Механическое устройство барабанного типа для чёски пуха коз

Механическое устройство барабанного типа для чёски пуха коз

A.В. Ваньков, аспирант,

B.Д. Поздняков, д.т.н., профессор, Оренбургский ГАУ

В последние годы наметилась тенденция к возрождению отрасли пухового козоводства, во многих хозяйствах России поголовье коз из года в год увеличивается. Указ, подписанный Президентом России в 2008 г. на собрании глав крупных сельскохозяйственных предприятий, направленный на развитие сельскохозяйственного производства, козоводства в частности, придал дополнительный импульс развитию отрасли.

Основной проблемой развития козоводства является низкий уровень механизации и автоматизации в отрасли [1]. В большинстве случаев (до 95%) на сегодняшний день используется ручной способ вычёсывания. Разработанные механические средства для вычёсывания пуха (ленточного типа, вибрационная машинка) травмируют кожный покров животного и пухового волокна. Пух, накапливаемый на зубьях при чёске, приходится снимать вручную, что снижает производительность труда.

Перспективным направлением совершенствования процесса вычёсывания пуха является разработка механических средств, учитывающих анатомо-морфологические и физиологические особенности животного, способных снизить риск травмирования кожного покрова животного, минимизировать силовое воздействие оператора на животное, обладающих механизмом автоматического съёма вычесанного пуха с вычёсывающих элементов [2].

Проблемность рассматриваемого процесса заключается, во-первых, в неоднозначности объектов обслуживания: размеры, формы, реакция на наносимые раздражения, во-вторых, в неравномерности созревания пуха на различных участках кожного покрова, в-третьих, технология вычёсывания пуха предусматривает вначале удаление с поверхности покрова механических включений, затем расчёсы-вание «косичек» и только в конце непосредственное вычёсывание пуха [3].

Изложенные выше особенности требуют разработки и внедрения в производство новых, усовершенствованных технологий и технических средств, которые позволят снизить себестоимость получаемой продукции, повысить её качество и существенно увеличить производительность труда.

Механические средства для вычёсывания пуха должны удовлетворять следующим требованиям [4, 5]:

использование механических устройств должно исключать травмирование пуха и кожных покровов животного или сводить его к минимуму;

применение механических устройств для вычёсывания пуха должно облегчить физический труд оператора и сократить время обслуживания объекта, повышая производительность труда исполнителя;

механическое устройство должно удовлетворять требованиям безопасности, предъявляемым при работе в козоводстве;

технология механического вычёсывания пуха должна быть как трудосберегающей, так и энергосберегающей.

Для решения этой проблемы нами была поставлена цель — повышение эффективности процесса вычесывания пуха. Объект исследования — процесс механической чёски пуха коз.

Предметом исследования являются закономерности, характеризующие взаимодействие активных элементов устройства для вычёсывания пуха с шёрстно-пуховым покровом.

Исходя из вышеперечисленного технология ручного вычёсывания пуха коз может быть реа-

Рис. - Механическое устройство для чёски пуха коз барабанного типа:

I - вычёсывающий элемент; 2 - вычёсывающий барабан; 3 - подвижный съёмник пуха; 4 - барабан съёмников пуха; 5 - воздушный пухозаборник; 6 - турбина; 7 - электропривод; 8 - редуктор; 9 - приводные шкивы; 10 - приводной ремень;

II - ограничители; 12 - рукав сбора пуха; 13 -планчатый пухосъёмник; 14 - мешок; 15 - фильтр; 16 - ручка

1. Параметры механического пуховычёсывающего устройства барабанного типа

Показатель Значение

Диаметр вычёсывающего элемента (зуба) Угол вхождения вычёсывающего элемента (зуба) в шёрстно-пуховой слой животного Абсолютная скорость движения вычёсывающего элемента (зуба) Скорость вращения барабана Линейная скорость подачи устройства по животному 2-3 мм 30-35° 0,55-0,65 м/с 0,5-0,7 м/с 0,008-0,012 м/с

лизована в механическом пуховычесывающем устройстве, удовлетворяющем анатомическим и морфологическим особенностям животного [6, 7], биомеханическим и физиологическим показателям оператора.

На рисунке изображено спроектированное механическое пуховычесывающее устройство барабанного типа.

Работает устройство следующим образом. Оператор подключает устройство к источнику питания и согласно правилам чески начинает проводить устройством вычесывание пуха у животных. Во время работы с животным контактируют только вычесывающие элементы и ограничители, регулирующие глубину захода вычесывающих элементов. Далее пух с вычесывающих элементов собирается съемниками, которые вращаются во встречном направлении. Пластинчатый пухосъемник собирает вычесанный пух с вращающегося барабана съемников пуха, который под действием силы тяжести и воздушной тяги поступает в рукав сбора пуха. Далее пух, увлекаемый воздушной тягой, остается в пухосборном мешке. Перемещению пуха в корпус устройства препятствует воздушный фильтр.

Для работы устройства необходимо составить энергетический баланс, который будет характеризовать процесс чески пуха:

где Ft — сила трения зуба о пухо-шёрстный слой (Н);

^1 — окружная скорость зубьев на вычёсывающем барабане (м/с).

*

где т

бар

V /

— масса пухосъёмного барабана (кг);

тп — масса транспортируемого пуха (кг);

/ — приведенный коэффициент трения;

(12 — диаметр пухосъемного барабана (м); ю2 — угловая скорость пухосъемного барабана

(1/с).

.

где N — мощность в опорах вычёсывающего барабана (Вт);

N — мощность на вычёсывание (Вт);

N — мощность на транспортировку пуха (Вт); N — мощность, затрачиваемая на перемещение зубьев в пухо-шёрстном слое (Вт);

^ — механический КПД вычёсывающего устройства.

где Fon — сила на опоре (Н);

/ — приведённый коэффициент трения;

<!1 — диаметр вычёсывающего барабана (м); ю1 — угловая скорость вычёсывающего барабана (1/с).

,

-

J ..г,

где / — приведённый коэффициент трения;

ту — масса пуховычёсывающего устройства (кг); г>п — скорость подачи пуховычёсывающего устройства (м/с).

Анализ литературы и работ по чёске пуха коз, а также полученные результаты наших экспериментальных исследований показывают, что механическое пуховычёсывающее устройство должно удовлетворять определённым параметрам работы, которые позволят сохранить качество вычесанного пуха и избежать травмирования животных (табл.). Соответствие интервалов значений полученных параметров механического пуховычёсывающего устрой -ства позволит получить экономическую эффективность и практическую пользу от его внедрения.

Предполагается, что при таких рабочих параметрах механическое пуховычёсывающее устройство позволит сократить время вычёсывания одной козы до 12—15 мин. (при 30—40 мин. ручным гребнем) и увеличить производительность (количество вычесанных коз за смену) до 20—25 голов (при 8—10 гол. очёсывания ручным гребнем).

Литература

1. Физиология сельскохозяйственных животных / под ред. Н.А. Шманенкова. Л.: Наука, 1977. 564 с.

2. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 2004. 624 с., ил.

3. Губинский А.И., Евграфов В.Г. Эргономическое проектирование судовых систем управления. М.: Судостроение, 1977. 244 с.

4. Мендельсон Д.А. Новые данные в химии белков волоса. М., 1964.

5. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. Ч. 1 / под рук. к.т.н. А.В. Шпилько. М.: ГП УСЗ Минсельхозпрода России, 1998. 219 с.

6. Поздняков В.Д. Повышение надёжности и эффективности функционирования операторов механизированных процессов животноводства: дисс. ... докт. техн. наук. Оренбург, 2006. 350 с.

7. Тимошенко Н.К., Абонеев В.В. Рынок шерсти: состояние и перспективы // Овцы, козы, шёрстное дело. 2006. № 3. С. 4.