Вологодская государственная молочнохозяйственная академия

им. Н.В. Верещагина

Кафедра механизации и электрификации животноводства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА

на тему:

«Проект комплексной механизации молочно-товарной фермы привязного содержания с разработкой технологической схемы доильного аппарата - Волга. Поголовье - 400 коров, удой - 4500 кг/год»

Выполнил студент:

Гасилов Игорь Николаевич

группа: 222/2

Проверил:

доц. Кузнецов М.А.

Вологда-Молочное

2006 г.

Содержание:

• 1. Введение
• 2. Общие сведенья о ферме и технологический расчет
• 2.1 Технология содержания животных
• 2.1.1 Расчет структуры стада
• 2.2 Выбор рациона и определение годовой потребности в кормах
• 2.3 Выбор и обоснование объектов фермы
• 2.3.1 Определение площадей и габаритных размеров помещений
• 2.3.2 Определение площадей и габаритных размеров объектов, входящих в зону Б
• 2.3.3 Расчет и выбор складских помещений
• 2.3.4 Выбор вспомогательных зданий и сооружений
• 2.3.5 Выбор и обоснование объектов для хранения и переработки навоза
• 2.4. Размещение выбранных объектов на генеральном плане фермы
• 2.4.1 Составление распорядка дня на ферме
• 3. Проектирование производственных поточно-технологических линий
• 3.1 Проектирование технологических линий подготовки кормов
• 3.1.1 Распределением кормов по выдачам
• 3.1.2 Выбор технологии обработки кормов
• 3.1.3 Расчет количества машин и времени их работы
• 3.1.4 Определение потребности кормоцеха в воде, паре и электроэнергии
• 3.2 Выбор и обоснование машин для раздачи кормов
• 3.3 Проектирование технологической линии механизации и автоматизации водоснабжения
• 3.4 Проектирование технологических линий доения коров и первичная обработка молока
• 3.4.1 Первичная обработка молока
• 3.5 Расчет и выбор вентиляции
• З.6 Расчет технологической линии уборки навоза
• 3.6.1 Удаление навоза скребковыми транспортерами
• 3.7 Расчет искусственного освещения
• 3.8 Разработка технологических графиков
• 4. Технико-экономическое обоснование
• 5. Научная организация, охрана труда и противопожарные мероприятия
• 6. Вывод
• Литература

1. Введение

Увеличение производства продукции животноводства в стране предусматривается главным образом за счёт внедрения интенсивных технологий и новой техники, повышения продуктивности скота, а также широкого использования различных форм хозяйствования.

Следует отметить, что для решения актуальных научных и производственных задач по производству продукции животноводства нужны высококвалифицированные инженерные кадры, умеющие работать в современных рыночных условиях.

Создание новых машин и оборудования должно основываться на строго научном подходе, для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой системы машин позволит уменьшить эксплуатационные издержки на получение продукции животноводства на 20…25% снизить прямые затраты труда в 1,5…1,9 раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.

В водоснабжении широкое распространение получают автоматизированные установки с пневморегуляторами и применением современного регулируемого электропривода насосных агрегатов, обеспечивающих высокое качество и надёжность подачи воды на фермы при минимальных затратах на техническое обслуживание.

Механизация приготовления кормовых смесей осуществляется комплектами машин и оборудования, входящими в состав автоматизированных линий, выполняющих взаимосвязанные операции без затрат ручного труда. Для раздачи кормов на фермах промышленность поставляет как мобильные, так и стационарные раздатчики.

Для доения коров в доильных залах налажен выпуск автоматизированных доильных установок типа «тандем» и «ёлочка», осваивается выпуск установок типа «карусель», обеспечивающих доение коров, массаж вымени, отключение и снятие доильных стаканов, транспортировку и учёт выдоенного молока, его охлаждение и выдачу концентрированных кормов животным в зависимости от надоя.

Первичная обработка молока проводится при помощи различных фильтров, центробежных очистителей, пластинчатых охладителей, резервуаров охладителей с промежуточным хладоносителем и холодильных машин, оборудованных системами автоматического контроля температурного режима.

2. Общие сведенья о ферме и технологический расчет

Ферма - комплекс специализированных предприятий характерной особенностью которых является ритмичность поточного производства при комплексной механизации всех трудоемких процессов, где труд работника животноводства приравнивается к труду работников предприятий.

2.1 Технология содержания животных

Условия содержания животных на молочно-товарных фермах зависят от хозяйственных и других конкретных условий.

Привязный способ содержания животных применяется на молочных и мясомолочных фермах. Он характеризуется тем, что животные зимой находятся в стойлах на привязи, а летом - на выгульных площадках или в лагерях. При данном способе содержания каждому животному выделяется определенное место, оборудованное привязью, кормушкой, автопоилкой и средствами уборки навоза. При этом содержание коров требует больших затрат труда и денежных средств.

Однако при привязном содержании возможно нормированное индивидуальное и групповое кормление коров в стойлах, экономное использование кормов и подстилки, возможности ухода за каждым животным.

Привязной способ содержания является наиболее эффективным, так как хозяйство не может увеличить в значительной степени производство кормов по той причине, что основные силы и средства идут на производство других культур. Этот способ содержания животных даст хозяйству экономию кормов и подстилки, индивидуальный уход за коровами.

2.1.1 Расчет структуры стада

Таблица 1

Расчетные коэффициенты для определения поголовья и численности скотомест в помещениях молочной фермы КРС для животных разного физиологического состояния.

Половозрастные группы	Коэффициент перевода	Количество животных, n
Коровы Из них: дойные сухостойные в родильном отделении нетели за 3 месяца до отёла Телята: Профилакторного возраста (0-20) Старше 20-ти дневного возраста в том числе: от 20 дней до 3 мес. от 3 мес. до 6 мес. Молодняк от 6 мес. до 12 мес.	1 0,75 0,15 0,1 0,12 0,06 0,6 0,3 0,3 0,35	400 300 60 40 48 24 240 120 120 140
Итого:	2,13	852

2.2 Выбор рациона и определение годовой потребности в кормах

Рационы кормления крупного рогатого скота предусматривают получение высокой продуктивности и сохранения здоровья животных при наименьших затратах питательных веществ на единицу продукции. Они должны обеспечивать общий уровень питания с учетом продуктивности животных, быть полноценным по составу органических питательных веществ, минеральных веществ, витаминов и базироваться на широком использовании кормов, при производстве которых получают высокий сбор кормовых единиц с гектара при малой их себестоимости. Использование питательных веществ кормов в значительной степени зависит от подбора кормов в рационе, т.е. от структуры рациона кормления.

В рацион кормления коров необходимо включить такие корма как: сено, сенаж, силос, солому, корнеплоды, концентраты, зелёный корм, соль, фосфор.

Суточная потребность в кормах определяется по формуле:

Р_сут=n₁m₁+n₂m₂+…+n_nm_n, (2.1)

где n₁, n₂, n_n- количество животных получающих одинаковую норму кормов;

m₁, m₂, m_n- масса корма по суточному рациону на одно животное.

	1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	1	№	Таблица 2 Суточная потребность в кормах
Итого:	Коровы: дойные сухостойные в родильном отделении нетели за 3 месяца до отёла Телята: Профилакторного возраста (0-20) Старше 20-ти дневного возраста в том числе: от 20 дней до 3 мес. от 3 мес. до 6 мес. молодняк от 6 мес. до 12 мес.	2	Группы животных
852	300 60 40 48 24 240 120 120 140	3	Количество, голов
-	5 4 4 4 1 1 1 1 2	4	m	Сено	Виды и количество кормов, кг
2636	1500 240 160 192 24 240 120 120 280	5	Pc
-	7 8 8 8 1 1 1 1 3	6	m	Сенаж
3968	2100 480 320 384 24 240 120 120 420	7	Pc
-	25 10 10 10 1 1 1 1 9	8	m	Силос
10504	7500 600 400 480 24 240 120 120 1260	9	Pc
-	2 2 2 2 - - - - 2	10	m	Солома
1176	600 120 80 96 - - - - 280	11	Pc
-	7 - - - - - - - 2	12	m	Корнеп-лоды
2380	2100 - - - - - - - 280	13	Pc
-	7 2 2 2 1 1 1 1 1,5	14	m	Концен-траты
2870	2100 120 80 96 24 240 120 120 210	15	Pc
-	75 50 50 50 6 6 6 6 35	16	m	Зелёный корм
36384	22500 3000 2000 2400 144 1440 720 720 4900	17	Pc
-	0,1 0,07 0,07 0,07 - - - - 0,5	18	m	Соль
110,36	30 4,2 2,8 3,36 - - - - 70	19	Pc
-	0,1 0,08 0,08 0,08 - - - - -	20	m	Фосфор
41,84	30 4,8 3,2 3,84 - - - - -	21	Pc

Определив суточный расход каждого вида корма, находят годовую потребность в кормах:

Р_год = Р_сут*t *K, кг (2.2)

где Р_сут - суточная потребность в кормах на ферме, кг;

t - продолжительность кормления тем или другим видом корма, дни;

K - коэффициент учитывающий потери в период хранения.

Таблица 3

Годовая потребность в кормах

Виды кормов	Суточная потреб-ность, кг	Кормо-вые еденицы	Продолжи-тельность кормления, дни	Коэффициент потерь корма	Годовой запас кормов, кг
Сено	2636	1160	240	1,1	695904
Сенаж	3968	1190	240	1,1	1047552
Силос	10504	1681	240	1,1	2773056
Солома	1176	235	270	1,1	349272
Корнеплоды	2380	286	230	1,03	563822
Концентраты	2870	2870	365	1,01	1058025,5
Зелёный корм	36384	6549	125	1,05	4775400
Соль	110,36	-	365	-	40281,4
Фосфор	41,84	-	270	-	11296,8
Итого	60070,2	13971	-	-	-

2.3 Выбор и обоснование объектов фермы

На фермах по производству животноводческой продукции все объекты фермы обычно подразделяются на 5 зон.

Таблица 4

Необходимые объекты фермы

№	Название зон	Наименование объектов, входящие в зону
1	2	3
1.	Административно-хозяйственная (зона А)	Ветеринарно-санитарный пропускник, административно-бытовое помещение и дезинфекционный барьер.
2.	Основного назначения (зона Б)	Помещения для размещения коров, молодняка, родильное отделение, выгульные и преддоильные площадки, доильные и молочные помещения, а также пункт искусственного осеменения и передержки осемененных коров.
Продолжение табл. 4
1	2	3
3.	Складская (зона В)	Здания и сооружения для хранения всех видов кормов, подстилки, техники, весовая и кормоцех.
4.	Вспомогательные здания и сооружения (зона Г)	Котельная, площадка для хранения топлива, ветпункт с изолятором, сооружения, обеспечивающие водо- электро- и теплоснабжения, внутренние дороги, ограждения фермы.
5.	Сооружения для хранения навоза (зона Д)	Навозохранилище, площадки компостирования.

2.3.1 Определение площадей и габаритных размеров помещений

Для определения размеров ветеринарно-санитарного пропускника, административно-бытового помещения и дезинфекционного барьера, необходимо знать, сколько человек будет работать на проектируемой ферме. Необходимое количество рабочих можно определить по формуле:

n * Z

N=-------- , чел (2.3)

n¹

где n - поголовье животных по заданию;

Z - коэффициент перевода животных в половозрастные группы,

Z = 2,13;

n¹ - норма нагрузки животных на одного человека.

400 * 2,13

N=---------------=15 чел.

56

Определив количество работающих и зная норму площади на одного человека, определяют потребную площадь помещения:

S=N*S_уд, м² (2.4)

где N - количество рабочих на ферме;

S_уд - удельная площадь, 17 м²

S= 15*17=255 м²

Длина помещения равна 255:6=42,5 м²

Типовой дезбарьер строиться размерами 3*5*0,3=4,5 м²

2.3.2 Определение площадей и габаритных размеров объектов, входящих в зону Б

Согласно зоотехнических требований разрешается содержать в одном помещении дойных, сухостойных коров и нетелей. Площади помещений определяются по формуле:

S= S_уд+n₁, м² (2.5)

где - S_уд - норма площади на голову, м²;

n₁ - поголовье животных.

S_кор1=8,0*204=1632 м²

S_кор2=8,0*204=1632 м²

S_{род.отд}=8,8*64=563,2 м²

S_{телятник}=2,9*380=1114 м²

S_{выгул у кор}=8*408=3264 м²

S_{выгул у телят}=3*444=1332 м²

S_{мол. и доил.зала}=6*9=54 м²

S_{искус.осемен}.=26 м²

S_{осемен.кор}=8,2*10,2=83,64 м²

2.3.3 Расчет и выбор складских помещений

Для хранения кормов выбирают типовые хранилища, в них лучше сохраняются питательные вещества кормов.

Потребную вместимость кормов определяют по формуле:

P_год

V=------------ , м³ (2.6)

P

где: P_год - потребность корма на год, т;

p - плотность корма, т/м³

V_сено=695,904:0,17=4093,5 м³

V_сенаж=1047,552:0,3=3491,74 м³

V_силос=2773,056:0,3=9243,52 м³

V_солома=349,272:0,07=4989,6 м³

V_{кореплод}=563,822:0,7=805,46 м³

V_{концентр}=1058,0255:0,35=3022,93 м³

Необходимое количество хранилищ определяется по формуле:

V

N=--------- , шт (2.7)

V_X.T.

где: V - необходимая вместимость, м³;

V_X.T. - вместимость типового хранилища, м³.

N_сено=4093,5:1500=3 шт

N_сенаж=3491,74:2000=2 шт

N_силос=9243,52:3000=3 шт

N_{корнеплод}=805,46:400=2 шт

N_{концентр}=3022,93:1000=3 шт

Таблица 5

Потребное количество складских помещений

Наименование объектов	Потребный объем V, м3	Объем принятого типового помещения, м3	Количество объектов, шт
Траншеи для хранения: силоса сенажа	9243,52 3491,74	3000 2000	3 2
Корнеклубне-хранилища	805,46	400	2
Склад концентрированных кормов	3022,93	1000	3
Сарай для сена	4093,5	1500	3

2.3.4 Выбор вспомогательных зданий и сооружений

Для отопления, получения горячей воды и пара принимаем по типовому проекту котельную размером 9*13=117 м² с площадкой для хранения топлива таких же размеров.

Автомобильные весы для учета поступающих кормов и отправки готовой продукции берут в размере 6*12=72 м².

Площадь ветлечебницы равна 242 м². Для бесперебойного снабжения фермы электрической энергией строят подстанцию 4*4=16 м², для водоснабжения устанавливают водонапорную башню Рожновского. Ширина основной дороги принимается 6 м, а подъездной-4 м.

2.3.5 Выбор и обоснование объектов для хранения и переработки навоза

Для стойлового периода выход навоза определяется по формуле:

G_навоз = Д*(g_н + П)*n, т (2.8)

где Д - время накопления навоза в днях, Д_стойл=235 дней, Д_пастб=130 дней;

g_н - выход навоза на одну голову в сутки, кг;

П - норма внесения подстилки на голову в сутки, кг;

n - поголовье животных той ил другой группы животных.

G_{кор.стойл.=}235*(55+4)*400=5546 т

G_{кор.пастб.=}130*(55+4)*400=3068 т

G_{нет.стойл.=}235*927+4)*48=349,68 т

G_{нет.пастб.=}130*(27+4)*48=193,44 т

G_{тел.до 6 мес.=}365*(7,5+4)*264=1108,18 т

G_{тел.6-12 мес.=}365*(14+4)*140=919,8 т

V_{компоста}=1:2=22368,12 м³

22368,12:5000=5 навозохранилищ

Таблица 6

Выход навоза на ферме

Группы животных	Время содержания	Общий выход навоза, т
	Стойловый период	Пастбищный период
Коровы	235	130	8614
Нетели	235	130	543,12
Телята до 6 мес.	365	-	1108,14
Телята от 6 до 12 мес.	365	-	918,8
итого	-	-	11184,06

2.4 Размещение выбранных объектов на генеральном плане фермы

При проектировании генерального плана важным является рациональное размещение построек относительно друг друга и ориентации относительно сторон света и господствующих ветров.

Коэффициент земельного участка определяется по формуле:

А_с

А_у=------, м² (2.9)

А_о

где А_о - общая потребная площадь комплекса, м²

А_с - площадь занимаемая сооружениями, м²

Потребная земельная площадь определяется по формуле:

А_о=S*n, м² (2.10)

где S - норма земельной площади на одно животное, S=200 м²

n - поголовье животных

А_о=200*400=80000 м²

А_у=29800/80000=0,37

2.4.1 Составление распорядка дня на ферме

Таблица 7

Распорядок дня на ферме

Процесс	Начало	Окончание	Продол., мин.
1	2	3	4
Чистка навоза, кормушек	4.40	5.00	20
Кормление коров	5.00	5.40	40
Подготовка к доению	5.40	6.00	20
Доение коров	6.00	8.00	120
Мойка доильных аппаратов, молокопровода и молочной посуды	8.00	8.30	30
Перерыв	8.30	11.00	210
Чистка навоза, кормушек	11.00	11.20	20
Кормление коров	11.20	12.00	40
Продолжение табл. 7
1	2	3	4
Подготовка к доению	12.00	12.20	20
Доение коров	12.20	14.20	120
Мойка доильных аппаратов, молокопровода и молочной посуды	14.20	14.50	30
Перерыв	14.50	18.20	210
Чистка навоза, кормушек	18.20	18.40	20
Кормление коров	18.40	19.20	40
Подготовка к доению	19.20	19.40	20
Доение коров	19.40	21.40	120
Мойка доильных аппаратов, молокопровода и молочной посуды	21.40	22.10	30

3. Проектирование производственных поточно-технологических линий

Продукцию животноводства получают на фермах при выполнении ряда производственных процессов. Под производственным процессом понимают совокупность выполняемых операций, связанных между собой различными параметрами, выполнение которых превращает предмет труда в конечный продукт. Производственные процессы выполняются при помощи специальных машин и оборудования, которые необходимо подобрать и установить в поточно-технологическую линию в строгом соответствии с принятой технологией содержания и кормления животных.

3.1 Проектирование технологических линий подготовки кормов

Подготовка кормов к скармливанию повышает их питательную ценность, а также увеличивает их поедаемость, что в конечном итоге снижает расход и стоимость кормов на получение единицы животноводческой продукции. Практика подтверждает, что дополнительное измельчение грубых кормов и смешивание их с силосом, корнеплодами и другими кормами позволяет повысить их поедаемость в 1,5 раза по сравнению с использованием их в необработанном виде.

3.1.1 Распределением кормов по выдачам

Для правильного расходования кормов, входящих в рационы КРС согласно зоотехнических требований, суточный рацион рекомендуется распределять по схеме, представленной в табл. 8.

Таблица 8

Распределение суточного рациона КРС по выдачам

Вид корма	Суточная потребность, Рсут, кг	Раздача
		утро	обед	вечер
		%	кг	%	кг	%	кг
Сено	2636	30	790,8	30	790,8	40	1054,4
Сенаж	3968	30	1190,4	40	1587,2	30	1190,4
Силос	10504	50	5252	50	5252	-	-
Солома	1176	50	588	50	588	-	-
Корнеплоды	2380	50	1190	50	1190	-	-
Концентраты	2870	35	1004,5	35	1004,5	30	861
Мин. добавки	152,2	35	53,27	35	53,27	30	45,66
Зеленая подкормка	36384	-	-	.	-	100	36384
итого	60070,2	-	10068,97	-	10465,77	-	39535,46

3.1.2 Выбор технологии обработки кормов

Для каждого вида корма, входящего в рацион, выбирается та или другая схема обработки по операциям, которые зависят от условий хозяйства, зоотехнических требований, уровня механизации и экономической целесообразности.

Сено		Сенаж, силос		Солома		Корнеплоды		Концентраты корм		Зеленый корм
Погрузка и транспортировка ПСК-5,0		Мойка и измельчение ИКМ-5		Погрузка ЗСК-5		Погрузка и транспортировка ПСК-5,0
Дозирование ДК-10		Измель-чение ИГК -30		Смешивание С-12		Транспортировка ИСРК-12		Дозирование ДК-10
Раздача КТУ-10А		Смешива-ние и раздача ИСРК-12		Погрузка транспор-тировка и раздача КТУ-10А		Дозирование ПК-6		Раздача ИСРК-12
					Смешивание, транспортировка и раздача ИСРК-12

3.1.3 Расчет количества машин и времени их работы

Потребное количество машин для выполнения принятой технологической линии можно определить по формуле:

Р_о

n=--------, шт (3.1)

Q_м*t

где Р_о - количество обрабатываемого корма, т;

Q_м - производительность машины, т/ч;

t - принятое время для выполнения операции, ч.

n_ПСК-5=10,46577 / 10*0,33=3 шт

n_ДК-10=10,46577 / 10*0,33=3 шт

n_КТУ-10А=10,46577 / 12*0,33=3 шт

n_ИГК-30=10,46577 / 30*0,33=1 шт

n_ИСРК-12=10,46577 / 5*0,33=6 шт

n_ИКМ-5=10,46577 / 6*0,33=5 шт

n_C-12=10,46577 / 5*0,33=6 шт

n_ЗСК-5=10,46577 / 5*0,33=6 шт

n_ПК-6=10,46577 / 8*0,33=4 шт

Действительное время выполнения операции можно определить по формуле:

Р_о

Т_д =---------- ,ч (3.2)

n* Q_M

где Р_о - масса обрабатываемого корма, кг;

n - число однотипных машин;

Q_M - производительность машины, т/ч.

Т_{д ПСК-5}=10,46577 / 3*10=0,35 ч

Т_{д ДК-10}=10,46577 / 3*10=0,35 ч

Т_{д КТУ-10А}=10,46577 / 3*12=0,29 ч

Т_{д ИГК-30}=10,46577 / 1*30=0,35 ч

Т_{д ИСРК-12}=10,46577 / 6*5=0,35 ч

Т_{д ИКМ-5}=10,46577 / 5*6=0,35 ч

Т_{д C-12}=10,46577 / 6*5=0,35 ч

Т_{д ЗСК-5}=10,46577 / 6*5=0,35 ч

Т_{д ПК-6}=10,46577 / 4*8=0,33 ч

Таблица 9

Кормоприготовительные машины

Наименование и марка машин	Производительность, т/ч	Мощность машины, кВт	Время работы, ч/сутки	Потребное количество машин, шт
1	2	3	4	5
Погрузчик стебельчатых кормов ПСК-5	10	22	2,0	3
Дозатор кормов ДК-10	10	4,4	2,0	3
Кормораздатчик КТУ-10А	12	7,5	1,36	3
Измельчитель ИГК-30	30	30	2,0	1
Кормораздатчик ИСРК-12	5	55	2,0	6
Измельчитель корнеплодов ИКМ-5	6	10,5	2,0	5
Смеситель кормов С-12	5	14	2,0	6
Погрузчик кормов ЗСК-5	5	55	2,0	6
Дозатор кормов ПК-6	8	2,6	1,32	4

3.1.4 Определение потребности кормоцеха в воде, паре и электроэнергии

Суточная потребность кормоцеха в воде определяется:

Q = Р_к.01*О_уд.1 + Р_к.о2*О_уд.2 + ... + Р_{к. оi}*G_уд.i, л (3.3)

где Р_к.0 - количество кормов, подлежащих обработке, кг;

О_уд - количество воды, потребное на обработку кормов, л/кг.

Q=2380*0,4=952 л

Потребное количество пара на запаривание кормов и отопление кормоцеха равно:

Q_П.K. =Q_уд.1*Р₁ + Q_уд.2*P₂+...+ Q_уд.*Р + Q_от*V, кг (3.4)

где Q_уд - удельный расход пара, кг/кг кормов;

Р, Р₁, P₂ - масса обрабатываемого корма, кг;

Q_от - удельный расход пара на отопление кормоцеха, кг/м³;

V - объем отапливаемого помещения, м³

Q=0,2*2380+19656*0,2=4407,2 кг

Наиболее оптимальным котлом-парообразователем является Д-721 Г. его производительность составляет 750 т/ч, мощность 4,0 кВт. Парообразователь Д-721 Г представляет собой горизонтальный трехоборотный котел дымогарно-жаротрубного типа. Барабан котла внутренним диаметром 902 мм сварен из листовой стали. Топкой служит жаровая труба диаметром 333 мм. В передней части котла установлены два центробежных насоса типа БЦНМ-3/17 с приводом от электродвигателя мощностью 0,4 кВт, топливный насос, топливный бак вместимостью 260 л, горелка и вентилятор. В качестве топлива используют газ.

Суточный расход электроэнергии кормоцехом определяется по формуле:

Э_с = (N₁T₁ + N₂T₂ +... +N_iT_i) + (N_уд*S*t), кВт (3.5)

где N₁, N₂ - мощность машин установленных в кормоцехе, кВт;

T₁, T₂, T_i - время работы той или другой машины в сутки, ч;

N_уд - удельная мощность на освещение, Вт/м²;

S - площадь кормоцеха, м²;

t -время искусственного освещения кормоцеха, ч

Э_с=(10,5*2,0)+(6*216*6)=7797 кВт

3.2 Выбор и обоснование машин для раздачи кормов

Для раздачи кормов применяются мобильные кормораздатчики КТУ-10А, потребное количество которых составляет 3 шт. (см. табл. 9), а так же ИСРК-12, потребное количество которых составляет 6 шт. (см. табл. 9).

3.3 Проектирование технологической линии механизации и автоматизации водоснабжения

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

Исходя из количества водопотребителей и норм расхода воды, определяют среднесуточный расход по формуле:

Q_ср.сут=g₁*m₁+g₂*m₂+…+g_i*m_i, л (3.6)

где g₁, g₂, g_i - среднесуточные нормы потребления воды одним потребителем, дм³;

m₁, m₂, m_i, - количество потребителей.

Q_ср.сут=70*15+100*300+60*148+20*264+30*140=49410 л

Определив среднесуточный расход, находят максимальный суточный расход воды.

Q_maxсут= Q_ср.сут*К, м³ (3.7)

Q_maxсут=49410*1,3=64233 л =64,233 м³

Зная максимальный суточный, определяют часовой и секундный расход воды.

Q_maxсут

Q_ч =--------- * К2, м³/ч (3.8)

24

Q_ч=64,233*2,2/24=5,888 м³/ч

Q_ч

Q_сек=--------, м³/с (3.9)

3600

Q_сек=5,888/3600=0,002 м³/с

Наиболее оптимальной является централизованная система водоснабжения с бесшатровой водонапорной башней разработанной А.А. Рожновским на 25 м³ , тип башни БР-25. Цилиндрическая опора башни одновременно является и ёмкостью для воды, что увеличивает запасы воды почти в два раза. Водозаборным сооружением является шахтный колодец.

Для выбора насоса определяют необходимый напор насоса по формулам:

Н_нас=Н_б+Н_н , м (3.10)

где Н_б - необходимая высота башни, м;

Н_н - глубина водоисточника, м.

Н_нас=25+3=28 м

Н_б=h_c+h_n +/- a, м (3.11)

где h_c - свободный напор воды. Для ферм принимается в пределах

h_c =10...12м;

h_n - потери напора по длине водопровода, м

h_n =1,1*h_i,

а - геодезическая отметка. Для учебного проектирования а = 0;

h_i - потери воды от башни до потребителя.

h_i= i*L, м (3.12)

где i=0,003-0,0035;

L - длина трубопровода до отдаленного потребителя.

h_i=0,003*1212=3,63 м

h_n=1,1* 3,63=3,99 м

Н_б=12+3,99 =15,99 м

Для подачи воды используется центробежный консольный насос 2К-6. Техническая характеристика: мощность 4,5 кВт, подача воды 10-30 м³/ч, напор 5,7-7,7 м.

Для устройства водопроводных сетей определяют необходимый диаметр труб по формуле:

Д = 2* м (3.13)

где V - скорость движения воды в трубах, м/с. Для сельскохозяйственного водоснабжения V = 0,9... 1,1 м/с.

Qc - секундный расход воды, м³/с.

Д=2*=0,048 м

Поение животных на ферме осуществляется посредством автопоилок ПА-1, обеспечивающие поение двух животных КРС при привязном содержании.

Необходимое количество автопоилок находят по формуле:

m

n=-----, шт (3.14)

z

где m - поголовье животных пользующихся одинаковыми автопоилками;

z- коэффициент, учитывающий на какое поголовье предназначена одна автопоилка.

n=400/2=200 шт

На фермах вода для тушения пожаров в основном хранится в специальных пожарных резервуарах. Необходимое количество воды для тушения пожара определяется по формуле:

Q_n= 3600*g_пож*t, дм³ (3.15)

где g_пож - секундный расход воды на тушение пожара Для ферм с поголовьем более 300 голов g_пож = 7,5 дм³/сек;

t - время тушения пожара, t = 3 часа

Q_n=3600*7,5*3=81000 дм³

Необходимый объем закрытого резервуара определяют по формуле:

V_р.n. = (54 + 0,53*Q_n)*Z, дм³ (3.16)

где Z- коэффициент учета одновременно возникающих пожаров, Z=l

V_р.n.=(54+0,53*81000)*2=85968 дм³

Для размещения пожарного водоема на генеральном плане фермы необходимо определить его размеры. Задавшись глубиной резервуара h = З м, шириной а = 5 м, находим его длину по формуле:

L = V_р.n /15, м (3.17)

L=85968/15=5731,2 м

3.4 Проектирование технологических линий доения коров и первичная обработка молока

На фермах комплексах по производству молока наиболее ответственными и трудоемкими процессами являются доение коров, обработка молока, его хранение и транспортировка. На ферме применяется доильная установка УДС -3Б, с трехтактными доильными аппаратами «Волга».

Годовой выход молока на ферме определяется по формуле:

Q_год= m*g , кг/год (3.18)

где m - число коров в стаде;

g - средний годовой удой на корову, кг/год

Q_год=400*4500=1800000 кг/год

Суточный сбор молока определяется по формуле:

Q_год*a

Q_сут=----------, кг (3.19)

365

где а - коэффициент суточной неравномерности, а = 1,2... 1,3

Q_сут=1800000*1,2 / 365=5918 кг

Разовый удой на ферме зависит от кратности доения и можно определить, как:

Q_раз= Q_сут*b, кг (3.20)

где b - коэффициент, учитывающий кратность доения. При двукратной дойке b = 0,5, а при трехкратной b= 0,33.

Q_раз=5918*0,33=1953 кг

Зная разовый надой, определяют часовую загрузку поточно-технологической линии.

Q_раз

Q_ч=-------, кг (3.21)

Т

где Т - время доения стада коров, ч. Согласно зоотехнических требований это время для дойки коров на одном дворе не должно превышать Т = 2 ч.

Q_ч=1953/2=976,5 кг

Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки можно определить по формуле:

m_g*t_p

O=----------, чел (3.22)

60*T

где m_g - число дойных коров обслуживаемых одной установкой;

t_p - затраты ручного труда на доение одной коровы;

Т - время доения стада коров, час.

О=150*2,2/60*2=2,75=3 чел

Количество доильных аппаратов N_a, которое может обслужить один оператор:

t_m+t_p

N_a=--------, шт (3.23)

t_p

где t_m - машинное время доения одной коровы, t_m = 4... 6 мин.

N_a=5+2,2 / 2,2=3 шт

Производительность оператора, коров в час

60

Q_on =-----, кор/час (3.24)

t_p

Q_on=60/2,2=27 кор/час

Пропускная способность доильной установки, коров в час

60* N_a

Q_у=----------, кор/час (3.25)

t_m

Q_у=60*3/5=36 кор/час

Необходимое количество принятых доильных установок можно определить по формуле:

Q_y

П_у =------, шт (3.26)

О_у.п.

где О_у.п - паспортная пропускная способность доильной установки, коров в час

П_у=36/26=1,4=1 шт

3.4.1 Первичная обработка молока

Первичная обработка молока предназначена для улучшения его качества и продления времени стойкости молока. Она включает в себя очистку, охлаждение и пастеризацию. Наиболее оптимальным будет являться молокоочиститель ОМ-1А, время непрерывной его работы определяется по формуле:

V_г.к.

T_н=-----------, ч (3.27)

К_г*Q_ч

где Q_ч - потребная пропускная способность молокоочистителя, л/ч;

К_г - коэффициент грязевого отложения, К_г = 0,002...0,003;

V_г.к. - необходимый объем грязевой камеры барабана молокоочистителя будет равен:

К_г* Q_ч*t

V_г.к.=-------------, л (3.28)

100

где t - длительность непрерывной работы молокоочистителя, t =2...2,2 ч.

V_г.к=0,002*1000*2/100=0,04 л

T_н=0,04/0,002=20 ч

Количество холода для охлаждения молока определяется по формуле:

Q_х= M*C*(T_н-T_к)*K_х, кДж/кг (3.29)

где М - количество охлаждаемого молока, кг;

С - теплоемкость молока, °С = 3,8*10³ Дж/кг град;

T_н - начальная температура молока, T_н = 32... 36 °С;

T_к - конечная температура молока, T_к = 4 °С;

K_х - коэффициент потерь холода в окружающую среду, K_х = 1,15.

Q_х=976,5*3,8*10³*(33-4)*1,15=123,75 кДж/кг

На животноводческих фермах и комплексах для охлаждения молока в потоке применяют пластинчатые охладители. Их рассчитывают по поверхности теплообмена по формуле Ньютона-Фурье:

Q_х

А_охл=-----------, м² (3.30)

K_т*t_ср

где K_т - коэффициент теплоотдачи, K_т = 1110 Вт/м2 °С;

t_ср - средняя логарифмическая разность температур, определяется по уравнению:

t_max-t_min

t_ср=--------------------------, °С (3.31)

2,3*lg*( t_max/ t_min)

где t_max - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью при входе в охладитель;

t_min, - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью при выходе из охладителя, t_min = 2... 3 °С.

t_ср=33-6 / 2,3*lg*(33/6)=15,8 °С

А_охл=115210/1110*15,8=0,65 м²

Число пластин в охладителе можно определить по формуле:

А_охл

z =--------, шт (3.32)

а_охл

где а_охл - площадь поверхности одной пластины, а_охл =0,043 м² .

z=0,65/0,043=15,1=15 шт

Охлажденное молоко хранят в резервуарах. Резервуар ТОМ-2А горизонтальный, негерметизированный с лопастной мешалкой оборудован водяной рубашкой, теплоизоляцией и холодильной установкой МХУ-12Т с холодильной мощностью 35,7 МДж/ч. Корпус ванной орошается холодной водой снизу и с боков из системы труб, которая отбирает теплоту от стенок и стекает вниз к испарителю холодильной машины, охлаждается и вновь подается насосом в трубы. Агрегат может работать в автоматическом и ручном режимах роботы.

3.5 Расчет и выбор вентиляции

Создание в животноводческих помещениях оптимальной воздушной среды имеет важное значение не только для здоровья животных, повышения их производительности, но и для продления срока службы основных производственных зданий, технологического оборудования, а также для улучшения условий труда обслуживающего персонала.

Необходимый часовой воздухообмен по содержанию углекислого газа L_CO2 определяют по формуле:

С*m

L_CO2=-----------, м³/ч (3.33)

C₁-C₂

где С - количество углекислого газа выделяемого одним животным, м³/ч;

m - количество животных;

C₁- допустимое количество углекислого газа в воздухе помещения, л/м³, C₁= 1,5...2,5 л/м³;

C₂- содержание углекислого газа в приточном воздухе, л/м³,

C₂ = 0,3... 0,4 л/ м³.

L_CO2=11,0*138+11,4*300 / 2-0,3=4938/1,7=2904,7 м³/ч

Правильность выбора системы вентиляции производят по максимальной кратности воздухообмена, которая определяется по формуле:

L_CO2

r =---------, (3.34)

V_n

где L_CO2 - часовой воздухообмен по углекислому газу или по влаге, м³/ч;

V_n - внутренний объем помещения, для которого выбираютвентиляцию, м³.

V_n=78*21*8=13104*2=26208 м³ (коровник на 400 голов)

r =2904,7/26208=0,11

При r < 3 - принимается естественная вентиляция,

r = 3 ... 5 - искусственная без подогрева воздуха,

r > 5 - искусственная с подогревом воздуха.

Если кратность воздухообмена меньше трех выбирают естественную вентиляцию и определяют площадь вытяжных и приточных каналов по формуле:

L_CO2

А_выт =-----------, м² (3.35)

3600*V

где V - скорость движения воздуха в вытяжном канале.

V=2,2*, м/с (3.36)

где h - высота канала. Принимается на 0,5 м выше князька здания;

t_в - допустимая температура внутри помещения в холодное время,

t_в =10...12 °С;

t_н - температура наружного воздуха, t_н = -12 °С.

V=2,2*=1,86 м/с

А_выт =2904,7/3600*1,86=0,43 м²

Задавшись сечением вытяжного канала, определяют их количество:

А_выт

n_в=--------, шт (3.37)

а_выт

где а_выт - площадь типовых вытяжных каналов, а_выт=0,64…0,81 м²

n_в=0,43/0,7=0,6=1 шт

Площадь же приточных каналов принимают,

А_пр = 0,25...0,3* А_выт, (3.38)

А_пр =0,25*0,43=0,11 м²

Количество приточных каналов будет равно:

А_пр

n_пр= -------, шт (3.39)

а_пр

где а_пр - площадь приточного канала, а_пр= 0,04... 0,05 м .

n_пр =0,11/0,04=2,75=3 шт

З.6 Расчет технологической линии уборки навоза

В зависимости от системы содержания, вида животных и наличия подстилочных материалов на фермах получают навоз густым или жидким, который удаляют из помещений периодически или непрерывно.

Выбор способа и системы удаления навоза зависит от многих факторов и может осуществятся механическими или гидравлическими способами. Наибольшее распространение на фермах крупного рогатого скота имеет технология получения и уборки так называемого твердого навоза влажностью в пределах 76...80 % и технология получения бесподстилочного жидкого навоза влажность которого больше 80 %.

Технологическая схема уборки навоза:

уборка стойл вручную ---» канавки скребкового транспортера ТСН-160 ---»УТН-10 или навозоуборочная тележка ---» навозная площадка ---» козловой кран---» погрузчик компостов.

3.6.1 Удаление навоза скребковыми транспортерами

Производительность скребкового транспортера определяется по формуле:

Q=3600*l*h*v*p*T, кг/с (3.40)

где l- длина скребка, l=0,25 м;

h - высота скребка, h=0,056 м;

v - скорость движения скребка, v = 0,18 м/с;

р - плотность навоза, кг/м³, p=1,01 кг/м³;

Т - коэффициент заполнения межскребкового пространства, Т = 0,5

Q=3600*0,25*0,056*0,18*1,01*0,5=4,68 кг/с

Объемный суточный выход навоза на один транспортер равен:

(П₁+q₁)*n₁+(П₂+q₂)*n₂+…+(П_i+q_i)*n_i

V_н=-----------------------------------------------------, м³ (3.41)

p

где q₁ , q₂ , q_i - суточный выход экскрементов, кг на голову;

П₁, П₂, П_i - норма внесения подстилки;

n₁, n₂, n_i - поголовье возрастных групп животных, обслуживаемых транспортером.

V_н =(4+55)*448+(4+7,5)*264+(4+14)*140 / 1,01=31988/1,01=31671,3 м³

Продолжительность работы транспортера в течение суток:

Т_с=п_вк*Т_ц, мин (3.42)

где п_вк - число включений транспортера в сутки, п_вк = 3... 4. Так как транспортер работает периодически, то продолжительность одного цикла удаления навоза составит:

L

Т_ц =-----------, мин (3.43)

3600*v

где L - длина цепи транспортера, м;

v - скорость движения, v = 0,18 м/с.

Т_ц =160/3600*0,18=0,25 мин

Т_с =3*160=480 мин

Число включений транспортера в сутки зависит от выхода навоза и вместимости навозного канала, которую можно определить по формуле:

V_н.к. = h¹*b¹*L*Ф¹*р, м³ (3.44)

где h¹ - высота навозного канала, 0,35 м;

b¹ - ширина навозного канала, 0,36 м;

L - длина навозного канала, 160 м;

Ф¹ - коэффициент заполнения, Ф¹ = 0,5;

р - плотность навоза, 1,01 кг/м³.

V_н.к.=0,35*0,36*160*0,5*1,01=10,2 м³

Число включений транспортера в сутки:

V_н

N_в.к.=--------, (3.45)

V_н.к.

где V_н - суточный выход навоза на транспортер, м³.

N_в.к =31671,3/10,2=3105

3.7 Расчет искусственного освещения

Для расчета равномерного искусственного освещения пользуются методом удельной мощности. Метод сводится к определению расчетной мощности для создания нормируемой освещенности. По таблицам в зависимости от вида помещения, выбирают удельную мощность в Вт/м².

Расчет электрического освещения производственных и других помещений сводится к выбору типа светильников, количества ламп и их рационального размещения. Исходя из установленной удельной мощности и известных площадей помещений определяют потребную мощность на освещение того или другого помещения по формуле:

P = N*S, Вт (3.46)

где S - площадь помещения, м²;

N - удельная мощность, Вт/м².

Р_кор=3264*4,0=13056 Вт

Р_{доил.зал}=54*13,0=702 Вт

Р_телят=624*3,7=2308,8 Вт

Р_{вет.пункт}=82*15=1230 Вт

Р_гараж=216*2=432 Вт

Р_админ.=255*10=2550 Вт

Определив потребную мощность основного освещения, его используют в период выполнения работ. В остальное время, если это необходимо, включается дежурное освещение, которое принимается 10... 12 % от основного.

Р_кор =13056*0,10=1305,6 Вт

Р_{доил.зал} =702*0,1=70,2 Вт

Р_телят =2308,8*0,1=230,88 Вт

Р_{вет.пункт} =1230*0,1=123 Вт

Р_гараж =432*0,1=43,2 Вт

Р_админ.=2550*0,1=255 Вт

После определения потребной мощности выбирается тип и мощность светильников для основного освещения однотипных помещений и определяется их количество:

Р

n_л = ------ , шт (3.47)

Р_л

где Р_л- мощность лампы, Вт.

n_кор =13056/20=653 шт

n_{доил.зал} =702/75=9 шт

n_телят =2308,8/20=115 шт

n_{вет.пункт}=1230/75=16 шт

n_гараж =432/20=22 шт

n_админ=2550/75=34 шт

Таблица 10

Расчет освещения

Помещения	Площадь, м2	Удельная мощность Вт/м2	Потребная мощность Вт	Мощность выбранной лампы, Вт	Количест-во ламп
			Основн. освещ.	Дежурное освещен.
Коровник	3264	4,0	13056	1305,6	20	653
Доильный зал	54	13,0	702	70,2	75	9
Телятник	624	3,7	2308,8	230,88	20	115
Ветеринар-ный пункт	82	15,0	1230	123,0	75	16
Гараж	216	2,0	432	43,2	20	22
Админист-ративные здания	255	10,0	2550	255,0	75	34

3.8 Разработка технологических графиков

Итогом проведенного технологического расчета по комплексной механизации проектируемой фермы является построение технологических графиков. На основании данных таблицы 11 необходимо выполнить графики работы каждой машины, принятой для выполнения технологических процессов.

Таблица 11

Техническая характеристика и показатели работы машин

Название машин	Марка	Показатели
		Производительность	Мощность, кВт	Время работы, ч/сут
Технологический процесс подготовки кормов
Погрузчик стебельчатых кормов	ПСК-5	10 т/ч	22	2,0
Дозатор кормов	ДК-10	10 т/ч	4,4	2,0
Кормораздатчик	КТУ-10А	12 т/ч	7,5	1,36
Измельчитель	ИГК-30	30 т/ч	30	2,0
Кормораздатчик	ИСРК-12	5 т/ч	55	2,0
Измельчитель корнеплодов	ИКМ-5	6 т/ч	10,5	2,0
Смеситель кормо в	С-12	5 т/ч	14	2,0
Погрузчик кормов	ЗСК-5	5 т/ч	55	2,0
Дозатор кормов	ПК-6	8 т/ч	2,6	1,32
Технологический процесс раздачи кормов
Кормораздатчик	КТУ-10А	12 т/ч	7,5	1,36
Кормораздатчик	ИСРК-12	5 т/ч	55	2,0
Технологически процесс водоснабжения
Водонапорная башня	БР-25	25 м3	-	-
Центробежный консольный насос	2К-6	10-30 м3/ч	4,5	-
Технологический процесс доения и первичной обработки молока
Доильная установка	УДС-3Б	150 голов	5,5	-
Трехтактный доильный аппарат	«Волга»	53 кПа	-	-
молокоочиститель	ОМ-1А	1000 л/ч	2,5	20
Резервуар-охладитель	ТОМ-2А	1800 л	10,8	-
Холодильная установка	МХУ-12Т	-	35,7 МДж/ч.	-
Технологический процесс уборки и утилизации навоза
Скребковый транспортер	ТСН-160	4,8 кг/с	5,5	8
Гидрофицированная установка	УТН-10	8,4	13	-

4. Технико-экономическое обоснование

Для обоснования комплексной механизации фермы, управления и контроля за выполнением отдельных процессов разрабатывается технологическая карта.

Экономическая часть проекта содержать затраты труда и материальны средства на выполнение каждой операции с учетом производительности машин и действующих норм выработки.

Определив общие годовые затраты труда ?Н_год, уточняют списочный состав рабочих на ферме по формуле:

?Н_год

Л_ср=-----------, чел (4.1)

Ф

где ?Н_год - затраты труда, человеко-часов в год;

Ф - фонд рабочего времени, Ф = 292 х 7 = 2144 часа.

Л_ср =30259,2/2144=14 чел

На основании технологической карты определяют и один из главных экономических показателей - удельные затраты труда на единицу продукции.

?Н_год

Н_ц =---------, чел ч/т (4.2)

О_пр

где О_пр - годовое производство продукции, т.

Н_ц =30259,2/44258,4=0,68 чел ч/т

5. Научная организация, охрана труда и противопожарные мероприятия

Охрана труда на фермах

Предупреждение и исключение причин, вызывающих несчастные случаи и травматизм работников животноводческих предприятий, операторов и технического персонала, обслуживающего технологическое оборудование, создание оптимальных условий труда -- главная задача охраны труда и техники безопасности на фермах и комплексах.

Основные требования охраны труда и техники безопасности при эксплуатации технологического оборудования ферм и комплексов сводятся к следующему.

Работающие машины и оборудование ферм должны быть комплектны, исправны, правильно смонтированы и прочно закреплены на фундаментах, опорах и стойках. Вращающиеся рабочие органы должны быть сбалансированы, цепные, ременные шестеренчатые передачи, а также горячие поверхности и токоведущие элементы машин, ямы, люки и колодцы должны надежно ограждаться.

Своевременное проведение планово-предупредительного обслуживания электрооборудования и электропроводки, проверка состояния ограждений, изоляции токоведущих элементов и заземления оборудования, исключение перегрузки и коротких замыканий -- основа электробезопасности обслуживающего персонала и животных.