ФГОУ ВПО ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра СХМ и МТЖ.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТпо механизации и технологии животноводства
«Проект молочного комплекса на 590 коров
с разработкой внутрихозяйственного
комбикормового блока».
Выполнил: Осадчий А.В.Студент 44 группы,
Факультет ТС в АПК.
Проверил:Яцунов .
ОМСК 2011СОДЕРЖАНИЕ
Лист
Введение……………….…………………………………………………………2
1. Проектирование генерального плана фермы…………………….…………3
2. Механизация водоснабжения и поения животных………………..………..7
3. Вентиляция и отопление………………………………………………………9
4. Приготовление кормов………………………………………………………14
5. Доение коров и первичная обработка молока………………………………19
6. Погрузка, доставка и раздача кормов……………………………………… 22
7. Уборка и транспортировка навоза. …………………………………………25
8. Составление графика работы машин……………………………….………27
9. Расчет штата фермы и определение затрат труда на 1ц. молока…….……28
10. Планирование технического обслуживания……………………….………30
11. Разработка внутрихозяйственного комбикормового блока………..…….31
12. Литература……………………………………………………………...……36
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА ФЕРМЫ.
1.1.Требования к участку и определение размера территории фермы
Участок должен быть расположен: в сухом незатопляемом месте и иметь уклон , обеспечивающий сток поверхностных вод; вблизи источника электроснабжения и естественных водоемов, обеспечивающее достаточное количество воды.
Каждая ферма должна размещаться на расстоянии не ближе 300 м от жилого района. Вдоль границ фермы следует создать зеленую зону. К выбранному участку необходим удобный подъезд.
Размер территории фермы определяется как сумма площадей, занятых производственными зданиями, санитарными разрывами между ними, дорогами и защитными зонами. Площадь фермы или комплекса F(м 2 ) определяем по заданному числу голов скота m и удельной площади на 1 голову м2
Тогда общая площадь земельного участка:
, (1.1)
где: m - количество коров на ферме, по заданию m = 590 голов;
м2.
Рассчитанный земельный участок должен иметь соотношение сторон (ширины и длины) 1:1,5.
Тогда длина участка:
b = 1,5∙a , (1.2)
где а - ширина участка:
; (1.3)
м;
м.
1.2Определение состава зданий и сооружений фермы
На территории фермы размещены производственные и вспомогательные здания и сооружения. Количество необходимых животноводческих построек nж в зависимости от заданного числа голов скота и вместимости выбранных построек определяется по выражению
(1.4)
где: - поголовье животных одного вида и одной половозрастной группы; так как 100% стада - коровы, то
- поголовье животных, размещаемых в одном помещении; выбираем коровник на 200 голов, тогда .
Отсюда:
.
Необходимое число однотипных построек принимаем n = 3 шт.
Стойла в коровниках размещаем в два ряда. В типовых коровниках при двухрядном расположении стойл ширина – 12 м [2]. Типзастройки “Ш”-образная
1.4. Выбрав ширину помещения, рассчитываем его длину для привязного содержания по формуле:
(1.5)
где: - число животных в одном ряду,
- ширина стойла, , принимаем ;
- часть длины здания, занятая подсобными помещениями и поперечными проходами, [2].
Тогда:
.
План и разрез стойла коровника на 200 голов изображён на листе 2 приложения.
Площадь выгульных площадок рассчитываем по нормам на одну голову животного Выбираем твердое покрытие. При твердом покрытии
, (1.6)
.
Площадь навозохранилища определяем по формуле:
(1.7)
где: qп- суточный расход подстилки, qп=2кг/гол [2] ;
qм- суточный выход мочи, qм=20кг/гол [2] ;
qн- суточный выход навоза, qн=35кг/гол [2] ;
jн- объёмная масса навоза, jн =0,9т/м3 [2] ;
Д - продолжительность хранения навоза, Д = 90…120дней [2] , принимаем Д = 90 дней;
hн - высота укладки навоза, hн =1,5…2м [2] ;
Ширина хранилища Внх= 15м, тогда его длина будет равна:
(1.8)
Так как LНХmax ≦ 70 м, то принимаем два навозохранилища по 60 м. каждое.
а) Годовой запас силоса или сенажа определяем по формуле:
, (1.7) где:- суточная норма силоса или сенажа (из таблицы 2 пункта №4 данной пояснительной записки), на 1 голову, кг;
k - коэффициент потерь силоса, k=1,12
;
Объём силоса:
(1.8)
где: - насыпная плотность корма, т/м3 ; для силоса ; для сенажа [2], принимаем .
;
Количество сенажа:
;
.
а) Необходимое количество траншей:
(1.9)
где: - объём стандартной траншеи, м3 ;для силоса выбираем для сенажа [2].
Тогда для силоса:
Принимаем
Для сенажа:
.
Принимаем
Площадь корнеклубнехранилища (м2 ) определяем по годовой потребности и удельной нагрузке на 1м2
хранилища:
(1.10)
где: qк - суточная норма корнеклубнеплодов, кг/гол, принимаем по таблице 2 пункта 4 данной пояснительной записки qк = 11,65 кг/гол;
- удельная нагрузка для хранилища закрытого типа, [2]; принимаем
Тогда:
.
Ширину хранилища Вк принимаем стандартной Вк = 18м. Тогда его длина будет равна:
(1.11)
принимаем
Число и размер скирд сена и соломы определяем также по расходу и удельной нагрузке при наибольшей
длине L = 60м и ширине ; принимаем Вс = 8м.
Тогда количество скирд сена и соломы определяем по формуле:
(1.12)
где: qс- суточная норма сена или соломы, кг/гол; из таблицы 2 данной пояснительной записки: сена - qс = 5,35 кг/гол, соломы - qс = 7,5 кг/гол;
kс- коэффициент, учитывающий текущий запас грубых кормов, kс =0,5…1,0 [2], принимаем kс = 0,7
- удельная нагрузка; для сена ,для соломы
Тогда для сена:
;
Принимаем:
Для соломы:
, принимаем:
1.3 Размещение построек и оформление плана фермы
Генеральный план фермы на 600 голов выполняем на листе 2 графической части проекта в масштабе 1:1000
Где:
1- автовесы;
2- ветпункт;
3- водонапорная башня;
4- выгульный двор;
5- гараж;
6- кормоцех;
7- корнеклубнехранилище;
8- коровник на 200 голов;
9- котельная;
10- доильно-молочный блок;
11- насосная станция;
12- навозохранилище;
13- скирда сена;
14- скирда соломы; стационар;
15- трансформатор
16- траншея для хранения сенажа
17- траншея для хранения силоса;
18-административное здание
19- ветеринарно-санитарный пропускник;
Коэффициент плотности застройки определяем по формуле:
(1.13)
где: F3 - площадь, занятая под застройкой на ферме, ;
F0 - общая площадь фермы,
.
Коэффициент использования участка:
(1.14)
где: Fс - площадь, занятая сооружениями, площадками с твердым покрытием и дорогами,
.
.
2. МЕХАНИЗАЦИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
На животноводческих комплексах водоснабжение является одним из основных технологических процессов, который определяет успех производственной деятельности.
Водопроводная сеть на животноводческих фермах и комплексах состоит из магистральных и распределительных трубопроводов. Внутренний водопровод обеспечивает подачу хозяйственно-питьевой воды на производственные и противопожарные нужды.
2.1 Суточная потребность в воде на ферме определяется по формуле:
(2.1)
где: qв - норма расхода воды на одну голову, л; для молочных коров [2];
2.2 Поскольку суточный расход воды является функцией многих факторов, необходимо определить максимальный суточный расход:
(2.2)
где: кс - коэффициент суточной неравномерности, для зимних условий - кс =1,3 [2]. он показывает, что фактический расход воды в иные дни года превышает среднесуточный на 30%.
2.3 Наибольший часовой расход воды определяем из выражения:
(2.3)
где: кч - коэффициент часовой неравномерности, кч=2,5 [2];
Т - продолжительность водопотребления, условно принимаем Т=24ч [2].
.
2.4 Производительность насосной станции определяем по формуле:
(2.4)
где: Тн - время работы насосной станции в течение суток, принимаем
По справочной литературе [3] выбираем насос по подаче Qн и напору Н (условно принимаем Н=30м [2]);
Вихревой насос 2,5В-1,8М:
-производительность 11…20м 3/ч;
-высота всасывания 5,5м;
-полный напор 70…20м;
-мощность 7,5кВт;
-частота вращения колеса 1450мин-1;
-диаметр входного и напорного патрубков 62,5мм.
2.5 Определяем максимальный секундный расход воды:
(2.5)
2.6. По полученным данным находим диаметр труб внешнего водопровода на начальном участке, где проходится масса воды:
(2.6)
где: υ - скорость движения воды в трубах (V=0,8…1,0м/с [2]), принимаем V=0,9м/с;
.
Принимаем стандартный размер трубы Д=0,070м.
2.7 Резервуар водонапорной башни должен обеспечить вместимость 15…20% от максимального суточного потребления воды. Тогда его емкость определяем из выражения:
(2.7)
.
Принимаем стандартное значение . Принимаем башню БР-15.
2.8. По справочной литературе [3,4] выбираем автопоилки АП-1А. Количество их определяем из расчета, что при четном количестве в ряду и привязном содержании одна поилка обслуживает двух рядом стоящих животных.
n А = m/2 (2.8)
n А = 590 / 2 =295
Тогда количество поилок на всё поголовье (3 коровника) - 295 штук.
3. ВЕНТИЛЯЦИЯ И ОТОПЛЕНИЕ
Нормальное содержание животных в помещениях возможно лишь при условии поддержания определенных физических и химических свойств воздуха.
Оптимальными параметрами микроклимата в помещениях для содержания коров обычно считают такие: температура внутреннего воздуха 8 - 10 о С, относительная влажность воздуха 80%, содержание углекислоты СО2 не более 0,25%, содержание аммиака NH3 не более 0.026 мг/л, скорость движения воздуха 0.5 м/с.
3.1 Определение величины часового воздухообмена
В районах с холодной и продолжительной зимой за основной параметр при расчете вентиляции следует принимать влажность воздуха в помещении. Величина воздухообмена L (м3/ч) для одного помещения будет равна:
L=КПW * mП / (WДОП - Wо) (3.1)
где КП - коэффициент влаговыделеня с пола помещения (1.2-1.4) принимаем равным 1.4
W- количество влаги выделяемое одним животным, 336 г/ч [1] прил-100 стр.289
WДОП - допустимое количество влаги в помещение(8 г/м3)
Wо - влагосодержание наружнего воздуха (для Западной Сибири в январе составляет 1-1.5 г/м3) принимаем равным 1.5 г/м3
L=1.4*336*200 / (8-1.5) = 14474 (3.2)
Полученный воздухообмен не должен быть меньше величины, принятой в нормах технического проектирования. Норма воздухообмена обычно даётся на1 ц. живой массы и для коров состовляет L 17 м3 /(ц/ч). Исходя из этого необходимая величина воздухообмена равна:
L=L* mП*g (3.3)
где g-масса одного животного равна 5 центнеров.
L=17*200*5=17000 м3 /ч
Дальнейшие расчеты будем вести по максимальной величине воздухообмена.
Кратность воздухообмена K рассчитываем по формуле:
K=L/V ; V=a*b*h (3.4)
где V- оббьем помещения, м3;
a - ширина помещения12, м;
b - длина полезной части помещения132, м;
h - высота помещения до потолочного перекрытия (3,0м)
V=12*132*3=4752 м3
K=17000 / 4752=3,6
Принимаем комбинированную систему вентиляции.
3.2 Расчет вытяжных каналов при естественной вентиляции.
Воздух помещения в силу разности температур внутри и снаружи перемещается вверх по каналу с некоторой скоростьюV(м/с). Общая площадь Fв (м2) сечения канала составит:
Fв= Lmax /3600*V (3.5)
где Lmax - максимальное значение величины воздухообмена.
Скорость движения воздуха в канале V зависит от высоты канала и разности температур, и определяется по формуле:
(3.6)
где h - высота канала (3м);
tВН - температура воздуха внутри помещения, 10оС;
t Н - температура воздуха снаружи помещения, -23оС;
FВ=17000/3600*1,32=3,6 м2
Количество вытяжных каналов n на одно помещение
n= FВ / f1
где f1 - площадь поперечного сечения одного канала, принимаем равной 1*1,2=1,2 м2 [2]
n=3.6/1.2=3 принимаем 3 шт.
Вытяжные каналы устраиваем в виде утепленных деревянных шахт, укрепляемых в потолочном перекрытии и крыше здания. Внутренняя поверхность канала покрывается оцинкованной листовой сталью, полость вытяжного канала снабжается дроссель-клапаном. На верхней части канала устраивается зонт.
3.1.1 Расчёт вытяжных каналов при естественной вентиляции.
Воздух в помещении ввиду разности температур внутри и снаружи перемещается вверх по каналу с некоторой скоростью V.
Общая площадь сечения канала:
(3.6)
где: V - скорость движения воздуха в канале, зависит от высоты канала и разности температур:
(3.7)
где: Н - высота канала, Н=3м [2];
Принимаем nв= 4штуки.
3.1.2 Расчет приточной вентиляции.
Поступление свежего воздуха обеспечивается приточными установками, расположенными в вентиляционных камерах торцовых частей помещения.
Приточная установка состоит из центробежного вентилятора, электрического калорифера,
воздухозаборного устройства и приточного воздуховода. Начальный участок воздуховода изготавливается из металла, распределительный из полиэтиленовой пленки.
Подача установки принимается на 15% выше производительности вытяжной вентиляции с целью создания избыточного давления, исключающего «застойные ямы» в помещении.
Подачу установок определяем по выражению:
(3.9)
где: lmax- максимальная подача вытяжной вентиляции,
Вентилятор приточной установки выбираем по его подаче и создаваемому напору. Подача одного вентилятора:
(3.10)
где: - число приточных установок, принимаем
Диаметр воздуховода определяем по формуле:
, (3.11)
где: V - скорость движения воздуха в трубе (для пленочного V = 15…20 м/с [2]), принимаем V = 15м/с;
Напор, развиваемый вентилятором, определяем как сумму потерь от трения воздуха о трубу на прямолинейном участке Нтр и потерь от местных сопротивлений hМ :
(3.12)
где: j - средняя плотность воздуха (j=1,2…1,3кг/м3,[2]) , принимаем j = 1,25кг/м3;
- коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, , принимаем ;
l - длина прямолинейного участка воздуховода, l=120м;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений принимаем = 5;
,
Из справочной литературы [3] по полученным величинам выбираем вентилятор Ц4-70 №3.
Его техническая характеристика:
-производительность 0,55…33 м3/ч
-полное давление 160…1150 Па
-мощность 0,6…1,0 кВт
-масса 21 кг
-частота вращения 1410…2850 мин-1.
3.2 Расчёт системы отопления.
В холодный период года, особенно зимой, количество теплоты, выделяемое животными, недостаточно для поддержания температуры в помещениях, поэтому их оборудуют системами отопления. В условиях Сибири, 80% энергозатрат в животноводстве приходится на отопление.
Количество теплоты, необходимое для отопления животноводческого помещения, определяем по формуле:
, (3.13)
где: Qв - количество теплоты, уносимое потоком воздуха при вентиляции, кДж/ч;
Qогр- количество теплоты, уносимое через наружные ограждения, кДж/ч;
Qсп - количество теплоты, уносимое через открываемые двери, щели и т.д., кДж/ч;
Qж- количество теплоты, выделяемое животными, кДж/ч.
Значение Qв находим по формуле:
(3.14)
где: V - расчётный воздухообмен, V=20400 м3/ч;
- плотность наружного воздуха,
tн- температура наружного воздуха,
tв- температура воздуха в помещении,
с - теплоёмкость воздуха, с=0,99 , [2];
.
Тепловые потери через ограждения определяем по формуле:
, (3.15)
где: К1 - коэффициент теплопередачи;
F - поверхность ограждения, м2.
Для удобства расчётов составляем таблицу 1.
Таблица 1. Расчет удельных теплопотерь.
| Зона | К1 | F,м2 |
|
|
| Стены наружные | 4 | 921,6 | 3686,4 | 69,17 |
| Окна | 1,03 | 60,8 | 62,62 | 1,17 |
| Ворота и двери | 2,3 | 18 | 41,4 | 0,77 |
| Потолок | 0,75 | 1584 | 1188 | 22,3 |
| Пол | 1584 | 0 | 0 | |
| зона 0-2м | 0,4 | 528 | 192 | 3,6 |
| зона 2-4м | 0,2 | 528 | 96 | 1,8 |
| зона 4-6м | 0,1 | 528 | 62,7 | 1,17 |
| Всего | 5329,12 | 100 |
Отсюда:
Количество теплоты, уносимое через открываемые двери, щели и т.д., определяем из соотношения:
, (3.16)
.
Количество теплоты, выделяемое животными:
(3.17)
где: q - количество свободной теплоты, выделяемое одним животным, q = 3446 кДж/ч [2];
т - количество животных в помещении;
Подставляя все найденные значения в формулу (3.13) имеем:
Рассчитываем теплопроизводительность приточной установки:
(3.18)
где: n - количество приточных установок,
По таблице Б.3 [2] выбираем электрокалорифер СФО-100.
Его техническая характеристика:
-мощность 100кВт
-подача по воздуху 9000 кг/ч
-перепад температур в калорифере (по воздуху) .
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ КОРМОВ.
Продуктивность дойного стада на 57…60% зависит от уровня кормления животных. При этом в структуре себестоимости продукции доля кормов составляет 50…55% [2].
4.1 Расчет количества кормов.
Общая суточная потребность кормовых единиц для заданной продуктивности определяется по формуле:
(4.1)
где: qi - норма расхода кормов на единицу продукции (на 1кг молока требуется 1,45 корм.ед. [2]);
Пс - суточный прирост живой массы одной головы, кг;
поголовье животных данной половозрастной группы, m=786;
Суточную продуктивность для дойного стада КРС определяем по заданной годовой продуктивности одного
животного ПГ и числу дней лактации ДЛ (для коров ДЛ=300 дней, [2]).
По заданию ПГ = 3862кг.
; (4.2)
;
Отсюда:
;
Содержание кормовых единиц в отдельных компонентах рациона в расчёте на одного животного определяем
по формуле:
(4.3)
где: процентное содержание каждого вида корма в рационе [2].
Массовое значение компонентов в суточном рационе одного потребителя определяем из выражения:
(4.4)
где: Цi - питательная ценность i - го вида корма, корм.ед./кг, [2];
Суточную потребность в кормах на всё поголовье для стойлового периода определяем по формуле:
(4.5)
Рассчитываем общий расход кормов, необходимый на стойловый период:
(4.6)
где: Д3 - продолжительность стойлового периода, Д3 =240дн
Для удобства расчет по формулам 4.3, 4.4, 4.5, 4.6 ведем в табличной форме:
Таблица 2 Расчет количества кормов.
| Расчет количества кормов | ||||||
| Вид корма | фи,% | Кi,корм.ед/гол | Цi,корм.ед/гол | Асутi,кг/гол | Асут,т | Асп,т |
| Концентраты | 20 | 3,74 | 1 | 3,74 | 2,94 | 705,70 |
| сено | 13 | 2,43 | 0,4 | 6,08 | 4,78 | 1146,76 |
| солома | 10 | 1,87 | 0,22 | 8,50 | 6,68 | 1603,86 |
| силос | 25 | 4,67 | 0,2 | 23,38 | 18,37 | 4410,63 |
| сенаж | 20 | 3,74 | 0,32 | 11,69 | 9,19 | 2205,31 |
| Корнеплоды | 12 | 2,24 | 0,17 | 13,20 | 10,37 | 2490,71 |
| Итого | 100 | 18,70 | 66,59 | 52,34 | 12563,00 | |
Суточное количество корма распределяем по выдачам. Число кормлений для КРС составляет три.
Исходя из общего распорядка, на ферме устанавливается время и продолжительность каждого кормления:
Первое кормление с 6 до 7 часов (утреннее);
Второе кормление с 13 до 14 часов (дневное);
Третье кормление с 21 до 22 часов (вечернее);
Зоотехническими нормами допускается при кормлении животных кормосмесями суточный рацион распределять равномерно на равные части (таблица 3).
Таблица 3 Распределение кормов по дачам.
| Кормление | Корма | |||||||||||||
| Зерновые | Сено | Солома | Силос | Сенаж | Корнеплоды | Итого | ||||||||
| % | кг | % | padding-right: 0in;">кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | |
| Утреннее с 6до7 | 33,3 | 843,3 | 33,3 | 1370 | 33,3 | 1920 | 33,3 | 5280 | 33,33 | 2640 | 33,33 | 2980 | 33,33 | 15040 |
| Дневное с13до14 | 33,3 | 843,3 | 33,3 | 1370 | 33,3 | 1920 | 33,3 | 5280 | 33,33 | 2640 | 33,33 | 2980 | 33,33 | 15040 |
| Вечернее с21до22 | 33,3 | 843,3 | 33,3 | 1370 | 33,3 | 1920 | 33,3 | 5280 | 33,33 | 2640 | 33,33 | 2980 | 33,33 | 15040 |
| Итого | 100 | 2530 | 100 | 4110 | 100 | 5760 | 100 | 15840 | 100 | 7920 | 100 | 8940 | 100 | 45120 |
4.2 Расчёт кормоцеха.
Организм животных перерабатывает в продукцию только 20…25% энергии корма, около 30% расходуется на физиологические нужды, а остальная часть корма в неусвоенном виде выделяется с навозом. Уменьшить непроизводительные потери кормов можно путем использования их в виде смеси, приготовленных в специальных кормоцехах.
Кормоцех - это производственный объект животноводческой фермы или комплекса, предназначенных для поточного приготовления различных кормов и кормовых смесей в определенном количестве в соответствии с зоотехническими нормами.
Определяем суточную потребность в кормах по формуле:
, (4.7)
где: n - количество половозрастных групп животных, n=1;
Gi - масса корма для i-й группы.
Для разовой дачи корма животным:
(4.8)
где: 3 - кратность кормления;
Находим часовую производительность цеха:
(4.9)
где: Т - время обработки разовой дачи корма (с тепловой её обработкой Т=4ч, а без неё Т=2ч), принимаем Т = 2ч;
В общей технологической схеме кормоцеха необходимо найти узкое место, т.е. лимитирующую машину, которая ограничивает общую производительность цеха. Применительно к нашему кормоцеху этой машиной является измельчитель-смеситель кормов ИСК - 3. Его производительность при одновременном измельчении и смешивании компонентов 4…4,5 т/ч.
Тогда время разовой обработки смеси можно определить по формуле:
(4.10)
где: производительность ИСК-3 (определяется паспортными данными):
где: - масса i-го компонента для разовой дачи;
Для концентратов:
;
Для сена:
;
Для соломы:
;
Для сенажа:
;
Для силоса:
;
Для корнеплодов:
.
По полученным данным выбираем кормоцех КОРК-5 [2]. Его техническая характеристика:
Общая производительность цеха 2…3 кг/с
Производительность линий:
-сена и соломы 0,6 кг/с
-силоса и сенажа 1,5 кг/с
-корнеклубнеплодов 1,2 кг/с
-концентратов 0,4 кг/с
Установленная мощность 100,7 кВт
Обслуживающий персонал 2 чел.
Технологическая схема кормоцеха.
Сено, солома
Силос, сенаж
корнеплоды
концентраты
Погрузка: 3М-60
Погрузка: ФН-1,2
Погрузка: ПЭ-0,8Б
Погрузка: ПЭ-0,8Б
Взвешивание: автовесы
Транспортировка: МТЗ+2ПТС4
Взвешивание: автовесы
Транспортировка: МТЗ+2ПТС4
Загрузка в бункер-питатель: МТЗ+2ПТС4
Загрузка в бункер-питатель: ШЗС-40М
Подача на дозиров-
ание: ШЗС-40М
Загрузка в бункер: 3СК-10, БСК-10
Взвешивание: автовесы
Транспортировка: МТЗ+2ПТС4
Взвешивание: автовесы
Подача на сборочный транспортер: ШВС-40М
Дозирование:
ДС - 15
Измельчение: ИСК-3
Мойка и измельчение: ИКМ-5
Дозирование: ПЗМ-1,5
Подача в мойку:
ТК - 5Б
Загрузка в приемный бункер: ТК-5Б
Подача на сборочный транспортер: ШВС-40М
Подача на сборочный транспортер: ШВС-40М
Дозирование:
ДК-10
Дозирование: ПЗМ-1,5
Подача на сборочный транспортер: ШВС-40М
Смешивание, измельчение и выгрузка: ИСК-3 и ТС-40
5. Доение коров и первичная обработка молока.
Доение коров - наиболее трудоемкий и сложный процесс в животноводстве. На его долю приходится от 30 до 50 % трудозатрат на ферме.
5.1 Расчет доильной установки.
Выбор типа доильной установки связан со способом машинного доения. При привязном содержании животных различают три основных механизированных технологий производства молока. В нашем случае мы применяем доение в стойлах в молокопровод. Так как в нашем случае в одном коровнике 200 голов, то выбираем установку АДМ-8А-2А, таблица14 [2]. Выбор такой технологии производства молока обусловлен тем, что, она позволяет механизировать основные производственные процессы.
Определяем необходимое количество доильных аппаратов:
(5.1)
где: - число дойных коров на ферме, ;
t - среднее время доения одной коровы (при доении в молокопровод t = 6…8 мин [2]), принимаем t = 6 мин;
Тд - общая продолжительность доения коров на ферме (обычно ), принимаем ;
Принимаем
Находим оптимальное число аппаратов, с которыми может работать один оператор машинного доения без простоев:
(5.2)
где: - время цикла доения одной коровы
(5.3)
где: - время, необходимое для выполнения ручных операций (при доении в молокопровод , [2]), принимаем ;
время машинного доения (не должно превышать 4…6 мин [2]), принимаем ;
;
.
Т.к. мы выбрали доильную установку АДМ-2А-8А и если
(5.4)
то для каждого конкретного случая можно определить время машинного доения.
Из формулы 5.4 следует:
(5.5)
Для АДМ-8А
Определяем пропускную способность доильной установки за установленное время доения по формуле:
; (5.6)
Определяем часовую производительность одного оператора по формуле:
(5.7)
5.2 Выбор оборудования средств механизации первичной обработки молока.
Для этого необходимо знать производительность молочной линии:
(5.8)
где: С - коэффициент сезонности, С=1,2 [2];
т - количество коров, т=786;
П3 - продуктивность одной коровы за стойловый период, П3=2827кг;
- коэффициент сухостойности , ([2]), принимаем ;
Д3 - продолжительность стойлового периода, ;
К3 - кратность доения, ;
- длительность одной дойки (,[2]), принимаем
.
При выборе оборудования для охлаждения и очистки молока необходимо определить мощность теплового потока Q, который следует отвести от охлаждаемого молока:
, (5.9)
где: МС - массовый расход молока, ;
- теплоёмкость молока, ;
и - начальная и конечная температура молока, (,, [2]);
.
По величине мощности Q выбираем очиститель - охладитель ОМ-1А. В качестве охладителя используем установку АВ-30.
Техническая характеристика ОМ-1А:
-производительность при очистке и охлаждении, л/час 1000
-обслуживающий персонал, чел. 1
-мощность электродвигателя, кВт 1,5
-кратность отношения охлаждающей воды по отношению к молоку 3:1
Техническая характеристика АВ-30:
-производительность при охлаждении молока, л/ч 1000
-хладопроизводительность, кВт 30
-охлаждение конденсатора водяное
-расход охлаждающей конденсатор воды,м3/ч 3…9
Затраты труда на доение одной коровы в течение года определяем по формуле:
, (5.10)
где: - продолжительность одного доения, ;
- число операторов, ;
- кратность доения, ;
Техническая характеристика доильной установки АДМ-8А-2А:
- тип: стационарная
- обслуживаемое поголовье: 200 голов
- число доильных аппаратов: 12
- обслуживающий персонал: 4 чел
- марка доильного аппарата: АДУ-1
- общая установленная мощность: 5,1 кВт
- величина рабочего вакуума:
молокопровода 48 кПа
вакуум-провода 45 кПа
6. ПОГРУЗКА, ДОСТАВКА И РАЗДАЧА КОРМОВ.
6.1 Расчет технологической линии погрузки кормов.
Для погрузки кормов выбираем универсальные типы погрузчиков с целью увеличения их использования в течение смены. Количество погрузчиков определяем исходя из их производительности, суточного количества грузов, а также продолжительности и числа смен работы.
Общее время работы погрузчика (ПКУ-0,8) определяем по формуле:
, (6.1)
где: суточное количество отдельного вида груза;
производительность машины при погрузке отдельного вида груза, т/ч.
.
Количество погрузчиков, необходимое для погрузки одного или нескольких видов груза, определяем по выражению:
, (6.2)
где: число смен, ;
продолжительность смены, ;
коэффициент использования времени смены (; [1]), принимаем ;
.
Принимаем
6.2 Расчёт стационарных кормораздатчиков.
В эксплуатации наиболее эффективно использование стационарных раздатчиков в сочетании с мобильными. Особенно это выгодно на молочных фермах промышленного типа с блочной и компактно-павильонной застройкой. Достоинства стационарных раздатчиков: они не требуют широких кормовых проездов; позволяют автоматизировать процесс раздачи корма; не создают большого шума; в сравнении с тракторными не загрязняют помещение выхлопными газами; позволяют снизить стоимость скотоместа и имеют более точное дозирование. К недостаткам следует отнести то, что такие раздатчики, как правило, не имеют дублирующей системы и в случае выхода их из строя нарушается технологический процесс кормления животных.
Определяем разовую дачу корма всему поголовью за одно кормление:
, (6.3)
где: суточный расход кормосмеси, (согласно таблице 2);
кратность кормления, ;
.
Разовую дачу корма надо выдать за время кормления Тогда расход кормосистемы:
, (6.4)
Корм доставляем мобильными тракторными раздатчиками, их число определим по формуле:
где: расход одного мобильного кормораздатчика;
, (6.6)
где: плотность корма, ;
- коэффициент использования рабочего времени, (; [2]), принимаем ;
коэффициент заполнения бункера, ([1]), принимаем ;
время цикла раздатчика (время загрузки, разгрузки, передвижения холостого и загруженного раздатчика), ;
V - вместимость бункера;
, (6.7)
где: масса корма в бункере;
, (6.8)
где: q - норма выдачи корма на одну голову , q=26кг;
число животных в ряду, ;
число рядов, ;
коэффициент запаса корма , (, [1]), принимаем ;
.
Тогда вместимость бункера по формуле 6.7:
.
Отсюда по формуле 6.6:
.
И по формуле число мобильных раздатчиков:
.
Принимаем
Расход стационарных раздатчиков, расположенных в кормушках (типа КЛО-75), определяем с учётом скорости транспортирования корма вдоль фронта кормления и массы корма, приходящейся на одно скотоместо. По опытным данным, оптимальная скорость ленты или платформы 0,6 м/с.
Определяем расход стационарных раздатчиков по формуле:
(6.9)
где qм - масса корма, приходящаяся по норме на 1 м длины кормушки;
Vt - скорость транспортирующего органа, Vt=0,6 м/с;
Кск - коэффициент скольжения корма по ленте транспортера, (Кск = 0,94…0,98, [1]), принимаем Кск= 0,96;
, (6.10)
где q - норма разовой дачи корма на 1 голову, q = 21,21кг;
m0 - число голов на 1 кормоместо, m0=1;
lк - длина кормоместа, lк=1,2м;
.
Тогда:
.
При проектировании необходимо знать число кормораздающих линий в помещении, которые могут обеспечить раздачу корма в соответствии с нормой, а также плотность размещения животных на единицу полезной площади помещения.
Полезную площадь определяем по формуле:
, (6.11)
где Ln и Bn - длина и ширина помещения, Ln=132 м, Bn=12м;
S- площадь проходов и тамбуров, S=144;
Тогда плотность размещения животных:
, (6.12)
.
Необходимое число кормораздающих линий определяем по формуле:
, (6.13)
где lфк - удельный фронт кормления, lфк=1,2м;
.
Принимаем 8 кормораздающих линий.
7. УБОРКА И ТРАНСПОРТИРОВКА НАВОЗА.
7.1 Расчет линии навозоудаления с применением шнековых транспортеров.
Шнековые транспортеры более долговечны и надежны в работе, проще в обслуживании, поэтому в последние годы успешно конкурируют с другими системами навозоудаления на животноводческих фермах.
Определяем суточный выход навоза в каждого ряда стойл по формуле:
, (7.1)
где q - норматив выхода экскрементов от одного животного, ;
количество рядов, 2;
,
Тогда необходимую подачу шнекового транспортера определяем из равенства:
, (7.2)
где - длительность цикла уборки (=20…25 мин, [1]), принимаем = 24мин = 0,4ч;
n - число циклов уборки за сутки (n = 4…6,[1]), принимаем n = 5;
.
Высоту перемещаемого слоя навоза определяем из соотношения:
, (7.3)
где D - диаметр шнека, (D=200…250мм, [1]), принимаем D=250мм;
d - диаметр вала;
d = (0,25…0,35)D , (7.4)
.
Отсюда:
мм.
Шаг шнека принимается равным S=(0,8…1,0)D. Принимаем S = 0,8; D = 0,8; 0,25=0,2м.
Длина шнека должна быть равной длине стойл плюс некоторая величина ();
L =120+1,5=121,5м.
Определяем производительность шнекового транспортера в зависимости от его параметров по формуле:
(7.5)
где n - частота вращения вала шнека (n=40…45мин -1), принимаем n=40 мин-1;
- объемная масса навоза, (= 0,8…1,0 т/м3), принимаем = 0,8 т/м;
- коэффициент наполнения шнека, (= 0,2…0,33), принимаем = 0,3;
с - коэффициент, учитывающий угол наклона шнека, по таблице 16 [1] для с=1,0;
.
Рассчитываем суточную продолжительность работы шнекового транспортёра по формуле:
; (7.6)
.
Тогда число включений транспортёра в сутки определяем по формуле:
(7.7)
где: продолжительность одного включения, , [1]), принимаем
Определяем мощность привода шнекового транспортёра по формуле:
(7.8)
где: Q - массовый расход шнека, Q = 0,5кг/с;
l - длина шнека, l=121,5м;
- коэффициент, учитывающий сопротивление перемещению навозной массы (=1,2…2,5), принимаем =2,5;
- коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках (=1,1…1,2), принимаем =1,2;
- КПД привода, (=0,85…0,90), принимаем ;
.
Аналогично рассчитываются шнековые поперечный и выгрузной транспортеры.
Поперечный шнековый транспортер будет иметь длину 12 м и устанавливают его на 0,5м ниже продольного.
8.СОСТАВЛЕНИЕ ГРАФИКА РАБОТЫ МАШИН.
График представляет собой таблицу (таблица 4 приложения Б), состоящую из 10 вертикальных колонок.
Исходными данными для построения левой части таблицы служат результаты технологического расчета линий и технические характеристики выбранных машин.
В таблице приняты следующие обозначения:
n - число машин, шт;
N - мощность машин, кВт;
Q - производительность, т/ч;
А - суточное количество (корма, груза и т.д.), т;
Т - продолжительность работы машины, ч;
W - расход электроэнергии, топлива;
F - площадь, занятая машиной (для кормоцеха), ;
- условное число рабочих, определяем по формуле:
(8.1)
где: Т - время работы машины;
- продолжительность смены,
В остальных колонках даём в масштабе время выполнения каждой операции.
9. РАСЧЁТ ШТАТА ФЕРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ТРУДА НА 1ц МОЛОКА.
Необходимое число рабочих на ферме определяем на основании предыдущих расчётов и существующих норм
загрузки. Расчёты сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Расчёт штата фермы.
| Профессия | Норма обслуживания | Число рабочих, необходимых для работы в периоды | |
| стойловый | пастбищный | ||
| Доярки (операторы) | 14 | 56 | 56 |
| Скотники | 50 | 16 | 16 |
| Скотники-пастухи | 100 | - | 8 |
| Механизаторы | 400 | 2 | 2 |
| Бригадиры-зоотехники | 600 | 1 | 1 |
| Учётчики | 600 | 1 | 1 |
| Техники-осеменаторы | 600 | 1 | 1 |
| Кочегары | 600 | 1 | 1 |
| Веттехники | 600 | 1 | 1 |
| Ночные сторожа | 1 на 3 помещения | 2 | 2 |
| Посменные рабочие | 1 на 6 основных | 7 | 8 |
| Итого, учитывая совмещение профессий | ---------- | 42 | 61 |
По данным таблицы определяем затраты труда в целом на ферме для стойлового и пастбищного периодов:
(9.1)
(9.2)
где: число рабочих на ферме соответственно для стойлового и пастбищного периодов, учитывая совмещение профессий;
продолжительность рабочего дня,
продолжительность зимнего и летнего периодов (соответственно 240 и 125 дней);
Определяем количество произведенного молока для стойлового и пастбищного периодов по формулам:
(9.3)
(9.4)
где: продуктивность одной коровы за зимний и летний периоды, ц;
Затраты труда на производство единицы продукции рассчитываем по формулам:
(9.5)
(9.6)
Тогда средние затраты труда за год:
(9.7)
Экономия затрат труда на единицу продукции:
(9.8)
где: - затраты труда до введения комплексной механизации, принимаем условно
10.ПЛАНИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ.
Годовую трудоёмкость технического обслуживания определяем по формуле (методика ВНИИТИМЖа):
(10.1)
где: q - удельная трудоёмкость ТО, чел.-ч/гол, q=8,07челч/гол [2];
n - поголовье скота, на содержание которого используются средства механизации, п =786;
.
На устранение неисправностей обычно тратится 15% времени, поэтому суммарный годовой объём составляет:
(10.2)
Полную суммарную трудоёмкость делят следующим образом: 70…80% - ЕТО, 20…30% - периодические ТО. При расчёте выездных звеньев принимают: 50% объёма работ звенья выполняют на выезде.
Необходимое число слесарей в хозяйстве определяется по формуле::
(10.3)
где: - коэффициент, учитывающий выполнение работ, не предусмотренных перечнем ТО, [2], принимаем
к - коэффициент, учитывающий подмену слесарей на время отпуска, болезни, выходных ипраздничных дней, при 6-дневке к=1,21;
Т- суммарная ежедневная трудоемкость устранения отказов и выполнения операций ТО;
t- продолжительность смены, ч. принимаем 8 часов;
- коэффициент использования времени смены, =0,95…0,97 [2], принимаем = 0,96;
.
Принимаем .
Планирование проведения работ ТО проводим графическим методом (таблица 5 приложения В).
12. ЛИТЕРАТУРА.
Мельников С.В.. «Технологическое оборудование животноводческих ферм» Ленинград - Агропромиздат, 1985г., 640с.
Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Механизация и технология животноводства», Омск ОмГАУ 1995 г. 50с.
Пиварчук В.А., Сабиев У.К.. «Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства». Учебное пособие, Омск 2001, 116с.
Справочник механизатора./ Под редакцией Л.И. Киренкова М.: Россельхозиздат, 1985г. 366с.