Зоотехнические требования к механизации раздачи кормов

Раздача кормов – трудоемкий процесс, на долю которого приходится от 30 до 40 % от общих трудовых затрат. Эти затраты зависят от типа кормления, способа содержания животных, типа построек и применяемых средств механизации. Так, на молочнотоварной ферме на 200 коров в сутки можно раздать до 10 т кормов. При этом многие корма сильно отличаются по своим физико-механическим свойствам, что затрудняет применение одного типа раздатчика. А раздавать корм надо 2…3 раза в сутки.

При ненормированном кормлении, которое применяется на фермах КРС при беспривязном содержании коров и избытке грубых кормов, раздача упрощается. Она заключается в своевременном подвозе корма и складировании его в доступном для животных месте.

Однако из-за недостатка кормов в хозяйствах, как правило, используют нормированное кормление. При этом норма выдачи зависит от продуктивности коровы или возраста животного, откармливаемого на мясо.

Индивидуальная нормированная раздача корма встречает известные затруднения и усложняет конструкцию раздатчиков. Чтобы упростить раздачу, животных подбирают в группы с примерно равной продуктивностью или одного возраста. В этом случае раздача производится в групповые кормушки с нормой корма на всю группу. Такой способ раздачи особенно пригоден на откормочных фермах. На племенных остается индивидуальная нормированная раздача корма. Зачастую она осуществляется вручную. Поросятам-отъемышам корм выдается ненормированно в групповые кормушки (самокормушки).

В настоящее время применяется большое количество типов раздатчиков, отличающихся рабочими органами и способами их привода. Выбор раздатчика предопределяется преимущественным видом корма, используемого на ферме, и способом содержания животных. Большинство выпускаемых раздатчиков предназначено для одного вида и консистенции корма: грубых, концентрированных, сочных, влажных мешанок, влажных рассыпных или жидких кормосмесей. Встречаются и универсальные раздатчики. С зоотехнической и экономической точек зрения такие раздатчики наиболее целесообразны. Однако они сложны по устройству, малопроизводительны и поэтому требуют больших затрат труда.

По роду использования кормораздатчики можно подразделить на мобильные и стационарные. К первым относятся те, которые имеют бункер для корма, перемещаются вдоль кормушек и равномерно дозировано выдают в них корм. Один вид передвижных раздатчиков может перемещаться вне животноводческих помещений и доставлять корм от мест хранения, другие – перемещаются только внутри помещения. К стационарным раздатчикам относятся те, у которых раздача корма производится подвижным рабочим органом, а сам раздатчик неподвижен. Такие раздатчики раздают корм в одном или двух кормовых проходах одного животноводческого помещения (Примеры по плакатам).

По типу рабочих органов раздатчики можно подразделить на ленточные или ленточно-тросовые, платформенные, винтовые (шнековые), спирально-пружинные, штанговые скребковые и шайбовые, цепочно-планчатые, – скребковые, – шайбовые, тросошайбовые, ковшовые, вибрационные и трубопроводные (гидравлические и пневматические).

По типу привода раздатчики могут быть с приводом от электропривода (все стационарные и часть мобильных) и от двигателя внутреннего сгорания.

Ко всем типам раздатчиков предъявляются определенные требования, которые устанавливаются зоотехнической наукой. Вот некоторые из них:

• – равномерность выдачи корма на фермах КРС не должна отклоняться от установленной нормы более чем на 15 % по объемистым кормам и 5 % – по концентрированным; максимальные потери корма не должны превышать 1 % от розданного количества;
• – на свинофермах при раздаче корма в индивидуальные кормушки раздатчик должен иметь возможность варьировать норму выдачи от 0,5 до 5 кг, а при раздаче в групповые – распределять ровным слоем по длине кормушки от 1,5 до 15 кг на 1 погонный метр; неравномерность раздачи не должна превышать 10 % при дозировании в индивидуальные кормушки и 5 % – в групповые; потери корма при раздаче не допускаются;
• – на птицефермах заполнение кормушек не должно превышать 1/3…1/4 их высоты во избежание потерь корма при поедании его птицей.

Технические средства для раздачи кормов должны отвечать технологии содержания и кормления животных, обеспечивать заданное рационом дозирование кормов, иметь достаточную производительность и высокие технико-экономические показатели.

Основные зоотехнические требования, предъявляемые к кормораздатчикам: равномерность выдачи корма в кормушки с отклонениями от принятой нормы не более ±15%; потери корма не должны превышать 1% розданного количества; продолжительность раздачи

Рис. 159. График работы оборудования и расхода электроэнергии в первую смену корма одному ряду животных (или двум рядам при двусторонней раздаче) не должна превышать 5 мин, а в целом не более 20…30 мин. При совмещении операций раздачи кормов и скармливания время выдачи может быть увеличено до 40 мин.

Доставку и раздачу кормов осуществляют с помощью мобильных или стационарных кормораздатчиков или комбинированно. В зависимости от способов кормления для раздачи кормов подбирают соответствующие машины или комплекты машин и оборудования.

Раздельный способ кормления предполагает загрузку в кормораздатчики и раздачу животным каждого вида корма отдельно в определенной последовательности. Для их загрузки из хранилищ без измельчения кормов используют универсальные тракторные погрузчики ПК-10Е, ПСН-1, ПКУ-0,8А, АМКОДОР-702ЕА, ПЗК-10. Для погрузки с измельчением грубых кормов, а также отрезания пласта силоса и сенажа применяют погрузчики с режущими рабочими органами ПСК-5А, ИУ-Ф-10, ПСС-5,5, КИП-1,5, ФН-1,4 и др. Погрузчики-кормораздатчики, выпускаемые за рубежом, оснащены собственными устройствами для самозагрузки корма.

Кормораздатчики подбирают из выпускаемых промышленных моделей. Отечественными представителями этой группы для КРС могут служить мобильные тракторные раздатчики, погрузчики-кормораздатчики, раздатчики-смесители, автомобильные раздатчики- смесители; стационарные ленточные, скребковые и др. При кормлении свиней полувлажными и жидкими кормами используют электромобильные раздатчики кормов, тракторные и ограниченно мобильные раздатчики. Разнообразные стационарные тросово-шайбовые, канатно-дисковые раздатчики, пневматические трубопроводные установки применяют для раздачи сухих кормов свиньям и птице. Технические характеристики раздатчиков приведены в приложениях 121…128.

Кормление животных кормосмесями предусматривает их приготовление и смешивание в кормоцехах, кормоприготовительных отделениях или непосредственно в смесителях-раздатчиках. В зависимости от принятой технологической схемы приготовления кормо- смесей подбираются соответствующие раздающие средства.

В кормоцехах, обслуживающих крупные фермы и комплексы, осуществляется приготовление полнорационных смесей с выгрузкой готового корма в раздающее средство. Это позволяет использовать те же универсальные мобильные раздатчики, что и при раздельном способе кормления, а также стационарные раздатчики кормов. Применяется и комбинированная схема: доставка кормов — мобильными средствами, раздача — стационарными кормораздающими транспортерами.

Большинство кормоприготовительных отделений, а также линии приготовления отдельных кормов (соломы, кормовых корнеплодов и др.) обрабатывают и загружают в бункер раздатчика лишь определенную часть кормов. В этом случае целесообразно применение сме- сителей-раздатчиков, которые догружаются кормами, не требующими предварительной обработки, смешивают, транспортируют и дозированно раздают полнорационные кормосмеси животным.

Смесители-раздатчики широко используют в мировой практике для небольших, средних и крупных ферм, а в последние годы начинают применять и в нашей стране. Выполняя функции кормоцехов на колесах, смесители-раздатчики отличаются большим разнообразием. В их числе выпускаются смесители-раздатчики измельченных кормов и универсальные смесители-измельчители-раздатчики, самоходные и прицепные, с устройствами для самопогрузки и без них, с горизонтальными и вертикальными рабочими органами для смешивания и измельчения кормов.

Раздатчики-смесители могут оборудоваться электронной системой взвешивания и бортовым компьютером, позволяющим получать кормовые смеси по 4… 16 рационам при наличии 3…30 компонентов. Универсальные смесители-измельчители-раздатчики могут производить загрузку исходных компонентов смеси, их дозирование в соответствии с принятым рецептом, измельчение, смешивание, транспортировку и дозированную раздачу кормосмеси. Привод рабочих органов осуществляется от В ОМ трактора и бортовой гидростанции через планетарные редукторы, цепные передачи или гидромоторами; управление рабочими процессами, как правило, — из кабины трактора. Такое расширение функциональных возможностей позволяет выполнять все операции по приготовлению и раздаче кормов одним агрегатом при обслуживании его одним человеком. В связи с большим разнообразием типоразмеров ферм за рубежом изготавливают раздатчики-смесители с широким диапазоном вместимости — от 4 до 30 м3.

На рынке кормораздаточной техники представлено очень большое разнообразие конструкций, только в Европе около 30 фирм представляют более 400 раздатчиков смесителей и их модификаций. Основные технические характеристики наиболее применяемых в России раздатчиков-смесителей приведены в приложениях 124, 127, 128. Почти все эти конструкции можно разделить на машины с горизонтальным и вертикальным расположением смешивающих рабочих органов.

Смесители-раздатчики горизонтального типа (рис. 160) по сравнению с вертикальными лучше измельчают и смешивают компоненты корма и обеспечивают более высокую равномерность выдачи смеси. При этом горизонтальные машины имеют небольшой кли-

Рис. 160. Смеситель-кормораздатчик горизонтального типа

рейс, что затрудняет их использование на неблагоустроенных фермах и грунтовых дорогах. Смесители горизонтального типа очень чувствительны к посторонним включениям вследствие малых зазоров между режущими и противорежущими элементами. Камни, куски бетона и т.п., попадающие в корм, приводят к серьезным поломкам, их устранение требует много времени и средств.

Смесители-раздатчики вертикального типа (рис. 161) обычно имеют больший дорожный просвет, менее чувствительны к посторонним включениям, лучше, чем горизонтальные, справляются с измельчением и перемешиванием крупногабаритных рулонов и тюковым сеном, но раздают смесь менее равномерно. Вертикальные конструкции более просты, поэтому надежней в эксплуатации, менее энергоемки и металлоемки; при этом, обладая одинаковой емкостью бункера, вертикальные смесители выше, чем горизонтальные, что затрудняет их использование в помещениях с низкими воротными проемами и перекрытиями.

Общую производительность кормораздающей линии для всего поголовья фермы определяют из расчета суммарной суточной потребности в кормах, кратности кормлений и времени разового кормления животных, кг/ч:

где Gcyr — суточная потребность всего поголовья фермы в кормах, кг; Z — число кормлений в сутки, принимают равным 2 или 3; Тк — время разового кормления стада, ч.

Рис. 161. Смеситель-кормораздатчик вертикального типа

Для крупных ферм и комплексов КРС, оснащенных кормоцехами непрерывного действия, Тк = 1,5…2 ч, для малых ферм Тк может быть уменьшено до 0,4… 1,0 ч.

Оптимальный тип и емкость раздатчика выбирают, исходя из выпускаемых современных моделей в зависимости от технологии обработки кормов, вида и поголовья животных; при этом учитывают, что у отдельных групп животных могут быть разные рационы. При выборе раздатчика-смесителя следует также учитывать размеры и конструкцию кормовых проездов животноводческих помещений. Тип и габариты кормораздатчика, конструкция и размеры кормового проезда, планировка и вместимость помещения тесно взаимосвязаны, что требует взвешенного подхода в каждом конкретном случае.

При проектировании поточной линии приготовления и раздачи кормов необходимую емкость мобильного раздатчика выбирают с таким расчетом, чтобы при одноразовой загрузке машина могла обслужить одно или несколько животноводческих помещений или несколько рядов животных в одном помещении (например, для молочной фермы емкость раздатчика обычно рассчитывают на 100…200 коров). Требуемое количество корма в бункере-раздатчике для разовой дачи животным, кг:

где gj — разовое количество корма или кормосмеси, требуемое на одну голову, кг; nij — поголовье животных в одном ряду помещения; п — число рядов животных, обслуживаемых при одноразовой загрузке бункера-кормораздатчика.

Вместимость мобильного кормораздатчика, м3:

где рсм — плотность корма или кормосмеси, выбирается в соответствии с типом кормления и свойствами кормов (табл. 20, приложения 65, 66); (р — коэффициент заполнения раздатчика (ср = = 0,8…0,9).

В соответствии с рассчитанной вместимостью и принятой технологией обработки кормов по техническим характеристикам выбирают тип агрегата (раздатчик битерного типа, раздатчик-смеситель, измельчитель-смеситель-раздатчик с устройствами для самопогрузки или без них) и проводят дальнейшие расчеты.

Производительность раздатчика-смесителя рассчитывают с учетом выполняемых им операций за один цикл приготовления смеси и кормленияу’-й группы животных, кг/ч:

Таблица 20

Основные физико-механические свойства кормовых смесей для животных

где rt — коэффициент использования технологического времени раздатчика (rt = 0,7…0,9); Т — время одного цикла работы раз- датчика-смесителя, ч.

Тогда

где Тз — время загрузки раздатчика-смесителя, ч; Ттр — время движения раздатчика к хранилищам на загрузку и до помещения, ч; Тш — время смешивания, для большинства смесителей-раздат- чиков Т = 0,08…0,14 ч, однако следует учесть, что часть этой операции осуществляется при транспортировке агрегата к месту раздачи смеси; Тр — время раздачи смеси в кормушки, ч.

где
— производительность погрузочных средств для

разных видов кормов, выбирается по техническим характеристикам, кг/ч, т/ч. Ориентировочно производительность погрузчиков для разных видов кормов можно принять по приведенной табл. 21.

Таблица 21

Производительность погрузочных средств для отдельных видов кормов

где L — общая длина пути раздатчика-смесителя к хранилищам на загрузку и до животноводческого помещения, км (при хранении кормов на ферме можно принять L ~ 0,05…0,3 км, при транспортировке зеленой массы с полей в летнее время L ~ 2…6 км); vTp — средняя скорость движения раздатчика-смесителя на территории фермы (vxp = 3…8 км/ч), при транспортировке зеленой массы с полей Утр = 10…20 км/ч.

Продолжительность раздачи кормосмеси, ч:

где / = /1г-т. — длина линии кормленияу’-й группы животных, м, равная норме длины кормушки на одну голову, умноженной на поголовье этой группы; ур _с — скорость агрегата на раздаче кормов, км/ч (у = 0,8…3,6 км/ч); Т — время на развороты, ч (Т = = 0,02…0,06 ч).

Скорость движения агрегата определяется в соответствии с нормой выдачи корма g на метр длины кормушки (фронт кормления), которая задается зоотехником: gM = G. / /.

Количество корма, кг, раздаваемое на единицу длины кормушки, для разных групп животных можно определить как gM = bhvKpcMz /ур с, его можно регулировать скоростью подачи корма выгрузным транспортером или степенью (высотой) открытия выгрузного окна, тогда

где b — ширина выгрузного транспортера раздатчика, м; И — высота выгрузного окна, м; vK — скорость выгрузного транспортера, м/с; Z — число сторон, на которые выдается корм, равное 1 или 2.

С учетом различных типов выгрузных устройств, их технических данных, возможностей регулировок, инженер проводит расчеты для каждого раздатчика и обучает механизаторов правилам наладки дозатора и выбора скорости движения агрегата на различные нормы выдачи корма.

Необходимое число раздатчиков-смесителей определяют, исходя из отношения производительности кормораздающей линии к цикловой производительности раздатчика-смесителя, шт.:

Расчет мобильных раздатчиков, не имеющих смесителей и раздающих смеси из кормоцехов или корма раздельным способом, проводят по аналогичной методике, исключив операцию смешивания (Гсм = 0). Однако при расчете времени цикла раздатчика Гц = Тз + + Ттр + Тр время его загрузки Тз в кормоцехе определяется вместимостью раздатчика Gpa3 и производительностью выгрузного транспортера линии приготовления смеси QTp, а при раздельном кормлении — производительностью погрузочного средства для соответствующего вида корма, ч:

Определение времени транспортировки несколько отличается, ч:

где L — расстояние от места загрузки до места раздачи корма, км; vpp, v^ — скорости движения раздатчика с грузом и без него, км/ч. Число стационарных кормораздатчиков зависит от типа животноводческого помещения, вида и поголовья животных, а также от конструкции раздатчика кормов и его производительности (приложения 121…123 и 125).

Производительность цепочно-скребковых стационарных кормораздатчиков, кг/с:

где #уд — удельная норма расхода корма, кг/м; L — длина рабочей части кормораздатчика, м:

где ^max — максимальная норма разовой раздачи корма на одно животное по рациону, кг; / — длина кормушки на одно животное (фронт кормления), м.

Производительность ленточно-тросового транспортера (типа КЛО-75, РКА-1000), кг/с:

где F — площадь поперечного сечения слоя корма, перемещаемого лентой транспортера, м2; В — ширина ленты, м; v — скорость движения ленты, м/с; а — угол естественного откоса корма. Производительность установок для транспортировки корма по трубам, кг/ч:

где т — число животных на ферме; g — норма выдачи корма для одного животного, кг; Тс — продолжительность работы установки в сутки, ч.

Производительность стационарного ленточного (планчатого) кормораздатчика, кг/с:

где gM — линейная плотность корма (количество корма на 1 м длины кормушек), кг/м; v — скорость перемещения транспортера, м/с; кс — коэффициент скольжения (кс = 0,94…0,98).

Линейная плотность корма, кг/м:

где g — норма выдачи корма для одного животного, кг; mj — число животных в ряду; /р — длина кормового ряда, м.

Вместимость бункера стационарного ленточного кормораздатчика, м3:

где (?раз б — масса корма в бункере, кг; пр — число рядов обслуживаемых животных в помещении; кз — коэффициент запаса корма, равный 1,05…1,1.