Размещено на http://www.allbest.ru/

Механизация приготовления и раздачи кормов на откормочной ферме с модернизацией ИСРК-Ф-12



Введение

О мясном скотоводстве в России говорят давно. Спонтанные попытки регионов завезти импортный мясной скот не имели большого успеха.

Вероятно, причину надо искать в объективных обстоятельствах. На фоне массового сокращения поголовья молочного скота и низкой платежеспособности населения дефицит говядины в стране, тем более говядины высококачественной, от животных специализированных мясных пород, не был так ощутим.

Сегодня ситуация изменилась. Стремясь хозяйствовать разумно, животноводы уже не так активно производят забой молочных коров и всерьез задумывается над повышением молочной продуктивности. Образовавшаяся ниша дает шанс для выхода на рынок мясному скотоводству. Международный опыт подсказывает: если этой отраслью заниматься профессионально, до мельчайших подробностей соблюдая технологии менеджмента, производится, маркетинга, если правильно определить главную стратегию и объем финансирования в период становления, то старания непременно увеличиваются успехом. К тому же по сравнению оборудования для кормления, содержания, доения коров и большой объем качественных концентрированных кормов, мясное скотоводство менее затратно. А сравнение технологических показателей при откорме бычков молочных и мясных пород уже не оставляет никаких сомнений. Так, среднесуточный привес молочного и мясного молодняка составляет соответственно 800…850 и 1000…1500 г, доля зернового корма в рационе 40…45 и 18…19, выход мяса- 47…50 и 58% у герефордов, а у лимузинов и шароле- до 70%. Различную интенсивность роста можно объяснить генетикой, эффектом гетерозиса и различием технологий выращивания.



1. Обоснование темы проекта

Во всем мире содержится примерно 1,3 млрд голов КРС. Мировое производство говядины в 2006 году достигло 60 млн т убойной массы. США являются важнейшим производителем и одновременно импортером, здесь производится более 11,3 млн. и импортируется 1,7 млн т говядины убойной массы. В южном полушарии быстрее всего растет производство говядины в Южной Америке, особенно в Бразилии. При производстве примерно 8,4 млн. т говядины в 2006 году Бразилия находилась на втором месте в мире после США и перед ЕС-25 (7,8 млн. т убойной массы). Скорее всего, в последующие годы производство говядины в Бразилии будет и дальше рати, что же касается поголовья, то уже сейчас при содержании 205 млн. голов эта страна занимает первое место в мире.

При объеме 60 млн. т убойной массы только около 10% производственной говядины попадает на мировой рынок. Главным экспортером этой продукции является Бразилия (1,8 млн. т), далее следует Австралия, экспортирующая почти 1,5 млн. т в убойной массе. Вторым важнейшим импортером после США была Япония (0,72 млн. т),на третьем месте - Россия (0,68 млн. т)

Из общего объема полученных кредитов на долю объектов для крупного рогатого скота в 2007 году выделено 42,6%, тем не менее повсеместно прекратить процесс сокращения поголовья КРС в сельскохозяйственных организациях еще не удалось. Несмотря на поставленную задачу увеличения производства продукции животноводства, в 2007 году продолжалось сокращение посевных площадей кормовых культур - их общая площадь уменьшилась с 22 млн. в 2006 году до 20,9 млн. га в 2007 году.

По отношению к уровню, сложившемуся в 19990 году, поголовье крупного рогатого скота в целом уменьшилось в 2,7 раза, коров - в 2,2 раза.

В 2007 году снижение выработки говядины сохранилось и составило по сравнению с объемом в 2005 года 90,8%. Удельный вес прибыльных и убыточных организаций по производству мяса и мясопродуктов в 2006 году составил 65,3% и 34,7% соответственно снизилась прибыль от производства мяса и мясопродуктов (в 1,8 раза).

Рынок мяса в 2007 году функционировал в условиях более высоких запасов мяса и мясопродуктов, однако более трети этих ресурсов составила импортная продукция Товарность скота и птицы (в живой массе) в 2006 году в хозяйствах всех категорий составила 68,9%. Цены сельхозпроизводителей на все виды реализуемого скота в начале года повышались. Значительное влияние на внутренний рынок.

Несмотря на некоторое улучшение показателей воспроизводства в ряде отраслей (особенно в свиноводстве), в скотоводстве продолжал сокращаться приплод телят. По сравнению с 2006 годом он снизился почти на 215 тыс. голов, а по сравнению с 2004 годом - на 767 тыс., что существенно ухудшило базу для наращивания производства мяса крупного рогатого скота.

В России с 1991 года тоже наблюдалось снижение поголовья КРС, при этом число дойных коров снизилось только в период с 2002 по 2006 год больше, чем на 20%. Уменьшилось поголовье КРС на окорме и его продуктивность. Например, в 1990 году при откорме КРС на предприятиях Костромской области был достигнут уровень среднесуточных привесов в 496 г, почти такой же, как в Германии в тот же год. В 1995 году этот показатель в Костромской области упал до 315 г и только в 2004 году снова поднялся до 495 г, а в Германии к этому времени он уже перешагнул рубеж в 1000 г. [2]

Определение потенциала стабильного производства и выгодной реализации говядины в нашей стране возможно, к примеру, при сравнении эффективности ее производства в России и Германии.

Недостаточная продуктивность содержания КРС на окорме и низкие реальные закупочные цены на рынке (менее 1 евро/кг) значительно снизили рентабельность данной отрасли. Если в 1990 г. Рентабельность откорма КРС составляла 30,7%, и это было значительным результатом, то, начиная с 2000г., по всей стране эта отрасль стала приносить постоянные убытки. Тем не менее, несмотря на государственные субсидии, немногим предприятиям удалось достигнуть прибыльности производства. На это указывают и актуальные результаты выращивания КРС в России. [2]

Отправной точкой для улучшения тяжелой ситуации, связанной с откормом КРС, является, прежде всего, необходимость повышения привесов, снижения себестоимости и повышения закупочных цен на продукцию.



2. Технологическая часть

2.1 Основные элементы технологий содержания и обслуживания КРС

Технологии содержания животных базируются на трех основных элементах: способ, система и метод содержания, каждый из которых может быть реализовывает в различных вариантах. Технологии обслуживания скота также включает три основных элемента: принцип, способ и метод обслуживания животных.

При групповом принципе объектом обслуживания является технологическая группа, то есть группа сходных по ряду признаков животных, получающих один рацион и содержащихся в одной секции до единой технологии. Специалисты по этологии, то есть подведению животных, считают, что величина технологической группы должна быть по возможности небольшой, не более 50 голов. В больших группах сильно сказываются ранговые отношения животных. Агрессивные животные угнетают более слабых, в результате чего теряется большое количество продукции.

Многочисленные попытки формировать группы и с учетом продуктивности себя не оправдали, так ка это проводит к частым переформированиям групп, вызывающим стрессы животных и падению их продуктивности.

Вместе с тем, при формировании технологических групп только по фазам биологического цикла, в группах неизбежна довольно существенная разница в продуктивности и других признаках животных. Это обстоятельство не позволяет применять групповой принцип обслуживания в чистом виде, а вынуждает использовать индивидуально-групповой принцип. При таком принципе некоторые виды обслуживания, например, кормление силосом, выполняются по групповому принципу (всем одинаковую дозу), а некоторые- по индивидуальному, например, кормление концентратами. В связи с неоднородностью технологических групп, индивидуально-групповой принцип обслуживания животных получил большое распространение.

Способ обслуживания животных указывает на то, где производится обслуживание. Это может происходить или в местах содержания, или на специальных постах обслуживания, вмещаемых иногда в отдельных помещениях. Может применяться и комбинированный способ, когда часть операций выполняется в местах содержания животных, а остальные - на постах обслуживания. Простейший пример комбинированного способа обслуживания - доение коров в доильных залах при беспривязном или комбинированном способе содержания. Все остальные операции осуществляются в данном случае в местах содержания животных.

Методы обслуживания разделяются на официантский и самообслуживание. Официантский метод предусматривает выполнение ой или иной операции непосредственно обслуживающим персоналом вручную или с помощью аппаратов, установок и т.п. Этот метод обслуживания преобладает при традиционном привязном способе содержания скота. Отличительная черта этого метода - непосредственный контакт человека с животным в процессе обслуживания.

Задача заключается в том, чтобы сформировать из этих элементов такие технологии содержания и обслуживания, которые в наибольшей степени соответствуют физиологическим потребностям животных на каждой из фаз их биологического цикла и обеспечивают условия для повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции. Задача это представляется весьма сложной, так как количество возможных сочетаний элементов достаточно велико, взаимосвязи между элементами пока не формализованы, а сами эти элементы в большинстве случаев не имеют количественных характеристик. [3]



2.1.1 Предлагаемые элементы технологии содержания молодняка КРС на заключительной стадии откорма

На ферме «Каушта» в ЗАО «Искра» по откорму молодняка, телят 6-ти месячного возраста поступающих с фермы «Центральная», откармливают до достижения ими живой массы 450 кг. Эту массу молодняк на заключительной стадии откорма набирает в 14,5 месяцев. После этого молодняк направляют на бойню.

Животные содержатся на привязи в здании размером 21Ч72 м с промежуточными опорами в поперечном сечении. Размещение животных внутри здания четырехрядное. Способ содержания животных - привязной, в стойлах. Пол в зоне расположения животных выполнен с уклоном в сторону навозного канала. Система содержания - без выгульная. Метод содержания - подстилочный.

Раздача полнорационной кормосмеси приводится кормораздатчиком измельчителем - смесителем ИСРК - 12 в кормушки.

Поение осуществляется при помощи индивидуальных автопоилок ПА-1А.

Для удаления навоза используется скребковый транспортер кругового движения ТСН-160, расположенный в навозном канале. Убранный навоз из продольных каналов при помощи наклонной части ТСН - 160 выгружается в транспортное средство, которое отвозит его в навозохранилище.

В качестве подстилочного материала используется измельченная солома, которая может разбрасываться измельчителем рулонов.

2.2 Обзор существующих способов и технологического оборудования для раздачи кормов

Технология обработки и приготовления кормов зависит от конкретных условий хозяйства, зоотехнических требований к скармливанию, экономической целесообразности применения тех или иных способов обработки и приготовления кормов. [4,5]

Технологическое оборудование, предназначенное для животноводческих ферм, позволяет использовать следующие способы приготовления кормов: механический, тепловой, химический. Биологический и биохимический.

2.2.1 Классификация средств для раздачи кормов

Все механизированные средства для доставки и раздачи кормов животным и птице можно классифицировать по самым разным признакам (см.рис.2.1) - по виду и консистенции транспортируемых кормов, роду использования раздатчиков, устройству ходовой части, способу подачи кормов, роду привода раздатчиков и другим признакам.

Платформы-раздатчики применяют для частичной механизации при раздаче кормов. Нагруженная грубыми кормами или силосом платформа-раздатчик движется по кормовому проходу, а оператор валами сбрасывает порцию корма в кормушку животного. Несмотря на всю простоту, этот раздатчик значительно облегчает труд обслуживающего персонала. [5,6]



Схема

Электрифицированные бункерные раздатчики применяют различных типов и в основном на откормочных предприятиях, так в частности кормораздатчики КС-1,5 и КС-3,5 используются на свинофермах, а кормораздатчик самоходный КСА-5Б - в моноблочных зданиях ферм и комплексов КРС промышленного типа с большой концентрацией животных, его можно применять в коровниках с узкими кормовыми проходами.

Транспортеров для раздачи кормов, которые используются в настоящий момент, известно более 50 конструкций. Все эти транспортеры представляют собой стационарные средства, которые можно подразделить на три группы: механические, гидравлические и пневматические.

Главное преимущество транспортеров - электрифицированный привод и возможность полной автоматизации процесса транспортирования и раздачи кормов. Если кормоцех и коровник сблокированы, то подача кормов такими раздатчиками наиболее эффективна: нет перегрузочных операций, загазованности помещения, обеспечивается оптимальный микроклимат.

Механические транспортеры-Кормораздатчики отличаются большим разнообразием конструкций, принципов действия, расположения относительно кормушек, типов рабочих органов, методов и мест загрузки степени автоматизации, технико - экономическими показателями. Однако этим кормораздатчикам присущ целый ряд недостатков.

Так, например, кормораздатчики, расположенные в кормушках, должны строго сочетаться с размерами кормушек, для них нужны приводы увеличенной мощности и более прочные тяговые органы. Во время раздачи корма кормушки нужно ограждать специальными решетками. Рабочие органы мешают поедать корм, из-за чего увеличиваются отходы. Перемещение кормовой массы внутри кормушки от одного конца до другого способствует переносу инфекций, что не удовлетворяет требованиям зоогигиены. К недостаткам кормораздатчиков, расположенных над кормушками, относят: повышенный расход материалов на устройство поддерживающих или опорных конструкций, сложность механической очистки кормушек от остатков корма. Эти кормораздатчики более сложны в конструктивном исполнении, требуют особо тщательного технического обслуживания, в ряде случаев имеют более низкий коэффициент эксплуатационной надежности. Недостатком шнековых транспортеров является их высокая энергоемкость, ограниченная длина, сравнительно низкий срок службы. Они плохо подают корма крупной резки или неизмельченные. [7,8]

Гидравлические транспортеры применяют для перемещения и раздачи жидких кормов. Оборудование для транспортирования жидких кормов насосами состоит из смесителей, всасывающего трубопровода, распределительной системы и кормушек.

Пневматические транспортеры бывают двух типов: низкого давления, работающие при помощи вентиляторов и предназначенные для перемещения сыпучих кормов, и высокого давления, работающие на сжатом воздухе.

Тракторные и автомобильные раздатчики - эффективное средство транспортирования и раздачи кормов. Высокая мобильность, универсальность и надежность, простота применения экономичность - вот основные факторы, обеспечивающие им широкое применение в коровниках павильонного типа с кормовыми проездами, на откормочных и выгульно-кормовых площадках. Важное преимущество мобильных кормораздатчиков - совмещение доставки кормов и раздачей их по кормушкам. Они могут использоваться и при заготовке кормов в качестве саморазгружающихся транспортных средств с регулируемой производительностью. Кроме того, современные кормораздатчики совмещают еще две операции, это смешивание и измельчение компонентов кормосмеси. Таким образом, современные мобильные кормораздатчики измельчители-смесители являются своеобразными кормоцехами на колесах. [7,8]

2.2.2 Требования предъявляемых к мобильным раздатчикам кормов

Состояние здоровья продуктивность животных зависят не только от качества, уровня и полноценности их питания, но и в значительной мере от своевременной и правильной выдачи кормов. Эта операция - одна из ответственейших в животноводстве. По трудоемкости она составляет 40% общих трудозатрат по уходу за животными.

Механизацию процесса раздачи кормов на фермах и промышленных комплексах осуществляют разнообразными по принципу действия и конструкции кормораздатчиками.

Но работа кормораздающих машин не ограничивается только процессом выдачи кормов в кормушки. Эти машины используют для доставки кормов от хранилищ к животноводческим помещениям с последующей разгрузкой кормовых масс в стационарные кормораздатчики, для доставки к коровникам и их раздачи внутри или вне этих помещений.

К этим машинам предъявляют целый комплекс требований, в том числе: зоотехнические - равномерность и точность раздачи корма, дозировка его индивидуально каждому животному или группе животных, бесшумность в работе, исключение загрязнение корма, расслаивание его по фракциям, травмирования животных; технико - экономические - универсальность в выдаче различных по виду и консистенции кормовых масс, долговечность и высокая надежность в работе, малая энергоемкость и металлоемкость, удобство и безопасность в эксплуатации, автоматизация выполняемых рабочих процессов.

Отклонение дозы от предписанной нормы выдачи на одну голову для стебельных кормов допускается ± 15%, а для концентрированных кормов - ± 5%. Возвратимые потери корма не должны превышать 1%, невозвратимые потери не допускаются.

Продолжительность операции раздачи корма в одном помещении не должна превышать 20…30 мин. Кормораздатчики должны быть универсальными, иметь высокую производительность и возможность регулирования нормы выдачи на 1 голову от минимальной до максимальной, не создавать излишнего шума в помещении, легко очищаться от остатков корма, быть надежными в работе, окупаться за 2 года, иметь коэффициент готовности не менее 0,98.

2.3 Технологический расчет предлагаемой системы машин для раздачи кормов

Технологический процесс доставки и раздачи кормов ограничен временем кормления животных, поэтому можно считать, что эффективность обслуживающей системы выражается функциональной зависимостью



где С_М - система машин и оборудования, используемая для выполнения процесса; Ф_Л - рациональное формирование технологических линий;

Ф_М - функционирование машин в технологических линиях.

Несовершенство, обслуживающее системы процесса раздачи кормов, приводит к потерям П₀, которые включают потери от несовершенства применяемой система машин ? П_Л и функционирования машин ? П_Ф.М, то есть

П_о=? П_М +? П_Л + ? П_Ф.М

Несовершенство машин, используемых в технологическом процессе раздачи кормов, проявляется в неудовлетворительном качестве измельчения, смешивания и раздачи грубых и сочных кормов погрузчиками, измельчителями и кормораздатчиками-смесителями.

Чтобы учесть потери от несовершенства системы машин технологического процесса раздачи кормов, необходимо правильно укомплектовать технологические линии машинами и обеспечить их оптимальное функционирование. Поскольку при задержке кормления нарушается ритм работы желудочно-кишечного тракта животных, что приводит к потере продукции. Поэтому рекомендуется определять нагрузку на один кормораздатчик для ферм крупного рогатого скота с учетом времени задержки кормления по формуле



где W_i - часовая или суточная производительность машин, голов;

C_i - балансовая стоимость i-й машины в агрегате, руб., a_i - отчисления на реновацию i-й машины, %; - доля работы, выполняемой ш-й машиной в общем объеме работ; z- число кормлений за сутки(период, год); - коэффициент, учитывающий долю потери продукции за 1 ч; - выход продукции от одного животного за сутки, кг; - закупочная цена продукции, руб/кг.

Коэффициент определяем по формуле

где - время задержки кормления, ч.

Кормление производится 3 раза в день при помощи измельчителя-смесителя раздатчика кормов ИСРК-12.

Последовательность технологических операций по приготовлению и раздачи кормосмеси представлена на Листе 3 графической части.

Производительность (кг/ч) мобильного измельчителя-смесителя раздатчика кормов определяют с учетом их погрузки, транспортировки, измельчения и смешивания и непосредственной раздачи в животноводческом помещении.

где G_K- грузоподъемность раздатчика, G_K=5000 кг; - коэффициент использования грузоподъемности, = 0,6…0,7; - коэффициент использования времени смены, = 0,8…0,85; - производительность погрузчика, кг/ч; - скорость движения раздатчика кормов с грузом, = 5…10 км/ч; - скорость движения раздатчика без груза, = 13…22 км/ч; S - сумма расстояний от кормохранилищ до места раздачи, S = 1,5 км; L - длина кормового стола, загружаемая кормом за один проход кормораздатчика (фронт кормления), км; - скорость движения кормораздатчика при выдаче кормов, = 1,3…3,0 км/ч.

Другой не менее важный вопрос формирования технологической линии - это использование мощности тракторов, с которыми агрегатируются передвижные кормораздатчики.

Массу корма или груза, которую может перевозить данный класс трактора, определяют по формуле:

где N_e- эффективная мощность двигателя, кВт;

-эксплуатационный КПД транспортного агрегата; - коэффициент, учитывающий потери в трансмиссии, на буксование и перекатывание V_Г,

V_XX - соответственно скорость движения с грузом и холостого хода, км/x; k - коэффициент, учитывающий массу кормораздатчика; f- коэффициент сопротивления движению.

Согласно техническим характеристикам кормораздатчиков минимально необходимая мощность трактора при агрегатировании кормораздатчика ИСРК - 12 должна составлять 60 кВт, а максимальная грузоподъемность G_K= 5000 кг. Число мобильных кормораздатчиков, необходимых для обслуживания фермы, определяем по формуле



где Р_Д- суммарное количество корма, которое необходимо раздать за одну выдачу, кг; t_Д - время, отводимое на раздачу корма, с.

где Р_сут - суточный рацион данного вида корма, кг; k - примерное распределение корма, %.

Примерное распределения количества корма представлено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Примерное распределение суточного рациона по выдачам,%

корм модернизация ферма

2.3.1 Расчет потребности в кормах и вместимости хранилищ

Для обеспечения необходимого привеса молодняка в хозяйстве разработан рацион, включающий следующие компоненты: силос, зернофураж, зерно, комбикорма, мед, и др. минеральные добавки. Исходя из этого рациона определяем суточную, годовую потребность в кормах, а также объем хранилищ, необходимый для хранения этих кормов.

Суточный расход каждого вида корма определяется по формуле: [12]



где n_i - суточная норма выдачи кормов в расчете на одного животное, кг; m_i - поголовья животных, m_i= 360 гол. (количество телят 6-ти месячного возраста, поступающих с фермы «Центральная»).

Рацион кормления молодняка на откорме от 6-ти до 14,5 месячного возраста представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Рацион при откорме КРС на силосе (живая масса 450 кг на 14,5 месяц, среднесуточные приросты соответственно по периодам откорма - 1100, 1000, 1000 г) кг на гол. в сутки.

По формуле (2.9) определяем суточный расход корма и сводим полученные результаты в таблицу 2.3.

Годовую потребность в кормах определяем по формуле

где К - коэффициент неравномерности откорма, К = 1,1.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.4.

Для хранения грубых и сочных кормов необходимо иметь такие хранилища, в которых потери питательных веществ были бы минимальными.



где g - насыпная плотность кормов, кг/м³ [12].

Объем сенного сарая:

Таблица 2.3 Суточный расход кормов, кг

Таблица 2.4 Годовой расход кормов, т

Объем силосной траншеи:



Объем хранилища для зерна и комбикормов:

Таким образом, по формуле 2.8 определяем

По формуле 2.7 определяем количество кормораздатчиков

Таким образом, потребное количество кормораздатчиков составило n_P=1 ед.. То есть, имеющийся в хозяйстве кормораздатчик ИСРК - 12 полностью справляется с заданным объемом работ.

2.6 Расчетная технологическая схема основного производственного здания и определение его основных размеров

Основным производственным зданием является четырех рядный двор на 200 голов привязного содержания в стойлах. Проектируем его на основе ОНТП. Стойла расположены параллельными рядами, разделенными на 8 секций по 25 голов каждая, с устройством для двух смежных рядов общего кормового проезда. Также имеется 3 навозных прохода, 2 из которых пристенных. Для оборудования коровника используется 8 комплектов стойлового оборудования ОСК-25А, 180 автопоилок ПА-1; 2 комплекта скребковых навозоуборочных транспортеров ТСН-160. [9,10]

Полы в стойлах должны быть нескользкими, стойкими к воздействию агрессивных сред (моча, навоз, дезинфицирующие вещества), водонепроницаемыми и иметь уклон в сторону навозного прохода 0,02 м на колонный метр. Учитывая нормы, указанные в ОНТП для племенных ферм, мы имеем следующие данные: в одном ряду допускается не более 25 стойл, шириной 1,2 м, глубиной 1,8-2 м. Ширину кормовых и навозных проходов принимаем в зависимости от габаритов кормораздатчика и транспортера навоза. Навозные проходы, которые используются также для вывода коров из помещения, устанавливают шириной не менее 1,5 м при их расположении между стеной и рядом стойл не менее 2,0 м.

где l_c - длина стойла, l_c= 2,0 м; - ширина кормового проезда, =2,38 м; b_k - ширина кормушки, b_k = 0,7 м; - ширина центрального навозного прохода = 1,76 м; - ширина пристенного навозного прохода + 1,2 м; - ширина навозного канала, = 0,32 м.

где - ширина тамбура, =2,7 м; - ширина торцевого прохода,

=1,9 м; - ширина стойла, = 1,2 м; - количество стойл, =50;

- ширина центрального прохода, = 3,6 м.



2.7 Генеральный план

При проектировании генерального плана необходимо пользоваться санитарно-строительными нормами и правилами (СНиПами), санитарными зоотехническими и противопожарными комами, имеющими силу ГОСТов.

Проектирование генерального плана начинается с выбора земельного участка, расположение которого указывают с перспективным паном, санитарно-гигиеническими и противопожарными нормами. [9,10]

Участок под ферму должен быть сухим, несколько возвышенным, не затопляемым паводковыми водами, с уклоном не более 5° на юг. Животноводческую схему располагают по рельефу ниже жилого сектора, с подветренной стороны от него, с санитарно-защитной зоной 500 м.

На генеральном плане предусматриваются следующие зоны:

1. Зона основных производственных зданий.

Она включает в себя коровники, телятники. Доильно-молочный блок и тд. Эта зона должна находиться с подветренной стороны по отношению к другим зонам, в соответствии с розой ветров.

2. Зона хранения и подготовки к использованию кормов.

В этой зоне размещают сенохранилище, кормоцех, автомобильные весы.

3. Зона сбора, хранения и подготовке к использованию навоза.

Ее строят не более 60 м от животноводческих помещений. Сооружения для очистки и обеззараживания навоза размещают вне территории фермы, ниже производственной зоны, на расстоянии 200-300 м. Их отгораживают, озеленяют и оборудуют отдельные въезды.

В этой зоне размещают навозохранилище, площадки для хранения торфа и тд.

4. Зона санитарно-ветеринарных объектов.

В этой зоне размещают изолятор, лечебницу, ветпункт, ветаптеку.

Требования, предъявляемые к взаимному расположению зон.

При зонировании территории необходимо учитывать ряд требований. Здания для содержания скота необходимо располагать так, чтобы выпас скота на пастбище был удобен и не пересекался с хозяйственными путями.

Необходимо исключить возможные столкновения животных с транспортером, в том числе в экстремальных ситуациях (пожар, авария).

Животноводческие помещения по рельефу местности располагают на относительно пониженной части по отношению к кормовой зоне, а кормовая зона располагается с подветренной стороны по отношению к направлению господствующих ветров.

Ветеринарные здания (профилактории, убойные пункты) размещают изолированно.

По санитарным требованиям отвод поверхностных вод животноводческих зданий, выгульных площадок, навозохранилищ должен быть таким, чтобы эти воды миновали открытые водоемы. Но этим же требованиям не допускается совмещение путей подводки кормов и вывозки молока с путями вывозки навоз, а также прогноза скота на пастбище.

При проектировании предусматривается противопожарное водоснабжение, которое осуществляется путем устройства искусственных водоемов и пожарных резервуаров с удобными подъездами для пожарных машин в любое время года.



3. Конструкторская разработка

3.1 Анализ конструкции кормораздатчика ИСРК-12

Мобильный кормораздатчик ИСРК-12 «Хозяин» является универсальным транспортно-технологическим средством для измельчения, перемешивания и раздачи кормовых смесей (зеленая масса, силос, сенаж, рассыпное и прессованное сено, солома, комбикорм, корнеплоды, а также корм в виде брикетов и даже жидкие кормовые добавки).

Используется он в основном для кормления крупного рогатого скота на фермах молочного направления с шириной кормового проезда не менее 2 м и имеет возможность раздачи кормосмесей на обе стороны, как при помощи регулируемого транспортера (до 0,7 м) так и лотка. Весоизмерительное устройство с терминалом позволяет приготавливать полноценные кормосмеси с заданной энергетической ценностью. Универсальный раздатчик кроме измельчения, перемешивания, транспортировки и раздачи осуществляет и загрузку кормов. Это достигается дооснащением раздатчиков специальными устройствами для забора корма: фрезами для силоса или грейферным (челюстным) захватом. [13,14] через широкоугольный карданный вал и адаптированное сцепное устройство, что является наиболее оптимальным сочетанием, так как в сельскохозяйственном производстве стран СНГ трактора «Беларус» имеют подавляющее распространение. Управление операциями самопогрузки, транспортировки, измельчения, смешивания и раздачи кормов производится одним человеком, как правило, из кабины трактора, котором раздатчик приводится в действие с дистанционного пульта управления.

В средней части шнека имеются лопасти, направляющие потоки массы вверх. Слева по ходу кормораздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной цепочно-планчатый транспортер с гидроприводом. Угол наклона транспортера (высота выгрузки массы в кормушки) регулируется гидроцилиндром. Норма выдачи кормосмеси регулируется шиберной заслонкой выгрузного люка, открываемой с помощью гидроцилиндра. Величина открытия шибера контролируется визуально по положению рычага, связанного со штоком гидроцилиндра, и меткам, нанесенной на специальную линейку закрепленной на передней стенке бункера. В транспортном положении транспортер фиксируется в вертикальном положении.

Справа по ходу кормораздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной лоток для раздачи массы по кормовому проходу. Подъем и опускание лотка производится вручную. Регулировка нормы выгрузки осуществляется так же, как и на выгрузном транспортере (см. рисунки 3.3; 3.4). [13,14]

Весовой механизм ИСРК-12 «Хозяин» состоит из нагрузочного устройства, управляющего контроллера и коммутационных связей. Измерительная система имеет ручной режим настройки, автоматический режим взвешивания с высвечиванием показаний на индикаторе дисплея, блокировку системы взвешивания при переездах агрегата к местам погрузки. Весоизмерительный терминал с точностью взвешивания основных компонентов корма не более 2% и системой программирования позволяет приготавливать полноценные кормосмеси с заданной энергетической ценностью и заданных объемов. Состав смеси контролируется по электронным весам согласно рациону, установленному для каждой группы животных, что позволяет более гибко подходить к формированию рациона для различных половозрастных групп животных, чем достигается наибольшая эффективность кормления, а значит привесов и надоев.

Привод рабочих органов кормораздатчика, измельчительно-смесительных шнеков, осуществляется от главного двухступенчатого планетарного редуктора, установленного в передней части рамы и системы ценных передач, а остальных рабочих органов - с помощью автономной гидросистемы, включающие гидронанос, гидромотор привода выгрузного транспортера, гидроцилиндры привода шиберов и наклона транспортера, гидробак, гидрораспределители, конрольные приборы и предохранительную арматуру. Передача мощности от ВОМ трактора к главному редуктору осуществляется карданным валом.

Кормораздатчики ИСРК-12Г и ИСРК-12Ф «Хозяин» представляют серию «пять в одном» - измельчение, смешивание, раздача, весы, погрузчик.

Кормораздатчик ИСРК-12Ф «Хозяин» (рисунок 3.6) отличается от базовой модели наличием бульдозерного ножа и загрузочной фрезы, предназначенной для загрузки силоса прямо из траншеи. Выемка и загрузка силоса фрезой осуществляется вертикальными слоями без нарушения целостности прилегающих слоев, что производить загрузку силоса по всей высоте траншеи до 4 метров с производительность. Не менее 3,0 тонн за 5 минут. Загрузка силоса фрезерным погрузчиком и смешивание компонентов корма в смесительном бункере кормораздатчика происходит одновременно (см. рисунок 3.6). Работа фрезерного загрузчика обеспечивается за счет уникальной бортовой системы гидропривода, включающей в себя бак емкостью 100 литров, два спаренных высокопроизводительных гидронасоса, длинноходовых цилиндров подъема штанги фрезы, реверсивного гидромотора вращения фрезы, автоматики и гидрораспределителей с дистанционным управлением органами гидропривода из пульта, помещаемого в кабину трактора. [13,14]

Купленный хозяйством в 2004 году кормораздатчик ИСРК-12 в базовой комплектации не был оснащен фрезой. Поэтому загрузка силоса из траншей осуществлялась при помощи использования дополнительного МТА в составе трактора ЮМЗ-6Л и грейферного погрузчика. В связи с предполагаемым увеличением объемов производства на ферме, хозяйство планирует закупить такой фуражир [1], тем самым, высвободив трактор ЮМЗ-6Л и грейферный погрузчик, для других работ. Эти мероприятия в дальнейшем позволят сократить количество трудовых и финансовых затрат, связанных с погрузкой корма.

Проведенные исследования и анализ работы фуражира в базовой комплектации показал, что его конструкция нуждается в доработке. [13,14]

Недостатком стандартной фрезы является то, что при загрузке бункера не хватает воздушного подпора для транспортировки корма внутрь бункера. Выбираемый из монолита силос долетает лишь до середины бункера. Кроме того, масса стандартного фрезерного барабана из-за конструкции намного больше, чем у проектируемого, что соответственно требует больших энергозатрат на перемещение барабана вдоль монолита. [13,14] Поэтому нами предлагается модернизация фрезерного барабана фуражира.

Предлагаемый фрезерный барабан фуражира (см. рисунок 3.7) выполнен облегченным, и представляет собой вал с боковинами, в прорезях которых установлены пластины создающие воздушный поток достаточной силы для транспортировки массы в переднюю часть бункера кормораздатчика. Кроме того, ножи фрезы выполнены таким образом, что позволяют срезать слой силосной массы с меньшими энергозатратами. Каждый нож крепится к валу в трех точках при помощи винтов с потайной головкой: с краев к боковинам, а по середине к стойке.

3.4 Теоретическое обоснование процесса

3.4.1. Проверка прочности стрелы фрезы фуражира на изгиб

Стрелу фрезы фуражира можно условно представить как одноопорную балку уравновешенную силой веса барабана фрезы F_б, подпора подъемного гидроцилиндра F_г и силами реакции подшипниковой опоры в горизонтальной R_{A x} и вертикальной плоскости R_{A y}.

Силу веса барабана фрезы можно определить по известной формуле:



где m_б - масса барабана фрезы, m_б = 101,9 кг; g- ускорение свободного падения, м/c²; g= 9,81 м/с² ? 10 м/с².

F_б= 101,9 • 9,81 = 999,64 Н?1000 Н.

Так как вес барабана фрезы не меняется, то максимальный изгибающий момент, действующий на стрелу, будет наблюдаться при наибольшем его удалении от подшипниковой опоры, то есть при максимальной величине плеча. Плечом является проекция стрелы барабана фрезы на продольную ось фуражира, следовательно, свое максимальное значение она будет иметь, когда стрела находится в горизонтальном положении. В данном положении ось штока подъемного гидроцилиндра и ось стрелы фуражира составляют угол a=45°. Сама стрела фуражира представляет собой два швеллера № 8 с массой погонного метра 25,4 кг. Исходя из формулы (3.1) можно заключить, что на балку стрелы действует постоянная распределенная нагрузка q= 249,174 Н/м?250 Н/м. Расчетная схема нагружения балки показана на рисунке 3.7.

Ориентировочно направляем реакции опоры А в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Разобьем условно всю балку на два участка длиной l₁и l₂ для которых в дальнейшем будем строить эпюры действующих сил и изгибающих моментов.

Исходные данные принятые для расчета: F_б= 1000Н, а=45°; q= 250 H/м;

l₁=1м; l₂=3м.

Усилие подпора от гидроцилиндра можно определить из уравнения моментов относительно опоры А.



Рисунок 3.7 Расчетная схема стрелы фуражира с эпюрами действующих сил и изгибающих моментов

Рисунок 3.8 Поперечное сечение балки

Реакция опоры А в горизонтальной и вертикальной плоскостях можно найти если спроецировать все силы действующие на балку на соответствующие оси.



3.4.2 Построение эпюр действующих сил и изгибающих моментов

Эпюра сил.

Длина первого участка меняется от 0 до l₁.

Тогда

Длина второго участка меняется от l₁ до l₂.

Тогда:



По результатам расчетов строим эпюру действующих на балку сил рис 3.7.

Эпюра моментов:

Тогда:

Тогда:

Тогда:

По результатам расчетов строим эпюру моментов изгибающих балку рисунок 3.7.

3.4.3 Проверка балки на прочность

Условия прочности при изгибе записываются следующим образом:

где - максимальный изгибающий момент, Н•м; W_x - момент сопротивления сечения, м³. [15,17]

Максимальный изгибающий момент, как видно из эпюры, наблюдается в месте крепления штока гидроцилиндра и составляет М_max=4125 Н•м.

Момент сопротивления полого прямоугольного сечения определяется по следующей формуле:

Так как стрела барабана фрезы состоит из двух частей полого прямоугольного сечения рисунок 3.8, то есть из четырех швеллеров, то момент сопротивления сечения необходимо умножить на четыре:

В сечении каждой балки 2 остальных горячекатаных швеллера выполненных по ГОСТ (8240-72). Из справочника [15] находим основные размеры швеллера представленного на рисунке 3.8.

B= 80 мм. b= 71 мм H= 80 мм h= 65,2 мм

Из справочника [15] находим допускаемые напряжения для горячекатаной стали ГОСТ 1050-74. =21 Мпа

20,95 Мпа < 21Мпа



Условие прочности выполнено. Конструкция стрелы из четырех изделий типа Швеллер является прочной.

3.4.4 Подбор гидроцилиндров подъема стрелы фрезы

Для подбора гидроцилиндра подъема стрелы фрезы необходимо:

- определить максимальное усилие, которое он должен развивать;

- ход штока гидроцилиндра, чтобы полностью обеспечить требуемый подъем;

- минимальное давление масла в системе;

- и объем жидкости для подъема.

Максимальное усилие, которое должен развивать гидроцилиндр.

Учитывая, что найденная выше нами сила подпора подъемного гидроцилиндра F_г (см. рисунок 3.8) будет распределена между двумя гидроцилиндрами, то каждый из них должен обеспечить усилие .

Ход штока гидроцилиндра.

Для определения хода штока гидроцилиндра составим кинематическую схему фуражира (см. рисунок 3.9).

По теореме Пифагора определяем радиус повтора центра барабана фрезы относительно подшипникового узла стрелы:



Угол а, на который должна поворачиваться стрела в крайней верхнем своем положении определится из формулы хорды:

Таблица 3.1 Основные технические характеристики принятого гидроцилиндра для подъема стрелы фуражира.

Модель	Грузоподъемность,тс	Тяговое усилие,тс	Ход штока,мм	Рабочий объем масла, см3	Диаметр штока,мм	Габариты,мм (BxLxH)	Масса,кг
ЦС200Г10	200	75	100	20096	160	245x325x1210	273,8

Минимальное давление масла в гидросистеме, обеспечивающее подъем стрелы силовыми цилиндрами определяется по следующей формуле:

Где S_n - площадь поршня гидроцилиндра м².

Диаметр поршня принятого гидроцилиндра d_n равен 100 мм. Тогда:

Такое давление вполне способна обеспечить гидравлическая система трактора, с которым агрегатируется данный фуражир.

Объем подаваемой жидкости.

Объем подаваемой жидкости в гидроцилиндр для обеспечения подъема стрелы фрезы на требуемую величину определяется как

Где i- число гидроцилиндра, i=2; - ход штока гидроцилиндра, м. из таблицы 3.1. =1м.

V= 210,007853982= 0,015707964 м³= 15,71 л.

Вывод: для максимального подъема стрелы фрезы (4,5 м) необходимо подать около 16 литров масла под давлением 5,4 атм.



4. Технико-экономическая эффективность работы

Технико-экономический расчет эффективности работы производится согласно нормативно-справочному материалу для проведения экономических расчетов применительно к сельскохозяйственному производству нечерноземной зоны РФ. [20,21,22]

Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Исходные данные к расчету экономической эфективности работы

Показатели	Ед. изм.	Обозначение показателя	Базовый вариант	Новый вариант
1	2	3	4	5
Марка кормораздатчика	-	-	ИСРК-12+МТЗ-1221и ЮМЗ-6Л+ПЭ	ИСРК-12М+МТЗ-1
Сметная стоимость	Руб.	ЦС	-	-
-кормораздатчик ИСРК-12М	Руб.	ЦС	-	365000
-трактор МТЗ-1221	Руб.	ЦС	836000	-
-трактор ЮМЗ-6Л	Руб.	ЦС	760000	-
-кормораздатчик ИСРК-12	Руб.	ЦС	290000	-
-погрузчик ПЭ-0,8	Руб.	ЦС	125000	-
Норма амортизационных отчислений	%	a	-	-
-кормораздатчик ИСРК-12М	%	a	-	20,0
-трактор МТЗ-1221	%	a	16,1	16,1
-трактор ЮМЗ-6Л	%	a	16,1	-
-кормораздатчик ИСРК-12	%	a	20,0	-
-погрузчик ПЭ-0,8	%	a	20,0	-
Нормы отчислений на ТО и	%	ТР	-	-
-кормораздатчик ИСРК-12М	%	ТР	-	18,0
-трактор МТЗ-1221	%	ТР	9,9	9,9
-трактор ЮМЗ-6Л	%	ТР	9,9	-
-кормораздатчик ИСРК-12	%	ТР	18,0	-
-погрузчик ПЭ-0,8	%	ТР	19,0	-
Количество обслуживающего персонала	чел	Л	2	1
Тарифные ставки рабочих	Руб/ч	Fac	70	70
Установленная мощность трактора МТЗ-80/82	кВт	N	59	59
Установленная мощность трактора ЮМЗ-6Л	кВТ	N	38	38
Удельный расход топлива:	ч/кВТ	qч	-	-
-трактор МТЗ-1221	кг-ч/кВТ	qч	0,294	0,294
-трактор ЮМЗ-6Л	кг-ч/кВТ	qч	0,252	0,252
Комплексная цена горючего	руб/т	ЦГ	22000	22000
Годовая загрузка	-	-	-	-
-кормораздатчик ИСРК-12М	ч	ТГ	-	1460
-трактор МТЗ-1221	ч	ТГ	1200	1200
-трактор ЮМЗ-6Л	ч	ТГ	1200	-
-кормораздатчик ИСРК-12	ч	ТГ	1200	1200
-погрузчик ПЭ-0,8	ч	ТГ	800	-
Продолж. работы в сутки	ч	ТС	3	3
Часовые на хранение	-	-	-	-
-корморазд. ИСРК-12М	руб.	Х	-	3
-трактор МТЗ-1221	руб.	Х	10	10
-трактор ЮМЗ-6Л	руб.	Х	10	-
-кормораздатчик ИСРК-12	руб.	Х	3	-
-погрузчик ПЭ-0,8	руб.	Х	3	-
Объем работ	гол.	АН	400	400
Отр. Норм. коэффициент эф капитальных вложений		ЕН	0,15	0,15
Масса	кг	М	-	-
-кормораздатчик ИСРК-12М	кг	М	-	2600
-трактор МТЗ-1221	кг	М	3980	3980
-трактор ЮМЗ-6Л	кг	М	2850	-
-кормораздатчик ИСРК-12	кг	М	2400	-
-погрузчик ПЭ-0,8	кг	М	5000	-

Эксплуатационные издержки определяем по формуле

С=А+Р+Q_ТР+Г+Х

Амортизационные отчисления определяем п формуле

-для базового варианта

- для нового варианта

Отчисления на ТО и ТР определяем по формуле

- для базового варианта



- для нового варианта

Оплату труда определяем по формуле

- для базового варианта

- для нового варианта

Стоимость ГСМ определяем по формуле

- для базового варианта



-для нового варианта

Стоимость расходов на хранение определяем по формуле

- для базового варианта

- для нового варианта

Таким образом, эксплуатационные издержки по формуле (4.1) составляет

- для базового варианта



- для нового варианта

Удельные капитальные вложения определяем по формуле

-для базового варианта

Удельные приведенные затраты определяем по формуле

- для базового варианта

- для нового варианта

Удельные затраты труда определяем по формуле



- для базового варианта

- для нового варианта

Годовой экономический эффект от применения кормораздатчика

Срок окупаемости определяем по формуле

Где КВ- капитальные вложения на модернизацию кормораздатчика, КВ=Ц_К.

Исходя из затрат на изготовление оригинальных деталей, стоимости материалами и покупных изделий цену модернизированного кормораздатчика определяем по формуле



где - затраты на изготовление корпусных деталей, руб.; - затраты на изготовление оригинальных деталей, руб.; - оплата труда производственных рабочих, руб.; - цена покупных изделий, руб.; - внепроизводственные расходы, руб.

Затраты на изготовление корпусных деталей рассчитываем по формуле

где М_к- масса материала, израсходованного на изготовление корпусных деталей ( по рабочим чертежам), М_к=186 кг, - средняя стоимость 1 кг готовых деталей, = 200 руб/кг.

Затраты на изготовление оригинальных деталей определяем по формуле

,

Где - заработная плата ( с начислениями ) производственных рабочих, занятых на изготовлении оригинальных деталей, руб.

Стоимость материала заготовок для изготовления оригинальных деталей рассчитываем по формуле

,

Где - цена на 1 кг материала заготовок (см. таблицу 1 Приложение 1), руб/кг;

- масса заготовки, кг (см. таблицу 1 Приложение 1).

Полную заработную плату производственных рабочих определяем по формуле

,

Где С_пр, С_доп- основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих, руб; С_есн- начисления в единый социальный налог, руб.

Основную заработную плату производственных рабочих определяем по формуле

Где n - количество деталей (см. таблицу 1 Приложение 1) , - средняя трудоемкость изготовления оригинальных деталей, ч; - часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду, руб/ч.

Дополнительную заработную плату рабочих рассчитываем по формуле



Где - коэффициент, учитывающий доплаты к основной заработной плате, = 5…12%.

Начисления в единый социальный налог рассчитываем по формуле

Подставляя значения в формулу получаем

Подставляя значения в формулу (4.14) получаем

Цену покупных изделий Ц_пи определяем по прейскуранту. (см. таблицу 2 Приложение 1), Ц_пи= 1088 руб.

Полную заработную плату рабочих производственных зон, занятых на сборке конструкции определяем по формуле

Где С_сб и С_доп.сб - основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке, руб; С_есн.сб - начисления в единый социальный налог на заработную плату этих рабочих, руб.



Где Т_сб - нормативная трудоемкость сборки конструкции, ч.

Где к_с - коэффициент, учитывающий соотношение между полным оперативным временем сборки, к_с = 1,08; - суммарная трудоемкость сборки составных частей конструкции , = 44 ч.

Дополнительную заработную плату определяем по формуле

Начисления в единый социальный налог определяем по формуле

Подставляя значения в формулу (5.20) получаем



Общую заработную плату определяем по формуле

Общепроизводственные накладные расходы на изготовление конструкции определяем по формуле

Где - основная заработная плата производственных рабочих, участвующих в изготовлении конструкции, руб; R_on - коэффициент общепроизводственных расходов, R_on=6,2%.

Внепроизводственные расходы определяем по формуле

Где - процент внепроизводственных расходов, = 20…30%.

Подставляя найденные значения в формулу (5.12) получаем



Таких образом, по формуле (5.11) определяем

Таблица 4.2. Основные экономические показатели технологической линии раздачи кормов на ферме 200 голов.



5. Безопасность жизнедеятельности

Для снижения количества несчастных случаев должны соблюдаться правила техники безопасности. В соответствии с ГОСТ 12.004-89 и ОСТ 46.0126-82 в хозяйстве проводятся следующие виды инструктажа по охране труда: вводный инструктаж; первичный на рабочем месте; повторный инструктаж; внеплановый и целевой инструктажи.

Для соблюдения норм техники безопасности необходимо провести следующие мероприятия: вращающиеся части машин закрываем кожухами, все электрооборудование заземляем с помощью заземляющего контура, устанавливаем ограждения мест связанных с опасностью, рабочие места обеспечиваем наглядной агитацией по безопасным методам труда, своевременно проводим первичные, повторные и внеплановые инструктажи.

Для защиты животных и обслуживающего персонала от поражения электрическим током в коровнике следует применять УВЭП, содержащие металлические стержни (элементы), электрически соединенные с технологическим оборудованием и строительными металлоконструкциями.

Стержни УВЭП следует погружать в землю около кормового стола вдоль внутренней стороны. Длина каждого стержня должна быть не менее 0,5 м. Погружают их в землю под углом 35…50° к поверхности пола. Смещение верхних концов от внешней стороны стола не более 0,5 м. Диаметр стержней не менее 10 мм. На действующей ферме допускается вместо стержней использовать прутки, выполненные из катанки диаметром не менее 6 мм.

Выравнивающие элементы должны иметь надежный электрический контакт с допустимым для прикосновения металлоконструкциями. С этой целью они должны быть приварены к указанным металлоконструкциям непосредственно либо с помощью соединительных проводников диаметром не менее 6 мм. Сопротивление контакта не должно превышать при этом 0,1 Ом.

Элементы УВЭП должны быть изготовлены из оцинкованной стали. В случае выхода из строя элементов УВЭП из строя вследствие коррозии или по иной причине они должны быть немедленно заменены новыми.

Инструкция по технике безопасности обязательна для соблюдения и выполнения работниками, за невыполнение инструкции работники привлекаются к ответственности.

1 Общие сведения

- к обслуживанию оборудования не допускаются лица моложе 18 лет и беременные женщины;

-лица, обслуживающие транспортные средства, должны иметь соответствующие права управления транспортом;

- не допускаются персонал к работе без спецодежды;

- персонал не допускается к работе без проведения инструктажей: первичного или повторного.

2 Требования безопасности перед началом работы

- одеть спецодежду

- подготовить рабочее место

- проверить исправность средств сигнализации, систем оповещения, механизмы;

- доложить руководителю работ о выявленных неисправностях и до их устранения к работе не приступать;

- необходимо осмотреть спецодежду и обувь, устранить недостатки.

...