Технологические механизированные средства обслуживания частных ферм и коллективных фермерских хозяйств

УДК 631.363

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СРЕДСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЧАСТНЫХ ФЕРМ И КОЛЛЕКТИВНЫХ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ

И.И. Воронцов1

Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики, 192171, Санкт-Петербург, ул. Седова, дом 55/1

Обоснованы технологии и средства механизации, предназначенные для реализации процесса смешивания кормов, разработаны новые технические решения, влияющие на качество кормосмеси и энергоемкость данного процесса. Результаты могут быть использованы для обоснования конструктивных и технологических параметров рабочих органов шнековых раздатчиков-смесителей кормов.

Ключевые слова: компоненты кормов, кормосмесь, раздатчик-смеситель, шнеки, лопасть-нож смесителя.

Механизация приготовления и раздачи кормов в животноводстве занимает особое место в системе технических средств для обслуживания животных. Уровень механизации приготовления и раздачи кормов в настоящее время несколько ниже механизации других процессов (доение коров, уборки навоза, водоснабжения и поения). Он составляет 58% на фермах крупного рогатого скота и 70% в свиноводстве.

В течение многих лет, как правило, главное внимание уделялось внедрению механизации на фермах с высокой концентрацией скота (на 350 - 400 и более коров), фермы же с меньшим поголовьем считали неперспективными, и для них почти не производили необходимый комплект машин. Однако до сих пор большое количество ферм имеет небольшие размеры.

Так, например, в Нечерноземной зоне РФ многие фермы рассчитаны на 50150 коров и 500 - 3000 голов свиней. На них производится 8 - 10 % молока и почти 40% свинины.

Для повышения эффективности существующих небольших ферм коллективных и крестьянских (фермерских) хозяйств разработана система мер по увеличению производства продукции животноводства, снижению трудовых и материальных затрат. В этой системе мер одно из ведущих мест занимает механизация трудоемких

процессов и, прежде всего, по приготовлению и раздаче кормов. В то же время вышеуказанных машин и механизмов, достаточно эффективных и полностью удовлетворяющих зоотехнические требования, крайне недостаточно.

На небольших и средних фермах крупного рогатого скота, а также на фермах коллективных и крестьянских (фермерских) хозяйств, где строительство кормоцехов нецелесообразно ни с технологической, ни с экономической точек зрения, а доставка готовых кормосмесей затруднена или не выгодна, следует применять универсальные мобильные технические средства по приготовлению и раздаче кормов и кормосмесей.

Раздачу кормов крупному рогатому скоту осуществляли и осуществляют преимущественно мобильными раздатчиками КТУ-10 и РММ-5 с приспособлением ПКТУ-10 и ПРММ-5 для дозированного внесения в кормосмесь комбикормов.

Существуют также трехшнековые раздатчики кормов РСП-10 и АРС-10, а СК-10 - стационарный вариант, предназначенные для приема компонентов кормов, их смешивания, транспортировки и равномерной раздачи полученной кормо-смеси животным.

Однако для использования кормораздатчиков и раздатчиков-смесителей не-

обходимо иметь и машины, осуществляющие погрузку и измельчение кормов, а это дополнительные энергетические, материальные и трудовые затраты.

Анализ тенденций развития техники в различных отраслях народного хозяйства и имеющихся способов и устройств по заготовке кормового сырья, хранению, переработки в полнорационные кормовые смеси, а также их транспортировку к месту скармливания и дозированную раздачу в кормушки животным на малых фермах и фермерских хозяйствах показывает, что одним из направлений, отвечающих поставленной задаче, является применение мобильных кормоприготовительных агрегатов и установок многофункционального действия, которые бы выполняли комплекс операций.

Проводимая реформа агропромышленного комплекса Российской федерации обострила имевшиеся ранее проблемы в развитии кормовой отрасли в животноводстве.

Сельскохозяйственные товаропроизводители, поставленные в условия свободного предпринимательства, были вынуждены переориентироваться на производство несколько более рентабельной продукции растениеводства и сворачивать производство убыточной продукции животноводства.

Сокращение численности скота в условиях нарушения кормовой технологией сопровождалось значительным снижением среднесуточных привесов, среднего веса реализованных на убой животных, надоев молока, настрига шерсти, яйценоскости, существенно вырос падеж всех видов скота и птицы.

По оценке Центра экономической коньюктуры РФ расход всех видов кормов скоту и птице снизился в 1,6 раза.

Сложившаяся обстановка в животноводстве нашей страны вызывает большую тревогу и озабоченность, требует серьезного анализа и определения страте-

гии и техники в развитии отдельных отраслей.

Было бы ошибочным называть производство кормов одной из главных причин упадка сельского хозяйства всех направлений. Такие мероприятия как хранение, приготовление и раздача кормов имеет важнейшее значение.

В связи с этим, стали формироваться новые подходы к изданию средств механизации в условиях товарно-денежной экономики, в рамках которых должны удовлетворяться сформированные требования.

Наиболее благоприятными с точки зрения использования генетического потенциала животных являются такие условия кормления, когда рацион сбалансирован по всем питательным веществам. Для этого нужно контролировать до 30 элементов питания.

Сбалансированные по питательности кормовые смеси лучше перевариваются, исключая возможность выборочного поедания животными отдельных кормов, уменьшаются их потери. Оптимальные рационы с большим удельным весом грубых кормов способствует увеличению содержания в молоке белка, снижению заболеваемости животных, полному использованию генетического потенциала высокопродуктивных коров и повышению общей продуктивности стада.

Сбалансированные кормовые смеси обеспечивают повышение надоев на 6% в день. В ходе исследований полнорационные кормовые смеси готовили и раздавали с применением мобильных кормоприготовительных агрегатов.

На мировом рынке сельскохозяйственной техники разнообразные машины для приготовления и раздачи кормов.

Основными тенденциями кормораздатчиков, развития конструкций остаются их универсализация, расширение функциональных возможностей с целью выполнения всех операций по погрузке, измельчению, смешиванию и раздачи кормовых

смесей одним агрегатом при обслуживании одним оператором-водителем.

Все многообразие кормораздаточных средств можно условно подразделить на три группы:

- мобильные битерного типа с традиционной конструктивной схемой;

- навесные, полунавесные, полупри-цепные с устройством для самопогрузки (погрузчики-кормораздатчики);

- раздатчики-смесители.

Поэтому разработка и создание для малых ферм, фермерских хозяйств и крестьянского подворья универсальных машин, агрегатов, которые бы обеспечивали самозагрузку кормов из хранилищ, очистку и резку корнеплодов, измельчение стебельчатых кормов, равномерное перемешивание компонентов, транспортировку к месту скармливания и дозированную раздачу животным готовой кормосмеси, актуальны и имеют важное народнохозяйственное значение.

В связи с этим, были предложены новые конструкторские решения по созданию мобильного кормоприготовительного агрегата, которые подтверждены авторскими свидетельствами № 1493198,

1724129 и патентами № 1800946, 1814506, 1818028, 1828393, 2063128, 2070401, по отдельным из них проведена производственная проверка.

Учитывая, что на малых фермах, фермерских хозяйствах и личного подворья загрузка кормораздатчиков и раздатчи-ков-смесителей представляет определенные затруднения, т.к. для этого требуется дополнительный агрегат и оператор-водитель. Поэтому конструктора попытались совместить эти операции в одном агрегате (рис.2 - 3).

Достоинством самозагружающегося кормораздатчика (рис.1 ) является то, что он производит измельчение, преимущественно, стебельных кормов, загрузку их в кузов, который может опускаться и подниматься, смешивание компонентов, входящих в смесь осуществляется в процессе выгрузки битерами.

Недостатки кормораздатчика заключаются в следующем: при загрузке кормов поочередно не происходит послойного равномерного распределения их по длине кузова, а следовательно, и смешивание в процессе выгрузки выполняется неравномерно.

датчик: 1 - кузов; 2 - механизм выдачи; 3 -телескопическая стрела; 4 - фрезерный барабан; 5 - грабельная решетка; 6 - тележка; 7 -продольный транспортер; 8 - битер.

Достоинство погрузчика-раздатчика кормов (рис.2) заключается в обеспечении повышения качества приготавливаемого корма, а также сокращение затрат труда на его приготовление путем расширения функциональных возможностей (загрузку, измельчение и смешивание компонентов смеси) данной машины.

Недостатком данного погрузчика-раздатчика является то, что два шнека, установленные горизонтально, не могут обеспечить достаточное качество смешивания компонентов кормосмеси даже при поднятом бункере.

Измельчитель-раздатчик итальянской фирмы «Беко» (рис.3) оборудован автономной системой, управляющей вращением и остановкой (при перегрузке) бункера, захватом, подъемом и опусканием дефлектора (для выезда в коровник или овчарню с низким потолком), подъемом и опусканием кормораздающего ленточного транспортера и вращением его валов.

Способ приготовления кормовой смеси в мобильном кормоприготовительном агрегате по патенту № 1828393 отличается от рассмотренных тем, что осуществляется последовательная подача и внедрение одного компонента корма в другой, затем внедрение последующего компонента уже в смесь двух компонента до смешивания всех компонентов кормов.

Прицепной мобильный кормоприготовительный агрегат (рис.4) разработан для малых ферм, фермерских хозяйств и личного подворья (по патенту № 1828393) и предназначен для агрегатирования с тракторами МТЗ-80/82 и МТЗ-100/102 (МТЗ-80/52, ЮМЗ-6Л/6М. Он предназначен для самозагрузки кормов из хранилищ, очистки (мойки) и резки корнеплодов, измельчения стебельчатых кормов, равномерного перемешивания компонентов, транспортировки к месту раздачи и дозированной раздачи готовой кормосмеси в кормушки животным. Эксплуатация агрегата может производиться внутри помещений, где ширина кормового прохода не менее 2,2 м, высота ворот не менее 2,1, ширина ворот не менее 2,6 м и высота кормушки не более 750 мм, а также на откормочных площадках вне помещений при раздаче кормовых смесей в кормушки, а также вне помещений с температурой окружающего воздуха от минус 300С до плюс 400С.

Кормоприготовительный агрегат включает бункер-смеситель 1 (рис.5 - 7), бункер стебельчатых кормов 2, бункер-корнеплодов 3 (рис.6), делитель 4, измельчитель стебельчатых кормов 5, измельчитель корнеплодов 6, шкаф цепных передач 7 (рис.5), погрузчик 8, шасси 9 и выгрузной транспортер 10.

Бункер-смеситель 2 включает горизонтально установленные шнеки, верхние шнеки 11 расположены у боковых стенок бункера-смесителя 1, а нижний выгрузной шнек 12 - в его днище 13. Длина навивки спирали верхних шнеков 11 выполнена

Рисунок 2 - Погрузчик-раздатчик кормов: 1

- бункер; 2 - рама; 3 - колесо; 4 - днище; 5,6 -шнек; 7 - стрела; 8,9 - боковая стенка; 11 -фрезерный барабан; 12 - скребок; 13 - выгрузное окно; 14 - заслонка; 15 - выгрузной транспортер; 16 - опора; 17 - гидроцилиндр; 18 - гидромотор; 19 - привод

Достоинство измельчителя-

раздатчика заключается в том, что он выполняет следующие операции: забора, погрузки, измельчения, смешивания, транспортировки и раздачи кормов и кормосме-сей одним оператором-водителем тем самым позволяет исключить трактор на погрузке и трактор с кормораздатчиком на раздаче кормов.

Недостатком измельчителя-

раздатчика является то, что все названные выше операции выполняются в большей степени со стебельчатыми кормами

Рисунок 3 - Измельчитель-раздатчик итальянской фирмы «8еко»: 1 - шасси; 2 - погрузчик; 3 - бункер; 4 - дифлектор; 5 - выгрузной патрубок; 6 - швырялка; 7 - измельчитель; 8 -привод

меньшей, чем длина их валов. В боковой стенке бункера-смесителя 1 выполнено выгрузное окно 14 с заслонкой 15.

Рисунок 4 - Мобильный кормоприготовительный агрегат

Бункер стебельчатых кормов 2 включает дозирующий шнек 16, имеющий противоположные навивки. В днище бункера-питателя стебельчатых кормов 2 выполнено окно 17. Под окном 17 установлен измельчитель стебельчатых кормов 5 с противорежущей пластиной 18. Измельчитель 5 получает вращение со шкафа цепных передач 7 посредством натяжного устройства 19, ременной передачи 20 и обгонной муфты 21.

Бункер-питатель корнеплодов 3 включает мойку 22 состоящую из полого вала 23, на котором жестко установлены пальцы 24 по винтовой линии.

На конце полого вала 23 установлена швырялка 25, рабочим органом которой является лопасти 26. В боковой стенке бункера-накопителя корнеплодов 3 в зоне расположения швырялки 26 выполнено окно 27 с направляющим рукавом 28. Под направляющим рукавом 28 установлен измельчитель корнеплодов 6 с противоре-жущей пластиной 18. Измельчитель корнеплодов 6 получает вращение со шкафа цепных передач 7 посредством натяжного устройства 19, ремённой передачей 20 и обгонной муфты 21.

Рисунок 5 - Мобильный кормоприготовительный агрегат: 1 - бункер-смеситель; 2 -

бункер-питатель стебельчатых кормов; 7 -шкаф цепных передач; 8 - погрузчик; 9 - шасси; 10 - выгрузной транспортер; 11,12 - шнеки; 13 - днище; 14 - выгрузное окно; 15 - заслонка; 16 - дозирующий шнек; 17 - окно; 34,35 -карданная передача; 36 - храповая муфта; 37,38 - опоры.

Рисунок 6 - Мобильный кормоприготовительный агрегат: 3 - бункер-питатель корнеклубнеплодов; 4 - делитель; 5 - измельчитель стебельчатых кормов; 6 - измельчитель корнеклубнеплодов; 27 - окно; 18 - противорежущая пластина; 19 - нотяжное устройство; 20 - ремонтная передача; 21 - обгонная муфта; 22 -мойка; 23 - полый вал; 24 - пальцы; 25 - швы-рялка; 26 - лопатка; 28 - направляющий рукав

Между бункером накопителем стебельчатых кормов 2 и бункером накопителем корнеплодов 3 выполнен делитель 4,

который жёстко закреплён на валу 29 (рис. 7), а к валу 29 жёстко прикреплён рычаг 30. вал 29 делителя 4 установлен в шарнирах 31.

Перевод делителя 4 из положения I в положение II и обратно выполняют под действием гидроцилиндра 32, который посредством шарниров 33 соединены с рычагом 30, а последний жёстко закреплён на валу 29 делителя 4. Между бункером накопителем стебельчатых кормов 2 и бункером накопителем корнеплодов 3 выполнен делитель 4, который жёстко закреплён на валу 29 (рис. 7), а к валу 29 жёстко прикреплён рычаг 30. вал 29 делителя 4 установлен в шарнирах 31. Перевод делителя 4 из положения I в положение II и обратно выполняют под действием гидроцилиндра 32, который посредством шарниров 33 соединены с рычагом 30, а последний жёстко закреплён на валу 29 делителя 4.

Рисунок 7 - Мобильный кормоприготовительный агрегат: 29 - вал; 30 - рычаг; 31,33 -шарниры; 32 - гидроцилиндр

Делитель 4 позволяет разрушить сводообразование кормов в бункере-накопителях 2 и 3, путём прижатия корма к дозирующему шнеку16 и к пальцам 24 мойки 22, обеспечивая тем самым равномерное дозирование корма к измельчителям кормов, кроме того, делитель 4 позволяет увеличить объём бункеров-накопителей кормов 2 и 3. Агрегат снаб-

жён карданной передачей 34 и 35 (рис. 5), храповой муфтой 36 и опорами 37 и 38.

На рис. 8 представлена кинематическая схема мобильного кормоприготовительного агрегата.

Рисунок 8 - Кинематическая схема мобильного кормоприготовительного агрегата

Привод рабочих органов осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) и гидросистемы трактора.

Мобильный кормоприготовительный агрегат работает следующим образом.

Мобильный кормоприготовительный агрегат посредством трактора перемещается к месту хранения соломы. Погрузчик 8 (рис.5) из транспортного состояния выводят в рабочее. Делитель 4 (рис.6) устанавливают под действием гидроцилиндра 32 посредством шарнира 33 рычага 30 в положение 1. Из кормохранилища со-

лому погрузчиком 8 (рис.5) загружают в бункер-питатель стебельчатых кормов 2 в количестве, необходимом для одного кормления. Под действием дозирующего шнека 16 солому подают через окно 17 (рис.6) бункера-питателя стебельчатых кормов 2. Предварительно посредством натяжного устройства 19 ременной передачи 20 и обгонной муфты 21 измельчитель стебельчатых кормов 5 включают в работу. Измельченная солома под действием центробежных сил поступает к нижнему выгрузному шнеку 12, а последний в свою очередь транспортирует ее в бункер-смеситель 1.

В процессе дозировки соломы дозирующим шнеком 16 с целью равномерного ее дозирования, под действием гидроцилиндра 32 (рис.7) шарнира 33 рычага 30 и вала 29 осуществляют подпрессовку корма к дозирующему шнеку 16 что и позволяет обеспечить равномерное дозирование, переводя делитель 4 из положения I в положение II и обратно. Эта операция выполняется одновременно с работой погрузчика, осуществляющего поочередную загрузку корма

Загрузив солому, измельчитель отключают, погрузчик 8 (рис.5) устанавливают в транспортное состояние и переезжает к месту хранения силоса. Процесс загрузки, измельчения и подачи силоса в бункер-смеситель 1 аналогично соломы.

После приготовления силоса агрегат перемещают к месту хранения корнеплодов. Предварительно делитель 4 под действием гидроцилиндра 32 (рис.7) посредством шарнира 33 , рычага 30 устанавливают в положение II. В бункер-питатель корнеплодов 3 заливают воду (в холодное время года теплую из кормокухни). Затем посредством натяжного устройства 19 (рис.6), ременной передачи 20 и обгонной муфты 21, измельчитель корнеплодов 6 включают в работу. После чего погрузчиком 8 (рис.5) осуществляют загрузку необходимого количества корнеплодов в расчете на одну раздачу в бункер-питатель корнеплодов 3 (рис.6) Под дей-

ствием пальцев 24 жестко установленных по винтовой линии на полом валу 23 мойки 22 корнеплоды моют и транспортируют к швырялке 25.

Корнеплоды посредством лопастей 26 швырялки 25 подают в окно 27 и по направляющему рукаву 28 поступают к измельчителю корнеплодов 6. Затем измельченная масса под действием центробежных сил поступает к выгрузному шнеку 12, а последний в свою очередь транспортирует ее в бункер-смеситель 1. Подпрессовку корнеплодов осуществляем под действием гидроцилиндра 32 (рис.7) шарнира 33 рычага 30 и вала 29 переводя делитель 4 из положения II в положение I и обратно.

Затем агрегат перемещают к месту хранения концентрированных кормов, которые посредством погрузчика, оснащенного ковшом (или бункера-дозатора кон-центрироанных кормов ДК-10) загружают непосредственно в бункер-смеситель 1.

Движение массы в бункере-смесителе 1 осуществляется следующим образом. Подаваемый поток корма под действием выгрузного шнека 12 (рис.5) перемещается к верхним шнекам 11. Верхние шнеки 11 захватывают массу корма и направляют его вдоль боковых стенок бункера-смесителя 1. Длина навивки спирали верхних шнеков 11 выполнена меньшей, чем длина их валов, поэтому масса корма под собственным весом падает на выгрузочной шнек 12. Затем агрегат перемещают в животноводческое помещение. В процессе транспортирования к животноводческому помещению или выгульной площадке все компоненты кормов перемешиваются шнеками 11 и 12. При движении мобильного кормоприготовительного агрегата по кормовому проходу открывают заслонку 15 выгрузного окна 14 и готовую кормо-смесь посредством выгрузного транспортера 10 подают в кормушки животным.

Мобильный кормоприготовительный агрегат и способ приготовления кор-мосмеси позволяет равномерно распределять компоненты кормов по всему объему кормосмеси и получить при этом однород-

ную смесь с высоким ее качеством. Причем внедрение последующего компонента корма в предыдущий и в смесь их двух и более компонентов кормов позволяет повысить качество смеси и сократить время смешивания, в процессе которого компоненты кормов истираются, ломаются, расщепляются и напитываются соком сухие стебельчатые и концентрированные корма.

Основные технико-

эксплуатационные показатели мобильного кормоприготовительного агрегата подтверждены результатами производственной проверки в ОАО «Огибнянский», ОАО «Кочегуровский», ОАО «Большевик» Чер-нянского района, учхоза «Центральное» Белгородского района Белгородской области, приведены в табл. 1.

Основное достоинство агрегата -его универсальность и возможность круглогодичного использования. Он полностью соответствует условиям работы на малых фермах, имеет простую конструкцию и может быть изготовлен в любом хозяйстве.

Высота 2445

Ширина 2360

Величина измельчения, мм:

соломы и силоса 30 - 50

Свеклы 10 - 30

Содержание кормовых компонентов в кормовой смеси, %

Соломы 7,3

Силоса 60,3

Корнеклубнеплодов 25,2

Концентратов 7,3

Транспортная скорость, км/ч не более 20

Рабочая скорость при раздаче км/ч 4-6

Норма выдачи, кг/пог.м 10 - 20

Неравномерность смешивания, % ± 15

Неравномерность раздачи, % ± 10

Техническая производительность при раздаче, т/ч

Радиус поворота по наружному колеса, м 6

Колея, мм 1600

Шины 310x406

Высота загрузки, мм 2445

Высота выгрузки, мм 800

Количество обслуживающего персонала, чел 1

Коэффициент готовности не менее 0,97

Срок службы, лет 7

Литература

1. Воронцов И.И. Кормоцех для «Малых» ферм // Сельские зори, №1,1990, с.60.

2. Воронцов И.И. Мобильный кормоприготовительный агрегат.// Хозяин, №5, 1991, с.32-34.

3. Воронцов И.И. Мобильный кормоприготовительный агрегат для крестьянских (фермерских) хозяйств // Сборник научных трудов: Совершенствование механизированных технологий производства молока и говядины, Т.3, ВНИИМЖ, 1994, с.84-91.

4. Патент на изобретение № 1828393 РФ, А01К5/00. Способ приготовления кормосмеси и мобильный кормоприготовительный агрегат для его осуществления / И.И. Воронцов (РФ). № 4918085/15; Заявлено 04.02.91; Опубл.15.17.93 Бюл. № 26.

Таблица 1 - Технико-эксплуатационные показатели мобильного кормоприготовительного агрегата___________________________

Наиемнование показателей Значение

Масса, кг 4700

Грузоподъёмность, кг не более 3000

Вместимость, м

Смесителя 7,3

приёмного бункера стебельчатых кормов 1,0

приёмного бункера корнеклуднепло-дов 1,0

Время приготовления кормовой смеси, мин 18 - 20

Потребляемая мощность, Квт 24 - 31,3

Габариты, мм:

Длина 7040

1 Воронцов Иван Иванович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Сервис торгового оборудования и бытовая техника»