Опыт автоматизации управления механизмами на фермах

Главная » История » Опыт автоматизации управления механизмами на фермах

Механизация трудоемких работ на фер­мах с использованием новейшего оборудования для животноводческих ферм, работающего на электрической энер­гии, до последнего времени применялась главным образом при водоснабжении и доении коров и в незначительной мере на уборке навоза; почти совсем не затронута раздача кормов. Два последних процесса в основном видоизменялись посредством малопроизводительных и металлоемких подвесных и наземных рельсовых дорог, сохраняющих часть тяжелого физического труда.

Между тем новью задачи, поставленные перед сельским хозяйством семилетним планом, определяют совершенно другой ритм работ, требуют ускоренного внедре­ния в животноводство комплексной меха­низации, закупки оборудования для молочных ферм. Как раз этой цели отвечает новый комплекс электромеханизации процессов труда, разработанный ВИЭСХ и применен­ный на ферме совхоза «Звенигородский» (Кунцевского района, Московской области). Все трудоемкие работы, выполняемые с помощью механизмов, регулируются про­стейшей автоматизацией и сигнализацией. По предварительным подсчетам, стоимость подобного оборудования для животноводческих ферм в серий­ном производстве не будет превышать 30—32 тыс. руб., что доступно почти лю­бому совхозу и колхозу. Внедрение же но­вого комплекса доильного оборудования дает резкое увеличение производительности труда и позволяет одной доярке обслуживать 40—50 коров.

Наиболее трудоемким процессом в мо­лочном животноводстве поныне остается, как известно, доение. Чтобы заметно по­высить производительность труда на этом участке, необходима массовая закупка новейшего доильного оборудования, которая устраняет все лишние руч­ные операции, освобождает доярку от пе­рехода с места на место, облегчает пере­носку и обработку молока. При прежней работе на доильных аппаратах в стойлах, этого нельзя было добиться. 4 доярки (каждая, работая с одним или двумя доильными аппаратами, обслужи­вала 20 коров) затрачивали на одну дойку по 2—2,5 часа. Следовательно, при 3-кратном доении это требовало, принимая во внимание все сопутствующие операции (слив молока, переноску, подмывание вымени и пр.), в сутки 6—7 часов. Одни лишь дополнительные процессы поглощали 30— 35% всего рабочего времени, потребного на доение. Выход из этого положения да­вала усовершенствованная и облегченная конструкция доильной площадки на 4 стан­ка. Станки оборудованы душевыми воронками для мойки коров, шнурами подвеши­вания коллекторов с доильными стаканами на нужной высоте и временными кормуш­ками, станки снабжены кнопками для звон­ковой сигнализации. Вверху над станками смонтированы освещение и арматура для ультрафиолетового облучения животных.

Для согревания поступающей в душевые воронки воды до температуры 45°, рядом с водогрейно-отопительной установкой смон­тирован смесительный бак. Удои коров на ферме достигают 4500—5000 кг молока в год. В новой доильной секции сперва в виде опыта стали доить 40 коров, приучая их самостоятельно приходить в станки. На выработку условных рефлексов в одних случаях требовалось два дня, в других несколько больше, причем для начала жи­вотных водили на веревке, приманивали жмыховой подкормкой, для чего исполь­зовались временные кормушки, установ­ленные на доильной площадке. Через 4 дня надобность в подобных приманках полностью отпадала. Коровы к этому вре­мени уже привыкли к доению в станках и стояли спокойно.

Интересно отметить, что даже на первых шагах приучения надой молока не понижается, хотя некоторые животные впервые доились механически. Эффект доильного зала на вновь оборудованной ферме в Звенигородском совхозе почувствовался сразу же в производительности труда. Ра­ботая одновременно на 4 станках, одна доярка стала выдаивать 2 группы коров, по 35—36 голов каждая, за 1 час 10 мин. Мо­локо, непосредственно теперь поступавшее в бидоны, стало значительно гигиеничней, чем при доении в стойлах. Помимо подмывания вымени теплой водой из душевых воронок в доильных станках, коровы между дойками периодически моются щетками-душами. Повышению санитарно-зоогигиенического комплекса способствует также ультрафиолетовое облучение.

Убедившись на практике в явных пре­имуществах доильных залов и для высокопродуктивных коров, работники совхоза проектируют перевести на этот способ дое­ния все поголовье фермы. Как уже гово­рилось, крайне существенным шагом впе­ред в новом комплексе в Звенигородском совхозе является замена ручного труда на операциях, следующих после доения: на большинстве молочных ферм у доярок остается не механизированным тяжелый физический труд — переноска бидонов с молоком и установка их в бассейн для ох­лаждения, выемка из бассейна и погрузка на автотранспорт и т. д. На основной массе молочных ферм этот труд не рационализирован. На ферме совхоза, например, 2 до­ярки затрачивали на эти работы в сутки по 45—50 минут. Теперь эти работы меха­низированы посредством электротельфера ТЭП-0,5 грузоподъемностью 500 кг. Элект­ротельфер движется по двутавровой бал­ке, укрепленной вверху под потолком мо­лочной (энергия поступает по кабелю). Балка проходит над охладителем и бас­сейном и выходит дальше через люк на­ружу и оканчивается там в виде кран-балки. Люк прямоугольной формы закры­вается двустворчатой дверцей. Ширина люка 90 см, высота 190 с/л. Процессы в молочной ведутся в таком порядке: моло­ко, поступившее из доильной секции в мо­лочную, сразу же очищается и охлаждается на противоточном охладителе «ПОХ». На­полненный охлажденным молоком бидон переставляется тельфером в бассейн. Вме­стимость бассейна — 25 бидонов. Для по­грузки бидонов автомашина подается к люку под кранбалку. На кран тельфера подвешивается решетчатый контейнер и подается в бассейн для приема бидонов. Вместимость контейнера — 4 бидона. Вслед за первой партией контейнер возвращает­ся за второй, третьей и т. д. На погрузку 20 бидонов достаточно 5—6 минут. Элект­ротельфером управляет один человек. При­менение электротельфера освободило доя­рок от работы по переноске и погрузке бидонов (эту функцию выполняет нажимом кнопки зоотехник, наблюдающий за дое­нием).

Такое оборудование для молочных ферм вполне доступно любой колхозной и совхозной ферме. Электротельферы вы­пускаются электромеханическими заводами Министерства сельского хозяйства СССР и продаются через Сельхозснабы. Как показывает практика, уровень производительно­сти труда на ферме, количество обслужи­ваемых дояркой животных зависят в огромной мере от степени механизации процессов раздачи кормов. Применение механизированных доильных площадок дает доярке возможность поднять выработку и обслуживать 40—50 коров. Ио справиться с раздачей кормов такому поголовью при распространенном типе механизации (подвесные дороги, наземные тележки и т. д.) она не в состоянии. Ибо для раздачи основных кормов (сено, силос) подобная ча­стичная механизация не приспособлена. На ферме совхоза до сих пор тележки с деревянными кузовами применялись глав­ным образом для распределения силоса, картофеля, свеклы, концентратов. Грубые корма, зеленую подкормку вследствие ма­лой емкости кузовов приходилось достав­лять животным вручную. При этом доярке, чтобы обслужить свою группу в 20 коров, приходилось тратить свыше 3 часов в Сут­ки. Установка с само движущимися кормо­раздаточными платформами, входящая в новый комплекс механизации фермы, обеспечивает действительную индустриализа­цию процессов раздачи: емкость бункеров достаточна для любого вида корма из рас­чета на 50 коров; по металлоемкости уста­новка в несколько раз меньше комплекта подвесной дороги, не требует подвесных или наземных рельсов; бесшумна и без­опасна и пригодна как для двухрядных, так и многорядных коровников; монтаж установки прост и обеспечивает надеж­ность в работе. 5-месячные испытания но­вого оборудования на ферме подтверди­ли полное соответствие кормораздаточного оборудования заданным проектировкам.

Установка состоит из электролебедки, переходных и натяжного блоков, троса диаметром 7,8 мм и двух платформ с бункерами; платформа представляет со­бою раму (размером 400 X 105 см), опи­рающуюся на 4 оси с 4-мя парами шинных колес. Колеса вращаются на шариковых подшипниках. На платформе установлены два бункера прямоугольной формы. В сред­ней части между бункерами оставлена свободная площадка для доярки. Стенки бункеров (высотой 70 см) сделаны из же­лезного листа.

Для увеличения вместимости бункеров (при распределении грубых кормов) над стенками их с трех сторон устанавливаются решетки (высотой 60 см). Во время разда­чи других кормов решетки опускаются.

Под площадкой в средней части плат­формы укреплен затвор, имеющий форму коробки, на дне которой наклепаны по­лоски ферадо. В вертикальных стенках укреплены 3 горизонтальные оси, на каж­дой из которых имеется по два ролика. К роликам вращающимся на осях, при­легают 2 ветви троса. Над роликами шар­нирно укреплен качающийся кронштейн с двумя противоположными кулачками; к кронштейну сверху прикреплен рычаг с фиксатором. При наклоне рычага влево одновременно наклоняется и кронштейн, который одним из кулачков продавливает движущуюся по роликам ветвь троса между двух роликов и прижимает ее ко дну коробки затвора, на котором накле­пано ферадо, в результате чего ветвь троса прочно фиксируется в затворе. Так как трос при этом продолжает двигаться, то вместе с ним в том же направлении на­чинает двигаться и вся платформа.

При переводе рычага в правое наклонное положение противоположный кулачок фиксирует в затворе вторую ветвь троса, которая движется в противоположном направлении. При этом вся платформа дви­жется по кормовому проходу скотного двора в противоположную сторону. При постановке рычага в верхнее нейтральное положение кулачки кронштейна не нажи­мают на ветви троса. Движущийся трос свободно проходит через затвор, а плат­форма в это время стоит на месте. Движе­ние троса осуществляется при помощи электролебедки Т-66 с канойдным бараба­ном, которая устанавливается в торцовой части коровника напротив одного из кор­мовых проходов. Закольцованный трос несколькими витками наматывается на канойдный барабан электролебедки и двумя ветвями протягивается вдоль кормового прохода скотного двора. В противополож­ном торцовом конце помещения обе ветви троса через угловые переходные блоки пе­реводятся во второй кормовой проход и вдоль него опять в первый торцовый конец двора. Здесь трос проходит через подвиж­ной натяжной концевой блок, к которому присоединен отрезок отдельного троса, на­мотанного на натяжной валик-кабестан. При наматывании троса на валик подтяги­вается подвижной концевой блок и натяги­вается весь рабочий трос. При установке электролебедки рама ее и корпус электро­двигателя надежно заземляются.

В кормовых проходах располагается по одной платформе, через которые прохо­дят движущиеся ветви общего троса. Натя­нутый трос, проходящий между роликами, не дает платформе уклоняться от прямо­линейного движения. Передвигая кронштей­ны с отбойными роликами, установленными по торцовым сторонам рамы, можно приспособить платформу для кормовых прохо­дов различной ширины. Платформы движутся по проходу со скоростью 0,12 м/сек. Время прохождения мимо каждой кормуш­ки составляет примерно 10 сек., что дает полную возможность доярке снабдить ко­рову нужным количеством питания. На вы­дачу сена, зеленой подкормки, разумеет­ся, требуется еще меньше времени. Силос и корнеплоды извлекаются из бункера ви­лами (с притупленными концами и укоро­ченной рукояткой), концентраты — мерной кружкой.

Движение платформы рассчитано таким образом, чтобы обеспечить и индивидуаль­ное кормление, что весьма существенно при обслуживании высокопродуктивных коров. Как показывает хронометраж, на раздачу корма 50 коровам доярке требует­ся всего 8,5 минуты. Это как раз то время, за какое платформа совершает движение из одного конца коровника в другой. Если доярка по невнимательности забудет от­ключить рычагом платформу от движуще­гося троса, она лишь упрется в торцовую стенку; никаких поломок это за собой не влечет (трос пробуксует на барабане ле­бедки).

Для загрузки платформы кормами они подаются в торцовый конец скотного дво­ра, к которому, примыкают силосные баш­ни и где отгорожен небольшой участок для хранения суточной дачи кормов. В даль­нейшем при строительстве новых коровни­ков, где предусматривается навес для хра­нения корма, фуражир сможет сгружать доставленный с поля корм непосредственно в бункера платформ. Дояркам останется только раздать корм с готовых, уже за­груженных платформ, что еще больше со­кратит затраты времени и труда на эти операции. В настоящее время одна доярка при 5-кратной раздаче различных видов кормов, необходимых для высокопродук­тивных коров, затрачивает в сутки на свою группу в 40—50 коров 1 час 40 мин. (при распределении кормов ручными тележками доярка на вдвое меньшую группу коров за­трачивала 3 часа 30 мин.).

Как уже сказано, установка может быть применена во всех типовых двухрядных и четырехрядных скотных дворах с различной длиной помещения и шириной кормовых проходов (уменьшается или увеличивается лишь длина троса). Вес металла, потребно­го на изготовление одной платформы, око­ло 150 кг; вес всего узла примерно около 500 кг, в 7 раз меньше комплекта обычной подвесной дороги. Различна и стоимость комплекта подвесной дороги; он обходится в 6 тыс. руб., предлагаемая установка при серийном выпуске потребует 3,5—4 тыс. руб. Мало того, на оборудование четырехрядного скотного двора требуется 2 комп­лекта подвесной дороги (7 т металла, 12 тыс. руб.), тогда как данный агрегат в 4-рядном коровнике применим еще с большими преимуществами: корм будет за­гружаться и раздаваться не обе стороны кормушек одновременно не на 50, а на 100 коров, что обеспечивается емкостью бункеров платформы, исключая сено, кото­рое потребует лишь дополнительного рейса. Независимость движений доярок друг от друга на платформах, возможность остано­вок без выключения электролебедки дают маневренность и удобство в работе.

Как осуществляется в новом комплексе водоснабжение? Механизированная подача воды на ферме осуществляется центро­бежным насосом с электродвигателем мощностью 7 квт, который подает воду из кап­тажа родникового водоисточника, имеюще­го сборный железобетонный резервуар. Вода накапливается в резервуаре и перио­дически (2 раза в сутки) перекачивается насосом по трубам в бак водонапорной башни, откуда она поступает во все произ­водственные помещения фермы, подается к автопоилкам, в молочную, водогрейно­отопительную установку и т. д.

Для уборки навоза на ферме применя­лась канатно-скреперная установка ВИМ. Однако первые дни эксплуатации показали ее некоторые недостатки: так, не решались задачи сбора навоза в навозоприемник за пределами помещения, выгрузки на авто­транспорт, защиты наружной части каналов от промерзания, плавного переключения работающей системы на обратное движе­ние и т. д. Поэтому в процессе эксплуата­ции некоторые узлы скрепера были модер­низированы и улучшены.

Уборка и хранение навоза на ферме в настоящее время организована следующим путем. Из стойл скотник сметает навоз под щит в каналы, проходящие под ним. Перемещающиеся вдоль каналов скреперы представляют собой П-образную коробку, изготовленную из листовой стали. Задняя стенка закреплена шарнирно к коробке и служит скребком, с помощью последнего производится сгребание и удаление навоза в навозоприемник. Благодаря непрерывно­му движению троса от двухбарабанной лебедки, снабженной реверсивным электро­приводом, скреперы перемещаются в двух направлениях. Переключение скрепера на обратный ход производится автоматически с помощью концевых выключателей. К ре­версивному магнитному пускателю-переключателю приспособлен часовой меха­низм, который обеспечивает при перемене направления движения скреперов кратко­временную остановку электролебедки и троса со скреперами, что способствует плавному, без рывков, движению и пре­дотвращает преждевременный износ бара­бана.

Навоз в навозоприемнике (углубленном котловане) накапливается в течение 18 су­ток зимой и 30 — летом. Выемка навоза из навозоприемника и отправка на поля или в навозохранилище полностью осущест­вляются посредством электротельфера Т8-1 грузоподъемностью в 1 т, самоопрокидывающегося ковша емкостью 700 кг и автосамосвала. Наполнение ковша производит­ся через люк размером 50 X 50 см, сделанный в нижней части боковой стенки навозоприемника и закрывающийся металли­ческой задвижкой. С помощью электро­тельфера ковш опускается вниз под направляющий лоток навозного люка, сверху при помощи тяги открывается заслонка и навоз в течение 10—15 сек. заполняет ковш. Наполненный ковш поднимается электротельфером вверх и передвигается по балке к автосамосвалу, поданному под балку. Над самосвалом ковш опрокиды­вается, процесс повторяется.

На загрузку одного трехтонного самосва­ла требуется всего 11 мин. Управляет электротельфером шофер без подсобных рабочих. Работа дежурного скотника заключается только в том, чтобы сметать на­воз в навозный канал и периодически добавлять свежую подстилку, на что уходит у него около четырех часов в смену. В остальное время скотник наблюдает за животными.

В состав комплекса механизации фермы входит еще устройство для группового отвязывания скота. Конструкция его состоит в том, что в каждом стойле к верхней обвязке стойловой рамы прикрепляется отре­зок металлического уголка с прорезью-щелью. Снизу в эту щель вставляется верх­нее кольцо цепи привязи животного, а сверху в кольцо вставляется чека. Чеки всех стойл прикреплены к общему тросу, проходящему вдоль стойл и присоединен­ному одним концом к рычагу, а другим к грузу-противовесу. Если потянуть за ры­чаг общий трос, то все чеки вытянутся из колец цепей, цепи освободятся и спадут с шеи животных, освободив их. Отвязывание производится по секциям (группам) в 25 ко­ров. Перед началом отвязывания и выпуска коров дежурный скотник с пульта управ­ления дает сигнальный звонок. Коровы, у которых выработался условный рефлекс, сразу же поднимаются и ожидают освобождения от привязей. Скотник подходит к рычагам, расположенным в средней ча­сти помещения, и одну за другой освобож­дает группы животных от привязей. Живот­ные быстро выходят из помещения. На отвязывание 100 коров затрачивается 10 сек. и 4—5 мин. на эвакуацию живот­ных из помещения. Это очень важно в слу­чае возникновения пожара или стихийного бедствия. При индивидуальном отвязыва­нии на этот процесс 2 доярки и скотник за­трачивали 20—25 минут. С введением уст­ройства для группового отвязывания скота доярки полностью освободились от необ­ходимости приходить на ферму для отвя­зывания коров, на что уходило (вместе со временем на дорогу) больше 1 часа. Сей­час эту работу выполняет дежурный скот­ник.

Наличие на ферме различных механиз­мов, расположенных в разных местах помещения, требовало затраты значительного времени на переход для включения и выключения, на контроль за работой каждого, по этой же причине не представлялось возможным быстро вводить в действие ме­ханизмы.

Для удобного и оперативного управления механизмами, а также для контроля за их работой и некоторыми выполняемыми про­цессами (например, контроль за работой доильного аппарата для одной коровы или доильной установки типа молокопровод) сделан пульт централизованного дистанционного управления. Пульт состоит из кабины, где установлен щит с кнопками и приборная доска. Верхняя часть стенок кабины застеклена, что позволяет обозре­вать отсюда все помещение и всех живот­ных. На приборной доске установлены сле­дующие приборы: вольтметр, контролирую­щий напряжение в сети и на лампах ультрафиолетового облучения; дистанционный термометр, показывающий температуру воды, идущей на подмывание вымени и на мойку животных с помощью щеток-душей, баротермогигрометр — комбинированный прибор, показывающий барометрическое давление (состояние погоды), температуру и относительную влажность воздуха поме­щения; контрольный вакуум-метр; часы гер­метические с недельным заводом и дру­гие приборы, позволяющие контролиро­вать различные процессы, показатели и микроклимат.

Наряду с этим устроен «работофор», т. е. контрольный сигнализатор. Работофор представляет собой прямоугольную рамку размером 38 X 47 см; с обеих сторон вставлены стекла с надписями основных процес­сов. Внутри рамки между стекол помеще­ны четыре электрические лампочки, разде­ленные между собой горизонтальными пе­регородками. При зажигании той или  иной лампы на обеих стеклах зажигается соот­ветствующая надпись, извещающая об иду­щем в данный момент процессе. Работофор подвешен в средней части помещения вверху под потолком. Надписи гласят: «дое­ние», «кормление», «навозоуборка», «вен­тиляция». Лампочки отдельных надписей соответственно параллельно соединены с различными механизмами, выполняющими те или иные процессы, и загораются одно­временно с включением того или иного ме­ханизма, указывая на его действие и выпол­няемый в данный момент процесс. Вклю­чается, например, в работу доильная уста­новка и на световом табло-работофоре в ту же секунду появляются надписи: «Дое­ние, соблюдайте тишину». Теперь уже ни­что не может нарушить на ферме этого процесса, все остальные работы прекра­щены, в помещении тишина, сейчас все подчинено этому самому главному про­цессу: получению молока.

При навозоуборке раньше часто было так, что навозоуборочный скрепер, рабо­тающий бесшумно в закрытом канале, очи­щал весь скопившийся там навоз и долгое время продолжал работать вхолостую, т. к. скотник, не видя скрытый в канале рабо­тающий механизм, забывал его выключать. Теперь это исключается.

Применение впервые на животноводче­ской ферме централизованного дистанцион­ного управления всем оборудованием для животноводческих ферм и выполняемыми им про­цессами позволило совершенно по-иному организовать всю работу, постоянно конт­ролировать выполняемые процессы, точно соблюдать распорядок дня, экономить электроэнергию, вырабатывать у живот­ных массовые условные рефлексы.

Комплексная электромеханизация, про­цессов труда дала резкий скачок роста производительности, подняла культуру и способствовала повышению продуктивности. В 1957 г. удой на ферме на одну корову при частичной механизации составлял 4650 л; в 1958 г. после введения комплекс­ной электромеханизации фермы удои под­нялись до 5030 л на корову. Это результат того, что, освободившись от тяжелого тру­да, доярки стали больше уделять внимания основным процессам — доению и кормле­нию коров. В итоге трудовые затраты на получение 1 ц молока сократились с 9 чел/час до 5,6 чел/час. В дальнейшем предполагается снизить затраты труда на 1 ц молока до 4 чел/час. На обслуживании высокопродуктивного стада на ферме заня­то всего 7 человек. Рабочий день доярок, работающих на доильных аппаратах, сократился с 13—14 часов до 8 часов в сутки. Персонал фермы обучен обраще­нию с механизмами. Всем комплексом ме­ханизации на ферме управляют сами скот­ники и доярки. Механизмы работают без­отказно.

Осуществленный на молочной ферме сов­хоза «Звенигородский» комплекс электромеханизации показывает, в каком направле­нии должен развиваться прогресс на мо­лочных фермах. Речь идет не только о вновь строящихся фермах, но и о всей массе действующих ныне, т. к. закупка оборудования для молочных ферм вполне доступна по стоимости и полностью согла­суется с габаритами типовых коровников с двухрядным и четырехрядным расположе­нием стойл. Особенно целесообразно внедрять новый комплекс на фермах с высокопродуктивным молочным скотом.

Вернуться к списку новостей