Механизация производственных ресурсов на ферме мелкого рогатого скота на 3000 голов с усовершенствованием заточного устройства на базе ТА-1

Министерство сельского  хозяйства РФ

Департамент научно-технологической  политики и образования Российской Федерации                                                                                                                          ФГБОУ ВПО Костромская государственная сельскохозяйственная академия                         Факультет механизации сельского хозяйства

Кафедра механизация животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции 

          

 

 

 КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

На тему: «Механизация производственных ресурсов на ферме мелкого рогатого скота на 3000 голов с усовершенствованием заточного устройства на базе ТА-1м».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 3 курса 6 группы

факультета ветеринарной медицины и зоотехнии

Куликов Сергей Владимирович

Принял: доктор технических наук, профессор

Мирзоянц Юрий Ашотович

 

 

 

 

 

 

Кострома 2013 
СОДЕРЖАНИЕ

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

1 .ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ…………………………………………………………...4

1.1. Расчет  структуры стада………………………………………………………………  4

1.2. Проектирование генерального плана………………………………………………….5

1.2.1. Обоснование  типа и определение количества  производственных помещений, расчет земельной площади под застройку………………………………………………………....6

1.3. Расчет  годовой потребности в кормах…………………………………………….……6

1.4. Обоснование типа хранилищ для кормов и определение их количества……………9

1.5. Расчет  кормоприготовительных машин……………………………………………..10

1.6. Расчет  выхода навоза и определение  количества навозохранилищ………………...13

1.7. Расчет  потребности в воде, определение  вместимости водонапорной башни, марки насоса и диаметра труб…………………………………………………………………....15

1.8. Расчет микроклимата животноводческих помещений и выбор вентиляционного

оборудования………………………………………………………………………………19

1.9. Расчет технологической карты на производство продукции животноводства…….22

2. Организация стрижки овец……………………………………………………………….26

2.1. Зооинженерные требования  стрижки овец……….…………………………….…...26

2.2 Технология машинной стрижки ……………………………………………………27

2.3 Оборудование для стрижки………………………………………………...……….29

2.4 Вспомогательное оборудование  ……………………………………………………30

3. БЕЗОПАСНОСТЬ  ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА………………………………………………………………………………...….31

4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА………………………………...…....34

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...……………….36

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Овцеводство - одна из крупнейших и старейших отраслей с./х-ва, играющая важную роль в обеспечении легкой промышленности специфическими видами сырья, а население продуктами питания. Овцеводство не только дает шерсть, молоко или баранину, но и обеспечивает рациональное использование земельных и трудовых ресурсов. В зоне рискованного земледелия располагающей значительным кормовым потенциалом пастбищных угодий, овцеводство остается важнейшей частью сельскохозяйственного производства.

Основная продукция  овцеводства – шерсть. В общей  стоимость овцеводческой продукции  она занимает первое место (40 - 42%). Как  сырье для текстильной промышленности шерсть не теряет своего значения в  условиях постоянно увеличивающегося производства химических волокон.

В нашей стране на долю тонкорунных и полутонкорунных  овец приходится ¾ общего поголовья животных этого вида. От тонкорунных и полутонкорунных овец получают большое количество и лучшей по качеству шерсти, чем от грубошерстных и полугрубошерстных.

Овцеводство дает также  большое количество баранины: на долю ее в местном балансе страны приходится 8-10%. Большая часть баранины поступает  из зоны разведения тонкорунных овец. Наибольшее количество дешевой и  высококачественной баранины получают при нагуле и откорме овец. Благодаря высокой плодовитости и скороспелости овец мясную продукцию от них получают с меньшими затратами, чем в скотоводстве. Овцы дают также значительное количество молока.

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1.1. Расчет структуры стада

 

        Система содержания животных в значительной мере предопределяет технологию производства продукции животноводства. Перспективная технология содержания животных должна предусматривать удобное размещение животных, внедрение комплексной механизации, автоматизации и научной организации труда.

          На овцеводческих фермах применяют  четыре основные системы содержания  овец: круглогодовая стойловая, стойлово-пастбищная, пастбищно-стойловая и пастбищная  системы содержания. 

При стойлово-пастбищном способе в период вегетации растений скот пасется на культурных долголетних пастбищах. В ночное время и в неблагоприятную погоду животные находятся на животноводческом комплексе. Здесь же  происходит и стрижка овец. В остальное время года животных содержат на комплексе. Такой способ содержания применяется при наличии возможностей создания культурных долголетних пастбищ вблизи комплексов. Он находит применение в мясном скотоводстве.

При круглогодовом стойловом  способе содержания животные круглый  год находятся на комплексах, куда доставляются корма. В период вегетации растений используются корма зеленого конвейера. Такой способ содержания применяется при высокой, где нет возможности создать культурные пастбища.

Пастбищно-стойловый  способ применяется, где имеются  зимние пастбища, заготавливается необходимое количество кормов для кормления маток во время ягнения и подкормки овец в зимний и ранневесенний периоды. Для этой системы необходимо характерно преобладание продолжительного пастбищного периода.

Пастбищная система  содержания – в районах, где имеется достаточно пастбищ, в том числе зимних. Здесь преобладает круглогодовое пастбищное содержание овец с подкормкой зимой грубыми концентрированными кормами. 

В данном проекте принят стойлово-пастбищный способ  содержания животных.

Структура стада рассчитывается в связи с тем, что она необходима при выборе типовых помещений  с указанием их размеров , а также  для определения необходимости в нормах и выборе хранилищ.

Таблица 1

Структура стада

Группа животных	Доля животных в общем поголовье, %	Количество голов
1. Овцематки	50	2130
2. Бараны-производители	3	60
3. Ярки старше года	11	330
4. баранчики старше года	11	330
5. Ярки до года	13	390
6. Баранчики до года	12	360
Всего	100	3000

 

 

1.2. Проектирование генерального плана

 

Земельный участок для строительства фермы выбирается на ровной или с небольшим уклоном (3…5) территории, имеющей сток для дождевых и талых вод. Участок размещается с подветренной стороны относительно жилого массива, и должен отстоять от него на расстоянии не менее 200 м для фермы крупнорогатого скота.

Ферма располагается  по рельефу ниже жилого сектора, а  в пределах ее территории производственные постройки возводят ниже вспомогательных (за исключением навозохранилища).

Выгульные дворы размещают  на южной стороне построек. Уровень грунтовых вод находится на глубине не менее 2…2,5 м.

При работе над проектом фермы особое внимание уделяют генеральному плану, который является одной из важнейших частей проекта современной  фермы. На генеральном плане наносят  технологические зоны фермы, показывая размещение на них построек и сооружений, транспортные коммуникации, инженерные сети (линии водопровода, канализации, электроснабжения и т. д.).

На овцеводческих предприятиях всех направлений и продуктивности при овчарнях размещают выгульно-кормовые площадки из расчета 3 м² на голову для баранов-производителей и маток, 2 м² для ремонтного молодняка.

 

 

1.2.1 Обоснование типа и определение количества производственных помещений, расчет земельной площади под застройку

 

Расчет потребного количества производственных зданий:

, (шт)                                                                                                  (1)

где М – количество голов в  каждой отдельной половозрастной группе;

       m – количество голов, размещаемых в одной овчарне, согласно типового проекта.

Определяем потребное количество овчарен для овцематок:

Для овцематок принимаем 2 овчарни на 1200 голов, П-образной формы.

Остальное поголовье  предлагаю разместить в 1 овчарне на 1200 голов, П-образной формы, разделенной на секции по половозрастным группам.

При проектировании генерального плана необходимо пользоваться санитарно-строительными  нормами и правилами (СНиПами), санитарными  зоотехническими и противопожарными нормами, имеющими силу ГОСТов.

 

 

1.3. Расчет суточной и годовой потребности в кормах

 

Для определения потребности  в кормах необходимо знать рационы  кормления животных. Рационы для  мелкого рогатого скота принимаем  из таблицы для летнего и зимнего  периодов.

 

Таблица 2

Рационы кормления сельскохозяйственных животных, кг

Виды кормов	Группа животных
	Овцематки	Бараны-производители	Ремонтный молодняк	Ярки старше года	Откормочное поголовье	Ярки до года	Баранчики до года
Зимний период
Силос	3,0	2,5	1,0	1,00	3,0	0,40	0,4
Концентраты	0,25	0,5	0,2	0,20	0,25	0,40	0,4
Грубые (сено, солома)	1,3	1,5	1,5	1,5	1,3	0,90	0,9
Корнеплоды	-	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Травяная мука	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Минеральные добавки	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14	0,14
Всего за период	4,90	6,00	4,04	4,00	5,90	3,40	3,04
Летний период
Зеленая масса	7,0	паст	4,0	паст	7,0	паст	5,0
Концентраты	0,5	паст	0,3	паст	0,50	паст	0,4
Минеральные добавки	0,06	паст	0,05	паст	0,06	паст	0,06
Всего за период	7,56	8,0	4,35	7,0	7,56	7,0	5,46
Всего за год	12,46	14,0	8,40	11,00	13,46	10,40	8,50

 

Определяем суточную потребность в кормах (кг/сут) по формуле:

где q_i – масса данного вида корма в суточном рационе животных, скармливаемого в натуральном виде кг/сут;

       n_i – число животных в группе, гол;

Силос: Р_сут = 3∙1500 + 2,5∙90 + 1∙330 + 3∙330+ 0,4∙390 + 0,4∙360 =5355 кг/сут. 

Грубые корма (сено, солома):

Р_сут =1,3∙1500+1,5∙90 + 1,5∙330 + 1,3∙330 + 0,9∙390 + 0,9∙360 = 3680 кг/сут.

Корнеплоды: Р_сут = 1,0*90 + 1,0*330 + 1,0*330 + 1,0*390 + 1,0*360 = 1500 кг/сут.

Травяная мука: Р_сут = 0,2∙1500 + 0,2∙90 + 0,2∙330 + 0,2∙330 + 0,2∙390 + 0,2∙360 =     = 600 кг/сут.

Минеральные добавки:

зимний период:

Р_сут=0,14∙1500+0,14∙90+0,14∙330+0,14∙330+0,14∙390+0,14∙360=420 кг/сут;

летний период: Р_сут =0,06∙1500+0,06∙330+0,06∙360=129,6 кг/сут;

Концентраты: зимний период:

Р_сут 0,25*1500+0,5*90+0,2*330+0,25*330+0,4*390+0,4*360=868,5 кг/сут;

летний период: Р_сут = 0,5*1500+0,5*330+0,4*360= 1059 кг/сут.

Зеленая масса: Р_сут =7*1500+7*330+5*360=14610 кг/сут.

Далее определяем годовую  потребность в кормах (кг) по формуле:

где Т_л и Т_з – соответственно число дней летнего и зимнего периодов (Т_л=150 и Т_з=215);

        k – коэффициент, учитывающий  потери корма при хранении  и транспортировке.

Силос: Р_год =5355∙215∙1,1∙10^-3=1266,5 т.

Грубые корма (сено, солома): Р_год = 3680∙215∙1,25∙10^-3 = 989 т.

Корнеплоды: Р_год = 1500∙215∙1,03∙10^-3 = 325,7 т.

Травяная мука: Р_год = 600∙215∙1,01∙10^-3 = 130,3 т.

Минеральные добавки: Р_год = (420∙215∙1,01+129,6∙150∙1,01)∙10^-3 = 110,8 т.

Концентраты: Р_год = (868,5∙215∙1,01 + 1059∙150∙1,01) ∙10^-3 = 349,1 т.

Зеленая масса: Р_год = 14610 ∙150∙1,25∙10^-3 = 2739,4 т.

Результаты расчета  потребности кормов сносим в таблицу.

 

Таблица 3

Потребность кормов

Вид корма	Суточная потребность, кг.		Годовая потребность, т
	зимний период	летний период
1. Силос	5355	–	1266,5
2. Грубые корма (сено, солома)	3680	–	989
3. Корнеплоды	1500	–	325,7
4. Травяная мука	600	–	130,3
5 Минеральные добавки.	420	129,6	110,8
6. Концентраты	868,5	1059	349,1
7. Зеленая масса	-	14610	2739,4

 

 

 

 

1.4. Обоснование типа хранилищ для кормов и определение их количества

 

Для хранения грубых и сочных кормов необходимо применять такие хранилища, в которых потери питательных  веществ были бы наименьшими. Грубые корма (сено, солома) хранят в скирдах.

Общая вместимость хранилища (м³) для хранения готовых запасов корма определяем по выражению:

где Р_год – годовая потребность в кормах, т;

      ρ –  насыпная плотность корма, т/м³.

Потребное число хранилищ:

где V_т – типовая вместимость хранилища, м³,

       ε  – коэффициент использования вместимости хранилища.

Силос:

Принимаем 2 траншеи для хранения силоса, объемом по 1500 м³.

Концентраты: Так как запас концентратов на ферме должен составлять 16% потребного количества в год, то

 

Травяная мука:

Принимаем 2 склада для концентрированных кормов и травяной муки с раздельной стеной, объемом 500 м³.

Корнеплоды:

Принимаем 4 корнеплодохранилища, объемом по 250 м³.

Грубые корма (сено, солома):

Принимаем 3 скирды для хранения грубых кормов, объемом 1500 м³.

Результаты всех расчетов сносим в таблицу:

Таблица 4  

Хранилища кормов

Вид хранилища	Вместимость, м3	Размеры, м	Количество, шт.
Траншея для хранения силоса	1500	18×30	2
Скирда для грубых кормов (сено, солома)	1500	6×35	3
Корнеплодохранилище	250	6×9	4
Хранилище концентрированных  кормов и травяной муки	500	24×45	2

 

 

1.5. Расчет кормоприготовительных машин

 

В зависимости от размеров комплексов (ферм), видов обрабатываемых кормов используют кормоприготовительные (комбикормовые) предприятия (кормоцехи), кормовые дворы и отдельные кормоприготовительные линии. Кормоприготовительные предприятия располагают в отдельном здании или сблокировано со складами концентрированных кормов. Это уменьшает затраты на транспортировку кормов из склада на кормоприготовительное предприятие. Приготовленные корма доставляют в помещения и разгружают в кормушки.

В общем случае часовую  производительность линии в кг/ч  определяют по формуле:

где t – время работы технологической линии, ч 

(для ферм средних размеров t = 3…4 ч);

       η – коэффициент  использования времени смены  (η = 0,7…0,8).

Производительность технологической  линии необходимо рассчитывать по взаимосвязи  со сроками хранения подготовленных кормов.

Для измельчения силоса принимаем  КДУ-2,0 А.

Необходимое количество дробилок:

Принимаем КДУ-2,0 А в  количестве 1 шт.

Измельченные корнеплоды по зоотехническим требованиям допускается хранить 1,5…2 ч, тогда производительность линии для обработки корнеклубнеплодов в кг/ч равна:

где Q_кп – суточный расход корнеклубнеплодов на ферме, кг;

       n_кп – число выдач корнеклубнеплодов за сутки (n_кп = 2…3).

Необходимое количество моек-измельчителей:

где Р_изм – производительность мойки-измельчителя, кг/ч.

Принимаем 1 машину ИКМ-5М  для обработки корнеклубнеплодов.

Производительность технологической  линии в кг/ч для подготовки концентрированных кормов:

где Q_к – суточный расход концентрированных кормов на ферме, кг;

       t_л – продолжительность работы измельчителя, ч.

Необходимое количество зернодробилок:

где Р_др – производительность зернодробилки, кг/ч.

Принимаем 1 машину КДУ-2А.

Производительность линии  измельчения грубых кормов в кг/ч  определяем по формуле:

где Q_гр – суточный расход грубых кормов на ферме, кг;

       t_л – продолжительность работы измельчителя, ч (t_л = 3…4 ч).

Необходимое количество измельчителей:

где Р_изм – производительность измельчителя грубых кормов, кг/ч.

Принимаем 1 машину ИГК-30Б для измельчения грубых кормов.

Для травяной муки применять  машину типа АВМ экономически невыгодно, так как большую часть времени  она будет простаивать, также  такая машина очень дорогостоящая  и энергоемка. В результате выгоднее приобретать готовую травяную муку.

Таблица 5

Кормоприготовительное оборудование

Вид корма	Марка машины	Количество машин
		расчетное	принятое
1. Корнеплоды	ИКМ-5М	0,04	1
2. Концентраты	КДУ-2А	0,2	1
3. Грубые корма	ИГК-30Б	1,6	2
4. Силос	КДУ-2А	0,7	1

 

 

 

 

1.6. Расчет выхода навоза и определение количества навозохранилищ

 

На крупных животноводческих комплексах в сутки накапливается  огромное количество навоза (50…250 т), который  необходимо удалить, а затем обеспечить соответствующее его хранение, переработку и использование в качестве удобрения, выполняя требования по охране окружающей среды.

В зависимости от системы  содержания животных и способа удаления навоза последний получают густым или  жидким.

Жидкий навоз представляет собой смесь твердых и жидких фракций экскрементов животных, технологической и смывной воды и отходов корма. Количество и качество жидкого навоза зависят от возраста, типа кормления, системы содержания, продуктивности животных и технологии накопления навоза.

Система навозоудаления должна обеспечивать: удаление навоза из животноводческих помещений в навозоприемники фермы; разделение его на твердую и жидкую фракции; биотермическую дегельминтизацию твердой фракции и биологическую очистку жидкой фракции; обеззараживание навоза в случае возникновения эпизоотий; хранение твердой и жидкой фракций навоза; погрузку и транспортировку навоза или его фракций к полям; эффективное использование питательных веществ, содержащихся в навозе, для удобрения сельскохозяйственных угодий.

При проектировании систем удаления, обработки и использования навоза и навозных стоков для животноводческих комплексов учитывают наличие земельных угодий для использования всего объема навоза. Расход труда, воды, топлива, энергии должен быть минимальным. Состав сооружений по обработке навоза подбирают так, чтобы он обеспечивал максимальное сохранение питательных веществ навоза с целью использования их в качестве удобрений, источника энергии и др. Предусматривают также обеззараживание навоза в случае возникновения на комплексе эпизоотии и исключение возможности загрязнения воздуха, почвы, открытых и подземных водоисточников.

Найдем среднесуточное выделение навоза:

где  m – количество голов, гол;

q_m – среднесуточное выделение твердых экскрементов одним животным в сутки, кг;

  q_ж – среднесуточное выделение мочи одним животным, кг;

  В - среднесуточный расход воды на смыв навоза от одного животного, л;

П – среднесуточная норма  подстилки на одну голову, кг.

, кг.

При стоилово-пастбищном содержании животных выход экскрементов в пастбищный период следует принимать 50%, а при выгульном содержании 85% от расчетного суточного значения, то есть:

G_{сут. пастб.} =(0,45…0,55)*G_{сут. ст.}, кг

G_{сут. пастб.} =0,5*12900=6450 кг

G_{сут. с.} =(0,81…0,89)*G_{сут. ст.}, кг

G_{сут. с.} =0,85*12900=10965 кг

Годовой выход навоза:

т

где Д_ст, Д_п – продолжительность стойлового и пастбищного периодов, дней (Д_ст = 215 дней, Д_п = 150 дней).

Gг=1/1000(10965*215+6450*150)=3324 т

Зная точный выход  навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяем площадь навозохранилища в м²:

где h – высота укладки  навоза, м (h = 1,5…2,5 м);

      Q_c – суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

      Д_хр – продолжительность хранения навоза в навозохранилище, дней;

      ρ –  плотность навоза, кг/м³ (для овец ρ = 900…950 кг/м³).

      φ –  коэффициент заполнения навозохранилища (φ=0,75…0,8).

На основе расчетов принимаем  размеры типового навозохранилища: 1 навозохранилище вместимостью  3000 т и размерами по 12×48 м.

1.7. Механизация водоснабжения и поения животных

 

Система водоснабжения  – комплекс мероприятий, включающий забор воды из источников, подъем ее на высоту, очистку, хранение, подачу и потребление.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды.

В зависимости от конкретных условий (рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут быть с одним или с двумя подъемами воды, с хранением регулируемой емкости воды в водонапорных башнях или подземных резервуарах, с подачей противопожарного запаса воды непосредственно из источника воды и пр.

При выборе источника  централизованного водоснабжения  предпочтение отдается подземным водам  по сравнению с поверхностными. Это  объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные  воды применяются реже, так как они более подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Среднесуточный расчет воды в л (м³) на ферме определяется по формуле:

 

где q_i – среднесуточная норма потребления воды одним животным, л;

       n_i – количество животных в половозрастной группе, гол;

       m –  число групп животных.

Таблица 6

Нормы потребления воды одним потребителем

Вид животных	Количество животных	Норма потребления воды одним потребителем, л
1. Овцематки	1500	10
2. Бараны-производители	90	10
3. Ярки старше года	330	6
4. Баранчики старше года	330	6
5. Ярки до года	390	6
6. Баранчики до года	360	6

 

Q_ср.сут = 1500∙10 + 290∙6 = 16740 л = 16,74 м³.

Максимальный суточный расход воды в л (м³):

где α_сут – коэффициент суточной неравномерности, (α_сут=1,3).

Q_{макс.сут} = 23,04∙1,3 = 30 м³.

Максимальный часовой  расход в л/ч (м³/ч):

где α_ч – коэффициент часовой неравномерности (на фермах с автопоением α_ч=2…2,5; α_ч=4,0 – без автопоения).

Секундный расход в л/с  воды равен:

  

Суточный расход насосной станции должен быть равен максимальному  расходу воды на комплексе, а часовой  расход станции (насоса) определяется по формуле:

где t – продолжительность  работы насоса или станции в сутки, ч.

Продолжительность работы насоса выбирают в соответствии с  дебитом водоисточника, учитывая, что  расход насоса при этом должен быть или равен Q_{макс.час}, но не должен превышать дебита источника. С уменьшением t повышается потребляемая мощность для привода насоса, увеличиваются диаметр напорного трубопровода и емкость резервуара водонапорной башни, но сокращаются эксплуатационные расходы. При увеличении t сокращаются расходы на строительство, но эксплуатационные расходы увеличиваются. На основе сравнительных технико-экономических расчетов время работы насосной станции принимается равным 10 ч.