Механическое устройство барабанного типа для чёски пуха коз Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

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:

(1)

■

(4)

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);

(5)

тп — масса транспортируемого пуха (кг);

/ — приведенный коэффициент трения;

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

(1/с).

(6) (7)

■

.

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.

(2)

где Fon — сила на опоре (Н);

/ — приведённый коэффициент трения;

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

,

- (3)

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.