Устройство и принцип работы измельчителя-камнеуловителя-мойки ИКМ-5М

ВВЕДЕНИЕ

   В настоящее время одним из путей  увеличения производства продукции  животноводства с одновременным  снижением себестоимости производства продукции является более рациональное использование в рационах животных корнеплодов и зелёных кормов, обладающих высокой кормовой ценностью и большой урожайностью. Однако широкому внедрению этих кормов в практику препятствует отсутствие простых технологий и технических средств для подготовки их к скармливанию. Наибольшую отдачу от этих кормов можно получить, только применяя их в измельчённом или запаренном виде. Применение запаренных кормов сдерживается высокой стоимостью источников энергии, в результате чего их скармливают в неподготовленном виде и в основном в осенний период. Использование машин и оборудования для измельчения кормов, позволяющих повысить продуктивность животных при одновременном снижении затрат на их приготовление, является необходимым условием эффективного использования оборудования для механизации технологических процессов животноводства.

   В зависимости от вида обработки корнеклубнеплодов, а также от того, каким животным они предназначены, предъявляются различные требования к качеству и степени измельчения. Зоотехническими требованиями предусмотрено измельчение для кормления крупного рогатого скота в чистом виде ломтями толщиной от 10 до 15 мм. Для свиней, телят, а также для всех животных в смеси с другими кормами корнеклубнеплоды измельчают до размера пластины шириной 10...30 мм, толщиной 5 ... 10 мм и длиной, равной длине продукта. При закладке корнеклубнеплодов в составе комбисилосов их необходимо измельчать так же, как и при выдаче животным в смеси с другими кормами. Анализ характеристик измельчителей  

   

   

   корнеклубнеплодов и универсальных машин, применяемых  для их приготовления к скармливанию, показывает, что выпускаемые промышленностью машины имеют низкие качественные и эксплуатационные показатели, высокую энергоёмкость выполняемого процесса, металлоёмки. 
 

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО МАШИНАМ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОРМОВ

   Корнеклубнеплоды  обычно загрязнены землей, песком и могут содержать посторонние примеси (камни, куски дерева, металла и др.), поэтому перед скармливанием животным их необходимо обязательно очищать, мыть и измельчать. Фактическая загрязнённость корнеклубнеплодов после уборки может достигать 12...20% по массе и более. Допускаемая же загрязнённость после мойки должна быть не более 2...3%. Продукт в воде следует держать недолго, иначе вымываются ценные питательные вещества (крахмал, сахар). Для моек непрерывного действия общее время пребывания корнеклубнеплодов в воде должно быть в пределах 60...120 с. Это время складывается из времени отмокания (τ_0Т = 60...90 с), т.е. пребывание корнеклубнеплодов в загрузочной ванне, и времени мойки (τ_м = 30...40 с), т.е. пребывание в желобе шнека. По опытным данным расход воды в среднем составляет 250...300 кг на 1000 кг корнеклубнеплодов. Размер частиц основной фракции после измельчения для крупного рогатого скота должен быть в пределах 10...15 мм, для свиней — 5...10 мм, для птицы — мезга 2...4 мм. Корнеклубнеплоды измельчают непосредственно перед скармливанием или не более чем за 1,5...2 часа до скармливания, так как в нарезанном виде они быстро портятся.

   К машинам для обработки корнеклубнеплодов  предъявляют следующие

   зооинженерные требования:

   —универсальность в отношении обработки различных видов и сортов

   

   корнеклубнеплодов;

   —высокое качество мойки и измельчения продуктов при относительно малом расходе воды (до 0,4 л/кг) и электро энергии;

   —отсутствие порчи частиц продукта рабочими органами машин;

   —возможность регулировки времени пребывания продуктов в воде с целью пропуска продуктов с различной степенью загрязнённости;

—наличие устройства для отделения камней и других посторонних предметов;

—удобство очистки и удаления грязи и грязной воды; —возможность максимальной степени механизации и автоматизации загрузки и выгрузки продукта;

    —высокая производительность, позволяющая за 1...2 ч приготовить порцию корнеплодов, требуемую для разового кормления;

—высокое качество резки, определяемое однородностью стружки и минимальным образованием мезги и сока;

—хороший доступ к рабочим органам машины для быстрой регулировки или замены их и очистки;

—наличие предохранительного устройства, предупреждающего поломку рабочих органов;

—малы габаритные размеры, простота устройства, надёжность в эксплуатации, долговечность работы.

    Чтобы предотвратить заклинивание корнеплодов  между валом шнека и кожухом, наружный диаметр шнека принимают 300...400 мм, а диаметр вала выбирают D = (4...6) d. С учетом размеров корнеплодов шаг S выбирают в пределах 300...400 мм. Но так как S = πD*tga, то угол α подъёма винтовой линии шнека должен находиться в пределах 10.... 20°. При массовой доле загрязнений корнеклубнеплодов δ₃ = 6...7 % длина шнека должна быть 2,5...3 м; при загрязнённости 20% требуется шнек длиной до 6 м, что конструктивно выполнить трудно. В таких случаях корнеплоды последовательно пропускают через две моечные машины.

    

    2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ.

    2.1 РАСЧЕТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ.

    2.1.1. Среднесуточный расход воды на ферме:

    Qcc =

, л.

    где

q_i - среднесуточный расход воды одним потребителем , л/сут;

    m_i - количество каждого вида потребителя. Норма потребления воды одним рабочим за смену 25 литров.

    Количество  потребителей:

     - коровы – q_i1 = 80 л.; m_i1=200

- доярок 9 человек

- скотники - 5 человек

- электрики - 3 человека.

Всего -17 человек. q_i2=25 л, m_i2=17.

Q_cc= 80x200 + 17x25 = 16425 л.

    2.1.2. Максимальный суточный расход воды на ферме :

    Q_mc⁼Q_cc • К_I, Л.

    где К_I, - коэффициент суточной неравномерности потребления воды. Для животноводческих ферм принимают равным 1,3.

    Q_mc= 16425x1,3=21352,5 л. =21,325 м³

    По  максимальному суточному расходу  воды выбирают емкости водонапорных баков и резервуаров.

2.1.3.Объем водонапорного бака:

V₆=V_P+V_n+V_a, м³

    V₆=16,86+21,6+8,08=46,54 м³≈ 50 м³

    

    где V_p - регулируемый объем водонапорной башни.

    V_p =Q _mc * К_р

К_р - коэффициент регулируемого объема (К_р=0,4);

V_p=21,325x0,4=8,54 м³

    V_n=3,6Q_n*Т_n -противопожарный запас воды (рекомендуется принимать из расчета тушения пожара в течение 10 минут в двух местах одновременно с общим расходом воды 10 л/с) = 21600 л = 21,6 м³.

    V_a=2Q_mч - объем воды для бесперебойного водоснабжения в течение 2 часов на случай аварийного отключения электроэнергии

    V_a=2*4039,61=8079,22 л = 8,08 м³

    Q_mч - максимальный часовой расход воды.

    2.1.4.Максимальный часовой расход воды: 

    

 

    К_ч – коэффициент часовой неравномерности расхода воды (К_ч=2,3) 

     Суммарный расчетный объем водонапорной башни (Рожновского) по стандарту объема башни равен 50 м , тогда берем башню БР-50 м .

     По максимальному часовому расходу выбирают водоподъемное оборудование - насосы и насосные станции.

 Условие  выбора насоса:

Qнac ≥ Qmч

    По нашим расчетам Q_mч = 4039,61 л =4,04 м³, тогда берем насос вихревой (марка 1,5В-1,ЗМ, производительностью 3 - 6 м /ч)

2.1.5.Число поилок в коровнике при привязном содержании:

   шт 

шт

Длина водопойных корыт (для  пастбищ, выгулов): 

       

       

 

где

N - количество животных в стаде (N=200),

 в - фронт поения на одно животное, м (для коров - 0,75 м),

 t - продолжительность поения одного животного, с (для коров - 420 с),

Т - продолжительность  водопоя всего стада, с. (Т=420х200=84000 с)

    2.2 .РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ В КОРМАХ И ЕМКОСТЯХ ДЛЯ ИХ ХРАНЕНИЯ.

    В зависимости от местных условий, наличия кормов, характера и направления хозяйства выбирают суточный рацион и производят расчет потребности в кормах на все поголовье животных на год. 
 

Суточный  рацион кормления животных

Таблица 1

Период  года	Наименование  корма	Количество
		кг	к.ед
ДОЙНОЕ  СТАДО
ЗИМНИЙ	Солома  Сено  Силос Свекла Концкорма  Микродобавки	4,00  3,20  12,50 8,50 2,75  0,13	0,88  1,12    2,50  1,02  2,75
ВСЕГО:		31,08	8,24
ЛЕТНИЙ	Зеленая масса  Комбикорма  Микродобавки	34,50  2,80 0,13	6,90  2,80
ВСЕГО:		37,43	9,70

 
 

2.2.1. Суточный расход каждого вида корма:

 

    где

    q - масса одного вида корма по максимальному суточному рациону на одно животное, кг;

    m - количество животных, получающих одинаковую норму корма.

Для удобства расчет потребности в кормах оформляют  в виде таблицы. 
 
 

Расчет потребности в кормах

Таблица 2