Проект комплексной механизации животноводческой фермы
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГОУ ВПО «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра: Механизации животноводства.
ТЕМА: «Проект комплексной механизации животноводческой фермы»
Выполнил: студент 321 группы
Проверил: Левин А.М.
Барнаул - 2007
СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация………………………………………………………
Введение…………………………………………………………
1. Расчет количества скотомест на ферме и выбор зданий для
содержания животных………………………………………………....
2. Разработка генерального плана фермы…………………………………..5
3.Разработка механизации производственных процессов …..8
- Проектирование механизации приготовления кормов …..8
- Проектирование механизации раздачи кормов………………..…...9
- Водоснабжение……………………………………………
…………11
3.3.1.Определение потребности на ферме ….11
3.3.2.Расчет наружной сети водопровода……………………………...12
3.3.3.Выбор водонапорной башни……………………………………..15
3.3.4.Выбор насосной станции………………………………………...16
3.4.Механизация уборки и утилизации навоза……………………………18
3.4.1. Расчет потребности и средства удаления навоза…………....18
3.4.2.Расчет транспортных
средств для доставки навоза в навозохранилище………………………………………
3.5.Обеспечение микроклимата…………………………………………….
3.5.1.Расчет вентиляции………………………………………………….
3.5.2.Расчет отопления помещения…………………………………….23
3.6.Механизация доения
коров и первичной обработки
молока………………………………………………………………
4.Экономические показатели проекта………………………………………..25
- Охрана природы ......29
Вывод…………………………………………………………………
Список литературы……………………………………………………
АННОТАЦИЯ
При выполнение курсовой работы было использовано 3 источника литературы. Проект комплексной механизации животноводческой фермы состоит из 32 страниц пояснительной записки, которая содержит 10 таблиц и 3 схемы, и двух листов графической части.
Графическая часть в свою очередь содержит чертеж генерального плана фермы на 450 голов привязного содержания и разрез коровника на 200 голов.
ВВЕДЕНИЕ
Экономическое обоснование рациональных способов организации производственных процессов, а следовательно и эффективности использования машин, тракторов, механизмов и установок, в хозяйствах имеет большое практическое значение. В животноводстве всё более широко применяются высокопроизводительные машины. Промышленность освоила выпуск агрегатов для приготовления концентрированных и сочных кормов, машин для механизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и других работ.
Хозяйства получают разнообразные машины для механизации одних и тех же технологических операций. Не на всех фермах одинаково эффективны различные машины. Так для системы привязного содержания наиболее эффективны переносные доильные аппараты или доение в молокопровод.
Внедрение комплексной механизации трудоёмких процессов в животноводстве во всех случаях требует выбора рациональной для конкретных условий системы машин.
Основным показателем, определяющих выбор рациональной для конкретных условий системы машин.
Основным показателем, определяющим выбор той или иной системы машин, или механизма, является объём работ, который в свою очередь зависит от размера фермы, направления и характера производства, структуры почвенных площадей, рационов кормления животных и других факторов.
В настоящее время на первом месте встаёт вопрос правильности выбора этих машин на основе экономического анализа средств, вкладываемых в механизацию, их окупаемости и инженерных издержек производства.
Выбор средств механизации должен базироваться на первой технологии и рациональной организации труда.
Реконструкция и внедрение системы машин в производстве требуют от специалистов знаний в области механизации животноводства, умения использовать эти знания при решении конкретных задач.
1. Расчет количества скотомест на ферме и выбор зданий для содержания животных.
Количество скотомест для предприятий крупного рогатого скота молочных, мясных и мясных репродукторных направлений рассчитывается с учетом коэффициентов, в зависимости от количества коров на ферме.
Рассчитаем количество скотомест на ферме молочно-товарного направления(90% коров в структуре стада) с общим поголовьем 450 голов (таблица 1):
Таблица 1
Группа животных |
Коэффициент |
Количество голов |
Дойные коровы |
0,75 |
338 |
Сухостойные |
0,13 |
59 |
Новотельные и глубокостельные |
0,12 |
54 |
Телята 10-20 дней |
0,06 |
27 |
После расчета количества скотомест фермы необходимо выбрать основные производственные здания для содержания различных групп животных, в соответствии с номенклатурой здания и сооружений (таблица 2).
Таблица 2
Номенклатура основных производственных зданий и сооружений
Номенклатура производственных зданий и сооружений |
Вместимость зданий, голов |
Предприятия по производству молока: Коровник с привязным содержанием Коровник с беспривязным содержанием Доильное отделение Молочное отделение Родильное отделение Телятник Здание для молодняка Выгульные площадки при коровниках, зданиях для молодняка, телятниках Пункт искусственного осеменения |
100, 200,400 400, 600,800,1200,1600,2000 По расчету По расчету По размеру фермы По размеру фермы По размеру фермы
По вместимости здания
Один станок в каждом манеже |
2. Разработка генерального плана фермы.
Размещение производственных зон и предприятий. Проектируемые сельскохозяйственные предприятия, здания и сооружения следует размещать в производственных зонах перспективных сельских населённых пунктов в соответствии с утверждёнными проектами планировки и застройки и схемами размещения предприятия.
Расстояние между зданиями определяется исходя из санитарных норм проектирования промышленных предприятий и норм технологического проектирования, утверждённых Министерством сельского хозяйства РФ.
Схемы генеральных планов производственных зон сельских населённых пунктов разрабатывают на расчётный срок 25-30 мес.
Сельскохозяйственные предприятия с технологическими процессами, выделяющими в окружающую среду вредные отходы, должны быть отделены санитарно-защитными зонами от жилых и общественных зданий. Протяжённость санитарно-защитных зон для предприятий по выращиванию и откорму молодняка на 5 тыс. голов и более - 1000м, от 1 до 5 тыс. - 500м, по производству говядины от 6 до 1200 голов крупного рогатого скота- 300м.
Схемы генеральных планов сельскохозяйственных предприятий. При разработке генерального плана необходимо разместить основные здания, выбранные для содержания всех групп животных и вспомогательные помещения с учётом изложенного в настоящем разделе, а также типовых проектов и рекомендаций.
На схеме генерального плана, необходимо привести следующие сведения: экспликацию помещений, общую земельную площадь, плотность застройки, земельную площадь, приходящуюся на одно скотоместо, разрывы между основными производственными зданиями, площадь озеленения, дорог и площадок с твёрдым покрытием.
При разработке генеральных планов сельскохозяйственных предприятий следует предусматривать:
а) Планировочную увязку с жилым и общественным сектором;
б) Размещение предприятий, зданий и сооружений с соблюдением соответствующих минимальных расстояний между ними;
в) Мероприятия по
охране окружающей среды от загрязнения
производственными
выбросами и стоками;
г) Возможность строительства
и ввода сельскохозяйственных
предприятий в эксплуатацию
пусковыми комплексами или очередями.
Животноводческие фермы, ветеринарные учреждения и предприятие по производству молока, мяса следует располагать с подветренной стороны по отношению к другим сельскохозяйственным объектам к жилой зоне.
Зона сельскохозяйственных предприятий состоит из следующих площадок: а) производственной; б) хранение и подготовки сырья (кормов); в) хранение и переработки отходов производства.
Ориентация одноэтажных зданий для содержания скота шириной 3 м. и при правильной застройке должна быть меридиональной (продольной осью с севера на юг). В зависимости от местных условий допускается отклонение от рекомендуемой ориентации: в пунктах, расположенных севернее широты 50° (Барнаул находится на широте 53°), - в пределах до 30 ,
Ветеринарные помещения (за исключением ветсанпропускников), котельные, навозохранилища открытого типа строят с подветренной стороны по отношению к животноводческим зданиям и сооружениям.
Кормоцех располагается, при въезде на территорию предприятия, с встречной стороны по отношению по всем остальным зданиям и сооружениям. В непосредственной близости к кормоцеху располагают склад концентрированных кормов и хранилища корне - клубне плодов, силоса и т.д.
На предприятиях, использующих пищевые отходы, кормоцех, склады пищевых отходов и других кормов надо размещать с подветренной стороны по отношению к свинарникам и отгораживать их от свинарника и других зданий и сооружений, предусматривая отдельный въезд.
Выгульно-кормовые дворы или выгульные площадки располагают, как правило, у продольных стен здания для содержания скота, в случае необходимости возможна организация выгульно-кормовых дворов, в отрыве от здания.
Хранилища кормов и подстилки строят с таким расчётом, чтобы обеспечивались кратчайшие пути, удобство и простота механизации подачи подстилки и кормов и местом использования.
Выезды, проезды и расстояния между зданиями и сооружениями.
Виды транспорта выбирают на основе технико-экономических обоснований, при чем предпочтение, как правило, отдают без рельсовому.
Пересечение на площадках сельскохозяйственных предприятий транспортных потоков готовой продукции, кормов и навоза не допускается.
Ширина проездов на площадках сельскохозяйственных предприятий рассчитывается из условий наиболее компактного размещения транспортных и пешеходных путей, инженерных сетей, полос деления с учётом возможного заноса снегом, но она не должна быть менее противопожарных, санитарных и зооветеринарных расстояний между противостоящими зданиями и сооружениями.
Инженерная подготовка и благоустройство. Инженерные сети на площадках сельскохозяйственных предприятий и производственных зон следует проектировать как единую систему инженерных коммуникаций, обязательно предусматривая их совмещённую площадку.
Уклоны площадки предприятия должны приниматься не менее 0,003, но не более; для грунтов глинистых -0,005, песчаных - 0,003 и легко размываемых (лес, мелкие пески) - 0,01. Уклоны выгульных площадок для животных должны быть не менее 0,02 и не более 0,08.
В площадь застройки предприятий должны включаться площади, занятые зданиями и сооружениями всех видов, включая навесы, открытые технологические, санитарно-технические и другие установки; эстакады и галереи, подземные сооружения, а также выгульные площадки для животных, птиц и зверей; площадки для стояния техники и др.
В площадь застройки не должны включаться площади, занятые отмостками, вокруг зданий и сооружений, тротуары, автомобильные и железные дороги, временные здания и сооружения, открытые смотровые площадки, площадки для отдыха трудящихся, зеленными насаждениями, открытые площадки для стоянки личного транспорта, открытыми водопроводами и другими каналами, подпорными стенами, подземными сооружениями или частями их, под которыми могут быть размещены другие здания и сооружения.
3. Разработка механизации
3.1. Проектирование механизации подготовки кормов.
Исходными данными для разработки этого проекта являются :
- Поголовье фермы по группам животных;
- Рационы каждой группы животных.
На фермах крупного рогатого скота в настоящее время в основном применяют кормление влажными полнорационными кормовыми смесями, в некоторых случаях (на мясных фермах) - сухими полнорационными кормосмесями в рассыпном или гранулированном виде.
На фермах крупного рогатого скота хозяйств Алтайского края при кормлении животных используют следующие виды кормов: сено разнотравное, солому яровую пшеничную, силос кукурузный, сенаж, корнеклубнеплоды, травяную муку, концентраты (зерновые корма), кормовую патоку (мелассу), из химических соединений - карбамид (мочевину), микро и макроэлементы.
При сухом типе кормления готовят полнорационные кормосмеси в рассыпном или гранулированном виде.
Суточный рацион для каждой группы животных составляют в соответствии с зоотехническими нормами, исходя из наличия кормов в хозяйстве, их питательности и способов обработки кормов в кормоцехе.
При составлении рациона пользуются данными о питательной ценности применяемых кормов, которые можно найти в зоотехнических справочниках.
Таблица 3
Суточный рацион для дойных коров живой массой 600кг, среднесуточным удоем 20 л, жирностью молока 3,8-4%
Корма |
Количество кормов в рационе, кг |
Сено разнотравное |
5 |
Силос кукурузный |
23 |
Сенаж бобово-злаковый |
9 |
Корнеплоды |
8 |
Смесь концентратов |
4,2 |
Соль поваренная |
0,09 |
Таблица 4
Суточный рацион для сухостойных, новотельных и глубокостельных коров
Корма |
Количество кормов в рационе, кг |
Сено разнотравное |
5 |
Силос кукурузный |
20 |
Концентрированная смесь |
1 |
Соль |
0,04 |
Разработав суточные рационы каждой группы животных и зная их поголовье, приступаем к расчёту требуемой производительности кормоцеха, для чего рассчитывают суточный рацион кормов каждого вида по формуле:
qсутi= Σ аij mj
Где: mi-поголовье j-группы животных
aij- количество кормов в рационе j-й группы животных
n - количество групп животных на ферме
Сено разнотравное: qcyт i =5х338+5х59+5х54=2255кг
Силос кукурузный:qcyтi = 23х338+20х59+20х54 = 10034кг
Концентра: qcyтi = 4,2x338+1х59+1х54=340кг
Сенаж бобово-злаковый: qcyтi =9х338=3042кг
Соль: qcyтi =0,09х338+0,04х59+0,04х54=34,
Корнеплоды:qcyтi=8х338=2704кг
Суточный рацион j-й группы животных равен:
qсутj=Σ Σ аij mj
где m – количество видов кормов в рационе
qcynj =338х49,29+59х26,04+54х26,04=
Суточная производительность кормоцеха определяется по формуле:
Qсут= Σ qсутi= Σ qсутi
Qсут=2255+10034+340+3042+34,
Требуемая производительность кормоцеха определяется по формуле:
Qтр=Qсут/Трабхd
Где Т раб – расчетное время работы кормоцеха для выдачи корма на одно кормление, Траб=1,5-2ч
d - кратность кормления животных,d =2-3.
Qтр=19,602/2х2=4,9т/ч
По производительности (т/ч), выбираем один кормоцех ТП 801-323.
3.2. Проектирование механизации раздачи кормов.
Выдача кормов на животноводческих фермах может осуществляться по двум схемам:
1 .Доставка кормов
от кормоцеха к
2.Доставка кормов к животноводческому помещению и их раздача внутри помещения - мобильными техническими средствами.
Исходя из анализа литературы и анализа схем кормораздатчиков, для расчёта и проектирования выбираем вторую схему. После этого приступаем к расчёту количества мобильных средств доставки кормов с учётом их особенностей. Возьмем кормораздатчик КТУ-10А
Рассчитывается требуемая производительность поточной технологической линии раздачи кормов в целом для ферм по формуле:
Qтр=Qсут/tраздх d
где Qсут- суточная потребность в кормах всех видов на ферме, т;
tразд – время, отводимое по распорядку дня фермы на раздачу разовой потребности корма всем животным, tразд=1,5-2 ч;
d – кратность кормления, d=2-3.
Qтр=19,602/2х2=4,9 т/ч
Расчетная фактическая производительность одного кормораздатчика определяют по формуле:
Qрф=Gк/tр
Где GK— грузоподъёмность кормораздатчика, т.
tp - длительность одного рейса, ч.
tр=tз+tд+tв
где – tз,tв - время загрузки и выгрузки кормораздатчика, ч
tд - время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно, ч.
Кормораздатчик КТУ-10А, грузоподъемностью = 3300кг. Время выгрузки равно:
tв=Gk/Qв,
где Qв- подача кормораздатчика, т/ч.
При раздаче корма мобильными средствами подача кормораздатчика должна быть такой, чтобы обеспечить выдачу необходимого количества корма каждому животному:
Qв = (qcyт хVp) / (aхd),
где а - длина одного кормо-места, м; а = 1,5 м
Vp - расчетная скорость кормораздатчика, м/с;
qсут - суточный рацион животных;
d - кратность кормления;
QB=(19,602x0,8)/(1,5x2) =5,23т/ч
t з = Gk /Q3,
где Qз - подача технического средства на погрузке, т/ч.
t3= 3,3/20 = 0,17ч
tB - Gk /Qb,
tB = 3,3/5,23=0,6ч
Время движения кормораздатчика от кормоцеха к животноводческому помещению и обратно:
tд = 2Lcp / Vcp,
где: - Lcp - среднее расстояние от места загрузки кормораздатчика до животноводческого помещения, км;
Vcp- средняя скорость движения кормораздатчика по территории фермы с грузом и без груза, км/ч
tд = 2x0,08/20 = 0,008ч.
Рассчитываем длительность одного рейса:
tp =0,17+0,6+0,008=0,778ч.
Рассчитываем фактическую производительность одного кормораздатчика:
Qфр=3,3/0,778=4,2 т/ч
Количество кормораздатчиков выбранной марки определяется по формуле:
Z = (Q тр/ Q рф) = (Qcyт х tр )/ (t раздх d x Gk)
Z=4,9/4,2≈2 кормораздатчика.
3.3. Водоснабжение .
3.3.1. Определение потребности в воде на ферме.
Потребность в воде на ферме зависит от количества животных и норм водопотребления, установленных для животноводческих ферм, которые приведены в таблице 5.
Таблица 5
Суточный расход воды на голову КРС
Группа животных |
Расход воды, л. | |
|
|
всего |
на поение |
Коровы: Дойные Сухостойные Новотельные и глубокостельные
|
70 70 60 |
65 65 40 |
Телята 10-20 дней |
20 |
10 |
Рассчитаем среднесуточный расход воды по формуле:
Q ср.сут =m 1q 1 + m2q2 + + mnqn ,
где m1; m2;……;mn - число каждого вида потребителей, голов;
q1 , q2 qn - суточная норма потребления воды одним потребителем, л.
Q ср.сут =338х70+59х70+54х60+27х20=
Вода на ферме в течении суток расходуется неравномерно. Максимальный суточный расход воды определяется так:
Q m.сут = Q ср.сут х d1
где d1 - коэффициент суточной неравномерности, di= 1,3
Q m.сут=31570х1,3=41041л
Колебания расхода воды на ферме по часам суток учитывают посредством коэффициента часовой неравномерности d2 = 2,5
Q m.ч = (Q m.сут хd2)/24
Q m.ч= (41041х 2,5)/24 =4275л/ч
Максимальный секундный расход вычисляется по формуле:
Q m.с = Q m.ч /3600
Q m.с=4275/3600=1,18л/с=0,00118м
3.3.2. Расчет наружной сети водопровода.
Расчет наружной сети водопровода сводится к определению длинны и диаметра труб, а также потерь напора в них. Расчёт проводится по схеме, соответствующей принятому в курсовом проекте генерального плана фермы.
Водопроводные сети могут быть тупиковыми и кольцевыми.
Тупиковые сети для одного и того же объекта имеют меньшую длину, а, следовательно, и меньшую стоимость строительства, поэтому они и применяются на животноводческих фермах.
Для устройства водопроводной сети используют чугунные, стальные, асбестоцементные и полиэтиленовые трубы. Чугунные асбестоцементные и полиэтиленовые трубы идут в основном для устройства наружной сети водопровода, а остальные как для наружной, так и для внутренней.
В общем случае расчет наружной водопроводной сети производится в следующем порядке:
1. Выбранная схема
водопровода разрабатывается
2.По каждому
участку определяется
3.По секундному расходу выбираются диаметры труб на каждом участке.
4.Определяют потери напора по каждому участку для наиболее удалённой точки.
При выборе диаметра труб нужно помнить, что скорость воды в трубах должна быть в пределах 0,5-1,25 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. Диаметр труб наружного водопровода меньше 50 мм не рекомендуется.
1,2 - участки с сосредоточенным расходом воды; 1,2,3 - коровники;
4 - телятник.
Диаметр труб определяется по формуле:
d = (4хQm.с.)/(3,14хV)
где V – скорость воды трубах м/с.
d = (4х0,00118)/(3,14х1)=0,040 м
Диаметр трубы на участке 1-2 равен 0,05 м
Потери напора делятся на потери по длине и потери в местных сопротивлениях. Потери напора по длине обусловлены трением воды о стенки труб, а потери в местах сопротивления - сопротивлением кранов, задвижек, поворотов, разветвлений, сужений и т.д. Потери напора по длине определяют по формуле:
h т= 0,0827х λ х(L/d5)хQ2
где λ - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от материала и диаметра труб, λ=0,03.
L - длина трубопровода, м
Q - расход воды на участке, м3/с.
Участок1-2:
h т = 0,0823х0,03х(15/0,055 )х 0,001182 =0,16м.
У ч а с т о к 2- 1 :
Q ср.сут=200х70=14000 л/сут.
Q m.сут=14000х1,3=18200л/сут.
Q m.ч=18200х2,5/24=1895,8л/ч.
Q m.с=1895,8/3600=0,527л/с=0,
d = (4х0,000527)/3,14х1=0,03м.
Берем диаметр трубы равный 0,05 м.
h т =0,0823х0,03х(20/0,05 5 )х 0,0005272 = 0,04м .
У ч а с т о к 2- 2:
Q ср.сут=200х70=14000 л/сут.
Q m.сут=14000х1,3=18200л/сут.
Q m.ч=18200х2,5/24=1895,8л/ч.
Q m.с=1895,8/3600=0,527л/с=0,
d = (4х0,000527)/3,14х1=0,03м.
Берем диаметр трубы равный 0,05 м.
h т =0,0823х0,03х(60/0,05 5 )х 0,0005272 = 0,10м.
У ч а с т о к 2- 3:
Q ср.сут=100х70=7000 л/сут.
Q m.сут=7000х1,3=9100л/сут.
Q m.ч=9100х2,5/24=947,9л/ч.
Q m.с=947,9/3600=0,263л/с=0,
d = (4х0,000263)/3,14х1=0,018м.
Берем диаметр трубы равный 0,05 м.
h т =0,0823х0,03х(120/0,05 5 )х 0,0002632 = 0,07м.
Участок 2-4:
Q ср.сут =27х20=540л/сут.
Q m.сут =540х1,3=655л/сут.
Q m.ч=655х2,5/24=68,22л/ч.
Q m.с=68,22/3600=0,018л/с=0,
d= 4х0,000018/3,14х1=0,004м .
Берем диаметр трубы равный 0,05 м.
h т =0,0823х0,03 х( 90/ 0,055)х0,0000182 =0,0002м .
h т =0,16+0,04+0,10+0,07+0,0002 ≈0,37 м.
Величина потерь в местных сопротивлениях составляет 5-10% от потерь по всей длине наружных водопроводов:
hм =0,1хhт
