають необхідну кількість у відповідних тваринницьких приміщеннях, використовуючи показники типових проектів (табл.. 2.2) або шляхом розрахунку за допомогою усереднених нормативів.

При розрахунковому методі довжина приміщення для тварин визначається з умови

(2.4)

де - довжина приміщення, м;

- норма площі приміщень, м²/гол.(табл.. 2.3)

b - ширина приміщень, ( 12м - для дворядного приміщення, 18 та 21 для чотирьохрядного).

Таблиця 2.2

Деякі типи тваринницьких приміщень

Приміщення	Кількість, гол.	Розміри, м	№ проекту
Корівник прив'язного утримання	100	78Ч12Ч2,8	801-2-3
	150	108Ч12Ч3	801-482
	200	78Ч21Ч3,5	801-70-3
Корівник боксового утримання	100	84Ч12Ч3	801-2-8
	200	84Ч21Ч3	801-2-16
	400	114Ч27Ч3,3	801-2-12
Пологове приміщення для корів	48	36Ч21Ч3,4	801-337
	72	48Ч21Ч3,3	801-3-3
	96	60Ч21Ч3	801-390
Телятник 20 дн. - 6 місяців	360	60Ч15Ч3	801-340
Телятник 6-11 місяців	564	138Ч18Ч3	801-4-6
Будівля по відгодівлі молодняку ВРХ	220	72Ч12Ч3	801-320
	360	66Ч21Ч3	801-340
	500	108Ч18Ч3,3	801-462
	720	120Ч21Ч3,5	801-422

Таблиця 2.3

Приблизні норми площ утримання тварин, м²/гол.

Групи тварин	Приміщення	Вигульні майданчики
Корови дійні та сухостійні	8...10	15
Корови в пологовому відділенні	14...16
Молодняк ВРХ	3.5...4.0	10
Свиноматки холості та поросні	3.0...4.5	5
Свиноматки підсосні	13...16	10
Поросята на дорощуванні	1.0...1.3	0.5
Молодняк свиней на відгодівлі	1.4...1.6	0.8

Довжина приміщення:

Приймаємо 2будівлі 108Ч18Ч3,3.

Розрахунок елементів кормової зони та для зберігання гною зводиться до визначення розмірів та кількості сховищ різноманітного призначення (на прикладі розрахунку сховищ силосу).

Загальна місткість сховищ, м³:

(2.5)

де - кількість тварин і - ї виробничої групи, гол (див. ф. 4);

- добова норма видачі корму, кг/гол•доб;

- розрахункова кількість днів;

- об'ємна маса корму, кг/м³;

-коефіцієнт використання об'єму сховища (з = 0.8);

к - коефіцієнт врахування втрат корму (к = 1.15).

Загальна площа усіх сховищ силосу, м²:

(2.6)

де Н_с - висота сховища (Н_с = 3,0...5,0м)

Нижню межу висоти сховища встановлюють для скорочення відходів за рахунок зниження відношення відкритої поверхні корму до його маси, верхня обмежується можливостями навантажувача.

Загальна довжина усіх сховищ силосу, м:

(2.7)

де В_с - ширина сховища силосу, м ( В_с = 6... 12).

Ширина траншеї повинна бути достатньою для розміщення засобів механізації. З іншого боку вона не повинна бути занадто великою, щоб товщина зрізуємого шару корму кожного дня була не меншою ніж 0.3 м.

Кількість траншей:

(2.8)

де l₀ - довжина однієї траншеї, м.

Довжина однієї траншеї повинна бути обмеженою та кратною 6 м (стандартна довжина секції), щоб забезпечити її заповнення при закладці не більш ніж за 3 дні для отримання високоякісного силосу. За звичай, довжину траншеї приймають не більше 48 м.

Таблиця 2.4

Нормативи розрахунку сховищ на фермі

Назва показників	Сховища
	силосу	зерна	коренеплодів	сіна	соломи	гною
Розрахункова кількість днів	220	365	220	220	220	120
Об'ємна маса, кг/м3	600..650	550..700	570..670	60..80	60...80	700..900
Коефіцієнт використання	0.8	0.8	0.8	0.8	1	0.9
Коефіцієнт втрат	1.15	1	1.1	1.1	1.2	1
Висота сховища, м	3...5	3...5	2	5	5	1.5..2
Ширина сховища, м	6...12	12...18	12...18	12..18	8	12...15
Довжина одного сховища 10 не більш, м	48	40	40	60	60	60

Розміри зерноскладів, коренеплодосховищ, сіносховищ, скирт соломи та гноєсховищ визначають аналогічно, використовуючи відповідні нормативи (табл.. 2.4).

Таблиця 2.5

Середньодобовий вихід гною та витрата підстилки від різних груп тварин, кг/гол

Групи тварин	Вихід гною	Витрата підстилки
Корови	55	1,5
Молодняк ВРХ на відгодівлі в віці:
6-9 місяців	18	1,0
9-12 місяців	25	1,0
12-15 місяців	34	1,0
15-18 місяців	40	1,0
18-21 місяців	44	1,0
21 - 24 місяця	50	1,0

Розрахунок силососховища

Загальна місткість сховища:

Загальна площа усіх сховищ силосу:

Загальна довжина усіх сховищ силосу:

Кількість траншей:

Розрахунок зерноскладу

Загальна місткість сховища:

Загальна площа усіх зерноскладів:

Загальна довжина усіх зерноскладів:

Кількість складів:

Розрахунок коренеплодосховища

Загальна місткість сховища:

Загальна площа усіх коренеплодосховищ:

Загальна довжина усіх коренеплодосховищ:

Кількість траншей:

Розрахунок сіносховища

Загальна місткість сховища:



Загальна площа усіх сіносховищ:

Загальна довжина усіх сіносховищ:

Кількість сіносховищ:

Розрахунок скирт соломи

Загальна місткість сховища:

Загальна площа усіх скирт соломи:

Загальна довжина усіх скирт соломи:

Кількість скирт:

Розрахунок гноєсховища

Загальна місткість сховища:

Загальна площа усіх гноєсховищ:

Загальна довжина усіх гноєсховищ:

Кількість траншей:

При розрахунку кількості скирт норма q включає добову витрату соломи на їжу та підстилку, а для гноєсховищ -- відповідно добову витрату підстилки та вихід гною від однієї тварини (табл.. 2.5).

При розміщенні об'єктів на генеральному плані необхідно відокремити такі зони:

а) адміністративно-господарську (адміністративно-побутова споруда; санпропускник, авто ваги, та інше).

б) виробничу (приміщення для утримання та об'єкти обслуговування тварин);

в) зберігання та приготування кормів;

г) допоміжних будівель та споруд (котельна, гараж, майстерні та інше);

д) зберігання та переробки гною.

В залежності від конкретних умов окремі будівлі та споруди або їх групи можуть бути винесені за межі огорожі ферми (котельна, майстерня, гноєсховище та інше.).

Тваринницькі приміщення розташовують у виробничій зоні в один або декілька рядів з урахуванням протипожежних та зооветеринарних розривів.

В зоні зберігання кормів відстань між скитами соломи та сіна потрібно витримувати не менше 30м (під навісами - 15м), між силососховищами - 10м, коренеплодосховищами - 10 м. Кормоприготувальний цех розміщується в найбільш зручному для транспортування кормів місці. Розміри кормоцеху відповідають результатам технологічного розрахунку або, в залежності від чисельності поголів'я ферми, приймаються рівними 12x12, 12x15, 15x18, 18x24м.

На плані ферми необхідно нанести також насосну станцію (4x4 м), водонапірну башту (діаметр 3м), авто ваги (6x6м), трансформаторну підстанцію (2x2м), ветпункт (9x12м), молочний блок (12x12м). Біля головного в'їзду на ферму обладнується ветсанпропускник з дезбар'єром.

Забороняється пересічення транспортних потоків готової продукції, кормів та гною.

На генеральному плані вказують сторони світу, розу вітрів, дороги, огорожу, зелені насадження.

В правому нижньому кутку аркуша приводиться експлікація споруд та будівель, а на вільній ділянці - основні показники генплану: площа території (га), щільність забудови (%), довжина зовнішньої огорожі (м), площа доріг та майданчиків з твердим покриттям (м²),площа вигульних дворів.

2.2. Розрахунок кормоцеху для ВРХ

2.2.1 Зоотехнічні вимоги обробки кормів

Система машин може забезпечувати високу продуктивність тварин (удій від корів, середньодобовий приріст при відгодівлі молодняку та ін.) та економічну ефективність її використання, якщо якість приготованих кормів відповідатиме зоотехнічним вимогам. Недодержання цих вимог в умовах виробництва неприпустиме і призведе до економічного збитку.

У подрібненому зерні (концкормах) кількість мінеральних домішок допускається для поросят на дорощуванні і телят до 20-добюового віку не більше 03%, для молодняку ВРХ та свиней - не більше 0,5%, для корів та овець - не більше 0,7%. Модуль помелу зерна повинен бути для ВРХ у межах 1,0…2,6мм, свиней - 0,2…1,0мм. Стандарт визначає три ступені помелу: дрібний - 0,2…0,1мм, середній - 0,1…1,8мм, крупний - 1,8…2,6мм.

Силос повинен бути подрібнений до розмірів: для ВРХ - 10-15мм, дорослих свиней - 5…7мм, поросят - 3…5мм.

Зелена маса подрібнюється для ВРХ до 30-50мм при окремому годуванні і 10-15мм при приготуванні вологих мішанок, для дорослих свиней 5…7мм і поросят у межах 3…5мм.

Сіно і солома (грубі корми) при окремому годуванні подрібнюється для ВРХ до 50мм. Більш дрібну різку - 10…15мм готують при змішуванні грубих кормів з соковитими.

Коренеплоди мити і подрібнювати можна не більш ніж за 2 години до годування. Залишкова забрудненість після мийки не повинна перевищувати 2% маси чистих коренеплодів. Товщина стружки коренів для дорослої ВРХ повинна бути у межах 10…15мм, для телят і дорослих свиней 5..10мм, для поросят 3…5мм.

Оцінка якості змішування кормів визначається величиною відхилення контрольного компоненту від теоретичної величини у пробах суміші у процентах: до 8% - добра суміш; 8…10% - задовільна; 10…15% - не досить задовільна; більш 15% - погана.

2.2.2 Розрахунок загальних показників технологічних ліній

Добова продуктивність окремої технологічної лінії, т/доб:

(2.9)

де - добова норма споживання кормового компоненту 1, 2, …, n видом тварин, кг;

- чисельність поголів'я 1, 2, ..., n виробничих груп тварин, гол.

Попередня годинна продуктивність окремої технологічної лінії, т/год:

(2.10)

де Т_л - попередній час роботи технологічної лінії на добу, Т_л = 5...8год;

За формулами (1), (2) визначається добові та попередні годинні продуктивності ліній зерна, силосу, соломи, коренеплодів.

Вологість кормо суміші, %:

(2.11)

де W₁, W₂, …, W_n - вологість компонентів суміші, % (табл. 2.6)

Таблиця 2.6

Деяка властивість кормів

Корма	Вологість, %	Об'ємна маса, т/м3
Солом'яна різка	14...16	0,08
Трав'яна мука	12...14	0,18...0,20
Зелена маса свіжескошена	73...80	0,28...0,35
Силос розрихлений	72...77	0,35...0,40
Сінаж розрихлений	45...55	0,30...0,35
Кормовий буряк (корені)	86...88	0,57...0,65
Кормовий буряк (стружка)	86..88	0,67...0,74
Цукровий буряк (корені)	74...76	0,58...0,67
Цукровий буряк (стружка)	74...76	0,59...0,72
Зерно ячменю	13...15	0,55...0,75
Зерно кукурудзи	13...15	0,70...0,82
Зерно вівсу	13...15	0,40...0,56
Зерно пшениці	13...15	0,65...0,76
Зерно гороху	13...15	0,60...0,80
Дерть ячмінна	13...15	0,46...0,65
Дерть кукурудзяна	13...15	0,68...0,78
Дерть вівсяна	13...15	0,30...0,36
Дерть пшенична	13...15	0,45...0,63
Дерть горохова	13...15	0,50...0,65
Жом бурячний	88...92	0,70...0,80

Вологість суміші кормів повинна бути для ВРХ - 75%, для свиней - 65%, вівець - 60%. Якщо під час розрахунку W_сум виявляється менше вологою, то в суміш необхідно добавити воду у кількості:

(2.12)

де W_вим - вимагаєма вологість суміші, %.

Добова продуктивність лінії змішування, т/доб:

(2.13)

Попередня годинна продуктивність лінії змішування, т/год:

(2.14)

Об'ємна маса кормо суміші, т/м³:

(2.15)

де - об`ємна маса компонентів кормо суміші (кормів і води), т/м³.

Об'єми завальних ям для зерна, дерті, коренеплодів, м³:

(2.16)

де з - коефіцієнт заповнення, (0,8...0,9);

к_і - кратність підвозу корму на добу, (1...3).

2.2.3 Лінія обробки зерна

Побудову лінії необхідно починати з вибору базової машини - дробарки зерна.

(2.17)

де - годинна продуктивність дробарки при модулі помелу М = 1,0мм та вологості зерна W = 14%, т/год;

- випадковий коефіцієнт за модулем помелу (таблиця 2.7);

- випадковий коефіцієнт за вологістю зерна.

Таблиця 2.7

Залежність від модуля помелу

Модуль помелу М, мм	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2
Коефіцієнт	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5	1,8	2,1	2,4	2,8

Коефіцієнт враховує вплив вологості подрібненого зерна на продуктивність дробарки:

(2.18)

де W - вологість зерна, %.

Мал.. 2.1. Технологічна схема лінії обробки зерна на базі дробарки А1-БД2-М

1 - завальна яма зерна; 2 - норія НЦГ-10; 3 - дробарка А1-БД2-М; 4 - норія НЦГ-10; 5 - завальна яма концкормів; 6 - живильник ПК-6.

2.2.4 Лінія обробки стеблових кормів (силосу, соломи)

Базовою машиною технологічної лінії є подрібнювач корму, фактична продуктивність якого залежить від довжини різки подрібнюю чого матеріалу:

(2.19)

де l - довжина різки, мм (вибирається у відповідності з зоотехнічними вимогами

Мал.. 2.2. Технологічна схема лінії обробки силосу на базі подрібнювача

1 - живильник 03; 2 - дисковий подрібнювач 03; 3 - транспортер скребковий 02.

2.2.5 Лінія обробки коренеплодів

Продуктивність базової машини - подрібнювача коренеплодів залежить від товщини стружки, на яку регулюється подрібнюючий апарат, т/год:

(2.20)

де b - товщина стружки у відповідності з зоотехнічними вимогами, мм.



Лінія обробки коренеплодів повинна враховувати операцію мийки або сухого очищення коренів перед подрібненням, якщо забрудненість перевищує 2% маси корму.

Мал.. 2.3. Технологічна схема лінії обробки коренеплодів

1 - завальна яма; 2 - живильник коренеплодів 06; 3 - мийка-подрібнювач ИКС-5М; 4 - транспортер ШЗС-40.

2.2.6 Лінія змішування кормів

Змішування кормів здійснюється в пропорційних та безперервних змішувачах. В пропорційних корму можна не тільки змішувати, але й при необхідності запарювати. Безперервні змішувачі більш продуктивні, менш метало місткі та енергоємні в порівнянні з пропорційними, однак не придатні для теплової обробки кормів.

(2.21)

де г_сум - об'ємна маса кормо суміші, т/м³;

з_зм - коефіцієнт заповнення ємності змішувача; з_зм = 0,7 - при наявності в суміші стеблових кормів (силосу, соломи та ін.); з_зм = 0,8 - для інших видів кормо суміші;

ф - коефіцієнт використання часу зміни (0,75);

Т_п - тривалість приготування однієї порції кормо суміші в змішувачі (попередньо приймається Т_п = 1год).

Мал. 2.4. Технологічна лінія змішування на базі двох порційних змішувачів.

1 - шнек завантажувальний; 2 - заслінка; 3 - змішувач С-12; 4 - шнек вивантажувальний ШВС-40; 5 - транспортер ТС-40М.

2.2.7 Складання графіка роботи машин кормоцеху

Добовий графік дозволяє погодити за часом роботу окремих машин, встановити їх добове завантажування в годинах, визначити фактичну продуктивність кормоцеху та інші експлуатаційні показники.

Як видно із схеми, змішування кормів здійснюється в одно порційному змішувачах С-10. Тривалість завантажування кожного кормового компонента в змішувач повинна бути такою, щоб їх вагове співвідношення в змішувачі відповідало прийнятому раціону годування.

В змішувачі корм перемішується та при досягненні необхідної якості суміш вивантажується шнеком змішувача через збірний шнек ШВС-40 та похилий транспортер ТС-40М в кормороздавач. Вивантажування порцій кормосуміші із змішувача здійснюється до того часу, доки існуюче поголів'я тварин не отримає потрібної кількості кормів.

Перебудова дробарки ДКУ-1.0 на режим подрібнення зерна та її роботи в цьому режимі здійснюється в зручний час доби при непрацюючій лінії змішування. Зерно з завальної ями подається норією НЦГ-10 в над-розмольний бункер та далі в дробарку ДКУ-1.0. Подрібнене зерно відводиться через циклон дробарки в завальну яму концкормів.

Для побудови графіка роботи машин необхідно попередньо здійснити розрахунки.

Загальна добова кількість порцій кормосуміші:

(2.22)

де - добова продуктивність лінії змішування, т/доб;

V - об'єм одного змішувача, м³;

- коефіцієнт заповнювання ємкості змішувача (=0,7...0,8);

- об'ємна маса кормосуміші, т/м³.

Час одного завантажування кормових компонентів в змішувач, год:

(2.23)

де - добова продуктивність окремої технологічної лінії, т/доб;

- фактична годинна продуктивність лінії або завантажуючого живильника (для концкормів), т/год.

Час завантажування концентрованих кормів:

 год.

Час завантажування зеленої маси:

год.

Час завантажування коренеплодів:

год.

Час завантажування соломи:

год.

Розрахунковий час завантажування змішувача, год:

год. в літній період і 1,3 год. відповідно в зимній період роботи кормоцеху.

Час приготування однієї порції суміші, год:

(2.24)

Для літнього сезону:

Т_п = 0,667+0,3+0,3 =1,267 год.

Де t_1, t_2, t_3, відповідно час змішування та вивантажування однієї

порції, год (табл. 2.8).

Таблиця 2.8

Приблизний час операцій при роботі порційних змішувачів, год

Операції	Марка змішувача
	ВК-1	С-3	С-7	С-10
Змішування	0,25	0,25	0,30	0,30
Вивантажування	0,10	0,10	0,20	0,30

Тривалість роботи машин, працюючих незалежно від роботи змішувачів (в нашому прикладі дробарка ДКУ-1 на подрібненні зерна та норія НЦГ-10), год.

год. (для дробарки)(2.25)

год. (для норії)

2.2.8 Розрахунок технологічних показників кормоцеху.

Площа кормоцеху, м²

(2.26)

де К - коефіцієнт, враховуючий площу проходів, робочих місць та ін., К=2...3;

- сумарна площа машин та обладнання, м²;

Об'єм будови, м³

= 195 ? 3 = 585 м³ (2.27)

де Н - висота будови, м. Залежить від розмірів машин, але не менше 3,5 м.

Потреба в робочих залежить від рівня механізації виконання операцій. Якщо всі операції виконуються за допомогою машин, то роль оператора зводиться до контролю та керування роботою технологічних ліній. Наприклад, для розглядаємого кормоцеху достатньо однієї людини: оператора.

Ручне завантажування подрібнювачів може бути застосоване на дрібних фермах при невеликих об'ємах робіт, де застосування живильників економічно необгрунтоване. Однак потрібно мати на увазі, що в цьому разі як правило знижується продуктивність подрібнювачів та погіршуються соціальні умови праці робочих.

Річна потреба в електроенергії, кВт.год:

(2.28)

де - добова тривалість роботи і-ї машини, год (береться з графіку роботи машин,);

N_і - потужність приводу і-ї машини, кВт;

D_i - кількість днів роботи машини за рік (D_i = 220 або 365 днів);

n - кількість машин в кормоцеху.

Сумарна потужність електродвигунів, кВт:

(2.29)

Річна потреба в воді, т:

(2.30)

т.

де n - кількість робочих кормоцеху, люд;

q₁ - норма добової витрати води на одного робочого (q₁=0,2 т/люд);

- добова продуктивність лінії коренеплодів, т/доб;

q₂ - норма витрати води на мийку коренів (q₂⁼0,8);

- добова витрата води для зволоження кормів, т/доб;

К_B - коефіцієнт інших витрат води (К_B=1,2).

Річна потреба в парі, т:

(2,31)

де Р₁ - норма добової витрати пару на нагрівання води для робочих (Р₁=10 кг/люд);

V - об'єм будови кормоцеху, м³;

р₂ - норма добової витрати пару на опалювання приміщення (р₂=0,75 кг/м³);

D _о - кількість днів опалювального сезону (D_о=180 днів).

Якщо виникає необхідність запарювати корма в разі порушення режимів зберігання та псування (ураження грибками, мерзлі корені і таке інше), то слід передбачити додаткову витрату пару; для коренеплодів - 0,20 кг/кг, для концкормів - 0,30 кг/кг, для соломи - 0,45 кг/кг.

Годинна продуктивність кормоцеху, т/год:

 (2.32)

де - добова продуктивність лінії змішування, т/доб;

Т_к - час роботи кормоцеху на добу, год (знаходиться з графіку роботи машин кормоцеху).

2.2.9 Розрахунок економічних показників кормоцеху.

Балансова вартість обладнання, грн:

(2.33)

де С_і - ціна і-ї машини, грн;

К_м - коефіцієнт, враховуючий витрати на постачання і монтаж, (К_м =1,2)

n - кількість машин.

Балансова вартість будови, грн:

= 585 ? 120 = 70200 (2.34)

де V - об'єм будови, м³;

- питома вартість одного кубометру будови =20 грн/м³).

Балансова вартість кормоцеху, грн:

В_К=В_О+В_П = 305676 + 70200 = 375876 (2.35)

Питомі витрати праці, люд?год/т:

(2.36)

де n - кількість робочих кормоцеху, люд;

Q_K - годинна продуктивність кормоцеху, т/год.

Річні експлуатаційні витрати, грн:

S = (S_А+ S_р + S_о+ S_в + S_п) ? К_і (2.37)

де S_А - відрахування на амортизацію, грн;

S_р - витрати на ремонт, грн;

S_О - витрати на оплату праці робочих, грн;

S_В - вартість води, грн;

S_П - вартість пару, грн;

К_і - коефіцієнт інших прямих витрат (К_і = 1,05).

S = (45302 + 31972 + 4805 + 17238 + 5835 + 64960) ? 1.05 = 178618

S_А= В_о ? а_о + В_п ? а_п (2.38)

де а₀, а_П - норми відрахувань на амортизацію обладнання (а_о = 0,142) та будови (а_п = 0,027)

S_А= 305676 ? 0,142 + 70200 ? 0,027 = 45302

S_р = В_о ? p_о + В_п ? p_п (2.39)

де p_о , p_п - норми відрахувань на ремонт обладнання (р_о=0,10) та будови (р_п=0,02)

S_р = 305676 ? 0,1 + 70200 ? 0,02 = 31972

(2.40)

де n - кількість робочих кормоцеху, люд;

Т_к - час роботи кормоцеху за добу, год;

D_к - кількість днів роботи кормоцеху за рік;

С_о - годинна оплата праці робочих (С_о=1 грн/год);

Н_о - коефіцієнт нарахувань на заробітну платню (Н_о = 1,05).

S₀ = 1? 5,2 ? 220 ? 4 ? 1.05 = 4805

S_E = G_E ? C_E (2.41)

де G_E - річна потреба в електроенергії, кВт год;

С_Е - ціна однієї кВттод, (С_Е = 0,10грн/кВт?тод).

S_E = 57458 ? 0.3 = 17238

S_B = G_B ? C_B (2.42)

де G_B - річна потреба в воді, т;

C_B - ціна однієї тони води, (C_B = 0,3 грн/т).

S_B = 4488 ? 1.3= 5835

S_П = G_П ? C_П (2.43)

де G_П - річна потреба в парі, т;

C_П - ціна однієї тони пару (С_п=200 грн/т).

S_П = 81,2 ? 800 = 64960

Річні приведені витрати, грн:

Р = S + 0,01R ? В_к (2.44)

де R - річний процент на капітал (R =15).

Р = 178618 + 0.01 ? 15 ? 375876 = 235000

Річне виробництво кормів, т:

(2.45)

= 35,6 ? 220 = 7832

Питомі експлуатаційні витрати, грн/т:

(2.46)

Питомі капітальні вклади, гр/т:

(2.47)

Питомі приведені витрати, гр/т:

(2.48)



Річний економічний ефект кормоцеху, гр:

Е = Q - Р (2.49)

де Q - вартість додаткової продукції, ферми, отриманої за рахунок підвищення продуктивності тварин, які отримують повноцінні кормо-суміші, грн:

Е = 3066 - 34028 = 27292

Q = W ? C_w (2.50)

де W - кількість додаткової продукції, ц;

C_w - ціна додаткової продукції, гр/ц.

Q = 17,52 ? 175 = 3066

Для ферми з відгодівлі молодняка ВРХ та свиней:

W = m ? g ? D_k ? K_w ? 10^-5 (2.51)

де m - поголів'я молодняка, гол;

g - мінімальний середньодобовий приріст, при якому можливе рентабельне виробництво; для корів g=400 г/доб; K_w =0,12; C_w = 175 гр/ц;

W = 1000 ? 365 ? 0.12 ? 400 ? 10^-5= 17,52

Результати розрахунку кормоцеху наводяться в вигляді таблиці.

Таблиця 2.9

Техніко економічні показники кормоцеху

Розмір ферми, корів (голів, основних свиноматок і т. д.)	1000
Продуктивність кормоцеху, т/год	35,6
Сумарна потужність електродвигунів, кВт	79
Обслуговуючий персонал, люд	1
Балансова вартість кормоцеху, гр	375876
в т. ч. обладнання, гр	305676
будови, гр	70200
Річні експлуатаційні витрати, гр	178618
Річні приведені витрати, гр	235000
Питомі витрати праці, людтод/т	0,15
Питомі експлуатаційні витрати, гр/т	22,8
Питомі капітальні вкладення, гр/т	48
Питомі приведені витрати, гр/т	30
Річний економічний ефект, гр	27292

3. Конструкторська розробка

Подрібнювачі коренебульбоплодів повинні:

– забезпечувати якість подрібнення відповідно до зоотехнічних рекомендацій, тобто до такого стану продукту (щодо крупності і рівномірності фракційного складу), при якому коренебульбоплоди можна використати на корм з найбільшою ефективністю;

– бути універсальними, здатними переробляти всі види корене- та бульбоплодів і мати можливість регулювання крупності продукту в межах, достатніх для згодовування всім групам споживачів цих кормів;

– мати достатньо високу продуктивність, щоб за 1--2 год переробляти таку кількість коренебульбоплодів, яка необхідна для разового споживання;

– бути економічними за енергомісткістю;

– добре узгоджуватись із можливостями механізованого завантаження сировини і виведення готового продукту, а також автоматизації процесу кормоприготування;

– мати просту конструкцію, бути надійними і зручними в експлуатації.

3.1 Огляд існуючих технологій подрібнення

Подрібненням називається розділення твердого тіла на частини шляхом додання зовнішніх сил, що перевершують сили молекулярного зчеплення частинок тіла. Результат розділення тіл на частини називається іноді дробленням, помелом, різанням і подрібненням. Термін дроблення використовується в гірничо-рудній промисловості для характеристики попереднього, грубого помелу матеріалів, а в сільському господарстві зв'язаний, як правило, з результатом роботи молоткастих дробарок, що дають багато крупних частинок в кінцевому продукті. Термін різання пов'язаний з розподілом на частини стеблових кормів, коренебульбоплодів за допомогою різних ножових робочих органів.

Для подрібнення коренебульбоплодів використовують машини, які відрізняються за призначенням, принципом подрібнення, конструктивними особливостями. За призначенням це можуть бути спеціальні машини (лише для переробки коренебульбоплодів та подібних їм за властивостями кормів), універсальні (здатні переробляти й інші види кормової сировини) і комбіновані (подрібнення суміщують із виконанням інших операцій, наприклад зі змішуванням).

Спеціальні подрібнювачі безумовно мають кращі показники якості переробки та енергомісткості процесу порівняно з універсальними і комбінованими машинами, оскільки перші в більшій мірі узгоджені з властивостями коренебульбоплодів, вимогами до подрібнення.

За конструкцією робочих органів і характером їх взаємодії з перероблюваним матеріалом до цієї групи машин належать:

– ножові подрібнювачі, в яких переробка коренебульбоплодів відбувається за принципом різання (коренерізки);

– лускоподібні, або терткові, які зішкрібають стружку (коренетерки);

– молоткові та штифтові, що розбивають коренебульбоплоди на частки;

– комбіновані, наприклад, шнеково-ножові, в яких подрібнення здійснюється в результаті поєднання руйнівних факторів (роздавлювання з різанням, різання з перетиранням) -- пастоприготувачі.

Найкращу якість продукту (з малим виділенням соку та утворенням м'язги) при менших витратах енергії забезпечують коренерізки.

Дещо поступаються їм коренетерки. Вказані переваги визначили спеціалізацію машин і обумовили найбільш широке використання, особливо коренерізок, для подрібнення коренебульбоплодів, баштанових та деяких

інших кормів. Коренерізки відзначаються також простотою конструкції, швидкохідністю і високою продуктивністю. Мають широкі можливості регулювання крупності продукту (величиною вильоту леза ножа відносно опорної поверхні, частотою обертання робочого органа тощо). Застосування рекатерів (дек) з цією ж метою супроводжується появою фактора перетирання, який спричиняє утворення м'язги, виділення соку і збільшення енергомісткості процесу.

Коренетерки вимогливіші до стану сировини, ніж коренерізки, особливо стосовно забруднення бадиллям, гичкою та іншими домішками, що в значній мірі стримує їх використання.

Молоткові та штифтові подрібнювачі, а також пастоприготувачі -- це більш універсальні машини, які значно поступаються перед спеціальними щодо якості та енергомісткості і будуть розглянуті окремо.

За конструктивними ознаками коренерізки бувають (рис. 1): дискові (з горизонтальним та вертикальним валами), барабанні і циліндричні (відцентрові). Ефективність (продуктивність, енергоємність) технологічного процесу вказаних машин перш за все залежить від рівня коефіцієнта використання ножів К_н Його величина пропорційно впливає на пропускну здатність різального апарата (продуктивність машини). У цьому відношенні коренерізки можна проранжувати таким чином: горизонтально-дискові (К_н= 0,7...0,8), вертикально-дискові та відцентрові (К_н = 0,3...0,4) і барабанні (К_н = 0,1...0,15).

Оскільки інші критерії та вимоги стосовно розглянутих типів коренерізок знаходяться приблизно на однаковому рівні, переваги за величиною коефіцієнта використання ножів забезпечують перспективність горизонтально-дисковому та відцентровому варіантам.

При цьому слід відзначити, що горизонтально-дисковий варіант завдяки

простоті конструкції і зручності в експлуатації знайшов широке застосування на тваринницьких підприємствах АПК. Відцентрові ж коренерізки за рахунок можливості використання великої кількості ножів у камері подрібнювання здатні забезпечувати дуже високу продуктивність, що сприяло їх поширенню у переробній промисловості, зокрема на цукрових заводах.

Мал 3.1. Типи коренерізок:

а - вертикально-дискова; б - горизонтально-дискова; в - барабанна; г - відцентрова (циліндрична).

У разі механічної силової дії характер напружень, що виникають у перероблюваному матеріалі, обумовлюється видом та інтенсивністю навантажень, спрямованих на матеріал і спричиняючих в ньому ці напруження. І ті й інші визначаються формою та розмірами, положенням і швидкістю переміщення відносно перероблюваного матеріалу тих тіл, які передають навантаження на цей матеріал. У практиці такі тіла називаються інструментом, робочим або виконавчим органом; стосовно подрібнення -- це робочі органи.

За особливостями взаємодії між робочими органами і перероблюваним матеріалом слід виділити такі основні способи подрібнення: роздавлювання, перетирання, розбивання і різання. Загальна суть їх не залежить від характеристик матеріалу, що переробляється. Проте реакція останнього на силові дії при цьому може бути різною. Проаналізуємо основні закономірності кожного із відзначених способів і виділимо найраціональніші можливості їх використання.

Роздавлювання (мал. 3.2, а). Під дією нормальних статичних зусиль N матеріал піддається двобічному стисканню. У ньому виникають внутрішні напруження стискання (у напрямку дії зусилля) та розтягування (у напрямках, перпендикулярних до перших). Якщо внутрішні напруження перевищують межу міцності матеріалу, він деформується у всьому об'ємі і руйнується. Крихкі матеріали при цьому розсипаються (кришаться) на окремі частки, а в'язко пластичні сплющуються, ніби розтікаються в боки.

Перетирання (мал. 3.2, б). У цьому випадку під дією відносно незначних нормальних зусиль перероблюваний матеріал притискається до робочої поверхні або затискується між двома поверхнями, а потім дотичні зусилля Т руйнують його, зміщуючи одні частинки матеріалу відносно інших. У разі перетирання матеріал у більшості випадків також піддається об'ємному деформуванню.

Мал. 3.2. Основні способи подрібнення

а - роздавлювання; б - перетирання; в - розбивання; г - різання

Розбивання (мал. 3.2, в). Руйнування матеріалу відбувається в результаті динамічного навантаження протягом дуже короткого відрізку часу.

Розрізняють зосереджений удар, коли зусилля діє на обмежену ділянку поверхні перероблюваного матеріалу (розміри ударника помітно менші за розміри куска, що руйнується), та розподілений, якщо матеріал піддається деформуванню повністю або ж у великому об'ємі. У першому випадку руйнування матеріалу настає в місцях або площинах локалізації, навантаження і концентрації напружень в результаті розколювання, розривання на частинки. При розподіленому ударі явища нагадують процес роздавлювання, але прискорений у багато разів.

При різанні (мал. 3.2, г) перероблюваний матеріал піддається локальному деформуванню в результаті зусиль, що передаються кромкою (вершина двогранного кута) ножа. Завдяки цій особливості різання є найекономічнішим за витратами енергії способом подрібнення, особливо в разі переробки матеріалів, що відзначаються пружністю та пластичністю.

Інші можливі способи подрібнення за принципом механічної силової дії на перероблюваний матеріал можуть являти собою різновид одного з чотирьох основних способів або який-небудь їх комбінований варіант. Наприклад, розколювання дією клина - це різновид різання, а розколювання шляхом стискування - роздавлювання; розламування - це роздавлювання на не суцільній (двоопорній) основі; розпилювання - різання з перетиранням.

Таким чином, незалежно від способу силової дії безпосереднє руйнування настає від розтягуючих та дотичних напружень у тому випадку, якщо вони перевищують місцеву міцність матеріалу. При цьому дотичні напруження порушують внутрішні зв'язки речовини шляхом зсуву, а розтягуючі ведуть до розривання зв'язків. Деякі вчені зсув також розглядають як особливий випадок непрямого розтягування.

Проте в жодному з розглянутих вище способів подрібнення не здійснюється безпосереднє розтягування перероблюваного матеріалу. В практиці подрібнення розривні напруження в матеріалі звичайно виникають більш складним шляхом від нормальних (стискування) та дотичних зусиль. І цілком закономірно, що чим складніший механізм перетворення прикладених зусиль в елементарні руйнівні напруження в перероблюваному матеріалі, тим нижче енергетичний коефіцієнт корисної дії прийнятого способу подрібнення.

Із опору матеріалів відомо, що міцність їх залежить не тільки від величини, але й від характеру напруженого стану.

Наприклад, багато твердих ізотропних тіл витримують без руйнування дію навіть дуже високого однакового всебічного навантаження, якщо воно спрямоване на ущільнення матеріалу. Проте ті ж тіла часто руйнуються при значно менших напруженнях розтягування або зсуву. Звідси виходить, що для різних матеріалів не в однаковій мірі підходить, а іноді і не підходить той чи інший спосіб подрібнення.

Крім того, різні способи силової дії (подрібнення) стосовно до одного й того ж матеріалу забезпечують неоднакові характерні форми часток і фракційний склад продукту. Так, дуже тонке подрібнення (до пиловидного стану) простіше здійснювати шляхом розтирання, дещо складніше - в результаті розбивання з підпорою чи роздавлюванням. Різання та вільні удари забезпечують відносно крупне подрібнення з малим утворенням пиловидної фракції. Причому подрібнення високошвидкісними ударами дозволяє одержувати рівномірніший фракційний склад продукту, ніж за допомогою ударів, що наносяться з низькою швидкістю або в результаті статичного руйнування.

3.2 Зоотехнічні вимоги до подрібнення коренебульбоплодів

Продукцію тваринництва одержують переважно за рахунок використання кормових ресурсів рослинного походження (власного виробництва чи на основі кооперування з кормовиробничими підприємствами). Для цього колективні, державні і фермерські господарства вирощують зернофуражні культури, коренебульбоплоди, а також однорічні і багаторічні трави на зелену масу, силос, сінаж та сіно.

З метою забезпечення високоефективного використання поживної цінності більшість кормів необхідно заготовляти і готувати до згодовування відповідно до діючих стандартів або зоотехнічних вимог, які враховують фізіологічні особливості тварин або птиці. Сутність цих вимог полягає у наступному.

Збирати кормові культури необхідно в період, коли вони мають найбільшу врожайність та поживну цінність. Якість кормів визначається не лише їх поживною цінністю, а й наявністю або відсутністю) в них баластних, некорисних чи інколи навіть шкідливих включень. Останні можуть спричиняти травмування чи отруєння споживачів, знижувати ефективність роботи та надійність технологічного обладнання.

Для попередження таких явищ корми в процесі підготовки до згодовування очищають. Допустимий ступінь залишкового забруднення залежить від виду кормів, а також характеру включень та їх можливих наслідків. Так, домішки землі не повинні перевищувати 1-2%, піску - 0,3-1%, металеві домішки розміром до 2 мм з незагостреними краями - 30мг на 1 кг корму, насіння отруйних трав - 0,25 %.

Для високоефективного використання кормів важливим є забезпечення оптимальної крупносгі кормових часток, що залежить від біологічного виду та віку тварин і птиці, а також від виду кормової сировини й характеру використання кормів (згодовування роздільне чи в складі кормових сумішей, у розсипному стані чи у вигляді гранул або брикетів). З цією метою кормову сировину перед згодовуванням подрібнюють.

Доведено, що готувати комбікорми для свиней необхідно з інгредієнтів дрібного (середній розмір частинок - 0,2-1 мм) помелу, а для великої рогатої худоби і птиці - середнього (1-1,8 мм) та крупного (1,8-2,6 мм). Грубі корми для свиней слід переробляти до розміру частинок 1-2 мм, для великої рогатої худоби - на січку завдовжки 30-50 мм при роздільному згодовуванні і 10-15 мм у складі кормових сумішей.

Таблиця 3.1

Зоотехнічні вимоги до параметрів кормових сумішей

Показник	Для ВРХ	Для свиней
Вологість,%	До 75	60-80
Рівномірність змішування, % не менше	80	90
Допустимі відхилення (за масою) вмісту компонентів у суміші, %:
грубі, соковиті	±10	±10
концентровані	±5	±5
кормові дріжджі	±2,5	±2,5
рибні	-	±5
молочні	±5	±5
поживні розчини	±5	±5
мінеральні добавки	±5	±5
харчові відходи	-	±5

Коренебульбоплоди перед згодовуванням (не раніше як за 1,5-2год) рекомендується подрібнювати на частинки розміром 5-10 мм для свиней і на стружку завтовшки 10-15 мм для великої рогатої худоби.

Готові кормові суміші повинні задовольняти зоотехнічним вимогам, наведеним у таблиці 3.1.

3.3 Аналіз існуючих машин та обладнання для подрібнення коренебульбоплодів

Коренерізка КПИ-4 призначена для подрібнення коренеплодів. Вона складається з приймальної камери, до бокової стінки якої приварена протирізальна пластина, верхнього диска з горизонтальними ножами, змінних дек, середнього диска з вертикальними ножами, нижнього розвантажувального диска, рами та електропривода.

Машина може працювати в кількох режимах:

– на валу встановлюють розвантажувальний диск та диск з ножем № 8 і використовують деку без зубів. У цьому разі коренеплоди подрібнюються на кусочки товщиною до 10 мм;

– на верхньому диску замість ножа № 8 встановлюють ніж № 5. При цьому одержують кусочки товщиною до 7 мм;

– на валу додатково встановлюють середній диск з вертикальними ножами, а на верхньому диску -- ніж № 8 і використовують деку із зубами. Одержують пасту з частинками розмірами до 3-5 мм;

– так як у попередньому варіанті, але на верхньому диску замість ножа № 8 встановлюють ніж № 5. Паста матиме розмір часток до 1-2 мм.

Машина призначена для автономного використання і не має захисного пристрою від потрапляння каміння.

Подрібнювач соковитих кормів ИКС-5М (мал. 3.3) призначений для миття і подрібнення коренеплодів. Він має приймальний бункер 1, у нижній частині якого є камене-вловлювач 2, гвинтову мийку 3, зрошувач 4, барабан-подрібнювач 6, деку 7, водяний насос 8, ванну для води і два електроприводи 5 і 10. У процесі роботи коренеплоди завантажувальним транспортером подаються в бункер і потрапляють у воду, де відбувається відмокання часток землі. Шнек забирає коренебульбоплоди і транспортує вверх до подрібнювача. При цьому коренебульбоплоди інтенсивно труться об стрічку і трубу шнека та між собою. Крім того, в процесі транспортування вони обмиваються чистою водою із зрошувача.