1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Комплексна механізація тваринницьких ферм - це механізація всіх основних і допоміжних операцій виробничого процесу, що базується на застосуванні високоефективної системи машин і потокових методів організації праці, яка залежить від швидкості впровадження нових, досконалих і унікальних машин, апаратів і механізмів, розроблених на науковій основі.

Наука про тваринницькі машини і процесах, які виконуються ними, оформилася в спеціальну дисципліну. Основоположником її є видатний учений академік В. П. Горячкін, у класичних працях якого розглянуто величезне коло питань по теорії робочих процесів машин.

До тваринницьких машин пред'являються особливі вимоги, що досягаються як методами біологічного, так і технічного досліджень. Тому, інженерно-технічні працівники сільського господарства повинні в досконалості володіти методами проектування і розрахунку високомеханізованих і автоматизованих потокових ліній, виробничих процесів тваринницьких ферм.

Знання теоретичних основ виробничих процесів у тваринництві і вміле їх застосування на практиці складають головний напрямок у пізнанні та удосконалюванні виробництва сільськогосподарського тваринництва.

Сучасні досягнення автоматики, кібернетики й електроніки дозволяють не тільки підвищити продуктивність, але і значно знизити витрати праці і засобів на виробництво тваринницької продукції, тобто направити розвиток тваринництва по економічних законах розширеного відтворення, прибутку і планомірного пропорційного розвитку.

Комплексна механізація й автоматизація тваринницьких ферм промислового типу повинна охоплювати не тільки основні процеси (годівля, поїння і доїння, збір продукції, прибирання і переробку гною), але й всі допоміжні операції - по догляду за тваринами, забезпеченню оптимального мікроклімату в приміщеннях та інше. Усі машини й установки на фермі повинні бути об'єднані в потокові (бажано автоматизовані) технологічні лінії, пов'язані між собою по продуктивності, довговічності й іншим показникам і керовані по заданій програмі, яка забезпечує відповідність того чи іншого процесу зоотехнічним вимогам.

Комплексна механізація вважається цілком завершеної, якщо здійснена потоковість виробничих ліній.

Особлива увага в останні часи приділяється освоєнню нових способів приготування кормів з метою покращення смакових та поживних властивостей і зменшенню витрат на приготування і збереження. Одним із методів рішення цієї проблеми є приготування комбінованого силосу, зерно-сінажу, консервованих початків і зерна кукурудзи. Ці технології вимагають застосування високопродуктивних технологічних ліній подрібнення матеріалів. Зараз промисловістю випускається незначна кількість таких машин, але вони або малопродуктивні, або не відповідають агротехнічним вимогам.

Даним дипломним проектом пропонується удосконалити подрібнювач рослинних матеріалів з метою застосування його для подрібнення початків кукурудзи з обгортками та подальшим розділенням здрібненої маси. Це дозволить застосовувати високопродуктивну машину на приготуванні усіх видів консервованих кормів і витримувати зоотехнічні вимоги.

тварини ферма корм травматизм

1. Аналіз господарської діяльності

1.1 Короткий опис господарства

СТОВ «Щеніїв» розташоване в селі Щеніїв Черняхівського району Житомирської області. Відстань до обласного центру місто Житормир складає 39 кілометрів.

Земельні угіддя в господарстві відносно рівні, мають незначну рельєфність, ґрунт суглинистий чорнозем з високим вмістом гумусу, має достатньо високу родючість. Господарство займається вирощуванням зернових культур, молока тощо.

На фермах і полях господарства працюють трактори, автомобілі й комбайни різних марок. В цілому господарство частково забезпечено технікою.

Клімат району помірно - континентальний. Середньорічна температура повітря +6,3оС. В табл. 1.1 наведені середні значення опадів на протязі року.

Таблиця 1.1 - Розподіл опадів по місяцям на протязі року

Місяць	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Кіл-сть опадів, мм	31	23	27	25	50	71	64	54	34	44	38	34

Найбільш холодній місяць - січень, найбільш теплий - липень. Абсолютний максимум температур +37оС - у серпні, абсолютний мінімум -36 оС - у січні.

Зима характеризується нестійкою погодою з низкою температурою

(-1520 оС), спостерігаються відлиги до +5 оС, середня висота сніжного слою 17 см, середня глибина промерзання ґрунту 50-70 см.

Без морозний період триває 155 днів. Період з температурою повітря вище +5 оС (вегетаційний період) починається в період з 10 по 25 квітня. Період с температурою вище +10 оС для культур, котрі люблять тепло, десь з 25 квітня по 30 вересня.

Середньо річна кількість опадів становить 520 мм. Найбільш опадів випадає влітку й частково у весняний період (травень, липень, серпень), що збігається з періодом максимального росту сільськогосподарських культур. Відносна вологість повітря у вегетаційний період знаходиться в межах 44-66 %, можливі засухи у весіннє - літний період тривалістю до 30 днів.

З жовтня до квітня переважають південно-східні вітри, з травня по серпень - західні і південно-західні. Середня швидкість вітру 2,1 - 3,2 м/с.

Земельні угіддя господарства мають форму неправильного трикутника. Рельєф місцевості слабо пересічений. Ґрунт плодючий для вирощування всіх районованих культур. Господарство розташовано в зоні нестійкого зволоження. У зв'язку з цим важливе місто займають заходи по накопиченню і зберіганню вологи у ґрунті.

1.2 Загальні показники господарства

На основі даних річних бухгалтерських та статистичних звітів, а також іншої інформації проведено аналіз господарської діяльності СТОВ «Щеніїв» Загальні показники приведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2. - Загальні показники розвитку господарства

Показники	Один-иці виміру	Роки
		2005	2006	2007
1	2	3	4	5
Валова продукція у порівняних цінах	тис. грн	2186,5	2447,4	2574,6
У т.ч. продукція тваринництва	тис. грн	888,6	946,2	930,6
Товарна продукція	- “ -	2343,4	3612,0	4878,8
Загальна земельна площа	га	2506	2350	2350
у т.ч. с.-г. угіддя	га	2263	2130	2130
З них рілля	га	2096	1857	1857
Кількість працюючих	чол.	238	203	210
у т.ч. у тваринництві	чол.	50	52	52
Вартість основних виробничих фондів с.г. призначення	тис. грн	4923	4830	4732,3
Витрати на основне виробництво	тис. грн	2999	2551	4366,6
у т.ч. на виробництво продукції тваринництва	тис. грн	1033,7	1191,0	1058,0
Прибуток від реалізації с.-г. продукції	тис. грн	563,7	1699,0	1303,5
у т.ч. від реалізації продукції тваринництва	тис. грн	-152,2	-68,0	-152,4
Рентабельність виробництва с.-г. продукції	%	88,0	94,8	43,9
Рентабельність виробництва продукції тваринництва	%	-7,2	-9,7	-19,1

Основні направлення в рослинництві - вирощування зернових культур, забезпечення тваринництва кормами, які вирощують за інтенсивними технологіями.

Аналізуючи данні табл. 1.2 необхідно відмітити наступне: з 2005 роки земельні площі трохи зменшились, але врожайність за останні два роки збільшились на 15%. За рахунок цього господарство отримало прибуток і досить високий відсоток рентабельності. Рентабельність могла бути ще більшою у 2005 р., але господарство збільшило капіталовкладення в цьому році, а значного збільшення виробництва продукції не отримало, що призвело до зменшення рентабельності. Частково на це вплинуло зменшення реалізаційних цін в цьому році.

Тваринництво із року в рік є не рентабельним, хоча валове виробництво з кожним роком збільшується. Причини цього розглянемо нижче.

1.3 Аналіз господарської діяльності в тваринництві

Основний напрямок тваринництва - молочно-м'ясне. У господарстві є дві молочні ферми, ферма з відгодівлі ВРХ і свиноферма. На свинофермі з кожним роком зменшується поголів'я. Пов'язано це з економічними труднощами господарства, незадовільною роботою зооветеринарної служби і відсутності належного догляду за тваринами. На фермах є система водопостачання з підземних джерел. Електропостачання здійснюється від державних електромереж. Для вигулу ВРХ і свиней передбачені вигульні площадки, обладнані груповими поїлками і годівницями для годівлі.

Корм для ВРХ приготовляють у кормоцеху і роздаються мобільними кормороздавачами КТУ-10, а для свиней - у кормокухнях, а роздаються у ручну з візків на підвісній дорозі. Динаміка поголів'я тварин по рокам наведена у табл. 1.3.

Таблиця 1.3 - Кількісний склад галузі тваринництва

Показники	Один-иці виміру	Роки
		2005	2006	2007
Велика рогата худоба	гол.	740	845	823
у т.ч. корови	гол.	280	280	240
Свині	гол.	93	97	29
у т.ч. свиноматки		-	20	5

Аналізуючи дані таблиці 1.3 необхідно відмітити, що поголів'я корів за останні роки зросло у 20053, але у 2006 р. почало знову зменшуватись. Так саме і поголів'я свиней. Господарство у 2005 р. залишило 20 свиноматок, що дало змогу трохи збільшити поголів'я свиней, але вже у 2005 р. пішло різке зменшення кількості тварин в наслідок захворювання і витрат на власні потреби. Ще однією з причин є низький рівень механізації робіт і недостатній догляд з боку ветеринарії. Все це призвело до різкого зменшення кількості тварин.

Виробництво валової продукції наведено у таблиці 1.5.

Надої від корів за останні роки мають тенденцію до збільшення і показники дещо більші від середніх районних. Приріст живої ваги дуже низький, особливо у свиней. Це й призводить до збитковості продукції тваринництва. Крім того слід відзначити, що при виробництві продуктів тваринництва господарство затрачає значну кількість кормів, що недопустимо в ринкових умовах.

Витрати кормів на одиницю продукції приведені в таблиці 1.6.

Таблиця 1.5. - Валове виробництво і продуктивність тварин

Вид продукції	Одиниці виміру	2005	2006	2007
		валове виробництво	на 1 гол	валове виробництво	на 1 гол	валове виробництво	на 1 гол
Молоко	ц.	8820	3150	9081	3243	9841	3515
Приріст живої ваги:
- ВРХ	ц.	625	111	761	141	643	109
- свиней	ц.	27	33	27	30	-	-

Таблиця 1.6 - Витрати кормів на одиницю продукції.

Показники	Одиниці виміру	Роки
		2005	2006	2007
1	2	3	4	5
Молоко	к. од	162	200	173
Приріст живої ваги:
- ВРХ	к. од	1614	1500	2565
- свиней	к. од	2439	4000	-

Витрати кормів по всім видам тварин значно більші від науково обґрунтованих, що й призводить до нерентабельності продукції тваринництва.

Наявність енергетичних потужностей приведені в таблиці 1.7.

Таблиця 1.7 - Наявність енергетичних потужностей

Потужності	Одиниці виміру	Роки
		2005	2006	2007
1	2	3	4	5
Тракторні двигуни	к.с.	2840	2465	2290
Двигуни автомобілів	к.с.	4830	4440	4440
Електродвигуни і електроустаткування	к.с.	2220	2028	1893
Інші механічні двигуни	к.с.	1570	1570	1570
Робоча худоба	к.с.	1	1	1
Всього енергетичних потужностей	к.с.	11461	10504	10194

Енергетичні потужності з кожним роком зменшуються за рахунок зносі тракторного парку і устаткування. Нових машин та обладнання господарство зараз не в змозі придбати.

Аналізуючи данні табл. 1.8 необхідно відмітити, що рівень механізації на фермах дуже низький, що призводить до значних витрат ручної праці на самих трудомістких операціях (роздача кормів, видалення гною). Це, в свою чергу, призводить до збільшення витрат на виробництва продукції тваринництва.

Таблиця 1.8 - Коефіцієнт механізації виробничих процесів в тваринництві, %

Види робіт	Роки
	2005	2006	2007
Доїння корів	100	100	100
Роздавання кормів:
- на молочно-тваринницьких фермах	40	35	35
- на фермах відгодівлі ВРХ	28	25	25
- на свинофермах	0	0	0
Прибирання гною: - на молочних фермах	80	80	80
- на фермах відгодівлі ВРХ	80	80	80
- на свинофермах	0	0	0
Водонапування:
- на молочних фермах	100	100	100
- на фермах відгодівлі ВРХ	100	100	100
- на свинофермах	100	100	100

1.4 Напрямки господарської діяльності, перспективи і плани розвитку

Аналізуючи господарську діяльність, можна відзначити, що господарство займається вирощуванням зернових культур. Тваринництво - молочно-м'ясного напрямку. З цією метою спланована структура посівних площ, де на долю кормових культур приходиться четверта частина ріллі. Частина зернових культур йде на приготування концентрованих кормів, а інше зерно продається.

Останнім часом продуктивність тварин, а, отже, і валовий вихід продукції тваринництва, трохи знизилися. Виробництво свинини стало збитковим для господарства, хоча є виробничі площі. Основний упор робиться на молочне стадо, де й показники значно кращі. Але й тут є деякі недоліки. Наприклад, в молочному скотарстві і на відгодівлі ВРХ значно великі витрати кормів, рівень механізації виробничих процесів недостатній для отримання гарантованих прибутків.

На основі аналізу господарської діяльності для підвищення продуктивності тварин і зменшення витрат на виробництво продукції тваринництва необхідно:

для зменшення витрат кормів необхідно здійснювати годівлю тварин збалансованими раціонами з додаванням мінеральних домішок і вітамінів.

для підвищення продуктивності праці планується механізувати процеси приготування і роздачі кормів, видалення і переробки гною.

окрім цього, необхідно організувати роботи з проведення технічного обслуговування машин і механізмів на тваринницької ферми.

На підставі вище викладеного, дипломним проектом передбачається проектування комплексної механізації всіх технологічних процесів ферми з відгодівлі ВРХ, а також заходи щодо охорони праці, захисту навколишнього середовища і протипожежної безпеки ферми. На основі проектованих заходів провести техніко-економічний аналіз і обґрунтування проекту.

2. Технологічна частина

2.1 Структура стада і система утримання тварин на фермі

Відповідно до природньо-економічних і організаційно-господарських умов застосовують стійлове, стійлово-пасовищну, стійлово-табірну і поточно-цехову системи утримання великої рогатої худоби.

У даному проекті пропонується прийняти стійлово-пасовищну систему утримання молодняку ВРХ при який у літній період тварини знаходяться в літніх таборах з випасом на природних або культурних пасовищах, а в зимовий період - у приміщеннях і на вигульних площадках. Максимальна відстань до самих далеких пасовищ повинна не перевищувати 3 км. У залежності від продуктивності на одну голову потрібно 0,2-0,3 га культурних або 0,5-1,0 природних пасовищ.

Так, як у другій половині літа продуктивність пасовищ знижується, необхідно передбачити вирощування зелених кормів за рахунок спеціальних посівів.

У залежності від умов на фермах практикують прив'язне і безприв`язне утримання. Прив'язне утримання передбачає фіксацію кожної тварини в стійлі. Стійло обладнане годівницею, поїлкою, механізмами для видалення гною, доїння.

Прив'язне утримання дає можливість забезпечувати індивідуальний догляд за тваринами, індивідуально нормувати годівлю, спостерігати за фізіологічним станом тварин. Але потребує значних затрат праці при прив'язуванні та відв'язуванні. Тому молодняк ВРХ утримують в основному без прив'язі.

Структура стада визначається з урахуванням перспективи розвитку тваринництва в господарстві і збільшення випуску продукції. У залежності від напрямку розвитку ферми існує кілька типів визначення структури стада.

Структура стада і поголів'я в групах представлена в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Структура стада

Групи тварин	Кіл-сть голів
Молодняк ВРХ всього	650
з них: 6-8 міс	75
8-12 міс	150
12-16 міс	150
16-18 міс	75
Телята до 6 міс	200

2.2 Раціони годівлі тварин. Розрахунок потреби в кормах

2.2.1 Типи годівлі

Типи годівлі характеризуються структурою раціонів, тобто питомою вагою різних видів кормів у складі раціону. Назва типу годівлі обумовлюється кормами, що переважають у раціоні.

Для великої рогатої худоби застосовують наступні типи годівлі: сінний, силосний, концентратно-силосно-сінной, силосно-коренеплідний, силосно-жомовий, силосно-сінажний, силосно-корнажний.

Для даної ферми доцільно застосувати силосний тип годівлі з додаванням коренеплодів і концентрованих кормів.

2.2.2 Норми годівлі

Норми годівлі для молодняку враховують особливості й зміни в організмі за період росту - від народження до досягнення зрілості. При цьому виділяють періоди новонародженості, молочного живлення, перехідний, фізіологічної та господарської зрілості.

Телят вирощують на різних нормах молока залежно від запланованого використання тварин. Враховують їхній вік, живу масу по періодах вирощування й середньодобові прирости, а також зовнішні умови, що впливають на обмін речовин і стан здоров'я молодняка. Звертають увагу на можливості інтенсивнішого росту в молодому віці. За повноцінної годівлі молодняк швидко і гармонійно розвивається, а за недостатньої він недорозвинений (інфанталізм).

Норми годівлі для тварин на відгодівлі розроблені з урахуванням типу годівлі, віку тварин, їхньої живої маси й планових добових приростів. Вони складені по періодах відгодівлі, окремо є й для інтенсивного вирощування на м'ясо.

2.2.3 Раціони годівлі

Висока продуктивність може бути досягнута при годівлі раціонами різного типу годівлі. При складанні раціонів необхідно визначити норму годівлі і, виходячи з наявності кормів у господарстві, визначається кількісний склад кормів у раціоні. У літній період основу раціону складають зелені корми.

2.2.4 Розрахунок добової, разової і сезонної потреби в кормах

Для розрахунку добової потреби в кормах необхідно скласти добутки поголів'я кожної статево-вікової групи на кількість корму для даної групи тварин, тобто:

Qкl=а1*m1+a2*m2+a3*m3+...+an*mn;

Qк2=b1*m1+b2*m2+b3*m3+...+bn*mn; (2.1)

Qкz=zl*ml+z2*m2+z3*m3+...+zn*mn;

де Qк1, Qк2, ...., Qкz - добове споживання даного виду корму, кг/добу;

m1, m2,..., mn - число тварин у статево-вікової групі;

аn, bn, ..., zn - маса корму в раціоні на одна тварина, кг/добу.

Загальна кількість корму в добу визначається підсумовуванням усіх кормів добового споживання:

Qсут=Qкz (2.2)

Потреба в кормах на одну годівлю визначається розподілом добової кількості кормів на кратність годівлі:

Qраз=Qсут/k, (2.3)

де k - кратність годівлі, k=2, 3 (і більш для молодняку).

Сезонна потреба в кормах визначається множенням добової потреби на тривалість періоду в добах:

Qсез=Qсут*tсез, (2.4)

де tсез - тривалість сезону, днів; для нашої зони тривалість зимового періоду складає 200-210 днів, решта - літній період.

2.3 Вибір місця і розрахунок площі під проектований об'єкт

Тваринницька ферма - це сільськогосподарське підприємство, що виробляє продукцію тваринництва. При виборі місця для тваринницької ферми необхідно врахувати наявність доріг, пасовищ, джерел води, близькість населеного пункту та інші фактори. Рівень ґрунтових вод на ділянці в період найвищого підйому повинний знаходиться на глибині не менш 1 м від поверхні ґрунту. Враховується також рельєф місцевості і розташування житлових і комунальних споруджень. Розміри ділянки повинні забезпечувати можливість подальшого розширення ферми.

Приміщення для тварин будують уздовж напрямку пануючих вітрів. При проектуванні необхідно враховувати санітарно-ветеринарні і протипожежні розриви між будинками, що приведені в табл. 2.2 і 2.3.

Ветеринарні споруди, склади палива, мінеральних добрив і інші об'єкти, небезпечні в санітарному і пожежному відношеннях, влаштовують на відстані не ближче 300 м з навітряної сторони.

Таблиця 2.2 - Зооветеринарні розриви між будівлями, м

Будівлі	Корівник	Телятник	Доїльний блок
Корівник	Протипожежні розриви	30	Протипожежні розриви
Телятник	30	Протипожежні розриви	Протипожежні розриви
Сховище гною	50	50	50

Таблиця 2.3 - Протипожежні розриви для будинків, м

Ступень вогнестійкості споруд	І і ІІ	ІІІ	IV	V
I і II	10	12	15	18
III	12	15	18	20
IV	15	18	20	25
V	18	20	25	30

Зооветеринарні розриви між кормоцехами, складами кормів і інших споруд відповідають протипожежним розривам.

Територію ферми обсаджують захисними лісонасадженнями з дерев і чагарників.

Перевірочний розрахунок загальної площі ферми:

, м2 (2.5)

де m1 - поголів'я телят;

So - площа основного призначення для телят;

Sв - допоміжна площа для телят;

S=(7+57,2)370+2(5,75+105)200=68054 м2.

2.4 Генеральний план ферми

Генеральний план ферми - це комплекс тваринницьких будівель і споруд, до котрих входять приміщення для утримання тварин, допоміжні і підсобні приміщення.

Будинки для тварин будують по типовим проектам, у яких враховується розміщення устаткування для утримання тварин.

На проектованій фермі передбачаються наступні будівлі: три приміщення для телят, вигульні площадки, сховища кормів, гноэсховище на 3000 т.

Приміщення телятника прийняте типове для розміщення 200 голів стада.

Таблиця 2.4 - Технологічні показники телятника на 200 голів

Найменування показників	Всього
Будівельний об'єм, м3	6390,0
Площа забудови, м2	1638,0
Корисна площа, м2	1496,0
Площа основного призначення, м2	1155,0
Кількість скотомісць, шт.	650
Обслуговуючий персонал, чол.	9
Довжина телятника, м	78,00
Ширина телятника, м	18,0

На генеральному плані також показані всі додаткові приміщення: котельня, кормоцех, площадка для відвантаження худоби, ветсанперепускник.

Генеральний план ферми представлений на 1 листі графічної частини проекту.

Основне приміщення для утримування 200 голів телят і розміщення технологічного обладнання представлено на листі 2 графічні частини проекту.

2.5 Опис і розрахунок технологічної лінії приготування і роздачі кормів

2.5.1 Розрахунок технологічної лінії приготування кормів

Розрахунок технологічної лінії робимо по формулі:

N=Qk/W, шт (2.6)

де Qк - кількість корму даного виду, т;

W - продуктивність устаткування, т/год;

Приймаємо 4 лінії приготування кормів і необхідне для нього устаткування:

Лінія переробки силосу, сінажу, соломи - КТУ-20 (2 шт.), ИСК-3 (2 шт.)

Лінія коренеплодів - ТК-5,0 Б, бункер-накопичувач.

Лінія комбікормів ПК-6.

Лінія аміномінеральних домішок і ємність з мелясою.

З усіх цих ліній корм попадає на транспортери, а потім у змішувальну камеру, а відтіля в кормороздавач.

2.5.2 Розрахунок кількості машин і устаткування для роздачі корму

Транспортування і роздача корму має ряд специфічних особливостей, що не дозволяють завжди ефективно використовувати на фермах транспортно-розвантажувальні машини.

На фермі застосовують мобільні кормороздавачі КТУ-10А, технічні характеристики приведені в таблиці 2.6.

Таблиця 2.5 - Технічна характеристика КТУ - 10А

Показники	Величина
Об'єм кузова, м3	10
Швидкість, км/год:
транспортна	до 30
робоча	0,76 - 2,84
Вантажепідємність, т	6,5
Норма видачі, кг/год	4,0 - 6,4
Габарити, мм	6670х2500х2500
Маса, кг	2250
Ширина колії, мм	1600
Продуктивність, т/год	12

Для розрахунку кількості кормороздавачів, для забезпечення вчасно тварин кормом, знаходимо час циклу:

, ч (2.7)

де tпогр - час навантажування корму, ч;

tд.м. - час руху з вантажем, год;

tр - час розвантаження корму, год;

tхх - час холостого ходу, год.

, год (2.8)

де Qкорм - кількість корму, що навантажується, т;

Wпогр - продуктивність навантажувача, т/ч.

Кількість корму, що навантажується, дорівнює:

, т (2.9)

де - щільність корму, т/м3;

Vк - об'єм кузова транспортного засобу, м3.

Qкорм=0,6510=6,5 т.

год.

Час руху з вантажем:

, год (2.10)

де Vтр - швидкість руху з вантажем, Vтр =15 км/год;

S - відстань руху з вантажем, S=0,3 км.

tдг=0,3/15=0,02 год.

=0,150,216=0,03 год (2.11)

Час холостого ходу:

, год (2.12)

Vхх - швидкість руху без вантажу, км/год.

tхх = 0,3/20=0,015 год.

Загальний час циклу:

tц=0,216+0,02+0,03+0,015=0,351 год.

Кількість кормороздавачів визначаємо виходячи з того, що за 1 годину він може зробити два цикли:

, шт (2.13)

де Qкор.общ - загальна кількість корму для роздачі, т;

шт.

Приймаємо, що для роздачі кормів необхідно 3 кормороздавача КТУ-10 в агрегаті з тракторами Т-40А.

2.6 Розрахунок лінії видалення і транспортування гною

Для механізованого видалення гною з тваринницьких приміщень і навантаження його в транспортні засоби широко застосовують скребкові транспортери. Горизонтальний транспортер встановлюють у відкритих каналах, розміщених уздовж гнойового проходу. Кут нахилу скребкових транспортерів не перевищує .

Для вибору транспортера необхідно розрахувати вихід гною і витрати підстилки.

Добовий вихід гною коливається в широких межах, тому що він залежить від системи утримання (на підстилці або без підстилки), від виду і статі групи тварин, від складу кормів у раціоні і способів годівлі, степеню концентрації поголів'я й об'єму виробництва.

Середньодобовий вихід екскрементів від різних груп ВРХ можна визначити з таблиці 2.6.

Таблиця 2.6. - Середньодобовий вихід екскрементів.

Група тварин	Вихід екскрементів
	Всього	Кал	Сеча
Молодняк на відгодівлі у віці:
до 4 місяців	7,5	5,0	2,5
4-6 місяця	14	10	4
6-12	26	14	12
Телята до 6 місяців

Різні види підстилки поглинають неоднакову кількість рідини. Так, солома, обпилювання і здрібнені стружки поглинають воду у кількості, що у 2-3 рази перевищує їхню масу (при вологості 10-14%), а сухий верховий торф - у 5-7 разів. Зразкові норми витрати підстилки для ВРХ:

Солома - 4,5-5 кг/доб;

Торф - 6-8 кг;

Обпилювання - 3-4 кг/доб;

Для нашої ферми для підстилки будемо використовувати солому.

Добовий вихід (кг) рідкого гною від однієї тварини обчислюють по формулі:

Qсум=g+B+Bc+П, (2.14)

де g - добовий вихід екскрементів (сеча, кал) від однієї тварини, кг;

В - кількість технологічної води в розрахунку на одна тварина, В=2...5…5кг;

Вс - кількість змивної води в розрахунку на одна тварина в добу, (у змивних системах гноєвидалення Вс =5.…15кг);

П - кількість підстилкового матеріалу в розрахунку на одна тварина.

Телята до 4 місяців Qсут=6606 кг;

Телята 6-12 міс Qсут=20430 кг;

Телята старше 12 місяців Qсут=14045 кг;

Телиці 12-18 міс і ялівки Qсут=10764 кг.

Всього 111045 кг.

Для видалення гною пропонується застосовувати скребковий транспортер ТСН-160. Один корівник необхідно оснастити двома такими транспортерами.

Тривалість одного циклу видалення гною визначається по формулі:

Тц=L(3600V) (2.15)

де L - довжина транспортера, м;

V - швидкість руху транспортера, м/с.

Тц =0,234 год.

За одне включення транспортера здійснюється два цикли видалення гною за часом 0,48 години. За добу транспортер включається 4 рази.

Для транспортування гною з ферми в гноєсховище використовуємо переобладнаний тракторний причіп 2ПТС-4-785А в агрегаті з тракторами ЮМЗ-6, МТЗ-80 або Т-40.

Для розрахунку кількості транспортних засобів для вивезення всього гною з ферми на протязі доби визначаємо продуктивність лінії по видаленню гною:

Qл=Gдоб/Т, (2.16)

Gдоб - загальний вихід гною в добу, т;

Т - час роботи в добу (Т=3...4…4 год).

Qл=27,76 т/год.

Продуктивність лінії технологічна:

Qл.т.=Qл/n (2.17)

де n - коефіцієнт використання устаткування і часу зміни.

Qл.т.=34,7 т.

Визначаємо час циклу:

Тц=tз+tтр+tхх+tв, год (2.18)

де tз - час завантаження, год;

tтр - час транспортування, год;

tхх - час холостого ходу, год;

tв - час вивантаження, год.

tз=Gтр/Qз=0,584 год. (2.19)

tтр =S/Vтр=0,05 год. (2.20)

tхх =S/Vхх=0,033 год. (2.21)

tв =0,054 год.

Тц=0,584+0,05+0,03+0,05=0,714 год.

Визначаємо продуктивність транспортного агрегату:

Qт=Gтр/tц=3,5/0,714=4,9 т/год. (2.22)

Визначаємо кількість транспортних агрегатів:

nтр=Qл.т./Qт+1=8 шт.

Для вивозу гною з ферми необхідно 8 транспортних агрегатів.

2.7 Опис і розрахунок лінії водопостачання і поїння тварин

Вода на тваринницьких фермах витрачається на поїння тварин і виробничі технічні потреби. Для розрахунку води враховують види, число тварин і індивідуальні норми водоспоживання. Крім того, знаходять кількість води, яка необхідна для виробничих технічних потреб і пожежної безпеки тваринницької ферми.

Нормою водоспоживання називається кількість води, що витрачається одним споживачем в одиницю часу (доба). У норми водоспоживання для тварин включаються витрати води на поїння, мийку приміщень, молочного посуду, приготування кормів, охолодження молока і т.і. Витрати води на фермах дуже нерівномірний як на протязі року так і на протязі доби. У таблиці 2.7 приведені середньодобові за рік норми водоспоживання ВРХ.

Таблиця 2.7 - Норми водоспоживання

Споживачі	Норма водоспоживання на одну тварину, /доб
	При автонапуванні	Без автонапування	На пасовищах
Телята до 6 місяців	20	15	15
Молодняк до 2-х років	30	25	25

Qср.доб=275997 л/доб=276 м3/доб.

Визначаємо максимальну добову витрату води:

Qмак.доб=ксутQср.доб,м3/доб (2.25)

де ксут- коефіцієнт нерівномірності споживання води за добу.

Qмак.доб=1,4276=386 м3/доб.

Визначаємо середньогодинні витрати води:

Qср.г.=Qмак.доб/24, м3/год; (2.26)

Qср.г.=386/24=3,2 м3/ч.

Визначаємо максимальний вартовий витрату води по фермі:

Qмак.година=кгодQср.година,м3/година (2.27)

де кгод - коефіцієнт годинної нерівномірності споживання води.

Qмак.година=33,2=9,6 м3/ч.

Визначаємо секундну витрату води:

qc=Qмак.година/3600, м3/с (2.28)

qc=9,6/3600=0,0026 м3/с.

На тваринницькій фермі застосовується напірна система водопостачання, тобто водопідйомний пристрій і водонапірна башта ємністю 25 . Зовнішня водопровідна мережа виконана по кільцевій мережі.

Для поїння тварин на фермі застосовують одночашкові стаціонарні автоматичні поїлки двох модифікацій: ПА-1А (із металевими деталями) і АП-1А (з деталями із пластмаси). Поїлка розрахована на обслуговування двох тварин. Вона наповняється водою з водонапірної магістралі при тиску 0,04 - 0,2 мПа.

2.8 Опис каналізаційної системи

Розрізняють відкриту (самотічну) і закриту (самотічну і напірну) системи каналізації. Для збору і відводу стічних вод застосовують каналізаційні люки, стоки, труби, сечозбірники.

У приміщеннях для утримування ВРХ влаштовують самотічну каналізацію. Пройоми на випусках закривають гідравлічними затворами, щоб гази не проникали у тваринницьке приміщення. Підлоги в приміщенні роблять з ухилом убік лотків. Ухили 0,01-0,02 застосовують для приміщень ВРХ, для кормогноєвих проходів ухил убік лотка повинний бути не менш 0,02. Днища стічних лотків убік країв повинні мати ухил 0,01-0,15. Стічні лотки в корівниках виготовляють з бетону, дерева. Сечозбірники очищають через кожні 4-5 тижнів.

2.9 Вентиляція й опалення

Ефективність утримання тварин значною мірою залежить від мікроклімату тваринницької ферми.

Мікроклімат на фермі залежить від розміру приміщення, кількості тварин, їхньої породи, віку, ваги, і способу годівлі. Для тварин сприятливе більш прохолодне повітря, у межі 6-8 С. Відносна вологість повітря повинна бути в межах 80-85%. Утримування вуглекислоти в повітрі не повинно перевищувати 0,25-0,3% від загального об'єму. Небезпечні для тваринні протяги. Рекомендується, щоб швидкість руху повітряних мас у тваринницьких приміщеннях не виходила за межі 0,3-0,6 м/сек. Щоб забезпечити необхідний мікроклімат і високий санітарний стан тваринницьких приміщень, влаштовують каналізацію, вентиляцію й опалення.

2.9.1 Розрахунок вентиляції

Внутрішній об'єм приміщення складає:

V=LBkH, м3 (2.29)

де L =78 м - довжина телятника;

Bk = 21 м - ширина телятника;

Н =3,25 м - висота телятника.

V=78213,25==5323,5 м3.

Необхідний повітрообмін визначаємо по формулі:

, м3/год (2.30)

де d=114 дм3/м3 - кількість СО, що виділяє одна корова;

d1=2,5 дм3/м3 - припустиме утримування СО;

d2=0,4 дм3/м3 - утримування СО у зовнішнім повітрі.

L=114200/(2,5-0,4)=10857,1 м3/год.

З урахуванням регулювання повітрообміну

Lр = 3L=32571 м3/ч. (2.31)

Визначаємо площу повітряних каналів:

, м2 (2.32)

де V - швидкість руху повітря в каналі, м/с:

, м/с (2.33)

де Н=5 м - висота каналу;

fb =8 0C - температура повітря в приміщенні;

fн=-22 0C - зовнішня температура повітря.

м/с.

F=32571/(36001,63)=5,55 м2.

Визначаємо необхідну кількість вентиляційних каналів:

Z=F/f, шт (2.34)

де f=0,8 м2 - перетин одного каналу.

Z=5,55/0,8=6,947 каналів.

Визначаємо кратність повітрообміну в приміщенні:

К=Lp/Vcм, (2.35)

К=32571,3/5323,5=6,11.

Приймаємо К=7.

2.9.2 Розрахунок опалення

Визначаємо потребу приміщення в теплоті:

Q=Qп-Qж, Вт (2.36)

де Qж - кількість теплоти, виділюваної всіма теплоносіями;

Qж=1334200=266800 Вт (2.37)

Qп - кількість теплоти втрачається з приміщення;

Qп=Q1+Q2+Q3, Вт (2.38)

де Q1 - утрати теплоти через будівельні конструкції:

Q1 =k(tв-tн), Вт (2.39)

де F - площа втрат теплоти, м2;

k - коефіцієнт теплопровідності:

для вікон k =1,5 Вт/м2год;

для дверей k =0,3 Вт/м2год;

для стін k =0,7 Вт/м2год.

Площа: вікон=163,8 м2;

дверей = 83,53 м2;

стін = 396,17 м2.

Q1 = (1,5168,8+0,383,53+0,7396,7)(8-(-22))=16678,47 Вт.

Визначаємо втрати тепла при вентиляції:

, Вт (2.40)

де З=1 кдж/кг0С - теплоємність повітря;

- 1,2 кг/м2 - щільність повітря;

Q2=116668,51,2(8-(-22))=200064,2 Вт.

Визначаємо випадкові втрати тепла:

Q3=0,1 Qж, (2.41)

Q3=0,1266800=26680 Вт.

Кількість тепла, що втрачається з приміщення дорівнює:

Qп=16678,5+200064+26680=243412 Вт.

Кількості необхідного тепла для опалення:

Q=243412-2666800=-23338 Вт.

Висновок: Кількості тепла в корівнику, виділюване тваринами, цілком достатньо для забезпечення оптимального мікроклімату.

2.10 Освітлення приміщень

Природне освітлення найбільш прийняте для тваринницьких приміщень, однак, пізньою осінню й у зимовий період його недостатньо.

Природне освітлення оцінюється світловим коефіцієнтом, що виражає відношення площі віконних прорізів до площі підлоги приміщення.

З вище приведених розрахунків нам відомо, що площа підлоги Fп=1638 м2.

Визначаємо число вікон, необхідне для одержання потрібної освітленості:

no=fo/Fo, шт (2.42)

У подібних приміщеннях установлюють по одному вікну площею 3 .

Обґрунтовуємо систему штучного освітлення і тип світильників. Освітлення тваринницької ферми складається з двох систем: загальної (робочої) і чергової. Для чергового освітлення використовують 15-20% загального освітлення.

Для тваринницьких приміщень при відсутності штучної вентиляції приймають світильники типу НСП, а також висоту їхнього підвісу =3м. Приймаємо симетричне розміщення світильників. Приймаємо найбільше вдале співвідношення для обраного типу світильника, рівним =1,6.

Визначаємо оптимальну відстань між світильниками:

L=LоптНр, м (2.43)

L=1,6*3=4,8 м.

Визначаємо число рядів світильників:

m=а/L, ряд (2.44)

де а - ширина приміщення, м.

m=21/4,85 рядів.

Визначаємо відстань від стін до світильників:

Lст=0,5L, м (2.45)

Lст=0,54,8=2,4 м.

Визначаємо відстань між рядами:

, м (2.46)

м.

Визначаємо відстань між світильниками в ряді:

м.

Знаходимо число світильників у ряді:

шт (2.47)

Уточнюємо відстань між світильниками в ряді:

м (2.48)

Визначаємо загальну кількість світильників:

n=mn=145=70 шт (2.49)

Коефіцієнт відбиття стін і стелі будуть рівні: =0,5; =0,5. Коефіцієнт відбиття робочої поверхні буде дорівнює =0,2. Приймаємо коефіцієнт нерівномірності світлового потоку, рівним Z=1,2. За цими показниками приймаємо питому потужність загального рівномірного освітлення від світильників типу НСП-02 і НСП-03 рівної =4 Вт/м2.

Визначаємо максимальну потужність освітлення:

Pmax=S, Вт(2.40)

де S=1638 м.

Рmax=41638=6552 Вт.

Визначаємо потужність однієї лампи:

Рл=Рмах/n=6552/70=97,8 Вт.

Приймаємо потужність однієї лампи дорівнює Рл=100 Вт.

У підсобних приміщеннях корівника і для зовнішнього освітлення приймаємо світильники типу НСП-02 і потужністю ламп накалювання 40 Вт, а в тамбурах 25 Вт.

2.11 Організація праці на фермі

Дії усіх виробничих ланок ферми повинні здійснюватися в повному ув'язуванні з розпорядком дня ферми. Порушення розпорядку можуть викликати різкий спад продуктивності тварин. У таблиці 2.9. представлений розпорядок дня на тваринницькій фермі при однозмінній роботі дня.

Таблиця 2.9 - Розпорядок дня

Вид робіт	Початок роботи (год.)	Кінець роботи	Тривалість, год.
Вихід на роботу	4.30
Роздача кормів	4.30	5.00	0.30
Підготовка до роздачі кормів	11.30	12.00	0.30
Прив'язання корів	17.30	18.30	1.00
Передача нічному сторожу	20.00

Примірна організація праці на фермі така. Скотарі вбирають приміщення, організують прогулянку телят, роблять догляд за устаткуванням телятника.

Кормовози доставляють корм за допомогою мобільних роздавачів, відповідають за надійність роботи, закріплених за ними механічний засобів.

Слюсар-електрик здійснює ремонт, налагодження, технічне обслуговування і догляд за устаткування тваринницької ферми.

3. Конструктивна частина

3.1 Розробка конструктивно-технологічної схеми модернізації ИРМ-50

Розглядаючи у порівнянні технологічні схеми подрібнювачів М-8 (рис. 3.1) та ИРМ-50 (рис. 3.2) необхідно відмітити наступне:

- подрібнювач М-8 використовують тільки для подрібнення початків кукурудзи молочно-воскової стиглості;

- подрібнювач М-8 має продуктивність 18-20 т/год при подрібненні початків кукурудзи з вологості зерна 40 %;

- подрібнювач М-8 не використовується для подрібнення рослинних матеріалів при закладці комбінованого силосу, що зменшує час використання подрібнювача на протязі року;

- подрібнювач ИРМ-50 використовується на всіх видах кормів, які підлягають консервуванню і силосуванню, що дає змогу збільшити час використання дробарки;

- подрібнювач ИРМ-50 не відповідає зоотехнічним вимогам при подрібненні початків кукурудзи з обгортками, тобто він не відділює обгортки і стрижні кукурудзу після подрібнення;

- продуктивність подрібнювача ИРМ-50 при здрібнюванні зерна і зерно-стрижневої суміші вологістю зерна 40 % - 20 т/год, початків кукурудзи вологістю 35-40 % - 15 т/год, кормових сумішей і силосних кормів вологістю до 50 % - 15 т/год;

- розміри часток при здрібнюванні початків кукурудзи мають збільшені розміри, які необхідні для свиней (не більш 2 мм), а також остається не здрібнене зерно (до 1%), що не допустимо по зоотехнічним вимогам.



Рис.3.1 Молоткова дробарка М-8: 1- змінне решето; 2- направляючі для встановлювання решіт; 3 - ротор; 4 - продуктопровід з циклоном; 5 - завантажувальний бункер; 6 - верхній корпус; 7 - кришка; 8 - нижній корпус; 9 - вивантажувальний транспортер

Рис.3.2 - Подрібнювач рослинних матеріалів ИРМ-50: 1- бункер; 2 - дефлектор; 3 - ротор; 4 - дека; 5 - протирізальні ножі деки; 6 - електродвигун; 7 - щіток; 8 - заслінка; 9 - транспортер

Тобто, подрібнювач ИРМ-50 більш придатний для використання при приготуванні кормів до консервування або силосування, але не відповідає зоотехнічним вимогам при подрібненні початків кукурудзи з обгортками.

Тому даним дипломним проектом передбачається модернізація подрібнювача ИРМ-50 з метою відділення обгорток початків і стрижнів кукурудзи після подрібнення. Для цього пропонується запровадити розділення шару подрібненого матеріалу у вивантажувальній камері (рис. 3.3). Механізм розділення шару складається із заслінки вигнутої форми і рукояті регулювання з фіксованими положеннями. Окрім цього, вивантажувальну камеру необхідно переобладнати таким чином, щоб подрібнено зерно під дією барабана вивантажувалось у нижній частині і потрапляло на транспортер, а обгортки і подрібнені стрижні потоком повітря потрапляли у дефлектор і, далі, у транспортний засіб, після чого використовувались безпосередньо великому рогатому скоту або на силосис.

Рис.3.3 - Механізм розділення шару подрібненого матеріалу ИРМ-50

Розділення фракцій здійснюється за рахунок розмежування фракцій у потокові повітря і під дією відцентрової сили. Більш важки частки під дією відцентрової сили переміщаються понад декою і мають кінетичну енергію, яку отримують від молотків барабану. Обгортка і частки стрижнів, після руйнування у камері дробарки і відділення їх від стрижнів, підхоплюються потоком повітря, тому що вони легше інших часток, і видаляються з камери через дефлектор.

При подрібнені зернових культур зі стеблами, стебел кукурудзи заслінку необхідно повністю відкрити (для завантаження матеріалу у транспортні засоби або у силосну траншею) або повністю закрити (при використанні подрібнювача у складі технологічних ліній). При подрібнені початків положенням заслінки регулюють ступень розділення фракцій.

Для зменшення частки незруйнованого зерна пропонується пластини деки розташувати в зворотному напрямку (рис.3.4), щоб частки не перекочувались через пластина, а вдарялись об виступи пластин і таким чином додатково руйнувались.

Рис. 3.4 Конструкція деки ИРМ-50 після модернізації

Технологічний процес ИРМ-50 протікає наступним чином. Зерно і зерно-стрижневі суміші кукурудзи подаються в бункер тракторним навантажувачем ПЭ-0,8, ПФ-0,5 або транспортером, а з нього через регульовані вікна - на ротор, де захоплюється молотками. Матеріал, що подрібнюється, дробиться і протягається через протирізальні ножі деки, одночасно перетираючись об рифлені планки, і виноситься з камери подрібнювача.

Початки кукурудзи, компоненти силосу і кормових сумішей могуть подаватися в завантажувальний бункер будь-якими конвеєрами, що серійно випускаються, продуктивністю 15-25 т/год, які необхідно встановлювати таким чином, щоб потік продуктів, утворений ним, був симетричний щодо ротора подрібнювача.

Подрібнено зерно викидається через продуктопровід на конвеєр або у транспортний засіб, кормороздавач чи на спід силосної траншеї, а обгортки і частки стрижнів через силосопровід подаються до транспортного засобу чи заглиблену траншею.

3.2 Розробка і розрахунок кінематичних параметрів ИРМ-50

Кінематична схема ИРМ-50 представлена на рис.3.5.

Рис. 3.5- Кінематична схема і схема розташування підшипників.

Ефективність процесу подрібнення оцінюється ступенем подрібнення , тобто відношенням сумарної поверхні часток корма після подрібнення до сумарної поверхні часток корму до подрібнення. Ступінь подрібнення для матеріалів сферичної форми оцінюється за формулою:

, (3.1)

де D - середній діаметр часток вихідного матеріалу;

d - середній діаметр часток кінцевого продукту.

Ступень подрібнення розглянемо для подрібнення зерна кукурудзи. Середні розміри становлять 6 мм, розміри готового продукту повинні не перевищувати 2 мм для свиней, тобто приймаємо 1,8 мм. Тоді ступень подрібнення:

=6/1,8=3,33.

Показники дробарок залежать від конструктивних параметрів ротору як основного органу подрібнення, фізико-механічних властивостей матеріалу, що здрібнюється, ступені подрібнення, показників кінематичного і динамічного режимів роботи, а якість і ефективність - від руйнувальної швидкості

, (3.2)

де КД 1,4…2,0 - коефіцієнт пропорційності;

вст - границі міцності зерна в статичних умовах, кПа;

а - довжина зерна, мм;

х1 - розміри недеформованої частки зерна (що остались після удару), мм;

- щільність матеріалу, т/м3.

або за формулою:

, (3.3)

V`руй - швидкість молотків при багаторазовому руйнуванні, м/с;

К3 = КДвст/ - характеристика фізико-механічних властивостей матеріалу

Для кукурудзи з відносною вологістю 40 % =1,300 т/м3, вст=800 кПа і КД=1,8. Тоді

V`руй = 47,2 м/с.

Число ударів, котре необхідно нанести зерну, щоб досягти заданого ступеню подрібнення:

Zуд=(-0,445)=3,33(3,33-0,445)=9,6(3.4)

В дробарках на процес подрібнення вносять свою дію повітряно-продуктовий шар, що обертається камері подрібнення, в результаті швидкість зіткнення молотків і зерна менше.

Враховуючи це, швидкість молотків визначають за формулою:

Vмол=Vруй/(1-сл), (3.5)

де сл=Vсл/Vм=0,4…0,5.

Vм=47,2/0,5=94,4 м/с.

Швидкість шару подрібненого матеріалу

Vсл=47,20,5=23,6 м/с.

Враховуючи те, що подрібнений матеріал потоком повітря розшаровується (киплячий шар), то із зовнішній сторони (понад декою) будуть розміщені важки частки, а з внутрішньої - легкі. Відповідно і швидкість подрібненого матеріалу в межах шару буде різною: із зовні - меншою ((0,2…0,4) Vсл), в середній частині =Vсл, з внутрішньої - більшою ((1,2…1,5) Vсл). Тобто, швидкість обгорток при виході з камери буде становити 1,523,6=35,4 м/с, часток стрижнів 1,223,6=28,3 м/с, подрібненого зерна 0,423,6=9,44м/с.

3.3 Конструктивний розрахунок ИРМ-50

3.3.1 Розрахунок елементів ротору дробарки

Ефективність роботи дробарки оцінюється з продуктивності, якості подрібнення, питомої енергоємності і матеріалоємності. Ці показники в значний мірі обумовлені конструктивними параметрами ротору, тобто його діаметром D і довжиною L.

Вихідними даними для розрахунку дробарки є її прод...