Проект комплексной механизации молочной фермы на 560 голов крупного рогатого скота привязного содержания
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА МЕХАНИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
Курсовая работа
ТЕМА: «Проект комплексной механизации молочной фермы на 560 голов крупного рогатого скота привязного содержания»
Выполнила: студентка 332 группы
Щетинкина М.А.
Проверил: Борисов А.В.
Барнаул 2015
Содержание курсовой работы:
- Расчетно-пояснительная записка в составе:
- Содержание
- Аннотация
- Введение
- Выбор зданий для содержания животных
- Разработка генерального плана фермы
- Разработка механизации производственных процессов
- Водоснабжение
- Экономические показатели
- Экологические мероприятия
- Выводы по проекту
- Использованная литература
- ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
- Генеральный план фермы
- План размещения оборудования и разрезы животноводческого помещения
Аннотация
Тема курсовой работы: «Проект комплексной механизации молочной фермы на 560 голов крупного рогатого скота привязного содержания», в которой кратко описаны механизации производственных процессов на ферме, а именно: приготовление и раздача кормов, водоснабжение, уборка навоза, обеспечение микроклимата. В ходе работы были выбраны здания для содержания животных, а так же разработана схема генерального плана фермы, рассчитан процесс водоснабжения и произведен расчет автопоилок для животных.
Введение
Механизация сельского хозяйства - основной фактор роста производительности труда, один из главных показателей уровня интенсификации аграрного производства. Она позволяет применять передовой опыт, прогрессивные инновационные технологии в АПК, улучшает условия труда, предполагает постоянный рост уровня квалификации работников.
Работа на крупных животноводческих фермах в наше время невозможна без самого широкого применения механизации. Машины подвозят к фермам корма и увозят оттуда молоко, подают воду и тепло для запаривания кормов, с помощью машин кормят и поят животных, убирают навоз и вывозят его на поля, доят коров, стригут овец, выводят из яиц цыплят.
В первую очередь на фермах были механизированы самые тяжелые и трудоемкие работы: раздача кормов, уборка навоза.
- Выбор технологии содержания животных и количества
скотомест на ферме
1.1
Рекомендации по выбору
Система содержания животных и птицы в значительной мере предопределяет технологию производства продукции животноводства. Перспективная технология содержания животных и птицы должна предусматривать удобное размещение животных и птицы, внедрение комплексной механизации, автоматизации и научной организации труда.
На молочных фермах и комплексах получили распространение сменнопоточная, поточно-цеховая и индустриально-фазовая системы содержания животных.
Сменно-поточная система основана на использовании для всех животных на комплексе (ферме) одного кормодоильного зала, кормление и доение в котором проводят по смещенному графику. Такая система содержания позволяет уменьшить капиталовложения в расчете на одну голову, увеличить коэффициент использования оборудования и повысить производительность труда, как при привязном (при наличии групповой привязи), так и при беспривязном содержании животных.
Поточно-цеховая система заключается в том, что на комплексе (ферме) создаются специализированные цехи (по получению приплода, доращиванию животных, получению продукции и др.), в которых работники заняты выполнением однотипных работ, что позволяет увеличить производительность труда и улучшить качество работ.
Индустриально-фазовая система - это поточно-цеховая система содержания животных, но с индивидуальным закреплением коров и передвижением их только в родильный цех. Остальные животные находятся на месте. В зависимости от их состояния применяют фазовое кормление.
Преимущество одной системы перед другой необходимо определять для ферм, находящихся в одинаковых условиях в отношении климата, наличия кормов, подстилки, пастбищ, пород скота, технической оснащенности, квалификации обслуживающего персонала.
Фермы с привязным содержанием скота рассчитаны на небольшое поголовье. Как правило - до 200 животных в коровнике. Привязное содержание является традиционной системой содержания молочного скота в России. Трудовые затраты при привязном содержании заметно увеличиваются - животных нужно привязывать и отвязывать на время доения или выгула.
- Расчет структуры стада
- Коровы – 366 голов;
- Нетели – 11 голов;
- Телки старше 1 года – 33 головы;
- Телки до 1 года – 140 голов;
- Бычки до 1 года – 5 голов;
- Бычки-производители – 5 голов;
- Итого – 560 голов.
Таблица 1.1 - Структура стада на молочных фермах КРС, (в %)
Группа животных |
Направление | ||
Молочное |
Молочно - мясное |
Мясо – молочное | |
Коровы |
60-66 |
50 |
38-40 |
Нетели |
2-3 |
4-3 |
2 |
Телки старше 1 года |
6 |
7-4 |
3 |
Телки до 1 года |
21-28 |
36-41 |
32-34 |
Бычки до 1 года |
1 |
2-1 |
20-24 |
Быки – производители |
1 |
1 |
1 |
Всего: |
100 |
100 |
100 |
2 Разработка схемы генерального плана фермы
2.1
Требования к генеральным
Генеральным планом или проектом планировки называтся графически оформленный план территории животноводческой фермы (коплекса), на котором нанесены все здания, сооружения и комуникации (как существующих, так и проектируемых), размещенные в полном соответствии с планом перспективного развития всего хозяйства и данной фермы в частности.
Генплан является исходным техническим документом, определяющим взаимосвязь всего комплекса сооружений и коммуникаций, совместное использование которых должно обеспечить нормальную производственную деятельность фермы (комплекса) как целостной хозяйственной единицы.
Разработка генплана осуществляется с учетом производственных, экономических, зооветеринарных, строительных, противопожарных и местных природных условий.
Генеральный план животноводческих ферм (комплексов) выполняется в масштабе, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000 и указанием розы ветров.
Визуально всю территорию животноводческой фермы (комплекса, птицефабрики) можно разбить на четыре зоны:
- основная производственная зона;
- зона приготовления и хранения кормов;
- административно-хозяйственная зона;
- зооветеринарная зона.
За территорией фермы (комплекса) необходимо предусмотреть участок по хранению и переработке навоза (помета).
На каждой животноводческой ферме (комплексе) имеются здания и сооружения, которые по своему назначению разделяются на основные и вспомогательные. К первым относятся коровники, свинарники, овчарни, птичники и т.п., то есть те здания, в которых содержатся животные и птицы. Ко вторым - кормоцех, молочный блок, силосно-сенажные траншеи, хранилище корнеклубнеплодов, склады для кормов и подстилки, навозохранилище и цех по переработке навоза и т.п.
При этом учитывают требуемые зооветеринарные и противопожарные разрывы.
На территории фермы (комплекса) выделяют основную транспортную магистраль шириной 6 м через центральную часть и по периметру. От магистрали к отдельным зданиям и сооружениям прокладывают дорогу шириной 3,5 м. По периметру территории фермы (комплекса) устраивают ограждения, вдоль которых сажают зеленые насаждения шириной 5... 6 м. На всех выездных и въездных воротах фермы (комплекса) устанавливают дезбарьеры размерами Зх10х0,2 м.
Роза ветров - векторная диаграмма, характеризующая в метеорологии и климатологии режим ветра в данном месте по многолетним наблюдениям и выглядит как многоугольник, у которого длины лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях (румбах горизонта), пропорциональны повторяемости ветров этих направлений ("откуда" дует ветер
Для Алтайского края характерно юго-западное направление господствующих ветров, что отражено на рис. 2.1.
Рисунок 2.1 - Роза ветров
2.1.1 Расчет площади фермы
После расчета количества скотомест определяют площадь территории фермы:
S=560*5=2800 м2
где М - количество голов на ферме, гол.
S - удельная площадь, приходящаяся на одну голову;
2.1.2
Определение плотности
Плотность застройки площади фермы определяется в процентах как отношение площади застройки к общей площади территории фермы.
,
где Sз - площадь, занятая под постройками на ферме, м2.
Полученный коэффициент не должен быть меньше табличных значений (табл. 2.2).
Таблица 2.2 - Показатели минимальной плотности застройки площадок сельскохозяйственных предприятий
Предприятия |
Минимальная плотность застройки, % |
1 |
2 |
Крупного рогатого скота | |
Товарные Молочные при привязном содержании коров | |
на 400 и 600 коров |
45; 51 |
на 800 и 1200 коров |
52;55 |
2.1.3 Расчет площади для хранения навоза и кормов
Для хранения подстилочного навоза применяют площади с твердым покрытием, оборудованные жижесборниками.
Площадь хранилища для твердого навоза определяется по формуле
,
где Qсут - суточный выход навоза, т. (см. формулу 5.2);
Т - продолжительность хранения, дн. (Т =150…180);
h - высота укладки навоза, м. (обычно 1,5-2,5 м);
ρ - объемная масса навоза, т/м3 (см. таблицу 5.6).
Общая вместимость хранилища (м3) для хранения годовых запасов корма
,
V=1020/40=25.5 м3
где Рг - годовая потребность в кормах, кг;
ρ - насыпная плотность корма, кг/м3.
Потребное число хранилищ
N=25.5/1000=0.03
где Vх - вместимость хранилища, м3;
- коэффициент
использования вместимости
Таблица 2.3 - Примерная вместимость и коэффициент использования вместимости хранилища
Вид хранилища |
Vх, м3 |
|
Траншея для хранения силоса и сенажа |
500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 |
0,95…0,98 |
Башня |
420, 600, 900, 1200, 1600,2000, 2700,3700, 4200 |
0,95…0,98 |
Хранилище (скирда) |
1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000 |
1,0 |
Траншея или бурт для корнеплодов |
150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500 |
0,85…0,90 |
Склад концентрированых кормов |
500,1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 5000, 6000 |
0,65..0,75 |
Выбор вместимости хранилища, ширину и высоту, определяют его длину (м)
,
L=1000/24=41.7 м
где В - ширина хранилища, м;
h - высота хранилища, м.
Таблица 2.4 - Рекомендуемые размеры хранилищ
Хранилище |
Ширина, м |
Высота, м |
Силоса |
12…18 |
2…3 |
Сенажа |
6, 9, 13, 16 |
2,5…3 |
Сена |
5…6 |
2…4 |
Соломы |
5…6 |
4 |
2.3 Общие требования к основным постройкам
Независимо от природно-климатических условий данной местности и материалов., из которых возводятся здания для содержания животных и птиц, к помещениям предъявляются следующие требования:
- зимой в них должно быть сухо и тепло в соответствии с нормативами микроклимата животноводческих помещений;
- искусственное и естественное освещение должно отвечать требуемым нормам:
- внутренняя планировка должна учитывать удобство размещения животных и технических средств механизации, а также, нормальные условия для обслуживающего персонала, возможность быстрой эвакуации животных;
- санитарно
- технические устройства должны
обеспечивать необходимый
- полы
должны быть
3 Механизация водоснабжения
Вода служит важнейшей составной частью внешней среды, без которой невозможны поддержание здорового состояния организма и получение значительной продуктивности от сельскохозяйственных животных и птицы.
Хозяйственно-питьевая вода должна удовлетворять требованиям ГОСТа 2874-82, в соответствии с которым вода считается хорошей, если она прозрачна, бесцветна, без запаха и освежающая на вкус, не содержит болезнетворных бактерий, паразитов, их личинок и яиц, и никаких ядовитых веществ. Недолжно быть чрезмерного количества соединений кальция, магния, железа, но должны присутствовать некоторые соединения (в том числе фтор и йод).
3.1 Требования к системам
Системой водоснабжения называется комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и транспортирования к местам потребления.
Водопроводная сеть является одним из основных элементов системы водоснабжения и неразрывно связана в работе с водоводами, насосными станциями, подающими воду в сеть, а также с регулирующими емкостями (резервуарами и башнями).
Водопроводная сеть должна удовлетворять следующим основным требованиям:
а) обеспечивать подачу заданных количеств воды к местам ее потребления под требуемым напором;
б) обладать достаточной степенью надежности и бесперебойности снабжения водой потребителей.
Кроме того, выполняя поставленные требования, сеть должна быть запроектирована наиболее экономично, т. е. обеспечивать наименьшую величину приведенных затрат на строительство и эксплуатацию как самой сети, так и неразрывно связанных с ней в работе других сооружений системы.
3.2 Устройство системы
Источниками водоснабжения для животноводческих ферм может быть: вода собранная из атмосферных осадков, вода из открытых водоемов, подземные грунтовые и артезианские воды.
Водопроводные сети могут быть тупиковыми, кольцевыми и смешанными. Тупиковые сети для одного и того же объекта имеют меньшую длину, а следовательно, и меньшую стоимость строительства. Однако кольцевые сети обладают рядом преимуществ: более надежны в эксплуатации, а в случае аварии допускают возможность отключения отдельных участков на время ремонта с сохранением подачи воды ко всем потребителям; в меньшей мере склонны к замерзанию, так как вода в них постоянно циркулирует; изготавливают из труб меньшего диаметра. Поэтому по возможности используют кольцевые сети. Тупиковые сети целесообразно применять в случаях, когда постройки фермы вытянуты в одну линию.
Для устройства водопроводной сети используют чугунные, стальные, асбестоцементные и полиэтиленовые трубы.
Напорно-регулирующие устройства предназначены для создания давления (напора) воды, хранения ее запасов и регулирования подачи в водонапорную сеть. Для этих целей в системе устанавливают: 1) водонапорную башню, из которой вода поступает ко всем потребителям самотеком, 2) воздушно-водяные котлы, откуда вода к пунктам потребления подается под давлением сжатого воздуха (безбашенные установки).
3.3 Техническая характеристика оборудования для поения
Для поения животных и птицы используют поилки разных конструкций, что обусловлено различием вида животных и птицы, способов их содержания и поиском рациональных устройств, наиболее полно отвечающих технико-экономическим требованиям. Поилки бывают индивидуальные и групповые, стационарные и передвижные.
Поилки должны обеспечивать обслуживаемое поголовье необходимым количеством чистой воды, температура которой должна быть близка к температуре воздуха в помещении животных и птицы. Тип и число автопоилок выбирают в зависимости от способа содержания, вида животных, птиц и технических характеристик поилок.
3.3.1 Оборудование для поения крупного рогатого скота
Для производства 1кг молока корове необходимо потребить минимум 3 литра воды. При дефиците воды молочная продуктивность понижается практически в тот же день, и может достигнуть 15-20 % от обычных удоев. Это значит, что корова должна потреблять как можно больше жидкости. Температура воды для поения коров желательна 10 - 12°С, поэтому в регионах с большими морозами обязательна система подогрева автопоилок.
В индивидуальных поилках чашечного типа, применяемых при привязном содержании, количество воды, поступающей в поильную чашу, регулируется специальной педалью, которую нажимает само животное.
Групповые поилки применяют для поения крупного рогатого скота при беспривязном содержании. Уровень воды в поилках регулируется клапанным механизмом поплавкового типа.
Техническая характеристика поилок для крупного рогатого скота отечественного и зарубежного производства представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Техническая характеристика поилок для КРС
Марка |
Материал |
Емкость, л |
Габаритные размеры, (ДхШхВ) мм |
Максимальное обслуживание, голов |
Привязное содержание | ||||
ПА-1А -1 |
Чугун |
1,7 - 2 |
342х212х160 |
2 |
АП-1А |
пластмасса |
1,85 - 2 |
265х262х170 |
2 |
Suevia модель 115 |
чугун эмалированный |
2 |
310х240х160 |
2 |
модель 25R |
чугун эмалированный |
1,5 |
280х250х75 |
2 |
модель 130Р |
Пластмасса |
2,4 |
300х262х150 |
2 |
DeLaval серия С 10 |
чугун эмалированный |
2,4 |
280х260х190 |
2 |
серия С 22 |
нержавеющая сталь |
4 |
260х250х240 |
2 |
серия PT 11 |
Полиэтилен |
- |
430х430х350 |
1 |
Поилки, предназначенные для привязного содержания, можно применять при беспривязном содержании из расчета 1поилка на 10…12 голов
3.4 Основы расчета инженерных сетей водоснабжения
и виды оборудования
3.4.1 Расчет водопотребления
Нормой водопотребления называют количество воды в литрах, расходуемое одним потребителем в сутки. Применительно к животным она включает расходы на поение, мойку помещений, молочной посуды, охлаждение молока, приготовление кормов и др.
Потребность в воде на ферме зависит от количества животных и норм водопотребления, установленных для животноводческих и птицеводческих ферм.
Среднесуточный расход воды на ферме QСР.СУТ. (м3/сут.) определяется по формуле:
,
где n1, n2, …,nn, - число потребителей i-го вида, гол.;
q1, q2,… qn, - среднесуточная норма потребления воды i-м потребителем, л/сут. в жарких и сухих районах нормы допускается увеличивать на 25%;
N - общее число потребителей.
Вода на ферме в течение суток расходуется неравномерно.
Максимальный суточный расход QMAX. СУТ определяется по формуле:
,
где kСУТ - коэффициент суточной неравномерности, kСУТ = 1,3.
Среднечасовой расход QСР. Ч (м3/ч) определяется по формуле:
,
Колебания расхода воды на ферме по часам суток, учитывают посредством коэффициента часовой неравномерности kЧ = 2,5, и максимальный часовой расход QMAX. Ч (м3/ч) определяется по формуле:
.
Для обоснования выбора насосов и расчета поточных линий требуется значение максимального секундного расхода QMAX.С (м3/с) определяется по формуле:
.
Таблица 3.5 - Нормы расхода воды на одну голову коров, л/сут.
Уровень молочной продуктивности, кг |
При доении в стойлах в ведра или молокопровод |
При доении в доильном зале на Установках | ||||
Всего |
в том числе: |
Всего |
в том числе: | |||
поение |
доение и прочие расходы |
поение |
доение и прочие расходы | |||
3500 |
70/83 |
43 |
27/40 |
80/97 |
43 |
37/54 |
4000 |
77/90 |
48 |
29/42 |
78/104 |
48 |
39/56 |
5000 |
87/100 |
57 |
30/43 |
97/115 |
57 |
40/58 |
6000 |
92/105 |
60 |
32/45 |
102/120 |
60 |
42/60 |
7000 |
103/116 |
70 |
33/46 |
113/132 |
70 |
43/62 |
В числителе показаны нормы расхода воды при 2-разовом, в знаменателе - при 3-разовом доении.
3.4.2 Расчет наружной сети
В общем случае расчет наружной водопроводной сети производится в следующем порядке:
1. Выбранная схема водопровода разбивается на отдельные участки (рис. 3.1).
2. По
каждому участку определяется
расчетный путевой секундный
расход воды с учетом
3. По
секундному расходу выбираются
диаметры труб на каждом
4. Определяют
потери напора по каждому
Рисунок 3.1 – Схема тупиковой сети
I-II, II-III, I-IV и т.д. – участки с расходом воды; L1-2, L2-4 и т.д. – длина участка; 1 – коровник; 2 – нетели; 3 – родильное отделение; 4 – телятник; 5 – бычатник.
Диаметр трубы d (м) определяется по формуле:
,
d=0.02 м.
где V - скорость воды в трубах, м/с.
При выборе d - диаметра труб наружного водопровода нужно помнить, что скорость воды в трубах должна быть в пределах V = 0,4…1,25 м/с. Скорость более 1,25 м/с нецелесообразна из-за быстрого износа стенок труб и опасности разрыва их при гидравлических ударах. Нижний предел скорости определяется условиями быстрого засорения труб механическими отложениями. Трубы наружного водопровода диаметром меньше 0,05 м, устанавливать не рекомендуется.
Полученное значение d по формуле 3.6, округляют до стандартного диаметра, в зависимости от материала труб (табл. 3.10).
Потери напора по длине определяют по формуле:
где А - удельное сопротивление труб, зависящее от материала труб, (с/м3)2, (табл. 3.10);
k - поправочный коэффициент, зависящий от скорости (табл. 3.11);
L - длина трубопровода на участке, м;
Q - максимальный секундный расход воды на участке, м3/с.
Стальные |
Чугунные |
Пластмассовые |
Асбестоцементные | ||||||
d, м |
А, (с/м3)2 |
d, м |
А, (с/м3)2 |
d, м |
А, (с/м3)2 |
d, м |
А, (с/м3)2 | ||
0,050 |
3686,0 |
0,050 |
11540 |
0,050 |
19720 |
0,100 |
187,70 | ||
0,060 |
2292,0 |
0,080 |
953,40 |
0,063 |
5929 |
0,150 |
31,55 | ||
0,075 |
929,4 |
0,100 |
311,70 |
0,075 |
2390 |
0,200 |
6,89 | ||
0,080 |
454,3 |
0,125 |
96,72 |
0,090 |
926,80 |
0,250 |
2,23 | ||
0,100 |
172,9 |
0,150 |
37,11 |
0,110 |
323,90 |
0,300 |
0,914 | ||
0,125 |
76,36 |
0,200 |
8,09 |
0,125 |
166,70 |
0,350 |
0,434 | ||
0,150 |
30,65 |
0,250 |
2,53 |
0,140 |
91,62 |
0,400 |
0,217 | ||
0,175 |
20,79 |
0,300 |
0,95 |
0,160 |
45,91 |
0,500 |
0,070 | ||
0,200 |
6,96 |
0,350 |
0,44 |
0,180 |
24,76 | ||||
0,250 |
2,19 |
0,400 |
0,22 |
0,200 |
14,26 | ||||
0,300 |
0,85 |
0,450 |
0,12 |
0,225 |
7,715 | ||||
0,350 |
0,37 |
0,500 |
0,068 |
0,250 |
4,454 | ||||
0,400 |
0,19 |
0,600 |
0,026 |
0,280 |
2,459 | ||||
0,450 |
0,099 |
0,700 |
0,012 |
0,315 |
0,876 | ||||
0,500 |
0,058 |
0,355 |
0,466 | ||||||
0,600 |
0,022 |
0,400 |
0,250 | ||||||
0,450 |
0,135 | ||||||||
