Проектирование свинарника на 600 голов

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время  электрификация является важнейшей  частью развития сельского хозяйства. Внедрение новых технологий, оборудования, электронных машин управления и автоматизации, а также новых форм организации труда позволяет перевести с/х производство на высокую индустриальную основу, превратив его в высокорентабельную и эффективную производственную часть с/х.

Свиноводство является одной из ведущих отраслей животноводства. Эта отрасль приносит более 40 % валовой  продукции мяса. Большое значение имеет кожевенное сырье, получаемое при убое свиней, а также ряд побочных продуктов: кости, волос и др.

Свиноводство служит источником получения органического  удобрения – навоза.

Производственный опыт показывает, что простое насыщение  животноводческих предприятий машинами и оборудованием без правильно организованной, научно обоснованной системы эксплуатационных мероприятий далеко не всегда сопровождается повышения эффективности производства в целом.

В настоящее время  уровень использования техники  на животноводческих фермах остается низким. Так, коэффициент готовности оборудования ферм в целом составляет 0,8-0,85, а коэффициент использования средств механизации колеблется от 0,25 до 0,6.

Реальный срок службы отдельных машин на фермах в 1,7…1,8 раза ниже нормативного. Это значит, что если бы вся техника на фермах работала в полную меру, то уровень механизации животноводства в колхозах был бы в 1,5…2 раза выше, чем в действительности.

Низкий уровень надежности машин на фермах обусловлен не столько  их конструкцией, сколько тем как эксплуатируются эти машины.

Системы управления, обработки, хранения, обеззараживания и использования навоза должны отвечать санитарно-гигиеническим и зооветеринарным условиям эксплуатации животноводческих помещений при минимальном расходе воды, а также требованиям охраны окружающей среды.

Удаление навоза из помещений  и его транспортирование могут  осуществляться механическим и гидравлическим способами.

В настоящее время  наукой разработаны новые приемы приложения электрической энергии  в технологических процессах всех отраслей с.х. производства.

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1.1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА

 

   Удельный вес  продукции животноводства в денежном  выражении составляет около половины стоимости всей валовой продукции сельского хозяйства. Животноводство дает ценные продукты питания, а также сырье для легкой и пищевой промышленности.

   В настоящее  время необходимо уделять большое  внимание дальнейшему развитию свиноводчества, как наиболее скороспелой отрасли животноводства. Промышленное производство свинины основано на круглогодичной равномерной занятости всех специализированных помещений и эффективном использовании генетического потенциала животных. Производство свинины в стране увеличивается за счет строительства крупных свиноводческих комплексов с законченным циклом производства для откорма и выращивания свиней. Применение новых технологий и технических решений позволит повысить продуктивность животных в промышленном свиноводстве на 10 % и получить среднесуточные привесы до 700 гр.

   Основной процесс промышленного производства свинины является технологический поток, представляющий собой «живой контейнер», составленный из таких половозрастных групп, как: свиноматки, хряки – производители, поросята – сосуны, поросята – отъемыши, свиньи на откорме, ремонтный молодняк. Каждую группу содержат в отдельном здании, а на ее место, после санитарно – ветеринарных мероприятий помещают очередную группу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – План здания свинарника

 

Таблица 1 – Экспликация  помещений

 

№ п/п	Наименование
1   2 3 4 5 6   7 8   9	Помещение для содержания животных Служебная Санузел Подсобное помещение Кладовая Помещение для санобработки животных Помещение для взвешивания Кормоприготовительный тамбур Электрощитовая

 

Поголовье скота – 600ть голов.

Раздача корма происходит с помощью кормораздатчика КС-1,5 три раза в день. После раздачи  корма происходит промывка кормораздатчика.

Свинарник обслуживает 2 человека. Рабочий день с 8 утра.

Для приема опоросов в  ночное время назначается ночной дежурный.

 

 

Распорядок работы:

- раздача корма с  7³⁰ до 9⁰⁰ – утром

                                            с 12³⁰ до 14³⁰ – в обед

                            с 18³⁰ до 20⁰⁰ – вечером

- уборка навоза с  8⁰⁰ до 9⁰⁰ – утром

                            с 17⁰⁰ до 18⁰⁰ – вечером.

 Здание свинарника  выполнено одноэтажным, прямоугольной  формы, с размерами в осях 24×132 м.

   Фундаменты –  сборные железобетонные балки  (СБФ 60-1) по железобетонным и бетонным башмакам  и ленточные из бетона. Стены из сборных двухслойных панелей по серии 1832-1 и кирпичные несущие. Перегородки сплошной кладки из кирпича марки 75 на растворе марки 25 для стен и перегородок.

   Перемычки –  сборные железобетонные по серии 1.139-1.

   Покрытие из  плит облегченной конструкции  (серия 1.865-2 вып.1) по металлическим  прогонам и совмещенное из  сборных железобетонных плит  серии 1.865-16610.1.

   Кровля из асбестоцементных  волокнистых листов обыкновенного  профиля (УВ-75) по деревянной обрешетке и рулонная.

   Полы в помещении   для обслуживающего персонала  – линолеум, в остальных помещениях  – бетонные и цементные. Каналы  навозоудаления - бетонные монолитные. Заполнение оконных и дверных проемов – деревянные по ГОСТу 16407-70 и 17324-71.

Станки в секциях  расположены в два ряда. Содержание свиней в станках, без подстилочное (кроме группы подсосных маток). Ограждение групповых станков выполняется из кирпича или панелей на высоту 1000 мм (для хряков 1400 мм). Кормушки в групповых станках железобетонные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА

ПРОЕТИРУЕМОГО ОБЪЕКТА

 

В свинарнике предусмотрена  механизированная раздача корма, которая  осуществляется кормораздатчиком КС-1,5. Ходовая часть представляет собой самоходную тележку с электрическим приводом и стоит из рамы, ведомой и ведущей колесных пар, мотор – редуктора, устройства для автоматической остановки раздатчика при наезде на препятствие. Устройство включает в себя кронштейн, качающуюся раму и конечный выключатель. Бункер крепится к раме ходовой части четырьмя опорами. Днище бункера снабжено выгрузными окнами, перекрытиями шиберными заслонками. Форма бункера обеспечивает хорошую текучесть материала и полное его опорожнение от корма.

   Выгрузные шнеки  выдают готовую смесь из бункера кормушки и состоят из корпуса, шнека, привода, дозирующего устройства и опор. Привод шнека осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Шнек – мешалка совместно с лопастной мешалкой обеспечивают перемешивание корма в бункере и равномерную его подачу на выгрузные шнеки.

Для хранения концкормов предусматривается бункер сухих  кормов со шнеком БСК-10,  в котором  хранится 14 – дневный запас концкормов.

Загрузка бункера осуществляется норией, выгрузка из транспортных средств  и загрузка нории осуществляется с помощью шнекового погрузчика.

Для хранения и подачи корнеклубнеплодов на мойку и  резку предусмотрен транспортер ТК-5. Мойка и измельчение осуществляется в измельчителе – камнеуловителе ИКМ-5

Поение животных в  групповых станках осуществляется из чашечных автопоилок типа ПСС-1, которые устанавливаются над навозными каналами по одной на станок. Температура воды для поения животных в групповых станках не менее 16 ⁰С, для подсосных поросят 18 ⁰С.

Для механизированной уборки навоза с одновременной погрузкой его в транспортный прицеп ПТС-2Н предусмотрены два скребковых транспортера ТСН-2Б; один в отделении репродукции, другой в отделении откорма.

В секции репродукции  скребковый транспортер проходит в  задней части станка, в секции откорма – в передней. Транспортировка навоза после заполнения прицепа осуществляется трактором.

При достижении возраста 9-10 месяцев и живого веса 115-120 кг свиньи отправляются на убой. Убой и  обработка туш производится в соответствии с ветеринарно – санитарными правилами убоя скота «на мясо» в специально оборудованном помещении, перед забоем животное взвешивают.

 

 

 

 

 

1.4 РАСЧЕТ И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

 

   В проектируемом  помещении все процессы должны  быть электрифицированы и электромеханизированы, что позволяет уменьшить себестоимость производимой продукции, снизить затраты труда на производство продукции, повысить качество выпускаемой продукции.

   Вентиляция в  свинарнике – откормочнике применяют  для поддержания в допустимых пределах параметров микроклимата: влажности, температуры, содержание углекислоты  в наружном воздухе. Для вентиляции используются осевые и приточные вентиляторы, которые, как правило, соединяются с двигателем непосредственно.

   Необходимость  расчета способствует правильному расчету и выбору оборудования, что влияет на продуктивность животных и увеличивает надежность и срок службы оборудования.

   Производим расчет  и выбор вытяжной системы вентиляции  для секции откорма, где находится 300 голов.

Определяем необходимый  воздухообмен в помещении из условия удаления избыточной углекислоты:

 

                                                      (1)

где с₁ =0,3 л/м³ – содержание углекислоты в наружном воздухе /3/;

  с₂=2,5л/м³ – допустимое содержание углекислоты для свиней на откорме /3/;

       с – количество  углекислоты выделяемое всеми  животными за час;

                                      (2)

   =43л/ч – количество углекислоты выделяемое одним животным за час /3/;

        N – количество голов;

       1,2 – коэффициент,  учитывающий выделение углекислоты  микроорганизмами в постилке /3/.

Определяем производительность вытяжной системы вентиляции:

                                (3)

С учетом геометрических размеров помещения и выбранной  системы вентиляции принимаем:

n_прит=1 вентилятор

Определяем производительность одного вентилятора:

                                (4)

 

 

 

 

Определяем полный напор вентилятора:

                                             (5)

где Н_дин – динамическая составляющая напора, кг/м²;

                                                      (6)

     ρ  =1,29 кг/м³ – плотность воздуха /3/;

      =12,5 м/с – скорость движения воздуха в вентиляторе/3/

     Н_ст статическая составляющая напора, кг/м²:

                                                   (7)

    L=39,1 м - длина воздуховода

    R=0,2  удельные потери напора из таблиц в зависимости от материала воздуховода Па/м

    Р_м – местные потери напора, Па

                                                           (8)

- суммарный коэффициент местных потерь

=

Выбираем вентилятор из условия:

                                                       (9)

Принимаем вентилятор МЦ 6 №4, n=1420 об/мин

Определяем мощность вентилятора:

                                        (10)

 

Транспортные работы очень трудоемки и составляют  30…40 % всего объема работ на ферме, поэтому правильный расчет и выбор транспортера влияет на снижение себестоимости продукции, улучшение условий и повышения производительности труда.

Для механизированной уборки навоза с одновременной погрузкой  его в транспортный прицеп в комплексе  имеется транспортер скребковый.

Определяем требуемую  производительность:

                                                    (11)

где G – количество продукции подлежащей обработке, т;

                                         (12)

 

    g- суточный выход навоза от одного животного, кг;

      N – поголовье животных, голов;

       t – время работы транспортера, ч.

Тогда:

Из каталога выбираем транспортер из условия:

Принимаем транспортер  марки ТСН-2Б.

Остальное оборудование рассчитываем и выбираем аналогично и данные расчета и выбора заносим в таблицу 2.

 

 

 

 

Таблица 2 –  Технологическое оборудование

 

Наименование  технологических операций	Марка машин	Производительность машин	Тип передачи		Мощность на валу машин	Количество машин
Вентиляция: - приточная - вытяжная Кормораздатчик Бункер для сухих кормов	Ц 4-70 №3 МЦ-6 №3 КПСК-1000   БСК-10	2100 м3/ч 12тыс м3/ч     2 т/ч	Прямая Прямая Прямая   редуктор	0,6 2,45 7,1   0,4		20 4 2   2

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТ И ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

 Для привода рабочих машин следует принимать трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АИ. Эти двигатели в сравнении старых серии (АО, 4А) имеют меньшую массу, технико-экономические показатели, больше коэффициент мощности, меньше уровень шума.

   Электродвигатели к рабочим  машинам и механизма выбирают  по следующим параметрам: напряжению, роду тока, частоте вращения, условиям окружающей среды, характеру и значению нагрузки.

   Правильный выбор электрического двигателя позволяет создать условия наиболее рационального использования возможностей рабочей машины, определить надежность и долговечность электропривода при максимальном к.п.д. и коэффициенте мощности установки. Почти все сельскохозяйственные машины работают с использованием электропривода переменного тока, питаемого от электрических сетей со стандартным напряжением 380 В при частоте 50 Гц.

Номинальная мощность выбранного двигателя  должна быть по возможности близкой к расчетной мощности рабочей машины. Если номинальная мощность значительно больше расчетной мощности – снижается КПД и коэффициент мощности электродвигателя и удорожается его эксплуатация.

 

Произведем расчет двигателя для вентилятора

 

 

Определяем расчетную мощность двигателя вентилятора:

                                                     (13)

где к_з =1,1 -  коэффициент запаса для осевых вентиляторов /3/

Выбираем стандартный  двигатель из условия:

Р_н≥ Р_дв., с учетом оборотов двигателя

Р_н =3,0 кВт> Р_дв =2,695 кВт

Принимаем двигатель АИР90L2У3, Р_н =3 кВт, I_н=6,13 А, К_i=7,0.

Определяем коэффициент  загрузки двигателя:

                                                      (14)

где К_з.м.  – коэффициент загрузки машины К_з.м. =0,7…0,8 /4/

                        К_к.н. – коэффициент каталожной неувязки:

                                                        (15)

 

Данные расчета и  выбора заносим в таблицу 3.

 

Таблица 3 –  Электросиловое оборудование

 

Наименование технологических операций	Марка электродвигателя	Рн	Iн	ηн	cosφ	Ki=Iк/Iн	Кзд	Количество
Вентиляция: - приточная - вытяжная Кормораздатчик Бункер для сухих кормов	АИР80В4У3 АИР90L2У3 АИР112М2У3 АИР71А4У3	0,75 3,0 7,5 0,55	2,14 6,13 14,8 0,69	0,73 0,845 0,88 0,705	0,73 0,88 0,90 0,70	5,0 7,0 7,5 5,0	0,8 0,62 0,76 0,81	20 4 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

Электрическое освещение  – важный фактор, от которого в значительной мере зависят комфортность пребывания и работы людей и продуктивность животных и птиц.

Основные показатели и  безопасные условия труда людей  и содержания животных  способствуют повышению производительности труда  и качества продукции.

Важное требование, предъявляемое  к осветительной установке, – экономичность.

 

Расчет освещения основного  помещения – для содержания 300 единиц ремонтного молодняка – производим  методом коэффициента использования светового потока: 54х12х3,0.

 

В качестве источника  света принимаем люминесцентные лампы.

Принимаем вид освещения – рабочее, систему освещения общую равномерную.

Из таблиц принимаем  значение нормированной освещенности  Е_н =75 лк.

 

Из таблиц выбираем тип  светильника – ЛСП 15. Количество ламп – 2; Р_ламп = = 40 Вт; КПД = 85 %; степень защиты (4:5); лампа ЛБР-40, кривая силы света Д-косинусная.

 

Определяем высоту подвеса:

                                          (16)

      где Н – высота от пола до потолка;

       h_с – высота свеса светильника 0,2 м;

       h_р – высота до рабочей поверхности.

Из таблиц в зависимости от кривой силы света выбираем λ_с = 1,2–1,6.

Определяем оптимальное расстояние между светильниками, м:

                                                 (17)

                                                  

Определяем количество рядов светильников, шт:

                                               (18)

 

где В – ширина помещения

        l_в = L/3.

 

Определяем индекс помещения:

                                                 (19)

                                                

где Н_р – расчетная высота подвеса светильника;

     А – длина;

     В – ширина.

 

Определяем площадь помещения, м²:

                                                    (20)     

 

Из таблицы определяем значения коэффициента отражения от стен и  потолков:                                                                                        

                                                                                                       

Из таблиц выбираем коэффициент  запаса:   /1/

Из таблиц выбираем коэффициент  неравномерности освещения: /1/

Из таблицы выбираем значение коэффициента использования светового потока в зависимости от индекса помещения  и отражения от стен и потолков:

                                                          /1/

Определяем количество светильников в помещении, светильников:

                                         (21)                                        

где  Е_н – значение нормированной освещенности;

S – площадь помещения;

К_з – коэффициент запаса;

z – коэффициент неравномерности освещения;

Ф – световой поток лампы, лм;

υ – коэффициент использования светового потока.

 

Принимаем N=19 светильников

 

Определяем количество светильников в одном ряду:

, шт(8.7)

, шт

Принимаем 7 шт.

Рассчитываем установленную  мощность, Вт:

                              (22)

                                         

где N – количество светильников в помещении;

       Р_л – мощность одной лампы;

      n_л -  количество ламп в светильнике.

Данные расчета и выбора заносим  в таблицу 4.

Таблица 4 –  Светотехническая ведомость

Наименование помещения	А×В×Н,  м	Ен, лк	Тип светильника	Нр, м	N	Кз	Данные лампы		Руст, кВт
							Рн	Фн
Помещение для содержания животных	42,6×12×2,5	75	ЛСП15	2,7	21	1,3	40	3000	1,28

Производим расчет освещения  методом удельной мощности для вспомогательного помещения – санузел: 2×3×2,5

 

Выбираем источник света – лампу накаливания – как наиболее простую, дешевую и надежно работающую.

Выбираем систему и вид освещения, принимаем систему общего равномерного освещения, вид - рабочий.

Принимаем значение нормированной освещенности: Е_н = 30 лк.

Выбирается тип светильника  – НСП21 «Бирюза-3» Г-2, Р = 200 Вт.

Определяется высота подвеса светильников, м:

                                                                                               

где Н – высота от пола до потолка;

       h_с – высота свеса светильника;0,5 м

       h_р – высота до рабочей поверхности.

Определяем из справочных таблиц соотношение  типа кривой света:

                                                  λ = 0,8–1,2.                                                           

Определяем оптимальное расстояние между светильниками, м:

                                                                                                             

Определяем число рядов светильников в помещении, шт:

                                                                                                    

где В – ширина

l_в = L/3.

 

Принимаем 1 ряд, т.к. помещение имеет  малые размеры.

Определяем число светильников в ряду, шт:

                                                                                                     

где А – длина;

l_л = 3/L.

 

Принимаем 1 светильник в ряду.

Определяем количество светильников в помещении, шт:

                                             (23)

                                                    

Определяем площадь помещения, м²: