Механизация откормочной фермы крупного рогатого скота на 3600 скотомест разовой постановки с разработкой линии приготовления и раздачи кормов

МИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

Белорусский государственный аграрный технический университет

Кафедра “Технология и механизация животноводства”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчетно-пояснительная записка

На тему: “Механизация откормочной фермы КРС на 3600 скотомест разовой постановки с разработкой линии приготовления и раздачи кормов”

Выполнила: Т.Н.Семенченя

гр. 124м 4 курс

Руководитель: С.П.Коновалов

Минск, 2006

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка состоит из 45 страниц печатного текста и содержит 5 таблиц, 7 наименований использованных литературных источников, приложения и 3 листа графического материла формата А1, 1 лист формата А2, 1 лист формата А3, 1 лист формата А4.

Ключевые слова: КРС, комплекс, кормораздатчик, шнек.

Цель работы - модернизация кормораздатчика-смесителя кормов.

В работе определена структура поголовья комплекса КРС на 3600 голов, установлены рационы кормления на ферме, рассчитаны потребное количество воды, кормов, выхода навоза, объема хранилищ, установлены потребные площади для содержания скота и размещения оборудования, подобраны необходимые средства механизации.

В конструкторской части произведен расчет вала фрезы.

Составлена технологическая карта приготовления и раздачи кормосмеси, что послужило основанием для определения технико-экономических показателей работы линии приготовления и раздачи кормов.

В соответствии с заданием выполнены разработки по технике безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА

.1 Обоснование системы содержания животных и размера фермы

1.2 Расчет потребности в воде

.3 Расчет суточной и годовой потребности в кормах

.4 Определение вместимости и числа хранилищ для кормов

1.5 Определение потребности в навозохранилищах

1.6 Выбор зоотехнических объектов

.7 Обобщение технологических расчетов и подбор объектов фермы

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Зоотехнические требования по подготовки кормов

.2 Основные технологические схемы приготовление и раздачи кормов

.3 Распределение суточного рациона и определение максимальной разовой порции

.4 Выбор оборудования, определение часовой производительности поточных линий

. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Техническое описание ИСРК-12 «Хозяин» и принцип работы

.2 Определение параметров шнека

.4. Расчёт сварного соединения

. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

.1 Расчёт показателей технологической карты

.2 Расчет технико-экономических показателей

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

.1 Безопасность работ при эксплуатации оборудования

5.2 Экологическая безопасность

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В Республике Беларусь планируется увеличить среднегодовой объем продукции на 14-15% преимущественно за счет интенсивных факторов развития, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики, эффективного использования созданного производственного потенциала. На основе укрепления кормовой базы, качественного улучшения пород, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов предстоит обеспечить устойчивый рост производства продукции животноводства.

Современные животноводческие фермы и комплексы с переходом на промышленную основу становятся крупными специализированными сельскохозяйственными предприятиями, где внедряется комплексная механизация технологических процессов, в том числе и в кормоприготовлении. Для того чтобы слаженно было готовить корма для большой концентрации животных, необходимо иметь совокупность согласованных между собой нескольких поточных технологических линий с полной механизацией основных и вспомогательных операций всех технологических процессов. Для размещения технологического кормоприготовительного оборудования на фермах и комплексах строятся специальные кормоцехи, в которых ежедневно перерабатываются десятки тонн различных кормов.

Комплексная механизация приготовления кормов дает возможность улучшать их качество, получать полнорационные смеси в виде монокормов при одновременном снижении стоимости их обработки. Учитывая, что в структуре себестоимости продукции животноводства корма составляет около 60% и их качество влияет на продуктивность животных, можно заключить, что от успешной работы кормоцеха во многом зависит эффективность работы животноводческих ферм и комплексов.

1. ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА

1.1 Обоснование системы содержания животных и размера фермы

Генеральный план - это начало комплекса или фермы. Он является графическим отображением конечного результата творческого труда проектировщиков по созданию рационального животноводческого предприятия.

Проектирование генплана комплекса начинают с выбора земельного участка, расположение которого увязывают с перспективным планом, санитарно-гигиеническими и противопожарными нормами /1, 2/.

Выбранный участок под ферму должен удовлетворять и производственным требованиям. К производственным требованиям относятся: удобство расположения фермы относительно кормовой базы, наличие хороших построек и дорог, хорошая связь с селом, наличие надежного водо- и теплоснабжения, достаточная твердость грунтов и их пригодность для возведения построек.

Участок должен располагаться ниже населенного пункта, водозаборных сооружений и выше ветеринарных объектов и навозохранилищ. Участок для строительства комплекса должен быть ровным или с уклоном 3…90. Расстояние от жилых построек до комплекса КРС должно быть не менее 200 м.

К санитарно-гигиеническим требованиям относятся: устройство ветеринарной зоны, а также санитарные разрывы между производственными помещениями, изоляция фермы от окружающей территории полосами насаждения кустарника, деревьев. На проектируемом комплексе необходимо предусмотреть средства защиты от проникновения или заноса инфекции, которые могут попадать туда с животными или людьми. Это достигается системой защиты зон. Транспорт, доставляющий корма, не должен проезжать производственную зону.

Технологические требования к генеральному плану заключаются в обеспеченности поточности производства, исключения встречных и пересекающихся потоков, соблюдения норм технологического проектирования.

На проектируемом комплексе по откорму КРС принимаем привязное содержание животных. Этот способ содержания наиболее распространен в колхозах и совхозах. Он обеспечивает хорошие условия для индивидуального нормированного кормления животных. При привязном содержании планировка стоил, проходов, кормушек, поилок проводится с учетом максимальной механизации производственных процессов.

Раздача кормов осуществляется мобильным кормораздатчиком-смесителем ИСРК-12. Уборка навоза осуществляется комбинированным способом. Поение животных осуществляется автопоилками марки АП-1.

1.2 Расчет потребности в воде

Вода расходуется на поение животных и производственные периоды технологические, гигиенические, хозяйственные и противопожарные.

Потребность в воде на поение животных определяем по среднесуточным нормам водопотребления различными половозрастными группами животных по формуле:

 л/сут,

где  - среднесуточная норма водопотребления животными, л/сут;

 - количество животных, голов.

 л/сут.

Учитывая неравномерность потребление воды животными в течение суток, определяем максимальный суточный (), часовой () и секундный () расходы, что необходимы для расчета водопроводных сооружений.

;                 ;               ,

где  и  - соответственно коэффициенты суточной и часовой неравномерности водопотребления (; ).

 л/сут;

 л/сут;

 л/сут.

Определяем вместимость бака водонапорной башни () с учетом хранения регулирующего (), противопожарного () и аварийного () запасов воды.

 м3.

Объем регулирующий вместимости водонапорного бака с учетом расхода на бытовые нужды принимают 15…25% максимального суточного расхода, т.е.

 м3.

Запас воды для противопожарных целей содержат, как правило, в наземных или подземных безнапорных резервуарах, из которых ее подают пожарными насосами. Вместимость таких резервуаров определяем, исходя из продолжительности пожара в течении tn = 2…3 ч при расходе воды на тушение gn = 2,5…7,0 л/сут, т.е.

 м3.

Противопожарный запас воды для водонапорных башен определяем из расчета тушения пожара в течение 10 мин в двух местах одновременно с общим расходом воды 10 л/сут, т.е.

м3.

Аварийный запас определяем из условий устранения аварии в течение двух часов:

 м3;

 м3.

По данным табл. 5.2 /1/ выбираем типовой проект водонапорной башни. Для нашего случая это башня БР - 50 901-521/70. Вместимость бака 50 м3, высота 12 м, бак - из листовой стали, ствол - из кирпича.

1.3 Расчет суточной и годовой потребности в кормах

Полноценное кормление животных является решающим фактором в увеличении производства говядины.

При промышленном способе производства молока рекомендуется использовать в рационах зеленые корма, сенаж, силос, корнеклубнеплоды, сено и концентрированные корма, наиболее отвечающие требованиям промышленной технологии. Мы принимаем сенажно-силосно-концентратный тип кормления. При этом продолжительность зимнего периода составляет 210, летнего - 155 дней.

Составляем рацион животных. Структура рациона КРС на откорме приведена в табл. 1.1.

животное ферма хранилище корм

Таблица 1.1 - Рацион кормления животных на откорме, кг

Определяем суточную потребность в различных кормах для всех групп животных по формуле:

, кг/сут,

где  - суточное потребление различных кормов по ферме, кг;

 - расход кормов по рациону на одно животное, кг/сут;

 - число животных в каждой группе, голов.

Тогда суточная потребность в кормах на зимний период составит:

Сена:

 кг/сут.

Принимаем 8,71 т/сут.

Сенажа:

 кг/сут.

Принимаем 54,22 т/сут.

ЗЦМ:

 кг/сут.

Принимаем 5,76 т/сут.

Комбикорма:

 кг/сут.

Принимаем 9,29 т/сут.

Итого подлежит обработке в мобильном кормоцехе следующее количество кормов:

 т/сут.

На летний период:

Комбикорма:

 кг/сут.

Принимаем 9,29 т/сут.

Зеленых кормов:

 кг/сут.

Принимаем 96,48 т/сут.

ЗЦМ:

 кг/сут.

Принимаем 5,76 т/сут.

Количество корма в летний период составляет

 т/сут.

Определяем годовую потребность в кормах и результаты расчетов заносим в табл. 1.2.

Таблица 1.2 - Суточная и годовая потребность в кормах, т

С учетом страхового фонда (5…10%) общая годовая потребность в кормах по ферме составит 35345 тонн.

Приготовление кормосмеси осуществляем с помощью мобильного кормоцеха (измельчитель-смеситель раздатчик кормов ИСКР-12).

1.4 Определение вместимости и числа хранилищ для кормов

Для хранения грубых и сочных кормов необходимо принять такие хранилища, в которых потери питательных веществ были бы наименьшими. Исследования ученых показывают, что при силосовании в облицованных траншеях потери составляют 10…25 %, в обычных траншеях - 15…25 %, а в башнях - 10…11 %. При неправильном хранении силоса потери питательных веществ достигают до 40…50 %. По данным БелНИИЖа, при закладке силоса в буртах потери составляют до 40 %, а при покрытии их пленкой уменьшаются до 10 %.

Хранилища для сенажа и силоса следует строить вблизи животноводческих помещений с учетом их расположения, количества скота и суточного рациона.

С момента начала разгрузки корма из хранилища со стороны открытой поверхности в глубину монолита проникает кислород из атмосферы, активизирующий деятельность вредных микроорганизмов, что ведет к разогреванию корма и потере питательных веществ. Поэтому необходимо со стороны плоскости снимать слой корма определенной толщины, т.е. соблюдать темпы разгрузки. Минимальный темп выгрузки из траншеи сенажа - 0,5 м/день.

Необходимую общую вместимость для сенажа определяем по формуле:

,

где Qгод - годовая потребность сенажа для всех групп животных, т;

K3 - коэффициент запаса, учитывающий потери от порчи кормов при хранении (при сенажировании для башен - 1,1…1,12, для траншей - 1,12…1,15).

Сенажирование осуществляем в траншеях. Исходя из этого определяем общую вместимость хранилища:

 т.

Выбираем проездные траншеи из сборных железобетонных плит типовой проект № 811-37. Габариты 75х18х3=4050 м3 и 39х12х3=1404 м3. Из сборных железобетонных плит. Вместимость 3000 т и 1000 т.

Количество траншей определяем по формуле:

,

где Vхр - вместимость выбранного хранилища, т.

 шт.

Принимаем 4 шт.

С учетом годовой потребности и рекомендуемых норм запаса подбираем типовые хранилища для сена, и концентрированных кормов.

Объем хранилища для сена определим по формуле:

,

где Qг - годовая потребность сена, т;

К - коэффициент, учитывающий потери сена, равный 0,05;- плотность сена (0,08…0,012), т/м.

м3.

Принимаем два хранилища размерами 75x27x9,5.

Необходимая площадь напольного склада для затаренного материала при укладке пятерником с учетом кормления на две недели определяется по формуле:

.

Для хранения комбикорма:

 м3.

Для хранения ЗЦМ:

 м3.

Общая площадь склада равна:

 м3.

1.5 Определение потребности в навозохранилищах

Размер навозохранилища определяем с учетом норм выхода навоза и срока его хранения.

Вместимость навозохранилища определяем по формуле:

 кг,

где m - поголовье животных;

 - масса навоза от одного животного за сутки, кг;

 - число дней хранения навоза (100...150), дн.

 м3.

Принимаем три навозохранилища, типовой проект № 815-28, емкостью 3000 т.

1.6 Выбор зоотехнических объектов

Амбулатория включает в себя:

стационар для содержания больных животных с незаразными заболеваниями;

изолятор для содержания животных с признаками заразных болезней.

Количество мест в стационаре принимается в процентах от общего поголовья животных на ферме, что для КРС составляет 0,5…1%, вместимость изолятора составляет 0,5 % от общего поголовья.

Санпропускник состоит из проходной площадью не менее 10 м2, помещения для дезинфекции одежды, гардеробной с сушильным шкафом, умывальной и душевой. Дезинфекционный блок ветсанпропусника состоит из помещения для дезинфекции транспортных средств. Площадь и габариты помещения для дезинфекции транспортных средств определяем по габаритам оборудования.

Карантинные здания. Режим содержания животных в карантине близок к режиму содержания здорового поголовья. Размер карантинных зданий определяем в зависимости от мощности фермы, графика поступления и сроков содержания животных.

1.7 Обобщение технологических расчетов и подбор объектов фермы

По данным расчетов предыдущих разделов составляем экспликацию основных, вспомогательных, складских и других зданий и сооружений и сводим в табл. 1.3.

Таблица 1.3 - Экспликация зданий и сооружений проектируемой фермы

На основании полученных данных и требований к проектированию строим чертеж генерального плана комплекса КРС, который представлен на первом листе графической части курсового проекта.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Зоотехнические требования по подготовки кормов

Сенаж - высокопитательный консервированный зеленый корм, приготовленный из различных трав, провяленных до влажности 45...55 % и измельченных па частицы длиной до 30 мм. По питательным свойствам сенаж близок к зеленым кормам, незаменимым в рационе КРС. Сенаж приготавливают из луговых и сеяных трав. Урожай трав должен быть убран в ранней фазе вегетации: не позднее фаз бутонизации бобовых и начала колошения злаковых. Количество частиц длиной 20...30 мм должно составлять не менее 75 % обшей массы корма.

Доброкачественный корм можно получить только при тщательном уплотнении массы в герметичных сенажных сооружениях. Сохранность корма достигается благодаря физиологической сухости субстрата, исключающей возможность развития бактериальных процессов. Дело в том, что при влажности растений 45...55 % внутриклеточная вода удерживается клетками с силой 5,5...6 мПа, а сосущая сила большинства бактерий составляет 5,0... 5,5 мПа. Следовательно, внутриклеточная вода при влажности растений 45...55% находится в труднодоступной для жизнедеятельности бактерий форме. Однако она легкодоступна для различных грибковых плесеней, сосущая сила которых достигает 22...29,5 мПа. Плесень же может развиваться только в аэробной среде (при доступе воздуха). Отсюда попятно, какое большое значение приобретает обеспечение герметичности сенажных сооружений. Это необходимо также и для того, чтобы удержать в них до начала разгрузки углекислый газ, создающий инертную среду и предотвращающий порчу корма.

Измельчение кормов играет важную роль в усвоении питательных веществ организмом животного. Второй целью измельчения является уменьшение энергии животных на разжевывание кормов. Наибольший эффект достигается при скармливании их в виде смесей, которые получают путем смешивания измельченных кормов. На животноводческих фермах измельчают зерно злаковых, бобовых и масличных культур, прессованные жмыхи, солому, сено, корнеклубнеплоды, кукурузу в початках, пищевые отходы. К измельчению концентрированных кормов и технологии их подготовки к скармливанию предъявляются следующие зоотехнические требования: крупность частиц корма для крупного рогатого скота - не выше 3 мм, свиней и птицы - до 1 мм при кормлении влажными мешанками и 2...3 мм при сухом кормлении. Во всех случаях нежелательным является наличие в корме пылевидных частиц. Они плохо смачиваются желудочным соком и образуют труднопереваримые комочки. Не допускается также наличие вредных примесей и металлических частиц.

Концентрированные корма следует скармливать в виде смесей, представляющих собой однородную массу. Влажность их при длительном хранении не должна превышать 15... 17%. Влажность различных кормовых смесей при скармливании для КРС - не более 60%.

Отклонение при дозировании компонентов от количества корма по массе допускаются в следующих пределах - комбикормов и концентрированных кормов ± 1,5%; сочных кормов ± 3,5%; воды ± 2,5%;минеральных добавок ± 1,0%.

В соответствии с зоотехническими требованиями при подготовке комбикормов к скармливанию их подвергают:

очистке от земли, камней и семян сорных растений на зерноочистительных машинах (сепараторах и др.), а от металлических примесей - на магнитных сепараторах;

измельчению до размера частиц заданной крупности на дробилках, мельницах или плющилках;

дозированию и смешиванию кормовых компонентов в однородную смесь по заданным рецептам на дозаторах и смесителях или универсальных комбикормовых агрегатах;

прессованию кормовых смесей - гранулированию или брикетированию на прессах - грануляторах или брикетных прессах.

2.2 Основные технологические схемы приготовление и раздачи кормов

Механизация приготовления и раздачи кормов в животноводстве занимает особое место в системе технических средств для обслуживания животных. Уровень механизации раздачи кормов в настоящее время несколько ниже механизации других процессов. На фермах крупного рогатого скота он составляет 50…55%.

В системе машин для комплексной механизации животноводства предусмотрены различные комплексы технологического оборудования для подготовки кормов к скармливанию, включая термохимическую обработку соломы, комплексы оборудования для переработки пищевых отходов в сухие корма, для производства брикетированных и гранулированных кормов из разнообразного растительного сырья, технологическую линию закладки соломы с зеленой массой в траншеи. Применение указанных комплексов оборудования позволяет не только более полно использовать кормовые ресурсы, но и на 35…40% повысить питательность рациона.

Для повышения обеспеченности крупного рогатого скота кормами необходимо полнее использовать все кормовые ресурсы и, прежде всего, полову, солому и другие отходы полеводства, повысить их питательность и поедаемость за счет применения современных технологий обработки и подготовки к скармливанию.

Практика подтверждает, что дополнительное измельчение соломы и смешивание ее с силосом, сеном и корнеклубнеплодами позволит повысить поедаемость этого вида корма в 1,5 раза по сравнению с использованием в необработанном виде. Подготовка соломы к скармливанию (измельчение, смешивание ее с другими компонентами рациона, термохимическая обработка) дает возможность повысить кормовые ресурсы грубых кормов не только за счет большего объема соломы, используемой на корм скоту, но и за счет повышения ее питательности.

Разнообразие применяемых технологий и технических средств механизации приготовления кормов к скармливанию зависит от типа кормления животных, набора компонентов кормового рациона, их качества и физико-механического состава, способа раздачи.

В настоящее время определены два направления приготовления кормов для КРС, которые следует учитывать при проектировании и строительстве кормоцехов:

приготовление рассыпных кормосмесей (без термохимического воздействия) на основе обработки и смешивания грубых, сочных, концентрированных кормов и минеральных добавок;

приготовление смесей на основе подвергшихся предварительной обработке грубых кормов термическими, химическими, биологическими, физическими методами в специально созданных технологических линиях кормоцехов.

Обычно на откормочных фермах КРС применяется кормление в виде кормосмесей. Кормосмесь приготавливается в кормоцехе или с помощью кормораздатчиков-смесителей и ими же кормосмесь транспортируется на ферму и там выгружает в кормушки.

В зависимости от вида кормов и требований технологического процесса подготовки их к скармливанию существуют следующие основные схемы поточных линий приготовления корма:

для сенажа:

измельчение - смешивание; измельчение (погрузка) - дозирование;

для концентрированных кормов:

очистка - измельчение - дозирование - смешивание; очистка - измельчение - осолаживание (дрожжевание) - дозирование - смешивание; очистка - измельчение - дозирование - смешивание - брикетирование (гранулирование); погрузка - раздача; погрузка - дозирование - смешивание.

Приготовление и использование на корм КРС полнорационных грубых кормов и концентрированных кормов, по сравнению с поочередным скармливанием их отдельно, намного эффективнее, т.к. повышается их поедаемость и сокращается расход на производство единицы продукции на 15-20%.

К наиболее трудоемким процессам при выращивании и откорме скота относятся доставка объемистых кормов и раздача их животным.

Технология кормления состоит из ряда операций: выгрузки сенажа из хранилищ; транспортировки корма к кормораздающим устройствам; дозирования комбикорма; смешивания все компонентов корма и раздачи кормосмеси в кормушки.

Мобильные кормораздатчики используют как для раздачи корма в помещениях, так и на откормочной площадке. К недостаткам, особенно при кормораздаче в заданиях, относят нерациональное использование полезной площади помещения из-за кормовых проездов, загрязнение внутреннего воздуха окисью углерода, чрезмерно высокий шум (до 90Дб); неравномерную выдачу корма (до ±15%). Этими недостатками лишены стационарные кормораздатчики.

Исходя из выше изложенного и согласно условиям по заданию, принимаем следующее:

корм выдаем в виде кормосмеси; кормосмесь приготавливаем кормораздатчиком-смесителем ИСРК-12Ф; загрузку сенажа и сена в кормораздатчик-смеситель осуществляем загрузочным устройством самого кормораздатчика; комбикорм загружаем, в кормораздатчик-смеситель, из бункеров расположенных на складе комбикормов; при помощи ИСРК-12Ф производим смешивание и осуществляем раздачу кормосмеси внутри животноводческих помещений для содержания животных.

По составленной схеме технологического процесса приготовления и раздаче кормов перейдем к технологическому расчету, который сводится к технологическому расчету оборудования, к определению производительности технологических линий, количества машин и вспомогательных устройств и оборудования.

2.3 Распределение суточного рациона и определение максимальной разовой порции

Расчет технологической линии производим, исходя из объема компонентов, необходимых для приготовления кормосмесей. Суточный расход по видам кормов берем из расчета генплана фермы.

Комбикорм:  т.

Сенаж:  т.

Сено:  т.

Распределим все виды кормов по дачам: утренняя, дневная и вечерняя.

Результаты распределения заносим в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Распределение корма по дачам, %

Согласно данных табл. 2.1 произведем расчет корма по дачам и определим максимальную разовую дачу и сведем все расчеты в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Распределение корма по дачам, т

Максимальная разовая дача, исходя из данных табл. 2.2, приходится на утреннее время кормление.

2.4 Выбор оборудования, определение часовой производительности поточных линий

животное ферма хранилище корм

Задаемся продолжительностью приготовления корма Т=2 ч.

Тогда производительность линий определим по формуле:

,

где Qм - максимальная разовая выдача корма, т.

Линия комбикорма:

 т/ч.

Линия сенажа и сена:

т/ч.

Зная производительность линий, определим количество машин и оборудования, необходимых для выполнения операций в каждой линии по формуле

,

где Плинии - производительность линии, т/ч;

Пмашины - производительность машин по технической характеристике, т/ч.

Бункер-дозатор комбикорма

.

Принимаем два бункера-дозатора (один принимаем дополнительно в случаи выхода из строя и чтобы, не нарушать технологический процесс кормления на ферме).

Для погрузки сенажа и сена используем, кормораздатчик-смеситель ИСРК-12Ф, который имеет погрузочное устройство.

Определим количество исходного корма, которое необходимо смешать кормораздатчиком-смесителем за одну максимальную дачу по формуле

 т.

Тогда производительность линии приготовления будет

т/ч.

Определим количество ИСРК-12Ф

,

где  - фактическая грузоподъемность кормораздатчика, т;

,  - подача погрузочных и разгрузочных средств кормораздатчика, т/ч;

 - расстояние между животноводческими помещениями и хранилищами, м;

 - скорость движения кормораздатчика с грузом и без, м/ч.

шт.

Принимаем три кормораздатчика-смесителя ИСРК-12.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Техническое описание ИСРК-12Ф «Хозяин» и принцип работы

Измельчитель-смеситель-раздатчик кормов, предназначен для приготовления (доизмельчения и смешивания) компонентов (зелёная масса, силос, сенаж, рассыпанное и прессованное сено, солома, комбикорма, корнеплоды в измельчённом виде, жидкие кормовые добавки) с применением электронной системы взвешивания кормовой смеси, которая обеспечивает возможность программирования 50 рецептов из 30 компонентов.

Машина состоит из бункера, шнекового рабочего органа, весового механизма, механизма. Бункер в горизонтальной плоскости имеет прямоугольную форму, а в вертикальной поперечной плоскости - призматическую с расширением вверх. На передней стенке бункера закреплен масляный бак гидросистемы машины, дисплей весового механизма управления рабочими органами. Имеется также смотровая площадка и лестница для подъёма на площадку. Сзади бункера имеется решётчатое окно для возможности загрузки различных рассыпных БВД (био-витаминные добавки). В нижней призматической части бункера по его оси установлено два смешивающе-измельчающих шнека. Для доизмельчения массы по всей длине витков шнека установлены ножи с волнистой кромкой лезвия (с зубьями). Для смешивания компонентов корма каждый шнек имеет противоположную навивку витков, обеспечивающих транспортирование смешиваемых компонентов в середину и вверх слева и/или справа по ходу раздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной транспортёр с гидроприводом. Угол наклона транспортёра (высота раздачи 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, нанесённым на специальной линейке, закрепленной на передней стенке бункера. В транспортном положении транспортёр фиксируется в вертикальном положении. По желанию заказчика вместо транспортёра может быть установлен выгрузной лоток для раздачи массы по кормовому проходу ("на кормовой стол"). Регулировка нормы выдачи осуществляется также как и на выгрузном транспортере. Весовой механизм состоит из измерительных весовых стержней, электронного дисплея с клавиатурой управления, видимого из кабины трактора, и коммутационных связей. Измерительная система имеетручной режим настройки, автоматический режим взвешивания с высвечиванием показаний на индикаторе дисплея, звуковую сигнализацию и блокировку системы взвешивания при переездах агрегата к местам дозагрузки. Базовая модель ИСРК-12 «Хозяин» может быть оборудована грейферным погрузчиком, который монтируется на задней стенке кормораздатчика и в транспортном положении не увеличивает его габариты. Грейфер приводится в действие от бортовой гидросистемы кормораздатчика, способен производить погрузку с углом поворота 240 градусов и управляется трактористом-оператором из зоны загрузки. Кормораздатчик ИСРК-12Г «Хозяин» подается непосредственно к месту загрузки задним ходом трактора, что особенно важно при работе в траншее. ИСРК-12Ф «Хозяин» оборудован погрузочной фрезой, которая представляет собой барабан на штанге со специальными ножами, который приводится в действие от автономной гидросистемы. Скорость вращения фрезерного барабана до 800 оборотов в минуту. Фреза поднимается на высоту до 4,5 метров и, опускаясь до 20-30 мм, (т.е. практически до самой земли) срезает и забрасывает в бункер вертикальный слой силоса глубиной до 250-300 мм. Производительность (для силоса с влажностью до 55%) не менее 50 тонн/час. Кормораздатчик ИСРК-12Ф «Хозяин» рекомендуется к применению в хозяйствах, у которых в составе кормовых смесей используется свыше 75-80% силоса. Привод рабочих органов кормораздатчика осуществляется от ВОМ трактора, через широкоугольный карданный вал, уникальный 2-хступенчатый планетарный редуктор и систему цепных передач. Управление рабочих органов (включение и выключение, подъем и опускание выгрузного транспортера и шиберов) производится с помощью автономной гидросистемы управляемой дистанционно из кабины трактора.

Машина оборудована бульдозерным ножом, а также механическим стояночным и пневматическим тормозом, сблокированным с тормозами трактора. На задней стенке бункера имеется световая сигнализация, сопряженная с органами управления трактора. Технологический процесс, выполняемый ИСРК-12, осуществляется следующим образом: в первую очередь в бункер кормораздатчика загружаются сухие гранулированные или мучнисты корма при отключённом ВОМ трактора. После переезда под загрузку других компонентов корма (сено, солома, силос) механизатор включает ВОМ трактора, корма загружаются в бункер, где при помощи шнеков происходит процесс измельчения и смешивания. Для уменьшения технологического цикла приготовления кормов процесс измельчения и смешивания производится и во время движения кормораздатчика к местам дополнительной погрузки и разгрузки. Масса каждого погруженного компонента корма контролируется механизатором по монитору. После загрузки бункера кормораздатчика всеми компонентами корма, агрегат въезжает в животноводческое помещение, механизатор опускает выгрузной транспортер и включает его привод, открывает заслонку и производит выдачу корма в кормушки на одну сторону кормовой линии, после разворота агрегата производится выдача корма на вторую сторону кормовой линии. При раздаче на кормовой стол (в помещениях без кормушек) возможны выгрузка на обе стороны одновременно. Норма выдачи корма (величина открытия заслонки) контролируется визуально по шкале (со значениями от 1 до 5) нанесенной на передней стенке бункера и по показаниям монитора.

3.2 Определение параметров шнека

Возникла необходимость в модернизации шнеков.

Определяем требуемую производительность шнека.

,

где G - масса корма, т;

 - требуемое время раздачи, принимаем исходя из требований, =0,3 ч.

,

где  - фактическая производительность погрузчика-кормораздатчика,т/ч;

 - время цикла, ч.

 т;

 т/ч.

Определяем частоту вращения шнека погрузчика-кормораздатчика:

,

где  - производительность шнека, т/ч;

D=0,55 - диаметр шнека, м;

d=0,218 - диаметр шнека, м;

S=0,485 - шаг шнека, м;

ρ=0,7 - коэффициент заполнения шнека;

φ- плотность корма, φ =0,7 т/м3.

 об/мин.

Мощность, необходимая для привода погрузчика-кормораздатчика, расходуется на передвижение корма, на перемешивание и на перетирание компонентов между собой.

,

где N1 - мощность на передвижение корма, кВт;

N2 - мощность расходуемая на перемешивание корма, кВт;

N3 - мощность на перетирание компонентов между собой, кВт.

,

где  - производительность шнека, т/ч;

L - длинна шнека, м.

кВт;

,

где S - шаг шнека, м;

n - частота вращения шнека, об/с;

f - коэффициент трения.

 кВт;

,

где R - радиус шнека, м.

 кВт;

 кВт.

Крутящий момент на валу шнека определяется по формуле:

;

 Нм.

Тангенс угла подъёма винтовой линии:

;

.

α=15,60.

Приняв коэффициент трения f=0,6, определим коэффициент трения скольжения по формуле:

;

.

Угол трения определим по формуле:

.

Осевое усиление на винт определяем по формуле:

,

где k - коэффициент, учитывающий, что сила приложена на среднем участке винта, k = 0,7…0,8, принимаем k = 0,7.

Н.

Поперечная нагрузка на участок шнека между двумя опорами определяем по формуле:

,

где l - расстояние между опорами вала шнека, м.

Н.

3.3 Расчёт на прочность шнека погрузчика-кормораздатчика

Для расчёта шнека на прочность строим его расчётную схему и изображаем действующие на шнек нагрузки рис. 3.1.

Определяем реакции в опорах:

 ;

   кг;

;

 Н/м;

 Н;

;

 Н.

На основании полученных результатов строим эпюру изгибающих моментов:

;

;

Рассчитаем нагрузку, действующую на шнек в месте расположения выгрузных лопаток:

;

Н.

Определим реакции в опорах и построим эпюру изгибающих моментов:

;

Н.

;

Н.

;

;

;

Н·м.

 Н·м;

 Н·м.

;

;

 Н·м;

 Н·м.

3.4 Расчёт сварного соединения

Рассчитаем сварной шов соединения при сварке вала шнека с витком.

Условие прочности сварного соединения определяется по формуле:

 МПа;

 Н,

где Fос - осевое усилие на винт, Н;

k - катет шва, м;

n - количество витков, n=10;

l - длина витка, м.

.

Допускаемое напряжение на срез =80 МПа.

Н/м2.

Условие прочности сварного шва соблюдается, так как:

τ=2,02 МПа<=80 МПа.

4. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

4.1 Расчёт показателей технологической карты

Расчет технологической карты рассмотрим на примере одной операции - загрузка сенажа. Для загрузки сенажа применяется агрегат Беларус 1221+ИСРК12Ф производительностью 40 т/час и установленной мощностью привода ВОМ 35кВт.

Объём работ в году для исходного и проектируемого вариантов рассчитываем по формуле:

,

где D - число дней работы агрегата в году, дн.;

Qсут - объём работ в сутки, т.

 т/год.

Число часов работы агрегата в сутки на данной операции рассчитываем по формуле:

,

где Qч - производительность в час, т/ч.

 ч.

Число часов работы агрегата в год на данной операции рассчитываем по формуле:

;

 ч.

Определяем затраты труда в сутки на данной операции:

,

где  - число часов работы агрегата в сутки, ч;

П - количество обслуживающего персонала, чел.

 чел.·ч.

Затраты труда в год на данной операции:

,

где Тм.год - число часов работы агрегата в год, ч.

 чел.·ч.

Амортизационные отчисления высчитываем по формуле:

,

где а - норма амортизации (а=14,2%);

р - норма отчислений на ремонт (р=18%);

Б - балансовая стоимость оборудования, (для ИСРК-12Ф - 26200 тыс. руб.);

n - количество агрегатов, шт.

Для ИСРК-12Ф:

 тыс. руб.

Расход электроэнергии рассчитываем по формуле:

,

где N - потребляемая мощность, кВт.

 кВт/год.

Стоимость электроэнергии определяется по формуле:

,

где i - стоимость 1 кВт электроэнергии (i=83,7 руб.).

тыс. руб.

Зарплату персоналу высчитываем по формуле:

,

где Тэр - тарифная часовая ставка тракториста соответствующего разряда, руб.

тыс.руб.

Прочие прямые затраты на данную операцию принимаем 10% от зарплаты персоналу высчитываем по формуле:

,

где k - процентное отношение.

тыс.руб.

Годовые эксплуатационные затраты высчитываем способом сложения всех полученных затрат по операции:

;

 тыс. руб.

Расчеты по остальным операциям производится аналогичным образом. Результаты расчетов заносим в технологическую карту (см. приложение).

4.2 Расчет технико-экономических показателей

Основные технико-экономические показатели линии:

.Удельные эксплуатационные затраты на одну тону продукции:

 тыс. руб.,

где ΣЭгод - сумма годовых эксплуатационных затрат, тыс. руб.;

Qгод - объем работ в году, т.

.Затраты труда на единицу продукции:

 чел·ч,

где ΣТгод - сумма затрат труда за год, чел·ч.

. Производительность труда:

 т/ч.

.Энергозатраты на единицу продукции:

 кг/т,

где ΣW- сумма расходов на электроэнергию, кВт/ч.

.Энерговоружонность труда:

;

 кВт/чел.

где ΣМдв - сумма мощностей привода, кВт;

Фгод - годовой фонд времени работы, ч.

Из расчетов мы видим, что наш технологический процесс рентабелен и может успешно применяться в хозяйствах.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Безопасность работ при эксплуатации оборудования

Наиболее часто обслуживающему персоналу приходится работать в смены со слабым уровнем естественной освещенности. Полы телятников скользкие от выделений животных и воды. Определяющим условием безопасности труда в телятниках товарных ферм является обеспечение хорошей освещенности рабочих мест и технологических переходов. Во всех производственных и вспомогательных помещениях должны быть приняты меры к улучшению естественного и искусственного освещения. Естественное освещение при правильном его устройстве наиболее благоприятно для человека. Поэтому не следует заслонять световые проемы оборудованием. Стекла световых проемов необходимо периодически очищать (не реже двух раз в месяц). При проектировании искусственного освещения необходимо принимать коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности от загрязнения светильников. Во избежание слепящего действия светильников общего назначения высота их подвеса должна быть не менее установленной нормы.

К обслуживанию машин и оборудования на фермах, в том числе молочных отделениях, должны допускаются лица старше 16 лет, обученные безопасным методам работы на рабочих местах. В местах обслуживания машин и механизмов должны быть вывешены инструкции по технике безопасности, личной гигиены и оказания доврачебной медицинской помощи пострадавшим. Все стационарные машины, у которых мощность двигателя более 2,8 кВт, устанавливаются на бетонных фундаментах и закрепляются болтами. Силовую нагрузку по возможности делают в металлических трубах. Полы должны иметь уклон в сторону канализационной решетки.

Все вращающиеся детали необходимо надежно ограждать. Корпуса электродвигателей, пусковых приборов, машин и оборудования, которые могут оказаться под электрическим током, надежно должны закрепляться. Размер диаметров заземляющих болтов, винтов, шпилек, а также контактных площадок возле них должны соответствовать величине номинального тока. Все проводники, штепсельные разъемы должны иметь маркировку и различительную расцветку по функциональному назначению цепей. Оборудование должно быть снабжено защитно-отключающими устройствами, обеспечивающими автоматическое отключение оборудования при нарушении нормальных режимов (предохранителями, автоматическими выключателями, защитно-отключаюшими устройствами). Все токоведущие части должны иметь надежную изоляцию от механического повреждения в процессе монтажа и эксплуатации во вводах проводов в корпусы, коробках выводов и других местах.

Перед началом работы машин и агрегатов необходимо проверить прочность крепления вращающихся частей, исправность защитных кожухов и ограждений, параллельность приводных валов, наличие на электродвигателях вентиляторов. Для этого рабочие органы машины следует прокручивать за шкив рукой. Чтобы не получить травмы руки при осмотре и регулировке механизмов машин надо принять меры, исключающие произвольное проворачивание этих механизмов. На бункеры питающих транспортеров комбикорма нельзя класть посторонние предметы. При обнаружении неисправности машины ее немедленно останавливают и устраняют выявленные неисправности.

Очистку, смазку и регулировку машин необходимо проводить при полной их остановке и при выключенном рубильнике. Обслуживать оборудование нельзя в одежде с длинными полами и широкими рукавами

5.2 Экологическая безопасность

В хозяйстве вопросу охраны окружающей среды следует уделять большее внимание.

Источниками загрязнения почвы и водоемов от животноводческих предприятий являются навоз, моча, техническая вода и дезинфицирующие средства, используемые во время ветеринарно-санитарных мероприятий. Особенно опасен жидкий навоз, получаемый при бесподстилочном типе содержания животных. Патогенная микрофлора в жидком навозе остается жизнеспособной очень длительное время, что обеспечивается благодаря высокой влажности и большому содержанию в нем аммиака и хлоридов, препятствующих размножению термофильных микроорганизмов. В связи с этим биотермические процессы в жидком навозе не развиваются и биотермического его обеззараживания не происходит.

Технология переработки и последующей утилизации навоза в значительной мере определяется способом его уборки из животноводческих помещений.

Площадь с.-х. угодий, необходимая для полного использования навоза в качестве удобрений, определяется по формуле:

, га,

где П - необходимая площадь с/х угодий, га;

А - содержание азота в навозе, %;

Г - годовой выход навоза, м3.

 га.

Что позволяет полностью использовать навоз в качестве удобрений.

При ликвидации инфекционных заболеваний среди животных невозможно обойтись без дезинфекции навоза. Однако химической дезинфекции, исходя из необходимости профилактики заболеваний, следует по возможности избегать. Дезинфицирующие средства должны применяться не профилактически, а целенаправленно, потому что все они относятся к биоцидам, т.е. после попадания в почву способны убивать полезные почвенные микроорганизмы. Кроме того, при выборе дезинфицирующих средств, следует учитывать сроки их распада.

Для контроля за состоянием экологической обстановки на ферме и вокруг нее необходимо организовать постоянное наблюдение за использованием бесподстилочного навоза, не реже двух-трёх раз в квартал проводить агрохимические анализы органических удобрений, почвы, грунтовых вод и растительной продукции. Подавляющее большинство ферм, особенно подвергшихся расширению, не обеспечены необходимым объемом навозохранилищ, недостаточно также стационарных и мобильных средств для транспортировки и внесения животноводческих стоков.

Основным направлением уменьшения выхода стоков и загрязнения водоемов является создание замкнутых систем. Для очистки животноводческих стоков в условиях гидросмыва используют биологические пруды. Несмотря на достаточно хорошую очистку, эта технология имеет ряд недостатков. Биологические пруды в зимний период замерзают, и добиться очистки стоков невозможно. Не решены также вопросы очистки биологических прудов в процессе их эксплуатации, требуется отчуждение больших площадей и большие капитальные вложения.

Опасность загрязнения водной среды навозом и навозными стоками вызывает:

загрязнение воды микроорганизмами, яйцами гельминтов;

насыщение воды органическими веществами;

насыщение воды азотистыми веществами и другими минеральными веществами;

обсеменение рыбы и других обитателей водоёмов патогенными микроорганизмами.

В проектах обязательно следует предусматривать защиту водоемов от загрязнения сточными водами путем перехвата поверхностных вод и дренажных стоков и аккумуляцией их в прудах-накопителях с целью создания водооборотных систем обязательным мероприятием является планировка поверхности орошаемых земель. Участки, на которых предусматривается дождевание животноводческими стоками, располагаются с учетом направления преобладающих ветров и размещения территории застройки. Защитная полоса между удобряемыми участками и населенным пунктом не менее 300 м.

По санитарно-гигиеническим требованиям необходимо, чтобы при использовании животноводческих стоков уровень грунтовых вод залегал на глубине ниже 1…1,2 м от поливаемых поверхностными водами.

Опыт работы ферм показывает, что интенсификация животноводства часто сопровождается ухудшением гигиенических и ветеринарно-санитарных условий в животноводческих помещениях, оказывает отрицательное воздействие на здоровье животных, интенсивно загрязняет окружающую среду.

Снизить загрязняющее влияние животноводческих комплексов на прилегающую территорию можно в результате правильного проектирования технологии производства и застройки ферм. Для этого необходимо:

- отказаться от строительства комплексов по откорму свыше 3…5 тысяч голов крупного рогатого скота, 24…27 тысяч голов свиней, а также комплексов с системами удаления навоза гидравлическим смывом;

- сократить число животных на ферме и в отдельных помещениях;

- предусматривать профилактические перерывы с целью постоянного поддержания высокой санитарной культуры;

- практиковать проведение общих ветеринарно-санитарных мероприятий, способствующих снижению количества микрофлоры в помещениях и предупреждению разноса их; создавать санитарно-защитные зеленые зоны;

- максимально снизить расход воды на удаление навоза;

- шире использовать механические способы его удаления; использовать в качестве подстилочного материала соломенную резку;

- создавать теплое ложе и значительно повысить качество навоза;

- обеззараживание навоза производить экологически безопасным биотермическим способом, для чего организовывать на каждой ферме цеха для его утилизации;

- совершенствовать систему обеспечения микроклимата помещений, не допуская внутренней и внешней рециркуляции отработанного воздуха;

- усилить качество проектирования; обязательно проводить экологическую экспертизу проектов ферм.

Важно, чтобы природоохранные меры способствовали естественному биологическому круговороту веществ, процессам обеззараживания отходов производства, разложения и превращения в составную часть почвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрена и решена проблема увеличения степени измельчения и смешивания смесителя-раздатчика ИСРК-12Ф путем уменьшения шага винтовой линии шнека, что приводит к улучшению смешивания кормов. В проекте усовершенствован и рассчитан шнек.

Проведенная модернизация шнека позволила улучшить качество смешивания корма, что резко улучшает качество.

Разработанный курсовой проект экономически обоснован, модернизация шнека позволила снизить эксплутационные издержки, затраты труда и энергоемкость процесса, а также увеличить производительность труда и энерговооруженность труда.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гриб В.К., Лукашевич Н.М., Семкин Н.И. и др. Механизация животноводства. - Мн.: Ураджай. 1997 - 640 с

2. Карташов А.П., Куранов Ю.Ф. Машинное доение коров. - М.: Высшая школа. 1969 - 360 с.

3. Белянчиков Н.И., Смирнов А.И. Механизация животноводства. - М.: Колос. 1983 - 360 с.

4. Детали машин. Иванов М.Н. - М.: Высшая школа. - 1991. - 383с.

5. Методические указания по преддипломной практике студентов по курсу «Механизация животноводческих ферм» - Мн.: БИМСХ, 1984.

6. Охрана труда. Копарев Ф.М. - М.: Колос, 1980. - 438 с.

7. Мжельский Н. И., Смирнов А. И. Справочники по механизации животноводческих ферм и комплексов. - М.: Колос, 1992.