Механизация животноводства

Министерство сельского хозяйства и продовольствия ВГМХА им. Н. В. Верещагина Кафедра механизации и электрификации животноводства РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту на тему:

Механизация животноводства

Вологда — Молочное

1999 год

1. Рекомендации по оформлению курсовых проектов

1.1 Расчетно-пояснительная записка

1.2 Содержание расчетно-пояснительной записки

1.3 Графическая часть

2. Технологический расчет

2.1 Расчет генерального плана фермы

2.1.1 Расчет структуры стада и обоснование технологии

2.1.2 Подбор рациона

2.1.3 Определение площадей кормохранилищ Определение объема складского помещения Определение площади складского помещения Определение количества хранилищ одного вида кормов Определение габаритных размеров зданий

2.1.5. Определение площадей выгульных, выгульно-кормовых и преддоильных площадок

2.1.6. Определение площадей под навозохранилище и подстилку

2.1.7. Расчет площадки земельного участка

2.1.8. Здания и сооружения, наносимые на генплан

2.1.9. Расчет искусственных водоемов

2.1.10. Проектирование генплана

2.1.11. Расчет технико-экономических показателей генерального плана

2.2. Расчет линии кормоприготовления Распределение кормов по времени кормления Выбор технологии обработки кормов Определение производительности технологических линий и потребности в машинах

2.2.4. Определение площади кормоцеха

2.2.5. Определение потребности в воде и паре

2.2.6. График загруженности оборудования кормоцеха

2.3. Расчет линии кормораздачи

2.3.1. Выбор типа кормораздаточных машин

2.3.2. Определение времени работы кормораздатчиков

2.4. Расчет линии, навозоудаления

2.4.1. Общие положения

2.4.2. Определение суточной и годовой потребности в подстилке

2.4.3. Расчет выхода навоза

2.4.4. Получение жидкого навоза

2.4.5. Расчет годового выхода навоза

2.4.6. Расчет выхода навоза с учетом возрастных групп животных

2.4.7. Подбор системы машин

2.4.8. Определение времени работы машин

2.4.9. Определение площади навозохранилища

2.4.10. Анаэробное сбраживание при утилизации навоза

2.5. Расчет технологических линий получения молока и первичной обработки

2.5.1. Расчет линейных доильных установок

2.5.2. Особенности расчета доильных установок типа «Тандем» УДА-8А

2.5.3. Особенности расчета доильных установок типа «Елочка» УДА-16А

2.5.4. Расчет технологической линий первично обработки молока

2.6. Расчет механизации водоснабжения

2.6.1. Среднесуточный расход воды на ферме

2.6.2. Максимальный суточный расход воды

2.6.3. Определение потерь напора в трубах

2.6.4. Определение выесть: водонапорной башни

2.6.5. Выбор типа автопоилок и определение необходимого их количества

2.7. Расчет технологической линии обеспечения оптимального микроклимата

2.7.1. Расчет вентиляции

2.7.2. Расчет освещения

2.8. Технологические графики

3. Конструктивная разработка

4. Технологические карты в животноводстве Назначение технологических карт Виды технологических карт Заполнение технологических карт Приложения Список литературы

1. Рекомендации по оформлению курсовых проектов

1.1 Расчетно-пояснительная записка Расчетно-пояснительная записка содержит: титульный лист, задание на курсовой проект, введение, обоснование проекта, основной текст, заключение, список литературы.

Объем записки должен составлять 25…30 страниц формата А4. Титульный лист оформляется согласно образцу. Текст записки пишется чернилами на одной стороне листа бумаги с полями снизу, сверху и слева по 30 мм и справа 10 мм, без помарок и перечеркиваний.

Формулы представляют сначала в буквенном выражении, после чего расшифровывают входящие в них величины, а затем подставляют цифровые значения.

Содержание записки должно быть представлено в виде глав, которые в свою очередь делятся на параграфы.

Схемы, графики, рисунки выполняются на отдельных листах обычного формата. Количество иллюстраций должно быть достаточным для пояснения излагаемого текста. Все иллюстрации должны иметь подпись и сквозную нумерацию арабскими цифрами в их нижней части.

1.2 Содержание расчетно-пояснительной записки Аннотации к проекту.

Введение

В нем излагаются задачи, которые решают работники животноводства страны, роль механизации животноводства в решении этих задач.

Обоснование проекта. На основе литературных данных доказать актуальность затронутой темы. Себестоимость продукции и затраты труда на единицу продукции в передовых хозяйствах страны и области. Применяемая технология и механизация трудоемких процессов на фермах и комплексах этих хозяйств.

Технологическая часть. Она занимает примерно 50…70% текстового материала. В этой части проводится, расчет генплана, расчет кормоприготовительных и кормораздаточных машин, расчет организации доения и машин для первичной обработки молока" .расчет машин по уборке и утилизации навоза, машин по обеспечению оптимального микроклимата и машин по уходу за животными, вопросы воле снабжения, пароснабжения и энергоснабжения. Заканчивается технологическая часть составлением двух технологических графиков, выполненных на миллиметровой бумаге.

Конструктивная часть. Включает в себя прочностной и энергетический расчет узла машин. Машина обязательно должна выбираться из принятых в проекте технологических линий. Это может быть проверочный расчет существующих машин или расчет новой машины, прототипом которой служит, существующая машина, или предлагается принципиально новая машина, разрабатывается ее технологическая схема и один из ее узлов разрабатывается детально.

Экономическая часть. Представляет собой обоснование целесообразности предлагаемого проекта. Итогом экономической части должен явиться расчет затрат труда на единицу продукции.

Заключение

попроекту. Краткое описание предлагаемой технологической линии; чем хороша, какие имеет недостатки предлагаемая технология.

Список литературы

В списке, составленном в алфавитном порядке, указывается фамилия автора, инициалы, название книги {статьи, журнала, части), название города, где издано, издательство и год издания.

Ссылки на ученых даются в конце цитаты, позаимствованной из их высказываний.

1.3 Графическая часть Графическая часть выполняется на трех листах чертежной бумаги формата А1 в соответствии с требованиями «Единой системы конструкторской документации» и включает в себя:

1-й лист. План (схема) проектируемого объекта с расстановкой оборудования.

2-й лист. Общий вид, разрезы, сечения разработанной конструкции.

3-й лист. Сборочные единицы конструкции и рабочие чертежи деталей.

2. Технологический расчёт

2.1 Расчет генерального плана фермы

2.1.1 Расчет структуры стада и обоснование технологии содержания животных Структура стада выражается в процентном отношении коров, нетелей, телок старше одного года, телят до 6 месяцев, молодняка старше одного года, молодняка от 6 месяцев до года, молодняка на доращивании от 6 до 14 месяцев, молодняка на откорме 14−18 месяцев от общего поголовья животных.

Наличие указанных выше групп животных определяется заданной специализацией фермы.

Структуру поголовья оформить в виде таблицы (табл. 1).

Таблица 1

Структура поголовья стада

На фермах крупного рогатого скота применяются системы содержания: привязная; беспривязная: боксовая, комбибоксовая, на глубокой подстилке; конвейерная и др.

По технологии содержания беспривязная система значительно сложнее, чем привязная, т.к. требует значительного запаса кормов, подстилки, четкой организации всех работ на ферме, тщательного подбора групп животных, размеры которых определяются типом доильных установок. Беспривязная система содержания животных увеличивает нагрузку на основного работника фермы, значит, повышает производительность труда.

Преимущество одной системы перед другой необходимо определить в отношении климата, наличия кормов, подстилки, пастбищ, пород скота, технической оснащенности, квалификации обслуживающего персонала.

2.1.2 Подбор рациона Рацион подбирается по литературным источникам, в зависимости от суточного удоя коров и их живого веса (табл. 2, 3). Подобранный рацион корректируется на корма, которые можно получить в условиях Вологодской области. Рацион должен быть сбалансирован по кормовым единицам и переваримому протеину.

В качестве грубого корма желательно использовать солому, ею можно заменить сенаж и частично сено.

2.1.3 Определение площадей кормохранилищ Минимальные запасы кормов и подстилки на фермах:

— концентрированные корма — 8% годовой потребности зимнего периода,

— подстилочный материал — 50% годовой потребности,

— грубые и сочные корма — 100% потребности зимнего периода.

Руководствуясь нормами минимальных запасов кормов и подстилки, складируемых на ферме, определяют потребную вместимость и занимаемую площадь хранилищ для основных видов кормов и подстилки. При этом вместимость хранилищ увеличивается на 5…10% по сравнению с расчетной с целью покрытия возможных отходов кормов при хранении.

Таблица 2

Типовые рационы для коров

Таблица 3

Коэффициенты для определения потребности в кормах для телят и молодняка

2.1.3.1 Определение объема складского помещения По каждому виду кормов объем складских помещений определяется из условия

м³,

где Q — расчетное количество корма, т;

р — плотность корма, т/м³ (табл. П. 2.6).

2.1.3.2 Определение площади складского помещения Площадь складских помещений, определяется условиями

или, м²,

где h — высота насыпки, м

b — норма нагрузки на 1 м² склада, т/м² (табл. П. 2,7).

2.1.3.3 Определение количества хранилищ одного вида кормов Суммарная длина хранилищ одного вида кормов равна

м, где, а — ширина хранилища (табл.П.2. 9).

Если длина хранилища менее 60 м, принимают одно хранилище длиной кратной 6, при больших значениях длин хранилищ определяют их количество n.

где I — длина одного хранилища, м.

2.1.4 Определение габаритных размеров зданий Определив структуру стада и решив вопрос о технологии содержания животных, необходимо решить в каких зданиях будет содержаться основное стадо: моноблок или павильонная застройка.

Габаритные размеры зданий следует определять исходя из существующих размеров строительных конструкций для животноводческих ферм:

железобетонные балки -6м.

железобетонные балки для перекрытий — 3; 6; 7,5; 9; 12 и 18 м;

железобетонные строительные фермы — 18 м;

железобетонные перекрытия — 24 м;

сварная строительная ферма — 21 м.

При компоновке здания необходимо учитывать конструкцию и размеры основных технологических элементов:

— стойло:

привязное содержание: длина — 1,9…2,1 м; ширина — 1,0…2,0 м.

боксовое содержание: длина — 1,8…2,0 м; ширина — 1,0 м, комбибоксовое содержание: длина — 1,6 м; ширина -1,0 м;

— кормушки:

односторонние — 0.7…0,8 м, двухсторонние — 1,0… 1,1 м;

навозные проходы, шириной:

привязное содержание — 1,5…1,7 м, боксовое содержание — двойная ширина стойл;

кормовые проходы, шириной:

при мобильной раздаче кормов — 2,4 м, при малогабаритных раздатчиках — 1,6 м.

На каждые 50 коров необходим дверной проем шириной 1,5 м.

В записке привести поперечное сечение двора, где показать длину стойл, боксов, ширину навозного и кормового проходов, кормушек.

2.1.5 Определение площадей выгульных, выгульно-кормовых и преддоильных площадок Выгульные площадки необходимы, если переходы животных внутри двора менее 1 км в сутки.

На выгульно-кормовых дворах в условиях Северо-запада скармливают только грубые корма (сено) из самокормушек, в которые сено складируется летом при заготовке или добавляется периодически 1−2 раза за стойловый период.

Выгульные и выгульно-кормовые площадки при беспривязном содержании животных должны примыкать к зданию и должны быть закрыты от доступа господствующих ветров, При привязном содержании выгульные дворы могут быть соединены со стойловым помещением и прогонами. Площадка должка быть разделена на сектора, и каждая группа животных должна иметь доступ в свой сектор. Размер площадки определяется из расчета:

— на одну корову:

при частично твердом покрытии — 15…20 м²;

при сплошном твердом покрытии — 8…10 м² без учета площадей, занятых самокормушками;

на одного теленка -5м²

на голову молодняка крупного рогатого скота -10м²;

на одну откормочную свинью — 0,8…1,2 м²;

на голову молодняка крупного рогатого скота на откормочной площадке — 20 кв. м².

Размер преддоильной площадки (со сплошным твердым покрытием) выбирается из расчета 2…2,5 м² на одно скотоместо доильной установки.

2.1.6 Определение площадей под навозохранилище и подстилку Примерный суточный расход подстилочных материалов в расчете на одну голову скота составляет:

— при привязном содержании:

на одну корову — 1,0…1,5 кг соломы или 2…3 кг торфа;

на одного теленка до 6 мес. — 1,0…1,5 кг соломы;

на одну голову молодняка крупного рогатого скота — 50% суточной нормы на корову;

— при содержании на глубокой подстилке:

на одну корову — 4…6 кг соломы плюс торфяная подушка высотой 10…15 см по всей площади коровника.

Примерный выход навоза на ферме определяется с учетом суточного выхода из расчета:

коровы — 35…55 кг;

нетели — 20…25 кг;

молодняк крупного рогатого скота — 27 кг;

телята — 5−10 кг;

свиньи (на откорме) — 6 кг.

Меньшие показатели для крупного рогатого скота принимаются при привязном содержании, большие — при беспривязном. При пастбищном содержании крупного рогатого скота выход навоза из расчета на одно животное принять в два раза меньшее, чем в стойловый период (если животные ночью находятся в стойловом помещении).

Плотность навоза принять 1,2…1,8 т/м³

Норму нагрузки навоза на элемент площади хранилища принять 1, 5 т/м².

Площадь хранилища под подстилку и площадь навозной площадки определяется условиями

м² м²

где П_гп, П_гн — соответственно годовая потребность в подстилке, годовой выход навоза;

b — норма погрузки соломы в скирдах, b = 0,6 т/м²;

h_н — высота укладки навоза, h_н = 1,5 — 3,5 м;

р — насыпная масса навоза, т/м³ :

подстилочный — 0,7…0,8 т/м³;

бесподстилочный — 0, 9… 1,0 т/м³.

Возможное количество буртов навозного компоста на площадке устанавливается с учетом рекомендуемых размеров бурта: ширина бурта,

b — 9…12 м; длина бурта. l — 50…70м.

2.1.7 Расчет площади земельного участка Ориентировочную площадь земельного участка для фермы или комплекса следует определять, исходя из норм земельной площади:

на одну корову … — 100 м² ;

на одну свиноматку … — 280 м² ;

на одну откормочную свинью. — 30 м² ;

на одну овцу … — 20 м² ;

куры несушки: напольное содержание — 20 м²;

клеточное содержание — 10 м²;

бройлеры: напольное содержание… — 20 м²;

клеточное содержание… — 10 м².

2.1.8 Здания и сооружения, наносимые на генплан

Производственные:

коровник, телятники (телята от 20 дней до 2-х месяцев),

родильное отделение с профилакторием для телят до 20-дневного возраста,

— здание для молодняка (от 6 мес, и. старше),

пункт искусственного осеменения (блокируется с доильным залом или с коровником),

молочная или молочно-доильный зал, здание ветеринарного назначения (изолятор, санитарная бойня),

выгульно-кормовые дворы, кормоцех.

Наличие производственных зданий определяется специализацией фермы или комплекса.

Инженерные сооружения:

водопровод, канализация, линия электроснабжения.

Складские помещения:

силосные траншеи, навесы под грубые корма, площадки под подстилку, склад для концентратов (блокируется с кормоцехом),

склад под корнеплоды, навес для хранения техники,

— навозохранилище (по объему — не менее двухмесячного выхода навоза).

Крытое навозохранилище примыкает ко двору или рядом на территории фермы, площадка для хранения навоза выносится за пределы фермы.

Дороги, дезбарьеры.

Ветсанпропускник. административные и бытовые помещения.

Площадка для отгрузки животных (для откормочных ферм).

Санитарно-защитная зона.

При выборе размеров вспомогательных сооружений рекомендуется использовать данные, приведенные в табл.П.2.22.

На генплане семейной фермы рекомендуется следующий примерный перечень зданий и сооружений:

здания для содержания животных, навозохранилище (площадка),

гараж, амбар, навес, бокс для трактора, хозяйственный сарай, погреб, баня, дезбарьер, пожарный резервуар и др.

Площади производственных помещений определяют расчетным методом, методом расчетных коэффициентов или методом моделирования.

Метод расчетных коэффициентов заключается в определении производственной площади здания, состоящей из S₁, S₂, S₃ и т. д.

где S_i — площадь, занимаемая машинами и оборудованием,

k — коэффициент, характеризующий плотность заполнения площади зданий:

k = 0,3…0,4 — для кормоцехов,

k = 0,2… 0,3 — для молочных,

k = 0,4…0,5 — для убойных пунктов.

2.1.9 Расчет искусственных водоемов При отсутствии естественных водоемов на участке фермы следует рассчитать объем и количество искусственных водоемов:

м³,

где U — объем водоемов, м³

а — секундный расход воды при тушении пожара:

при трудносгораемых постройках a = 5…10 л/с, при наличии сгораемых построек, а = 30 л/с;

b — время тушения пожара, b = 3 ч;

z — количество очагов пожара:

ферма на 100 голов и меньше z=1.

ферма на большее количество голов z=2.

где п — количество водоемов, штук,

U — расчетный объем водоемов, м³,

50 — объем стандартного водоема, м³.

Водоемы — бетонные или стальные с емкостями диаметром 6 м. Радиус действия водоема — 50 м. На средних и крупных фермах устанавливается не менее двух водоемов.

2.1.10 Проектирование генплана Генеральный план выполняется на миллиметровой бумаге на формате писчего листа (формат А4). В верхнем правом углу построить розу ветров. Нанести все производственные и вспомогательные сооружения с учетом противопожарных и санитарных разрывов (табл. 4. 5).

Таблица 4

Разрывы между животноводческими постройками Противопожарные (п.р.).

Санитарные

Противопожарные разрывы между сооружениями и открытыми хранилищами грубых кормов (сено, солома) зависят от степени огнестойкости сооружения: для несгораемых — 100 м, а для трудносгораемых и сгораемых — 150 м;

2.1.11 Расчет технико-экономических показателей генерального плана Генплан заканчивается составлением паспорта фермы, в который входят такие показатели:

размер фермы, количество коров

вместимость фермы, скотомест

площадь фермы, га

коэффициент застройки.

коэффициент использования участка

Размер фермы — данные задания на проектирование.

Вместимость — результаты расчета структуры стада при принятой специализации фермы.

Площадь — расчетная с уточнением после построения генплана на миллиметровке.

Коэффициент застройки ;

где S₃ — площадь, занятая под застройкой (берется с построенного генплана), м²,

S_о — общая площадь фермы.

Коэффициент использования участка ;

где S_ИСП — площадь, занятая сооружением, площадками с твердым покрытием, дорогами и др. Примерные коэффициенты застройки для ряда ферм:

ферма на 400 коров — 51,

ферма на 800 коров — 53…55,

откормочный комплекс крупного рогатого скота:

на 1000 скотомест — 32,

на 2000 скотомест — 34,

откормочный комплекс на 6 тыс. свиней в год — 39.

2.2 Расчет линии кормоприготовления

2.2.1 Распределение кормов по времени кормления При распределении кормов следует руководствоваться следующим:

для лактирующих коров на ночь не рекомендуется давать в большом количестве молокогонные корма (корнеплоды, силос);

нежелательна работа кормоцеха в ночное время;

для откормочников корма распределить на три раздачи

при одинаковых перерывах между кормлениями;

для свиней в основном принять равномерное распределение по массе и видам кормов;

на крупных фермах и комплексах использовать смещенный график кормления животных для уменьшения количества однотипных машин в кормоцехе

следовательно, увеличения коэффициента их загрузки.

2.2.2 Выбор технологии обработки кормов Для каждого вида корма, входящего в рацион, необходимо выбрать схему переработки с определением последовательности операций, которые производят с перерабатываемым кормом.

На основании выбранных схем, а также рассчитанного количества каждого вида корма, подвергаемого обработке, для каждой разовой выдачи осуществляется подбор необходимого технологического оборудования. При этом необходимо учитывать, что некоторые машины позволяют совмещать выполнение нескольких технологических операций по обработке корма. При разработке схемы технологического процесса целесообразно рассмотреть несколько вариантов и сопоставить их с целью определения наилучшего.

Затем проводится расчет технологических линий обработки кормов.

2.2.3 Определение производительности технологических линий и потребности в машинах Производительность (кг/ч) технологической линии определяется во взаимосвязи со сроками хранения подготовленных кормов. Так, измельченные корнеплода по зоотехническим требованиям нельзя хранить свыше 1,5…2 ч.

Общее выражение для определения производительности технологической линии:

где Р₀ — количество обрабатываемого корма, кг,

— коэффициент использования времени смены,

t — время работы технологической линии, ч.

С учетом ограничения срока хранения готового корма W_тл может быть рассчитана, исходя из суточной потребности в данном виде корма

где z — число выдач корма;

А — срок хранения приготовленного корма, ч.

Производительность (кг/ч) технологической линии подготовки концентрированных кормов:

где t_л, — время подготовки одной выдачи с максимальным количеством данного вида корма.

Если часть соломы выдается животным в сухом виде, то производительность (кг/ч) линии ее подготовки:

где k₀ — коэффициент, учитывающий часть суточной нормы соломы, выдаваемой животным в сухом виде.

При выпаривании соломы или обработке ее другими способами:

где k₃ — коэффициент, учитывающий часть суточной нормы соломы, выдаваемой животным в запаренном виде,

P_в — количество воды, необходимое для увлажнения соломы, по зоотехническим требованиям,

t_ц — время цикла запаривания,

z_ц — число циклов запаривания.

Время цикла запаривания соломы в часах:

t_ц =t₃ + t_зс + t._B,

где t₃ -. время загрузки запарника.

t_зс — время запаривания соломы,

t_B — время выгрузки готового корма.

Число циклов, необходимое для запаривания потребного количества соломы:

Этих данных достаточно для определения количества запарников периодического действия:

где Р_ос — количество запариваемой соломы, кг,

V¹ — полный объем одного запарника, м³,

z_m — число циклов, необходимых при обработке максимального разового количества соломы,

? — коэффициент заполнения емкости смесителя при запаривании соломы? = 0,6…0,7,

р — плотность соломы, т/м³, (табл. П. 2. 6).

При определении времени цикла t_u используются следующие расчетные выражения:

и

где q₃ и q _в — соответственно, производительность средств загрузки и выгрузки запарника, т/ч.

При необходимости эти показатели могут устанавливаться проектировщиком.

После определения количества запарников, которые, работая одновременно, обеспечат запаривание необходимого количества соломы, необходимо продумать вопрос о возможности сокращения количества запарников путем использования смещенного графика и работы. При этом необходимо учитывать сменность обслуживающего персонала.

Довольно часто осуществляется подготовка многокомпонентных кормов. В этом случае производится расчет технологической линии смешивания кормов:

где ?Pi — суммарная масса компонентов, входящих d смесь из n видов корма, кг

t_ц — время цикла смешивания, ч

z — число циклов смешивания.

При этом в соответствии с зоотехническими требованиями в зависимости от вида и группы животных влажность кормовой смеси определяется по формуле:

где W_КС — влажность кормовой смеси, %,

q_i — масса каждого компонента, входящего в смесь, кг,

Ki — коэффициент влажности каждого компонента, С_к — масса конденсата, если кормосмесь запаривается, кг,

G_B — масса воды, кг.

Коэффициенты влажности принимают для смеси концентрированных кормов — 0,14, корнеплодов — 0,32, силоса — 0,65, травяной муки — 0,16, зеленой массы — 0,75, обрата — 0,91.

Машины и оборудование технологической линии должны обеспечивать непрерывность ее работы, а также подготовку кормов, их загрузку и выгрузку в установленные сроки.

Машины и оборудование подбирают для каждой операции в соответствии со схемой технологического процесса.

Число машин определяется:

n= Wл / Wм где W_Л — производительность линии, кг/ч,

Wм — производительность машин, кг/ч.

В процессе подготовки кормов и переработке и. доставке их потребителю используются различного рода транспортные и погрузочные средства, которые выбираются в зависимости от вида кормов, Производительность транспортного средства (кг/ч) определяется по формуле:

W_тс=V_к/t_ц

где V_к — вместимость кузова, м³,

— коэффициент заполнения кузова (0,75…0,85),

— насыпная плотность корма, кг/м³,

t_u — время цикла, ч.

Насыпная плотность кормовой смеси:

=(₁P₁+₂P₂+…+_nP_n)/(P₁+P₂+…+P_n),

где ₁, … _n — насыпная масса компонента, кг/м³

P₁, … Р_n — масса соответствующего компонента, кг.

Время цикла t_ц:

t_ц=t_п+t_д+t_в+t_хх,

где t_п — время погрузки, ч,

t_ц — время движения с грузом, ч,

t_B — время выгрузки, ч,

t_xx — время движения без груза, ч.

Число транспортных агрегатов:

n=W_д/W_тс

где W_TC — производительность транспортного средства, кг/ч.

Расчет потребности в транспортных средствах целесообразно оформить в виде таблицы, а работу всего кормоприготовительного отделения — в виде суточного графика, на котором отражается последовательность и продолжительность работы всех кормоприготовительных машин в течение суток (или смены). Такой график обычно сопровождается графиком потребляемой мощности или гистограммой, отражающей насыщение кормов энергией по мере их переработки.

В кормоприготовительных линиях довольно часто используются промежуточные емкости или бункера, которые способствуют равномерности загрузки машин и оборудования, а также используются для временного хранения сырья для переработки или готовых кормов. Так, число бункеров для концентратов должно быть не менее числа видов корма, а их емкость — не менее 1…2 суточных потребностей.

Вместимость бункера определяется по выражению:

V_б=P_с n/k,

где Р_с— суточный расход корма, кг;

n — число суток: для молока п = 1; корнеплодов n = 1,3; сена и травяной муки n — 2…4; комбикорма n — 3…5;

k — коэффициент заполнения объема бункера: при выгрузке самосвалом k= 0,7…0,9; при подравнивании вручную k = 0,7…0,9.

Машины и оборудование подбираются с таким расчетом, чтобы производительность каждой последующей машины была выше производительности предыдущей машины на 5…8%.

2.2.4 Определение площади кормоцеха

При расчетном способе площадь, кормоцеха определяется как сумма площадей каждой отдельной части здания:

S = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅

где S — площадь кормоцеха, м²,

S₁ — площадь здания, занимаемого машинами и оборудованием, м²

S₂ — площадь здания, необходимая для производственных работ, м²,

S₃ — площадь здания, занимаемая проходами, промежутками между машинами и лестницами, м²,

S₄ — площадь здания, занимаемая вспомогательными помещениями, м²,

S₅ — площадь здания, занимаемая хранилищами кормов, м².

S₁ = f₁n₁ + f₂n₂ +…+ f_nn_n

где fi — габаритная площадь одной машины, м²,

ni — число однотипных машин в кормоцехе.

S₂ =S_p n_p

где S_p — площадь для одного производственного рабочего, S_p — 4…5 м²,

n_р — число производственных рабочих.

S₃= (45) S_np,

S₃ — определяют исходя из следующих норм: ширина основных проходов — 1,2…1,5 м,

ширина проходов между машинами — 1,5 м, расстояние от стен до машин — 0,5…0,7 м.

ширина лестниц — не менее 1 м.

Площадь, занимаемая вспомогательными помещениями, S₄ определяют из существующих норм:

для комнаты отдыха — 15…20 кв. м²,

для душевой — 5…7 кв. м²,

для лаборатории — 5…7 кв. м².

Площадь, занимаемая хранилищами кормов, S₅ принимается как суммарная площадь бункеров питателей.

Площадь котельной рекомендуется принимать до 25 м².

Метод поправочных коэффициентов используется только для определения производственной площади здания:

S_пр =S₁ + S₂ + S₃ = k S.

где k — коэффициент, учитывающий заполнение производственной площади, k = 3…4,

S₁ — суммарная площадь, занятая машинами и оборудованием, м²

2.2.5 Определение потребности в воде и паре Суточная потребность кормоцеха в воде равна:

Q_сут = nq кг, где nколичество сухого перерабатываемого корма, кг

q — расход воды на обработку корма, кг/кг.

Расход пара определяют по наибольшей его потребности в зимний период:

Q_п =Q_от + Q_пр.н =q _oт V + q_п Р_ок, кг/ч.

где Q_от — расход пара на отопление кормоцеха, кг/ч,

Q_np.H — расход пара на производственные нужды, кг/ч,

q_OT — удельный расход пара на отопление помещения,

q_OT = 0, 5…0,75 кг/м^э-ч,

V — объем отапливаемого помещения, м³

q_n — удельный расход пара, кг/кг-ч, Р_ок — масса обрабатываемого корма, кг.

2:2.6 График загруженности оборудования кормоцеха График загруженности оборудования кормоцеха должен быть составлен для всего принятого оборудования и машин на сутки по следующей форме:

2.3 Расчет линии кормораздачи

2.3.1 Выбор типа кормораздаточных машин Тип кормораздатчика выбирается в зависимости от способа содержания животных, от внутренней планировки двора, от составляющих кормового рациона.

Типы кормораздатчиков классифицируются следующим образом.

Стационарные:

— с нижним расположением несущего органа — цепочно-скребковые, с верхним расположением несущего органа — ленточные.

Мобильные:

раздатчики с широкой колеей, малогабаритные.

2.3.2 Определение времени работы кормораздатчиков При использовании мобильных кормораздатчиков, исходя из заданного времени раздачи корма, определяется количество их:

где Р_д — суммарное количество корма, которое необходимо раздать за одну выдачу, кг.

W_к. — производительность кормораздатчика, кг/с,

t_д — время, отводимое на раздачу кормов, с.

Можно решить обратную задачу, если известно количество кормораздатчиков, обеспечивающих кормораздачу.

При использовании стационарных кормораздатчиков количество их зависит от типа помещения. Необходимо подобрать марку кормораздатчика и определить время его работы на раздаче каждого вида корма.

При использовании стационарных кормораздатчиков необходимо решить вопрос о транспортировке кормов от места их приготовления или складирования и загрузке в кормораздатчик. Для складирования какого-либо корма в чистом виде подобрать машину для погрузки этого корма со склада в мобильный кормораздатчик или другое транспортное средство.

Затем определить время работы каждой машины.

Данные по кормоприготовительным и раздаточным машинам свести в табл.5 по нижеприведенной форме.

Таблица 5

Кормоприготовительные и раздаточные машины.

2.4 Расчет линии навозоудаления

2.4.1 Общие положения Химизация сельского хозяйства увеличивает значение навоза как источника пополнения питательных веществ и запаса органического вещества почвы. В составе навоза имеются все питательные вещества, в которых нуждается растение. Кроме того, улучшаются свойства почвы, создаются условия для эффективного использования растениями минеральных удобрений.

На крупных животноводческих фермах и комплексах накапливается огромное количество навоза, который необходимо удалить, обеспечить, его соответствующее хранение, переработку с целью получения качественного полноценного удобрения.

В настоящее время существуют две совершенно различные технологии: технология получения и использования «твердого навоза» и технология жидкого навоза. Для каждой технологии разрабатывается соответственно и своя система машин.

2.4.2 Определение суточной и годовой потребности в подстилке

При привязном содержании коров и свиней на подстилке суточная потребность в ней составляет:

П_сут = m₁q_n1 + m₂q_n2 +…+ m_iq_ni, кг/сутки где q_nl — суточная норма расхода подстилки на одно животное по половозрастным группам, кг/гол,

m — количество голов в половозрастной группе.

Годовая потребность в подстилке будет равна:

где Д_п — продолжительность нахождения животного на подстилке:

для коров Д_п = 210… 215 дней,

для свиней Д_п = 365 дней, У_п — коэффициент убыли, У_п= 1,1.

т, где Д_пх — период хранения подстилки:

Для мелких ферм:

крупный рогатый скот Д_пх = 210…215 дн, свинофермы Д_пх = 365 дн;

для средних и крупных ферм Д_пх = .180 дн.

При напольном содержании поголовья птицы потребное количество подстилки на год составляет:

т, где n_t — количество однотипных зданий (для промышленного стада и ремонтного молодняка),

b_lt l_i — ширина и длина технологической зоны птичника (ориентировочно можно принять ширину здания и его длину, уменьшенную на 6м),

h_ц, — высота укладки подстилки h_ц = 0,15…0,20 м,

— плотность подстилки,

T_i — продолжительность нахождения стада птицы на подстилке:

взрослое поголовье T_i — 180 дней;

бройлеры T_i = 60…70 дней,

ремонтный молодняк T_t = 140 дней.

2.4.3 Расчет выхода навоза Для мелких ферм (не свыше 200 голов) пригоден метод расчета по нормативам или упрощенным формулам. На крупных фермах и комплексах ошибка расчета таким способом слишком велика (до 10…15 кг на голову), что влияет на правильный выбор навозоуборочных машин.

Количество воды и кала, получаемого от каждого вида животных, зависит от их возраста и веса, интенсивности кормления и вида скармливаемого корма, стадии лактации и ряда других факторов. У малопродуктивных коров выход мочи и кала гораздо меньше, чем у высокопродуктивных.

Q_c = 4(G_n + 0,5G_K).

где Q_c — примерное количество навоза, получаемого от одного животного в сутки, кг/сутки,

G_n — сухое вещество подстилки, кг,

G_K — сухое вещество кормов в рационе, кг.

При получении твердого навоза важную роль играет подстилка (резаная, солома, торф, опилки и др.). Зная первоначальную влажность, нетрудно высчитать сухое вещество подстилки (табл. П. 2.17).

При скармливании какого-либо компонента рациона в чистом виде без предварительной обработки количество сухого вещества определяют по его первоначальной влажности (табл. П. 2.21).

При скармливании кормов в виде мешанки сухое вещество определяют по влажности мешанки (определение влажности мешанки смотри в разделе «Расчет влажности кормовой смеси»).

Для ферм с поголовьем выше 200 голов рекомендуется уточненный расчет выхода навоза:

где W_H— влажность навоза, %.

W_n — влажность подстилки, % (табл. П. 2.17).

2.4.4 Получение жидкого навоза При удалении навоза из животноводческих помещений в жидком виде к нему почти всегда добавляют воду. Количество воды зависит от выбранной системы удаления навоза (прямой смыв, рециркуляционная система, отстоно-лотковая система и самотечная), от срока нахождения навоза под щелевыми полами, от способа транспортировки навоза в навозохранилище (самотеком, пневматическое удаление, перекачивание насосами).

При использовании отстойно-лотковой системы влажность навоза должна быть выше 90% (91−92%).

При использовании самотечной системы — W_нав до 90%.

При бесподстилочном содержании свиней навоз незначительно разбавляют водой, так как выход мочи у свиней в 1,5−2 раза превышает выход кала. Поэтому — W_{HaB свиней} — 87…88%

Итак, при необходимости добавлять воду в навоз, определяют количество добавляемой воды:

кг где W_н — влажность навоза, необходимая для его транспортирования,

Q_K — абсолютная влажность кормовой смеси или отдельных компонентов корма, кг,

Q_П — абсолютная влажность подстилки, кг,

Q_c — количество навоза, получаемого от животного в сутки до разбавления водой, кг.

2.4.5 Расчет годового выхода навоза Годовой выход навоза составляет

т, где К₁ — коэффициент, учитывающий длительность стойлового периода и длительность стойлово-пастбищного периода;

К₁=Д_ст.пер+К₂ (365-Д_ст.пер),

где К₂ — коэффициент, учитывающий, какая часть навоза остается в помещении в летнее время, если животные ночуют в помещении К₂ = 0,4. .0,5.

Среднее количество «твердого» навоза, получаемого в год от одного животного за 210…215 дней: от коров — 8…9 тонн, от свиней — 1,6 т.

2.4.6. Расчет выхода навоза с учетом возрастных групп животных На каждой ферме кроме дойного стада есть другие группы животных. Необходимо рассчитывать выход навоза по всей ферме или комплексу согласно принятой структуре стада (см. главу «Расчет генплана»).

Q_г = Qг a₁ m₁ + Q_гa₂m₂ + Q_гa₃m₃ + Qга₄m₄

где Q_г — годовой выход навоза от коровы, т,

m₁ — количество коров,

m₂ — количество нетелей,

m₃ — количество телят до 6-месячного возраста,

m₄ — количество телят до 3-месячного возраста,

a_i — коэффициенты, учитывающие возраст животных:

коровы. а₁ — 1; нетели, а₂ = 0,5;

телята до 6-ти месяцев, а₃ = 0,25;

телята до 3-х месяцев, а₄ = 0,125.

2.4.7 Подбор системы машин Примерные технологические схемы:

При привязном содержании:

1) Уборка стойл — вручную ТСН-160 (ТСН-2,0; КШТ-Ф-200; ШТН-000.00; КСН-Ф-100) тракторная тележка навозохранилище.

2) Уборка стойл — вручную ТСН-160 (другой любой шнековый или скребковый транспортер) скиповой подъемник тракторная тележка площадка компостирования (навозохранилище).

3) Уборка стойл — вручную ТСН-160 (любой другой шнековый или скребковый транспортер) УТН-10 навозохранилище.

При боксовом содержании;

Решетчатые полы каналы гидросмыва навозосборник поля фильтрации.

Решетчатые полы каналы гидросмыва навозоприемник цех по разделению навоза на фракции площадка компостирования.

3} Дельта — скрепер скреперная установка навозосборник площадка компостирования.

4) Решетчатые полы подпольное навозохранилище.

Уборка навоза с выгульных площадок и из навозных проходов животноводческих зданий;

1) БН-1 тракторная тележка площадка компостирования.

2) БСН-1,5 тракторная тележка площадка компостирования.

При любом способе содержания подобрать машины для удаления навоза с выгульных площадок.

2.4.8 Определение времени работы машин Время работы скребковых транспортеров определяется условием Т_с = n_вкл t_ц

где Т_с — время работы транспортера в сутки, ч.

n_вкл — число включений транспортера в сутки,

t_ц — продолжительность одного цикла удаления навоза.

Число включений транспортера в сутки зависит от суточного выхода навоза и вместимости навозного канала.

Вместимость навозного канала определяется условием:

V_нк=hbL^I

где Vнк ~ вместимость навозного какала, м³,

h — высота навозного канала, м,

b — ширина навозного канала, м,

L — длина навозного каналаL = 100…120 м, р — плотность навоза, кг/м³, (табл. П. 2. 18)

^I — коэффициент заполнения навозной канавки ^I = 0,5…0,6

Размеры навозного канала:

Для ТСН-2, ОБ — h х b = 320×125 мм, Для ТСН-160 — h х b = 320×120 мм.

Следовательно, число включений транспортера составит:

где т — количество коров на один транспортер.

Вопрос включения транспортеров решают, исходя из принятого распорядка дня, но должно выполняться условие — навоз должен быть удален за час до начала дойки (если дойка в стойловом помещении).

Режим работы транспортных средств и погрузчиков выбирают, исходя из принятой организации работ. Зная по генеральному плану фермы расстояния транспортировки навоза до навозохранилища, рассчитать время работы транспортных средств.

2.4.9 Определение площади навозохранилища Площадь навозохранилища равна:

где t_p — продолжительность хранения навоза, сут,

h — высота укладки навоза, h = 2,0…2,5 м.

При компостировании площадь навозохранилища следует рассчитать с учетом добавляемого торфа.

Технические данные по навозоуборочным машинам должны быть сведены в таблицу по форме 6.

Таблица 6

Навозоуборочные машины

2.4.10 Анаэробное сбраживание при утилизации навоза Перспективным направлением в утилизации навоза является его анаэробное сбраживание, позволяющее получить газообразное топливо и качественное органическое удобрение, сохранить от загрязнения окружающую среду. Газ, получаемый при анаэробном сбраживании, может быть использован для бытового потребления (табл. 7),

Таблица 7

Поголовье скота и птицы, необходимое для обеспечения нормативного количества биогаза для бытового потребления

Расчет процесса метанового сбраживания ведется в следующей последовательности.

Объем навозоприемника:

V_H = Qpt_HK_B, м³,

где р — плотность навоза, кг/м³,

t_H — время накопления навоза, t = 2 суток, К_в — коэффициент, учитывающий изменение плотности навоза в зависимости от исходной влажности, К_в= 1,5

Объем емкости. для назрева:

где Q_cyT — суточный выход навоза влажностью 92%, -т,

t₀ — время нагрева, сутки,

— коэффициент, учитывающий изменение объема в зависимости от температуры нагрева, = 1,0. .1,2.

Объем метатенка:

VM = 100Qсутр/q, м³,

где q — суточная доля загрузки метатенка, в процентах.

Продолжительность сбраживания:

t_cб = 100 / q¹,

где q¹ — выход биогаза, приходящийся на 1 т перерабатываемого навоза, q¹⁼ 20 м³.

Суточный выход биогаза: С_б = О_сухq^I

Объем газгольдера: V_г= С₆-t_нб / 24,

где t_H6 — время накопления биогаза за сутки, ч.

Общая тепловая энергия получаемого биогаза: О_обц = G₆C₆,

где С₆ — теплотворная способность биогаза, С₆ = 24 МДж/м³.

Расход теплоты на нагрев исходного навоза с t=8°C до t=35°C (мезофильный режим):

Q_мр=Q_сут(t₂ — t₁) C_н /

где С_н — теплоемкость навоза, С_н = 4,06 кДж/(кг°С),

? — коэффициент полезного действия нагревательного устройства, ?= 0,1.

Расход теплоты на собственные нужды: Q_CH = Q_Mp + Q_KT / ,

где Q_KT — расход теплоты на компенсацию теплопотерь, Q_K принимается (5…7) % от мр.

Общее количество биогаза, идущего на собственные нужды:

G_бн=Q_сн / С_б

Выход товарного биогаза: G_6T = G₆ — G_6H.

Коэффициент расхода биогаза на собственные нужды:

?_б — G_бн / G_н.

Минимальная тепловая мощность: P_min = G_бq_n / t_р, МВт, где q_n — низшая теплота сгорания природного газа, q_n = 33,5 МДж/м³.

Тепловая мощность котла, например КГМ500:

W_к = 1500 / G_б.

Продолжительность работы котла парообразователя для собственных нужд установки:

Т_р = q_CH/Wк.ч.

2.5 Расчет технологических линий получения молока и первичной обработки На молочных фермах наиболее ответственными и трудоемкими являются такие операции как доение, обработка, хранение и транспортировка молока.

Подбор доильной установки для конкретных условий состоит в выборе типа доильного аппарата (двухтактного, трехтактного или специального), применяемого для стада, и самой установки, соответствующей условиям содержания.

При проведении расчета в пояснительной записке необходимо привести схемы расстановки коров.

Для малоудойного стада, когда коровы сильно различаются по молокоотдаче и если обслуживающий персонал недостаточно опытен, применяют трехтактные, безопасные доильные аппараты «Волга» .

Доильные агрегаты с аппаратом «Волга» предназначены для доения в переносные емкости. Иногда традиционные трехтактные доильные аппараты применяются на высокоудойных стадах.

В большинстве случаев в настоящее время — применяются аппараты: АДУ-1. низковакуумный АДН-1, стимулирующий АДС-1,3.

Доильные агрегаты выбирают в зависимости от системы содержания коров: при привязном применяют преимущественно линейные доильные установки; при боксовом, комбибоксовом и беспривязном — «елочки», «карусели» и другие. На пастбищах используют передвижные установки, в стационарных лагерях могут быть использованы и доильные установки, предназначенные для доильных залов. На малых фермах используют установки АИД-1, АИД-2.

Несмотря на то, что количество доильных аппаратов, стойл, а иногда даже количество обслуживающего персонала и часовая производительность доильной установки указывается в паспорте, все это нельзя механически перенести на ферму.

Длительность доения коров бывает разной, отличается квалификация доярок — они выполняют операции разное время, конфигурация помещения, где происходит доение, и другие причины не дают возможности организовать доение так, как рекомендовано инструкцией.

В задачу расчета входит установление зависимостей между заданным временем доения коров, необходимым количеством агрегатов и аппаратов, количеством доярок.

В расчете используются как паспортные данные доильной установки, нормативные данные, так и хронометражные данные, полученные на конкретной ферме.

Если данные хронометража сильно отличаются от научно обоснованных данных, то расчет может быть проведен на период пуска установки и второй расчет — после соответствующей подготовки обслуживающего персонала.

Итак, дано: поголовье коров. m голов коэффициент дойности стада К.

К = 0,75…0,80.

Время доения всего стада или отдельной группы коров при сменно-поточном оборудовании по зоотехническим требованиям составляет Т_д = 2 часа.

На крупных промышленных комплексах, где используется сменно-поточная система содержания животных, время доения всего стада достигает 5…6 часов.

Последующий расчет для таких комплексов нужно вести для одной группы:

2.5.1 Расчет линейных доильных установок

Количество доильных аппаратов, потребное для обслуживания всего стада, n_ф:

n_ф= тК t_маш/Т_д, шт где m — число коров на ферме, гол,

К — коэффициент дойности стада,

t_маш — среднее время доения одной коровы, мин (паспортные данные аппарата),

Т_д — продолжительность доения всего стада, мин.

Оптимальное число доильных аппаратов, с которым должен работать один оператор, n_опт:

где t_pp — суммарное время ручных операций, мин.; зависит от типа доильной установки, от принятой на ферме организации труда, от квалификации операторов:

t_рр = t_пк + t_п.ст + t_п + t_п^I + t_зо + (t_сл + t_от) / 2, с, Пример уравнения приведен для расчета АД-100А6, ДАС-2Б, АИД-1, где t_пK — время подготовки, с,

t_ст — время постановки стаканов, с,

t_п — время короткого перехода, с,

t_n^I — время большого перехода, с,

t_зо — время заключительных операций, с,

t_сл+t_от — время слива и относа молока, с.