Проект свиноводческой фермы на 12000 голов гнездового содержания с разработкой линии уборка навоза

ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия Инженерный факультет Кафедра Механизации и технологии животноводства Курсовой проект Проект свиноводческой фермы на 12 000 голов гнездового содержания с разработкой линии уборка навоза Кинель 2012

Реферат

Проект свиноводческой фермы на 12 000 голов гнездового содержания с разработкой линии уборка навоза: курсовой проект / Пимонов Д. Е., рук. Янзина Е. В.

Проект представлен пояснительной запиской и графической частью на 2 листах формата А1.

Пояснительная записка содержит 37 стр. машинного текста, включены 3 рисунка, 3 таблицы, использованы 10 литературных источников.

Ключевые слова: свиноводческая ферма, механизация, уборка навоза, разделение навоза на фракции.

Представлена ферма по откорму 12 000 свиней. Проведен подбор оборудования для механизации свинофермы. Подобрано оборудование для конкретной линии, выполнен расчет по технологической линии уборка навоза и разделение его на фракции.

Рассмотрены вопросы охраны труда.

Выполнен технологический расчет, экономическая часть.

Введение

Интенсификация животноводства требует широкого внедрения в производство достижений научно-технического прогресса путем строительства новых и реконструкции старых действующих ферм. Животноводческие предприятия становятся все сложнее. Как правило, их рассчитывают на получение одного вида продукции с использованием метода массового производства в промышленности. Для таких предприятий характерно постоянно возрастающее взаимное влияние биологических процессов и технических средств.

В сельском хозяйстве взят курс динамического развития и повышения эффективности всех отраслей, увеличения производства, улучшения качества продукции. Для решения поставленных задач разработан комплекс мероприятий, направленных на стимуляцию, интенсификацию отраслей животноводства и широкое применение индустриальных методов производства продукции. Одно из центральных мест в этих мероприятиях занимает техническое оснащение ферм и повышение энерговооружённости на основе применения научно обоснованных систем машин. В последнее время с ростом научной мысли идёт процесс улучшения условий труда в сельском хозяйстве. Многие операции в сельском хозяйстве с повышением механизации и роботизации, а также гигантских скачков в области микроэлектроники вышли на кардинально новый уровень развития.

Основной целью курсовой работы является проектирование и расчёт фермы, а также расчёт технологической линии уборки навоза.

1. Обзор литературы

1.1 Описание изобретения 4 951 863/15. Гамалицкий В. А. Решетка для перекрытия навозного канала

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в технических средствах для содержания животных. Решетка для перекрытия навозного канала содержит параллельно расположенные в направляющих с образованием щелей между собой колосниковые элементы, имеющие торцевые и рабочие части. Колосниковые элементы выполнены в поперечном сечении корытообразными, а их торцевые части имеют ширину, большую их рабочей части.

Изобретение относится к механизации трудоемких процессов в животноводстве, в частности к решеткам для перекрытия навозных каналов в помещениях для доращивания поросят — отьемышей. Известны решетки для перекрытия навозных каналов (см. авт. св. СССР № 865 232, 1980). Решетка содержит чередующиеся между собой и параллельно расположенные с зазором относительно друг друга основные и дополнительные планки. Основные и дополнительные планки шарнирно установлены на коленчатой оси с возможностью качания в вертикальной плоскости. Концы коленчатой оси планок шарнирно закреплены в опорах, вмонтированных в пол животноводческого помещения. При движении животных по решетки планки перемещаются (поднимаются и опускаются), совершая возвратно — качательное движение, что улучшает проходимость навоза через решетки.

Цель изобретения — упрощение конструкции решетки.

Решетка содержит параллельно расположенные и чередующиеся между собой с зазорами одна относительно другой продольные П-образные расширенные по концам элементы, выполненные из профилированной листовой оцинкованной стали, которые контактируют в свободном состоянии между собой, образуя щели для удаления навоза в навозосборный канал с П-образными поперечными элементами, установленными на стенах навозосборного канала.

Решетку используют следующим образом:

При перемещении по решетке животные воздействуют копытами на продольные ее элементы, которые, находясь в свободном состоянии в поперечных элементах решетки, совершают под действием веса животных колебательное движение, что способствует удалению навоза с решетки в размещенный под ней навозосборный канал.

1.2 Описание изобретения. 4 811 538/15. Устройство для удаления навоза из животноводческих помещений. М.И. Агарков, Н. А. Остапенко, Г. П. Гусаров

Сущность изобретения; участки для навозного канала снабжены U — образными защитными кожухами. На приводном валу закреплены лопасти шнека с опорными кольцами, которые взаимодействуют с защитными кожухами. Приспособление для очистки колец и кожухов выполнено с наклоном к их продольной оси. На кольцах канавки выполнены с углом наклона в сторону, противоположную углу наклона витков шнека. Угол наклона канавок к оси имеет тангенс больший, чем коэффициент трения навоза по поверхности металла колец и канавок. При вращении колец набившаяся навозная масса выдавливается в канавки. Углы наклона канавок обеспечивают эффективное перемещение навоза по канавкам и их быстрое очищение.5 з.п. флы, 3 ил. Изобретение относится к механизации трудоемких процессов в животноводстве, в частности к устройствам для уборки навоза из животноводческих помещений, и может найти применение как на крупных комплексах, так и на небольших фермах.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 — развертка защитного кожуха.

Установка включает открытый сверху навозный канал 1, в котором установлен шнек 2 с приводом 3. в канале 1 установлены U — образные в поперечном сечении защитные кожуха 4. На витках закреплены опорные кольца шнека 5, установленные с возможностью взаимодействия с кожухами 4. На кольцах 5 выполнены канавки 6, с наклоном в противоположную сторону нежели наклон витков шнека 2, а угол наклона канавок 6 к оси, угол имеет тангенс больший, чем коэффициент трения навоза по поверхности металла, из которого выполнены кольца 5 и канавки 6 на них. На кожухах 4 также выполнены канавки 7 с наклоном в туже сторону, что и наклон витков шнека 2, и угол наклона канавок 7 к оси сегментов — имеет тангенс больший, нежели коэффициент трения навоза по материалу, из которого сделаны кожуха 4 и поверхность канавок 7 соответственно.

Устройство работает следующим образом: Навоз от животных попадает в канал 1. Придостаточном накоплении навоза в канале 1 или при наступлении штатного времени уборки навоза включается привод 3 и вращающийся шнек 2 перемещает навозную массу вдоль канала, удаляя ее из зоны содержания животных. При вращении шнек 2 опирается на кольца 5, взаимодействующие с защитными кожухами 4. При большом количестве навоза в канале шнек вначале «всплывает», приподнимается над дном канала 1, затем по мере выгрузки навоза опускается. В промежуток между кольцами 5 и кожухами 4 успевает набиться навозная масса. При вращении колец 5 (вместе со шнеком) набившаяся масса выдавливается в канавки 6 и 7, и вследствие того, что выбранные углы наклона канавок обеспечивают эффективное перемещение навоза по канавкам, быстро очищаются, обеспечивая эффективное удаление навоза из пространства между кольцами 5 и кожухами 4.

1.3 Описание изобретения. 92 011 553/15. Гамалицкий В. А. Перекрытие навозного канала

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано животноводческих постройках. Перекрытие навозного канала содержит установленные на стенках навозного канала балки, на которых размещены решетки. Решетки снабжены кольцами и штырями, посредством которых через отверстия, расположенные по периметру решеток, они шарнирно связаны между собой и подвешены на балках с образованием зазоров относительно друг друга и с возможностью колебания в разных направлениях. 1 з.п. ф — лы, 4 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в животноводстве, в частности в отрасли свиноводства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является решетка перекрытия навозных каналов (см. авт. св. СССР № 865 232, 1980). Решетка содержит чередующиеся между собой и параллельно расположенные с зазором относительно друг друга основные и дополнительные планки, шарнирно установлены на коленчатой оси с возможностью качания в вертикальной плоскости. Концы коленчатой оси планок шарнирно закреплены в опорах, вмонтированных в пол животноводческого помещения. При движении животных по решетки планки перемещаются (поднимаются и опускаются), совершая возвратно — качательное движение, что улучшает проходимость навоза через решетки.

Недостатками прототипа являются: сложность конструкции, высокая металлоемкость, ненадежность в эксплуатации.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных и технических качеств изделия и улучшение условий для содержания животных.

В результате использования изобретения упрощается конструкция, снижается металлоемкость, повышаются технические качества решеток, повышается проходимость навоза через решетки в канал, что создает более благоприятные условия для содержания животных.

Вышеуказанный результат достигается тем, что перекрытие навозного канала содержит установленные на стенках канала балки, на которых размещены решетки, снабженные кольцами и штырями, посредством которых решетки через отверстия, расположенные по периметру, связаны между собой и подвешены на балках с образованием зазоров относительно друг друга и с возможностью колебания в разных направлениях при движении животных, что повышает проходимость навоза в канал.

Решетки перекрытия навозного канала выполнены в виде настила из просечно — вытяжного металлического листа с ромбовидными отверстиями и расположены в поперечном направлении относительно балок, что уменьшает прогиб решеток при возникновении нагрузок.

На фиг. 1 и 2 схематично показаны план и разрез решетки перекрытия навозного канала; на фиг. 3 — ромбовидный профиль отверстий решетки для поросят и свиней на откорме; на фиг.4 — узел соединения решеток кольцами или штырями.

Устройство содержит установленные на стенках канала 2 решетки 3 с ромбовидными отверстиями 6, соединенные на балках 1 кольцами или штырями 4 с образованием зазоров 5 относительно последних с возможностью колебания решеток в разных направлениях.

Ширина ромбовидных отверстий в решетках определена с учетом вида и возраста животных, например для поросят 10…12мм, для свиней на откорме 20…25мм.

Практикой подтверждена высокая эффективность применения решеток для перекрытия навозных каналов на безотходных просечно-вытяжных стальных листов (толщина 3−5 мм) с правкой и оцинкованием поверхности.

Следует отметить, что для изготовления решеток указанного типа машиностроительная промышленность располагает необходимым типовым технологическим оборудованием.

2. Технологическая часть

2.1 Расчет площадей помещений и выбора количества зданий

Площади основных и вспомогательных животноводческих помещений находятся на основание заданного поголовья, принятой системы содержания и норм площади и объема на одно животное.

Ориентировочно площадь животноводческого помещения определяют по формуле:

S=m•S0, (2.1)

где mколичество животных, гол.;

S0- норма площади на одну голову, м2/гол., S0=0,7 м ([ 5] таб. 2.1).

S=12 000•0,7=8400 м2

2.2 Определение потребности в кормах на ферме

Суточный расход каждого корма находится по формуле

Gсут =?pi•mi (2.2)

где piсуточная норма корма на одно животное различных групп, кг.

Gсут. сен =1•12 000 =12 000 кг

Gсут. силос =1,5•12 000 = 18 000 кг

Gсут. корн-ы= 10•12 000 = 120 000 кг

Gсут. конц-ы =3,5•12 000 =42 000 кг

Годовая потребность в корме

Gг = Gсут•D (2.3)

где D=365 — количество дней в году.

Gг сен =12 000•365=4 380 000 кг

Gг силос =18 000•365 =6 570 000 кг

Gг корн-ы=120 000•365=43 800 000 кг

Gг конц-ы=42 000•365=15 330 000 кг

Требуемая площадь для хранения кормов

(2.4)

где Giгодовое количество одного вида корма, кг;

г — объемная масса корма, кг/м3 ([5] таб.2.6);

h — высота складирования, м.

Sхр.сен =4 380 000/70•4 =15 642 м2

Sхр.силос = 6 570 000/700•3 =3128 м2

Sхр. корн-ы = 43 800 000/630•2 =34 761 м2

Sхр.конц-ы = 15 330 000/750•2 =10 220 м2

Количество стогов, траншей, помещений для хранения кормов определяют исходя из нормативной длины и ширины хранилищ по формуле

(2.5)

где l — длина хранилища, м;

а — ширина хранилища, м.

nсен= 15 642/8•50 =39 стогов (8Ч50 м)

nсилос =3128/18•55 =3 траншеи (18Ч55 м)

nкорн-ы=34 761/24•50=29 помещений (24Ч50 м)

nконц-ы=10 220/24•50 =9 помещений (24Ч50 м)

2.3 Выбор машин и оборудования для технологической линии

2.3.1 Приготовление кормов

Приготовление кормов — один из важнейших технологических процессов на фермах. На немеханизированных фермах на приготовление кормов расходуется 20…60% всех затрат труда по производству продукции. Благодаря специальной обработке улучшаются вкусовые качества корма, его усвояемость, благодаря чему сокращается расход кормов и в то же время повышается продуктивность животных.

Механизированное приготовление кормов на основе рациональной технологии в сочетании с передовыми способами содержания животных — одно из важнейших условий повышения производительности труда и снижения себестоимости животноводческой продукции. Механизация приготовления кормов значительно расширяет ассортимент кормов для различных видов скота. Так, применение машин для измельчения травы с последующей сушкой и размолом ее в сенную витаминную муку дает возможность скармливать траву свиньям и птице; применение пастоизготовителей позволяет широко использовать силос для кормления свиней, особенно на откорме.

Для приготовления кормов промышленность выпускает разнообразные машины. Например, для запаривания корнеклубнеплодов — запарники различных типов; для измельчения концентрированных кормов — универсальные дробилки и агрегаты. Кроме того, выпускаются универсальные машины, с помощью которых можно выполнять несколько операций по приготовлению кормов.

Набор машин для приготовления кормов должен быть минимальным, но достаточным для обеспечения наивысшей производительности труда работников животноводства, а технология приготовления кормов и перечень выполняемых операций — зоотехнически обоснованными.

К машинам для приготовления кормов предъявляют следующие зоотехнические требования:

машины для измельчения концентрированных кормов должны обеспечивать как крупный, так и мелкий помол. Распыл и потери корма при измельчении не допускаются;

частицы сенной витаминной муки для свиней не должны превышать 2…2,5 мм;

производительность машин и агрегатов для приготовления корнеклубнеплодов должна соответствовать разовой даче корма по ферме. Длительное хранение приготовленных кормов не допускается;

При мойке и измельчении корнеклубнеплодов не допускаются потери питательной части корма с моечной водой и в рабочих органах машины.

Конструкция машины для приготовления кормов должна быть простой, надежной и удобной, обеспечивать возможность агрегатирования с электродвигателям. Машины должны быть снабжены предохранительными устройствами, обеспечивающими безопасную работу обслуживающего персонала.

Приготовление кормов непосредственно па фермах заключается в проведении комплекса механических, тепловых, химических и биологических операций, направленных на повышение питательности и вкусовых качеств кормов.

Корма приготавливают главным образом комбинированным способом. Кормоцех включает несколько поточных линий, которые оснащены необходимыми машинами, оборудованием, обеспечивающими получение готового к скармливанию корма.

Кормоцехи подразделяют на специализированные и комбинированные. Специализированные кормоцехи строят для одного вида ферм (свиноводческих, птицеводческих, крупного рогатого скота), а иногда и для определенной половозрастном группы (поросят, откормочного поголовья, крупного рогатого скота и т. д.). Комбинированные кормоцехи строят для нескольких отраслей животноводства.

В свиноводстве широко применяется технология приготовления кормов, включающая механические и тепловые способы.

Набор машин и оборудования кормоцеха определяется типом ферм и технологией кормления: влажными мешанками в запаренном виде, сухими кормами, влажными мешанками в сыром виде и т. д.

Поточные линии кормоцехов подразделяют по структуре, виду связи, принципу компоновки оборудования и степени автоматизации производственных процессов. При этом все операции каждой технологической линии подразделяют на основные, в результате которых перерабатываемый продукт, как правило, изменяет свои первоначальные свойства (измельчение, запаривание) и вспомогательные (транспортные, перевалочные, контрольные).

Проектирование, и строительство кормоцехов должно вестись таким образом, чтобы вспомогательные операции сокращались до минимума. Чем выше удельный вес основных операций в поточной линии, тем совершеннее ее организации. На ферме для приготовления кормов предусмотрен кормоцех «Маяк — 6»

Кормоцех «Маяк-6» предназначен для приготовления кормов на откормочных свиноводческих фермах, содержащих 12 тыс. свиней. Оборудование кормоцеха обеспечивает приготовление влажных и полужидких кормовых смесей с запариванием и без запаривания.

Промышленность поставляет комплектно оборудование, которое устанавливают в пяти технологических линиях кормоцеха «Маяк-6» (табл. 2.1) для обработки корнеплодов, концентрированных кормов, сенной муки, зеленой массы и силоса, линии приготовления и выдачи готового корма.

Линия корнеклубнеплодов состоит из двух приемных бункеров 6 (рис. 2.1) транспортера ТК-5Б, скребкового транспортера, измельчителя корнеклубнеплодов ИКМ-5,0 и сборного шнека 10; линия концентрированных кормов — из приемного бункера 13, питателя концентратов; и сборного шнека 10; линия зеленой массы и сенной муки — из универсальной дробилки кормов КДУ-2, измельчителя зеленой массы, питателя сенной муки и скребкового транспортера 2; линия выгрузки готовых кормов — из двух смесителей, сборного шнека 10, выгрузного шнека 9 и выгрузного скребкового транспортера 12.

Рис. 2.1 Технологические линии кормоцеха «Маяк-6»

1 — питатель концентрированных кормой ПК-0; 2 — транспортер ТС-40 С; 3 — измельчитель «Волгарь-5»; 4 — питатель ПСМ-10; 5 — дробилка КДУ-2; 6 — приемный бункер объемом 9 м³; 7 — транспортер ТК-5Б; 8 — измельчитель ИКС-5М; 9 — выгрузной сборный шнек ШВС-40; 10 — загрузочный сборный шнек ШЗС-40; 11 — смеситель С-12; 12 — скребковый транспортер ТС-40М; 13 — приемный бункер объемом 15 м³

Таблица 2.1 Комплект оборудования кормоцеха «Маяк-6»

2.3.2 Раздача кормов

Для раздачи кормов в свинарниках применяют стационарные раздатчики кормов, мобильные кормораздатчики и ручные тележки.

Стационарные раздатчики кормов применяют в основном для раздачи кормов на откормочных свинофермах. Мобильные кормораздатчики типа КУТ-3 более универсальны их используют на свиноводческих фермах всех типов.

Ручные тележки используют в основном в свинарниках-маточниках для раздачи кормов в тот период, когда кормление маток проводится только в индивидуальных станках.

Кроме того, на более крупных откормочных фермах применяют пневматический способ раздачи кормов по трубам. Однако в этом случае свиней кормят только полужидкими кормами влажностью около 75%.

Для раздачи кормов на ферме применяются кормораздатчики РКС-3000 М.

Раздатчик кормов РКС-3000 М (рис. 2.2) предназначен для раздачи сухих, сочных и полужидких кормов в помещениях размерами 96X21; 72X21; 96X12; 72X12 как при двухрядном, так и однорядном расположении раздаточных транспортеров. Кормораздатчик состоит из приемного бункера-дозатора 5, наклонного 4 и горизонтального 2 (платформ) транспортеров, кормушек с двухсторонним фронтом кормления, приводной и натяжной станций и двух электродвигателей. Приемный бункер-дозатор устанавливают в смежном помещении или пристройке к свинарнику.

Рис. 2.2 Схема устройства кормораздатчика РКС-3000 М.(3)

1 — приводная станция; 2 — транспортер горизонтальный; 3 — натяжная станция;

4 — транспортер наклонный; 5 — бункер-дозатор; 6 — ролики опорные; 7 — кормушка;

8 — решетка; 9 — транспортерная лента; 10 — боковина.

В зависимости от рациона и норм кормления животных конструкция кормораздатчика позволяет выдавать из бункера-дозатора от 5 до 10 т. корма в час. Количество корма регулируют открытием шиберной заслонки и установкой одной из сменных звездочек на выходном валу редуктора. Полностью закрытая шиберная заслонка и 16-зубовая звездочка обеспечивают минимальную подачу корма из бункера-дозатора — 5 т/ч; 22-зубовая звездочка и полностью открытая заслонка обеспечивают максимальную подачу — 10 т/ч.

2.3.3 Вентиляция и отопление

Температура внутри помещений для содержания животных, влажность воздушной среды и содержание в ней аммиака, углекислоты, сероводорода, механических и других примесей, скорость движения воздуха в совокупности характеризуют микроклимат. Состояние микроклимата непосредственно влияет на продуктивность животных, расход кормов, качество получаемой продукции.

Установлено, что значительное нарушение параметров микроклимата может привести к снижению продуктивности до 40%, а заболеваемость, особенно молодняка, может увеличиться в 2…3 раза.

Микроклимат животноводческих помещений обеспечивается системой машин, включающей в себя теплогенераторы, установки для вентиляции, комплекты оборудования, поддерживающие все параметры в заданных пределах, зависящих от типа самих помещений, видов скота и их возрастного состава.

Комплекты оборудования «Климат». Автоматизированная система «Климат», разработанная ВНИИ Электроприводом, предназначена для поддержания в животноводческих помещениях оптимального температурно-влажностного режима и выпускается промышленностью в трех модификациях: «Климат-2», «Климат-3» и «Климат-4». Комплекты «Климат-2» и «Климат-3» имеют отопительную, вентиляционную и увлажнительную установки. Их вентиляционно-отопительный агрегат состоит из нагнетательного центробежного вентилятора типа Ц4−70 с трехскоростным электродвигателем и пластинчатого водяного калорифера типа КФС или КФБ. В совмещенной вентиляционно-отопительной системе теплоносителем служит свежий подогретый воздух, подаваемый в помещение нагнетательным вентилятором.

В зависимости от заданного объема вентиляции помещения устанавливают центробежные вентиляторы разных номеров: 6,3; 8; 10. 12 и 16 (номер обозначает диаметр рабочего колеса в дециметрах) Максимальный расход по воздуху 27,7 м3/с, по теплоте — от 50 до 500 кВт.

Для нагрева воздуха в животноводческих помещениях используюя горячую воду или пар и для этой цели применяют теплообменные аппараты — калориферы.

Калорифер (рис. 2.3, а) состоит из нескольких рядов стальных труб, входного и выходного коллекторов и патрубков, через которые подводится горячая вода (или пар) и отводится отработавший тепло носитель (вода, конденсат). Через зазоры между трубами продувается воздух. Омывая трубы, он нагревается и поступает в помещения. Для увеличения поверхности нагрева на трубах делают ребра толщиной 0,5 мм (пластинчатые калориферы КФС, КФБ) или навивку стальной лентой (оребренные калориферы КФСО или КФБО). Аппараты средней серии (КФС) имеют три ряда труб, а большой (КФБ) — четыре.

Комплекты «Климат-2» и «Климат-3» различаются между собой отдельными элементами схемы автоматизации системы отопления, вентиляции и увлажнения воздуха.

Комплект «Климат-3» позволяет регулировать температуру воздуха путем изменения теплопроизводительности калориферов с помощью регулирующего клапана ПР-1М с моторным исполнительным механизмом.

Комплект «Климат-4» представляет собой вытяжную систему вентиляции и не рассчитан на обогрев приточного воздуха.

Вытяжная часть всех комплектов серии «Климат» оборудована специальными низконапорными осевыми электровентиляторами серим ВО, подача которых регулируется в широких пределах путем изменения напряжения, подводимого к их электродвигателям. Рабочее колесо электровентилятора насажено па вал двигателя и находится по потоку воздуха впереди пего. Вентилятор позволяет подавать большие объемы воздуха при низком давлении. В зависимости от диаметра рабочего колеса элсктровснтиляторы серии ВО имеют три типоразмера: ВО-4 (400 мм), ВО-5,6 (Г)6() мм) и ВО-7 (700 мм), и их двигатели допускают диапазон регулировании частоты вращения в пределах соответственно 5: 1, 10: 1 и 8:

1.

Рис. 2.3 Элементы вентиляционно-отопительной системы.(4)

а — калорифер водяной КФСО-8: 1 — вентиль сливной; 2 — трубы; 3 — жалюзи; 4-воздуховод; 5 -трубопровод питательный; 6 — трубопровод обратный; 7 — калориферы; 8-швеллер;

9 — кронштейн; 10 — механизм управления жалюзи; б — осевой вентилятор для системы «Климат»: 1 — жалюзи; 2 — корпус; 3 — лопатки; 4 — кронштейн; 5 — электродвигатель

Система автоматического управления комплектов «Климат» обеспечивает: ступенчатое регулирование частоты вращения вентилятора, автоматический переход на низкую или высокую при снижении или увеличении температуры в помещении в пределах от 278 до 308 К, автоматический выбор числа работающих вентиляторов или их полное отключение при аварийном понижении температуры, возможность ручного управления осевыми вентиляторами, защиту двигателей от перегрузок и коротких замыканий.

Для установки на ферме выбирается комплект «Климат-3».

2.3.4 Водоснабжение и поение

На животноводческих фермах воду расходуют для поения животных, приготовления кормов, первичной обработки молока, мытья молочной посуды, кормушек, машин и оборудования, уборки помещений и других целей.

Под механизацией водоснабжения понимается применение машин и установок для подъема воды и доставки ее к местам потребления. Благодаря механизации водоснабжения резко сокращаются затраты труда на содержание животных, значительно снижается себестоимость животноводческой продукции, обеспечивается подача доброкачественной (незагрязненной) воды в неограниченном количестве непосредственно к месту содержания животных. Кроме того, постоянная подача воды на ферму улучшает санитарное состояние ферм и повышает противопожарную безопасность животноводческих построек.

Продуктивность молочных коров при механизированном водоснабжении увеличивается на 10…15%, привес свиней — на 12…15%, настриг шерсти овец — на 8…12%, привес крупного рогатого скота — на 3…5%.

Затраты на приобретение и установку оборудования для механизации водоснабжения возмещаются в течение одного-двух лет. Обслуживание оборудования несложно и не требует значительных затрат труда. Применение средств автоматики позволяет полностью устранить затраты ручного труда при подаче воды на фермы.

Механизированное водоснабжение ферм в колхозах и совхозах обычно централизовано: фермы пользуются единым для хозяйства водопроводом. Такая система водоснабжения наиболее экономична. Однако если ферма расположена далеко от центральной усадьбы или же вблизи нее расположен обильный источник воды, на фермах устанавливают водокачки и устраивают водопровод самостоятельного назначения. Такую систему водоснабжения называют децентрализованной, Применяют и смешанную систему водоснабжения животноводческих ферм: питьевую воду на ферму подлюг от общего водопровода хозяйства, а для технических нужд (мойки помещений, приготовления кормов и т. д.) используют воду из местного источника.

Автопоилки для свиней. Индивидуальные поилки применяют в тех свинарниках-маточниках и свинарниках-откормочниках, где есть водопроводная сеть. Эти поилки устанавливают в индивидуальных и групповых станках. При откорме свиней влажными кормами устанавливают одну поилку на 20…25 свиней, а при кормлении сухими кормами — одну поилку на 10…15 свиней.

Групповые поилки используют при лагерном содержании свиней, а также в свинарниках, не имеющих водопроводной сети. В этом случае групповые поилки устанавливают в помещении для кормления свиней -«столовых».

Групповая поилка АГС-24 рассчитана на одновременное поение 24 взрослых свиней. Она состоит из цистерны вместимостью 3 м³ и двух корыт. Цистерна и корыта установлены на общей раме салазках. Корыта разделены на части, закрываемые клапанами. Постоянный уровень воды в корытах поддерживается вакуумным устройством.

При эксплуатации в зимнее время поилку оборудуют электроводоподогревателем, температурным реле, клапанным механизмом и щитком управления системой электрооборудования. Цистерна заполняется водой из водопроводной сети или водораздатчиков типа ВУ-3.

На ферме устанавливаются поилки АГС-24.

2.3.5 Уборка и удаление навоза

Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы составляют около 40% всех затрат труда на фермах; из них примерно половина приходится на удаление навоза.

Выше было отмечено наличие в животноводстве двух технологий сбора, удаления и обработки навоза в зависимости от способа содержания животных (с применением подстилки или без подстилки).

В зависимости от конкретных условий применяют следующие технологии удаления и обработки навоза.

1.Технология сбора, удаления, хранения и внесения в почву твердого подстилочного навоза. свиноводческий ферма оборудование навоз

2. Технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с, приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста, полученного с использованием торфа, резаной соломы, опилок, других компостируемых материалов и минеральных удобрений (фосфоритная мука).

3. Технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с хранением и внесением его в почву в жидком виде.

4. Технология сбора и удаления бесподстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции, с последующим хранением и внесением каждой фракции раздельно (раздельный способ утилизации).

Четвертая схема с разделением жидкого навоза на фракции является наиболее типичной для крупных животноводческих комплексов, оборудованных специальными системами очистных сооружений. После разделения навоза твердая фракция используется как обычный твердый навоз на удобрения, а жидкая фракция подвергается сложной обработке с целью ее обеззараживания, дезодорации и осветления.

В общем случае технологический процесс уборки навоза из животноводческих помещений, удаления его к местам обработки и хранения с последующим внесением в почву в качестве органического удобрения можно разделить на следующие операции: доставка и распределение подстилки; уборка помещений; транспортировка к местам разгрузки и временного хранения; обработка навоза с целью приготовления высокоэффективного органического удобрения; погрузка и транспортировка навоза в поле и внесение его в почву.

При содержании животных на щелевых полах навоз накапливается в каналах, откуда удаляется с помощью гидротранспортной системы или транспортерами, уложенными в закрытые каналы-коллекторы.

Классификация навозоуборочных средств включает механическую и гидравлическую системы средств механизации для сбора и удаления навоза. В свою очередь механическая система включает мобильные и стационарные средства, применяемые для сбора, удаления и обработки как твердого, так и жидкого навоза.

На животноводческих комплексах и крупных специализированных фермах использование механических систем для сбора, удаления и транспортировки навоза значительно усложняется в связи с увеличением его выхода (на крупном свиноводческом комплексе до 3000 т в сутки). В этих условиях экономически наиболее рациональными оказываются гидравлические способы удаления навоза из помещений и транспортировки его к местам хранения пли переработки.

Специфика промышленной технологии на комплексах состоит в том, что наличие относительно теплых полов и регулируемый микроклимат в помещениях позволили отказаться от применения подстилки; ее заменили резиновыми ковриками и этим упростили технологию при значительном сокращении затрат труда.

Система гидравлического удаления навоза представляет собой целый комплекс инженерных сооружений и включает: навозоприемные (продольные) каналы; закрытые сверху решетками; магистральный (поперечный) коллектор; навозосборник с насосной станцией перекачки; напорную навозопроводную сеть. В зависимости от принятого способа последующей переработки жидкого навоза система гидроудаления имеет цех приготовления компостов или развитую систему очистных сооружений.

Все операции по очистке помещений, удалению, обработке и хранению навоза объединяют в законченные технологические линии обеспечивающие максимальную сохранность питательных веществ (NРК), имеющихся в навозе, и предусматривающие резервные установки и емкости на особо ответственных участках, полностью исключающие возможность загрязнения почвы, водоемов и окружающей воздушного пространства. Систему для гидроудаления жидкого навоза сооружают отдельно от системы канализации хозяйственно-бытовых стоков на комплексах.

Пропускная способность комплекта машин, аппаратов и сооружений должна обеспечивать удаление и обработку всего суточного выхода навоза.

К настоящему времени известны следующие типы гидравлических систем навозоудаления: самотечная, лотково-отстойная (шиберная), лотково-смывная, рециркуляционо-лотковая и бесканально-смывная.

Самотечная система основана на принципе свободного течении навозной массы под действием силы тяжести. Система действует непрерывно по мере поступления навозной массы через щели надканальных решеток и стекания ее через открытый конец канала. Влажность навозной массы должна быть не ниже 88%. Эта система проста по устройству и удобна в эксплуатации. После запуска ее в работу функции оператора сводятся лишь к наблюдению за тем, чтобы в каналы не попадали остатки корма и посторонние предметы. В процессе функционирования добавка воды не требуется. Воду добавляют только при пуске системы в работу. Самотечные системы навозоудаления особо успешно применяются на свиноводческих комплексах и фермах любых размеров.

На ферме используется самотечная система удаления навоза с дальнейшей перекачкой от навозосборника к навозохранилищу насосом НЖН-200.

Выход навоза и его свойства

Суточный выход навоза колеблется в широких пределах и зависит от системы и способа содержания, вида животных, от состава рациона и способов кормления.

Расчетный суточный выход навоза равен

mн.сут=mэ+ mп+ mв (2.6)

где mэ, mп, mв — количество, соответственно, экскрементов, подстилки и воды, в расчете на одно животное, кг.

mэ =7,5…17 кг ([ 6] таб.4.1) принимается mэ =10 кг/гол;

mп = 0 т. к для комплексов и ферм промышленного типа в свинарниках рекомендуется содержание животных без подстилки;

mв = 10 литров mн. сут=10+10 =20 кг

Масса накопленного навоза за год mн. год =D? mн. сут•ni (2.7)

где D — число дней накопления, D=365 дней;

ni — количество животных. mн. год =365•20•12 000=87,6•106 кг

Плотность навоза

(2.8)

где Wн — влажность жидкого навоза;

сс — плотность сухого вещества экскрементов, кг/м3. На основе экспериментальных исследований в расчетах принимают сс =1300 кг/м3.

св — плотность воды, кг/м3. св=1000 кг/м3.

где Wв = 1 и Wэ= 0,89 — влажность соответственно воды и экскрементов

По таб.4.4 динамическая вязкость м=0,1 Па•с, предельное напряжение сдвига ф0=0,9 Па.

Технологический расчет

Производительность технологической линии уборки навоза определяется по формуле

Qн =mn/T (2.9)

где mn — масса навоза, подлежащего обработке, кг;

Т — установленное время обработки, ч. Т=24 часа т. к самотечная система уборки навоза.

При ежедневной уборке навоза mn находится по формуле

mn=mн. сут•n =20•12 000=240000 кг

Qн = 240 000/24=10 000 кг

Подача навоза Qн разделяют на две подачи: подачу твердой фракции Qт и подачу жидкой фракции Qж.

где Wн, Wт, Wж — влажность, соответственно, поступающего на разделение исходного навоза и выходящих из него твердой и жидкой фракции.

Qт =

Qж =

Длина каналов для уборки навоза зависит от размеров помещения. Для надежной работы самотечной системы навозоудаления длинна продольных каналов не должна превышать 35 м. Выбирается длина продольных каналов L=30 м, а ширина канала B= 0,9 м.

Глубина продольного канала гидротранспортной системы навозоудаления:

Hкон = L•i + hп + hс + hз + hр

Ннач = Нкон — L•iд

где i-уклон навозной массы в канале во время ее установившегося движения. i=0,015…0,03 принимается i=0,02;

hп — высота порожка, м. hп = 0,05…0,15 м, принимается hп =0,1 м.

hс — толщина слоя навозной массы при движении ее через порожек, м. hс =0,1 м.

hр — толщина решетчатых перекрытий щелевого пола, м. hр = 0,1 м.

hз — расстояние между максимальным уровнем навозной массы в начале канала и щелевым полом, м. hз = 0,3 м.

iд — уклон дна канала. iд =0 т.к. самотечная система.

Hкон = 30•0,02+0,1+0,1+0,3+0,1=1,2 м

Ннач = 1,2 — 30•0 =1,2 м

Глубина поперечного канала (коллектора):

Нкол = Ннач + Lкол • iд (2.10)

где iд = 0,01 т.к. поперечный канал;

Lкол — длина коллектора, м. Lкол =225 м (по генеральному плану).

Нкол = 1,2 +225•0,01 = 3,45 м.

3. Конструкторская часть

Флотатор для обработки навозных стоков

В современных технологических линиях по переработки и утилизации навозных стоков, поступающих с крупных животноводческих комплексов, важное значение имеет операция по очистке отделенной жидкой фракции навоза, которая представляет собой дисперсную среду из воды и взвешенных твердых частиц экскрементов животных. Жидкая фракция навозных стоков составляет до 90% от общей исходной массы и в таком виде не может быть использована в качестве ценного органического удобрения и внесения в почву. Кроме того, в необработанном виде жидкая фракция навозных стоков представляет серьёзную угрозу для почвы, воды, воздушного бассейна и, в конечном счете, для человека.

Анализ научно-технической и патентной литературы по состоянию вопроса механизации процессов обработки жидких навозных стоков показал, что для этой цели существует большое количество методов и технических средств и наиболее простым и эффективным является метод обработки стоков путем флотации.

Флотацияэто метод разделения и очистки жидких навозных стоков за счет насыщения обрабатываемой среды пузырьками воздуха и создания комплексов «вода-пузырек воздуха — твердая частица навоза», твердые частицы «прилипают» к образовавшимся пузырьком воздуха и поднимаются (флотируются) к поверхности воды, где образовывают пенный слой (флотационный шлам).

Из анализа конструкций флотационных аппаратов можно сделать вывод, что наиболее эффективной и перспективной в использовании является конструктивно-технологическая схема флотатора, рабочий процесс которой основан на насыщении сточной воды пузырьками воздуха за счет её электролиза, так называемой электрофлотации.

С целью повышения качества обработки навозных стоков, поступающих с животноводческих ферм и комплексов, в Самарской государственной сельскохозяйственной академии была разработана экспериментальная установка для разделения и очистки жидкой фракции бесподстилочного навоза методом электрофлотации.

Флотатор состоит из емкости 1, патрубка 2 для подачи исходной массы жидкой фракции навозных стоков, электродов 3, устройства 4 для сбора и удаления флотационного шлама, переливной перегородки 5, патрубка 6 для вывода очищенной сточной воды.

Исходная масса жидкой фракции навозных стоков через патрубок 2 подаётся в емкость 1, где под воздействием процесса электролиза воды, который обеспечивают электроды 3, происходит насыщение воды пузырьками газа. На образовавшихся пузырьках абсорбируются взвешенные твердые частицы навоза и поднимаются вместе на поверхность обрабатываемой воды и образуют пенный слой — флотационный шлам, который вследствие своих физико-химических свойств сохраняет свою способность удерживаться на поверхности.

Далее флотационный шлам удаляется с поверхности воды устройством 4, причем, с целью снижения влажности флотационного шлама, устройство 4 снабжено дополнительной фильтровальной перегородкой 7. Очищенная сточная вода переливаете через перегородку 5 и удаляется из зоны обработки через патрубок 6.

Использование разработанного флотатора в технологической линии по переработке и утилизации навозных стоков позволяет повысить качество обработанной массы бесподстилочного навоза, снижения содержания взвешенных твердых частиц в жидкой фракции и снижения влажности отделенного флотационного шлама. Кроме того, предлагаемая конструкция способствует приготовлению ценного органического удобрения из жидкой и твердой фракции навозных стоков и улучшению экологической обстановки на животноводческих фермах и комплексах.

Экономический эффект использования предлагаемой конструкции флотатора достигается за счет снижения трудовых и эксплуатационных затрат на весь процесс переработки и утилизации стоков животноводческих ферм и комплексов. Кроме того, при работе данного флотатора достигается экологический эффект, который трудно подсчитать в деньгах.

Техническая характеристика:

Разработанная конструкция флотатора успешно прошла испытания на очистных сооружениях животноводческих ферм и комплексов Самарской области.

4. Безопасность жизнедеятельности

Многие электрические установки в сельскохозяйственном производстве работают в неблагоприятных условиях: агрессивные газы, пыль, повышенная влажность пагубно сказываются на состояние изоляции. Для обеспечения безопасности людей и животных необходимо выполнить заземление и зануление устройства, к которому следует подключать металлические части и детали электрооборудования. Не должно быть частей, к которым есть допуск у животных, то есть всё электрооборудование должно быть убрано вне доступное для животных место.

Все механические движущиеся части должны быть закрыты кожухами, чехлами, сетками. Не допускаются к работе на агрегате посторонние лица и рабочие, не ознакомленные с техникой безопасности. Всё оборудование поддерживать в удовлетворительном состоянии, не допускать работы сломанного агрегата, во избежание дальнейшей поломки. Вовремя проводить техобслуживание и ремонт.

5. Технико-экономические показатели проекта

Эффективность предложений проекта определяется сравнением существующей технологии с предлагаемой проектом. С целью осуществления рационального подбора машин и подсчета технико-экономических показателей составляем технологическую карту выполнения технологических процессов на молочной ферме.

Порядок расчета технологической карты рассмотрим на примере процесса «уборки навоза» строка 2 в технологической карте.

В третьей графе записываем объем работ в сутки, который равен 100 м³.

Стойловый период составляет 365 дней, записываем в графу 4.

Годовой объем работ (графа 5) равен

100*365= 36 500 м³.

В графе 6 указываем оборудование — установка для уборки навоза из-под решетчатых полов в свинарниках, в графе 7 мощность- 1,2 кВт.

Часовая производительность равна 10…15м3/ч, ее записываем в графу 9.

Число часов работы машины в год (графа 10) определяем разделив годовой объем работ (графа 5) на часовую производительность (графа 9) равна 2433,3 часа. Графа 11 — количество машин.

Обслуживающий персонал (графа 12) 1 человек. Годовые затраты труда (графа 13) определяются умножением числа часов работы машины на число обслуживающего персонала равна 2433,3 чел*ч.

В графе 14 определяют затраты электроэнергии на весь объем работы:

Зэл.=1,2•2433,3=2919,96 кВт.

В графе 15 записывают балансовую стоимость машины. Балансовую стоимость установок для разделения исходной массы на фракции и стоимости конструктивной разработки по проекту (24 500), усовершенствующей это оборудование.

В графе 16 записывают размер инвестиций, который определяют по формуле

И=Ц*Км,

где Ц — цена машины, руб.;

Км — коэффициент, учитывающий затраты на монтаж машины Км = 1,2.

Цена машины составляет 24 500 руб И=24 500*1,2=29 400 руб

Оплата труда (графа 17) определяется умножением затрат труда (графа 13) на часовую ставку с учетом отчислений. Часовую ставку определим из месячной оплаты равной 2300 рублей и месячного фонда рабочего времени (166,6 ч) часовая ставка равна 13,2 руб/ч. С учетом отчислений часовая ставка

Счо=Сч (1+Котп)(1+Ксоц),

где Котп — коэффициент отпускных, Котп=0,842;

Ксоц — коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды, Ксоц=0,26.

Счо=13,2(1+0,842)(1+0,26)=18,03 руб

Графа 17 равна 44 529,4 руб.

Затраты на электроэнергию графа 18 определяются умножением расхода электроэнергии (графа 14) на цену электроэнергии.

Ззат.эн.=2919,96*2,2= 6423,9 руб

Амортизационные отчисления определяются по формуле

А=И*На,

где И — инвестиции графа 16, руб; На — норма амортизационных отчислений, На =0,167

А=29 400*0,167=4910 руб.

Отчисления на ремонт и ТО равны Тр=И*Нтр,

где Нтр — норма отчислений на ремонт и ТО, Нтр =0,083.

Тр=29 400*0,083=2440 руб.

Прочие прямые затраты (графа 21) включают в себя себестоимость концентрированных кормов и затраты на их доставку в кормоцех. Всего эксплуатационных расходов графа 22 определяется суммой граф 17,18,19,20. Графа 22 равна 58 303,3 руб

Заключение

Выбор технологической схемы механизации производственных процессов зависит от способа содержания животных, типа кормления, конструкции помещения, природно-климатических условий, производственных условий хозяйства и других факторов.

Комплект машин и оборудования, входящих в линии механизации, могут быть различны и должны отвечать экономической и хозяйственной целесообразности использования техники.

В курсовом проекте разработана технология комплексной механизации уборки навоза и разделения его на фракции животноводческой фермы с гнездовым содержанием 12 000 свиней.

Список литературы

1. Алешкин В. Р., Рощин П. М. Механизация животноводства. -М.: Агропромиздат, 1993. — 320 с.

2. Брагинец Н. В., Палишкин Д. А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства. — М.: Агропромиздат, 1991. — 191 с.

3. Дегтярев Г. П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства. — М.: Агропромиздат, 1986. — 224 с.

4. Карташов Л. П. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства. -М.: Колос, 1997 г.

5. Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерного факультета. Доценты Новиков В. В., Янзина Е. В., ст. преподаватель Успенская И. В.: Кинель, 2004 г.

6. Методические указания к расчету технологических линий. Доцент Новиков В. В., доцент Карпов П. М. Кинель, 2000 г.

7.Механизация и технология производства продукции животноводства / В. Г. Коба, Н. В. Брагинец, Д. Н. Мурусидзе, В. Ф. Некрашевич. — М.: Колос, 2000. — 528 с.

8. Мельников СВ. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. — Л.: Агропромиздат, 1985 г.

9. Фролов Н. В. Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерного факультета. Кинель, 1983 г.

10. Фролов Н. В. Технологические расчёты производственных процессов в животноводстве. Самара, 2004 г.