МИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский государственный аграрный технический университет

Кафедра “Механизации животноводства”

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчетно-пояснительная записка

На тему: Механизация заготовки и раздачи сенажа для откормочной фермы КРС 4000 голов с модернизацией упаковщика сенажно - силосной массы.

Подготовил А.С. Колесный

гр. 30мпт 4 курс

Руководитель В.С. Сыманови

МИНСК 2009

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка выполнена на страницах машинного текста и содержит таблицы, использованная литература и 5 листов графического материала формата А1.

Ключевые слова: ФЕРМА, КОРМ, РАЦИОН, РАЗДАЧА, ВЫГРУЗНОЕ УСТРОЙСТВО, ТРОС.

Цель проекта: рассчитать и описать генеральный план, выбрать схему механизации, расчет конструкторской части, технологической карты механизации процесса, технико-экономических показателей, безопасность труда

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Расчет генплана

1.1 Обоснование системы содержания и выбор структуры поголовья

1.2 Выбор основных и вспомогательных зданий и сооружений

1.3 Расчет потребности в воде

1.4 Расчет потребности в кормах

1.5 Расчет выхода навоза

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Зоотехнические требования к подготовке кормов

2.2 Краткий анализ существующих схем приготовления и раздачи кормов

2.3 Разработка технологической схемы приготовления и распределение максимальных разовых порций

2.4 Определение часовой производительности линии

2.5 Выбор машин и оборудования

2.6 Построение суточного графика работы машин и оборудования

3. Конструкторская часть

4. РАЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКОЗАТЕЛЕЙ

5. Безопасность жизнедеятельности И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. РАСЧЕТ и описание ГЕНПЛАНА

Проектируемая ферма предназначена для круглогодового привязного содержания с использованием интенсивных методов откорма молодняка крупного рогатого скота.

При привязном содержании животных размещают в индивидуальных стойлах на привязи. Кормление и поение скота организуется в стойлах.Этот способ содержания наиболее распространен в колхозах и совхозах.

Проектируемая ферма полностью соответствует требованиям, предъявляемой к ней. Она полностью обеспечена горячей и холодной водой. Холодной от водонапорной башни, а горячей от котельной. На территории фермы имеется своя трансформаторная подстанция обеспечивающая ферму электроэнергией. На территории комплекса так же расположены подъездные дороги с асфальто-бетонным покрытием и площадками для автомобилей. Ширина кольцевой дороги и дорог соединяющих здания составляет 6м. Противопожарные разрывы между зданиями принимаем 10м.,так как они относятся к зданиям со 2 степенью огнеопасности.

Наименьшая ширина полосы зеленых насаждений древесных пород-5м., кустарников-1.2м..

Навозохранилище фермы расположено с подветреной стороны, оно обгорожено зелеными насаждениями, что так же оберегает обслуживающий персонал от неприятного запаха. Ферма оснащена новой технологией и механизированной новейшей техникой, что облегчает труд персонала.

1.1 Расчет структуры поголовья

Учитывая данные задания:

-откормочная ферма КРС на 4000 голов разовой постановки;

-суточный привес при заключительном откорме 900 г., на голову;

-постановочный вес 110кг.;

-сдаточный вес 450кг.;

принимаем следующую структуру поголовья:

1-ая группа. Доращивание и откорм молодняка 190 дней с

4….6месяцев (100-160кг.) до 12 месяцев (220-300кг.).

Количество голов в группе 2000.

2-ая группа. Откорм молодняка 190 дней с

12 месяцев (220-300кг.) до 18 месяцев (450кг.). Привес

900г. Количество голов в группе 2000.

На ферме одновременно находиться 100% всего поголовья.

1.2 Выбор основных и вспомогательных зданий и сооружений

Откормочная ферма представляют собой единую строительно-техническую совокупность, включающую в себя основные и подсобные производственные, складские постройки и сооружения.

К основным производственным постройкам и сооружениям на откормочной ферме относятся телятники, здания для содержания молодняка различного возраста.

К подсобным производственным сооружениям относятся объекты для санитарно-ветеринарного обслуживания животных (ветсанпропускники, ветеринарные пункты, стационары и изоляторы для больных животных, въездные дезбарьеры), автовесы, системы водоснабжения, канализации, электро - и теплоснабжения, внутренние проезды с твердым покрытием и ограждения.

Складские сооружения включают склады кормов, подстилки, инвентаря, навозохранилище, площадки или площадки для хранения техники.

К вспомогательным сооружениям относят служебные и бытовые помещения: конторы, гардеробные, умывальные, душевые, туалеты.

Расчет генерального плана фермы начинаем с определения количества основных потребных животноводческих построек. Ферма является фермой для заключительного откорма.

1.3 Расчет потребности в воде

Определяем среднесуточный расход воды по формуле:

=302000+302000=120000 л/сут .

Где q₁
q₂
…q_n
- среднесуточные нормы однотипных водопотребителей, л/сут

m₁
m₂
…m_n
- количество водопотребителей каждого типа

С учетом коэффициента суточной неравномерности находим максимальный суточный расход воды:

где - коэффициент суточной неравномерности =1,3

=1.3120000=156000 л/сут .

Максимальный часовой расход воды определим с учетом коэффициента часовой неравномерности:

,

где - коэффициент часовой неравномерности, =2.5

л/час.

Максимальный секундный расход воды:

л/с.

Объем водонапорных башен определим по формуле:

Где: V_р
- регулирующий объем водонапорного бака, л;

V_a
- аварийный запас воды, л;

V_пож
- противопожарный запас воды, л;

Регулирующий объем емкости находим:

л.

При условии устранения аварии в течение двух часов, аварийный запас воды будет найден:

л .

Противопожарный запас воды для водонапорных башен рекомендуется принимать из расчета тушения пожара в течение 10 минут в двух местах одновременно с общим расходом воды 10л/с, принимаем:

л

Тогда объем водонапорной башни равен:

.

По данным табл. 5.2. /1/ выбираем типовой проект водонапорной башни. Для нашего случая это башня БР – 25 901-515/70 и БР-50 901-517/70. Вместимость первого бака 25 м³
; высота 12 м, второго бака 50 м³
; высота6,18м; бак и ствол – из листовой стали. Количество башен принимаем две.

1.4 Расчет суточной и годовой потребности в кормах

Полноценное кормление животных является решающим фактором в увеличении производства говядины.

Во II и III (120...300 и 300...480 дней) периодах ведется интенсивное выращивание и откорм молодняка с использованием сенажа.

Рацион кормления на ферме принимаем сенажно-концентратный

Для возраста животных 120...300 дней принимаем среднесуточный привес 850 г. для получения этого привеса животному необходимо 7,3 кг корм. ед. в сутки.

Для возраста 301 ...480 дней принимаем среднесуточный привес 900 г. для получения данного привеса необходимо 8,9 кг корм. ед, в сутки на одну голову.

Структура рациона молодняка КРС на откорме приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1Структура рациона молодняка КРС на откорме, в %

Если известна норма затрат кормов в кормовых единицах в сутки и рацион кормления в процентах (см. табл. 2.1.), то количество кормовых единиц, которое обеспечит данный вид корма, составит:

,

где Р - норма затрат корма в сутки, кг корм. ед; Р=7,3

К_i
- процентное содержание в рационе i-ого вида корма.

Тогда количество кормовых единиц в сутки для одного животного в возрасте 120... 300 дней будет равно:

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

Для одного животного в возрасте 301 ... 480 дней:

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

кг корм.ед.

Суточный расход I-ого вида корма на одну голову:

,(2.11)

где П - продуктивность животного, кг/сут

- питательная ценность корма, корм.ед./кг корма (см табл. 2.2)

Таблица 2.2 Питательная ценность кормов

Суточный расход кормов по видам на одно животное в возрасте 121...300 дней:

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

Суточный расход кормов по видам на одну голову КРС в возрасте 301…480 дней составит:

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

кг.

Так как на комплексе животные содержатся 12 месяцев, то каждый месяц сдается и поступает по 415 голов и в каждой возрастной группе насчитывается по 2000 голов.

Суточная потребность отдельных видов кормов определяется из следующего выражения:

Q=a₁
m₁
+a₂
m₂
(2.12)

где а₁
а₂
- масса определенного вида корма на одно животное, кг/сутки

m₁
m₂
- число животных в каждой группе.

т

т

т

т

т

т

т

Определяем годовую потребность кормов с учетом того, что сенаж, сено, солома, корнеклубнеплоды скармливаются только в зимний период

(215 дней); зеленая масса - в летний (150 дней) и концентрированные корма -круглый год (табл.2.3.).

Таблица 2.3 Годовая потребность в кормах, т

Выбор хранилищ:

Определим количество хранилищ сенажа из выражения:

шт.

где Qсенаж - количество сенажа за период 215 дней (зимний период),т; К –количество кормов хранимое на ферме, %;

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

шт.

Принимаем 3 шт. типовой проект ТП 811-37.

Определим количество хранилищ концентрированных кормов:

шт.

где Qконц.корм – годовое количество концентратов, т;

К –количество кормов хранимое на ферме, %

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

шт.

Принимаем типовой проект ТП 813-175.

Определим количество хранилищ сена:

шт.

где Q_сена
– годовое количество сена за период 230 дней (зимний период),т;

К –количество кормов хранимое на ферме, %;

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

шт.

Принимаем 2 шт. ТП 817-214.84.

Определяем количество хранилищ силоса:

шт.

где Q_СИЛОСА
– годовое количество силоса за период 230 дней (зимний период), т;

К –количество кормов хранимое на ферме, %;

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

шт.

Принимаем 3 шт. ТП 817-214.84.

Определяем количество хранилищ корнеплодов:

шт.

где Q_{КОРНЕПЛОДОВ}
– годовое количество корнеплодов т;

К –количество кормов хранимое на ферме, %;

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

Принимаем типовой проект ТП 813-175.

1.5 Расчет выхода навоза

Размер навозохранилища определяем с учетом норм выхода навоза и срока его хранения.

Годовой выход навоза из группы:

кг.

где q_Э
– масса твердых экскрементов от одного

животного за сутки, кг;

q_М
– масса мочи от одного животного за сутки, кг;

tгод – 365 дней;

m – число животных в группе .

Годовой выход навоза для 1-ой группы:

.

Годовой выход навоза для 2-ой группы:

Годовой выход навоза:

т

Принимаем навозохранилища вместимостью 3000т типовой проект ТП 815-28.

Определим количество хранилищ:

шт.

где Qгодовое – годовое количество навоза, т;

К –кратность вывоза навоза;

Qхра-ща - вместимость типового хранилища, т.

шт.

Принимаем два навозохранилища ТП 815-28

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Краткий анализ существующих схем приготовления и раздачи кормов

Сенаж - высокопитательный консервированный зеленый корм, приготовленный из различных трав, провяленных до влажности 45...55 % и измельченных па частицы длиной до 30 мм. По питательным свойствам сенаж близок к зеленым кормам, незаменимым в рационе КРС. Сенаж приготавливают из луговых и сеяных трав. Урожай трав должен быть убран в ранней фазе вегетации: не позднее фаз бутонизации бобовых и начала колошения злаковых. Количество частиц длиной 20...30 мм должно составлять не менее 75 % обшей массы корма.

Доброкачественный корм можно получить только при тщательном уплотнении массы в герметичных сенажных сооружениях. Сохранность корма достигается благодаря физиологической сухости субстрата, исключающей возможность развития бактериальных процессов. Дело в том, что при влажности растений 45...55 % внутриклеточная вода удерживается клетками с силой 5,5...6 мПа, а сосущая сила большинства бактерий составляет 5,0... 5,5 мПа. Следовательно, внутриклеточная вода при влажности растений 45...55% находится в труднодоступной для жизнедеятельности бактерий форме. Однако она легкодоступна для различных грибковых плесеней, сосущая сила которых достигает 22...29,5 мПа. Плесень же может развиваться только в аэробной среде (при доступе воздуха). Отсюда попятно, какое большое значение приобретает обеспечение герметичности сенажных сооружений. Это необходимо также и для того, чтобы удержать в них до начала разгрузки углекислый газ, создающий инертную среду и предотвращающий порчу корма.

В зависимости от конкретных условий хозяйства сенаж заготавливают двумя способами. Первый способ - раздельное скашивание трав и провяливание массы в прокосах. Он включает следующие технологические операции: скашивание - обработка травы в прокосах путем ворошения или плющения - сгребание в валки - подбор из валков с одновременным измельчением и погрузкой в транспортные средства - транспортировка массы -загрузка массы в хранилища - разравнивание и уплотнение -укрытие хранилищ. Таким способом рекомендуется заготавливать сенаж мри неблагоприятной погоде (пасмурно, высокая влажность воздуха, кратковременные дожди и т. п.).

Второй способ заготовки сенажа является более совершенным и рациональным. Он осуществляется по ускоренной технологии, когда скашивание трав производят с одновременным плющением, укладыванием и провяливанием массы в валках. Все последующие операции аналогичны первому способу. Плющение осуществляют с целью равномерного просыхания листьев и стеблей растений. Оно целесообразно только для бобовых (клевер, люцерна).

При заготовке и храпении сенажа наблюдаются потери питательных веществ.

Полевые потери достигают 3...20 % и происходят главным образом при выполнении промежуточных операций между скашиванием трав и сгребанием их в валки. При этом величина зависит от сроков провяливания: чем быстрее провяливается масса, меньше потери. Например, при обработке клевера в течение суток биохимические потери сухого вещества не превышают 1 %, а через 1,5...2 суток они достигают 12...15 %, при этом резко возрастают потери каротина. Поэтому одним из главных требований к технологии и комплексу машин является завершение всего процесса заготовки сенажа за один день, а загрузки хранилищ — не более чем за 3...4 дня.

Потери питательных веществ при хранении сенажа вследствие низкой активности протекания микробиологических процессов не превышают 10 %. В.

1 кг сенажа должно быть 35...55 г переваримого протеина, 0,35... 0,42 к. ед. и до 50 мг каротина. Активная кислотность (рН) равна 4,9...5,4.

Комплекс машин и устройств для заготовки и хранения сенажа подразделяется на две системы: комбинированную и стационарную. В комбинированную входят косилки, косилки-плющилки, ворошители, валкообразователи, подборщики-измельчители и прицепные тележки. Стационарная система машин и устройств включает герметичные хранилища, разгрузчики сенажных башен, различные вспомогательные транспортеры и пневмошвырялки.

2.2 Разработка технологической схемы приготовления и распределение максимальных разовых порций

Агрегат МТЗ-80+ИСРК-12 подъезжает к складу корнеклубнеплодов, где загружается корнеплодами. Затем подъезжает к хранилищу концентрированных кормов, производит загрузку концентрированными кормами, контролируя его количество по электронным весам, установленным на раздатчике-смесителе. Измельчив корнеплоды и смешав их с концентрированными кормами агрегат подъезжает к сенажной яме, где производит самозагрузку фрезой, затем таким же способом загружается силосом и сеном. По пути к месту раздачи корма, производится смешивание компонентов. Заполненный готовой смесью раздатчик-смеситель движется вдоль кормушек. Тракторист опускает гидросистемой направляющий лоток, открывает заслонку выгрузного транспортера и включает необходимую скорость движения агрегата и выгрузной транспортер, который подает корм в кормушки.

2.3 Определение часовой производительности линии

Часовую производительность линии определим из условия раздачи максимальной разовой порции на одну разовую дачу за время кормления (2 часа), по следующей формуле:

где суточное потребление сенажа и концентрированные

корма соответственно, т;

время кормления (2 часа),ч;

кратность кормления(3 раза).

2.4 Выбор машин и оборудования

Определяем необходимое количество раздатчиков-смесителей ИСК-12 кормов:

где G - фактическая грузоподъемность раздатчика, т;

L - расстояние между хранилищами кормов и животноводческими

помещениями, м;

скорость движения груженого и пустого (холостого) раздатчика, м/ч;

подача загрузочных и выгрузных устройств раздатчика, т/ч.

Принимаем 16 штук.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Техническое описание ИСРК-12 «Хозяин» и принцип работы

Измельчитель-смеситель-раздатчик кормов, предназначен для приготовления (доизмельчения и смешивания) компонентов (зелёная масса, силос, сенаж, рассыпанное и прессованное сено, солома, комбикорма, корнеплоды в измельчённом виде, жидкие кормовые добавки) с применением электронной системы взвешивания кормовой смеси, которая обеспечивает возможность программирования 50 рецептов из 30 компонентов.

Кормораздатчик используется только внутри фермерской зоны, так как не предназначен для передвижения по дорогам общего назначения.

Кормораздатчик агрегатируется с тракторами класса 1,4.

Машина состоит из бункера, шнекового рабочего органа, весового механизма, механизма Бункер в горизонтальной плоскости имеет прямоугольную форму, а в вертикальной поперечной плоскости - призматическую с расширением вверх. На передней стенке бункера закреплен масляный бак гидросистемы машины, дисплей весового механизма управления рабочими органами. Имеется также смотровая площадка и лестница для подъёма на площадку. Сзади бункера имеется решётчатое окно для возможности загрузки различных рассыпных БВД (био-витаминные добавки) и премиксов.раздачи корма, привода рабочих органов. В нижней призматической части бункера по его оси установлено два смешивающе-измельчающих шнека. Для доизмельчения массы по всей длине витков шнека установлены ножи с волнистой кромкой лезвия (с зубьями). Для смешивания компонентов корма каждый шнек имеет противоположную навивку витков, обеспечивающих транспортирование смешиваемых компонентов в середину и вверхСлева и/или справа по ходу раздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной транспортёр с гидроприводом. Угол наклона транспортёра (высота раздачи в кормушки) регулируется гидроцилиндром. Норма выдачи кормосмеси регулируется шиберной заслонкой выгрузного люка, открываемой с помощью гидроцилиндра. Величина открытия шибера контролируется визуально по положению рычага, связанного со штоком гидроцилиндра, и меткам, нанесённым на специальной линейке, закрепленной на передней стенке бункера. В транспортном положении транспортёр фиксируется в вертикальном положении.. По желанию заказчика вместо транспортёра может быть установлен выгрузной лоток для раздачи массы по кормовому проходу ("на кормовой стол"). Регулировка нормы выдачи осуществляется также, как и на выгрузном транспортере. Весовой механизм состоит из измерительных весовых стержней, электронного дисплея с клавиатурой управления, видимого из кабины трактора, и коммутационных связей. Измерительная система имеетручной режим настройки, автоматический режим взвешивания с высвечиванием показаний на индикаторе дисплея, звуковую сигнализацию и блокировку системы взвешивания при переездах агрегата к местам дозагрузки. Базовая модель ИСРК-12 "Хозяин" может быть оборудована грейферным погрузчиком, который монтируется на задней стенке кормораздатчика и в транспортном положении не увеличивает его габариты. Грейфер приводится в действие от бортовой гидросистемы кормораздатчика, способен производить погрузку с углом поворота 240 градусов и управляется трактористом-оператором из зоны загрузки. Кормораздатчик ИСРК-12Г "Хозяин" подается непосредственно к месту загрузки задним ходом трактора, что особенно важно при работе в траншее. ИСРК-12Ф "Хозяин" оборудован погрузочной фрезой, которая представляет собой барабан на штанге со специальными ножами, который приводится в действие от автономной гидросистемы. Скорость вращения фрезерного барабана до 800 оборотов в минуту. Фреза поднимается на высоту до 4,5 метров и, опускаясь до 20-30 мм, (т.е. практически до самой земли) срезает и забрасывает в бункер вертикальный слой силоса глубиной до 250-300 мм. Производительность (для силоса с влажностью до 55%) не менее 50 тонн/час. Кормораздатчик ИСРК-12Ф "Хозяин" рекомендуется к применению в хозяйствах, у которых в составе кормовых смесей используется свыше 75-80% силосаПривод рабочих органов кормораздатчика осуществляется от ВОМ трактора, через широкоугольный карданный вал, уникальный 2-хступенчатый планетарный редуктор и систему цепных передач. Управление рабочих органов (включение и выключение, подъем и опускание выгрузного транспортера и шиберов) производится с помощью автономной гидросистемы управляемой дистанционно из кабины трактора. Машина оборудована бульдозерным ножом, а также механическим стояночным и пневматическим тормозом, сблокированным с тормозами трактора. На задней стенке бункера имеется световая сигнализация, сопряженная с органами управления трактора.

Технологический процесс, выполняемый ИСРК-12, осуществляется следующим образом:
в первую очередь в бункер кормораздатчика загружаются сухие гранулированные или мучнисты корма при отключённом ВОМ трактора. После переезда под загрузку других компонентов корма (сено, солома, силос) механизатор включает ВОМ трактора, корма загружаются в бункер, где при помощи шнеков происходит процесс измельчения и смешивания. Для уменьшения технологического цикла приготовления кормов процесс измельчения и смешивания производится и во время движения кормораздатчика к местам дополнительной погрузки и разгрузки. Масса каждого погруженного компонента корма контролируется механизатором по монитору. После загрузки бункера кормораздатчика всеми компонентами корма, агрегат въезжает в животноводческое помещение, механизатор опускает выгрузной транспортер и включает его привод, открывает заслонку и производит выдачу корма в кормушки на одну сторону кормовой линии, после разворота агрегата производится выдача корма на вторую сторону кормовой линии. При раздаче на кормовой стол (в помещениях без кормушек) возможны выгрузка на обе стороны одновременно.

Норма выдачи корма (величина открытия заслонки) контролируется визуально по шкале (со значениями от 1 до 5) нанесенной на передней стенке бункера и по показаниям монитора.

После опорожнения бункера агрегат возвращается на погрузку и технологический цикл повторяется.

Технически характеристики

Определение параметров шнека

Возникла необходимость в модернизации шнеков.

Определяем требуемую производительность шнека.

,

где: G - масса корма, т;

-требуемое время раздачи, принимаем исходя из требований, =0,3 ч.

G=,

где: - фактическая производительность погрузчика-кормораздатчика, т/ч;

- время цикла, ч.

G=90·0,047=4,3 т.

Подставляем данные, полученные по формуле 5.2 в формулу 5.1.

=14,3 т/ч.

Определяем частоту вращения шнека погрузчика-кормораздатчика:

,

где: - производительность шнека, т/ч;

D=0,5 - диаметр шнека, м;

D=0,219- диаметр шнека, м;

S=0,43 - шаг шнека, м;

φ=0,7 - коэффициент заполнения шнека;

ρ - плотность корма, ρ=0,7 т/м³.

=312,7 об/мин.

Мощность, необходимая для привода погрузчика-кормораздатчика, расходуется на передвижение корма, на перемешивание и на перетирание компонентов между собой.

Nc=N₁
+N₂
+N₃
,

где: N₁
-мощность на передвижение корма;

N₂
-мощность расходуемая на перемешивание корма;

N₃
-мощность на перетирание компонентов между собой.

,

где: - производительность шнека, т/ч;

L-длинна шнека, м;

=17,6кВт.

,

где: S - шаг шнека, м;

n - частота вращения шнека, об/с;

f - коэффициент трения.

=12,2 кВт.

,

где: R - радиус шнека, м;

=2,7 кВт.

Nc=17,6+12,2+2,7=32,5 кВт.

Крутящий момент на валу шнека определяется по формуле:

;

Нм.

Тангенс угла подъёма винтовой линии:

;

;

α=15,3º.

Приняв коэффициент трения f=0,6 , определим коэффициент трения скольжения по формуле :

;

.

Угол трения определим по формуле :

.

Осевое усиление на винт определяем по формуле :

,

где: k - коэффициент, учитывающий, что сила приложена на среднем участке винта, k=0,7…0,8, принимаем k=0,7;

Н.

Поперечная нагрузка на участок шнека между двумя опорами определяем по формуле:

,

где: l - расстояние между опорами вала шнека, м;

Н.

Расчёт на прочность шнека погрузчика-кормораздатчика

Для расчёта шнека на прочность строим его расчётную схему и изображаем действующие на шнек нагрузки рис.6.1.

Определяем реакции в опорах:

Н.

;

Н.

На основании полученных результатов строим эпюру изгибающих моментов:

;

Рассчитаем нагрузку, действующую на шнек в месте расположения выгрузных лопаток:

;

Н.

Определим реакции в опорах и построим эпюру изгибающих моментов:

;

Н.

;

Н.

;

;

Н·м;

Н·м.

Н·м.

;

Н·м.

Н·м.

Расчёт сварного соединения

Рассчитаем сварной шов соединения при сварке вала шнека с витком.

Условие прочности сварного соединения определяется по формуле:

,

где: - осевое усилие на винт, Н;

k - катет шва, м;

l - длинна витка, м.

Допускаемое напряжение на срез =80 МПа.

Н/м².

Условие прочности сварного шва соблюдается, так как :

τ=1,62 МПа<=80 МПа.

РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Расчёт показателей технологической карты

Расчет технологической карты рассмотрим на примере одной операции – загрузка силоса. Для загрузки сенажа применяется агрегат МТЗ-80+ИСК12 производительностью 52т/час и установленной мощностью привода ВОМ 35кВт.

Объём работ в году для исходного и проектируемого вариантов рассчитываем по формуле:

Q_год
=D∙Q_сут

где: D - число дней работы агрегата в году, дни;

Q_сут
- объём работ в сутки, т.

Q_год
=365∙156=56940 т/год;

Число часов работы агрегата в сутки на данной операции рассчитываем по формуле:

,

где: Q_час
- производительность в час, т/ч.

ч;

Число часов работы агрегата в год на данной операции рассчитываем по формуле:

,

ч;

Определяем затраты труда в сутки на данной операции:

,

где: - число часов работы агрегата в сутки, ч;

П - количество обслуживающего персонала, чел.

tсут= 3 ·1=3 чел.ч;

Затраты труда в год на данной операции:

Тгод= Тм.год·П,

где: Т_м.год
- число часов работы агрегата в год, ч.

Тгод= 1095·1=1095 чел.ч;

Амортизационные отчисления высчитываем по формуле:

,

где: а - норма амортизации (а=14,2%);

Б-балансовая стоимость оборудования.

млн.руб.;

Отчисления на ремонт высчитываем по формуле:

,

где: р - норма отчислений на ремонт (р=16%).

млн.руб.

Общие затраты труда рассчитаем по формуле:

Расход топлива на данной операции рассчитываем по формуле:

;

где: Gт – средний часовой расход топлива МТЗ-80, кг/ч,

n – число агрегат МТЗ-80+ИСК12, шт,

Т_.год
- число часов работы агрегата в год, ч.

Затраты на топливо определяем по формуле:

С_э
=W∙i,

где: i - стоимость 1кг. топлива, млн.руб.

С_э
=196224∙0,0009=176,6млн.руб.;

Зарплату персоналу высчитываем по формуле:

З_п
=Т_м
∙з_ч
,

где: з_ч
- тарифная часовая ставка оператора соответствующего разряда, тыс.руб.

З_п
=1095∙0,756=827,82 тыс.руб.

Прочие прямые затраты на данную операцию принимаем 10% от зарплаты персоналу высчитываем по формуле:

П_р
=З_п
∙к,

где: к –процентное отношение.

П_р
=827,82∙0,1=82,7 тыс.руб.

Годовые эксплуатационные затраты высчитываем способом сложения всех полученных затрат по операции:

Э_год
=А+Р+С_э
+З_п
+П_р
,

Э_год
=15,904+17,92+176600+827,82+82,7=177544,3тыс.руб;

Рассчет технико-экономических показателей.

Основные технико-экономические показатели линии:

1.Удельные эксплуатационные затраты на одну тону продукции:

,тыс.руб;

где: Эгод – сумма годовых эксплуатационных затрат .тыс.руб;

Qгод – обьем работ в году .т.

2.Затраты труда на единицу продукции:

.чел-час;

где: Тгод – сумма затрат труда за год . чел-час.

3. Производительность труда:

т/ч.

4.Энергозатраты на единицу продукции:

кВт ч/т;

где:U- сумма расходов на электроэнергию. кВт-час.

5.Энерговоружонность труда:

.кВт/чел.

где:- сумма мощностей привода.

Из расчетов мы видим что наш технологический процесс рентабелен и может успешно применятся в хозяйствах.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Безопасность работ при эксплуатации оборудования

Наиболее часто обслуживающему персоналу приходится работать в смены со слабым уровнем естественной освещенности. Полы телятников скользкие от выделений животных и воды. Определяющим условием безопасности труда в телятниках товарных ферм является обеспечение хорошей освещенности рабочих мест и технологических переходов. Во всех производственных и вспомогательных помещениях должны быть приняты меры к улучшению естественного и искусственного освещения. Естественное освещение при правильном его устройстве наиболее благоприятно для человека. Поэтому не следует заслонять световые проемы оборудованием. Стекла световых проемов необходимо периодически очищать (не реже двух раз в месяц). При проектировании искусственного освещения необходимо принимать коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности от загрязнения светильников. Во избежание слепящего действия светильников общего назначения высота их подвеса должна быть не менее установленной нормы.

К обслуживанию машин и оборудования на фермах, в том числе молочных отделениях, должны допускаются лица старше 16 лет, обученные безопасным методам работы на рабочих местах. В местах обслуживания машин и механизмов должны быть вывешены инструкции по технике безопасности, личной гигиены и оказания доврачебной медицинской помощи пострадавшим. Все стационарные машины, у которых мощность двигателя более 2,8 кВт, устанавливаются на бетонных фундаментах и закрепляются болтами. Силовую нагрузку по возможности делают в металлических трубах. Полы должны иметь уклон в сторону канализационной решетки.

Все вращающиеся детали необходимо надежно ограждать. Корпуса электродвигателей, пусковых приборов, машин и оборудования, которые могут оказаться под электрическим током, надежно должны закрепляться. Размер диаметров заземляющих болтов, винтов, шпилек, а также контактных площадок возле них должны соответствовать величине номинального тока. Все проводники, штепсельные разъемы должны иметь маркировку и различительную расцветку по функциональному назначению цепей. Оборудование должно быть снабжаю защитно-отключающими устройствами, обеспечивающими автоматическое

отключение оборудования при нарушении нормальных режимов (предохранителями, автоматическими выключателями, защитно-отключаюшими устройствами). Все токоведущие части должны иметь надежную изоляцию от механического повреждения в процессе монтажа и эксплуатации во вводах проводов в корпусы, коробках выводов и других местах.

Перед началом работы машин и агрегатов необходимо проверить прочность крепления вращающихся частей, исправность защитных кожухов и ограждений, параллельность приводных валов, наличие на электродвигателях вентиляторов. Для этого рабочие органы машины следует прокручивать за шкив рукой. Чтобы не получить травмы руки при осмотре и регулировке механизмов машин надо принять меры, исключающие произвольное проворачивание этих механизмов. На бункеры питающих транспортеров комбикорма нельзя класть посторонние предметы. При обнаружении неисправности машины ее немедленно останавливают и устраняют выявленные неисправности.

Очистку, смазку и регулировку машин необходимо проводить при полной их остановке и при выключенном рубильнике. Обслуживать оборудование нельзя в одежде с длинными полами и широкими рукавами

Экологическая безопасность

В хозяйстве вопросу охраны окружающей среды следует уделять большее внимание.

Источниками загрязнения почвы и водоемов от животноводческих предприятий являются навоз, моча, техническая вода и дезинфицирующие средства, используемые во время ветеринарно-санитарных мероприятий. Особенно опасен жидкий навоз, получаемый при бесподстилочном типе содержания животных. Патогенная микрофлора в жидком навозе остается жизнеспособной очень длительное время, что обеспечивается благодаря высокой влажности и большому содержанию в нем аммиака и хлоридов, препятствующих размножению термофильных микроорганизмов. В связи с этим биотермические процессы в жидком навозе не развиваются и биотермического его обеззараживания не происходит .

Технология переработки и последующей утилизации навоза в значительной мере определяется способом его уборки из животноводческих помещений.

Площадь с.-х. угодий, необходимая для полного использования навоза в качестве удобрений, определяется по формуле:

, га.

где: П-необходимая площадь с.-х. угодий, га.;

А-содержание азота в навозе, %;

Г-годовой выход навоза, м³.

га.

Что позволяет полностью использовать навоз в качестве удобрений.

При ликвидации инфекционных заболеваний среди животных невозможно обойтись без дезинфекции навоза. Однако химической дезинфекции, исходя из необходимости профилактики заболеваний, следует по возможности избегать. Дезинфицирующие средства должны применяться не профилактически, а целенаправленно, потому что все они относятся к биоцидам, т.е. после попадания в почву способны убивать полезные почвенные микроорганизмы. Кроме того, при выборе дезинфицирующих средств следует учитывать сроки их распада.

Для контроля за состоянием экологической обстановки на ферме и вокруг нее необходимо организовать постоянное наблюдение за использованием бесподстилочного навоза, не реже двух-трёх раз в квартал проводить агрохимические анализы органических удобрений, почвы, грунтовых вод и растительной продукции. Подавляющее большинство ферм, особенно подвергшихся расширению, не обеспечены необходимым объемом навозохранилищ, недостаточно также стационарных и мобильных средств для транспортировки и внесения животноводческих стоков.

Основным направлением уменьшения выхода стоков и загрязнения водоемов является создание замкнутых систем. Для очистки животноводческих стоков в условиях гидросмыва используют биологические пруды. Несмотря на достаточно хорошую очистку, эта технология имеет ряд недостатков. Биологические пруды в зимний период замерзают и добиться очистки стоков невозможно. Не решены также вопросы очистки биологических прудов в процессе их эксплуатации, требуется отчуждение больших площадей и большие капитальные вложения. .

Опасность загрязнения водной среды навозом и навозными стоками вызывает:

- загрязнение воды микроорганизмами, яйцами гельминтов;

- насыщение воды органическими веществами;

- насыщение воды азотистыми веществами и другими минеральными веществами;

- обсеменение рыбы и других обитателей водоёмов патогенными микроорганизмами.

В проектах обязательно следует предусматривать защиту водоемов от загрязнения сточными водами путем перехвата поверхностных вод и дренажных стоков и аккумуляцией их в прудах-накопителях с целью создания водооборотных систем обязательным мероприятием является планировка поверхности орошаемых земель. Участки, на которых предусматривается дождевание животноводческими стоками, располагаются с учетом направления преобладающих ветров и размещения территории застройки. Защитная полоса между удобряемыми участками и населенным пунктом не менее 300 м.

По санитарно-гигиеническим требованиям необходимо, чтобы при использовании животноводческих стоков уровень грунтовых вод залегал на глубине ниже 1…1,2 м от поливаемых поверхностными водами.

Опыт работы ферм показывает, что интенсификация животноводства часто сопровождается ухудшением гигиенических и ветеринарно-санитарных условий в животноводческих помещениях, оказывает отрицательное воздействие на здоровье животных, интенсивно загрязняет окружающую среду.

Снизить загрязняющее влияние животноводческих комплексов на прилегающую территорию можно в результате правильного проектирования технологии производства и застройки ферм. Для этого необходимо:

- отказаться от строительства комплексов по откорму свыше 3…5 тысяч голов крупного рогатого скота, 24…27 тысяч голов свиней, а также комплексов с системами удаления навоза гидравлическим смывом;

- сократить число животных на ферме и в отдельных помещениях;

- предусматривать профилактические перерывы с целью постоянного поддержания высокой санитарной культуры;

- практиковать проведение общих ветеринарно-санитарных мероприятий, способствующих снижению количества микрофлоры в помещениях и предупреждению разноса их; создавать санитарно-защитные зеленые зоны;

- максимально снизить расход воды на удаление навоза;

- шире использовать механические способы его удаления; использовать в качестве подстилочного материала соломенную резку;

- создавать теплое ложе и значительно повысить качество навоза;

- обеззараживание навоза производить экологически безопасным биотермическим способом, для чего организовывать на каждой ферме цеха для его утилизации;

- совершенствовать систему обеспечения микроклимата помещений, не допуская внутренней и внешней рециркуляции отработанного воздуха;

- усилить качество проектирования; обязательно проводить экологическую экспертизу проектов ферм.

Важно, чтобы природоохранные меры способствовали естественному биологическому круговороту веществ, процессам обеззараживания отходов производства, разложения и превращения в составную часть почвы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрена и решена проблема увеличения степени измельчения и смешивания смесителя-раздатчика ИСРК-12 путем уменьшения шага винтовой линии шнека, что приводит к улучшению смешивания кормов. В проекте усовершенствован и рассчитан шнек.

Проведенная модернизация шнека позволила улучшить качество смешивания корма, что резко улучшает качество.

Разработанный курсовой проект экономически обоснован, модернизация шнека позволила снизить эксплутационные издержки, затраты труда и энергоемкость процесса, а также увеличить производительность труда и энерговооруженность труда.