Проектирование сельскохозяйственной фермы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Претворение в жизнь Государственной программы устойчивого развития села на 2011-2015 гг., требует глубокого анализа состояния дел в сельском хозяйстве, выбора основных направлений, обеспечивающих его динамичное социально-экономическое развитие на базе структурного реформирования, разработки технологической и технической основы производства. Наиболее существенной особенностью технического обеспечения процессов сельскохозяйственного производства в целом и животноводства в частности в настоящее время является снижение расхода материально-энергетических средств.

Построенные по типовым проектам 70-х годов прошлого столетия животноводческие фермы и комплексы, оснащенные малоэффективным, металлоемким и энергоемким оборудованием, не обеспечивают решение проблемы снижения себестоимости и повышения рентабельности производства продукции животноводства.

Дальнейшее повышение уровня технического обеспечения процессов производства продукции животноводства является важнейшей составной частью технической политики страны в аграрном секторе экономики, что приведет к исключению из производства высоко затратных и малоэффективных технологий производства молока, говядины, свинины и продукции птицеводства.

Около 90% молочно-товарных ферм при производстве молока используют технологию привязного содержания скота с доением в стойлах, что ограничивает возможность снижения затрат ресурсов на его производство. Для производства одного центнера молока в Республике Беларусь расходуется 1,5-1,6 ц. кормовых единиц и 9-14 чел./ч составляют затраты труда, что в три раза превышает затраты рабочего времени и в 1,5 раза совокупные затраты на 1 ц. молока по сравнению с затратами в странах с высокоразвитым молочным скотоводством. Это обусловливает высокую себестоимость и низкую конкурентоспособность продукции отечественных ферм. Одним из важнейших технологических процессов при производстве молока на фермах КРС является приготовление и раздача кормов. В настоящее время, как при технологии привязного, так и беспривязного содержания животных, используется еще система раздельного скармливания компонентов рациона с нормированной выдачей концентратов, однако все больше внедряются мобильные смесители-раздатчики полнорационных кормовых смесей.

Производство свинины базируется на 127 крупных свиноводческих комплексах с годовым оборотом от 12 тыс. до 108 тыс. свиней. Материально-техническая база оборудования для кормового приготовления в основном зарубежного производства. Износ техники находится на уровне 85-90%. В настоящее время назрела необходимость замены кормоприготовительного и корм раздающего оборудования, эксплуатирующегося 15-25 лет.

В системе птицеводства Республики Беларусь работает 68 крупных птицефабрик. Материально-техническая база оборудования для птицеводства характеризуется наличием оборудования отечественного и зарубежного производства. В инкубаториях в настоящее время установлены инкубаторы производства России, которые проработали 15-25 лет, выработав свой ресурс. Большая часть используемого оборудования требует замены.

Для реализации инновационных технологий производства продукции животноводства и птицеводства разработана система перспективных машин и оборудования на 2011-2015 годы, являющаяся продолжением ранее реализованной системы машин на 2006-2010 годы, в соответствии с которой предусматривается внедрение: 103 машин общего назначения, 51 - для содержания, приготовления и раздачи кормов на фермах КРС, 34 - на свиноводческих фермах и 36 машин на птицеводческих предприятиях.

Но для воплощения всего этого в жизнь требуется более качественная профессиональная подготовка инженерно-технических специалистов для села. Потому что современный инженер-механик должен не только хорошо знать устройство и процесс работы машин и оборудования, но также обладать определенным технологическим и экономическим багажом и видением перспективы применения новой техники для снижения затрат ресурсов и себестоимости продукции.

Поэтому, с целью закрепления и расширения теоретических знаний, полученных при изучении курса, для овладения методикой и навыками самостоятельного решения конкретных производственных задач, связанных с развитием механизации животноводства, будущие специалисты выполняют курсовые проекты.

В курсовом проекте по дисциплине «Техническое обеспечение процессов в животноводстве» студент должен решить в соответствии с заданием на проектирование конкретные технологические, конструкторские, технико-экономические, организационные и другие задачи в области механизации животноводческих ферм и комплексов.



1. Технологическая часть

1.1 Расчет структуры стада

Количественный состав различных половозрастных групп проектируемой фермы с беспривязным содержанием 600 коров определяем по расчетным коэффициентам путем их умножения на размер предприятия. Расчет структуры поголовья производим в табличной форме в соответствии с нормами технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота. Результаты расчета представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Расчет структуры поголовья молочной фермы на 600 коров:

1.2 Обоснование способа содержания животных

На современном этапе развития молочного скотоводства в Республике Беларусь применяют как привязное, так и беспривязное (на глубокой подстилке и беспривязно-боксовое) содержание коров. В хозяйствах республики наиболее распространено первое, обеспечивающее хорошие условия для индивидуального нормированного кормления и раздоя животных.

При привязном содержании различают следующие способы:

- привязной, при котором коров фиксируют в стойлах с помощью автоматизированных привязей, а все технологические процессы осуществляют без перемещения животных (доение в молокопровод или в переносные ведра, уборку навоза - скребковыми транспортерами или мобильными средствами, раздачу кормов - мобильными или стационарными). По этому принципу в настоящее время содержится до 90% коров (в перспективе - до 50%);

- модернизированный привязной, когда коров то время кормления и отдыха фиксируют в стойлах, а в период главного технологического процесса (доения) освобождают от привязей и перегоняют на доение в доильный зал. Раздача кормов обеспечивается стационарными кормораздатчиками, уборка навоза - дельта скреперными установками. На обоих операциях можно применять также мобильные средства;

- комбибоксовый, при котором коров фиксируют в стойлах (боксах) при помощи боковых ограждений и заднего фиксатора (цепи, капронового каната или поднимающейся дуги) во время кормления и отдыха. Доение - в доильных залах, раздача кормов - стационарными или мобильными кормораздатчиками, уборка навоза - дельта скреперами или мобильными средствами;

- конвейерный, когда коров содержат в стойлах, а во время проведения технологических процессов переводят в зону обслуживания при помощи конвейера. При движении конвейера осуществляют доение коров, раздачу кормов и уборку навоза.

Преимущества - обеспечение хороших условий для индивидуального нормированного кормления и раздоя животных, что способствует повышению их продуктивности.

Привязной способ содержания имеет и ряд недостатков:

- в течение всего стойлового периода коровы большую часть времени проводят без движения в помещении;

- высокая стоимость помещений для содержания животных в связи с устройством стойл, кормушек, поилок и другого технологического оборудования;

- значительные затраты труда, связанные с доением, раздачей кормов, уборкой навоза, отвязыванием и привязыванием животных.

Беспривязное содержание является перспективным и применяется в новых животноводческих помещениях или при коренной реконструкции существующих.

Прямые затраты на 1 ц. молока при содержании коров на глубокой подстилке или при коренной реконструкции существующих.

Прямые затраты на 1 ц. молока при содержании коров на глубокой подстилке или в боксах с использованием комплексной механизации всех процессов составляют 1,6-2,5 чел/ч. или в 1,3-1,5 раза ниже по сравнению с привязным. В практике известны пять видов беспривязно-боксового содержания коров:

- с кормлением их на выгульно-кормовых дворах;

- с кормовой зоной, расположенной против боксов для отдыха;

- с отдельной кормовой зоной и кормовой зоной, расположенной перпендикулярно к зоне отдыха (число мест в зоне кормления соответствует половине количества коров в секции);

- с устроенными для отдыха коров боксами, огражденными боксовыми конструкциями и совмещенными с кормушками.

Организация и нормирование кормления при обоих видах содержания имеют свои особенности: при привязном возможно как индивидуальное, так и групповое кормление коров основной частью рациона, при беспривязном - только групповое.

Выдача концентрированных кормов и различных добавок осуществляется с учетом индивидуальных особенностей животных (продуктивности, физиологического состояния).

В данном курсовом проекте был выбран беспривязный способ содержания в связи с анализом диаграммы (рисунок 1) затрат труда при различных способах содержания.



Рисунок 1. - Структура затрат труда при различных способах содержания:

1.3 Обоснование состава зданий и сооружений фермы

Количество построек для содержания животных принимаем в соответствии с заданием n = 3. Выбор родильного отделения производим исходя из расчета структуры поголовья, учитывая, что в родильном отделении содержатся новотельные и глубоко стельные коровы принимаем родильное отделение на 72 коровы, в котором зарезервированы места для содержания 36 телят в возрасте 10-20 дней.

Доение, первичная обработка и хранение осуществляется в молочном отделении, в связи с этим принимаем доильно-молочный блок.

Количество и номенклатура административных зданий и объектов ветеринарного назначения принимаем в соответствии с ОНПТ-1-89.

Площадку для временного хранения навоза принимаем с учетом подпункта 1.13.

Объекты вспомогательного и обслуживающего назначения принимаем по аналогии на основании изучения и анализа известных генеральных планов подобных ферм.

На основании вышеизложенного принимаем следующий состав объектов проектируемой фермы:

1. Коровник на 200 голов - 3 помещения;

2. Выгульные площадки - 5 штук;

3. Родильное отделение на 72 места с профилакторием на 36 места;

4. Доильно-молочный блок на 3 установки УДА-12Е;

5. Ветеринарный пункт;

6. Изолятор на 10 мест;

7. Ветеринарная амбулатория;

8. Дезбарьер;

9. Пожарный водоем;

10. Водоподъемная установка ВУ-5-65.

11. Блок обработки ККП со складом конц. кормов;

12. Ветеринарно-санитарный пропускник;

13. Весовая;

14. Трансформаторная подстанция;

15.Траншея для силоса;

16. Траншеи для сенажа;

17. Скирды для сена;

18. Хранение клубнеплодов;

19. Навозохранилище.

Количество и вместимость сооружений для хранения силоса и сенажа определены с учетом необходимости размещения в них годового запаса этих кормов и на основании типовых рационов кормления скота в зимний стойловый период.

Площадь площадок для хранения грубых кормов, а также клубнеплодов определена также с учетом норм расходования суточного рациона кормления.



1.4 Проектирование коровника

При проектировании помещений для содержания КРС и при определении основных размеров зданий необходимо знать, какие средства механизации производственных процессов и оборудование применяются и каким образом они размещаются в помещении, т. е., знать внутреннюю планировку в коровниках при различных способах содержания животных. Размеры технологических элементов, в свою очередь, зависят от вида, массы и возраста животных, а также от габаритов применяемых средств механизации для раздачи кормов, внесения подстилки, уборки навоза и др.

Оборудование коровников - это кормушки, боксовое оборудование, оборудование для создания микроклимата, водопроводная сеть холодного и горячего водоснабжения. Боксы при беспривязном содержании располагают параллельными рядами по 50 или 100 в ряду.

Пол в боксах делают сплошным деревянным, керамзитобетонным или покрывают резиновыми матами. Животные предпочитают дольше отдыхать на мягком ложе или на мягкой поверхности, чем на твердой. Поэтому в боксах иногда устраивают «матрац» из опилок, соломы или торфа. Чтобы сократить расход подстилки, в задней части бокса можно положить треугольный деревянный плинтус высотой 60-80 мм.

Подстилку обычно вносят один раз в неделю по 2-3 кг., в каждый бокс. При без подстилочном содержании никаких брусков в задней части бокса не делают. Главное достоинство бокса состоит в том, что при правильно выбранных размерах и конструкции он практически не загрязняется.

Это полностью исключает тяжелый и непривлекательный ручной труд, неизбежный при привязном и комбинированном способах содержания скота.

Однако если навозные проходы очищаются нерегулярно, то боксы загрязняются навозом, затаскиваемым животными на ногах. Поэтому в помещениях с боксами нельзя допускать накапливания навоза в навозных проходах.

Лучшими с этой точки зрения являются навозные проходы со щелевым полом.

Кроме боксов для отдыха, при беспривязном способе содержания скота может применяться и комбинированный, совмещенный с кормушкой бокс без фиксации (открытый комбибокс). Следует, однако, отметить, что расположенная в комбибоксе кормушка является причиной столкновения животных. Агрессивные животные протискиваются в уже занятый комбибокс, что влечет за собой серьезные травмы и аборты коров.

Кроме того, даже при правильно выбранных размерах полностью избежать загрязнения комбибоксов не удается, что связано с дополнительными затратами ручного труда. Поэтому при беспривязном способе содержания, если это позволяют размеры помещения, лучше применять боксы для отдыха.

Согласно заданной ширине коровника и нормам ОНТП 1.89 принимаем:

- длину бокса: 2000 см.;

- навозный канал (согласно машине): 1800 см.;

- кормовой стол: 750 см.;

- проезд для раздачи кормов: 2000 см.

1.5 Проектирование генплана фермы

Генплан ориентируем относительно сторон “север” “юг”, чтобы продольная ось направления территории имела меридиональное. Проектирование генплана начинаем с выбора земельного участка, расположение которого увязываем с перспективным планом, санитарно-гигиеническими нормами.

От правильного выбора участка и размещения на нем построек зависит организация работы и условия работы обслуживающего персонала. Главным требованием является удобство расположения фермы относительно кормовой базы, наличие дорог, связь с селом, наличие надежного водоснабжения, уровень грунтовых вод, не менее 2-2,5 м. от поверхности. Наличие уклона 3-5?С обеспечивающего отвод дождевых и талых вод, по отношению к жилым и бытовым зданиям ферма должна находится не менее 800 м., предусматриваются зеленые насаждения, ширина которых для древесных насаждений 2,5 м., для кустарников 0,8-1,5 м.

Участок должен располагаться ниже населенного пункта и водозаборного сооружения, но выше навозохранилища. Он должен быть удален от транзитных дорог не менее 100 м. с целью создания единого технологического комплекса.

На территории фермы должны быть предусмотрены: кормоцех (кормовой пункт), сенажные, силосные траншеи, площадка для ККП, навозохранилище, весовая, родильное отделение, основные помещения (четыре коровника на 300 голов), выгульные дворы, изолятор на 10 мест, навес для сена, ветеринарный пункт, административное здание.

Т. к., большинство построек относится ко второй категории огнеопасности (бетонные полы, кирпич), то противопожарные разрывы между зданиями принимаем 20-30 м.

Санитарные разрывы между постройками принимаем согласно нормам.

Площадь земельного участка выбирается ориентировочно из расчета 200 м² на одно животное для КРС.

Коэффициент плотности застройки определяем по формуле:

Кз = Fз. / Fоб

Где:

Fз - площадь занимаемая под застройку, м²;

Fоб - общая площадь фермы.

Площадь, занимаемая под застройку, определяется по формуле:



Fз = Fоп. + Fд + Fс + Fк + Fр.о + Fпр

Где:

Fоп - площадь основных помещений, м²;

Fд - площадь доильного зала со вспомогательным помещением, м²;

Fс - площадь склада конц. кормов, м²;

Fк - площадь склада клубнеплодов, м²;

Fр.д. - площадь родильного отделения, м²;

Fпр. - площадь прочих сооружений, м².

Эти площади принимаются по нормам.

Общую площадь фермы определим по формуле:

Fо = f•* m

Где:

f = 200 м² - норма земельной площади на одно животное;

m - поголовье животных, m = 600.

Тогда: Fо. = 200•* 600 = 120000 м².

Определим площадь остальных объектов на ферме, исходя из норм.

Коровник на 200 голов.

Для 3 помещения:

Fоп. = 3•21•72 = 4536 м².

Выгульные площадки - 5:

Fв = 600•8 = 4800 м².

Родильное отделение - 1:

Fp.o = 21 * 66 + 12 * 24 = 1674 м².

Доильно-молочный блок - 1:

Fд = 30•* Fмб = 30•* 30 = 900 м².



Ветеринарный пункт - 1:

Fвет = 96 м².

Изолятор на 10 мест - 1:

Fиз. = 144 м².

Ветеринарный санпропускник - 1:

Fв.с.п. = 12 * 36 = 432 м².

Дезбарьер - 2:

Fд.б. = 31,5•* 2 = 63 м².

Пожарный водоем - 1:

Fп.в. = 97 м².

Навес для сельхоз техники:

Fс.х.т. = 159 м².

Площадь склада конц. кормов:

Fс = 2000 м².

Кормоцех (кормовой пункт):

Fк = 389 м².

Весовая:

Fвес = 44,3 м².

Трансформаторная подстанция:

Fт.п. = 14 м².

Траншея для силоса - 1:

Fсил. = 1•* 18•* 74 = 1332 м².

Траншея для сенажа - 2:

Fсен. = 2•* 18•* 55 = 1980 м².

Навес для сена - 12:

Fсена = 12•* 6•* 170 = 12240 м².

Хранилище ККП - 7:

Fккп = 7•36•9 = 2268 м².

Навозохранилище:



Fнав. = m•* q•* tд / (г•* h)

Где:

m - поголовье;

q = 55 - выход навоза от одного животного, кг.;

tд = 100-150 - количество дней хранения навоза;

г = 1050-1070 кг/м³ - объемная масса навоза;

h = 3 м. - глубина навозохранилища.

Тогда:

Fнав = 600•* 55•* 100 / (1050•* 3) = 1048 м³.

Административное здание, дом животновода:

Fадм. = 600 м².

Тогда площадь под застройку по выражению составит:

Fз = 40702 м².

Коэффициент плотности застройки равен:

Кз = 21256 / 120000 = 0,18.

Коэффициент использования участка:

Ку = (Fз + Fс) / Fo

Где:

Fс - площадь участков с твердым покрытием и дорог;

Fс = 14000 м².

Ку = (21256 + 14000) / 120000 = 0,3.

Высота коровника согласна строительным нормам в коньке будет равна 6,5 метра.

Остальные помещения принимаются исходя из типовых проектов для помещений для содержания крупного рогатого скота.



Рисунок 2. - Схема технологического модуля для коровника с беспривязно-боксовым содержанием с раздачей кормов мобильными кормораздатчиками и уборкой навоза скреперными установками:

1.6 Группировка коров

Для приведенных расчетов производим группировку коров по периоду лактации и продуктивности. Формирование групп осуществляется с целью создания одинаковых условий проектируемой периодичности доения и исключения пересортировки групп в процессе доения. Число групп должно быть не менее четырех с более или менее равноценным уровнем их продуктивности.

Число коров 4-й группы:

mнд = (0,15…0,25) * m

Где:

mнд - число не доящихся коров, т. е., находящихся в запуске отела;

m - общее поголовье коров;

(0,15…0,25) - коэффициент не доящихся коров.

mнд = 0,25 *•600 = 150.

Количество дойных коров:



mд = m - mнд = 600 - 150 = 450

Количество коров 1,2 и 3-й групп определяется поровну из числа дойных коров и заносим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Группировка коров по периоду лактации:

Месяц лактации коров	Наименование групп	Количество коров в группе
0,5…3,5	Высокоудойное стадо	150
3,5…6,5	Средне удойное стадо	150
6,5…9,5	Малопродуктивное стадо	150
9,5…12,5	Коровы в запуске и после отела	150

Произведем группировку коров по более или менее равномерной продуктивности и заносим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 - Группировка коров по продуктивности:

Суточный удой по месяцам, Qсут, кг
01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
20.9	20.9	19.5
			18.1	16.8	15.6
						14.3	13	11.4
									9.6	-	20.9

1.7 Периодичность доения

Между доением коров должны быть по возможности равные промежутки времени, но не более 12 часов.

Причем высокопродуктивных коров рекомендовано доить 3 раза в сутки, а остальных - 2 раза.

Примерный распорядок дня для машинного доения представлен в таблице 1.4.



Таблица 1.4 - Распорядок дня машинного доения коров:

Период между дойками, Тп, ч	Время доения, часы суток
Вечер-утро	Утро-день	День-вечер	Утро	День	Вечер
10	7	7	6	13	20
11	7	6	5	12	18
12	-	12	7	-	19

1.8 Определение разового удоя коров, скорости и продолжительности доения

Разовый удой коровы:

Остальные расчеты производятся аналогично.

По расчетной величине разового удоя Gр из графика определяется оптимальная скорость доения. Время доения коровы по формуле:

Остальные расчеты производятся аналогично.

Разовый удой коровы, оптимальная скорость доения и время доения коровы после всех расчетов заносим в табл. 1.5.

Таблица 1.5 - Разовый удой коровы, оптимальная скорость доения и время доения коровы:

Gс	Разовый удой коровы, Gр	Оптимальная скорость доения, U0	Время доения коровы, tд
	Утро	День	Вечер	Утро	День	Вечер	Утро	День	Вечер
20.9	8.7	6.0	6.0	2.27	1.88	1.88	3.83	3.18	3.18
18.1	8.29	5.2	4.5	2.16	1.75	1.63	3.74	2.96	2.75
14.3	7.15	-	7.15	2.060	-	2.060	3.47	-	3.47



Если уровень кормления и уровень продуктивности коров на ферме (комплексе) более или менее равноценны, то группировку их можно проводить по лактационному периоду.

В соответствии с выбранным способом доения проводим расчеты по выбору числа операторов, аппаратов и по производительности доильной установки.

1.9 Расчет количества доильных аппаратов, операторов машинного доения. Производительность линии доения

Количество аппаратов, с которым может работать один оператор при доении коров в стойлах коровника, определяется по формуле:

Принимаем доильную установку УДА-12Е. Число операторов обслуживающие одну доильную установку, определяется по формуле:

Определяем потребную производительность линии машинного доения коров по формуле:

Определяем число коров в групповом станке:



Где:

Тц - время цикла доения группы коров, мин.

Где:

Твп, Твып - соответственно время впуска и выпуска коров из станка (0,6-0,7 и 0,5-0,6 мин.);

А - количество аппаратов, обслуживаемых одним оператором, шт.;

tоп - время подготовительных операций (tоп = 0,3-1,0 мин.);

tоз - время заключительных операций (tоз = 0,4-0,6 мин.);

tпр - время прочих операций (tпр = 0,2-0,3 мин.):

Выбираем доильную установку типа “елочка”.

Определяем число доильных установок на ферме:

1.10 Производительность линии доения

Определяем максимальную производительность линии обработки молока:



1.11 Выбор доильной установки

Доильная установка принята в условие курсового проекта.

1.12 Расчет линии первичной обработки молока

Вместимость грязевого пространства молока очистителя определяется по формуле:

Где:

Qм - необходимая пропускная способность;

ф - длительность непрерывной работы очистителя молока без разборки 2-3 часа;

с - процент отложения сепараторной слизи от общего объема пропущенного молока (с = 0,03-0,06).

Принимаем пастеризатор ОПД - 1М.

Количество пастеризаторов определяется:

Принимаем количество пастеризаторов n = 1.

1.13 Рекомендации по механизации прочих производственных процессов

На животноводческих фермах вода расходуется на поение животных, а также на:

- технологические;

- гигиенические;

- хозяйственные;

- противопожарные нужды.

При проектировании водоснабжения ферм руководствуемся строительными нормами и правилами.

Водоснабжение. Наружные сети и сооружения" (СНИП-11-31-84).

При определении потребности в воде, необходимо знать расход воды (м³) всеми водными потребителями.

Для обеспечения водой оборудуем ферму водоподъемной установкой с погружаемым насосом ВУ-4,5-170.

Поение животных в помещениях осуществляется автопоилками АГК-4А с подогревом воды в зимний период. Всего требуется шесть автопоилок АГК-4А. В родильном отделении используются также автопоилки ПА-1 А емкостью 1,9 л., обслуживающие двух животных.

Первичная обработка и хранение молока. Первичная обработка молока осуществляется во время доения в потоке с помощью фильтра с фильтрующим элементом из иглой пробивной синтетической ткани и пластинчатого охладителя, входящих в комплект доильной установки УДЕ - 12Е. Хранение молока осуществляем в охладителе молока РПО - 2,5 (объемом 2500 л. с воду охлаждающей машиной, РБ стоимость 1950 у. е., 1 у. е., = 3000 руб.).

Удаление навоза. Удаление навоза из помещений осуществляется дельта скреперной установкой ТСГ-170. Навозные полы сверху перекрывают металлическими плитками. За пределами стойлового помещения навоз убирают наклонными скребковыми транспортерами в мобильный транспорт (прицеп 2-ПТС-6).

Микроклимат. Микроклимат в помещении поддерживается с помощью естественной приточно-вытяжной вентиляции и приток воздуха осуществляется через окна и двери. Вытяжка через вентиляционные шахты.

Машины и оборудование кормоцеха;

- для погрузки конц. кормов используем загрузчик сухих кормов Беларус-82;

- для приёма и накопления конц. кормов - бункер сухих кормов БСК-10;

- для дозирования конц. кормов - дозатор 6ДК-100;

- для погрузки ККП используем погрузчик ТКН-1;

- для транспортировки используем прицеп специальный ПСЕ-Ф-12,5Б;

- для мойки и измельчения клубнеплодов используем ИКМ-Ф-10;

- для погрузки силоса и грубых кормов используем ПЭА-1А;

- для дозирования клубнеплодов используем ДС-15;

- для измельчения - смешивания-раздачи кормов используем ИСРК-12 «Хозяин».



2. Конструкторская часть

2.1 Обоснование производительности и рабочих параметров конструкторской разработки

Система транспортировки и первичной обработки молока предназначена для приема молока от доильных аппаратов, транспортирования его в танк-охладитель для временного хранения, отделения воздуха от молока, его фильтрации.

Основными узлами системы (рисунок 3) являются молочный насос 1, молокоприемник 2, предохранительная камера 3, разделитель 4, шкаф управления молочными насосами 5, фильтр 6, трубопровод промывки 7, вакуум-провод 8, молокопровод 9 с муфтами для подключения доильных аппаратов, разделитель 10, кронштейн 11, штуцер 12.

Рисунок 3. - Схема подключения молокоприемника к молокопроводу:



Предохранительная камера (рисунок 4) предназначена для предотвращения засасывания молока или моющего раствора (при отказе молочного насоса) в вакуум-провод и вакуумный насос, что может привести к его поломке. Она состоит из крышки 1, поплавка 2, камеры 3, гнезда клапана 9, разбрызгивателя 10. Камера соединяется с крышкой молокоприемника посредством соединительной трубки, с магистральным вакуум проводом через патрубок крышки камеры, с распределителем моющего раствора 15 - штуцером молочного отвода 2 молокоприемника.

При переполнении молокоприемника и предохранительной камеры поплавок 2 всплывает и перекрывает гнездо 9 магистрального вакуумного провода. Молочная линия доильной установки в этом случае отключается от вакуумной линии и доение прекращается. После устранения неисправностей, вызвавших переполнение молокоприемника, молоко из камеры 3 стекает по шлангу к тройнику и откачивается молочным насосом в резервуар для его хранения. Если вакуумный насос не был выключен в это время, то поплавок будет прижиматься к гнезду 9 вакуумного провода. Для подачи вакуума в молочную линию необходимо в этом случае закрыть вакуумный кран, а затем опять плавно открыть его.

Рисунок 4. - Схема к расчету прочности верхней крышки предохранительной камеры:



Рисунок 5. - Предохранительная камера:

Окружные уt и уm напряжения в точках стенки коллектора на произвольном уровне определим по формулам:

Где:

p - удельное давление на стенки коллектора;

с - радиус кривизны корпуса, мм.;

д - толщина стенки корпуса, мм.;

Fz - сумма проекций на ось z сил, действующих на стенки корпуса;

б - угол между осью z и корпусом.

Представим конструкцию как полусферу, нагруженную статическим давлением р = const.

Тогда:



Радиус кривизны корпуса равен 55 мм. Допустимые нормальные напряжения для материала конструкции корпуса из поликарбоната ПК-6 ТУ6-05-1668-80 равны 60 Ма.

В качестве главного фактора, определяющего прочностные характеристики корпуса, выберем удар корпуса о бетонный пол при возможном падении с высоты, равной высоте монтажа молокоприемника и самой камеры. При этом толщина стенки корпуса должна быть такой, чтобы деформация корпуса, вызванная силой удара о препятствие (пол), не превышала допустимой для данного материала величины.

При ударе вся кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию удара, воспринимаемую корпусом коллектора. Согласно справочным данным, относительная деформация при разрыве материала корпуса коллектора составляет 1,5%. Если диаметр условной сферы равен 111 мм., то предельная деформация Еmax корпуса составит:

Уравнение, устанавливающее связь между энергией упругого взаимодействия (деформации) и кинетической энергией запишется в виде:

Екин. = Fуп. - Е max



Где:

Fуп. - сила удара, Н, откуда сила удара будет равна:

Рисунок 6. - Схема к расчету площади контакта при ударе корпуса о твердое основание:

Принимаем толщину стенки корпуса крышки из поликарбоната ПК - 6 в опасных местах 3-5 мм.



3. Экономическая часть

Разработка технологической карты: исходя из суммарных затрат и расходов определим показатели экономической эффективности процесса приготовления и раздачи кормов на проектируемой ферме.

При расчете технико-экономических показателей необходимо использовать данные технологической карты комплексной механизации.

Технико-экономические показатели проекта рассчитываются в следующей последовательности:

Таблица 3.1 - Технологическая карта комплексной механизации:



4. Охрана труда и окружающей среды

4.1 Организация безопасной работы на проектируемой ферме

В животноводческом помещении существуют следующие опасности: загазованность среды, повышенная бактериальная загрязненность воздуха, высокий уровень пожарной опасности, возможность поражения электрическим током и др.

Предупреждение и исключение причин, вызывающих негативные случай и травматизм работников животноводческих комплексов, операторов и технического персонала, обслуживающего оборудование, создание оптимальных условий труда - главная задача охраны труда и техники безопасности на животноводческой ферме.

Основные требования охраны труда и техники безопасности:

а) Все работающие на ферме должны быть ознакомлены с правилами по технике безопасности и пройти инструктаж;

б) Работающие машины и оборудование фермы должно быть комплектно, исправно, правильно смонтировано и прочно закреплено на фундаментах и опорах. Вращающиеся рабочие органы должны быть сбалансированы. Цепные, ременные и шестеренчатые передачи, горячие поверхности, токоведущие элементы и колодцы должны быть надежно ограждены;

в) Электрооборудование машин, электротепловых и других электроустановок должно эксплуатироваться с соблюдением требований и норм электрической безопасности;

г) Пусковая и защитная аппаратура должна применяться только закрытого типа;

д) Корпуса электродвигателей, генераторов, ручного электроинструмента, кожухи щитов и рубильников, внутренний водопровод с поилками должны быть надежно защищены;

е) Питание переносного электроинструмента следует осуществлять при напряжении не выше 36 В. Как исключение допускается подключать его к сети 220 В при надежном заземлении и с применением защитных средств;

ж) Персонал должен в совершенстве знать устройство, рабочий процесс, правила технической эксплуатации машин, техники безопасности и производственной санитарии во всем объеме вверенных ему обязанностей;

з) При эксплуатации транспортеров кругового движения необходимо выполнять следующие мероприятия, обеспечивающие охрану труда и правила техники безопасности;

и) К работе на установках допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и знающие устройство и принцип действия установок;

к) При устранении неисправностей и регулировках, а также при длительных остановках необходимо заглушить трактор или включить рубильник. Запрещается во время движения становиться на прицепное устройство между трактором или кормораздатчиком. Во время работы запрещается приближаться к битерам и становиться на подающие транспортеры;

л) При раздаче кормов мобильным раздатчиком запрещается присутствие посторонних лиц на нем и на пути его движения, в кормовых проездах не должно быть животных.

4.2 Меры безопасности при работе проектируемой машины

Доильные установки должны соответствовать требованиям безопасности.

Электрические компоненты должны соответствовать требованиям безопасности.

Примечание - Существенными опасностями являются такие, которые требуют действий для снижения рисков:

- раздавливание, обрезание и соскальзывание, появление травм опасного препятствия и падения;

- электростатические разряды и внешние помехи, наводимые на электрическое оборудование, шум;

- вредные для здоровья положения тела, ненадлежащее местное освещение и опасности, связанные с нарушением энергоснабжения или неисправностью системы управления.

Оборудование должно быть производительным, а также простым и безопасным в эксплуатации и при проведении проверки.

Так как большинство доильных установок подключено к общественным распределительным сетям электроэнергии, подача которой может периодически нарушаться, то для обеспечения работы в этих условиях должны быть установлены альтернативные источники питания.

Необходимо спроектировать и установить оборудование, уровень шума которого в коровнике или доильном помещении, а также рядом с ними, будет как можно более низким и соответствующим требованиям национального законодательства.

Доильное оборудование и трубопроводы подключения к емкостям хранения молока должны быть спроектированы и должны обслуживаться таким образом, чтобы минимизировать турбулентность, пенообразование или взбалтывание молока, что снизит уровень внешних повреждений молочного жира и образования свободных жирных кислот. СТБ ISO 5707/ ПР13.

Прочие требования безопасности и санитарные требования должны основываться на законодательных нормах, описанных в прочих международных стандартах.

4.3 Меры безопасности при работе проектируемой машины

К доению животных допускают лиц, не имеющих медицинских противопоказаний, прошедших производственное обучение, вводный и первичный на рабочем месте инструктажи по безопасности труда. Рабочие, обслуживающие электрифицированное оборудование, должны пройти дополнительное обучение и инструктаж по электрической безопасности с присвоением первой группы допуска.

Доение проводят в определенное время согласно распорядку дня.

Предварительно операторы должны надеть спецодежду так, чтобы не было свисающих и развевающихся концов. Длинные волосы заправляют под головной убор. Затем проверяют исправность доильных аппаратов. При ручном доении хвост коровы привязывают к ноге. Индивидуальные скамейки должны быть также исправными и прочными. Запрещается грубо обращаться с животными, проводить их перестановку, загромождать посторонними предметами рабочие места и проходы. Состояние рабочих мест операторов должно соответствовать требованиям стандарта.

Вакуумные насосы располагают в отдельном помещении. Запрещается хранить в помещениях горючие вещества и посторонние предметы. Ограждение муфты вакуумной установки выполняют откидывающимся с целью удобства и безопасности проворачивания муфты перед пуском установки в работу в холодное время года.

Ременную передачу ограждают быстросъемным кожухом с зазором между шкивом и кожухом не менее 15 мм. Электродвигатель вакуумного насоса заземляют, а во избежание случайного поражения людей и животных при пробое изоляции его соединяют с вакуумным трубопроводом изолирующей резиновой вставкой длиной не менее 1 м.

При доении в ведра необходимо применять приспособления для транспортировки фляг, ведер с молоком и подогретой водой для подмывания вымени, чтобы исключить нарушение норм переноски тяжестей для женщин. Температура санитарной жидкости для подмыва вымени 40-45°С.

Участки молокопровода, снабженные системой автоматического подъема, в поднятом положении должны размещаться на высоте, обеспечивающей свободный проезд кормораздатчика. Не допускается включение в работу установки, если стеклянные трубы молокопровода имеют. При доении коров при привязном содержании в доильных залах необходимо использовать полуавтоматическую или автоматическую привязь с устройством для группового освобождения животных.

Преддоильные площадки и пути движения коров должны снабжаться электрическими или механическими устройствами для подгона животных. В случае применения ручного подгона используют хлопушки, электрические погонялки. Для предотвращения поступлений в доильный зал загрязненного воздуха из коровников их необходимо изолировать (раздвижными воротами, шторами или воздушными завесами).

При использовании доильных установок типа «тандем» или «елочка» операторам запрещается заходить в групповой станок во время нахождения в нем животных. сельскохозяйственный животноводство ферма

Пол в рабочей зоне персонала, обслуживающего траншейные доильные установки, должен иметь настилы в виде деревянных решеток с расположением брусков «елочкой» или поперек основного направления движения с просветом щелей 0,03 м. и шириной брусков 0,05 м.

В нижней части станков доильных установок вдоль траншей устанавливают брызги отражающий щиток высотой не менее 0,12 м. с наклоном 750 в сторону стойла. В холодный период года траншеи должны иметь местный обогрев.

Приямок для установки молочного насоса доильных установок должен быть огорожен перилами высотой не менее 1 м.

Движущиеся части молочного насоса (приводные ремни, муфты, шкивы и др.) ограждают кожухами.

Вакуумные линии, а также кормопроводы доильных установок должны иметь исправные уплотнения, исключающие нарушение герметизации. Контролировать уплотнения нужно не реже одного раза в квартал.

Растворы для промывки и дезинфекции оборудования доильных установок готовят в очках, резиновых перчатках, прорезиненном фартуке и резиновых сапогах. На емкостях с концентрированными растворами делают соответствующие предупредительные надписи.



Выводы

В общей продукции сельского хозяйства в среднем на животноводство приходится более 60% всех трудовых затрат.

В проекте приведен расчет процесса доения на молочной ферме с беспривязно боксовым содержанием 600 коров, произведен расчет конструкции, предохранительной камеры системы транспортирования, первичной обработки и учета молока доильной установки УДА-12Е, произведен прочностной расчет корпуса.

В проекте выполнен экономический расчет, исходя из которого можно сказать что использование УДА-12Е экономически выгодно и перспективно, т. к., УДА-12Е экономит затраты труда, значительно снижает расходы и уменьшает количество обслуживающего персонала на ферме.



Литература

1. Алешкин Б.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. - М.: Агрпромиздат, 1993.

2. Брагинец Н.В., Палишкин Д.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства. - М.: Агропромиздат, 1991.

3. Зоогигиенические нормативы для животноводческих объектов: Справочник / Г.К. Волков, В.М. Релин, В.И. Большаков и др., под ред. Г.К. Волкова. - М.: Агропромиздат, 1986.

4. Мельников С.В. и др. Гидравлический транспорт в животноводстве. - М.: Россельхозиздат, 1976.

5. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. - Л.: Агропромиздат, 1985.

6. Ведищев С.М. Механизация доения коров. - М.: Тамб. гос. техн. ун-та, 2006.

Размещено на Allbest.ru

...