Усовершенствование конструкции шнекового транспортера для уборки экскрементов крупного рогатого скота

ВВЕДЕНИЕ 7
РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. 9
1.1Физико–механические свойства навоза. 9
1.2 Технологии и технические средства уборки и переработки навоза 12
1.3 Технические средства для удаления навоза. 16
1.4 Анализ технологического процесса уборки навоза 22
шнековыми (винтовыми) навозоуборочными транспортерами. 22
1.5 Патентный поиск. 23
Выводы по разделу. Задачи исследования. 27
РАЗДЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УБОРКИ НАВОЗА ШНЕКОВЫМ ТРАНСПОРТЕРОМ. 28
2.1 Совершенствование эколого-безопасной утилизации навозной массы. 28
2.2 Принципиальная технологическая схема процесса уборки навоза на базе шнекового транспортера. 31
2.3. Проектирование производственной линии уборки и утилизации навоза. 32
2.3.1 Сбор и удаление навоза из животноводческих помещений. 33
2.3.2.Современная схема и технология уборки и утилизации навоза 35
2.4 Обоснование методики по определению выхода экскрементов от коров. 36
РАЗДЕЛ 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. 42
3.1 Программа экспериментальных исследований. 42
3.2 Методика и приборы для определения характеристик 42
рабочих органов шнекового транспортера. 42
3.3. Методика расчета шнекового транспортера 44
3.3.1. Обоснование основных параметров шнекового транспортера 44
3.3.2. Методика расчета привода шнекового транспортера. 47
3.3.3. Методика расчета заготовок витков. 48
3.4 Методика обработки результатов экспериментальных исследований. 49
3.5 Методика экспериментальных исследований шнекового транспортера. 52
РАЗДЕЛ 4.РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. 56
4.1 Определение выхода навозной массы. 56
4.2 Определение перемещения частицы винтовым элементом по плоскости. 57
4.3 Нахождение рабочей площади винтовой поверхности. 62
4.4 Определение производительности рабочего органа при транспортировании навозной массы. 64
РАЗДЕЛ 5. ОБРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ. 67
5.1 Технология уборки экскрементов. 67
5.2 Расчет экономической эффективности шнекового транспортера. 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 75
ПРИЛОЖЕНИЕ. 78

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. В Российской Федерации сектор животноводства играет важную роль в расширении экономического потенциала сельскохозяйственного сектора.
Механизация и автоматизация животноводства в сельском хозяйстве направлена на разработку и внедрение ресурсосберегающих технологий и технических средств, которые позволят производителям создавать более дешевое и качественное оборудование, способное улучшить экологию животноводства. Существующей проблемой у животноводческих ферм является невозможность поточной обработки навоза и удаления навозной жижи. Кроме того, доступные в настоящее время технологии и технические средства не в полной мере соответствуют требованиям зоологии и агрохимикатов, а из-за технической эксплуатации наблюдается высокий расход металла и высокая потребляемая мощность. В данной диссертации рассматривается разработка инновационной многофункциональной поточной технологической линии для обеспечения высокого технического уровня очистки фекалий на животноводческих комплексах и значительного снижения энергозатрат на технологические процессы как с теоретической, так и с практической точек зрения. В результате длительного поиска оптимальных конструктивных элементов, обеспечивающих эффективное удаление фекалий и мочи, был выбран усовершенствованный шнековый транспортер.
Главной особенностью любой промышленной технологии является значительное сокращение трудозатрат и затрат на единицу продукции. Поэтому промышленными технологиями можно назвать только те технологии, которые на определенном этапе гарантируют производство высококачественной продукции при минимально возможных (или даже близких к ним) удельных трудозатратах. Поэтому промышленными технологиями можно назвать только те технологии, которые гарантируют производство высококачественной продукции с минимально возможными удельными трудозатратами.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1Физико–механические свойства навоза.
Физические и механические свойства суспензий невозможно проанализировать без изучения существующего оборудования и энергосберегающих технологий удаления суспензии. Жидкие материалы состоят из структурированных крупнодисперсных систем, которые могут быть оценены по двум реологическим показателям (напряжение сдвига ?, Па и динамическая вязкость ?, Па-с). Физические и механические свойства суспензии очень важны и определяют выбор технологического оборудования, пропускную способность и энергозатраты.
Фракционный состав и выход кала и мочи. Фекальная моча состоит из сложной полужидкой многофазной системы, состоящей из твердых веществ, жидкостей и газов. Вода составляет большую часть кала и мочи.
Количество жидкого компонента определяет содержание влаги в кале и моче, а количество твердого компонента определяет количество сухого вещества. Не содержащий подстилки (чистый) навоз имеет по существу однородную фракцию, например, средний размер частиц свиного навоза может находиться в диапазоне от 0,63 до 1,24 мм.
Количество компонентов жидких веществ у крупного рогатого скота толщиной более 20 мм в фекальном резервуаре составляет в среднем 33 на 1 куб.м3, а в канале - 29.В свинарнике количество одного и того же компонента составляет 846 штук. Он содержит компоненты длиной более 100 мм, которые часто засоряют устройство для удаления жидких веществ. Свиной помет содержит около 8%, коровий - более 30% длинномерных ингредиентов.
Влажность навоза. Основным показателем удобрительного сырья является влажность. Содержание влаги напрямую связано практически со всеми факторами, влияющими на физико-механические свойства суспензии.
То есть начальное содержание влаги в экскрементах, количество внесения и тип подстилки, начальное содержание влаги - это такой фактор, как принятая система обработки навоза.
В таблице 1.1 представлена исходная содержание влаги в кале и моче разных видов скота.
Содержание влаги в навозном материале, получаемого на любом агропромышленном комплексе, рассчитывается по формуле:

где Wэ–содержание влаги в навозном материале, %;
Рп–содержание подстилочного материала в навозе, %;
Wп–первичное содержание влаги в подстилочном материале, %;
Рв – количество в навозном материале воды, вносимой в ходе очистки в
помещениях, %.
Для бесподстилочной жидкой навозной массы среднее содержание влаги можно рассчитать по формуле, предложенной И.Н. Бащановым и
И.И. Лукьяненковым.

где Gэ – масса твердых и жидких навозных материалов, кг;
Wэ – содержание влаги в навозном материале, %;
В – масса воды, поступившей в навозный канал при мойке оборудования и из поилок, кг;
Всм – масса воды, израсходованной на смыв навозного материала из каналов, кг.
Таблица 1.1-Первоначальное содержание влаги кала и мочи.

Плотность навоза. Плотность навоза напрямую связана с рядом факторов, таких как размер частиц, доля различных фракций, тип, влажность, степень разложения навоза, а также качество и количество подстилки. В таблице 1.2 представлена плотность подстилки и навоза. Плотность твердого помета крупного рогатого скота составляет от 1010 до 1100 кг/м3 , у свиней-от 1100 до 1170 кг/м3, а плотность сухого вещества навоза свиней-от 1280 до 1320 кг/м3 . Плотность суспензии варьируется в широком диапазоне от 400 до 1010 кг / м3.
Коэффициенты статического трения и скольжения. Коэффициент трения при скольжении во многом зависит от шероховатости и качества укладочного материала. Немного более грубая деревянная поверхность будет иметь коэффициент трения на 20-30% выше, чем у такой же поверхности на конвейере.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Азизов С.П., Бибиков Ф.А., Гайдаш Н.И. Организация уборки,
утилизации и использования навоза на крупных животноводческих фермах
промышленного типа./ – СКНИИЖ. – Краснодар, 1976. – С.10…15.
2. Акимов М.И. О движении тяжелой точки по винтовой линии на
шероховатой поверхности / Зап. Ленинградского горного института. Т.10, вып.1. –Л., 1936.
3. Агасарян, А.Д. Исследование и разработка рациональной технологии чистки стойл, уборки – удаления навоза из животноводческих помещений с применениемэлектромобильной навозоуборочной установки / А.Д. Агасарян // Автореф. дисс.… к. т. н. – Ереван: 1975. – 23 с.
4. Арбузов, И.П. Исследование процесса перемещения кормов штанговыми транспортерами / И.П. Арбузов // Автореф. дисс. … к. т. н. – М.: 1965. – 22 с.
5. Анисимов А.М. Экономические показатели способов уборки навоза //
Техника в сельском хозяйстве. – 1979. – № 2. – С.25…27.
6. Антонов А.П. Ближайшие задачи механизации уборки, утилизации и
использования навоза // Науч. тр. ВНИИМЖ. – Подольск, 1983. – С.3…8.
7. Барышников, В.Ф. Исследование технологического процесса работы кареточно-скреперного транспортера для удаления навоза из коровника / В.Ф. Барышников //Автореф. дисс. … к. т. н. – Челябинск: 1970. – 29 с.
8. Басыров, В.С. Совершенствование технологической линии уборки и транспортировки навоза в помещениях для содержания крупного рогатого скота на 50-100 голов / В.С. Басыров // Дисс. … к. т. н. – Саранск: 2004. – С.
9. Балденко Д.Ф., Зорин В.Н. Некоторые вопросы кинематики одновинтового насоса // Машины и нефтяное оборудование. – 1970. – № 3. –С.14…16.

Весь текст будет доступен после покупки