Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота

где Т_доп – допустимое время первичной обработке молока. ч.

Wпон =0.55 *13357/2 = 3,7 т/ч

Для первичной обработки молока используется очиститель молока ОМ –1, танк – охладитель ТОМ –2А, в качестве источника холода – машина МХУ –8С. Так как молокозавод находится за 30 км от фермы, доставка молока на молокозавод производится в автомобильной цистерне АЦПТ- 2,8.

2.7.5 Линия создания микроклимата. Воздух становится непригодным или вредным, если он содержит большое количество газа, пыли, пара и.т.д. а температура его высока. Следовательно, одним из важных мероприятий оптимальной технологии содержания животных является поддержание в животноводческих помещениях микроклимата. По воздухообмену рассчитываются основные элементы систем вентиляции.

В зависимости от вида основных вредных выделений воздухообмен рассчитывается по:

1) допустимому содержанию углекислоты;

2) удалению лишней влаги и тепла.

По допустимому содержанию углекислоты воздухообмен определяется по формуле:

Ð_во = Рm /(Р₂ - Р₁ ), (2.37.)

Р – количество углекислоты, выделяемой одним животным,

Р = 141 дм³ /ч [3. С. 18]

m - число животных в помещении;

Р₂ - предельно допустимая концентрация углекислоты для данного помещения,

Р₂ = 3 Дм³ /м³ [3. с. 23]

Р₁ - содержание углекислоты в свежем приточном воздухе,

Р₁₌ 0.3 … 0.4 Дм³ /м³ [3. с. 17]

Ð_во = 141*200/(3-0,35) = 10642 м³ /ч

В проектируем коровнике применяется приточно-вытяжная вентиляция с естественным побудителем воздуха. Общая площадь F_общ . вытяжных каналов определяется по формуле:

F_общ =Ð_во /3600 ύ (2.38.)

ύ – скорость движения воздуха в вытяжных каналах, м/с

ύ= Ö [2gH( P_н –P_в ) ]/Р_в , (2.39.)

где H – высота вытяжной трубы, м;

g – ускорение силы тяжести, м/с² ;

P_{н ,} P_в -плотность воздуха соответственно снаружи и внутри помещения, кг/м³

ύ= Ö [2*9,81*1,5 ( 1,396-1,248) ]/1,248= 1,87 м/с

F_общ =10642 /3600*1,87 =1,6 м²

Количество вытяжных каналов подсчитывается по формуле:

n_в =F_общ /f_в , (2.40)

где f_в – площадь поперечного сечения одного вытяжного канала,

f_в =0,36 м² [ 6. С. 148]

n_в =1,6/0,36 =5

Общая площадь поперечного сечения приточных каналов принимается по формуле:

F_пр =0,6F_общ (2.41.)

F_пр =0,6*1,6 = 0,96 м²

Количество приточных каналов:

n_пр =F_пр /f_пр , (2.42.)

где f_пр – площадь поперечного сечения одного приточного канала,

f_пр = 0,04 м² [6 .с. 147]

n_пр =0,96/0,04 =24

Расчет естественного освещения сводится к выбору количества окон, их расположение вдоль здания. Степень естественного освещения характеризуется световым коэффициентом К_ок , т.е отношением площади окон к площади пола. Для коровника с привязным содержанием коров при доении в стойлах

К_{ок =} 1/10…1/15 [ 3.с.35]

Площадь окон определяется по формуле:

F_ок = F_п К_ок , (2.43.)

где F_п -площадь пола, м² .

F_ок = 1512*1/15 = 100м²

Число окон, необходимое для получения нужной освещенности определяется по формуле:

n_ок =F_ок /f_ок , (2.44.)

где f_ок – площадь одного оконного проёма,

F_ок = 1,98 м² [6. c. 165]

n_ок =100 /1,98 =50

Окна располагаются по периметру здания на высоте 1,2 м.

Расчет искусственного освещения сводится к выбору типа светильников, их числа и рационального размещения.

Необходимое количество ламп определяется исходя из удельной мощности ламп по формуле:

n_л =S*W/W_л , (2.45.)

где S –площадь освещаемого помещения, м² ;

W – удельная мощность на 1 м² пола, Вт м² ;

W_{л –} мощность одной лампочки, Вт

n_л =1512*2/100 = 30 шт

Коэффициент освещенности помещения определяется по формуле:

j = S/H_n* (а+в), (2.46.)

где H_n – высота подвеса светильников, м;

а, в - соответственно длина и ширина помещения, м

j = 1512/[3*(72+21)] =8,2

Выбираются светильники полугерметические ПГ – 60, которые подвешиваются в два ряда высоте 3 м с расстоянием между ними 5 м.

2.8. Выбор оптимальных вариантов технологических линий с

помощью ЭВМ и разработка комплекта машин.

Для экономической оценки технологических линий рассчитываются эксплуатационные затраты. Размер эксплуатационных затрат определяется по каждому из сравниваемых вариантов по формуле:

U_э = З+А+Р+С_r +С_э , (2.47.)

где U_э – эксплуатационные затраты, связанные с выполнением

производственных процессов на животноводческой

ферме за год отдельной машиной или комплектом

машин, грн

З – заработная плата рабочим, грн

А – аммортизация машин, грн;

Р – отчисления на текущий ремонт и технологическое

обслуживания машин, грн;

С_{r –} затраты на горючесмазочные материалы и твердое топливо, грн;

С_э , - затраты на электроэнергию, грн;

Зароботная плата рабочих, занятых на выполнении механизированных процессов равна:

З = Т*Л*С_т , (2.48.)

где Т – продолжительность работы за год на выполнения

производственного процесса, ч;

Л – количество рабочих занятых на выполнении процесса, чел;

С_т – часовая тарифная ставка с дополнительными начислениями, грн;

Амортизация машин определяется по формуле:

А = Ба/100, (2.49.)

где Б – балансовая стоимость машины, грн;

а – норма ежегодных амортизационных отчислений, проц;

Балансовая стоимость технологического оборудования равна:

Б = С_м К_м , (2.50.)

где С_м – оптовая цена машины, грн;

К_м – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж, разборку,

транспортировку и торговые наложения.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание определяется по формуле:

Р =Бр/100, (2.51.)

где р – норма ежегодных отчислений на ТР и ТО, проц;

Затраты на горюче-смазочные материалы и топливо определяются по формуле:

С_г = Ng*Т_г *h*Ц_к , (2.52.)

где N – номинальная мощность двигателя машины или трактора, л.с.;

g – удельный расход основного горючего, кг л.о.в.ч.;

Т_г – годовая продолжительность работы машины на ферме, ч

Ц_к –комплексная цена 1 кг горючего, грн;

Затраты на расходуемую электроэнергию рассчитываются по формуле:

С_э = F_г *Z_э (2.53.)

где F_г – годовое потребление технологической электроэнергии, кВт-ч;

Z_э – стоимость кВт-ч электроэнергии, грн;

Годовой расход электроэнергии на технологические нужды определяется по формуле:

F_г = N_э * Т_г * К_з *К_о /К_с *К_nд ( 2.54.)

где N_э – потребляемая мощность установленного оборудования, кВт;

Т_г – продолжительность работы машины за год, ч;

К_з – коэффициент загрузки оборудования;

К_о – коэффициент одновременности работы оборудования;

К_с – коэффициент, учитывающий потери в электросети;

К_nд – коэффициент полезного действия электродвигателя.

Приведенные затраты определяются по формуле:

U_n =U_э +Е_н *Б_с , (2.55.)

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Б_с – суммарная балансовая стоимость машин и оборудования, грн

В итоге выражение для определения приведенных эксплуатационных затрат примет следующий вид :

U_п = G*Z_Г /W_м (Л*С_г + N*g*h*0,099 + N_э Z_э 0,7) + Б/100( a + р + 15 ), (2.56.)

где G – масса продукции, перерабатываемой за сутки машиной, кг;

Z_г - количество дней работы машины в году;

W_м – производительность машины, т/ч .

Для примера рассчитывается линия погрузки, доставки и раздачи силоса

Исходный вариант:

ПСК –5 –1 шт.; КТУ – 10А - 8шт.; МТЗ – 80 –9шт.

Для этого варианта получается

U_{п мтз-80} = G*Z_Г /W_пск-5 (Л*С_г + N*g*h*0,099) + Б_{мтз –80} /100( a + р + 15 )=

= 20*200/13(1*0,58+0,099*75*0,19*0,8)+3500 /100 (15+9,9+15)=

=1924,4 грн

U_{п пск-5} = Б_{пск -5} /100*( a + р + 15 ) = 1160/100(16,6+14+15)=528,96 грн

U_{п мтз -80} = G_г *Z_Г /W_кту-10А (Л*С_г + Ng*h*0,099*3) + 3*Б_мтз-80 /100( a + р + 15 )=

=20*200/10(3*0,58+3*0,099*75*0,19*0,5)+3*3500/100*(15+9,9+15)=

=5732 грн

U_{п кту –10А} = 3*Б_кту-10А /100*( a + р + 15 ) = 3*1500/100(16,6+14+15) = 2052 грн,

U_пл = U_{n мтз-80} + U_nпск-5 + U_{nмтз –80} + U_{n кту –10А} =

= 1924,4+528,96+5732+2052 =10237,36грн

Удельные приведенные затраты для этого варианта линии погрузки, доставки и раздачи силоса определяются по формуле:

U_{п уд.} = U_пл /GZ_г (2.57.)

U_{п уд.} = 10237,36 /20*200=2,56 грн

Аналогично производятся расчёты и для других технологических линий. Расчёты производятся с помощью ЭВМ. Исходные данные для выбора оптимальных вариантов технологических линий и их расчет, выполненный ЭВМ даны в приложении 1. На основании этих расчётов выбирается комплект машин, который представлен в таблице 2.7.

Таблица 2.7 Сводная ведомость комплекта машин

2.9 Разработка генерального плана фермы.

Разработка генерального плана фермы производится путём сопоставления нескольких вариантов генерального плана с целью выбора наиболее рациональных планировочных решений. Выбор варианта генерального плана производится путём сравнения технико- экономических показателей, отвечающих требованиям технологических и строительных норм и правил. То есть, генеральный план разрабатывается так, чтобы здание и сооружения были расположены в соответствии с принятым технологическим процессом, с зооветеринарными и противопожарными разрывами.

На генеральном плане должны быть выделены три основные зоны: производственная, хозяйственная и ветеринарная. В производственной зоне находятся животноводческие здания, коровники, родильные отделения. В хозяйственной зоне- кормовые площадки, в ветеринарной – изолятор, амбулатория, санбойня, карантинное отделение.

На въезде размещается санитарный блок с проходной, с дезбарьером, а так же дом животноводов. У дома животноводов расположена площадка отдыха и стенды – витрины, с фотографиями передовиков производства, доска показателей и другие малые архитектурные формы.

Инженерные сети прокладываются по кратчайшему расстоянию с сохранением прямолинейности отдельных участков и ветвей. Территория фермы благоустраивается посадкой декоративных деревьев, устройством газонов и ограждается забором. Основные показатели генерального плана фермы представлены в таблице 2.8.

Таблицы 2.8 Основные показатели генерального плана фермы

3. Разработка устройства к навозоуборочному транспортёру

ТСН- 160А для очистки стойл

3.1. Зооинженерные требования к устройствам для очистки стойл

Устройства для очистки стойл должны отвечать следующим требованиям:

1) обеспечивать постоянную и легко поддерживающую чистоту;

2) исключать передачу информации из одного помещения в другое;

3) быть удобным в эксплуатации при минимальных затратах на техническое обслуживание и ремонт; затраты труда на техническое обслуживание не должны превышать 0,2 чел.-ч;

4) быть безопасным для животных и обслуживающего персонала;

5) очищать стойла от навоза полностью без дополнительного, ручного труда;

6) конструкция устройства должна соответствовать требованиям, предъявляемым к устройствам, работающим в агрессивных жидких средах;

7) в конструкции устройства должны бить использованы унифицированные узлы и детали, используемые в сельскохозяйственном машиностроении.

3.2. Анализ средств механизации очистки стойл по

литературным и патентным материалам

3.2.1. Устройство для уборки навоза. А.С. II92746 СССР.

Предлагаемое устройство включает в себя установленную на раме на вертикальном валу и расположенную над задним краем стойла ротационную щётку для сбрасывания навоза в канал, в котором размещён скребок. С целью предотвращения травматизма животных при уборке навоза из стойл, смонтированных на подвижной платформе, раме выполнена в виде двухплечего рычага, снабженного ограничительным упором.. На одном плече рычага закреплена щетка, а его противоположное плечо подпружиненно. Щетка снабжена кожухом, выполненным в виде диска с цилиндрической отбортовкой к низу на его периферии.

3.2.2. Агрегат для уборки, погрузки навоза и разбрасывания подстилки.

А.С. 1297775 СССР. С целью повышения равномерности разбрасывания подстилки, а также качества уборки навоза предлагаемый агрегат содержит сбрасывающее устройство. Выполненное в виде подпружиненного ротора. Ротор установлен под выгрузной частью поперечного транспортера с возможностью углового перемещения относительно оси в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения агрегата. Ротор связан с транспортером посредствам стоек. Скребки для уборки навоза поворачиваются вокруг вертикальной оси и очищает навоз с поверхности стойл. Скребки соединены с передней частью боковых стенок ковша маятниковыми опорами. Ролики, взаимодействуя с вертикальной стенкой стойла, поворачивают скребки.

3.2.3. Устройство для уборки навоза А.С.1358858 СССР.

Устройство содержит основные скребки 2 (рис 3.1.) и дополнительные скребки 7, удаляющие навоз соответственно из навозной канавки 3 и с задней поверхности стойл 8. Скребки связаны между собой через консольные рычаги 5, причем, последние при помощи шарниров 4 закреплены на основных скребках и контактируют с их верхними поверхностями. В процессе уборки навоза за счет параболической формы рабочей поверхности дополнительных скребков от захватываемой ими навозной массы создается поворотный момент, передаваемый через консольные рычаги 5 основными скребками 2. В результате основные скребки 2 прижимают к днищу навозного канала 3.

Рис. 3.1. Устройство для уборки навоза.

1. цепь транспортёра;

2. основной скребок;

3. навозный канал;

4. шарнирное соединение;

5. консольный рычаг;

6. шлицевое соединение;

7. дополнительный скребок;

8. поверхность стойла.

3.2.4. Устройство для уборки навоза. Австрийский патент №3339652.

Рис. 3.2.Устройство для уборки навоза.

1. направляющий элемент;

2. выступы;

3. штанга;

4. скребок;

5. стойка;

6. болт;

7. стопорная пластина.

3.2.5. Назаров С.И., Прокопенко К.И. Механизация очистки стоил

[27. с. 33…34]. Разработан мобильный механический очиститель стойл

(рис 3.3.).Привод очистителя: электродвигатель 1,5 кВт, редуктор РЧУ –63А. Питание через гибкий кабель, подвешенный над конвейером. При работе конвейера очиститель движется вдоль стойл. Скребки 5 счищают навоз с поверхности стойл в навозный канал.

Рис.3.3.Схема очистителя стойл.

1. рама;

2. привод;

3. самоустанавливающиеся колеса;

4. цепь транспортера;

5. скребок;

6. ведомый вал;

7. ведущий вал;

8. поверхность стойла.

3.2.6. Журавлев Б.И., Бородулин Е.Н., Макаров Э.Р., Соловьев Р.В. Новая технология уборки навоза на фермах крупного рогатого скота [28. С. 22…24]. Предлагается укороченное стойло (рис.3.4.), длина которого на 50…100 мм больше длины косой животного и расположенное на 100…150 мм выше решетки навозного канала. Более низкие уступы ведут к загрязнению стойла, более высокие опасны для животных. Боковые ограничители устанавливают на высоте 1000 мм и длине 1000…1200 мм. Для удобства работы доярок через один длинный устанавливают один короткий ограничитель длиной 600…800мм. Большое значение имеет наклон пола стойл. Стойла имеют ширину 1200мм, уклон пола1%. На пол коротких стойл попадает 22%кала и 17% мочи, а длинных соответственно 94 и 93%.

Затраты труда на уборку понижаются в 2-3 раза. Если же убирать навоз один раз в смену, то можно вдвое уменьшить число скотников.

Рис.3.4. Укороченное стойло.

3.3.Выбор и обоснование конструкции для уборки стойл

Цель конструирования – повышение качеств уборки навоза, снижение затрат ручного труда при обслуживании животных. Конструкция устройства

(рис 3.5.)содержит промышленный транспортер ТСН – 160А 1 и дополнительные скребки 2, удаляющие навоз с задней поверхности стойла 9. Дополнительный скребок 2 посажен на вал 4, который вращается в чугунной втулке 6. Втулка 6 посажена в стакан 5, который приваривается ручной электродуговой сваркой к плите 3. Со стороны стойла к плите 3 приварена проушина 8, в которую входит штырь 11, фиксирующий плиту.

Рис.3.5.Схема конструкции для очистки стойл.

1. транспортер скребковый навозоуборочный ТСН –160А;

2. дополнительный скребок;

3. плита;

4. вал;

5. стакан;

6. втулка;

7. звездочка;

8. проушина;

9. стойло;

10. анкерные болты крепления конструкции;

11. штырь фиксирующий плиту.

При движении транспортера 1 звездочка 7 приводится в движение и вращает вал 4 с дополнительным скребком 2. Плита 3 крепится двумя


29-04-2015, 04:12