Механизация и технология животноводства.
1. Понятие комплексной механизации животноводческих ферм и комплексов. Методика расчета уровня механизации.
В связи с переводом животноводства на промышленную основу все большее значение приобретают крупные специализированные предприятия, отличающиеся от обычных животноводческих ферм четкой инженерной организацией труда, комплексной механизацией и автоматизацией процессов, поточностью и ритмичностью производства. Это животноводческие комплексы. Для них характерны высокая производственная мощность и концентрация поголовья животных или птицы на объекте, а также узкая специализация на главном виде продукции, дающем основной валовой доход. Продукция на комплексах имеет низкую себестоимость, что свойственно крупным промышленным предприятиям.
Производственные процессы на фермах и комплексах слагаются из основных и вспомогательных технологических операций, проводимых в определенной последовательности. Каждая операция, в свою очередь, может состоять из отдельных работ. К основным технологическим операциям относятся кормоприготовление, доение коров и др.; к вспомогательным - операции, обеспечивающие выполнение основных (создание искусственного холода для обработки и хранения молока, получение пара на технологические нужды и др.).
Машины, выполняющие работы одного производственного процесса, составляют систему машин. Комплексная механизация должна охватывать все процессы на ферме, при этом необходима их взаимная увязка. Например, процессы кормоприготовления, стерилизации оборудования, получения горячей воды связаны с получением и подачей пара; работа всех машин фермы, за исключением приводимых в действие от двигателей внутреннего сгорания, зависит от подачи электрической энергии и т. д.
Любой технологический процесс необходимо строить так, чтобы в системе машин, его осуществляющей, производительность каждой мaшины соответствовала производительности предыдущей или была несколько большей. Это позволяет создать поточность производства. Ряд процессов на животноводческих предприятиях автоматизирован: водоснабжение, получение искусственного холода, первичная обработка молока и др. Благодаря автоматизации обязанности обслуживающего персонала сводятся к контролю работы оборудования, техническим обслуживаниям, наблюдению за ходом процесса и наладке оборудования. Для осуществления комплексной механизации ферм, прежде всего, необходимы прочная кормовая база, животноводческие помещения, соответствующие уровню современной техники и технологии, надежное электроснабжение. Рентабельность производства в огромной степени зависит от опыта и знаний инженерно-технического и обслуживающего персонала фермы или комплекса.
Состояние механизации процессов на животноводческих фермах можно характеризовать такими показателями:
Уровень механизации;
Уровень механизации процесса определяют по следующему выражению:
где m мех – количество голов скота, обслуживаемое механизмами;
m общ – общее число голов.
Возможно определение уровня механизации по следующему выражению:
где в числителе затраты времени на выполнение каждой операции с помощью механизмов, а в знаменателе – общие затраты времени на обслуживание животных.
В настоящее время определяются как уровни механизации отдельных процессов на различных фермах (например, раздача кормов, доение, удаление навоза на фермах КРС), так и уровни комплексной механизации – когда механизированы все основные процессы) например, свиноводческая ферма будет комплексно механизированной, если механизированы приготовление и раздача кормов, автопоение и удаление навоза).
Уровень комплексной механизации процессов на животноводческих фермах в нашей стране еще низок.
По состоянию на 1 января 1994 года в РФ было комплексно механизировано 73 % ферм КРС, 94 % свиноводческих ферм, 96 % птицеводческих ферм и 22 % овцеводческих. В Кемеровской области данный показатель достигает 65%.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Р е ф е р а т
«Механизация малых животноводческих ферм»
Выполнил студент курса
факультета
Проверил:
Введение 3
1. Оборудование для содержания животных. 4
2. Оборудование для кормления животных. 9
Список литературы. 14
ВВЕДЕНИЕ
Оборудование с автоматической привязью коров ОСП-Ф-26о предназначено для автоматического самопривязывания, а также группового и индивидуального отвязывания коров, снабжения их водой при стойловом содержании и доении в ведра или молокопровод, а главным образом его используют при комбинированном содержании животных для кормления их из кормушек в стойлах и доения в доильных залах с применением высокопроизводительного доильного оборудования типа «елочка» и «тандем».
1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ
Сборное стойловое оборудование для коров ОСК-25А. Это оборудование монтируют в стойлах перед кормушками. Оно обеспечивает содержание коров в стойлах согласно зоотехническим требованиям, фиксацию отдельных животных при отвязывании всей группы коров, а также подачу воды от водопроводной магистрали к автопоилкам и служит опорой для крепления молоко- и вакуум-проводов доильных агрегатов.
Оборудование (рис. 1) состоит из каркаса, к которому подведен водопровод; стоек и ограждений, соединенных зажимами; кронштейнов для крепления молоко- и вакуум-проводов; автопоилок; цепей привязи и механизма отвязи.
Каждая из 13 индивидуальных автопоилок (ПА-1А, ПА-1Б или АП-1А) двумя болтами прикреплена к кронштейну стойки и соединена с последней через патрубок и угольник. Водопровод скобой с резиновой прокладкой прижат к стойке. Конструкцией оборудования предусматривается применение пластмассовых автопоилок АП-1А. Для присоединения металлических автопоилок ПА-1А или ПА-1Б дополнительно между кронштейном стойки и поилкой устанавливают металлическую подставку.
Привязь состоит из вертикальной и охватывающей цепей. Механизм отвязи включает в себя отдельные секции с приваренными штырями и рычаг привода, зафиксированный скобой.
Обслуживает оборудование оператор машинного доения.
Для привязывания коровы необходимо снять цепь. При помощи охватывающей и вертикальной цепей охватить шею коровы, в зависимости от размера шеи продеть конец вертикальной цепи через соответствующее кольцо охватывающей цепи и вновь надеть на штырь.
Рис. 1. Сборное стойловое оборудование для коров ОСК-25А:
1 - каркас; 2 - автопоилка; 3 - привязь
Для отвязывания группы коров требуется освободить рычаг привода от скобы и повернуть механизм отвязи. Вертикальные цепи падают со штырей, проскальзывают через кольца охватывающих цепей и освобождают коров. Если не нужно отвязывать животных, концы вертикальных цепей надевают на противоположные концы штырей.
Технические характеристики оборудования ОСК-25А
Число коров:
подлежащих одновременному отвязыванию до 25
помещаемых в секции 2
Число автопоилок:
на две коровы 1
в комплекте 13
Ширина стойла, мм 1200
Масса, кг 670
Оборудование с автоматической привязью коров ОСП-Ф-26. Это
оборудование (рис. 2) предназначено для автоматического самопривязывания, а также группового и индивидуального отвязывания коров, снабжения их водой при стойловом содержании и доении в ведра или молокопровод, а главным образом его используют при комбинированном содержании животных для кормления их из кормушек в стойлах и доения в доильных залах с применением высокопроизводительного доильного оборудования типа «елочка» и «тандем».
Рис. 2. Оборудование с автоматической привязью для коров ОСП-Ф-26:
1 - стойка; 2 - привязь
При доении коров в стойлах предусмотрено крепление для молоко- и вакуум-проводов. В отличие от сборного стойлового оборудования ОСК-25А на оборудовании ОСП-Ф-26 обеспечивается самофиксация коров в стойлах, при этом затраты труда на обслуживание животных уменьшаются более чем на 60 %.
В каждом стойле на высоте 400 - 500 мм от пола на передней стенке кормушки установлена ловушка с фиксирующей пластиной. Все пластины закреплены на общей тяге, которую при помощи рычага можно устанавливать в два положения: «фиксация» и «расфиксация». На шею коровы надет ошейник с подвеской из цепи и закрепленным на ее конце резиновым грузиком. В положении «фиксация» пластины перекрывают окно закрытой направляющей. При подходе к кормушке корова опускает в нее голову, цепная подвеска ошейника с грузиком, скользя по направляющим, попадает в ловушку, и корова оказывается привязанной. В случае перевода рычага в положение «расфиксация» грузик может быть свободно вытащен из ловушки, и корова отвязывается. При необходимости отвязать отдельную корову грузик осторожно вынимают из ловушки вручную.
Оборудование ОСП-Ф-26 выпускается в виде блоков, соединяемых при монтаже. Кроме элементов автоматической привязи оно включает в себя водопровод с автопоилками, кронштейн для крепления молоко- и вакуум-проводов.
Элементы автоматической привязи могут быть смонтированы и на стойловом оборудовании ОСК-25А при реконструкции малых ферм, если техническое состояние позволяет эксплуатировать его в течение достаточно длительного времени.
Технические характеристики оборудования ОСП-Ф-26
Число мест для животных до 26
Число автопоилок 18
Ширина стойла, мм 1000 - 1200
Высота расположения ловушек над полом, мм 400 - 500
Габаритные размеры одного блока, мм 3000x1500x200
Масса (общая), кг 629
Оборудование для содержания коров в укороченных стойлах. Та
кое стойло (рис. 3) имеет длину 160-165 см и состоит из ограничителей 6 и 3, навозного канала 9, кормушки 1 и галстучной привязи 10.
Рис. 3. Укороченное стойло с привязью для коров:
1 - кормушка; 2 - поворотная труба для фиксации животных;
3 - дугообразный передний ограничитель; 4 - передняя стойка стойла;
5 - вакуум-молокопровод; 6 - прямой передний ограничитель;
7 - боковые разделители стойл; 8 - стойло; 9 - навозный канал; 10 - привязь; 11 - кронштейн для крепления поворотной трубы
Ограничители выполнены в виде дуг - коротких (70 см) и длинных (120 см), препятствующих поперечному перемещению животного в стойле и предотвращающих травмирование вымени сосед ней коровы во время отдыха. Для удобства доения короткий ограничитель установлен напротив кранов вакуум- и молокопровода 5.
Перемещение животных назад ограничено уступом над навозной решеткой и привязью, а движение вперед - прямой или дуто образной трубой. Дуговой фиксатор способствует удобному расположении животного в стойле и дает возможность свободного доступа к кормушке и поилке. Такой фиксатор должен учитывать размеры животного по вертикали и горизонтали.
Для фиксации животных на привязи впереди над кормушкой на высоте 55-60 см от уровня пола к передним стойкам при помощи кронштейнов прикреплена поворотная труба. Расстояние от нее до передних стоек составляет 45 см. К трубе приварены крючки, с которыми соединяются звенья галстучной привязи, постоянно находящейся на шее животного. При фиксации коровы крючки устанавливают в положение, при котором цепь удерживается на трубе. Для освобождения животного трубу поворачивают, при этом цепи спадают с крючков. Поворотная труба препятствует выбрасыванию корма из кормушки. Цепь галстучной привязи имеет длину 55-60 см.
2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
Для кормления животных в фермерских хозяйствах предусмотрен комплекс малогабаритных неэнергоемких многооперационных машин и оборудования, при помощи которых выполняют следующие технологические операции: погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку кормов к ферме или кормоцеху, а также внутри фермы; хранение и измельчение компонентов кормовых смесей; приготовление сбалансированных кормовых смесей, транспортировку и выдачу их животным.
Универсальный агрегат ПФН-0,3. Этот агрегат (рис. 4) смонтирован на базе самоходного шасси Т-16М или СШ-28 и предназначен для механизации работ по заготовке кормов, а также для погрузочно-разгрузочных операций и транспортировки грузов как внутри фермы, так и в поле. Он состоит из самоходного шасси 3 с кузовом 2 и навесного устройства 1 с гидроприводом рабочих органов.
Агрегат может работать с комплектом рабочих органов: при заготовке кормов - это навесная или фронтальная косилка, грабли-ворошилка и грабли для подбора сена, навесная ворошилка, укладчик сена или соломы; при погрузочно-разгрузочных работах - это набор захватов, фронтальный ковш, грейферные вилы. Механизатор при помощи сменных рабочих органов и гидроуправляемого навесного устройства проводит погрузочно-разгрузочные операции с любыми грузами и кормами на ферме.
Рис. 4. Универсальный агрегат ПФН-0,3:
1 - навесное устройство с гидроприводом; 2 - кузов; 3 - самоходное шасси
Технические характеристики агрегата ПФН-0,3
Грузоподъемность с грейфером, кг 475
Максимальное усилие отрыва, кН 5,6
Длительность цикла погрузки, с 30
Производительность, т/ч, при погрузке вилами:
навоза 18,2
силоса 10,8
песка (ковшом) 48
Ширина захвата ковшом, м 1,58
Масса машины с комплектом рабочих органов, кг 542
Скорость передвижения агрегата, км/ч 19
Универсальный самопогрузчик СУ-Ф-0,4. Для механизации уборки навоза с выгульных площадок и очистки территории животноводческих ферм предназначен самопогрузчик СУ-Ф-0,4. Он может также использоваться для доставки подстилочных материалов, кормовых корнеклубнеплодов из хранилищ на переработку или для раздачи, очистки кормовых проходов от остатков корма, погрузки и доставки любых сыпучих и мелкокусковых материалов при внутрифермерских перевозках, подъема штучных и затаренных грузов при погрузке в транспортные средства общего назначения. В его составе тракторное самоходное шасси 1 (рис. 5) с самосвальным кузовом 2, оборудованное навеской 3 и фронтальным ковшом 4.
Механизатор при помощи гидравлики шасси опускает ковш самопогрузчика на поверхность площадки и движением шасси вперед подбирает материал до заполнения ковша. Затем, используя гидравлику, поднимает ковш над кузовом шасси и поворачивает назад для разгрузки материала в кузов. Циклы подбора и загрузки материала повторяют до полного наполнения кузова. Для загрузки кузова с автоматически открывающимся передним бортом служит тот же гидроцилиндр самоходного шасси, что и для подъема ковша. Путем перестановки опор штоков гидроцилиндров ковш можно переводить в режим бульдозера для очистки площадок и кормовых проходов и в режим разгрузчика материала с наклоном вперед.
Рис. 5. Универсальный самопогрузчик СУ-Ф-0,4:
1 - самоходное шасси Т-16М; 2 - самосвальный кузов; 3 - навеска с гидроприводом; 4 - ковш
Благодаря жесткой конструкции навесного оборудования достигается надежный подбор загружаемого материала.
Возможно дооборудование самопогрузчика навесной вращающейся щеткой для очистки территории фермы.
Технические характеристики самопогрузчика СУ-Ф-0,4
Грузоподъемность, кг:
самосвальной платформы1000
Производительность на уборке навоза с транспортировкой его
на 200 м, т/чдо 12
Ширина захвата, мм1700
Вместимость ковша, кг, при погрузке:
корнеклубнеплодов250
Дорожный просвет, мм400
Скорость движения, км/ч:
при заборе материаладо 2
при полной загрузке кузовадо 8
Высота подъема в ковше штучных грузов, мдо 1,6
Наименьший радиус поворота, м 5,2
Габаритные размеры, мм:
длина при опущенном ковше 4870
высота при поднятом ковше 2780
ширина 1170
Масса навесного оборудования, кг 550
Погрузчик-раздатчик кормов ПРК-Ф-0,4-5. Его используют для проведения погрузочно-разгрузочных работ, раздачи кормов и уборки навоза из навозных проходов и с площадок на малых и нетиповых фермах. В зависимости от конкретных условий эксплуатации при помощи погрузчика-раздатчика выполняют следующие операции: самозагрузку в кузов кормораздатчика силоса и сенажа, находящихся в местах хранения (траншеях, буртах); силоса, сенажа, корнеклубнеплодов и измельченных стебельчатых кормов и кормосмесей, загружаемых другими средствами; транспортировку корма к месту содержания животных; раздачу его во время движения агрегата; выдачу в приемные камеры и бункеры стационарных кормораздатчиков; погрузку различных сельскохозяйственных грузов в другие транспортные средства, а также их разгрузку; очистку дорог и площадок; уборку навоза из навозных проходов животноводческих ферм; самозагрузку и выгрузку подстилочного материала.
Влажность силоса должна составлять 85 %, сенажа - 55, зеленой массы - 80, грубых кормов - 20, кормосмеси - 70 %. Фракционный состав: зеленая и провяленная масса корма с длиной резки до 50 мм - не менее 70 % по массе, грубые корма с длиной резки до 75 мм - не менее 90 %.
Агрегат можно эксплуатировать на открытом воздухе (на выгульных и откормочных площадках) и в животноводческих помещениях при температуре -30...+45 0 С. Раздачу корма, выгрузку подстилки и уборку навоза выполняют при плюсовой температуре материала.
Для прохода агрегата необходимы транспортные проезды шириной не менее 2 м и высотой до 2,5 м. Корм раздают в кормушки высотой не более 0,6 м при ширине кормового прохода между ними до 1,5 м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белехов И.П., Четкий А. С. Механизация и автоматизация животноводства. - М.: Агропромиздат,1991.,
2. Конаков А. П. Техника для малых животноводческих ферм. Тамбов: ЦНТИ, 1991.
3. Сельскохозяйственная техника для интенсивных технологий. Каталог. - М.: АгроНИИТЭИИТО, 1988.
4. Техника для малых ферм и семейного подряда в животноводстве. Каталог. -М.: Госагропром, 1989.
Игорь Николаев
Время на чтение: 5 минут
А А
Ни для кого не секрет, что животноводство является одной из важнейших отраслей экономики, которая обеспечивает население страны ценными и высококалорийными продуктами питания (молоко, мясо, яйца и так далее). Помимо этого, животноводческие предприятия производят сырье для изготовления продукции легкой промышленности, в частности таких ее видов, как обувь, одежда, ткани, мебель и прочие необходимые каждому человеку вещи.
Не стоит забывать и о том, что именно сельскохозяйственные животные в процессе своей жизнедеятельности производят органические удобрения для растениеводческой отрасли сельского хозяйства. Поэтому повышение объемов животноводческой продукции является при минимизации капитальных вложений и удельных затрат является важнейшей целью и задачей для сельского хозяйства любого государства.
В современных условиях главным фактором роста производительности в первую очередь является внедрение в животноводстве автоматизации, механизации, энергосберегающих и других инновационных интенсивных технологий.
В силу того, что животноводство – весьма трудозатратная отрасль сельскохозяйственного производства, возникает необходимость использования современных достижений науки и техники в области автоматизации и механизации производственных процессов в животноводстве. Это направление является очевидным и приоритетным для целей повышения рентабельности и эффективности предприятий животноводческого комплекса.
В настоящий момент в России, на крупных сельскохозяйственных предприятиях с высокой степенью механизации трудозатраты на производство единицы животноводческой продукции в два-три раза меньше, чем в среднем по всей отрасли, а себестоимость ниже того же среднего по отрасли показателя в полтора-два раза. И, хотя в целом уровень механизации по отрасли достаточно высок, он все-таки значительно ниже уровня механизации в развитых странах, а потому этот уровень необходимо повышать.
Например, только примерно 75 процентов ферм молочного животноводства используют комплексную механизацию производства; среди предприятий, производящих говядину такая механизация животноводства применяется менее, чем в 60 процентах хозяйств, а комплексная механизация в свиноводстве охватывает около 70 процентов предприятий.
Высокая трудоемкость в животноводческой отрасли в нашей стране пока сохраняется, а это крайне негативно влияет на себестоимость производимой продукции.
К примеру, доля ручного труда в молочном скотоводстве находится на уровне 55 процентов, а в таких областях животноводства, как овцеводство и репродукторные цеха предприятий свиноводства эта доля составляет не меньше 80 процентов. На мелких сельхозпредприятиях уровень автоматизации и механизации производства вообще очень низкий и в среднем в два-три раза хуже, чем в целом по всей отрасли.
Для примера приведем некоторые цифры: при численности стада до 100 голов комплексно механизированы только 20 процентов всех хозяйств, а при численности поголовья до 200 животных этот показатель находится на уровне 45-ти процентов.
В чем же причины столь низкого уровня механизации российской животноводческой отрасли?
Специалисты выделяют, с одной стороны, низкий процент рентабельности в этой отрасли, что не позволяет предприятиям животноводства закупать импортные современные машины и оборудование для животноводства, а с другой стороны, отечественная промышленность не может на сегодняшний день предложить животноводам современные средства комплексной автоматизации и механизации, которые не уступали бы мировым аналогам.
Специалисты считают, что исправить такое положение дел можно, если отечественная промышленность освоит производство типовых животноводческих комплексов модульной конструкции, которые имели бы высокий уровень роботизации, автоматизации и компьютеризации. Именно модульная конструкция таких комплексов позволила бы унифицировать конструктив разных типов оборудования, тем самым обеспечивая их взаимозаменяемость, что значительно облегчит процесс оборудования старых и создания новых и переоборудования уже существующих животноводческих комплексов, значительно уменьшив размер эксплуатационных расходов для них.
Однако такой подход невозможен без целенаправленной государственной поддержки в лице профильных министерств. В настоящее время, увы, необходимых действий в данном направлении государственными структурами пока не предпринимается.
Какие технологические процессы можно и нужно автоматизировать?
В животноводстве процесс производства продукции является длинной цепочкой разных технологических процессов, работ и операций, которые связаны с разведением, последующим содержанием и откормом и, наконец, забоем сельскохозяйственного скота.
В этой цепочке можно выделить следующие технологические процессы:
- приготовление кормов;
- поение и кормления животных;
- удаление навоза и его последующая переработка;
- сбор полученной продукции (постриг шерсти, сбор яиц и так далее),
- забой на мясо откормленных животных;
- спаривание скота с целью получения приплода;
- различного рода работы по созданию и последующему поддержанию в помещениях необходимого для животных микроклимата и так далее.
Одновременная механизация и автоматизация животноводства не может быть абсолютной. Некоторые рабочие процессы можно автоматизировать полностью, заменив ручной труд роботизированными и компьютеризированными механизмами. Другие виды работ можно только механизировать, то есть выполнять их может только человек, но с использованием более современное и производительное оборудование для животноводства в качестве вспомогательного инструмента. Полностью ручного труда в настоящее время требуют очень немногочисленные виды животноводческих работ.
Процесс кормления
К одним из самых трудозатратных животноводческих технологических процессов относится приготовление и последующая раздача кормов, а также процесс поения животных. Именно на эту часть работ приходится до 70-ти процентов общих трудозатрат, что, разумеется, делает первостепенной задачу их механизации и автоматизации. Стоит сказать, что заменить ручной труд на работу компьютеров и роботов в этой части технологической цепочки в большинстве животноводческих отраслей достаточно несложно.
В настоящее время существует два типа механизация раздачи кормов: стационарные раздатчики корма и мобильные(передвижные) механизмы для раздачи кормов. В первом случае оборудование представляет собой ленточный, скребковый или другой вид транспортера, управляемый электродвигателем. В стационарном раздатчике подача корма выполняется путем выгрузки его из специального бункера непосредственно на транспортер, который и доставляет еду в специальные кормушки для животных. Принцип работы передвижного раздатчика заключается в перемещении самого бункера с кормом прямо к кормушкам.
Какой тип раздатчика кормов подойдет для конкретного предприятия, определяют с помощью произведения некоторых расчетов. В основном эти расчеты заключаются в том, что необходимо подсчитать рентабельность внедрения и обслуживания обоих типов раздатчика и выяснить, какой из них выгоднее обслуживать в помещения конкретной конфигурации и для конкретного вида животных.
Доильный аппарат
Процесс механизации поения животных является еще более неложной задачей, так как вода представляет собой жидкость и легко транспортирует саму себя под действием силы тяжести по желобам и трубам поильной системы. Для этого необходимо всего лишь создать хотя бы минимальный угол наклона трубы или желоба. Кроме того, вода легко поддается транспортировке с использованием электронасосов по трубопроводной системе.
Уборка навоза
На втором месте по трудозатратности (после кормления) в животноводстве находится процесс уборки навоза. Поэтому задача механизации таких производственных процессов также является крайне важной, так как выполнять такие работы приходится в больших объемах и достаточно часто.
Современные животноводческие комплексы можно оборудовать различными типами механизированных и автоматизированных систем для удаления навоза. Выбор конкретного типа оборудования напрямую зависит от вида сельскохозяйственных животных, от принципа их содержания, от конфигурации и прочих конкретных особенностей производственного помещения, а также от типа и объема подстилочного материала.
Для получения максимального уровня механизации и автоматизации данного технологического процесса, желательно (а лучше сказать – необходимо) подобрать конкретное оборудование заранее и еще на этапе строительства производственного помещения предусмотреть использование выбранного оборудования. Только в этом случае станет возможной именно комплексная механизация животноводческого предприятия.
Для уборки навоза в данный момент существуют два способа: механический и гидравлический. Системы механического вида действия бывают:
- бульдозерная техника;
- установки канатно-скреперного типа;
- скребковые транспортеры.
Гидравлические системы уборки навоза подразделяются по приведенным ниже признакам:
1.по движущей силе они бывают:
- самотечные (навозная масса движется сама под действием сил гравитации по наклонной поверхности);
- принудительные (движение навоза происходит вследствие воздействия внешней принудительной силы, к примеру, водяного потока);
- комбинированные (часть пути навозная масса перемещается самотеком, а часть – под действием принуждающей силы).
2.по принципу действия такие установки делятся на:
- непрерывного действия (круглосуточное удаление навоза по мере его поступления);
- периодического действия (удаление навоза происходит после накопления его до определенного уровня или же просто через заданные временные интервалы).
3.по типу своей конструкции устройства для удаления навоза делят на:
Комплексная автоматизация и диспетчеризация
Для повышения эффективности производства животноводческой продукции и максимального уменьшения уровня трудовых затрат на единицу этой продукции не нужно ограничиваться только внедрением механизации, автоматизаций и электрификаций на отдельных этапах технологического процесса.
Современный уровень развития технологий и научных разработок уже сегодня позволяет добиться полной автоматизации многих видов промышленного производства. Другими словами, можно весь цикл производства (от момента приемки сырья до этапа упаковки готовой продукции) полностью автоматизировать с помощью роботизированной линии, находящейся под постоянным контролем либо одного диспетчера, либо нескольких инженерных специалистов.
Стоит сказать, что специфика такого производства, как животноводство, не позволяет в настоящее время добиться абсолютного уровня автоматизации всех без исключения производственных процессов. Однако к такому уровню следует стремиться, как к некоему «идеалу».
В настоящее время уже разработано такое оборудование, которое позволяет заменить отдельные машины на поточные технологические линии.
Такие линии пока не могут контролировать полностью весь производственный цикл, но добиться полной механизации основных технологических операций они уже позволяют.
Добиться высокого уровня автоматизации и контроля в поточных технологических линиях позволяют сложные рабочие органы и продвинутые системы датчиков и сигнализации. Масштабное применение подобных технологических линий даст возможность отказаться от ручного труда и сократить численность персонала, в том числе операторов отдельных механизмов и машин. Их заменят системы диспетчерского управления и контроля за технологическим процессом.
В случае перехода российского животноводства на самый современный уровень механизации и автоматизации технологических процессов эксплуатационные издержки в животноводческой отрасли снизятся в несколько раз.
Средства механизации предприятий
Пожалуй, самым тяжелым трудом в животноводческой отрасли можно считать работу свинарок, скотников и доярок. Можно ли облегчить эту работу? В настоящее время уже можно дать однозначный ответ – да. С развитием технологий сельского хозяйства доля ручного труда в животноводстве постепенно стала снижаться, начали применяться современные способы механизации и автоматизации. Все больше становится автоматизированных и механизированных молочных ферм и птичников-автоматов, которые сейчас уже больше похожи на научную лабораторию или производственный цех пищекомбината, так как весь персонал трудится в белых халатах.
Конечно, средства автоматизации и механизации существенно облегчают труд занятых в животноводстве людей. Однако для применения этих средств требуется обладание животноводами большим объемом специализированных знаний. Работники автоматизированного предприятия должны не только умения обслуживать действующие механизмы и машины, знания процессов их наладки и регулировки. Также потребуются знания в области принципов воздействия применяемых механизмов на организм кур, свиней, коров и прочих сельскохозяйственных животных.
Как применить доильный аппарат, чтобы коровы отдали молоко, как обработать корма с помощью машины так, чтобы повысить отдачу мяса, молока, яиц, шерсти и прочей продукции, как отрегулировать влажность воздуха, температуру и освещение в производственных помещениях предприятия таким образом, чтобы обеспечить наилучший рост животных и избежать их заболевания – все это знания, необходимые современному животноводу.
В связи с этим остро встает вопрос подготовки квалифицированных кадров для работы на современных животноводческих предприятиях с высоким уровнем автоматизации и механизации производственных процессов.
Машины и оборудование в животноводстве
Начнем с молочной фермы. Одна из главных машин на этом предприятии – это доильная. Доение коров руками – очень тяжелый труд. К примеру, доярка должна сделать до 100 нажимов пальцами для того, чтобы выдоить один литр молока. С помощью современных доильных аппаратов процесс доения коров полностью механизирован.
Работа этих аппаратов основана на принципе отсоса молока из коровьевого вымени с помощью разреженного воздуха (вакуума), создаваемого специальным вакуум-насосом. Главная часть доильного механизма представляет собой четыре доильных стакана, которые надевают на соски вымени. С помощью этих стаканов молоко отсасывается в молочный бидон или в специальный молокопровод. По такому молокопроводу сырое молоко подается на фильтр для очистки или очистительную центрифугу. После чего сырье охлаждается в охладители и перкачивается в молочную цистерну.
В случае необходимости сырое молоко прогоняют через сепаратор или пастеризатор. В сепараторе отделяют сливки. Пастеризация убивает всех микробов.
Современные доильные аппараты (ДА-3М, «Майга», «Волга») при их правильной эксплуатации увеличивают производительность труда в три – восемь раз и позволяют избежать заболевания коров.
Самых лучших результатов на практике достигли в области механизации водоснабжения предприятий животноводства.
Из шахтных или буровых или колодцев вода доставляется на фермы с помощью водоструйных установок, электронасосов или обычных центробежных насосов. Этот процесс происходит автоматически, необходимо лишь еженедельно проверять саму насосную установку и проводить профилактический осмотр. При наличии в хозяйстве водонапорной башни, работа автомата зависит от уровня в ней воды. Если такой башни нет – ставится небольшой бак воздушно-водяного типа. При подача воды насос сжимает в баке воздух, вследствие чего повышается давление. Когда оно становится максимальным, насос автоматически выключается. При снижении давления до установленного минимального уровня, насос автоматически включается. В холодное время воду в поилках подогревают электричеством.
Для механизации раздачи кормов применяют шнековые, скребковые или ленточные транспортеры.
В птицеводстве для этих же целей используются качающиеся и вибрационные и качающиеся транспортеры. На предприятиях свиноводческого направления успешно применяются гидромеханические и пневматические установки, а также самоходные кормораздатчики на электрической тяге. На фермах молочного направления используются транспортеры скребкового типа, а также прицепные или самоходные раздатчики кормов..
На предприятиях птицеводческого и свиноводческого направления раздача кормов полностью автоматизирована.
Управляющие устройства с часовым механизмом по заранее заданной программе включают раздатчики кормов, а затем, после выдачи определенной нормы корма, отключают их.
Хорошо поддается механизации подготовка кормов.
Промышленность выпускает различные типы машин для измельчения грубых и влажных кормов, для дробления зерновых и других видов сухих кормов, для измельчения и мытья корнеплодов, для выработки травяной муки, для создания разного рода кормовых смесей и комбикорма, а также машины для сушки, дрожжевания или запаривания кормов.
Облегчить труд на животноводческих фермах помогает механизация процесса уборки помета и навоза.
Например, в свиноводческих предприятиях животные содержатся на подстилке, которую меняют только при смене группы откармливаемых виней. В месте кормления свиней навоз время от времени смывают струей воды в специальный транспортер. Из свинарников этот транспортер доставляет навозную массу в подземный сборник, оттуда его выгружают либо на самосвал, либо на тракторный прицеп, либо при помощи пневматической установки на сжатом воздухе, и доставляют навоз на поля. Пневматическая установка автоматически включается часовым механизмом по заранее заданной программе.
Наиболее комплексно автоматизируются и механизируются предприятия птицеводства. Помимо таких процессов, как кормораздача, поение и уборка помета, на них автоматизированы: включение и выключение света, отопление и вентиляция, открывание и закрывание лазов площадки выгула. Также на птицефабриках автоматизирован процесс сбора, сортировки и последующей упаковки яиц. Куры несут я в специально подготовленных гнездах, откуда они потом выкатываются на ленту сборочного транспортера, который полает их на сортировочный стол. На этом столе яйца сортируются по весу или размеру и раскладываются в спецтару.
Современную автоматизированную птицефабрику могут обслуживать двое: электромеханик и зоотехника-оператор-технолог.
Первый отвечает за наладку и регулировку машины и механизмов и за технический уход за этим оборудованием. Второй проводит зоотехнические наблюдения и составляет программы для работы автоматов и машин.
Также отечественная промышленность производит разного рода оборудование для обогрева и вентиляции производственных помещений животноводческого сектора: электрокалориферы, теплогенераторы, паровые котлы, вентиляторы и так далее.
Высокий уровень автоматизации и механизации предприятий животноводства позволяет значительно снизить себестоимость продукции за счет уменьшения расходов на оплату труда (сокращается количество персонала) и за счет провышения продуктивности птиц и животных. А это позволит снизить и розничные цены.
Резюмируя вышесказанное, повторим, что автоматизация и механизация животноводческого комплекса позволяет превратить тяжелый ручной труд в технологичную и индустриализованную работу, что должно стереть грань между крестьянским трудом и работой в промышленности.
Петрозаводский Государственный Университет
Кафедра Механизации Сельскохозяйственного Производства
Курс “Механизация животноводческих ферм"
Курсовой проект
Механизация технологических процессов
на ферме крупного рогатого скота на 216 голов.
Петрозаводск
Введение
Характеристика объекта
1.1 Размеры здания
1.2 Применяемые материалы
1.3 Технология содержания
1.4 Рацион для коров
1.5 Число персонала
1.6 Распорядок дня
2. Марки МТП на ферме
2.1 Молокоприемник
2.2 Системы вентиляции
3. Технологические расчеты
3.1 Расчет микроклимата
4. Конструктивная разработка
4.1 Раздатчик кормов
4.2 Описание изобретения
4.3 Формула изобретения
4.4 Расчет конструкции
Заключение
Список использованных источников
Введение
В основе проектирования животноводческих помещений должны быть заложены производственные технологии, обеспечивающие получение высокой продуктивности животных.
Животноводческие фермы, в зависимости от назначения, могут быть племенными и товарными. На племенных животноводческих фермах ведут работу по совершенствованию пород и выращивают высокоценных племенных животных, которых затем широко используют на товарных фермах для получения приплода, идущего на пополнение стада. На товарных производят продукты животноводства для народного потребления и для нужд промышленности.
В зависимости от биологического вида животных различают фермы крупного рогатого скота, свиноводческие, коневодческие, птицеводческие и др. На фермах крупного рогатого скота животноводство развивается по следующим основным направлениям: молочное - для производства молока, молочно-мясное для производства молока и говядины и мясное скотоводство.
Скотоводство - одна из основных отраслей животноводства нашей страны. От крупного рогатого скота получают высокоценные продукты питания. Крупный рогатый скот -основной производитель молока и более 95% производства этого ценного продукта приходится на молочное скотоводство.
В состав фермы крупного рогатого скота входят основные и вспомогательные здания и сооружения: коровники, телятники с родильным отделением, помещение для содержания молодняка, доильно-молочные блоки, пункты искусственного осеменения, здания ветеринарного назначения, кормоприготовительные помещения, выгульно-кормовые дворы. Кроме того, на фермах строятся инженерные сооружения, навесы для грубых кормов, навозохранилища, навесы для хранения техники, пункты технического обслуживания.
Гипромсельхоз рекомендует техническую характеристику животноводческого комплекса определять тремя показателями: размером, вместимостью и производственной мощностью. Размер комплекса и фермы задается среднегодовым поголовьем содержащихся животных. Вместимость показывает количество мест для содержания животных, а производственная мощность фермы - максимально возможный выпуск продукции за год молоко, живая масса, приросты.
Характеристика объекта
Животноводческие фермы - это специализированные сельскохозяйственные предприятия, предназначенные для выращивания скота и производства продукции животноводства. Каждая ферма представляет собой единый строительно-технологический комплекс, включающий в себя основные и подсобные производственные, складские и вспомогательные постройки и сооружения.
К основным производственным постройкам и сооружениям относят помещения животных, родильные отделения, выгульные и выгульно-кормовые площадки, доильные помещения с преддоильными площадками и пункты искусственного осеменения.
Подсобными производственными считают помещения для ветеринарного обслуживания животных, автовесы, сооружения водоснабжения, канализации, электро- и теплоснабжения, внутренние проезды с твердым покрытием и огражден ферм.
Складские сооружения включают склады кормов, подстилки и инвентаря, навозохранилища, площадки или навесы для хранения средств механизации.
К вспомогательным сооружениям относят служебные и бытовые помещения - зоотехническая контора, гардеробные, умывальная, душевая, туалет.
Молочно-товарные фермыпроектируют из сблокированных построек, в которых объединены помещения основного, подсобного и вспомогательного назначения. Это делают с целью повышения компактности застройки ферм, а также сокращения протяженности всех коммуникаций и площади ограждения зданий и сооружений во всех случаях, когда это не противоречит условиям технологического процесса и техники безопасности, санитарным и противопожарным требованиям и целесообразно по технико-экономическим соображениям. Например, доильное отделение при беспривязном содержании располагают в блоке с коровниками или между коровниками, а преддоильную площадку-накопитель размещают перед входом в доильный зал.
Выгульно-кормовой двор и выгульную площадку проектируют, как правило, вдоль южной стены помещения для содержания скота. Кормушки рекомендуется размещать с таким расчетом, чтобы при их загрузке транспорт не заезжал на выгульно-кормовые дворы.
Хранилища кормов и подстилки размещают так, чтобы обеспечить кратчайший путь, удобство и простоту механизации подачи кормов к местам кормления, а подстилки - в стойла и боксы.
Пункт искусственного осеменения сооружают в непосредственной близости от коровников или блокируют с доильным отделением, а родильное отделение, как правило, с телятником. При привязном содержании скота с использованием линейных доильных установок условия размещения построек и сооружений фермы остаются те же, что и при беспривязном, но при этом доильное отделение заменяется молочным, а вместо выгульно-кормовых дворов при коровниках устраивают выгульные площадки для скота. Технологическая связь отдельных помещений и их размещение выполняются в зависимости от технологии и способа содержания скота и назначения зданий.
1.1 Размеры здания
Линейные размеры одного коровника составляют: длина 84 м, ширина 18 м. Высота стен равна 3,21 м. Строительный объём 6981 м 3 , на одну голову 32,5 м 3 . Площадь застройки 1755,5 м 2 , на одну голову 8,10м 2 . Полезная площадь 1519,4м 2 , на одну голову 7,50 м 2 . Площадь основного назначения 1258,4 м 2, на одну голову 5,8м 2 Количество ското-мест 216 голов. Несущие конструкции, перекрытия и кровлю не изменяют. Реконструируют кормушки, тамбуры, молочный блок. Приточные камеры и пункт искусственного осеменения из стойлового помещения переносят в существующую пристройку.
Молочную, моечную, вакуум-насосную и подсобно-вспомогательные помещения устраивают в торце здания. Частично реконструируют воротные проёмы, пол, пристраивают тамбуры. Содержание коров привязное, в стойлах размером 1,7 х 1,2 м.
Коровник состоит из: стойлового помещения, помещение для кормораздачи, помещение для навозоприёмника, приточная камера, моечная, молочная, служебное помещение, инвентарная, вакуум-насосная, санузел, манеж, лаборатория, комната для хранения жидкого азота, помещение для дезосредств.
1.2 Применяемые материалы
Фундамент из сборных бетонных блоков по ГОСТ 13579-78; стены сделаны из силикатного модульного кирпича М-100 на раствор М-250 уширенным швом из минеральных плит; покрытия - деревянные прогоны по металлодеревянным аркам; кровля из волнистых асбестоцементных листов по деревянной обрешетке; пол сплошной монолитный, выполненный из бетона и покрыт деревянными щитами, в области навозных каналов - решетчатый; окна деревянные по ГОСТ 1250-81; двери по ГОСТ 6624-74; 14269-84; 24698-81; ворота деревянные, двупольные; потолок построен из железобетонных плит; ограждающие станки в стойлах сделаны из железных труб; привязь представляет собой металлические ошейники с цепью; кормушки бетонированные
1.3 Технология содержания
Привязное содержание молочных коров.
Привязное содержание применяют в хозяйствах, разводящих главным образом скот мясных пород, а за последние годы его вводят и в молочном скотоводстве. Для успешного внедрения привязного содержания необходимы следующие главные условия: достаточное количество разнообразных кормов для организации полноценного и дифференцированного кормления групп животных в соответствии с их продуктивностью; правильное разделение скота на группы по продуктивности, физиологическому состоянию, возрасту и т.д.; правильная организация доения. Привязное содержание коров способствует значительному сокращению затрат труда по уходу за животными по сравнению с привязным содержанием, так как при этом эффективнее используются средства механизации и лучше организован труд животноводов.
Животные находятся в помещениях на глубокой несменяемой подстилке толщиной не менее 20-25 см, б ез привязи. В родильном отделении коров содержат по технологии привязного содержании.
Кормят животных на выгульно-кормовых дворах или специальных площадках в помещениях, при этом животные имеют свободный доступ к кормам. Часть концентрированных кормов скармливают на доильных площадках при доении. Доят коров два-три раза в сутки в специальных доильных залах на стационарных доильных установках типа "Ёлочка", "Тандем" или "Карусель". При доении очищают и охлаждают молоко в потоке. Через 10 дней проводят контрольные дойки.
Поят коров в любое время суток из групповых автопоилок (зимой с электроподогревом воды), устанавливаемых на выгульных площадках или в зданиях.
Навоз из проходов коровников и с выгульных площадок ежедневно убирают бульдозером, а из коровников с глубокой несменяемой подстилкой - один-два раза в год с одновременной вывозкой на поля или площадки его переработки.
На ферме должен быть составлен график случек и предполагаемых отелов по всем группам коров. Чистят животных в специальном помещении, имеющем необходимое оборудование.
Для строгого соблюдения распорядка дня ферма должна иметь надежно действующие источники электроэнергии, холодной и горячей воды. Для комплексной механизации производственных процессов разрабатывается система машин с учетом конкретных условий работы фермы и зоны ее размещения.
1.4 Рацион для коров
Крупный рогатый скот способен потреблять и переваривать большое количество сочных и грубых кормов, то есть кормов, содержащих много клетчатки. В сутки коровы могут потреблять по 70 кг корма и более. Эта особенность обусловлена анатомическим строением желудочно-кишечного тракта жвачных животных и ролью микроорганизмов, которые размножаются в поджелудочках животных.
Эффективное использование питательных веществ в значительной мере определяются структурой рационов, под которой понимают соотношение грубых, сочных и концентрированных кормов. При насыщении рационов сочными кормами питательные вещества всех входящих в рацион компонентов перевариваются и используются на 8-12% лучше, чем при их не достатке.
Рацион для коровы живой массы 500 кг с суточным удоем 25 кг таблица 1.4.1.
Таблица 1.4.1
1.5 Число персонала
Количество персонала определяют в зависимости от типа доильной установки и уровня механизации процессов на ферме таблица 1.5.1.
Таблица 1.5.1
1.6 Распорядок дня
6.00-6.30 - раздача к/к.
6.30-7.00 - уборка навоза
7.00-9.00 - доение коров.
9.00-9.30 - мойка оборудования и аппаратов.
9.30-10.00 - раздача сена.
10.00-10.30 - приготовление корнеклубнеплодов.
10.30-11.30 - запаривание комбикорма.
10.30-14.00 - выгул животных.
14.00-14.30 - раздача силоса.
14.30-15.30 - подметание проходов.
15.30-16.00 - раздача корнеклубнеплодов.
16.00-17.30 - отдых животных.
16.30-17.00 - подготовка молокопровода.
17.00-17.30 - уборка навоза.
17.30-18.00 - раздача силоса.
18.00-20.00 - доение.
20.00-20.30 - мойка молочного оборудования.
20.30-21.00 - раздача сена.
21.00-21.15 - сдача смены ночному скотнику.
2. Марки МТП на ферме
2.1 Молокоприемник
Молокоприемники могут быть установлены как в углу, так и на стене. Подходят для всех типов залов, в том числе с низким расположением трубопровода таблица 2.1.1
Таблица 2.1.1
2.2 Системы вентиляции
Многолетний опыт показывает, что одним из непременных условий для здоровой жизнедеятельности стада является создание на молочной ферме системы вентиляции, которая соответствовала бы своими техническими характеристиками характеристикам объекта. Качественный микроклимат оказывает значительное влияние на здоровье коров и телят, соответственно, на все количественные и качественные показатели состояния стада. Учитываться должны не только данные температуры и относительной влажности, важной является комплексная оптимизация составляющих микроклимата, а именно систем вентилирования, отопления и охлаждения.
Рисунок 2.3.6. Крышная вентиляция
Наиболее энергосберегающий вид вентиляции, использующий силу ветра. Вентилирование осуществляется за счет приточных клапанов, расположенными с двух сторон и кровельного конька, без использования вентиляторов.
Рисунок 2.3.7. Поперечная вентиляция
Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра, когда условия (направление и скорость) адекватные вентиляторы отключены, что позволяет экономить электроэнергию. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, закрывая окна со стороны вентиляторов и подключая боковые вентиляторы, которые увеличивают свою скорость в соответствии с поступаемым воздухом.
Рисунок 2.3.8. Поперечная комбинированная вентиляция.
Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, закрывается штора со стороны вентиляторов и подключаются боковые вентиляторы малой мощности. При необходимости подключаются вентиляторы большой мощности.
Рисунок 2.3.9. Крышная диффузная вентиляция
Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не достигаются, имеется возможность перейти на принудительную вентиляцию, устанавливая боковые окна в необходимую позицию, переходя к работе вентиляторов вытяжных шахт.
Рисунок 2.3.10. Туннельная вентиляция
Функционирует на базе естественной вентиляции, используя силу ветра, когда условия (направление и скорость) адекватные вентиляторы остаются отключенными, что позволяет экономить электроэнергию. Когда, при экономии энергии, желаемые параметры микроклимата не сохраняются, имеется возможность перейти на форсированный режим "Туннель". В этом случае все боковые окна закрываются и поэтапно включаются вентиляторы большой мощности, достигая таким образом оптимального охлаждения по всему объему помещения, благодаря появляющемуся потоку воздуха.
Применение данного вида вентиляции возможно в сочетании с ранее упомянутыми вариантами.
Рисунок 2.3.11
Рисунок 2.3.12
2.3 Оборудование стойловых мест
Конструкция стойловых мест должна обеспечивать корове пространство для комфортного отдыха и свободы движения. Габаритные размеры, как правило, стандартны. Ширина - от 1,10 м до 1,20 м, длина - от 1,80 м до 2,20 м. Стойловые дуги изготавливаются из бесшовных труб диаметром 60 мм с антикоррозийным покрытием, которое наносится методом погружения в горячий цинковый раствор, также существует альтернативный вариант изготовления стойловых мест из черного металла. Цинкование происходит после всех механических операций (резка, гибка, сверление), учитывая опыт европейских фермерских хозяйств.
Для оптимизации процесса кормления, между стойлами и кормовым проходом устанавливаются кормовые решетки, благодаря которым коровы не мешают друг другу при приеме пищи. Также самофиксирующийся механизм в это время не позволяет животному ложиться - это намного облегчает задачу ветеринарных процедур. Благодаря модульной системе сборки и возможности комбинирования различных элементов кормовыми решетками могут быть оборудованы все фермы.
2.4 Системы поения и системы подогрева воды
При любой температуре корова нуждается в большом количестве воды. Поилки из стали предназначены для поения 40-50 коров. Сильный проток воды 120 л/мин позволяет ей быть чистой. Поилки размещаются в коровнике в зависимости от количества коров в группе и размещения самих групп.
Длина поилки - от 1,00 м до 3,00 м Высота поилки - 80 - 100 см
Снабжение поилок теплой водой происходит посредством специальной системы подогрева воды. Установка оборудована регулятором температуры и автоматическим ограничителем температуры. Длина водопровода - до 250 м. Установку можно эксплуатировать при температуре до - 40º. Корпус циркуляционного насоса и платформы выполнен из нержавеющей стали. Тэн 3 кВт.
3. Технологические расчеты
3.1 Расчет микроклимата
Исходные данные:
Количество животных - 216 голов
Температура наружного воздуха - - 15 0 С
Относительная влажность наружного воздуха - 80%
Определим расход воздуха на удаление избыточной углекислоты СО 2 по формуле 3.2.1:
(3.2.1)
где: К СО2 - количество СО 2 выделяемое животными м 3 /час
С 1 - предельно допустимая концентрация СО 2 в воздухе;
Определим кратность воздухообмена по формуле 3.2.2:
где: V- объем помещения в м 3 ();
Определим расход воздуха на удаление влаги по формуле 3.2.3:
(3.2.3)
где: W- выделение влаги внутри помещения;
W 1 - влага выделяемая дыханием животного W1=424 г/час;
W 2 - влага выделяемая с поилок и пола, W 2 =59,46 г/час;
φ 2 , φ 1 - относительная влажность внутреннего и наружного воздуха;
m - количество животных;
Кратность воздухообмена по формуле 3.2.2:
Определение количества тепла, теряемого на вентиляцию по формуле 3.2.4:
где: t в - температура воздуха внутри помещения, t в =10 0 С;
t н - температура наружного воздуха, t н = - 15 0 С;
ρ в - плотность воздуха, ρ в =1,248 кг/м;
Определение количества тепла, теряемого через стенки помещения по формуле 3.2.5:
где: К о - коэффициент теплоотдачи на 1 голову;
m - количество голов;
Определение количества тепла выделяемого животными по формуле 3.2.6:
где: m- количество животных;
g- количество тепла выделяемого одним животным, находят по формуле 3.2.7:
где: t в - температура внутри помещения;
g m - норма выделения тепла на одного животного;
Определение потребной производительности калорифера для определения отопления помещений по формуле 3.2.8:
Из расчета видно, что калорифер не нужен.
Выбор и определение необходимого количества вентиляторов и вытяжных шахт по формуле 3.2.9:
где: L- необходимый расход воздуха;
Q- производительность вентилятора;
Площадь сечения шахт при естественной тяге по формуле 3.2.10:
где: V- скорость движения воздуха, рассчитывается по формуле 3.2.11:
(3.2.11)
где: h- высота вытяжной шахты;
Число вытяжных шахт по формуле 3.2.12:
где: f- площадь сечения вытяжной шахты;
3.2 Машинное доение коров и первичная обработка молока
Суточный выход молока на корову по формуле 3.3.1:
где: Пр - средний годовой удой;
Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки по формуле 3.3.2:
где: m д - число дойных коров в стаде; τ р - затраты ручного труда на доение одной коровы;
τ д - длительность дойки стада;
Количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором по формуле 3.3.3:
где: τ м - время машинного доения коровы;
Производительность оператора по формуле 3.3.4:
Производительность доильной установки по формуле 3.3.5:
Производительность молочно-производственной линии первичной обработки молока по формуле 3.3.6:
(3.3.6)
где: С - коэффициент поступления молока;
К - количество дойных коров;
П - среднегодовой удой;
Необходимая вместимость грязевого пространства сепаратора по формуле 3.3.7:
(3.3.7)
где: P- процент отложения сепаратной слизи от общего объема пропущенного молока; τ - длительность непрерывной работы;
Q m - необходимая пропускная способность молокоочистителя;
.
Рабочая поверхность пластинчатого охладителя находится по формуле 3.3.8:
(3.3.8)
где: С - теплоемкость молока;
t 1 - начальная температура молока;
t 2 - конечная температура молока;
K- общий коэффициент теплоотдачи;
Q охл - необходимая производительность, находится по формуле 3.3.9:
Δt ср - средняя арифметическая разность температур, находится по формуле 3.3.10:
(3.3.10)
где: Δt max =27 о С, Δt min =3 о С
Число пластин в секции охладителя по формуле 3.3.11:
где: F 1 - площадь одной пластины;
По полученным данным выбираем охладитель ОМ-1.
3.3 Расчет удаления навоза на ферме
Суточный выход навоза на ферме находим по формуле 3.4 1:
где: g к - среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным, кг;
g ж - среднесуточный выход жидких экскрементов одним животным, кг;
g в - среднесуточный расход воды на слив навоза на одного животного, кг;
g п - среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;
m- количество животных на ферме;
Суточный выход навоза в пастбищный период по формуле 3.4 2:
(3.4 2)
Годовой выход навоза по формуле 3.4 3:
где: τ ст - продолжительность стойлового периода;
τ п - пастбищный период;
Площадь навозохранилища по формуле 3.4 4:
(3.4 4)
где: h- высота укладки навоза;
D хр - продолжительность хранения навоза;
q- плотность навоза;
Производительность транспортера по формуле 3.4 5:
где: l- длина скребка; h- высота скребка;
V- скорость цепи со скребками;
q- плотность навоза;
ψ - коэффициент заполнения;
Продолжительность работы транспортера, в течении суток по формуле 3.4 6:
(3.4 6)
где: G * cут - суточный выход навоза от одного животного;
Продолжительность одного цикла удаления навоза по формуле 3.4 7:
где: L- полная длина транспортера;
4. Конструктивная разработка
4.1 Раздатчик кормов
Изобретение относится к раздатчикам кормов, используемым на животноводческих фермах и комплексах. Раздатчик кормов включает установленный на неподвижной раме прямоугольный бункер (ПБ) с выгрузными окнами (ВО) в боковых его стенках. Внутри (ПБ) расположен реверсивный подающий транспортер, который выполнен в виде связанного с эксцентриковым механизмом при помощи шатунов и днища (Д) на роликах. В (Д) выполнены поперечные прорези, в которых размещены с возможностью поворота разрезные планки (РП), которые жестко закреплены на осях, на торцах которых имеются стержни, фиксируемые штифтами. Стержни входят в отверстие кронштейнов, закрепленных на продольных планках (Д). По краям осей напротив планок закреплены рычаги, которые взаимодействуют с упорами, установленными на поверхности (Д) и этим ограничивающими угол поворота (РП) при их прохождении в кормовом монолите и счесывании корма, причем упоры ограничивают направление поворота (РП) на каждой из половин (Д) в сторону боковых стенок (ПБ). Средство предотвращения нависания корма выполнено в виде жестко закрепленного над (Д) набора -образных продольных элементов (ПЭ), обращенных своим основанием к (Д).
Обеспечение выдачи различных видов корма с разными углами естественного откоса представлено эллипсообразными роликами. Их оси соединены тягой посредством телескопических рычагов и проходят через цапфу, закрепленную на бункере, в стенках которого сделаны прорези для перемещения -образных (ПЭ). Счесывающий рабочий орган выполнен в виде шарнирно закрепленного над (ВО) подпружиненного двуплечего рычага (ДР.) с граблинами, взаимодействующими с разрезными планками (Д) и очищающими их от корма. (ДР.) снабжен пружиной, закрепленной на боковой стенке (ПБ). Привод кормораздатчика осуществляется от вращательного механизма трактора через карданный и раздаточный валы и редуктор. Конструкция устройства обеспечивает возможность настройки его на различные виды корма за счет изменения -образного элемента, закрепленного на осях, что расширяет эксплуатационные возможности устройства.1 з. п. ф-лы, 6 ил.
4.2 Описание изобретения
Изобретение относится к раздатчикам кормов, в частности к раздатчикам стебельных кормов для животных, преимущественно молодняка, используемых на животноводческих фермах и комплексах.
Известен кормораздатчик, включающий бункер, одна из стенок которого выполнена в виде держателя Г-образного захвата, погрузка кормового монолита которым осуществляется наездом самоходного шасси на скирду при повернутых поперек него ведущих колесах. Последующим поворотом вильчатого захвата при помощи лебедок и шарнирных стоек, последние из которых связаны с гидроцилиндрами, кормовой монолит переворачивается в бункер на неподвижные поперечные ножи и ярусные продольные ножи, которые сбрасывают порции кормов на выгрузной транспортер. При установке на ножи съемной решетки и соединении ее с приводом вильчатого захвата осуществляется транспортировка кормового монолита к месту разгрузки (Авторское свидетельство 1600654, А 01 К 5/00, 1990).
Недостатками этого кормораздатчика являются сложность его конструкции и невозможность выдачи видов кормов.
Наиболее близким к предлагаемому раздатчику кормов является кормораздатчик, включающий бункер с выгрузным окном, подающим реверсивным транспортером, выполненным в виде связанного с эксцентриковым механизмом днища с поперечными прорезями, в которых установлены поворотные планки, жестко закрепленные на осях, счесывающий рабочий орган, средство предотвращения нависания корма в виде жестко закрепленного над днищем набора -образных элементов, обращенных своим основанием к днищу. Угол, образованный -образным продольным элементом, меньше двух углов естественного откоса корма. Счесывающий рабочий орган выполнен в виде шарнирно закрепленного над выгрузным окном подпружиненного двуплечего рычага с граблинами (Авторское свидетельство 1175408, А 01 К 5/02, 1985).
Недостатком этого кормораздатчика является то, что угол, образованный -образными продольными элементами, жестко закреплен. В результате данный кормораздатчик не имеет возможности выдавать корма с разными углами естественного откоса.
Технической задачей изобретения является обеспечение выдачи корма, имеющего разные углы естественного откоса.
Поставленная задача достигается в раздатчике кормов, содержащем бункер с выгрузным окном, счесывающий рабочей орган, подающий реверсивный транспортер, выполненный в виде связанного с эксцентриковым механизмом днища, над которым расположено средство предотвращения нависания корма в виде набора -образных элементов, обращенных своим основанием к днищу с поперечными прорезями, в которых установлены разрезные поворотные планки с возможностью перемещения между -образными элементами в направлении боковых стенок бункера, где согласно изобретению вершины -образных элементов шарнирно закреплены на осях с возможностью перемещения последних в прорезях боковых стенок бункера, а внутри упомянутых -образных элементов установлены с возможностью взаимодействия с их внутренними поверхностями поворотные эллипсообразные ролики, оси которых снабжены телескопическими рычагами, шарнирно закрепленными на общей тяге, установленной на стенке бункера с возможностью возвратно-поступательного перемещения.
Кроме того, задача достигается тем, что тяга снабжена фиксатором ее положения, обеспечивающим соответствующий виду корма угол поворота эллипсообразных роликов.
В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции -образные элементы имеют возможность настраиваться под различные виды кормов, то есть изменять образованный ими угол. Изменение угла осуществляется при помощи механизма, включающего в себя эллипсообразные ролики, установленные с возможностью вращения на осях, которые закреплены в стенках бункера, телескопические рычаги, посредством которых вращаются ролики, тягу, шарнирно соединенную с телескопическими рычагами и проходящую через цапфу, закрепленную на стенке бункера и выполняющую роль фиксатора.
На фиг.1 схематично изображен раздатчик кормов, продольный разрез; на фиг.2 - механизм изменения угла -образных элементов, узел I на фиг.1; фиг.3 - раздатчик кормов, поперечный разрез; фиг.4 - размещение поворотных разрезных планок на подвижном днище, узел II на фиг.3; фиг.5 - то же, вид А на фиг.3; фиг.6 - крепления поворотных разрезных планок на осях.
Раздатчик кормов включает установленный на неподвижной раме 1 прямоугольный бункер 2 с выгрузными окнами 3 в его боковых стенках. Внутри бункера 2 расположен реверсивный подающий транспортер 4, который выполнен в виде связанного с эксцентриковым механизмом 5 посредством шатунов 6 и установленного на роликах 7 днища 8 с поперечными прорезями 9, в которых размещены с возможностью поворота разрезные планки 10.
Разрезные планки 10 жестко закреплены на осях 11, на торцах которых имеются стержни 12, фиксируемые штифтами 13. Стержни 12 входят в отверстие кронштейнов 14, закрепленных на продольных планках 15 днища 8. По краям осей 11 против разрезных планок 10 закреплены рычаги 16, взаимодействующие с упорами 17, установленными на поверхности днища 8 и этим ограничивающими угол поворота разрезных планок 10 при их прохождении в кормовом монолите и счесывании корма, причем упоры 17 ограничивают направление поворота планок 10 на каждой из половин днища 8 в сторону боковых стенок бункера 2. Средство предотвращения написания корма выполнено в виде жестко закрепленного над днищем 8 набора -образных продольных элементов 18, обращенных своим основанием к днищу 8. Обеспечение выдачи различных видов корма с разными углами естественного откоса представлено эллипсообразными роликами 19. Их оси 20 соединены тягой 21 посредством телескопических рычагов 22 и проходят через цапфу 23, закрепленную на бункере 2. В стенках бункера 2 сделаны прорези 24 для перемещения -образных элементов 18.
Высота -образных элементов 18 превышают высоту разрезных планок 10. Счесывающий рабочий орган выполнен в виде шарнирно закрепленного над выгрузным окном 3 подпружининного двуплечего рычага 25 с граблинами 26, взаимодействующими с разрезными планками 10 днища 8 и очищающими их от корма. Рычаг 25 снабжен пружиной 27, закрепленной на боковой стенке бункера 2. Привод кормораздатчика осуществляется от вращательного механизма трактора через карданный 28, раздаточный 29 валы и редуктор 30.
Раздатчик кормов работает следующим образом.
Вращение от ВОМ трактора через карданный 28 и раздаточный 29 валы передается на редуктор 30. Далее через шатуны 6 эксцентриковый механизм 5 возвратно-поступательно перемещает подвижное днище 8. При движении подвижного днища 8 разрезные планки 10 на одной из половин взаимодействуют с загруженным в бункер 2 находящимся на неподвижных элементах 18 монолитом корма, внедряются в него и поворачиваются на стержнях 12 осей 11 в верхнее рабочее положение до контакта рычагов 16 с упорами 17, после чего вычесывают корм и протаскивают его к выгрузному окну 3. Выход днища с разрезными планками 10 в выгрузном окне 3 за пределами бункера 2 определяется величиной эксцентриситета.
При выходе разрезных планок 10 с кормом в выгрузных окнах 3 за пределы бункера они взаимодействуют с подпружиненной граблиной 26 и отклоняют ее. При обратном ходе, т.е. при перемещении днища 8 в противоположную сторону, разрезные планки 10 при взаимодействии с монолитом корма поворачиваются на осях 11 в обратном направлении, занимают положение, близкое к горизонтальному, и свободно перемещаются между -образными продольными элементами 18 под монолитом корма, при этом корм, оставшийся на днище 8 за пределами бункера 2, взаимодействует с подпружиненной граблиной 26 и сбрасывается в кормушку. При обратном ходе на другой половине подвижного днища совершаются описанные действия. Процессы повторяются.
При работе кормораздатчика по мере счесывания корм, находящийся в бункере 2, на элементах 18 постоянно опускается к разрезным планкам 10, при этом весь монолит корма, находящийся в бункере 2, остается на месте, а энергия затрачивается только на вычесывание и перемещение вычесанной порции.
При работе кормораздатчика с различными видами кормов, у которых различные углы естественного откоса, можно изменить угол -образных элементов 18 при помощи эллипсообразных роликов 19. Для этого необходимо тягу 21 зафиксировать в цапфе 23 штифтом 31 в зависимости от необходимого угла естественного откоса корма. Перемещая тягу 21, оси эллипсообразных роликов 20 вращаются и приводят во вращение сами ролики 19, которые в свою очередь будут изменять угол -образных элементов 18.
Выполнение в данном кормораздатчике механизма изменения углов образованными -образными элементами дает возможность осуществления раздачи кормов с различными углами естественного откоса корма.
4.3 Формула изобретения
1. Раздатчик кормов, содержащий бункер с выгрузным окном, счесывающий рабочий орган, подающий реверсивный транспортер, выполненный в виде связанного с эксцентриковым механизмом днища, над которым расположено средство предотвращения нависания корма в виде набора образных элементов, обращенных своим основанием к днищу с поперечными прорезями, в которых установлены разрезные поворотные планки с возможностью перемещения между образными элементами в направлении боковых стенок бункера, отличающийся тем, что вершины образных элементов шарнирно закреплены на осях с возможностью перемещения последних в прорезях боковых стенок бункера, а внутри упомянутых образных элементов установлены с возможностью взаимодействия с их внутренними поверхностями поворотные эллипсообразные ролики, оси которых снабжены телескопическими рычагами, шарнирно закрепленными на общей тяге, установленной на стенке бункера с возможностью возвратно-поступательного перемещения.
2. Раздатчик кормов по п.1, отличающийся тем, что тяга снабжена фиксатором ее положения, обеспечивающим соответствующий виду корма угол поворота эллипсообразных роликов.
4.4 Расчет конструкции
где: q- суточное количество корма-смеси на одну корову, кг;
m- количество коров;
Разовая дача корма всему поголовью найдем по формуле 4.2.2:
где: К р - кратность кормления;
кг
Расход кормораздающей системы по формуле 4.2.3:
t k - время кормления, с;
кг/с
Расход мобильного кормораздатчика по формуле 4.2.4:
(4.2.4)
где: V- вместимость бункера, м 3 ;
g- плотность укладки корма в бункере, кг/м 3 ;
k и - коэффициент использования рабочего времени;
φ зап - коэффициент заполнения бункера;
кг/с
Количество кормораздатчиков найдем по формуле 4.2.5:
штуки
Расчетная линейная плотность корма определяется по формуле 4.2.6:
где: q- норма разовой выдачи корма на одну голову, кг;
m o - число голов на одно корма-место;
l к - длина корма-места, м;
кг/м
Потребная масса корма в бункере определяется по формуле 4.2.7:
(4.2.7)
где: q- разовая дача корма, кг на 1 голову;
m- число голов в ряду;
n- число рядов;
k з - коэффициент запаса;
Объем бункера найдем по формуле 4.2.8:
м 3
Найдем длину бункера исходя из размеров корма-прохода и высоты ворот по формуле 4.2.9:
где: d б - ширина бункера;
h б - высота бункера;
м
Найдем необходимую скорость подающего транспортера по формуле 4.2.10:
где: b- ширина монолита корма в бункере;
h- высота монолита;
v агр - скорость агрегата;
м/с
Найдем среднюю скорость продольного транспортера по формуле 4.2.11:
где: k б - коэффициент буксования трактора;
k о - коэффициент отставания корма;
м/с
Расчетная скорость выгрузного транспортера найдется по формуле 4.2.13:
(4.2.13)
где: b 1 - ширина выгрузного желоба, м;
h 1 - высота слоя корма на выходе из желоба, м;
k ск - коэффициент скольжения корма;
k к - коэффициент учитывающий потери объема из-за цепи тр-ра;
м/с
5. Охрана труда и техника безопасности
Главное условие безопасности работы персонала животноводческих ферм и комплексов правильная организация эксплуатации оборудования.
Рабочие, обслуживающие механизмы должны пройти инструктаж по правилам техники безопасности и обладать техническими и практическими навыками безопасного выполнения работ. Лица обслуживающие оборудование должны изучить руководство по устройству и эксплуатации машин с которыми они работают.
Перед началом работы необходимо проверить правильность установки машины. Нельзя приступать к работе если не обеспечен свободный и безопасный подход к машине.
Вращающиеся части машин и приводов должны иметь исправное защитное ограждение. Нельзя пускать машину в работу со снятыми или неисправными защитными ограждениями. Ремонтировать машины разрешается только при полной остановке машины и отключении от сети.
Нормальная и безопасная работа мобильного транспорта и кормораздатчиков обеспечивается при их технической исправности, наличие хороших подъездных путей и кормовых проездов. Во время работы транспортера запрещается стоять на раме машины, открывать люки кожуха. Для безопасности работы при транспортировании навоза скребковыми установками все передаточные механизмы закрывают, электродвигатель заземляют, а в месте перехода делают настил. Не разрешается класть на установки посторонние предметы, становиться на них.
Устранение всех повреждений электроприводов, пультов управления, силовой и осветительной сети должно производиться только электромастером, имеющим специальный допуск на обслуживание электросети.
Включение и выключение рубильников распределительных пунктов разрешается только с применением резинового коврика. Вакуумные насосы с электродвигателями и пультом управления доильных установок располагают в отдельных помещениях и заземляют. Для обеспечения безопасности применяются пусковая аппаратура закрытого типа. Электрические лампы в сырых помещениях должны иметь керамическую арматуру.
Вследствие того, что в последние годы механизация трудоёмких процессов в животноводстве получила широкий размах, необходимо не только знание монтажа и обслуживания устанавливаемых на фермах механизмов и машин, но и знание правил техники безопасности при монтаже и эксплуатации этих машин. Без знаний правил производства работ и техники безопасности нельзя добиться повышения производительности труда и обеспечить безопасность работающих людей. Организация и проведение работ по созданию безопасных условий труда возлагаются на руководителей организаций.
Для систематического обучения и ознакомления рабочих с правилами безопасной работы администрация организаций проводит с рабочими инструктажи по технике безопасности: вводный инструктаж, инструктаж на рабочем месте (первичный), повседневный инструктаж и периодический (повторный) инструктаж.
Вводный инструктаж проводится со всеми без исключения работниками, при поступлении их на работу независимо от профессии, должности или характера будущей работы. Он проводится с целью ознакомления с общими правилами техники безопасности, пожарной безопасности и способами оказания первой помощи при травмах и отравлениях, с максимальным использованием наглядных пособий. При этом разбираются характерные несчастные случаи на производстве.
После проведения вводного инструктажа на каждого рабочего заводят карточку учета, которая хранится в его личном деле. Инструктаж на рабочем месте проводится при допуске вновь принятого рабочего к работе, при переводе на другую работу или при изменении технологического процесса. Инструктаж на рабочем месте проводится руководителем данного участка (бригадиром, механиком). В программу инструктажа на рабочем месте входит ознакомление с организационно-техническими правилами на данном участке работ; требованиями к правильной организации и содержанию рабочего места; устройством машин и оборудования, которые поручены обслуживать рабочему; ознакомление с предохранительными устройствами, опасными зонами, инструментом, с правилами транспортировки грузов, с безопасными методами работ и с инструкциями по технике безопасности для данного вида работ. После этого руководитель участка оформляет допуск рабочего к самостоятельной работе.
Повседневный инструктаж заключается в надзоре административно-техническими работниками за безопасным ведением работ. Если рабочий нарушает правила техники безопасности, административно-технические работники обязаны потребовать прекращения работы, разъяснить работнику возможные последствия, к которым могли привести эти нарушения, и показать безопасные приемы работ.
Периодический (или повторный) инструктаж включает в себя общие вопросы вводного инструктажа и инструктажа на рабочем месте. Он проводится 2 раза в год. Если на предприятии были вскрыты случаи нарушения правил техники безопасности, то должен быть проведен дополнительный периодический инструктаж работников.
На безопасность труда отрицательное влияние оказывают неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда. Санитарно-гигиенические условия труда предусматривают создание нормального воздушно-теплового режима на рабочем месте, соблюдение режима труда и отдыха, создание условий для соблюдения личной гигиены на производстве и применении индивидуальных средств защиты от внешних воздействий на организм человека и др.
Создание нормального воздушно-теплового режима в животноводческих помещениях имеет особенно большое значение. Щели, неплотно закрываемые двери и окна создают сквозняки, в в помещении не удерживается тепло и не поддерживается нормальный микроклимат. В результате неудовлетворительно работающей вентиляции повышается влажность воздуха. Все это влияет на организм и вызывает простудные заболевания. Поэтому животноводческие помещения на осенне-зимний период должны быть утеплены, вставлены окна, заделаны щели, оборудована вентиляция.
5.1 Меры безопасности при эксплуатации машин и оборудования животноводческих помещений
К работе по обслуживанию машин и оборудования допускаются лица, изучившие руководство по устройству и эксплуатации оборудования, знающие правила техники безопасности, пожарной безопасности и правила оказания первой помощи при поражении электрическим током. Категорически запрещается допускать к работе с оборудованием посторонних лиц.
Все работы, связанные с техническим уходом и устранением неисправностей оборудования, производятся только после отключения двигателя от сети. Работа на оборудовании со снятыми защитными ограждениями запрещается. Перед пуском агрегата необходимо убедиться в исправности всех узлов и контрольных приборов. При неисправности какого-либо узла включать в работу машину не разрешается.
Вакуумная установка с магнитным пускателем должна находиться в специальном изолированном помещении, в котором не должны быть посторонние предметы и воспламеняющиеся вещества. При применении сильнодействующих моющих и дезинфицирующих средств необходимо пользоваться резиновыми перчатками, сапогами и прорезиненными фартуками.
В зоне действия скребков и цепей транспортеров запрещается класть какие-либо предметы. Во время работы транспортеров запрещается становиться на звездочки и цепь. Эксплуатация транспортеров с погнутыми и отломанными скребками запрещается. Нельзя находиться в шахте или род эстакадой во время работы вагонетки для вывоза навоза.
Все электросиловые установки и пусковая аппаратура должны быть заземлены. Изоляция кабеля и проводов электросиловых установок должна быть защищены от механических повреждений.
Трубопровод, соединяющий автопоилки, заземляют в крайних и средних точках непосредственно у автопоилок, а при вводе в здания водопровод снабжают диэлектрической вставкой длиной не менее 50 см
Заключение
Проведя расчеты по ферме, для удобства можно свести все полученные данные в таблицу 7.1 и при необходимости сравнить с любой аналогичной фермой КРС. Также по полученным данным можно наметить предстоящий объем работ по заготовке кормов и подстилки.
Таблица 7.1
| Наименование | На одну корову | На одну ферму | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2 | Молоко | ||
| 3 | в день, кг | 28 | 11200 |
| 4 | в год, т | 8,4 | 3360 |
| 5 | Всего | ||
| 6 | поение, л | 10 | 4000 |
| 7 | доение, л | 15 | 6000 |
| 8 | смыв навоза, л | 1 | 400 |
| 9 | приготовление корма, л | 80 | 32000 |
| 10 | всего в день | 106 | 42400 |
| 11 | Подстилка | ||
| 12 | в день, кг | 4 | 1600 |
| 13 | в год, т | 1,5 | 600 |
| 14 | Корма | ||
| 15 | сено, кг | 10 | 4000 |
| 16 | сено в год, т | 3,6 | 1440 |
| 17 | силос, кг | 20 | 8000 |
| 18 | силос в год, т | 7,3 | 2920 |
| 19 | крнеклубнеплоды, кг | 10 | 4000 |
| 20 | корнеклубнеплоды в год, т | 3,6 | 1440 |
| 21 | конц. корма, кг | 6 | 2400 |
| 22 | конц. корма в год, т | 2,2 | 880 |
| 23 | Навоз | ||
| 24 | в день, кг | 44 | 17600 |
| 25 | в год, т | 15,7 | 6280 |
| 26 | Биогаз | ||
| 27 | в день, м3 | ||
| 28 | в год, м3 | ||
1. Гигиена сельскохозяйственных животных. В 2 книгах. Кн.1 под. ред. / А.Ф. Кузнецова и М.В. Демчука. - М.: Агропромиздат, 1992. - 185 с.
2. Механизация животноводческих ферм. Под общей редакцией /Н.Р. Мамедова. - М.: Высшая школа, 1973. - 446с.
3. Технология и механизация животноводства. Учеб. для нач. проф. образования. - 2-е изд., стереотип. - М.: ИРПО; Изд. центр “Академия", 2000. - 416с.
4. Механизация и электрификация животноводства / Л.П. Корташов, В.Т. Козлов, А.А. Авакиев. - М.: Колос, 1979. - 351с.
5. Верещагин Ю.Д. Машины и оборудование / Ю.Д. Верещагин, А.Н. Сердечный. - М.: Высшая школа, 1983. - 144с.
Министерство Сельского Хозяйства РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Алтайский Государственный Аграрный Университет
КАФЕДРА: МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ
ЖИВОТНОВОДСТВА»
КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ
ФЕРМЫ - КРС
Выполнил
студент 243 гр
Штергель П.П
Проверил
Александров И.Ю
БАРНАУЛ 2010г.
АННОТАЦИЯ
В данной курсовой работе произведён выбор основных производственных зданий для размещения животных стандартного типа.
Основное внимание уделено вопросам разработки
схемы механизации производственных процессов, выбору средств механизации на
основе технологических и технико-экономических расчётов.
ВВЕДЕНИЕ
Повышение уровня качества продукции и обеспечение соответствия её показателей качества нормам является важнейшей задачей, решение которой немыслимо без наличия квалифицированных специалистов.
В данной курсовой работе приведены расчёты скотомест на ферме, выбор зданий и сооружений для содержания животных, разработка схемы генерального плана, разработка механизации производственных процессов включающая в себя:
Проектирование механизации подготовки кормов: суточные рационы каждой группы животных, количество и объем хранилищ кормов, производительность кормоцеха.
Проектирование механизации раздачи кормов: требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов, выбор кормораздатчика, количество кормораздатчиков.
Водоснабжение фермы: определение потребности в воде на ферме, расчёт наружной сети водопровода, выбор водонапорной башни, выбор насосной станции.
Механизация уборки и утилизации навоза: расчёт потребности в средствах удаления навоза, расчёт транспортных средств для доставки навоза в навозохранилище;
Вентиляция и отопление: расчёт вентиляции и отопления помещения;
Механизация доения коров и первичной обработки молока.
Приведены расчеты экономических показателей,
изложены вопросы по охране природы.
1. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА
1 РАЗМЕЩЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗОН И ПРЕДПРИЯТИЙ
Плотность застройки площадок сельскохозяйственными предприятиями регламентируется данными. табл. 12.
Минимальная плотность застройки составляет 51- 55%
Ветеринарные учреждения (за исключением ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям.
Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки располагают у продольных стен здания для содержания скота.
Хранилища кормов и подстилки строят с таким расчётом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации подачи подстилки и кормов к местам использования.
Ширина проездов на площадках сельскохозяйственных предприятий рассчитывается из условий наиболее компактного размещения транспортных и пешеходных путей, инженерных сетей, полос деления с учётом возможного заноса снегом, но она не должна быть менее противопожарных, санитарных и зооветеринарных расстояний между противостоящими зданиями и сооружениями.
На участках, свободных от застройки и покрытий,
а также по периметру площадки предприятия следует предусмотреть озеленение.
2. Выбор
зданий для содержания животных
Количество скотомест для предприятия крупного
рогатого скота молочно-товарного направления, 90% коров в структуре стада,
рассчитывается с учётом коэффициентов приведённых в таблице 1. стр. 67.
Таблица 1. Определения количества скотомест на предприятии
На основании расчетов выбираем 2 коровника на 200 голов привязного содержания.
Новотельные и глубокостельные с телятами
профилакторного периода находятся в родильном отделении.
3. Приготовление и
раздача кормов
На ферме КРС будем использовать следующие виды кормов: сено разнотравные, солому, силос кукурузный, сенаж, концентраты (мука пшеничная), корнеплоды, соль поваренная.
Исходными данными для разработки этого вопроса являются:
поголовье фермы по группам животных (см. раздел 2);
рационы каждой группы животных:
1 Проектирование
механизации подготовки кормов
Разработав суточные рационы каждой группы
животных и зная их поголовье, приступаем к расчёту требуемой производительности
кормоцеха, для чего рассчитываем суточный рацион кормов, а так же количество
хранилищ.
1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ РАЦИОН КОРМОВ КАЖДОГО ВИДА ПО ФОРМУЛЕ
q сут i =
m j - поголовье j - той группы животных;
a ij - количество кормов i - того вида в рационе j - той группы животных;
n - количество групп животных на ферме.
Сено разнотравное:
qсут.10 = 4∙263+4∙42+3∙42+3·45=1523 кг.
Силос кукурузный:
qсут.2 = 20∙263+7,5·42+12·42+7,5·45=6416,5 кг.
Сенаж бобово-злаковый:
qсут.3 = 6·42+8·42+8·45=948 кг.
Солома яровой пшеницы:
qсут.4 = 4∙263+42+45=1139 кг.
Мука пшеничная:
qсут.5 = 1,5∙42+1,3·45+1,3∙42+263·2 =702,1 кг.
Соль поваренная:
qсут.6 = 0,05∙263+0,05∙42+
0,052∙42+0,052∙45 =19,73 кг.
1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА
Q сут. = ∑ q сут.
Q сут. =1523+6416,5+168+70,2+948+19,73+1139=10916
кг
1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
КОРМОЦЕХА
Q тр. =
Q сут. /(Т раб. ∙d)
где Т раб. - расчетное время работы кормоцеха для выдачи корма на одно кормление (линии выдачи готовой продукции), ч.;
Т раб. = 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем Т раб. = 2ч.; d - кратность кормления животных, d = 2 - 3. Принимаем d = 2.
Q тр. =10916/(2·2)=2,63 кг/ч.
Выбираем кормоцех ТП 801 - 323, обеспечивающий расчётную производительность и принятую технологию обработки кормов, стр. 66.
Доставка кормов к животноводческому помещению и их раздача внутри помещения осуществляется мобильным техническим средством РММ 5,0
3.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ РАЗДАЧИ КОРМОВ В ЦЕЛОМ ДЛЯ ФЕРМЫ
Q тр. =
Q сут. /(t разд. ∙d)
где t разд. -время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу кормов (линии выдачи готовой продукции), ч.;
t разд. = 1,5 - 2,0 ч.; Принимаем t разд = 2ч.; d - кратность кормления животных, d = 2 - 3. Принимаем d = 2.
Q тр.
= 10916/(2·2)=2,63 т/ч.
3.1.5 определяем
фактическую производительность одного кормораздатчика
Gк -
грузоподъемность кормораздатчика, т; tр
- длительность одного рейса, ч.
Q р ф =3300/0,273=12088 кг/ч
t р. = t з + t д + t в,
tр =
0,11+0,043+0,12=0,273 ч.
где tз,tв - время загрузки и выгрузки кормораздатчика, т; tд - время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно, ч.
3.1.6 определяем время
загрузки кормораздатчика
tз= Gк/Qз,
где Qз - подача технического средства на погрузке, т/ч.
tз=3300/30000=0,11
ч.
3.1.7 определяем время
движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно
tд=2·Lср/Vср
где Lср
- среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого
помещения, км; Vср - средняя
скорость движения кормораздатчика по территории фермы с грузом и без груза,
км/ч.
tд=2*0,5/23=0,225 ч.
tв= Gк/Qв,
где Qв
- подача кормораздатчика, т/ч.
tв=3300/27500=0.12
ч.в=
qсут
·Vр/a
· d ,
где а - длина одного кормо-места, м; Vр
- расчетная скорость кормораздатчика, м/с; qсут
- суточный рацион животных; d
- кратность кормления.
Qв= 33·2/0,0012·2=27500 кг
3.1.7 Определяем
количество кормораздатчиков выбранной марки
z =
2729/12088=0,225 , принимаем- z =1
2 ВОДОСНАБЖЕНИЕ
2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ СРЕДНЕСУТОЧНЫЙ РАСХОД ВОДЫ НА ФЕРМЕ
Потребность в воде на ферме зависит
от количества животных и норм водопотребления, установленных для
животноводческих ферм.
Q ср.сут.
= m 1 q 1
+ m 2 q 2
+ … + m n q n
где m 1 , m 2 ,… m n - число каждого вида потребителей, голов;
q 1 , q 2 , … q n - суточная норма потребления воды одним потребителем, (для коров - 100 л, для нетелей - 60 л);
Q ср.сут
= 263∙100+42∙100+45∙100+42∙60+21·20=37940 л/сут.
2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СУТОЧНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ
Q m .сут.
= Q ср.сут. ∙
α 1
где α 1 = 1,3 - коэффициент суточной неравномерности,
Q m .сут = 37940∙1,3 =49322 л/сут.
Колебания расхода воды на ферме по часам суток
учитывают коэффициентом часовой неравномерности α 2
=2,5:
Q m .ч = Q m .сут∙ ∙α 2 / 24
Q m .ч
= 49322∙2,5 / 24 =5137,7 л/ч.
2.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ МАКСИМАЛЬНЫЙ СЕКУНДНЫЙ РАСХОД
ВОДЫ
Q m .с = Q т.ч / 3600
Q m .с
=5137,7/3600=1,43 л/с
2.4 РАСЧЁТ НАРУЖНОЙ СЕТИ ВОДОПРОВОДА
Расчёт наружной сети водопровода сводится к
определению диаметров труб и потерь напора в них.
2.4.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР ТРУБЫ ДЛЯ КАЖДОГО
УЧАСТКА
где v - скорость воды в трубах, м/с, v = 0,5-1,25 м/с. Принимаем v = 1 м/с.
участок 1-2 протяженность - 50 м.
d = 0,042м,
принимаем d = 0,050 м.
2.4.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ПО ДЛИНЕ
h т = 
где λ - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра труб (λ = 0,03); L = 300 м - длина трубопровода; d - диаметр трубопровода.
h т =0,48
м
2.4.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЕЛИЧИНУ ПОТЕРЬ В МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯХ
Величина потерь в местных сопротивлениях
составляет 5 - 10% от потерь по длине наружных водопроводов,
h м = 
= 0,07∙0,48=
0,0336 м
Потери напора
h = h т
+ h м
= 0,48+0,0336 = 0,51 м
2.5 ВЫБОР ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ
Высота водонапорной башни должна обеспечить
необходимый напор в наиболее удалённой точке.
2.5.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ВЫСОТУ ВОДОПРОВОДНОЙ БАШНИ
H б
= H св
+ H г
+ h
где H св - свободный напор у потребителей, H св = 4 - 5 м,
принимаем H св = 5 м,
H г - геометрическая разность нивелирных отметок в фиксирующей точке и в месте расположения водонапорной башни, H г = 0, т. к. местность ровная,
h - сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода,
H б
= 5 + 0,51= 5,1 м, принимаем H б
= 6,0 м.
2.5.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ОБЪЁМ ВОДОПРОВОДНОГО БАКА
Объем водонапорного бака определяется
необходимым запасом воды на хозяйственно-питьевые нужды, противопожарные
мероприятия и регулирующим объемом.
W б
= W р
+ W п
+ W х
где W х - запас воды на хозяйственно - питьевые нужды, м 3 ;
W п - объём на противопожарные мероприятия, м 3 ;
W р - регулирующий объём.
Запас воды на хозяйственно - питьевые нужды
определяется из условия бесперебойного водоснабжения фермы в течение 2 ч на
случай аварийного отключения электроэнергии:
W х
= 2Q т.ч.
= 2∙5137,7∙10 -3 = 10,2 м
На фермах с поголовьем более 300 голов устанавливаются специальные противопожарные резервуары, рассчитанные на тушение пожара двумя пожарными струями в течение 2 ч с расходом воды 10 л/с, поэтому W п =72000 л.
Регулирующий объём водонапорной башни зависит от
суточного потребления воды , табл. 28:
W р = 0,25∙49322∙10 -3 = 12,5 м 3 .
W б
= 12,5+72+10,2 = 94,4 м 3 .
Принимаем: 2 башни объёмом резервуара 50 м 3
3.2.6 ВЫБОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Выбираем тип водоподъёмной установки: принимаем
центробежный погружной насос для подачи воды из буровых колодцев.
2.6.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Производительность насосной станции зависит от
максимальной суточной потребности в воде и режима работы насосной станции.
Q н
= Q m .сут. /Т н
где Т н -время работы насосной станции, ч. Т н = 8-16 ч.
Q н
=49322/10 =4932,2 л/ч.
2.6.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОЛНЫЙ НАПОР НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Н = Н гв + h в
+ Н гн +h н
где Н - полный напор насоса, м; Н гв -
расстояние от оси насоса до наименьшего уровня воды в источнике, Н гв
= 10 м; h в
- величина погружения насоса, h в
= 1,5…2 м, принимаем h в
= 2 м; h н
- сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м
h н
= h вс
+ h
где h - сумма потерь напора в наиболее удалённой точке водопровода; h вс - сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе, м, можно пренебречь
ферма балансовый производительность оборудование
Н гн = Н б ± Н z
+ Н р
где Н р - высота бака, Н р = 3 м; Н б - высота установки водонапорной башни, Н б = 6м; Н z - разность геодезических отметок от оси установки насоса до отметки фундамента водонапорной башни, Н z = 0 м:
Н гн = 6,0+ 0 + 3 = 9,0 м.
Н = 10 + 2 +9,0 + 0,51 = 21,51 м.
По Q н =4932,2 л/ч = 4,9322м 3 /ч., Н = 21,51 м. выбираем насос:
Берём насос 2ЭЦВ6-6,3-85.
Т.к. параметры выбранного насоса превышают
расчетные, то насос будет загружен не полностью; следовательно, насосная
станция должна работать в автоматическом режиме (по мере расхода воды).
3 УБОРКА НАВОЗА
Исходными данными при проектировании
технологической линии уборки и утилизации навоза являются вид и поголовье
животных, а также способ их содержания.
3.1 РАСЧЁТ ПОТРЕБНОСТИ В СРЕДСТВАХ УДАЛЕНИЯ НАВОЗА
От принятой технологии уборки и утилизации
навоза существенно зависит стоимость животноводческой фермы или комплекса и,
следовательно, продукции.
3.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО НАВОЗНОЙ МАССЫ
ПОЛУЧАЕМОЙ ОТ ОДНОГО ЖИВОТНОГО
G 1 = α(K + M) + П
где K, M - суточное выделение кала и мочи одним животным,
П - суточная норма подстилки на одно животное,
α - коэффициент, учитывающий разбавление экскрементов водой;
Суточное выделение кала и мочи одним животным, кг:
Дойные = 70,8кг.
Сухостойные = 70,8кг
Новотельные = 70,8кг
Нетели = 31,8кг.
Телята = 11,8
3.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ СУТОЧНЫЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ
G сут. =
m i - поголовье животных однотипной производственной группы; n - количество производственных групп на ферме,
G сут.
= 70,8∙263+70,8∙45+70,8∙42+31,8∙42+11,8·21=26362,8 кг/ч
≈ 26,5 т/сут.
3.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ГОДОВОЙ ВЫХОД НАВОЗА С ФЕРМЫ
G г
= G сут ∙D∙10 -3
где D
- число дней накопления навоза, т. е. продолжительность стойлового периода, D
= 250 дней,
G г
=26362,8∙250∙10 -3 =6590,7 т
3.3.1.4 ВЛАЖНОСТЬ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА
W н = 
где W э - влажность экскрементов (для КРС - 87%),
W н = 
= 89%.
Для нормальной работы механических
средств удаления навоза из помещения должно выполнятся условие:
Q тр ≤ Q
где Q тр - требуемая
производительность навозоуборочного средства в конкретных условиях; Q - часовая
производительность того же средства по технической характеристике
где G c * - суточный выход навоза в животноводческом помещении (на 200гол),
G c * =14160 кг, β = 2- принятая кратность уборки навоза, T - время на разовую уборку навоза, Т =0,5-1ч, принимаем Т =1ч, μ - коэффициент, учитывающий неравномерность разового количества навоза, подлежащего уборке, μ = 1,3; N - количество механических средств, устанавливаемых в данном помещении, N =2,
Q тр = = 2,7 т/ч.
Выбираем транспортер ТСН-3,ОБ(горизонтальный)
Q =4,0-5,5
т/ч. Т.к Q тр ≤ Q - условие
выполняется.
3.2 РАСЧЁТ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ДОСТАВКИ НАВОЗА В НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ
Доставка навоза в навозохранилище
будет вестись мобильными техническими средствами, а именно трактором МТЗ - 80 с
прицепом 1- ПТС 4.
3.2.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ТРЕБУЕМУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Q тр.
= G сут. /Т
где G сут. =26,5 т/ч. - суточный выход навоза с фермы; Т = 8 ч. - время работы технического средства,
Q тр. =
26,5/8 = 3,3 т/ч.
3.2.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ФАКТИЧЕСКУЮ РАСЧЁТНУЮ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ВЫБРАННОЙ МАРКИ
где G = 4 т - грузоподъёмность технического средства, т. е. 1 - ПТС - 4;
t р
- длительность одного рейса:
t р = t з + t д + t в
где t з = 0,3 - время загрузки, ч; t д = 0,6 ч - время движения трактора от фермы к навозохранилищу и обратно, ч; t в = 0,08 ч - время выгрузки, ч;
t р = 0,3 + 0,6 + 0,08 = 0,98 ч.
4/0,98 = 4,08 т/ч.
3.2.3 РАСЧИТЫВАЕМ КОЛИЧЕСТВО ТРАКТОРОВ МТЗ - 80 С ПРИЦЕПОМ
z
=
3,3/4,08 = 0,8 , принимаем z
= 1.
3.2.4 РАСЧИТЫВАЕМ ПЛОЩАДЬ НАВОЗОХРАНИЛИЩА
Для хранения подстилочного навоза применяют площадки с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.
Площадь хранилища для твердого навоза
определяется по формуле:
S=G
г /hρ
где ρ- объемная масса навоза, т/м 3 ; h- высота укладки навоза (обычно 1,5-2,5м).
S=6590/2,5∙0,25=10544
м 3 .
4 ОЕСПЕЧЕНИЕ МИКРОКЛИМАТА
Для вентиляции животноводческих помещений предложено значительное количество различных устройств. Каждая из вентиляционных установок должна отвечать следующим требованиям: поддерживать необходимый воздухообмен в помещении, быть, возможно, дешёвой в устройстве, эксплуатации и широко доступной в управлении.
При выборе вентиляционных установок необходимо исходить из требований бесперебойного обеспечения животных чистым воздухом.
При кратности воздухообмена К < 3 выбирают естественную вентиляцию, при К = 3 - 5 - принудительную вентиляцию, без подогрева подаваемого воздуха и при К > 5 - принудительную вентиляцию с подогревом подаваемого воздуха.
Определяем кратность часового воздухообмена:
К = V w /V п
где V w - количество влажного воздуха, м 3 /ч;
V п - объём помещения, V п = 76×27×3,5 =7182 м 3 .
V п
- объём помещения, V п
= 76×12×3,5
=3192 м 3 .
C - количество водяных паров, выделяемых одним животным, C = 380 г/ч.
m - количество животных в помещении, m 1 =200; m 2 =100 г; C 1 - допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, C 1 = 6,50 г/м 3 , ; C 2 - содержание влаги в наружном воздухе в данный момент, C 2 = 3,2 - 3,3 г/м 3 .
принимаем C 2
= 3,2 г/м 3 .
V w 1 = = 23030 м 3 /ч.
V w 2 = = 11515 м 3 /ч.
К1 = 23030/7182 =3,2 т.к. К > 3,
К2 = 11515/3192 = 3,6 т.к. К > 3,
Vсо 2
= ;
Р - количество углекислоты, выделяемое одним животным, Р = 152,7 л/ч.
m - количество
животных в помещении, m 1 =200;
m 2 =100
г; Р 1 - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе
помещения, Р 1 = 2,5 л/м 3 , табл. 2,5; Р 2 -
содержание углекислоты в свежем воздухе, Р 2 = 0,3 0,4 л/м 3 ,
принимаем Р 2 = 0,4 л/м 3 .
V1со 2 = = 14543 м 3 /ч.
V2со 2 = = 7271 м 3 /ч.
К1 = 14543/7182 = 2,02 т.к. К < 3.
К2 = 7271/3192 = 2,2 т.к. К < 3.
Расчет ведем по количеству водяных
паров в коровнике, применяем принудительную вентиляцию без подогрева,
подаваемого воздуха.
4.1 ВЕНТИЛЯЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ ВОЗДУХА
Расчет вентиляции с искусственным побуждением
воздуха производится при кратности воздухообмена К > 3.
3.4.1.1 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОДАЧУ ВЕНТИЛЯТОРА
де К в - число вытяжных каналов:
К в = S в /S к
S к - площадь одного вытяжного канала, S к = 1×1 = 1 м 2 ,
S в
- требуемая площадь сечения вытяжного канала, м 2:
V - скорость
движения воздуха при прохождении через трубу определенной высоты и при
определенной разнице температур, м/с:
V = 
h- высота канала, h = 3 м; t вн - температура воздуха внутри помещения,
t вн
= + 3 o C;
t нар -
температура воздуха снаружи помещения, t нар
= - 25 о С;
V = 
= 1,22 м/с.
V n = S к ∙V∙3600 = 1 ∙ 1,22∙3600 = 4392 м 3 /ч;
S в1 = = 5,2 м 2 .
S в2 = = 2,6 м 2 .
К в1 = 5,2/1 = 5,2 принимаем К в = 5 шт,
К в2 = 2,6/1 = 2,6 принимаем К в = 3 шт,
= 9212 м 3 /ч.
Т.к. Q в1 < 8000 м 3 /ч, то выбираем схему с одним вентилятором.
= 7677 м 3 /ч.
Т.к. Q в1 > 8000 м 3 /ч,
то с несколькими.
4.1.2 ОПРЕДЕЛЯЕМ ДИАМЕТР
ТРУБОПРОВОДА
где V т - скорость воздуха в трубопроводе, V т = 12 - 15 м/с, принимаем
V т = 15 м/с,
= 0,46 м, принимаем D = 0,5 м.
= 0,42 м, принимаем D = 0,5 м.
4.1.3 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ПРЯМОЙ КРУГЛОЙ ТРУБЕ
где λ - коэффициент сопротивления трению воздуха в трубе, λ = 0,02; L длина трубопровода, м, L = 152 м; ρ - плотность воздуха, ρ = 1,2 - 1,3 кг/м 3 , принимаем ρ = 1,2 кг/м 3:
H тр = 
= 821 м,
4.1.4 ОПРЕДЕЛЯЕМ ПОТЕРИ НАПОРА ОТ
МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
где ∑ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений, таб. 56:
∑ξ = 1,10 + 0,55 + 0,2 + 0,25 + 0,175 + 0,15 + 0,29 + 0,25 + 0,21 + 0,18 + 0,81 + 0,49 + 0,25 + 0,05 + 1 + 0,3 + 1 + 0,1 + 3 + 0,5 = 10,855,
h мс = = 1465,4 м.
4.1.5 ОБЩИЕ ПОТЕРИ НАПОРА В
ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Н = Н тр + h мс
Н = 821+1465,4 = 2286,4 м.
Выбираем два центробежных вентилятора № 6 Q в
= 2600 м 3 /ч, с табл. 57.
4.2 РАСЧЁТ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ
Кратность часового воздухообмена:
где, V W - воздухообмен животноводческого помещения,
- объём помещения.
Воздухообмен по влажности:
м 3 /ч
где, 
-
воздухообмен водяных паров (Табл. 45, );
Допустимое количество водяного пара в воздухе помещения;
Масса 1м 3 сухого воздуха, кг. (таб.40)
Количество насыщающих паров влаги на 1 кг сухого воздуха, г;
Максимальная относительная влажность, % (таб. 40-42);
- содержание влаги
в наружном воздухе.
Т.к. К<3 - применяем естественную циркуляцию.
Расчет величины требуемого воздухообмена по
содержанию углекислоты
м 3 /ч
где Р m - количество углекислоты, выделяемое одним животным в течение часа, л/ч;
Р 1 - предельно допустимое количество углекислоты в воздухе помещения, л/м 3 ;
Р 2 =0,4 л/м 3 .
м 3 /ч.
Т.к. К<3 - выбираем естественную вентиляцию.
Расчеты ведем при К=2,9.
Площадь сечения вытяжного канала:
, м 2
где, V
- скорость движения воздуха при прохождении через трубу м/с:
где, 
высота
канала.
температура воздуха
внутри помещения.
температура
воздуха с наружи помещения.
м 2 .
Производительность канала имеющего площадь
сечения:
Число каналов
3.4.3 Расчёт отопления
помещения
4.3.1 Расчет отопления помещения для коровника, в котором находится 200 голов
Дефицит теплового потока для отопления
помещения:
где, коэффициент теплопередачи ограждающих строительных конструкций (таб. 52);
где, 
объёмная
теплоёмкость воздуха.
Дж/ч.
3.4.3.2 Расчет отопления помещения для коровника, в котором находится 150 голов
Дефицит теплового потока для отопления помещения:
где поток теплоты, проходящий сквозь ограждающие строительные конструкции;
поток теплоты, теряемый с удалённым воздухом при вентиляции;
случайные потери потока тепла;
поток теплоты,
выделяемый животными;
где, 
коэффициент
теплопередачи ограждающих строительных конструкций (таб. 52);
площадь
поверхностей, теряющих поток теплоты, м 2: площадь стен - 457;
площадь окон - 51; площадь ворот - 48; площадь чердачного перекрытия - 1404.
где, 
объёмная
теплоёмкость воздуха.
Дж/ч.
где, q =3310 Дж/ч- поток теплоты, выделяемый одним животным, (табл. 45).
Случайные потери потока тепла принимаются в количестве 10-15% от .
Т.к. дефицит теплового потока получился
отрицательный, то подогрев помещения не требуется.
3.4 Механизация доения
коров и первичной обработки молока
Количество операторов машинного доения:
шт
где, 
количество
дойных коров на ферме;
шт.- количества
голов на одного оператора при доении в молокопровод;
Принимаем 7 операторов.
6.1 Первичная
обработка молока
Производительность поточной линии:
кг/ч
где, 
коэффициент
сезонности поступления молока;
Количество дойных коров на ферме;
средний годовой
удой одной коровы, (таб. 23) /2/;
Кратность дойки;
Длительность дойки;
кг/ч.
Выбор охладителя по поверхности теплообмена:
м 2
где, теплоёмкость молока;
начальная
температура молока;
конечная температура молока;
общий коэффициент теплопередачи, (таб.56);
средняя логарифмическая разность температур.
где 
разность
температур между молоком и охлаждающей жидкостью на входе, выходе, (таб. 56).
Число пластин в секции охладителя:
где, 
площадь
рабочей поверхности одной пластины;
Принимаем Z п =13
шт.
Выбираем тепловой аппарат (по таб. 56) марки ООТ-М (Подача 3000л/ч. , Рабочая поверхность 6.5м 2).
Расход холода на охлаждение молока:
где - 
коэффициент,
учитывающий теплопотери в трубопроводах.
Выбираем (таб. 57) холодильную установку АВ30.
Расход льда на охлаждение молока:
кг.
где, удельная теплота плавления льда;
теплоёмкость воды;
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКОЗАТЕЛИ
Таблица 4.Расчёт балансовой стоимости оборудования фермы
|
Производственный процесс и применяемые машины и оборудование |
Марка машины |
мощность |
количество машин |
прейскурантная стои-мость машины |
Начисле-ния на стоимость: монтаж (10%) |
балансовая стоимость |
|
|
|
|
|
|
|
|
Одной машины |
Всех машин |
|
ЕДЕНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ |
|
||||||
|
ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОРМОВ РАЗДАЧА КОРМОВ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. КОРМОЦЕХ |
|||||||
|
2. КОРМОРАЗДАТЧИК |
|
|
|||||
|
ТРАНСПОРТНЫЕ ОПЕРАЦИИ НА ФЕРМЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. ТРАКТОР |
|
|
|||||
|
2. ПРИЦЕП |
|
|
|||||
|
УБОРКА НАВОЗА |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. ТРАНСПОРТЁР |
|||||||
|
ВОДОСНАБЖЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС |
|||||||
|
2. ВОДОНАПОРНАЯ БАШНЯ |
|
|
|
||||
|
ДОЕНИЕ И ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛОВОЙ АППАРАТ |
|||||||
|
2. ВОДООХЛАЖД. МАШИНА |
|||||||
|
3. ДОИЛЬНАЯ УСТАНОВКА |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица5.Расчет балансовой стоимости строительной части фермы.
|
Помещение |
Вместимость, гол. |
Количество помещений на ферме, шт. |
Балансовая стоимость одного помещения, тыс.руб. |
Общая балансовая стоимость, тыс. руб. |
Примечание |
|
Основные производственные здания: |
|
|
|
|
|
|
1 Коровник |
|
||||
|
2 Молочный блок |
|
|
|||
|
3 Родильное отделение |
|
||||
|
Вспомогательные помещения |
|
|
|
|
|
|
1 Изолятор |
|
||||
|
2 Ветпункт |
|
|
|||
|
3 Стационар |
|
||||
|
4 Блок служебных помещений |
|
|
|||
|
5 Кормоцех |
|
|
|||
|
6Вет.сан.пропускник |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
Хранилища для: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
||||
|
|
|
||||
|
|
|
||||
|
5 Конц.кормов |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
Инженерные сети: |
|
|
|
|
|
|
1 Водопровод |
|
|
|||
|
2Трансформаторная подстанция |
|
|
|||
|
Благоустройство: |
|
|
|
|
|
|
1 Зеленые насаждения |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
Ограждения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сетка - рабица |
|||
|
2 Выгульных площадок |
|
|
|
||
|
Твердое покрытие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годовые эксплуатационные затраты:
где, А - амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования и т.д.
З - годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала фермы.
М- стоимость расходуемых в течении года материалов, связанных с работой техники (электроэнергия, топлива и др.).
Амортизационные отчисления и отчисления на
текущий ремонт:
где Б i - балансовая стоимость основных фондов.
Норма амортизационных отчислений основных фондов.
Норма отчислений
на текущий ремонт основных фондов.
Таблица 6. Расчет амортизационных отчислений и отчислений на текущий ремонт
|
Группа и вид основных фондов. |
Балансовая стоимость, тыс. руб. |
Общая норма амортизационных отчислений, % |
Норма отчислений на текущий ремонт, % |
Амортизационные отчисления и отчисления на текущий ремонт, тыс. руб. |
|
Здания, сооружения |
||||
|
Хранилища |
||||
|
Трактор (прицепы) |
||||
|
Машины и оборудования
Где - Цена одного кг. молока, руб/кг; Годовая прибыль:
5. ОХРАНА ПРИРОДЫ
Человек, вытесняя все естественные биогеоценозы и закладывая агробиогеоценозы своими прямыми и косвенными воздействиями, нарушает устойчивость всей биосферы. Стремясь получить как можно больше продукции, человек оказывает влияние на все компоненты экологической системы: на почву- путём применения комплекса агротехнических мероприятий с включением химизации, механизации и мелиорации, на атмосферный воздух- химизацией и индустриализацией сельскохозяйственного производства, на водоёмы- за счёт резкого увеличения количества сельскохозяйственных стоков. В связи с концентрацией и переводом животноводства на промышленную основу наиболее мощным источником загрязнения окружающей среды в сельском хозяйстве стали животноводческие и птицеводческие комплексы. Установлено, что животноводческие и птицеводческие комплексы и фермы являются самыми крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водоисточников сельской местности, по мощности и масштабам загрязнения вполне сопоставимы с крупнейшими промышленными объектами- заводами, комбинатами. При проектировании ферм и комплексов необходимо
своевременно предусмотреть все меры по защите окружающей среды в сельской
местности от нарастающего загрязнения, что следует считать одной из важнейших
задач гигиенической науки и практики, специалистов сельскохозяйственного и
других профилей, занимающихся данной проблемой.
6. ВЫВОД
Если судить об уровне рентабельности животноводческой фермы на 350 голов с привязным содержанием, то по полученному значению годовой прибыли видно, что она отрицательная, это говорит о том, что производства молока на этом предприятии убыточно, в следствии высоких амортизационных отчислений и низкой продуктивности животных. Повышение рентабельности возможно при разведении высокопродуктивных коров и увеличении их числа. Поэтому я считаю, что строить данную ферму
экономически необоснованно из-за высокой балансовой стоимости строительной
части фермы.
7. ЛИТЕРАТУРА 1. В.И.Земсков; В.Д.Сергеев; И.Я.Федоренко «Механизация и технология производства продукции животноводства» В.И.Земсков «Проектирование производственных процессов в животноводстве» |
руб.
-
годовой объём молока, кг;