Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Проектирование технологических процессов ферм и комплексов

Проектирование технологических процессов ферм и комплексов

Анализ технологий содержания животных, структуры стада и рациона кормления. Проектирование генплана фермы и помещения коровника. Рекомендации по механизации на ферме. Расчет технологической карты механизации процесса приготовления и раздачи кормов.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 30.11.2018
Размер файла 1,6 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

  • 1. Введение
  • 2. Технологическая часть
  • 2.1 Обоснование технологии содержания животных, структуры стада и рациона кормления
  • 2.2 Расчет потребности в кормах и хранилищах
  • 2.3 Выбор и расчет: способа приготовления и раздачи кормов, машин и оборудования
  • 2.4 Проектирование генплана фермы и помещения коровника
  • 2.5 Рекомендации по механизации прочих процессов на ферме
  • 2.5.1 Водоснабжение, автопоение
  • 2.5.2 Доение
  • 2.5.3 Первичная обработка и хранение молока
  • 2.5.4 Удаление навоза
  • 2.5.5 Микроклимат
  • 3. Конструкторская разработка
  • 3.1 Обоснование конструкторской разработки
  • 3.2 Устройство, работа мойки-измельчителя корнеклубнеплодов ИКМ-5
  • 3.3 Расчет измельчающего аппарата
  • 4. Экономическая часть
  • 4.1 Расчет технологической карты механизации процесса приготовления и раздачи кормов
  • 4.2 Расчет показателей экономической эффективности проекта
  • 5. Охрана труда и техника безопасности
  • Литература

1. Введение

Животноводство - важнейшая отрасль сельского хозяйства. Удельный вес продукции животноводства в общей продукции сельского хозяйства составляет 50 - 60 %, на животноводство приходится более 60 % всех трудовых затрат. Главная задача механизации животноводства заключается в обеспечении рентабельности выпускаемой продукции путем снижения трудовых затрат, повышения качества выполнения работ, сокращения эксплуатационных издержек.

Внедрение новых машин и комплектов оборудования для комплексной механизации производственных процессов в животноводстве позволяет сократить эксплуатационные затрат на производство продукции животноводства на 25 - 30 %, снижает прямые затраты трупа в 1,2 - 2 раза. По сравнению с нынешним уровнем в колхозах достигается сокращение потребности в рабочей силе на 1,1 - 1,2 млн. чал.

Комплексная механизация производственных процессов, более современная технология и специализация трупп дает возможность увеличить количество обслуживаемых животных одним работником, снизить удельные эксплуатационные затраты на единицу продукции и в результате - повысить рентабельность. Перевод животноводства на промышленную основу требует повышения качества подготовки инженеров-механиков сельского хозяйства по вопросам механизации всех технологических процессов. Выполнение курсового проекта по механизации животноводства имеет своей целью освоение полученных; в ходе изучения курса "Механизация животноводства" знаний для проектирования технологических процессов ферм и комплексов.

механизация ферма кормление раздача корм

2. Технологическая часть

2.1 Обоснование технологии содержания животных, структуры стада и рациона кормления

Система содержания животных в значительной мере определяет технологию производства продукции животноводства. Перспективность технологии содержания животных определяется удобством размещения животных, созданием условий для повышения их продуктивности и снижения затрат труда.

Преимущества беспривязной системы состоят в следующем [1]:

благотворное влияние на физиологические состояние и воспроизводительные способности животных;

снижение заболеваний пищеварительной системы и половых органов;

уменьшение стоимости строительства фермы;

снижение затрат труда на выполнение разных технологических процессов;

улучшение зоогигиенических условий содержания животных.

Беспривязное содержание коров применяют в новых животноводческих помещениях или при коренной реконструкции существующих крупных молочных ферм. Прямые затраты на 1 ц молока при беспривязном содержании коров на глубокой подстилке с использование комплексной механизации всех трудоемких процессов могут быть снижены до 1,6.2,5 чел·ч, или в 1,5 раза по сравнению с привязным содержанием в аналогичных условиях.

Беспривязный способ содержания животных может быть с кормлением в отдельной секции помещения и с кормлением в стойлах. В соответствии с заданием на проект принимаем беспривязный способ содержания на глубокой подстилке. Данный способ требует достаточных запасов кормов и подстилки, четкой организации всех работ на ферме, тщательного подбора животных в группах по продуктивности. Структура стада - это процентное соотношение половозрастных групп на ферме. Согласно рекомендациям [1] структуру стада представим в виде таблицы 2.1

Таблица 2.1 Структура стада на ферме

№ п/п

Группа животных

% в стаде

Поголовье

1

Коровы, всего

100

600

2

Дойные

75

450

3

Сухостойные

13

78

4

Нетели

12

72

5

Телята профилакторного периода

6

36

Питательность рациона определим по формуле:

С = Па+ (0.07 Ж+0.18) М± К, (1)

где Па - суточная потребность коровы в энергии, к. ед, (при весе коровы 500 кг, Па = 4.6 к. ед); М - суточный удой, кг (М=4800кг/305сут=18,3 кг/сут); Ж - % жира в молоке (Ж=3.6%); К - привес или отвес, (К = ±0,5).

Тогда С=4,74+ (0,07·3.6+0,18) ·18,3 +·0,5 = 13,8 к. ед

Исходя из рекомендаций по составлению рационов, составляем рацион для различных групп животных по периодам (летнему и зимнему) и представляем в виде таблиц.

Таблица 2.2 Суточный рацион дойных коров и коров родильного отделения

Период года

Вид корма

% в рационе

Питательность, к. ед.

Суточная потребность

в рационе

в 1 кг

Зимний

Силос

24

3,45

0,24

14,38

210

Сенаж

26

2,07

0,38

5,45

дней

ККП

30

4,14

0,12

34,5

Сено (грубый корм)

15

2,07

0,32

6,47

Концкорма

15

2,07

1,17

1,76

Итого

100

13,8

2,23

62,56

Летний

Зеленая масса

70

9,66

0,2

48,3

Концкорма

30

4,14

1,17

3,5

Итого

100

13,8

51,8

Таблица 2.3 Суточный рацион сухостойных коров и нетелей

Период года

Вид корма

% в рационе

Питательность, к. ед.

Суточная потребность

в рационе

в 1 кг

Зимний

Силос

20

2,76

0,24

11,5

210

Сенаж

20

2,76

0,38

7,3

дней

ККП

16

2,21

0,12

18,3

Грубый корм

24

3,3

0,32

10,3

Концкорма

20

2,76

1,17

2,36

Итого

100

13,8

2,23

49,76

Летний

Зеленая масса

70

9,66

0,2

48,3

Концкорма

30

4,14

1,17

3,5

Итого

100

13,8

1,37

51,8

2.2 Расчет потребности в кормах и хранилищах

На основании составленных рационов и, зная количество коров в каждой группе, определим потребность в кормах.

Суточный расход каждого вида корма:

Qc = q1m1+ q2m2 +. + qnmn, (2)

где q1, q2, qn - среднесуточная норма выдачи кормов на одно животное соответствующей группы, кг/гол.;

m1, m2, mn - количество животных в группе.

Тогда потребность в силосе

Qc=450·14,3 + 150·11,5 = 8160 кг,

в сенаже

Qc=450·5,45 + 150·7,3 = 3570 кг,

в корнеплодах

Qс=450·34,5+150·18,3=18270 кг,

в сене

Qc=450·6,47+ 150·10,3=4456,5 кг,

в концкормах (зимний период)

Qc=450· 1,76+ 150·2,36=1146 кг,

в концкормах (летний период)

Qc=600·3,5= 2100 кг.

Годовая потребность в кормах определим по выражению:

Qг= Ос. лет· tл·К + Ос. зим ·tз·К, ч (3)

Где

Ос. лет, Ос. зим - суточная потребность в кормах в летний и зимний периоды года, кг/сут.; tл, tз - продолжительность летнего и зимнего периодов, (tл =155 дней, tз = 210 дней). К - коэффициент, учитывающий потери кормов во время хранения и транспортировки, К = 1.01 - концкорма; К = 1.03 - ККП; К = 1.1 - силос, сенаж; К = 1 - грубый корм. Тогда годовая потребность

в силосе Qг=8160·210·1,1=1884960 кг,

в сенаже Qг=3570·210·1,1=824670 кг,

в КПП Qг=18270·210·1,03·=3951801 кг,

в сене Qг=4456,5·210·1,0=935865 кг,

в концкормах Qг=1146·210·1,01+2100·155·1,01=571821,6 кг.

Для хранения силоса и сенажа будем использовать траншейные силосохранилища, для хранения корнеклубнеплодов - бурты, концкормов - зерносклад.

Общая вместимость хранилищ для хранения годовых запасов корма:

V=Qг/ г, (4)

где Qг - годовая потребность в кормах, кг; г - объемная масса корма, кг/м3.

для силоса V=1884960/600=3142 м3

для сенажа V=824670/500=1650 м3

для КПП V=3951801/650=6080 м3

для сена V=935865/80=11700 м3

для концкормов V=571821,6/550=1040 м3

Необходимое число хранилищ определим по формуле:

, (5)

где Vx - вместимость хранилища, м [1, табл.3.10, с34]

о - коэффициент использования вместимости хранилища [1, табл.3.10, с34].

Тогда необходимое количество хранилищ будет следующим:

для силоса 2 траншеи объемом 2000 м3,для сенажа 1 траншею объемом 2000 м3,для КПП N =6080/ (500·0,9) =14,для сена N=11700/ (600·1) =20.

Определим длину хранилищ по формуле:

L=Vx/ (B-h), (6)

где В - ширина хранилища, м [1, табл.3.11],

Н - высота хранилища, м [1, табл.3.11].

Длина хранилищ:

для силосаL= 2000/ (15 ·3) = 44 м,

для сенажаL=2000/ (15·3) =44 м,

для сенаL=600/ (6·5) =20 м,

для ККПL=500·/ (3·1,7) =98 м,

Запас концкормов должен составлять 16% годового количества. Для их хранения используем механизированный склад, сблокированный с помещением для плющения зерна, что повышает эффективность применения механизации и уменьшения потерь.

Так как 16 % годового количества концкормов равен 167 м3, а склада с общим объемом хранилища равным 167 м3 нет, то принимаем склад с размерами 15x6x3 м.

2.3 Выбор и расчет: способа приготовления и раздачи кормов, машин и оборудования

Технология приготовления кормов зависит от конкретных условий хозяйства, зоотехнических требований к кормлению, экономической целесообразности применения тех или иных способов обработки и приготовления кормов.

Проектирование технологического процесса начинаем с разработки общей схемы приготовления полнорационной кормовой смеси с использованием мобильного измельчителя-смесителя. Учитывая жесткие требования по чистоте (загрязненности) корнеклубнеплодов (не более 2.3 %) подготовку ККП к скармливанию будем осуществлять не в бункере измельчителя-смесителя, а на отдельной линии с использованием мойки-измельчителя ИКМ-5.

Схема (рис.2.1) дает наглядное представление о последовательности обработки и приготовления кормов, позволяет совместить одноименные операции и обеспечивает выбор соответствующего оборудования. Разрабатывая схему технологического процесса необходимо сопоставить несколько вариантов и найти наилучший из них, который в процессе работы должен совершенствоваться

Разработка схемы технологического процесса подготовки кормов дает представление о перечне и типах мял тин их взаимосвязи и позволяет перейти к технологическому расчету, который заключается в определении производительности комплекса машин, потребного их числа и вспомогательного оборудования.

Производительность (кг/ч) комплекса машин по видам кормов определяется по формуле:

Wкм= Qcyт/ (2·z), кг/ч, (7)

где Qcyт - суточный расход корма данного вида, кг

z - время, отведенное для подготовки одной выдачи с максимальным количеством данного корма, ч

2 - число выдач данного объема корма в сутки

Тогда производительность комплекса машин сост.

по силосу Wkm= 8160/ (2·2) =2040 кг/ч,

по сенажу Wkm =3570/ (2·2) =892,5 кг/ч,

по КПП Wkm = 18270/ (2·2) =4567,5 кг/ч,

по сену Wkm = 4456,5/ (2·2) =1114,125 кг/ч,

по концкормам зим. Wkm = 1146/ (2·2) =286,5 кг/ч,

по концкормам лет. Wkm = 2100/ (2·2) =525 кг/ч.

Общая производительность комплекса машин подсчитывается по формуле.

, кг/ч, (8)

где - суточная суммарная масса компонентов, входящих в смесь и видов кормов в суточном рационе животных,

- время цикла смешивания, ч,

z - чисто циклов смешивания за время работы комплекса.

Тогда Wкм= 8160+ 3570+18270+4456,5+1146/ (2·2) =8900,63 кг/ч.

Машины и оборудование для приготовления полнорационной кормосмеси должны обеспечивать непрерывность процесса а также подготовку кормов и их раздачу в установленные сроки.

Машины и оборудование подбираем для каждой операции согласно схеме 1 технологического процесса.

Число машин выбранной марки определяем по формуле:

, (9)

где wm - производительность машины, кг/ч.

Для погрузки тюкованного сена, силоса, сенажа к корнеклубнеплодов используем погрузчик ПЭ-0,8Б, мойки и измельчения корнеклубнеплодов - ИКМ-5, для подачи корнеплодов в измельчитель-транспортер - ТК-5Б, для накопления и дозирования измельченных ККП - дозатор ДС-15, для загрузки концкормов используем загрузчик сухих кормов ЗСК-Ф-10, для приема и накопления концкормов - бункер сухих кормов КОРК 15 04 01 (БСК-10), для дозирования концкормов - дозатор ДК-10. для подготовки расствораобогатителя используем смеситель СМ-1 7, для измельчения грубых кормов, смешивания используем ИСК-3, доставки смеси в коровник - ПСЕ-Ф-12,5Б и раздачи на кормовой стол применяем стационарный кормораздатчик: ТВК-80А.

Основные технические данные используемых машин и оборудования [3] сводим в таблицу

Таблица 2.5 Технические показатели выбранных машин.

Марка машины

Емкость бункера

Привод и его мощность

Производительность, т/ч, (м /ч)

Габаритные размеры

длина

ширина

высота

ПЭ - 0,8Б

-

МТЗ

25/40*

5150

2050

3900

ТК-5Б

2x15

3,0

5

6435

730

1665

ИКМ-5

0,7

10,7

7

2200

1360

2860

ДС-15

0,8

1,1

5.15

775

1000

2800

ТС-40М

-

1,5

28…40

7440

680

1450

ЗСК-Ф-10

10

ЗИЛ

10

7125

2420

2690

БСК-10

10

3,7

2,4.2,7

1960

1960

5245

ДК-10

-

0,8

0,3.10

800

540

1925

СМ - 1.7

1,8/5

6

4,7

3800

4100

2800

ИСК-3

3

39,2

4…5

1450

900

1180

ПСЕ-Ф-12,5

12,5

МТЗ

12,5м

5560

2650

3500

ПДК-Ф-10

К-8/19

-

2,8

11

-

-

-

ТВК-80А

5,5

62гол

77,5

0,98

0,92

КР-Ф-10

5

МТЗ

5

6700

2300

2600

25/40* - 25 т/ч на погрузке сенажа, 40 т/ч - силоса.

Зная производительность применяемых машин, по формуле (9) определим их количество

для погрузки тюков сена, силоса, сенажа и ККП количество погрузчиков ПЭ-0,8Б будет равно

Nпп=1114,125/10000+2040/40000+892,5/25000+4567,5/50000=0,05+0,036+0,1114+0,091=0,29, принимаем один погрузчик ПЭ-0,8Б,

для мойки и измельчения корнеклубнеплодов ИКМ-5:

Nккп = 5535/7000=0,79, принимаем Nккп = 1;

необходимое количество измельчителей-смесителей - раздатчиков определим по формуле:

np=WKM/Wp, (10)

где Wp - подача раздатчика, кг / ч

Подача раздатчика может быть определена по выражению

Wp=G/to6, (11)

где G = 1,5 т - фактическая грузоподъемность раздатчика - смесителя,

tоб - время одной ездки (время оборота), ч,

Время оборота равно

, (12)

где и - суммарное время погрузки всех компонентов и суммарное время переездов агрегата от одного хранилища к другому.

tсм - время смешивания компонентов, ч,

tp - время раздачи кормосмеси в коровнике, ч;

t x. x - время движения раздатчика без груза (холостой ход), ч.

Принимая во внимание планировку кормового двора по типовому проекту, определим среднее значение пути, проходимого кормораздагчиком от одного хранилища к другому для загрузки всех необходимых компонентов кормосмеси. Кормораздагчик проходит путь к самому удаленному хранилищу и обратно (сенохранилище) Кроме того, необходимо учесть заезды в кормохранилиша в среднем на половину их длины (хранилища силоса и сенажа) и путь для загрузки измельченных корнеклубнеплодов и минеральных добавок, а затем концкормов (или плющенного зерна).

Суммируя указанные расстояния по схеме в метрах, получим

L1==453м

Следовательно, путь для загрузки всех компонентов можно принять

l1 = 500 м = 0,5 км, что соответствует литературным данным [1, с.63].

Принимая среднее значение пути l2 от кормового двора до коровника L2 = 0,2 км, определим общее расстояние транспортировки

L=L1 +L2 =0,5 +0,2 =0,7 км, Тогда= 0,7/10 = 0,07 ч

tх. х. = 0,7/15=0,047ч,

здесь скорость движения агрегата с грузом принята Vг = 10 км /ч, скорость холостого хода Vх. х = 15 км / ч, скорость движения во время раздачи Vp= 1,9км/ч.

Принимая фронт кормления lk= 74 м определим время движения кормораздатчика по коровнику

tP = 0,074 /1,9 = 0,039 ч.

Время смешивания всех компонентов в бункере по технической характеристике кормораздатчика tсм =7…9 мин. Принимаем tсм = 0,15ч.

Время погрузки всех компонентов найдем по формуле

?tn=1114,125/10000+2040/40000+892,5/25000+4567,5/50000=

=0,05+0,036+0,1114+0,091=0,29ч.

Тогда по формуле (12) время рейса

tОБ =0,29+0,07+0,15+0,039+0,047=0,60ч.

Подача раздатчика по выражению (11)

WP=5/0,60=8,3 т/ч=8300 кг/ч,

а необходимое количество измельчителей-смесителей (выражение (10))

nр=8900,63/8300=1,1, принимаем nр = 2, т.е. нормальное функционирование комплекса машин может быть обеспечено двумя кормораздатчиками КР-Ф-10.

2.4 Проектирование генплана фермы и помещения коровника

Генплан фермы ориентируется относительно сторон север - юг так, чтобы продольная ось направления территории имела меридиальное направление.

Проектирование генплана фермы начинается с выбора земельного участка, расположение которого увязывают с перспективным планом, санитарно-гигиеническими и противопожарными нормами.

От правильного выбора земельного участка и размещения на нем построек зависит организация работ и условия работы обслуживающего персонала. Главными требованиями являются 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 земли, наличие уклона местности в пределах 3.5°, обеспечивающего отвод дождевых и талых вод.

По отношению к жилым и культурно - бытовым зданиям ферма должна находиться на расстоянии 800 м. Для улучшения микроклимата на территории фермы предусмотрены зеленые насаждения. Наибольшая ширина зеленых насаждений должна быть: для древесных насаждений - 2.5м, для кустарников - 0,8 - 1,5м. Участок должен располагаться ниже населенного пункта и водозаборных сооружений, выше навозохранилищ. Он должен быть удален от транзитных дорог не менее чем на 100 м.

С целью создания единого технологического комплекса, обеспечивающего выполнение всех производственных процессов, на территории фермы должны быть предусмотрены кормоцех, сенажные и силосные траншейные хранилища., площадка для корнеклубнеплодов, навозохранилище, весовая, родильное отделение и основные помещения (1 коровник на 400 голов и 1 - на 200 голов, соединенные с молочно-доильным блоком), выгульные дворы.

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

Состав объектов:

1а. Коровник на 400 голов - 1 помещение.

1б. Коровник на 200 голов - 1 помещение.

2. Доильно-молочный блок на 3 установки УДА-12Е.

3. Родильное отделение с телятником.

4. Ветеринарно-санитарный пропускник.

5. Кормоцех.

6. Изолятор на 10 мест.

7. Навозохранилище на 1000 т.

8. Выгульные дворы.

9. Траншейные хранилища для силоса и сенажа.

10. Навес для сена.

11. Автовесы.

13. Хранилище для корнеклубнеплодов.

14. Административное здание.

Так как большинство построек относится ко II степени огнеопасности (бетонные полы, кирпич), то противопожарные разрывы между зданиями составляют 20.30 м [1, с.26].

Санитарные разрывы между постройками принимаем согласно нормам [1, с.28, табл.3.8]. На молочной ферме доильный зал, родильное отделение, склад концкормов, хранилище корнеклубнеплодов.

Доильный зал располагаем в молочно-доильном блоке. Здесь же находится помещение для хранения концкормов (10…12 м2). Перед доильным залом предусматриваем преддоильную площадку. Размер площадок определяем по числу коров в группе, исходя то нормы площади от 1.8 до 2,0 м2 на одну корову.

Выгульные площадки предназначены для выгула коров. Площадь загонов с твердым покрытием принимаем, исходя из нормы 5.8 м2 на одну голову.

Расчеты производим согласно рекомендациям [1].

Коэффициент плотности застройки:

Кз = F3/Fо, (13)

где Fз - площадь, занятая под застройку фермы,

Fо - общая площадь фермы, м.

Площадь, занятая под застройку Fз определяется по формуле:

Fз = Fоп + Fд + Fс + Fх + Fр. о. + Fnр, (14)

где Fоп - площадь основного помещения, м2,Fд - площадь доильного зала со вспомогательными помещениями, м.

Fс - площадь склада концкормов, м;

Fх - площадь хранилища корнеклубнеплодов, м2'

Fр. о. - площадь родильного отделения, м2;

Fпр - прочие сооружения.

Общая площадь участка под застройку

Fo=f·m, (15)

где f - норма земельной площади на одно животное (f= 200 м2 [1]),

m - поголовье животных (m = 600). Тогда

Fо = 200·600= 120000м2,

Определим площадь объектов на комплексе, исходя из норм [1]:

1. Коровник на 400 голов - 1 помещение

Fоп1=1·Fкор = 1·18·168 = 3024 м2,на 200 голов - 1 помещение

Fоп2=1·Fкор = 1·18·78 = 1404 м2,Fоп= Fоп1 + Fоп2 =3024 + 1404 = 4428 м2,

2. Выгульные площадки - 4

Fв=600·15=9000м2,3. Родильное отделение - 1

Fр. о = 1800м2,4. Молочно-доильный блок - 1

Fд =1·Fмб. = 1·500 =500 м2,5. Ветпункт - 1

Fв. п. =98,8 м2,6. Изолятор на 10 мест - 1

Fи=162 м2,7. Ветсанпропускник - 1

Fв. с. п. =568,8м,

8. Дезбарьер - 2

Fд. б. = 31, 5•2=63 м2,9. Противопожарный водоем

Fп. в. =97 м2,10. Навес для сельскохозяйственной техники

Fсхт=159м2,11. Площадь склада концкормов

Fс=167 м2,12. Кормоцех

Fкц=389 м2,13. Весовая

Fвес. = 44,3 м2,14. Трансформаторная подстанция

Fт=14м2,15. Траншеи для силоса - 2

Fсил=2·15·44=1320м2,16. Траншеи для сенажа-1

Fс-ж=1·15·44=660 м2,17. Скирды для сена - 20

Fсена=20·5·20=2000 м2,18. Хранилище корнеклубнеплодов - 14

Fx=14·3·93=3990 м2,19. Навозохранилище

(16)

где m - поголовье животных на ферме, гол,

q - выход экскрементов от одного животного, кг,

tд - количество дней хранения навоза (tд =100.150 дней),

г - объемная масса навоза, кг/м' (г = 1050.1070 кг/м),

h - глубина навозохранилища, м (h =3м).

=1050 м2

20. Административное здание

м2.

Тогда площадь участка под застройку по выражению (17) составит

Fз = 26940 м2

Коэффициент плотности застройки:

Кз = Fз / Fo = 26940 /120000 = 0,23

Коэффициент использования участка:

Ky= (F3+Fc) /Fo, (18)

где Fc - площадь участков с твердым покрытием и дорог (Fс= 12000 м2)

Тогда Ку= 26940 +12000/160000=0,24.

Ширину коровника определим из: (Рис.2.4)

(19)

(20)

Рис.2.4 Схема технологического модуля для коровника с беспривязным содержанием на глубокой подстилке с раздачей кормов стационарными кормораздатчиками

Длина коровника на 400 голов определяется по выражению:

, (21)

где bтамб - ширина тамбура, м;

Lфк - длина фронта кормления, м;

Длина фронта кормления зависит от количества животных и фронта кормления одного животного и определяется по выражению:

, (22)

где lфк - фронт кормления, м/гол;

m - количество животных в ряду, голов.

Получаем: м, м, принимаем стандартную длину равную 168 м.

Длина коровника на 200 голов определяется по выражению:

, (23)

где bтамб - ширина тамбура, м;

Lфк - длина фронта кормления, м.

Длина фронта кормления зависит от количества животных и фронта кормления одного животного и определяется по выражению:

, (24)

где lфк - фронт кормления, м/гол;

m - количество животных в ряду, голов.

Получаем:

м,

м.

Высота коровника согласна строительным нормам в коньке будет равна 6,5 м. Остальные помещения принимаются исходя из типовых проектов для помещений для содержания крупного рогатого скота.

2.5 Рекомендации по механизации прочих процессов на ферме

2.5.1 Водоснабжение, автопоение

На животноводческих фермах вода расходуется на поение животных, а также на технологические, гигиенические, хозяйственные и 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 водопотребителями.

Указанный расход находим по формуле:

, (25)

где

n - число потребителей, имеющих одинаковую норму расхода;

q - суточная норма расхода воды одним потребителем, дм/кг.

Нормы расхода: коровы - 100 дм3,нетели - 60 дм3,телята - 20дм3.

В эти нормы включены расходы на мойку помещений, клеток, молочной посуды, охлаждения молока, приготовления кормов

Тогда Qср. сут=450·100+72·60+78·60+36·20=54720 дмЗ

Максимальный суточный расход воды (м') определим по формуле:

, (26)

где бсут - коэффициент суточной неравномерности водопотребителей (бсут. =1,3)

= 54720·1,3 = 71136 дм3.

, (27)

Часовой расход воды:

, (28)

где а - коэффициент часовой неравномерности (а = 3).

Тогда

, кг

Для мойки корнеклубнеплодов расход воды

где mi - поголовье животных i-го вида;

ki - суточная норма корнеклубнеплодов на 1 животное i-ro вида

n - количество видов животных,

qi - норма расхода воды на 1 кг корма, л (приложение 14, табл.4) для КРС (доильного и родильного отделения),

= (450+72) ·34,5·0.4=7203.6 л,

для КРС сухостойного отделения =78·18,3·0,4= 571 л.

Определяем влажность кормосмеси.

Влажность кормосмеси без добавления воды

, (29)

где W1, W2, и Wn - влажность компонентов корма, входящих в смесь, % (приложение 13)

W1 - требуемая влажность меси % (для КРС 60.65),

Q1, Q2,Qn - мacca компонентов корма, входящего в кормосмесь, т.

Вывод: Данная влажность кормосмеси составляет 63,4%, следовательно воду в кормосмесь не нужно добавлять.

Для обеспечения водой оборудуем ферму водоподъемной установкой ВУ-5-65 с погружным центро6ежным насосом марки ЭЦВ-6-10-85.

Для обеспечения водой оборудуем ферму водоподъемной установкой с погружным 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.

2.5.2 Доение

При безпривязном содержании коров предусматриваем доение в специальных помещениях (доильных залах) на установках отечественного производства ОАО Гомельагрокомплект" УДА-12Е "Елочка". Число доильных установок определяем по выражению:

, (30)

где Мд - число дойных коров, гол

Т - время доения всех коров, ч (Т= 1,5.2,5ч [1])

Qу - часовая производительность доильной установки, коров/ч (для УДА-12Е - 75 коров в час). Тогда =3. Принимаем 3 доильные установки "УДА-12Е 'Елочка".

Затраты времени оператора-дояра на выполнение ручных операций в расчете на одну корову:

, ч, (31)

где tocн - затраты времени на подмывание вымени, вытирание его насухо, сдаивание 2.3 первых струек молока, одевание доильных стаканов, снятие доильных аппаратов, мин;

tвсп - время на подключение и отключение доильных аппаратов, мин;

tтp - Время на транспортировку и переливание молока при доении в ведра, мин.

Примерный расчет затрат времени на ручные операции для доильных установок в залах на одну установку

ч, (32)

где Му - количество коров, обслуживаемых одной установкой (450: (2·2) =112).

Фактическая производительность доильной установки:

QФ=QД·Z0=75·0,75=56 коров/час.

Годовое количество молока, поступающее в молочное отделение

Мг= М·Л·Мд, кг (33)

где М - суточный удой, кг;

Л - продолжительность лактационного периода (Л=305дн.),

МД - количество дойных коров.

Тогда МГ= 18,3·305·450= 2511675 кг= 25116,8 ц

Максимальный суточный сбор молока

МСУТ=б·МГ/365кг/сут, (34)

где б - коэффициент неравномерности надоя (а=1,2.1,5).

После подстановки получим

Мсут=1,4·2511675/365=9633,8 кг/сут.

Максимальный разовый надой молока

Мр=в·Мсут, кг, (35)

где в - коэффициент, учитывающий максимальный надой молока за одну дойку (при двухкратном доении в =0,65),

Тогда МР= 0,65·9633,8кг = 6262 кг

Максимальное значение часовой производительности составит

Мч = Мr /Т=6262/2,01 = 3115 кг/ч,

а секундная производительность составит

Мс = 3115 /3600=0,87 кг/с.

2.5.3 Первичная обработка и хранение молока

Первичная обработка молока осуществляется во время доения в потоке в помощью фильтра с фильтрующим элементом из иглопробивной синтетической ткани и пластинчатого охладителя, входящих в комплект доильной установки УДА-12Е. Хранение молока осуществляем в охладителе молока РПО - 2,5 (объемом 2500 л).

2.5.4 Удаление навоза

Удаление навоза из помещений на ферме осуществляется бульдозерной навеской БН-1 в агрегате с трактором МТЗ-82 и далее погрузчиком ПЭ-08Б грузится в тракторный прицеп и отвозится на площадку для компостирования.

2.5.5 Микроклимат

Микорклимат в помещении поддерживается с помощью естественной приточно-вытяжной вентиляции (приток воздуха через окна и двери, вытяжка - через шахты).

3. Конструкторская разработка

3.1 Обоснование конструкторской разработки

Корнеклубнеплоды имеют большой удельный вес в кормовых рационах сельскохозяйственных животных. При подготовке к скармливанию их подвергают мойке, измельчению, запариванию, смешиванию. Основными технологическими схемами подготовки корнеплодов к скармливанию являются: мойка - измельчение; мойка - измельчение - смешивание; мойка - запаривание - мятие - смешивание; мойка - измельчение - запаривание - смешивание. Первые три схемы применяют для кормления крупного рогатого скота, четвертую и пятую - для кормления свиней.

Моечные машины предназначены для отделения от корнеклубнеплодов земли (свободной и прилипшей), тяжелых (камни, металлические включения и т.д.) и легких (солома, ботва, древесина и т.п.) примесей.

Степень загрязненности корнеклубнеплодов оценивается по каждому виду загрязнений в отдельности, так как способы их удаления различны и основаны на разности плотности загрязнений корнеклубнеплодов и воды. Тяжелые включения сразу тонут в потоке воды, свободная и прилипшая земля остается взвешенной в потоке воды и частично оседает на дно ванны, корнеклубнеплоды постоянно взвешены в потоке воды, легкие примеси плавают на поверхности.

Отделение тяжелых включений, как правило, производится в потоке воды и основано на различной траектории оседания клубней и камней. В зоне оседания камней делают люк, а клубни проплывают над ним. Легкие примеси, всплывшие на поверхность воды, удаляются из моечной ванны механически или вымываются потоком воды, переливающейся через борт ванны.

Процесс отделения почвы от корнеклубнеплодов можно разделить на отмокание, оттирание и ополаскивание.

По принципу работы корнеклубнемойки могут быть периодического и непрерывного действия, по конструкции - центробежными (дисковые), винтовыми (шнековые) и барабанными. Наибольшее распространение получили центробежные и винтовые.

К моечным машинам предъявляют следующие требования:

· универсальность по отношению к различным видам корнеклубнеплодов;

· высокое качество отделения примесей при минимальном расходе воды и максимальной производительности;

· возможность механизации загрузки и выгрузки корнеклубнеплодов и отдельных загрязнений;

· регулирование времени пребывания корнеклубнеплодов в мойке в зависимости от загрязненности;

· свободный доступ к рабочим органам для их очистки, замены и регулировки.

Работа центробежных моек основана на перемешивании и перетирании корнеклубнеплодов с одновременным обмыванием их под душем. Движение корнеклубнеплодам сообщается диском, на котором они помешены, а тормозящее действие они испытывают со стороны неподвижной стенки моечной камеры.

3.2 Устройство, работа мойки-измельчителя корнеклубнеплодов ИКМ-5

Измельчитель-камнеуловитель ИКМ-5 предназначен для мойки и измельчения корнеклубнеплодов, а также отделения от них и улавливания камней. Машина используется в поточных технологических линиях кормоцехов в комплекте с транспортером ТК-5Б. Существенный недостаток ИКМ-5 - сравнительно быстрый выход из строя электродвигателя в связи с попаданием на обмотки статора воды и сока, а также повреждение корней шнеком мойки, что вызывает невозвратимые потери до 6% (вынос за пределы машины с загрязненной водой). В модернизированном измельчителе ИКМ-5М двигатель вынесен за пределы измельчающего аппарата, который приводится через клиноременную передачу. Второй недостаток устранен в новых измельчителях ИКМ-Ф-10 за счет применения безвального шнека мойки. Измельчитель-камнеуловитель ИКМ-5 может быть использован в двух вариантах: как обычная мойка картофеля с камнеуловителем и как агрегат, выполняющий мойку, камнеулавливание и измельчение корнеклубнеплодов па частицы размерами до 10 мм (для свиней) и ломтики толщиной до 15 мм (для КРС). Он состоит (рис.2.47) из следующих основных рабочих органов: моечной ванны 12, шнековой мойки 11, измельчителя 9 и скребкового транспортера 2. Каждый рабочий орган имеет индивидуальный привод от электродвигателя. Управление машиной осуществляется с помощью аппаратуры, помещенной в специальном шкафу, который монтируется на стене помещения.

Рис.3.2 Технологическая схема измельчителя-камнеуловителя ИКМ-5:

1 - рама; 2 - транспортер-камнеуловитель; 3, 6, 10 - электродвигатели, 4 - гребенка подвода воды; 5 - кожух; 7 - выбрасыватель; 8 - крышка измельчителя, 9 - измельчитель; - шнековая мойка; 12 - ванна; 13 - крылач-активатор; 14 - люк; 15 - вентиль.

Работает мойка-измельчитель следующим образом. Корнеклубнеплоды из подающего транспортера, если она установлена в технологической линии кормоцеха, или вручную равномерно загружаются в ванну 1, заполненную водой. Благодаря наличию активатора 3 вода в ванне постоянно находится в круговом движении. Под действием потока воды корнеклубнеплоды не тонут и все время находятся во взвешенном состоянии. При сталкивании между собой и со стенками ванны от них оттирается прилипшая грязь. Попадая в зону действия первого витка вертикального шнека 7, погруженного в воду, корнеклубнеплоды подхватываются им и удаляются из ванны. На камни и металлические включения поток воды не оказывает существенного воздействия. Они тонут и лопастями активатора 3 отбрасываются к приемной камере выгрузного транспортера 4. Песок также оседает на дно. Скребки транспортера удаляют их из моечной ванны.

Легкие примеси всплывают на поверхность воды и вместе со взвешенной в воде землей сливаются через верхнее отверстие в ванне, которое также ограничивает верхний уровень воды. Крупные легкие включения по мере накопления периодически удаляются из ванны вручную.

Вдоль вертикального шнека установлена труба с насадками 6 для подачи воды, которая ополаскивает находящиеся на витках шнека корнеклубнеплоды.

В верхней части шнека имеется лопатка, которая отбрасывает чистые корнеклубнеплоды в камеру измельчения. Рабочим органом ИКМ-5 являются два диска с ножами. На верхнем диске горизонтально установлены два ножа, которые производят предварительное измельчение, срезая с корнеклубнеплодов ломтики толщиной до 15 мм, на нижнем диске установлены четыре вертикальных ножа, которые доизмельчают ломтики до размеров 5.10 мм. Проскакивание более крупных частиц ограничивается решетчатой декой. Выгрузка измельченного продукта осуществляется лопатками, закрепленными на нижнем диске.

В мойке-измельчителе ИКМ-5 при больших размерах корней свеклы требуется их предварительное измельчение. Предварительное измельчение осуществляется ножами, установленными на горизонтальном диске.

После измельчения горизонтальными ножами верхнего диска корнеклубнеплоды поступают на нижний диск, где окончательно доизмельчаются вертикальными ножами. Для мелкого измельчения (для свиней) переработанный продукт проходит дополнительно через деку и лопатками нижнего диска выгружается через направляющий лоток наружу.

Регулировки

1. Степень измельчения регулируют изменением частоты вращения электродвигателя измельчающего аппарата, постановкой противорежущей деки и сменных ножей. Для получения мелких фракций переключатель в шкафу управления устанавливают в положение "1000 об/мин", для крупных фракций - "500 об/мин". При работе на 1000 об/мин можно установить деку для получения еще более мелких фракций. При работе на 500 об/мин запрещается устанавливать деку во избежание забивания и поломки машины. При очень крупном измельчении вертикальные ножи и деку снимают.

При переработке мерзлых корнеклубнеплодов сопротивление резанию возрастает, поэтому на верхнем диске устанавливают зубчатые горизонтальные ножи и работают при высокой чистоте вращения.

При мойке картофеля без измельчения снимают деку, вертикальные ножи и верхний диск с горизонтальными ножами. В корпусе остается нижний диск с лопастями, закрепленный стопором на валу электродвигателя. При этом электродвигатель должен работать с частотой вращения 500 мин-1 (на приборе "500 об/мин").

Периодически регулируют натяжение цепей транспортера и приводных ремней шнека. Стрела провисания ветви цени должна быть 12 - 15 мм, прогиб ветви ремней - 15 - 20 мм при усилии 30 Н. Особое внимание обращают на крепление заземляющего провода, верхнего и нижнего дисков, которые должны вращаться без заедания и стуков при повороте их от руки.

5. Машина загружается корнеклубнеплодами только при залитой водой ванне и включенном шнеке. Шнек включается в работу только при включенном двигателе измельчителя.

6. Устанавливают равномерный боковой зазор между скребками транспортера выгрузки камней и боковыми стенками корпуса с помощью натяжных гаек.

Монтаж машины производится в закрытом помещении, оборудованном водопроводом и канализацией. Фундамент под машину выполняется из бетона марки 200 или кирпичной кладки с залитыми анкерными болтами d=16 мм. По высоте фундамент должен быть согласован с высотой выгрузки измельченной массы. Для поглощения вибрации под основание машины следует положить прокладки из резины средней твердости толщиной 15 мм. После монтажа проверяют правильность подключения проводов и при необходимости вйполняют регулировки, описанные выше.

3.3 Расчет измельчающего аппарата

Для того чтобы корнеклубнеплоды переместились по моечному диску к его периферии, необходимо соблюдение неравенства (рис.3.3) , т.е. центробежная сила должна быть больше силы трения корнеклубнеплодов по диску. Учитывая, что

(36)

можно определить частоту вращения диска:

(37)

где f - коэффициент трения корнеклубнеплодов по стали;

r - радиус начала движения продукта, м;

м - масса продукта на диске, кг.

Рис.3.3 Схема сил, действующих на корнеклубнеплоды в центробежных мойках

Принимаем r=0.2 м, f=0.1

об/мин.

Принимаем n=1000 об/мин.

Мощность N, необходимая для привода дискового измельчителя, составляет:

, (38)

где N1 - мощность, необходимая для привода первой ступени измельчителя; N2 - мощность, необходимая для привода второй ступени измельчителя. Мощностьрасходуется на резание корнеплодов (NPl), на преодоление сил трения корнеплодов о диск (NTPl). Определим силу резания

, (39)

где q0 - удельное давление ножа на измельчаемый материал (1,5.2,0 кН/м);

- длина лезвия ножа (=0,15м).

кНм.

Поскольку точка приложения силы резания P1 расположена на расстоянии 2/3 радиуса R ножевого диска от его центра, то скорость резания определяем по формуле:

м/мин=14 м/с

Мощность, затрачиваемая на резание корнеплодов, равна:

кВт

где - сила резания;

Ко - конструктивный коэффициент,

Z - число ножей.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения корнеплодов о диск, равна:

кВт

f = 0,6 - коэффициент трения корнеплодов о диск;

в = 0,3 - 0,4 - коэффициент, учитывающий уменьшение силы нормального давления за счет режущего и отталкивающего действия ножей.

Тогда мощность, необходимую для привода определим по формуле 3.3

кВт

По полученной мощности выбираем двигатель исходя из условия , =0,95 - механический КПД.

Данному условию соответствует двигатель 4А132М6У3 - мощность двигателя 7,5 кВт, частота вращения ротора 1000 об/мин.

4. Экономическая часть

4.1 Расчет технологической карты механизации процесса приготовления и раздачи кормов

Основными показателями экономической эффективности новой технологии, новой системы машин или отдельной машины являются экономия живого труда, эксплуатационных издержек и срок окупаемости вложений. Основой для определения этих показателей и планирования затрат труда и средств в хозяйстве являются технологические карты. Для животноводческих отраслей они составляются по объекту, подлежащему комплексной механизации, например, коровнику, птичнику, кормоцеху, молочной ферме, стригальному пункту, яйцескладу и др.

Технологическая карта комплексной механизации молочной фермы состоит из двух частей. В первую входят исходные данные, полученные на основании расчетов технологической части проекта. Вторая часть в основном состоит из экономических показателей различных машин и оборудования и технологических линий в целом, заполнение которых производиться на основании расчетов в следующей последовательности.

Столбец 1 - проставляется порядковый номер - операции или процесса.

Столбец 2 - перечисляются в технологической последовательности все производственные операции, необходимые для получения продукции.

Столбец 3 - записывают суточный объем работ (потребление воды, кормов, выход навоза или помета, количество молока и др.), рассчитанный в технологической части проекта. Суточный объем работ определяется для каждой операции с учетом суточных норм и нормативов кормления животных, затрат времени на выполнение отдельных операций, количества продукции или поголовья животных на ферме (комплексе) с учетом принятого ранее в технологической части проекта распорядка дня работы.

Для фермы или комплекса необходимо ориентироваться на необходимость выполнения связанных с обслуживанием животных при производстве продукции животноводства.

Столбец 4 - указывает число дней работы в году по данной операции (ДГОД)

Столбец 5 - записывается годовой объем работы. Его получают перемножением суточного объема работ QСУТ на число дней работы в году ДГОД (по строкам столбцов 3 и 4).

QГОД = QСУТ· ДГОД, (40)

Например, по строке 1

QГ = 4,46·210=935,9 т.

Столбец 6 - указывает марку машин и оборудования, предназначенных для выполнения данной операции или ранее выбранных в разделах технологической части проекта.

Столбец 7 - указывается часовая производительность машин и оборудования QЧ по их техническим характеристикам.

Для учебного проектирования рекомендуется использовать данные приложения 3 [3].

Столбец 8 - приводится количество машин nМ и единиц оборудования, необходимых для выполнения операций в соответствии с зоотехническими условиями. При этом в реальных расчетах необходимо производительность машин определять с учетом коэффициента использования рабочего времени зВР, который принимается равным 0,75…0,85.

Количество машин для выполнения данной операции определяется по формуле

, (41)

где QСУТ - объем работы в сутки (берется из столбца 3);

tМ - продолжительность работы машины в сутки (столбец 9);

зВР - коэффициент использования рабочего времени. При составлении данной учебной технологической карты коэффициент использования рабочего времени принят равным зВР=1

Например, по строке 1

,

Столбец 9 - число часов работы машины в сутки. Получается путем деления суточного объема работ QСУТ (столбец 3) на суммарную производительность, которая определяется

перемножением между собой столбцов 7 и 8 с учетом поправочного коэффициента использования рабочего времени звр:

(42)

Например, по строке 1

ч

Столбец 10 - число часов работы машины в году Тм (данные столбцов 4 и 9 перемножить).

Например, по строке 1

Тм= 210·0,45=93,6 ч

Столбец 11 - указывается тип привода и мощность N. Заполняется столбец по данным технических характеристик машин и оборудования, взятых из справочных материалов.

Столбец 12 - балансовая стоимость машин и оборудования Бм определяется расчетом по формуле

Бм=См (1+q +м), (43)

где

См - прейскурантная цена машины и единицы оборудования, руб. (берется из справочных данных); q - коэффициент, учитывающий транспортно-складские расходы (11.13% от цены); q = 0,11.0,13; м - коэффициент, учитывающий расходы на монтаж машин и оборудования (15.25% от цены); м = 0,15.0,25. Например, по строке 1

Бм=2250 (1+0,12+0,2) =2970 руб,

Столбец 13 - вносятся результаты расчетов, получаемых перемножением данных столбцов 8 и 12.

Например, по строке 1

Коб=1·2970=2970 руб.

Столбец 14 - проставляются данные о стоимости основных и вспомогательных построек и сооружений, находящихся на территории фермы (комплекса) или других объектов.

Столбец 15 - содержит результаты расчетов по расходу электроэнергии. Определяется перемножением данных столбцов 8, 10 и 11.

Например, по строке 7

Рэ=676,2 ·1·7,7 = 720,6 кВт-ч,

Столбец 16 - содержит результаты расчетов по расходу ГСМ. Определяется Ргсм перемножением данных столбцов 10 и 8 на среднечасовой расход топлива

, (44)

где qГCM - среднегодовой расход топлива (берется из приложения 5 [3]).

Например, по строке 1

Ргсм=93,6·1·0,185 = 17,3 кг =0,0173 т,

Столбец 17 - указывается стоимость 1 кВт. ч электроэнергии или ГСМ приходящийся на один час работы трактора. Стоимость 1 кВт. ч для колхозов и совхозов принимается равной qЭ= 173 руб. Стоимость ГСМ - qГCM =2100 руб.

Столбец 18 - перечисляются специальности обслуживающего персонала (скотник, машинист, доярка, слесарь и т.п.).

Столбец 19 - содержится информация о разряде работ (табл.1 приложения 6 [3]).

Столбец 20 - проставляют данные о численности обслуживающего персонала. Данные берутся из технической характеристики машины или оборудования.

Столбец 21 - годовые затраты труда. Определяется перемножением данных столбцов 10 и 20:

, (45)

Например, по строке 1

Тгод=93,6·1 = 93,6 чел·ч.

Столбец 22 - тарифная ставка исполнителей. Выбирается из приложения 6 (табл.2).

Столбец 23 - зарплата. Общий расход на заработную плату с начислениями определяется по выражению

З= Кобсл · Тс · Тгод · Кд, (46)

где КОБСЛ - количество обслуживающего (основного и вспомогательного) персонала i-го тарифного разряда, чел. (берется из столбца 20);

Тс - тарифная ставка i-го разряда на норму выработки или за 1 ч работы, руб. (берется из столбца 22);

Кд - коэффициент, учитывающий все виды дополнительной оплаты и начислени...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены