Комплексная механизация и автоматизация МТФ 400 голов

ФГБОУ ВПО

«»

 

 

 

 

Кафедра «

»

 

 

 

Курсовая работа на тему:

«Комплексная механизация и автоматизация МТФ 400 голов»

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

 

Руководитель:

 

 

 

 

 

 

Оренбург 2011 г.

                                                                         УТВЕРЖДАЮ

 

 

 

Задание на курсовое проектирование

Студенту:

Курс       Группа

Тема курсового  проекта:

«Комплексная механизация и автоматизация МТФ 400 голов»

Расчетно-пояснительная записка:

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Технологическая часть…………………………………………………………4

1.1. Механизация водоснабжения фермы………………………………………..5

1.2. Механизация удаления навоза……………………………………………...10

1.3. Механизация кормоприготовления ……………………………………….13

1.4. Оборудование для первичной обработки молока………………………...19

1.5. Микроклимат в животноводческих помещениях…………………………21

1.6. Зооветтребования, предъявляемые  к размещению зданий на территории  и краткая характеристика комплекса ( фермы)………………………………….24

2. Охрана труда………………………………………………………………….26

2.1. Причины производственного  травматизма……………………………….27

2.2. Производственная  санитария и гигиена при первичной  обработке молока……………………………………………………………………………28

Список литературы

 

Графическая часть:

1. Генеральный план  фермы (комплекса).

2. План существующего  коровника.

3. План модернизированного коровника.

 

 

 

 

 

Дата выдачи задания, руководитель ______________________________

Срок выполнения, дата защиты на кафедре ________________________

Руководитель ___________________

Введение

 

Основной задачей агропромышленного  комплекса является достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надежное обеспечение страны продуктами питания и сельскохозяйственным сырьем, объединение усилий всех отраслей комплекса для получения положительного результата. Для получения нужного количества продукции необходимо создание прочной кормовой  базы, реконструкция ферм, внедрение новых технологий и комплексной механизации расширение  работ по улучшению породных качеств скота, создание животноводам всех необходимых условий для высоко производительного труда. Рост темпов производства молока осуществляется за счет роста продуктивности молочного скота, за счет увеличения его поголовья и повышения производительности труда животноводов. Основой высокой продуктивности является прочная кормовая база использование достижений генетики и селекции, а также новых биологических методов качественного улучшения стада.

Для полного и эффективного использования заготовления кормов необходимо применять прогрессивные  методы их хранения и приготовления к скармливанию. Внедрение комплексной механизации и автоматизации открывает широкий путь для применения передового опыта, новых технологий производства, изменяет характер сельскохозяйственного труда.

 

1. Технологическая часть

 

Механизация, электрификация и автоматизация производственных процессов в производстве животноводческой продукции является основой в решении вопросов интенсификации этой отрасли сельского хозяйства.

В управлении животноводческими комплексами  до 80% всевозможных работ и задач управления и оперативного планирования сможет выполнить компьютерная техника, автоматическая и автоматизированная система управления.

 

Механизация - это процесс внедрения машин и механизмов при выполнении производственных процессов на фермах, питомниках и фермерских хозяйствах.

 

Комплексная механизация - это механизация всех производственных операций по содержанию животных, получению продукции животноводства и ее первичной обработки комплексом машин с электроприводом и автоматическим управлением.

 

Электрификация  животноводства - это процесс внедрения электрической энергии и электрооборудования в производственные процессы на фермах и питомниках. Электрическая энергия через электропривод приводит в движение рабочие машины.

 

Промышленная  технология - это высокоэффективный способ получения продукции животноводства, основанной на использовании системы машин с комплексной механизацией и автоматизацией всех производственных процессов.

Анализируя состояние  уровня механизации ферм, мы можем  увидеть

обеспеченность животноводческих ферм механизмами и техникой, источниками энергоснабжения в водоснабжения.

 

Раздача кормов - один из наиболее трудоемких производственных процессов, уровень механизации которых на фермах составляет около 50...60% и на его долю приходится 30...40% общих затрат труда по обслуживанию животных. [6] Процесс раздачи завершает комплекс работ по скармливанию кормов и является чрезвычайно ответственным процессом в этом комплексе работ, так как от своевременной раздачи кормов зависит эффективность по кормлению животных. Выбор технических средств для раздачи кормов и эффективное их использование определяется способом кормления и типом животноводческих построек.

 

1. Механизация водоснабжения фермы.

 

Сельское хозяйство  и в частности - животноводство является одним из наиболее крупных потребителей воды. Потребность в воде животноводства в десятки раз больше, чем у населения.

Так, для получения 1 т. молока расход воды составляет 5-10 тонн, на производство 1 тонны мяса - 50 тонн воды; на животноводческих фермах вода расходуется на производственно-технические нужды (поение, приготовление кормов, мойку оборудования, уборку помещений, мойку животных, отопление, хозяйственно-питьевые нужды и т.д.).

Правильная организация  водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы: улучшаются условия содержания животных, увеличиваются производительность и продуктивность животных, улучшается качество продукции и снижается ее себестоимость. Качество воды должно удовлетворять своему назначению и соответствовать определенным требованиям ГОСТа.

Система водоснабжения - это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для выкачки воды из источников, подъема ее на высоту, очистки подачи к местам потребления. При водоснабжении животноводческих ферм набольшее распространение получили хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками.

Состав машин  и инженерных сооружений зависит  от источника и требований, предъявляемых к качеству воды.

Источники водоснабжения  могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища) и подземные (родниковые, грунтовые и межпластовые). Они должны обеспечивать наибольший суточный расход воды потребителями независимо от времени года и условий потребления.

При выборе источника  централизованного водоснабжения  предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными.

Это объясняется повсеместным распространением подземных вод  и возможность использования  их без очистки.

Поверхностные воды применяются  реже, так как они более подвержены загрязнению и перед подачей потребителю требуется специальная очистка.

Вода из источников водоснабжения  водоподъемником подается в водопроводную  башню, а из башни под действием  гидростатического напора она поступает  к потребителям и распределяется между ними. Для поения животных основное применение в колхозе имеет автопоилка ПА-1А, предназначенные для поения КРС.

В зимнее время на МТФ, когда скот находится в стойловом  содержании вода берется из подземных  источников. При переходе на естественные пастбища водоснабжение чаще всего  осуществляется из открытых водоемов. Эффективное использование пастбищ зависит от степени обеспечения животных водой. Так, при недостатке воды высокая продуктивность животных не будет достигнута даже при самом обильном кормлении.

Для поения животных на пастбищах оборудуются водопойные пункты, которые включают в себя водозаборные и водоподъемные оборудования, сооружения по очистке, обеззараживанию и опреснению воды.[8]

Анализируя  состояние водопоя скота на летних пастбищах, основное предпочтение отдается поению из рек, озер и плотин. Сооружением водозаборных и водоподъемных устройств в местах выпаса никто не занимается, так как это трудоемкая работа и требует затрат.

В целом, в хозяйстве  необходимо особое внимание уделять  выбору радиуса водопоя, который  составляет для КРС 2...4 км. и заниматься оборудованием площадок для водопоя.

В хозяйстве  также не находят большого применения передвижные автопоилки типа ВУ-ЗА. Практика показала, что применение групповых автопоилок выгодна на расстоянии 15-25 км.

В проектируемом коровнике будут установлены одночашечные автопоилки ПА-1А, они присоединяются к водопроводной сети внутри животноводческих помещений. [ ]

Среднесуточный расход воды в коровнике определяется по формуле:

;

Где - суточная норма расхода одним потребителем, л/сут;

n_i – число потребителей, имеющих одинаковую норму расхода.

 Для расчета водопроводных  сооружений и оборудования необходимо  знать максимальный суточный  часовой и секундный расход  воды.

Максимальный суточный расход воды определяется по формуле:

;

Где - коэффициент суточной неравномерности водопотребления (для с/х зданий и сооружений =1,3)

Максимальный годовой  расход воды определяется по формуле:

Q_rмах=1/24a_r*Q_{сут.мах}

Где - коэффициент неравномерности ( =2,5).

Максимальный секундный  расход:

Расчет потребности  воды

Наименование потребителей	Число потреб	Сут. норма расходов воды, л	Сут. расход воды, л	Мах сут. расход воды, л	Мах часовой расход воды, л	Мах секундный расход воды, л
Коровы молочные	400	100	40	52	5,42	1,5*10-3
Работники фермы	47	15	0,705	0,9165	0,0955	0,026*10-3
Итого			40,7	52,91	5,5	1,5026*10-3

 

Диаметр труб внешней водопроводной сети определяем по формуле:

Где v – скорость воды в трубе на данном участке м/с, принимаем v=0,8с/м.

d_р=21,5026/3,14*0,8=49 мм

Принимаем стальные трубы диаметром 50 мм.

Высоту (м) водонапорной башни определяют из условия обеспечения , необходимого напора в наиболее удаленной точке:

Н_б=Н_с±Н_r+Sh

Где Н_с – свободный номер самого отдаленного потребителя, м (при использовании автопоилок Н_с=4…5 м);

Н_r – геометрическая разность отметок в фиксирующей точке и в месте расположения водонапорной башни, м (при ровной поверхности Н_r=0);

Sh – сумма потерь напора у самого отдаленного потребителя, м. [ ]

h_мас=i*5/100=0,12

h_внутр=i*15/100=0,37

h=l*1/b*v²/2g

h=0,025*130/0,05*0,8²/2*9,8=2,45

h¹=h+h_внутр+h_мес

h¹=2,45+0,37+0,12=2,94

H=4+2+2,94=8,94

Объем бака (м³) водонапорной башни:

W_б=W_рег+3,6Q_пож=16,3 м³

Где W_рег – регулярный объем водопотребления, м³;

Т – расчетное время  тушения пожара, r (Т=3r);

Q_пож – расход воды на тушение пожара, дм³/с (Q_пож=10дм³/с)

Рассчитанный объем  бака нужно увеличить на 2…3% от регулирующего объема с учетом аварийного запаса.

W_б=16,3+3=16,8 м³

Регулирующий объем  в баках гидропневматических  установок согласно СНиП 2.04.02-84 определяем по формуле

W_рег=Q_{сут.мах}*(W_n-W_{о см})/100

W_рег=52,9*10,5/100=5,5 м³

Полный напор (м) насоса определяем по формуле:

Н=Н_в.г.+Н_н.г.+Sh_в+Sh_н=49,68 м

Где Н_в.г – глубина скважины (Н_в.г =40 м);

Н_н.г – высота башни (Н_н.г=9 м)

Sh_в=h=l*1/b*v²/2g

Sh_в=0,025*40/0,05*0,8²*2*9,8=0,65 м

Sh_в=h=l*1/b* v²/2g

Sh_в=0,025*0/0,05*0,8²*2*9,8=0,03 м

По полному расчетному напору и подаче выбирают тип и марку насоса.

Мощность (кВт) электродвигателя, необходимая для привода насоса

N_в=Q_сек*k*Н*р/(h_н*h_п*102)

Где Q_сек – секундный расход воды, м³/с;

k – коэффициент, учитывающий возможности перегрузки (при мощности двигателя до 50 кВт, k=12);

р – плотность воды, кг/м³ (р=1000 кг/м³)

h_н – КПД насоса (для центробежных насосов h_н=0,5…0,7, для вихревых/h_н=0,25…0,5);

h_п – КПД передачи (h_п=0,95…0,97)

Выбираем поилку ПА-1 А.

 

2. Механизация удаления навоза.

 

Ежегодно на животноводческих фермах скапливается большое количество навоза. Своевременное удаление и использование его - важная народнохозяйственная проблема, значение которой еще более возрастает в связи с укрупнением животноводческих ферм, повышений требований к санитарно-гигиеническим условиям их содержания и к качеству производимых продуктов.

При этом еще  недавно вопросы удаления и использования  навоза рассматривались лишь с точки зрения получения большого количества органических удобрений.

При внедрении промышленных методов получения животноводческой продукции, выход навоза на крупных животноводческих комплексах резко увеличивается, что создает опасность загрязнения окружающей среды. Поэтому проблему удаления навоза и его использования следует рассматривать, принимая во внимание, в первую очередь, вопросы защиты окружающей среды, а также значение навоза как удобрения.

Проблема удаления и  использования навоза включает в  себя три крупных вопроса: удаление навоза и транспортировка, складирование и хранение. Эти вопросы взаимосвязаны, поэтому, решая один из них, необходимо решать и другие.

 

Навоз - наилучшее удобрение для полей, потому что имеет значительное количество органических и минеральных веществ. В районе механизация удаления навоза организована хорошо. Основное применение имеют транспортеры скребковые навозоуборочные марки: ТСН-160А; ТСН-3,0Б.

Уровень механизации  уборки навоза из животноводческих помещений  по удельному весу составляет 20...30% общих трудовых затрат. В хозяйстве применяется механический способ удаления навоза из животноводческих помещений.

Механический способ состоит в основном из применения наземных и подвесных дорог, скребковых и скреперных транспортеров, а для  удаления навоза с выгульных площадок и из помещения при беспривязном содержании животных - бульдозерных навесок.

Для транспортировки  навоза к местам хранения в основном применяются тракторные прицепы  марки 2 ПТС-4 с тракторами марки «Беларусь».

Для вывоза больших масс жидкого навоза на поля применяются  два типа жижеразбрасывателей: прицепные с тракторами и монтируемые на автомобилях. Наибольшей производительностью и повышенной грузоподъемностью отличаются жижеразбрасыватели РЖТ и МЖТ.

В хозяйстве удобрения на полях разравниваются тракторными навесками и вывозятся на прицепах типа ПТС с тракторами марки «Беларусь».

Реконструируемая система удаления, обработки и утилизации навоза должна удовлетворять следующим требованиям:

1. обеспечивать постоянную  и легко поддерживаемую чистоту  помещений для содержания животных, а также проходов и ограждений;

2.  ограничивать образование  и проникновение вредных газов  в зону обитания животных и  нахождения людей;

3.   обеспечивать  обеззараживание навоза и исключать  проникновение бактерий с навозом  из одной секции в другую;

4.    быть удобной в эксплуатации и не требовать больших затрат;

5.    сохранять  полезные качества навоза как  удобрения;

6.   обеспечивать  транспортировку и хранение навоза.

Суточный выход навоза из помещения определяется по формуле:

G_сут=g*m

Где g – суточный выход навоза от одной коровы, кг

g=4*(0,5*К_св+П_св)

где К_св – сухое вещество кормов в рационе, кг;

П_св – сухое вещество подстилки, кг.

g=4*(0,5*6+5)=32 кг

G_сут=32*400=12800 кг

Годовой выход навоза от группы животных:

Q_год=G_сут*Д_к

Где Д_к – количество дней накопления навоза, равное 210 дней.

Q_год=12,8*210=2688 т

В настоящее время  на ферме хозяйства для удаления навоза применяют транспортер ТСН-3,0Б.

Проектом предлагается применение скребкового транспортера ТСН-160, который наиболее надежен  в работе и имеет большую производительность.

Определим подачу транспортера по формуле:

Q=3600*h*в*р*v*k, кг/ч

h – высота скребка (h=0,055м);

v – скорость движения цепи транспортера (v=0,18 м/с);

в – ширина навозной канавки (в=0,32 м);

р – плотность навоза (0,6…0,9 кг/м³);

 k – коэффициент подачи (k=0,5)

Q=3600*0,055*0,32*0,85*0,18*0,5=5,8 кг/ч

На ферме будет установлено  четыре транспортера, что вполне достаточно.

Полезную площадь хранилища  навоза определяем по формуле:

F=Q_год/h*p

Где h- высота укладки навоза, м

F=2688/2,5*0,85=1265 м²

Погрузка навоза из хранилища  будет производится погрузчиком  ПФ-1,2, транспортировка навоза будет  осуществляться тракторами К-701 с прицепами 1 АТС-9 и 3 ПТС-12.

 

1.3. Механизация кормоприготовления.

 

Важную роль на фермах играет механизация кормоприготовления. Различаются механические, тепловые и биологические способы приготовления и подготовки кормов.

Основное применение в хозяйстве имеют: механический тепловой и биологический способы приготовления. Для данных способов нужен необходимый набор техники и оборудования.

При комплексной механизации  приготовления кормов кормоцеха  животноводческих ферм и комплексов все операции технологических процессов, выполняемые на кормоприготовительных  машинах, должны быть согласованы между  собой по технологическому назначению и производительности. На каждой машине необходимо выполнять не только свою операцию, но и одновременно готовить условия для выполнения следующей операции для другой машины данной технологической линии.

Технологическое оборудование для приготовления кормов к скармливанию классифицируют обычно по технологическим признакам или по виду обрабатываемых кормов. В условиях интенсивного развития животноводства на промышленной основе важно не только удовлетворить потребности животных в питательных веществах, но и подобрать соотношение этих веществ, а также предусмотреть содержание в кормах витаминов, макро-микроэлементов, ферментов и других биологически активных веществ.

В связи с этим, основным направлением кормоприготовления на ближайшую  перспективу следует считать производств комплексной кормовой смеси из различных компонентов.

Существует несколько  схем приготовления кормов, обеспечивающих наилучший эффект пи его скармливании животным.[11]

Грубые корма - скармливают животным, как правило, по следующим

схемам:

1.измельчение – дозирование – смешивание

2.измельчение  – запаривание – дозирование  – смешивание

3.измельчение  – биологическая или химическая  обработка – дозирование –  смешивание – брикетирование

При переработке сена на муке используют схему: измельчение (длина резки 8-12 мм.) - сушка - размол. Сенную муку используют. Гранулируют и добавляют в различные кормовые смеси. При достаточной сухости сена корм может приготовляться по схеме: размол - дозирование - смешивание.

Сочные  корма - готовят по следующим схемам:

1.мойка – измельчение – дозирование – смешивание

2.мойка –  запаривание – размягчение –  дозирование – смешивание

3. мойка –  измельчение – дозирование –  дрожжевание – смешивание

Возможны  варианты этих технологических схем по порядку некоторых операций и по их назначению. Первую схему применяют на фермах крупного рогатого скота, вторую - на свинофермах, третью - на различных животноводческих фирмах.[11]

Концентрированные корма - готовят по следующим схемам:

1.очистка –  измельчение – дрожжевание –  дозирование – смешивание

2.очистка -  измельчение – дозирование –  смешивание

3. очистка  - измельчение – дозирование –  смешивание – гранулирование

4.очистка –  проращивание 

Анализирую наличие  оборудования и машин для кормоприготовления в хозяйстве необходимо отметить, что укомплектованность составляет примерно 65%. В хозяйстве для переработки грубых кормов в основном применяются схемы:

● - измельчение - дозирование - смешивание.

Для переработки  сочных кормов применяется следующая  схема:

● - мойка – измельчение - дозирование - смешивание. [12]

В реконструированный вариант предлагается мобильный кормораздатчик КТУ-10А.

Он агрегатируется с  трактором типа МТЗ-80, рабочий орган  раздатчика приводится в движение от ВОМ трактора. КТУ-10 раздает на ходу корм в кормушки одновременно на две стороны (при необходимости на одну). Расчет необходимого количества мобильных кормораздатчиков.

Максимальная разовая  выдача корма рассчитывается по формуле

Q_р=0,001*g*m

Где g – разовая выдача корма на одну голову, кг (g=18 кг)

m – число голов

Q_р=0,001*18*400=7,2 т

Число проходов кормораздатчиков для перевозки и раздачи корма  находим из соотношения:

А=Q_р/v*р*e

Где v – объем кузова кормораздатчика;

e - коэффициент наполнения кузова (e=0,8…0,85);

р – объемная масса  корма, т/м³

А=7,2/5,8*0,85*0,375=3,9

Принимаем 4 прохода

Производительность, на которую регулируют кормораздатчик равна

W_р=3,6*g*v/1

где v – скорость движения кормораздатчика, м/с (принимаем v = 0,792 м/с);

g – разовая выдача корма на одну голову, кг (q=18 кг);

1- длина фронта кормления  (1=1,16 м)

W_р=3,6*18*0,792/1,16=44,24 т/г

Необходимое число погрузчиков  для животноводческой фермы определяется по формуле:

n_п=em_i*g_i*p_i/q_n*T_k*10⁵=Q_сут*P/q_n*T_k*10⁵

где  m_i- количество животных на ферме;

q_i – суточная дача данного вида корма, кг;

p_i- процент массовой дачи, 1-30%, 2-40%, 3-30%;

q_n – часовая производительность погрузчика (МРК-5);

T_k – время кормления, ч (T_k=2r)

n_п=7200/5000*2=0,72

Принимаем один погрузчик

Производительность раздатчика за час сменного времени определяется по формуле:

W_r=W_p*k_p

Где  k_p – коэффициент использования рабочего времени

k_p=Т_р/(Т_р+Т_в)

Т_р- время, затрачиваемое на раздачу корма, ч;

Т_в- время, затрачиваемое на вспомогательные операция, ч;

Т_р=7,2/44,24=0,16 ч

Т_в=(Т_х+Т_п+Т_м+Т_к)*А

Где Т_х – время движения к месту погрузки (Т_х=0,02 ч);

Т_п- время погрузки (принимаем Т_п=0,15 ч);

Т_м- время движения от места загрузки (принимаем Т_м=0,02 ч);

Т_к- время переездов к кормушкам (принимаем Т_к=0,01 ч)

Т_в= (0,02+0,15+0,02+0,01)*4=0,8 ч

k_p=0,16/(0,16+0,8)=0,1678

W_r=44,24*0,1676=7,39 т/ч

Количество кормораздатчиков:

n=Q_p/W_r=7,2/7,39=0,97

Принимаем один кормораздатчик КТУ-10.

Расчет годовой потребности  в кормах.

Суточный расход каждого  вида корма определяется по формуле:

Р_с=m₁n₁+m₂n₂+m₃n₃=Sn₁m₁

Где n₁, n₂…..n_n – суточная норма на одну корову различных групп, кг;

m₁, m₂….m_n – поголовье животных, гол

Суточный расход сена

Р_{с сена}=400*2=800 кг

Суточный расход соломы

Р_{с солома}=400*4=1600 кг

Суточный расход силоса

Р_{с силоса}=400*16=6400 кг

Суточный расход концентратов

Р_{с конц}=400*2,5=1000 кг

Годовая потребность в кормах определяется по формуле:

Р_r=P_c*t*k

Где t – продолжительность периода использования каждого корма, дней;

k – коэффициент, учитывающий потери кормов во время хранения и транспортировки

Годовая потребность  в сене:

Р_{r сена}=800*235*1,05=197400 кг

Годовая потребность  в соломе:

Р_{r солома}=1600*235*1,05=394800 кг

Годовая потребность  в силосе:

Р_{r силос}=6400*235*1,05=1579200 кг

Годовая потребность  в концентратах:

Р_{r конц}=1000*235*1,05=2467500 кг

Расчет проведен с  максимальным размером нормы выдачи корма на одну голову.

Общий объем хранилища  для хранения кормов определяется по формуле: V=r_r/r,

Где r - плотность корма, кг/м³

Хранение сена в скирдах