Реферат: Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота

Содержание

Аннотация

Введение

1. Анализ производственной деятельности КСП.

1.1. Характеристика хозяйства

1.2. Производство продукции растениеводства

1.3. Производство продукции животноводства

1.4. Выводы и предложения

2. Расчёт технологических линий фермы

2.1. Обзор и обоснование технологии содержания животных

2.2. Обоснование и выбор рационов кормления животных

2.3. Выбор и обоснование режима роботы фермы

2.4. Определение суточного и годового потребления кормов, выхода продукции и навоза

2.5. Определение потребного количества основных и вспомогательных помещений и сооружений

2.6. Выбор и обоснование производственных процессов по доставке и

раздаче кормов, сбору и обработке продукции, уборке

и транспортировке навоза, создание микроклимата, ухода

за животными

2.7. Составление схем технологических линий и определение

их производительности

2.8. Выбор оптимальных вариантов технологических линий с

помощью ЭВМ и разработка комплекта машин

2.9 Разработка генерального плана фермы

3. Разработка устройства к навозоуборочному транспортёру ТСН-160А

для очистки стоил

3.1. Зооинженерные требования к устройствам для очистки стоил

3.2. Анализ средств механизации очистки стоил по литературным и патентным материалам

3.3. Выбор и обоснование конструкции для уборки стоил

3.4. Технологический расчёт устройства для очистки стоил

3.5. Кинематический и энергетический расчёт устройства

3.6. Расчёт на прочность скребка и вала устройства для очистки стоил

3.7. Экономическое обоснование разработанной конструкции

4.Безопасность жизнедеятельности

4.1. Анализ организации работы по охране труда и

экологичности производства

4.2 . Реализация требований нормативных документов при

выполнении технологических процессов на МТФ

4.3. Предлагаемые мероприятия по технической безопасности на

ферме и в кормоцехе

4.4. Предлагаемые мероприятия по санитарии и гигиене труда

(НАОП 2.1.20-2.03-84)

4.5. Противопожарные мероприятия на ферме и в кормоцехе

4.6. Расчёт естественного и искусственного освещения

4.7. Расчёт вентиляции

4.8. Расчёт канализации кормоцеха

4.9. Безопасность, жизнедеятельность при экстремальных ситуациях

4.10. Требования экологии

5.Экономическое обоснование проекта

Заключение

Литература

Приложение

Аннотация

Данный дипломный проект на тему “Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота КСП им.Чкалова Васильевского района Запорожской области» разработан на основе анализа производственно – хозяйственной деятельности КСП за 1996,1997,1998.

В первом разделе проведён краткий анализ деятельности хозяйства и указаны недостатки.

Во втором разделе произведены расчёты поточно-технологических линий обслуживания животных при интенсивной технологии производства молока с целью ликвидации указанных недостатков , а именно механизации и автоматизации производственных процессов, снижения себестоимости , повышения производительности труда, снижения затрат труда.

Так как одним из самых трудоёмких участков работы на молочно-товарной ферме является уборка навоза, то в третем разделе разрабатывается устройство для очистки стоил. Проводятся технологический, кинематический , энергетический расчёты устройства, прочностные расчёты составляющих деталей, а также рассчитываются технико-экономические показатели разрабатываемого устройства.

В четвёртом разделе дан анализ состояния безопасности жизнедеятельности в цехе животноводства КСП им. Чкалова и предлагаются мероприятия по улучшению состояния безопасности жизнедеятельности.

Завершает дипломный проект пятый раздел, в котором рассчитана экономическая эффективность предлагаемого проекта животноводческого предприятия.

Введение

Увеличение производства продукции животноводства в стране предусматривается главным образом за счёт внедрения интенсивных технологий и новой техники, повышения продуктивности скота, а также широкого использования различных форм хозяйствования.

Создание новых машин и оборудования должно основываться на строго научном подходе, для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой системы машин позволит уменьшить эксплуатационные издержки на получение продукции животноводства на 20…25% снизить прямые затраты труда в 1,5…1,9 раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.

В водоснабжении широкое распространение получают автоматизированые установки с пневмо регуляторами и применением современного регулируемого электропривода насосных агрегатов, обеспечивающих высокое качество и надёжность подачи воды на фермы при минимальных затратах на техническое обслуживание.

Механизация приготовления кормовых смесей осуществляется комплектами машин и оборудования , входящими в состав автоматизированных линий, выполняющих взаимосвязанные операции без затрат ручного труда. Для раздачи кормов на фермах промышленность поставляет как мобильные так и стационарные раздатчики.

Для доения коров в доильных залах налажен выпуск автоматизированных доильных установок типа «тандем»и «ёлочка», осваивается выпуск установок типа «карусель», обеспечивающих доение коров, массаж вымени, отключение и снятие доильных стаканов, транспортировку и учёт выдоенного молока, его охлаждение и выдачу концентрированных кормов животным в зависимости от надоя.

Первичная обработка молока проводится при помощи различных фильтров, центробежных очистителей , пластинчатых охладителей, резервуаров охладителей с промежуточным хладоносителем и холодильных машин, оборудованных системами втоматического контроля температурного режима.

1. Анализ производственной деятельности коллективного сельскохозяйственного предприятия им. Чкалова

Васильевского района Запорожской области.

1.1 Характеристика хозяйства.

КСП им.Чкалова расположен в южной части Васильевского района Запорожской области. От центральной усадьбы хозяйства до районного центра расстояние составляет 5 км, а до областного центра г. Запорожье – 60 км.

Хозяйство связано с районным и областным центром асфальтированной дорогой. К ближайшей железнодорожной станции Таврическ – 5 км.

Общая земельная площадь КСП составляет 4609 га.

КСП специализируется на производстве продукции растениеводства и животноводства.

Климатические условия этой зоны характеризуются недостаточным количеством осадков и особенно неравномерностью из распределения по периодам года, высоким температурным условием в летний период, низкой относительной влажностью воздуха, сильным ветром. Особенно в наиболее критические периоды роста и развития растений. Наиболее высокая температура наблюдается в июле-августе. Максимальная температура зимой достигает –20-23 ⁰ С. Продолжительность безморозного периода колеблется обычно в пределах 160-180 дней. Весенние заморозки прекращаются во второй половине апреля, самые ранние заморозки отмечены в конце сентября, самые поздние – весной. В конце апреля, начале мая.

Господствующими ветрами в зимнее время являются северные и северо-восточные, а в летнее время – восточные и юго-восточные. Средняя скорость зимних ветров достигает до 15 – 10 м\с, скорость летних ветров 4-8 м/с. Среднее количество осадков 320-380 мм, из общего количества; в летний период выпадение осадков примерно 50 %, но выпадение осадков отмечается неравномерностью и значительным колебанием их количества не только по годам, но и по декадам года.

Обеспеченность хозяйства трудовыми ресурсами приводится в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Наличие рабочей силы в хозяйстве.

Из таблицы 1.1 видно, что из общей численности работающих в аппарате управления работает 25 человек, в полеводстве 72 человека, в животноводстве 67 человек, а рабочие охваченные другим специальностями составляет 9 %.

1.2 Производство продукции растениеводства

Учитывая, что КСП является многоотраслевым хозяйством, где наряду с производством мяса и молока, производятся все виды растениеводства – зерно, корма, овощи то показатели работы отрасли растениеводства во многом влияют на показатели животноводства. От структуры посевных площадей зависит выполнение планов по производству и продаже продукции растениеводства и животноводства.

В КСП выращивается много сельсько- хозяйственных культур. Основные площади занимают: озимая пшеница, подсолнечник, кукуруза на силос и зеленый корм, однолетние травы и бахчевые культуры.

Выращивание этих культур обусловлено не благоприятными условиями, нет постоянной заботы о качественной структуре почв. Всё это способствует получению не высоких урожаев данных культур.

Например, средний урожай озимой пшеницы в хозяйстве составляет 22,5 цнт с га. Такая урожайность позволяет получить не больше прибыли от выращивания этой культуры.

Основными культурами выращиваемыми вКСП, являются, пшеница озимая, рожь озимая, ячмень яровой,овёс, просо, подсолнечник на зерно, кукуруза на силос и бахчевые, однолетние и многолетние травы на сено и зеленый корм.

Землепользование посевных площадей за три последних года представлено в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Землепользование посевных площадей, га.

Из таблицы 1.2 видно, что землепользование посевных площадей направлено на выращивание зерновых культур и кормовых. Это свидетельствует о том, что хозяйство имеет возможность, при высокой урожайности сельскохозяйственных культур, производить достаточное количество товарной продукции и необходимое количество кормов для нужд животноводства. В структуре посевных площадей изменений на перспективу не планируется, что говорит о том, что в хозяйстве имеются не выявленные резервы повышения урожайности сельскохозяйственных культур и, что хозяйство сможет в дальнейшем обеспечить животноводство грубыми, сочными и концентрированными кормами, которые являются основной частью рациона крупного рогатого скота.

Обеспеченность кормами показана в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Обеспеченность кормами

Урожайность основных сельскохозяйственных культур за три последних года представлена в таблице 1.4

Из таблицы 1.4. видно, что урожайность сельскохозяйственных культур в течении трёх лет немного колеблется в сравнении с 1996 г. Это связано с тем, что в 1996 году были благоприятные климатические условия для многих видов культур.

Таблица 1.4. Урожайность основных сельскохозяйственных культур, ц/га

1.3.Производство продукции животноводства

Животноводство КСП им.Чкалова специализируется на производстве молока и мяса говядины. Динамику поголовья на ферме по производству молока можно проанализировать по годовым отчетам хозяйства.

Динамика поголовья на ферме показана в таблице 1.5.

Таблица 1.5 Динамика поголовья животных в хозяйстве, гол.

Из данных таблицы 1.5. видно, что структура поголовья уменьшается и на перспективу необходимо реконструировать старые помещение и отстраивать новые, животноводческие помещения.

От уровня продуктивности животных зависит один из важнейших показателей животноводчества - выход продукции на 100 га сельскохозяйственных угодий.

Проанализировать выход можно по данным таблицы 1.6.

Таблица 1.6 Выход продукции на 100 га. сельскохозяйственных угодий

Из таблицы 1.6 видно, что производство молока и мяса на 100 Га пашни уменьшается.

Продуктивность животных за анализируемый период представлена в таблице 1.7.

Таблица 1.7 Динамика продуктивности животных.

При анализе показателей таблицы 1.7 видно, что продуктивность животных по удою молока в 1998 году значительно уменьшилась.

Одним из важнейших показателей работы КСП является себестоимость и затраты труда на производство животноводческой продукции, которые приведены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 Себестоимость и затраты труда на производство животноводческой

продукции, грн/ц; чел- ч/ц

Из таблицы 1.8. видно, что в хозяйстве ещё высокая себестоимость. Это объясняется тем, что до этих пор не используется еще имеющиеся резервы снижения себестоимости и трудовых затрат на производство продукции животноводства.

Одним из показателей, которые влияют на себестоимость продукции, является расход кормов на 1 тонну продукции. Данные о расходе кормов приведены в таблице 1.9.

Таблица 1.9 Расход кормов на 1 тонну продукции, т.к.ед.

Значительное влияние на снижение трудовых затрат и себестоимости продукции сказывается уровень механизации производственных процессов на фермах.

Данные об уровне механизации производственных процессов на животноводческих фермах КСП приведены в таблице 1.10.

Таблица 1.10 Уровень механизации производственных процессов, проц.

Из таблицы 1.10 видно, что узким местом в комплексной механизации на ферме являются: кормоприготовление и внесение подстилки, так же наблюдается в последнее время тенденция снижения комплексной механизации поения, доения, очистки стойл и уборки навоза .

Однако, кормоприготовление практически не механизировано, если не считать измельчение соломы и силоса погрузчиками ФН – 1,2 и ПСК 5. Смешивание кормов происходит в момент его раздачи. Так, например, часть кузова мобильного кормоздатчика КТУ – 10А загружают измельченной соломой, а остальной объём силосом и при раздаче происходит их смешивание.

Это примитивно, так как нарушается рацион в весовом отношении между компонентами корма в расчете на одно животное. Раздача корма, в основном, происходит за счет применения стационарных раздатчиков кормов ТВК –80, либо тракторными КТУ –10А.

Водоснабжение ферм и летних выгульных площадок – трудоемкий процесс, но как видно из таблицы 1.10, полностью механизирован. На каждой ферме имеется скважина, в которую погружаются насосы марки ЭЦВ. Вода от них поступает в водопроводную башню для хранения и создания давления в сети. От башни по водопроводной сети вода подаётся в животноводческие помещения..

Для поения животных используют автопоилки ПА – 1 и АП – 1, а на выгульных площадках используют групповые автопоилки АГК –12.

Для доения коров используют доильные установки ДАС –2Б. Сбор молока производится в молочную цистерну и далее отправляется для первичной обработки в молокоприемный пункт фермы.

Процесс уборки навоза и его транспортировка очень трудоёмкий. На фермах навоз удаляется из помещений скребковыми транспортерами ТСН – 2,0Б и ТСН 3,0 БС с погрузкой его в транспортный прицеп 2 ПТС – 4 887 А и с последующей выгрузкой его в навозохранилище.

Современная механизация невозможна без применения электроэнергии. В хозяйстве на 1998 год насчитывалось 570 электродвигателей общей мощностью 610 кВт, из них в животноводстве работало 127 штук, общей мощностью 252 кВт.

Потребление электроэнергии в животноводстве из года в год растет, что объясняется широким внедрением электрооборудования. Применение электроэнергии позволяет освободить работников животноводства от ручного труда и сократить их физические затраты.

Одним из основных показателей рентабельности хозяйства является себестоимость молока. Она в КСП ещё высокая.

Для определения себестоимости молока необходимо проанализировать все затраты на его производство.

Данные приведены в таблице 1.12.

Из таблицы 1.12 видно, что себестоимость производства молока высокая из-за большой стоимости корма. Это объясняется, в основном, трудными условиями, так как они способствовали снижению урожайности и следовательно повышению себестоимости кормов.

Таблица 1.12 Структура себестоимости производства молока.

Уровень рентабельности производства зависит от величины себестоимости продукции. Данные об уровне рентабельности производства животноводческой продукции за 199 год приведены в таблице 1.13

Таблица 1.13 Рентабельность производства продукции

Из данных таблицы 1.13 можно сделать следующие выводы: уровень рентабельности производства продукции животноводства низкий и даже убыточный.

1.4. Выводы и предложения.

Современная животноводческая ферма – это специализированное сельскохозяйственное предприятие по производству высокачественной продукции с минимальными затратами труда и средств.

Анализ производственной деятельности КСП им. Чкалова показывает, что хозяйство имеет хорошую кормовую базу, пастбищные угодия, но на существующих фермах не полностью используются все возможности для высокой производительности труда и высоких технико – экономических показателей.

Наряду с низкими технико – экономическими показателями, фермы КСП имеют и ряд других недостатков. Например: старые здания, в которых трудно применять новые машины и оборудование. Хранение кормов не на должном уровне. Имеются большие потери кормов при скармливании.

Себестоимость продукции можно снизить путем:

1) Снижение себестоимости кормов, при правильной заготовке, хранении и

рациональном использовании:

2) Улучшить поедаемость корма животными, за счёт подготовки его перед кормлением ( запаривание, известкование и т.д.).

3) Полной занятостью помещения поголовья.

4) Строительство новых помещений для животных и других подсобных сооружений из дешевых строительных материалов.

5) Создание прочной кормовой базы.

6) Производить кормление по научно - обоснованным сбалансированным

рационом.

В хозяйстве недостаточно уделяется внимания кормовой базе, в частности, заготовке доброкачественного силоса и обеспеченности поголовья кормами в полном объеме. Нередки случаи неправильного процесса силосования кукурузы и ее початков, что приводит к снижению продуктивности поголовья, увеличению себестоимости продукции.

Основными причинами большого расхода кормов являются:

1) Слабый зоотехнический контроль за качеством корма в период его заготовки и хранения.

2) Неподготовленность кормов к скармливанию.

3) Слабый биологический и физиологический контроль за животными.

4) Хищение корма и потери его при скармливании.

Для улучшения технико-экономических показателей необходимо осуществлять следующие мероприятия:

1) Создать хорошую кормовую базу.

2) Внедрить прогрессивную технологию содержания животных и механизировать полностью все производственные процессы.

3) Организовать качественное технологическое обслуживание машин и механизмов.

2. Расчёт технологических линий фермы

2.1. Обзор и обоснование технологии содержания животных

Условия содержания животных на молочно-товарных фермах зависят от хозяйственных и других конкретных условий. В настоящее время на фермах крупного рогатого скота применяются три способа содержания поголовья: привязный, беспривязный, комбинированный.

Привязный способ содержания животных применяется на молочных и мясомолочных фермах. Он характеризуется тем, что животные зимой находятся в стойлах на привязи, а летом – на выгульных площадках или в лагерях. При данном способе содержания каждому животному выделяется определенное место, оборудованное привязью, кормушкой, автопоилкой и средствами уборки навоза. При этом содержание коров требует больших затрат труда и денежных средств

[ 4. С.26-30; 9. С. 9]. Однако при привязном содержании возможно нормированное индивидуальное и групповое кормление коров в стойлах, экономное использование кормов и подстилки, возможности ухода за каждым животным.

Беспривязный способ содержания характеризуется тем, что животные содержатся группами без привязи в помещениях. При таком содержании животные имеют свободный доступ к кормам и воде. Этот способ содержания позволяет упростить процессы обслуживания животных, уменьшить количество необходимой техники, а за счет уменьшения амортизационных отчислений и транспортных операций снизить и себестоимость продукции.

Однако, непременным условием такого содержания является наличие необходимого количества кормов, производственных помещений и подстилочного материала [ 4. С.31…34; 9. С.9].

При комбинированном способе содержания животные находятся в помещении на привязи, а в теплое время года весной, летом и осенью – на выгульных площадках. Этот способ содержания совмещает в себе элементы привязного и беспривязного способов содержания. Для группового нормирования кормления животных , при этом способе содержания, у кормушек на выгульно-кормовых площадках необходимо установить оборудование для фиксирования животных во время кормления [ 4. С. 34…36 ].

Из рассмотренных способов содержания животных принимается привязной способ, так как хозяйство не может увеличить в значительной степени производство кормов по той причине, что основные силы и средства идут на производство других культур. Этот способ содержания животных даст хозяйству экономию кормов и подстилки, индивидуальный уход за коровами.

2.2. Обоснование и выбор рационов кормления животных

Рационы кормления крупного рогатого скота предусматривают получение высокой продуктивности и сохранения здоровья животных при наименьших затратах питательных веществ на единицу продукции. Они должны обеспечивать общий уровень питания с учетом продуктивности животных, быть полноценным по составу органических питательных веществ, минеральных веществ, витаминов и базироваться на широком использовании кормов, при производстве которых получают высокий сбор кормовых единиц с гектара при малой их себестоимости. Использование питательных веществ кормов в значительной степени зависит от подбора кормов в рационе, т.е. от структуры рациона кормления.

Для коров и молодняка на откорме рацион кормления выбирается в зависимости от годового удоя коров и их живого веса. Плановый удой на одну среднегодовую фуражную корову составляет 3047 л, жирность 3,8 % при живой массе 450…500 кг; плановый привес молодняка 415 г в сутки, при живой массе 200 кг.

В существующий рацион кормления необходимо включить концкорма, микродобавки, жмых. Суточный рацион кормления животных приводится в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Суточный рацион кормления животных

2.3. Выбор и обоснование режима работы фермы

Доярки и скотники на ферме работают в одну смену. Кормление животных трехразовое, доение основного стада – двухразовое. Доение коров в родильном отделении – трехкратное. В ночное время на ферме дежурит охрана. В таблице 2.2. представлен распорядок дня фермы при односменной работе, двукратном

доении, при нагрузке на мастера машинного доения 50 коров.

Таблица 2.2 Распорядок дня на молочно-товарной ферме

2.4. Определение суточного и годового потребления кормов,

выхода продукции и навоза

Суточная и годовая потребность в кормах определяется исходя из планового поголовья животных и рационов кормления.

Суточная потребность одного вида корма определяется по формуле:

P_c =M*N (2.1.)

где М – поголовье животных на ферме;

N – норма выдачи данного вида корма на одну голову в сутки, кг.

Годовое количество кормов одного вида, необходимое для фермы определяется по формуле

P_г = P_c ДК, (2.2)

где Д – годовое количество кормодней для данного вида корма;

К – коэффициент, учитывающий естественные потери корма при хранении.

Продолжительность зимнего периода использования кормов 210 дней, летнего – 155. Количество кормодней и значения коэффициента К для различных видов кормов приводятся в таблице 2.3.

Таблица 2.3Годовое количество кормодней и значение коэффициента К для различных видов кормов

Данные расчёта суточных расходов кормов сводятся в таблице 2.4

Таблица 2.4 Суточный расход кормов на ферме.

Данные расчёта годового расхода кормов сводятся в таблице 2.5.

Таблица 2.5 Годовой расход кормов на ферме.

На мясо – молочной ферме крупного рогатого скота основными видами продукции являются молоко и мясо.

Годовой выход молока рассчитывается по формуле:

Q_мол = MG_год K, (2.3.)

где М - поголовье животных на ферме;

G_{год –} плановый годовой надой на одну корову.

G_{год =} 3047 кг;

К – коэффициент, учитывающий сухостойность коров, К = 1,3

[ 2.c.33].

Q_{мол =} 800*3047*1.3 =3169 т

Годовой выход мяса определяется по формуле:

Q_мяса = MG_ож ДK₁ , (2.4.)

где М – поголовье скота на откорме;

G_{ож –} среднесуточный привес одного животного

G_{ож =} 0,415 кг;

Д – число дней откорма КРС до 400 кг;

К₁ – коэффициент, учитывающий неравномерность привеса животных.

К₁ = 0,9 [ 2.c.34]

Q_{мяса =} 735*0.415*365*0.9 =670,93 т

Суточный выход навоза определяется по формуле:

Q_нс = K_н* M *(B_m +B_ж +B_подст .), (2.5)

где К_н – коэффициент, зависящий от места уборки наоза,

К_н = 0,3 [2.с.112];

М – поголовье скота;

В_т – суточный выход твёрдой фракции от одного животного

В_т = 30 кг [5.с.157];

В_ж – суточный выход житкой фракции от одного животного

В_ж = 10 кг [5.c.157];

В_подст – масса подстилки на одно животное в сутки

В_подст = 5 кг [8.с.78].

Q_нс = 0,3*1535* (30+10+5) = 20,7 т

Годовой выход навоза Q_нг определяется по формуле:

Q_нг = Q_нс *365 (2.6.)

Q_нг = 20,7*365 = 7555 т

2.5. Определение потребного количества основных и

вспомогательных помещений и сооружений

Типы производственных помещений для животных выбираются в зависимости от количества поголовья животных и способа его содержания по существующим типовым проектам. Количество основных производственных помещений определяется исходя из норм площади, необходимой на одну голову. Исходя из этого выбирается четыре коровника на 200 голов дойного стада каждый для привязного содержания – типовой проект 801.2 –9 [30.с.34].

Откорм крупного рогатого скота 735 голов размещается в двух реконструированных существующих помещениях.

Размеры складских помещений для концкормов, хранилищ для сочных кормов, количество скирд соломы, сараев для сена определяются на основании годовой потребности в кормах.

Для сбережения кормов выделяются специальные площадки, на которых размещаются складские помещения. Концкорма хранятся в закрытых помещениях, которые размещаются рядом с кормоцехом. Корнеплоды хранятся в буртах, силос из зеленой массы кукурузы или других культур – в бетонных наземных траншеях. Сено хранится в специальных сараях, солома скирдуется.

Общий объём для хранения годовых запасов корма определяется исходя из его годовой потребности и объёмной массы по формуле:

V = P_г / ρ, (2.7.)

где Р_г – годовая потребность в корме данного вида, кг;

Ρ - объёмная масса данного корма, кг/м³ [30.c.38-40]

Расчёт объёмов хранилищ для различных видов кормов сводится в

таблице 2.6.

Таблица 2.6 Объём хранилищ для кормов и их количество

Потребность в хранилищах N определяется, исходя из них вместимости, по формуле:

N = V/V_х *Е , (2.8.)

V_{х -} вместимость х типового хранилища, м³ ;

Е - коэффициент использования вместимости хранилища [2.с.32]

Данные расчётов потребности в хранилищах для всех видов кормов заносятся в таблицу 2.6.

2.6. Выбор и обоснование производственных процессов

по доставке и раздаче кормов, сбору и обработке продукции, уборке и транспортировке навоза, созданию микроклимата, ухода за животными

Для получения конечной продукции на животноводческой ферме крупного рогатого скота необходимо осуществить следующие процессы:

1) кормление животных;

2) поение;

3) доение;

4) уборка навоза;

5) создание микроклимата;

6) уход за животными.

Схема производственных процессов на ферме представлена на рисунке 2.1.

Анализ схемы показывает, что каждый технологический процесс состоит из комплекса последовательных операций, которые выполняют машины.

Технологический процесс подготовки кормов начинается с погрузки их в транспортное средство. Погрузка грубых кормов и силоса осуществляется погрузчиком ПСК –5. Дополнительное измельчение производится измельчителем РСС - 6Б с погрузкой измельченной массы в мобильный кормоздатчик КТУ -10А. Он применяется для подвоза грубых кормов, силоса и раздачи их в кормушки в период кормления животных. Для погрузки корнеплодов применяется грейферный погрузчик ПГ – 0,5Д. Корнеплоды грузятся на тракторный прицеп 1 – ПТС – 2Н, который в агрегате с трактором транспортирует корма к измельчителю. Сочные и грубые корма от кормоцеха до животноводческого помещения транспортируются и раздаются мобильным кормораздатчиком КТУ – 10А.

На животноводческих фермах требуется большое количество воды для поения животных, приготовления кормов, содержания в чистоте оборудования и помещений. Для водоснабжения фермы используется грунтовые воды, которые поднимаются в водонапорную башню БР – 15У автоматической водоподъёмной установкой ВУ – 10 – 30. От водонапорной башни ко всем потребителям вода подаётся по трубопроводу. Поение животных осуществляется автопоилками АП – 1А. Одна автопоилка обслуживает двух животных.

Доение коров на ферме наиболее сложный и трудоёмкий процесс. В зависимости от способа содержания животных на ферме доение механизируется с помощью различных доильных установок. При привязном содержании коров, применяемом на проектируемой ферме, используется доильная установка АДМ – 8 с молокопроводом. В молочном отделении молоко очищается, охлаждается, а затем молоковозом транспортируется на молокозавод. Очистка молока производится охладителем –очистителем молока ОМ – 1, для охлаждения используется танк- охладитель ТОМ – 2А, в качестве источника холода – машина ТХУ – 14.

При привязном содержании крупного рогатого скота для удаления навоза применяются стационарные средства. Навоз из стоил очищается скребком, который получает привод от цепи основного транспортера и осуществляет круговые движения. Этот скребок сбрасывает навоз в навозный канал. Из навозного канала транспортером ТСН – 160А навоз удаляется из помещения и грузится в прицеп 2 – ПТС-4 – 877А. Прицепом, в агрегате с трактором, навоз транспортируется с территории фермы в навозохранилище.

На ферме применяется приточно – вытяжная вентиляция с естественным побуждением воздуха. Такая вентиляция происходит под влиянием ветра и вследствие разности температур. В коровниках и в других производственных помещениях наряду с естественным освещением имеется и искусственное.

2.7. Составление схем технологических линий и

определение их производительности.

2.7.1. Приготовление и раздача кормов. Технологическая схема приготов ления и раздачи кормов приводится на рисунке 2.2.

Рис.2.2. Технологическая схема приготовления и раздачи кормов.

Расчёты производственных процессов, выбор машин, определения количества машин производится на основе потребной производительности линий и технологии обработки продукта.

Потребная часовая производительность линии подготовки кормов к скармливанию определяется по формуле:

Q_л =Р_с /Т, (2.9.)

где Р_с - суточная потребность данного вида корма, кг

Т – время суточной работы механизированной машины, ч

Часовая производительность линии по подготовки грубых кормов равна:

Q_лгк = P_c /T_у *Zτ, (2.10.)

где Т_у – время отведенное для раздачи грубых кормов, ч;

Z - количество кормежек данным видам корма в сутки;

τ - коэффициент использования рабочего времени

τ = 075…0,85 [ 3. с. 216]

Q_лгк = 6140/1*2*0,85=3612кг/ч

Часовая производительность линии по подготовке концентрированных кормов определяется по формуле :

Q_лкк = Р_с /Т_п *Z τ , (2.11.)

где Т_п – время для подготовки одного кормления, ч

Q_лкк = 6425/0,5*2*0,85=7559 кг/ч

Часовая производительность линии по подготовки корнеплодов к скармливанию равна:

Q_лк =Р_с /Т_сб *Z, (2.12.)

где Т_сб – допустимое время хранения измельченных кормов,

Т_сб = 1,5…2ч [2. с. 44].

Q_лк =11798/2*1=5899 кг/ч

Машины подбираются отдельно для каждой операции. И их количество m определяется из отношения производительности технологической линии Q_л к производительности машины Q_м

m = Q_л/ Q_{м ,} (2.13.)

Для погрузки соломы используется погрузчик кормов ПСК- 5. Число погрузчиков определяется по формуле 2.13.

m= 3,6/3,2=1 машина

Погрузчик ПСК – 5 будет использоваться и для погрузки силоса. Для погрузки корнеплодов применяется погрузчик ПГ – 05Д. Необходимое количество таких погрузчиков равно

m=5,9/30=1машина

Количество кормораздатчиков КТУ-10А, необходимых для обслуживания фермы, определяется по формуле:

m_p =Р_к / Q_к Т_р , (2.14.)

где Р_к – суммарное количество кормов, которое необходимо раздать за

одну выдачу, т;

Q_к – производительность кормораздатчика, т/ч;

Т_р – время, затрачиваемое на раздачу кормов, ч.

Производительность кормораздатчика определяется по формуле:

Q_к =G_к *Eτ/( 2 * L_mp /V_mp +T_H +L_фк / V_p ), (2.15)

где G_к – грузоподъёмность кормораздатчика, т;

Е – коэффициент использования грузоподъемности,

Е = 0,6…0,72 [5. с. 136];

τ - коэффициент использования рабочего времени,

τ= 0,8 [ 3. С. 216];

L_mp - среднее расстояние от кормоцеха до места раздачи кормов, км;

V_mp - транспортная скорость раздатчика,

V_mp = 5 км/ч [ 5. c. 141];

V_p - рабочая скорость кормораздатчика,

V_p = 2 км/ч [5. c. 141];

L_фк - величина фронта кормления, принимается из расчета 0,8…1,0 м на

одну голову, км;

Т_н – время погрузки, ч; определяется из соотношения :

Т_н = Q_к *E/ Q_п , (2.16.)

где Q_п - производительность погрузчика кормов,

Q_п = 2,5т/ч [7. c. 58].

Т_н = 3,3*0,6/2,5=0,792 ч

Q_к =3,3*0,6*0,8/(2*0,2/5+0,8/2+0,792)=2,25т/ч

m_p =21,03/2,25=8 машин

Для измельчения грубых кормов применяется измельчитель РСС – 6Б в количестве

m= 3,6/2=2маш.

2.7.2. Линия водоснабжения. Для поения животных используются грунтовые воды по технологической схеме поения (см.рис.2.1). Для создания запаса воды и поддержание необходимого давления водонапорной сети применяется башня конструкции инженера Рожновского БР – 15У [6. С. 173…175; 31. С. 15]

Среднесуточный расход воды определяется для отдельных потребителей по формуле:

q_і n_і (2.17.)

q_і - суточная норма расхода воды одним потребителем,

q=100л – для дойного стада;

q=30л – для молодняка [ 2. с. 77];

n_і - число потребителей, имеющих одинаковую норму потребления.

Q _сут.ср = 800*100+735*30=102050л = 102,05 м³

Максимальный расход воды Q _сут.max ., с учётом того, что ферма расположена в сухом и жарком районе Украины, определяется по формуле:

Q _сут.max = Q _сут.ср. *λ _сут. , (2.18.)

где λ _{сут –} коэффициент суточной неравномерности водопотребления,

λ _сут = 1,3 [ 2.c. 78].

Q _{сут.max =} 102,05 *1,3 =132,7 м³

Учитывая сухой и жаркий климат, расход воды можно увеличить на 25%

Q _сут.max = Q _сут.max + 0,25Q _сут.max (2.19.)

Q _сут.max = 132,7+0,25*132,7=165,9 м³

Максимальный часовой расход воды Q_{r max} определяется с учётом коэффициента часовой неровномерности λ ч =2,5 [2. С. 78 ] по формуле:

Q_{ч. max} = λ_ч * Q _сут.max / 24 (2.20. )

Q_{ч. max} = 2,5*165,9/24 =17,3 м³

Максимальный секундный расход равен:

Q_{c max} = Q _{ч max} /3600 (2.21.)

Q _{c max} = 17,3/3600=0,005м³

Диаметр труб на участках водопроводной сети определяется по формуле:

Д = (2.22.)

где V – скорость движения воды в трубопроводе,

V = 0,5…1,25 м/с [3. с. 142]

Д =м

Диаметр подводящих труб принимается 50мм.

Поение животных на ферме осуществляется посредством индивидуальных автопоилок АП –1А.

2.7.3. Линия уборки навоза. Навоз из животноводческих помещений удаляются навозоуборочным транспортёром ТСН –160 А. Стойла очищаются механически.

Производительность поточной линии удаления навоза определяется по формуле:

, (2.23.)

где qі – суточный выход навоза от одного животного,

qі =55 кг для коров;

qі = 14 кг для молодняка [ 9. С. 24]

mі – поголовье животных в данной группе;

Тну – время работы линии в сутки, ч.

Qл =(800*55+735*14)/1000*2=27,1 т/ч

Подача скребкового транспортёра определяется по формуле:

Q = 3600в*h*ρ_н *ύ*φ, (2.24.)

где в – длина скребка,

в=0,25 м [26 с.]

h – высота скребка

h= 0,056 м [ 26 с.]

ύ – скорость скребка

ύ = 0,18 м/с [26. с.]

ρ_{н –} плотность навоза,

ρ_н = 1,01 т/ м³ [31.с. 40]

φ – коэффициент заполнения межскребкового пространства,

φ = 0,5…0,6 [5. С. 165]

Q = 3600*0,25*0,056*0,18*1,01*0,5=4,5 т/ч

Площадь навозохранилища определяется по формуле:

F= Vн*Д _хр /h^ΙΙ *ρ_н, (2.25)

где Vн –суточный выход навоза, м3

Д _{хр –} продолжительность хранения навоза, сут;

h^ΙΙ - высота укладки навоза,

h^ΙΙ = 2,0…2,5 м [2.с.115]

F= 207*200/2,5*1,01 =16560 м²

Твёрдая фракция навоза транспортируется в навозохранилище, а жидкая

собирается в жижесборнике.

2.7.4. Доение коров на молочной ферме наиболее сложный и трудоёмкий процесс. В зависимости от способа содержания животных на ферме, доение можно механизировать с помощью различных доильных установок. На рассматриваемой ферме применяется доильная установка АДМ-8 с молокопроводом стационарного типа, с двухтактными доильными аппаратами ДА-2.

Количество доильных аппаратов n_a необходимых для выдаивания коров в отведенное время, расчитывается по формуле:

n_{a =} m*t/T_∂, (2.26.)

где m – количество голов дойного стада;

t – среднее время доения одной коровы, мин.;

T_∂ - продолжительность разового доения поголоаья, мин.

n_a = 800*6/120 =40шт.

Расчетная производительность Wr доильной установки определяется по формуле:

Wr = m/T_∂, (2.27.)

Wr = 800/2 =400гол/ч

Количество доильных установок определяется по формуле:

Nу =Wr/Wу, (2.28.)

где Wу – часовая производительность доильной установки,

Wу = 100 коров/ч [5. С. 195]

Nу =400/100 = 4 шт.

Количество доильных аппаратов, которое мастер машинного доения может использовать при доении, рассчитывается по формуле:

n =(t_д +t_мр )/(t_р +t_мр ), (2.29.)

где t_д - среднее время доения аппаратом без участия мастера машинного

доения, мин,

t_мр – время выполнения машинно – ручных работ;

t_{р –} время выполнения ручных операций, мин;

n =(4+0,6)/(1+0,6) =3 шт

Потребность в мастерах машинного доения рассчитывается по формуле:

n_{∂ =} m* (t_р +t_мр )/60*T_∂, (2.30)

n_{∂ =} 800*(1+0,6)/60*2 =11 чел

Производительность труда одного мастера машинного доения определятся по формуле:

W = 60/ (t_р +t_мр ) (2.31.)

W = 60/ (1 +0,6) =37,5 коров/ч

Ритм потока доения равен промежутку времени между окончанием доения одной коровы и последующей, выдаеваемых последовательно и определяется по формуле:

Р_у = (Т_∂ - t_ц )/(m_∂ -1), (2.32.)

где t_ц – время цикла доения, мин;

m_∂ - количество коров, обслуживающих одним дояром за время

доения Т_∂;

Р_у = (120 -8)/(50-1)=2,3

Плотность потока доения показывает сколько коров доится одновременно на доильной установке и определяется по формуле:

П_у = t_ц /Р_у (2.33.)

П_у = 8/2,3 = 3,5

Годовое количество молока, которое подлежит первичной обработке в течение года, определяется по формуле:

G_год =m*P, (2.34.)

где P – среднегодовая продуктивность одной коровы, кг.

G_год =800*3047 =2437600 кг.

Максимальный суточный выход молока рассчитывается по формуле:

G_{сут. max} =λ*G_год /365, (2.35.)

где λ – коэффициент, учитывающий неравномерность удоя,

λ = 1,5…2,5 [ 2.с.90]

G_{сут. max} =2*2437600/365 = 13357 кг

Часовая производительность поточной линии первичной обработки молока определяется по формуле:

Wпон =0.55 G_{сут. max} /Т_доп (2.36.)

где Т_доп – допустимое время первичной обработке молока. ч.

Wпон =0.55 *13357/2 = 3,7 т/ч

Для первичной обработки молока используется очиститель молока ОМ –1, танк – охладитель ТОМ –2А, в качестве источника холода – машина МХУ –8С. Так как молокозавод находится за 30 км от фермы, доставка молока на молокозавод производится в автомобильной цистерне АЦПТ- 2,8.

2.7.5 Линия создания микроклимата. Воздух становится непригодным или вредным, если он содержит большое количество газа, пыли, пара и.т.д. а температура его высока. Следовательно, одним из важных мероприятий оптимальной технологии содержания животных является поддержание в животноводческих помещениях микроклимата. По воздухообмену рассчитываются основные элементы систем вентиляции.

В зависимости от вида основных вредных выделений воздухообмен рассчитывается по:

1) допустимому содержанию углекислоты;

2) удалению лишней влаги и тепла.

По допустимому содержанию углекислоты воздухообмен определяется по формуле:

Ð_во = Рm /(Р₂ - Р₁ ), (2.37.)

Р – количество углекислоты, выделяемой одним животным,

Р = 141 дм³ /ч [3. С. 18]

m - число животных в помещении;

Р₂ - предельно допустимая концентрация углекислоты для данного помещения,

Р₂ = 3 Дм³ /м³ [3. с. 23]

Р₁ - содержание углекислоты в свежем приточном воздухе,

Р₁₌ 0.3 … 0.4 Дм³ /м³ [3. с. 17]

Ð_во = 141*200/(3-0,35) = 10642 м³ /ч

В проектируем коровнике применяется приточно-вытяжная вентиляция с естественным побудителем воздуха. Общая площадь F_общ . вытяжных каналов определяется по формуле:

F_общ =Ð_во /3600 ύ (2.38.)

ύ – скорость движения воздуха в вытяжных каналах, м/с

ύ= Ö [2gH( P_н –P_в ) ]/Р_в , (2.39.)

где H – высота вытяжной трубы, м;

g – ускорение силы тяжести, м/с² ;

P_{н ,} P_в -плотность воздуха соответственно снаружи и внутри помещения, кг/м³

ύ= Ö [2*9,81*1,5 ( 1,396-1,248) ]/1,248= 1,87 м/с

F_общ =10642 /3600*1,87 =1,6 м²

Количество вытяжных каналов подсчитывается по формуле:

n_в =F_общ /f_в , (2.40)

где f_в – площадь поперечного сечения одного вытяжного канала,

f_в =0,36 м² [ 6. С. 148]

n_в =1,6/0,36 =5

Общая площадь поперечного сечения приточных каналов принимается по формуле:

F_пр =0,6F_общ (2.41.)

F_пр =0,6*1,6 = 0,96 м²

Количество приточных каналов:

n_пр =F_пр /f_пр , (2.42.)

где f_пр – площадь поперечного сечения одного приточного канала,

f_пр = 0,04 м² [6 .с. 147]

n_пр =0,96/0,04 =24

Расчет естественного освещения сводится к выбору количества окон, их расположение вдоль здания. Степень естественного освещения характеризуется световым коэффициентом К_ок , т.е отношением площади окон к площади пола. Для коровника с привязным содержанием коров при доении в стойлах

К_{ок =} 1/10…1/15 [ 3.с.35]

Площадь окон определяется по формуле:

F_ок = F_п К_ок , (2.43.)

где F_п -площадь пола, м² .

F_ок = 1512*1/15 = 100м²

Число окон, необходимое для получения нужной освещенности определяется по формуле:

n_ок =F_ок /f_ок , (2.44.)

где f_ок – площадь одного оконного проёма,

F_ок = 1,98 м² [6. c. 165]

n_ок =100 /1,98 =50

Окна располагаются по периметру здания на высоте 1,2 м.

Расчет искусственного освещения сводится к выбору типа светильников, их числа и рационального размещения.

Необходимое количество ламп определяется исходя из удельной мощности ламп по формуле:

n_л =S*W/W_л , (2.45.)

где S –площадь освещаемого помещения, м² ;

W – удельная мощность на 1 м² пола, Вт м² ;

W_{л –} мощность одной лампочки, Вт

n_л =1512*2/100 = 30 шт

Коэффициент освещенности помещения определяется по формуле:

j = S/H_n* (а+в), (2.46.)

где H_n – высота подвеса светильников, м;

а, в - соответственно длина и ширина помещения, м

j = 1512/[3*(72+21)] =8,2

Выбираются светильники полугерметические ПГ – 60, которые подвешиваются в два ряда высоте 3 м с расстоянием между ними 5 м.

2.8. Выбор оптимальных вариантов технологических линий с

помощью ЭВМ и разработка комплекта машин.

Для экономической оценки технологических линий рассчитываются эксплуатационные затраты. Размер эксплуатационных затрат определяется по каждому из сравниваемых вариантов по формуле:

U_э = З+А+Р+С_r +С_э , (2.47.)

где U_э – эксплуатационные затраты, связанные с выполнением

производственных процессов на животноводческой

ферме за год отдельной машиной или комплектом

машин, грн

З – заработная плата рабочим, грн

А – аммортизация машин, грн;

Р – отчисления на текущий ремонт и технологическое

обслуживания машин, грн;

С_{r –} затраты на горючесмазочные материалы и твердое топливо, грн;

С_э , - затраты на электроэнергию, грн;

Зароботная плата рабочих, занятых на выполнении механизированных процессов равна:

З = Т*Л*С_т , (2.48.)

где Т – продолжительность работы за год на выполнения

производственного процесса, ч;

Л – количество рабочих занятых на выполнении процесса, чел;

С_т – часовая тарифная ставка с дополнительными начислениями, грн;

Амортизация машин определяется по формуле:

А = Ба/100, (2.49.)

где Б – балансовая стоимость машины, грн;

а – норма ежегодных амортизационных отчислений, проц;

Балансовая стоимость технологического оборудования равна:

Б = С_м К_м , (2.50.)

где С_м – оптовая цена машины, грн;

К_м – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж, разборку,

транспортировку и торговые наложения.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание определяется по формуле:

Р =Бр/100, (2.51.)

где р – норма ежегодных отчислений на ТР и ТО, проц;

Затраты на горюче-смазочные материалы и топливо определяются по формуле:

С_г = Ng*Т_г *h*Ц_к , (2.52.)

где N – номинальная мощность двигателя машины или трактора, л.с.;

g – удельный расход основного горючего, кг л.о.в.ч.;

Т_г – годовая продолжительность работы машины на ферме, ч

Ц_к –комплексная цена 1 кг горючего, грн;

Затраты на расходуемую электроэнергию рассчитываются по формуле:

С_э = F_г *Z_э (2.53.)

где F_г – годовое потребление технологической электроэнергии, кВт-ч;

Z_э – стоимость кВт-ч электроэнергии, грн;

Годовой расход электроэнергии на технологические нужды определяется по формуле:

F_г = N_э * Т_г * К_з *К_о /К_с *К_nд ( 2.54.)

где N_э – потребляемая мощность установленного оборудования, кВт;

Т_г – продолжительность работы машины за год, ч;

К_з – коэффициент загрузки оборудования;

К_о – коэффициент одновременности работы оборудования;

К_с – коэффициент, учитывающий потери в электросети;

К_nд – коэффициент полезного действия электродвигателя.

Приведенные затраты определяются по формуле:

U_n =U_э +Е_н *Б_с , (2.55.)

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Б_с – суммарная балансовая стоимость машин и оборудования, грн

В итоге выражение для определения приведенных эксплуатационных затрат примет следующий вид :

U_п = G*Z_Г /W_м (Л*С_г + N*g*h*0,099 + N_э Z_э 0,7) + Б/100( a + р + 15 ), (2.56.)

где G – масса продукции, перерабатываемой за сутки машиной, кг;

Z_г - количество дней работы машины в году;

W_м – производительность машины, т/ч .

Для примера рассчитывается линия погрузки, доставки и раздачи силоса

Исходный вариант:

ПСК –5 –1 шт.; КТУ – 10А - 8шт.; МТЗ – 80 –9шт.

Для этого варианта получается

U_{п мтз-80} = G*Z_Г /W_пск-5 (Л*С_г + N*g*h*0,099) + Б_{мтз –80} /100( a + р + 15 )=

= 20*200/13(1*0,58+0,099*75*0,19*0,8)+3500 /100 (15+9,9+15)=

=1924,4 грн

U_{п пск-5} = Б_{пск -5} /100*( a + р + 15 ) = 1160/100(16,6+14+15)=528,96 грн

U_{п мтз -80} = G_г *Z_Г /W_кту-10А (Л*С_г + Ng*h*0,099*3) + 3*Б_мтз-80 /100( a + р + 15 )=

=20*200/10(3*0,58+3*0,099*75*0,19*0,5)+3*3500/100*(15+9,9+15)=

=5732 грн

U_{п кту –10А} = 3*Б_кту-10А /100*( a + р + 15 ) = 3*1500/100(16,6+14+15) = 2052 грн,

U_пл = U_{n мтз-80} + U_nпск-5 + U_{nмтз –80} + U_{n кту –10А} =

= 1924,4+528,96+5732+2052 =10237,36грн

Удельные приведенные затраты для этого варианта линии погрузки, доставки и раздачи силоса определяются по формуле:

U_{п уд.} = U_пл /GZ_г (2.57.)

U_{п уд.} = 10237,36 /20*200=2,56 грн

Аналогично производятся расчёты и для других технологических линий. Расчёты производятся с помощью ЭВМ. Исходные данные для выбора оптимальных вариантов технологических линий и их расчет, выполненный ЭВМ даны в приложении 1. На основании этих расчётов выбирается комплект машин, который представлен в таблице 2.7.

Таблица 2.7 Сводная ведомость комплекта машин

2.9 Разработка генерального плана фермы.

Разработка генерального плана фермы производится путём сопоставления нескольких вариантов генерального плана с целью выбора наиболее рациональных планировочных решений. Выбор варианта генерального плана производится путём сравнения технико- экономических показателей, отвечающих требованиям технологических и строительных норм и правил. То есть, генеральный план разрабатывается так, чтобы здание и сооружения были расположены в соответствии с принятым технологическим процессом, с зооветеринарными и противопожарными разрывами.

На генеральном плане должны быть выделены три основные зоны: производственная, хозяйственная и ветеринарная. В производственной зоне находятся животноводческие здания, коровники, родильные отделения. В хозяйственной зоне- кормовые площадки, в ветеринарной – изолятор, амбулатория, санбойня, карантинное отделение.

На въезде размещается санитарный блок с проходной, с дезбарьером, а так же дом животноводов. У дома животноводов расположена площадка отдыха и стенды – витрины, с фотографиями передовиков производства, доска показателей и другие малые архитектурные формы.

Инженерные сети прокладываются по кратчайшему расстоянию с сохранением прямолинейности отдельных участков и ветвей. Территория фермы благоустраивается посадкой декоративных деревьев, устройством газонов и ограждается забором. Основные показатели генерального плана фермы представлены в таблице 2.8.

Таблицы 2.8 Основные показатели генерального плана фермы

3. Разработка устройства к навозоуборочному транспортёру

ТСН- 160А для очистки стойл

3.1. Зооинженерные требования к устройствам для очистки стойл

Устройства для очистки стойл должны отвечать следующим требованиям:

1) обеспечивать постоянную и легко поддерживающую чистоту;

2) исключать передачу информации из одного помещения в другое;

3) быть удобным в эксплуатации при минимальных затратах на техническое обслуживание и ремонт; затраты труда на техническое обслуживание не должны превышать 0,2 чел.-ч;

4) быть безопасным для животных и обслуживающего персонала;

5) очищать стойла от навоза полностью без дополнительного, ручного труда;

6) конструкция устройства должна соответствовать требованиям, предъявляемым к устройствам, работающим в агрессивных жидких средах;

7) в конструкции устройства должны бить использованы унифицированные узлы и детали, используемые в сельскохозяйственном машиностроении.

3.2. Анализ средств механизации очистки стойл по

литературным и патентным материалам

3.2.1. Устройство для уборки навоза. А.С. II92746 СССР.

Предлагаемое устройство включает в себя установленную на раме на вертикальном валу и расположенную над задним краем стойла ротационную щётку для сбрасывания навоза в канал, в котором размещён скребок. С целью предотвращения травматизма животных при уборке навоза из стойл, смонтированных на подвижной платформе, раме выполнена в виде двухплечего рычага, снабженного ограничительным упором.. На одном плече рычага закреплена щетка, а его противоположное плечо подпружиненно. Щетка снабжена кожухом, выполненным в виде диска с цилиндрической отбортовкой к низу на его периферии.

3.2.2. Агрегат для уборки, погрузки навоза и разбрасывания подстилки.

А.С. 1297775 СССР. С целью повышения равномерности разбрасывания подстилки, а также качества уборки навоза предлагаемый агрегат содержит сбрасывающее устройство. Выполненное в виде подпружиненного ротора. Ротор установлен под выгрузной частью поперечного транспортера с возможностью углового перемещения относительно оси в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения агрегата. Ротор связан с транспортером посредствам стоек. Скребки для уборки навоза поворачиваются вокруг вертикальной оси и очищает навоз с поверхности стойл. Скребки соединены с передней частью боковых стенок ковша маятниковыми опорами. Ролики, взаимодействуя с вертикальной стенкой стойла, поворачивают скребки.

3.2.3. Устройство для уборки навоза А.С.1358858 СССР.

Устройство содержит основные скребки 2 (рис 3.1.) и дополнительные скребки 7, удаляющие навоз соответственно из навозной канавки 3 и с задней поверхности стойл 8. Скребки связаны между собой через консольные рычаги 5, причем, последние при помощи шарниров 4 закреплены на основных скребках и контактируют с их верхними поверхностями. В процессе уборки навоза за счет параболической формы рабочей поверхности дополнительных скребков от захватываемой ими навозной массы создается поворотный момент, передаваемый через консольные рычаги 5 основными скребками 2. В результате основные скребки 2 прижимают к днищу навозного канала 3.

Рис. 3.1. Устройство для уборки навоза.

1. цепь транспортёра;

2. основной скребок;

3. навозный канал;

4. шарнирное соединение;

5. консольный рычаг;

6. шлицевое соединение;

7. дополнительный скребок;

8. поверхность стойла.

3.2.4. Устройство для уборки навоза. Австрийский патент №3339652.

Рис. 3.2.Устройство для уборки навоза.

1. направляющий элемент;

2. выступы;

3. штанга;

4. скребок;

5. стойка;

6. болт;

7. стопорная пластина.

3.2.5. Назаров С.И., Прокопенко К.И. Механизация очистки стоил

[27. с. 33…34]. Разработан мобильный механический очиститель стойл

(рис 3.3.).Привод очистителя: электродвигатель 1,5 кВт, редуктор РЧУ –63А. Питание через гибкий кабель, подвешенный над конвейером. При работе конвейера очиститель движется вдоль стойл. Скребки 5 счищают навоз с поверхности стойл в навозный канал.

Рис.3.3.Схема очистителя стойл.

1. рама;

2. привод;

3. самоустанавливающиеся колеса;

4. цепь транспортера;

5. скребок;

6. ведомый вал;

7. ведущий вал;

8. поверхность стойла.

3.2.6. Журавлев Б.И., Бородулин Е.Н., Макаров Э.Р., Соловьев Р.В. Новая технология уборки навоза на фермах крупного рогатого скота [28. С. 22…24]. Предлагается укороченное стойло (рис.3.4.), длина которого на 50…100 мм больше длины косой животного и расположенное на 100…150 мм выше решетки навозного канала. Более низкие уступы ведут к загрязнению стойла, более высокие опасны для животных. Боковые ограничители устанавливают на высоте 1000 мм и длине 1000…1200 мм. Для удобства работы доярок через один длинный устанавливают один короткий ограничитель длиной 600…800мм. Большое значение имеет наклон пола стойл. Стойла имеют ширину 1200мм, уклон пола1%. На пол коротких стойл попадает 22%кала и 17% мочи, а длинных соответственно 94 и 93%.

Затраты труда на уборку понижаются в 2-3 раза. Если же убирать навоз один раз в смену, то можно вдвое уменьшить число скотников.

Рис.3.4. Укороченное стойло.

3.3.Выбор и обоснование конструкции для уборки стойл

Цель конструирования – повышение качеств уборки навоза, снижение затрат ручного труда при обслуживании животных. Конструкция устройства

(рис 3.5.)содержит промышленный транспортер ТСН – 160А 1 и дополнительные скребки 2, удаляющие навоз с задней поверхности стойла 9. Дополнительный скребок 2 посажен на вал 4, который вращается в чугунной втулке 6. Втулка 6 посажена в стакан 5, который приваривается ручной электродуговой сваркой к плите 3. Со стороны стойла к плите 3 приварена проушина 8, в которую входит штырь 11, фиксирующий плиту.

Рис.3.5.Схема конструкции для очистки стойл.

1. транспортер скребковый навозоуборочный ТСН –160А;

2. дополнительный скребок;

3. плита;

4. вал;

5. стакан;

6. втулка;

7. звездочка;

8. проушина;

9. стойло;

10. анкерные болты крепления конструкции;

11. штырь фиксирующий плиту.

При движении транспортера 1 звездочка 7 приводится в движение и вращает вал 4 с дополнительным скребком 2. Плита 3 крепится двумя анкерными болтами к торцевой стенке навозного канала. В процессе уборки навоза, за счет того, что рабочая поверхность скребка 2 выполнена по кубической параболе, захваченный навоз будет сходит со скребка с наименьшим сопротивлением.

3.4. Технологический расчет устройства для очистки стойл

Исходя из известной подачи транспортера ТСН –160А определяется призма волочения по формуле:

h=Q/в*σ*ρ*К, (3.1.)

где Q – подача транспортера, Q =1,25 кг/с [26.с.4.];

в – ширина навозного канала, в =0,32 м [26.с.84]

σ – скорость цепи транспортера, σ=0,18 м/с [26.с.5.]

ρ - плотность навоза, ρ=700 кг/м³ [30. С.40]

К - коэффициент подачи, К=К₁ *К₂ *К₃ *К₄ *К₅ , (3.2.)

где К₁ – коэффициент заполнения навозного канала, К₁ =0,5;

К₂ – коэффициент, учитывающий уплотнение навоза, при его

перемещении скребком, К₂ =1,13;

К₃ – скоростной коэффициент, К₃ =0,9;

К₄ – коэффициент, учитывающий объем канавки занятой цепью, К₄ =1;

К5 – коэффициент, учитывающий уклон подъема наклонного

трансформатора, К5=0,8 [ 5.с.165.]

К=0,5*1,13*0,9*1*0,8=1,32

h=1,25/0,32*700*0,18*1,32=0,024м,

Тяговое сопротивление Р движению транспортёра определяется по формуле:

Р = N_эв *102h_т /Кσ, (3.3.)

где N_эв – мощность электродвигателя, N_эв = 4кВт [26. С. 5.]

h_т – коэффициент полезного действия передачи,

h_т = 0,8 [4. c. 401.]

К – коэффициент учитывающий сопротивление от натяжения цепи,

К=1,1 [4. с. 401]

Р = 4*102*0,8 /1,1*1,18=1648 Н,

Для обеспечения нормальных условий работы скребка необходимо чтобы

Tgλ ≤ tgj2, (3.4)

где l - угол отклонения от перпендикуляра цепи;

j2 – угол трения навоза о скребок.

Необходимое минимальное предварительное натяжение цепи Р_min определяется по формуле:

Р_min =P_o в_с /[t_ц (tgλ_max – f₁ tg² λ_max )]-P_o /[2(1-f₁ tgλ_max )], (3.5.)

где Р_о – сопротивление движению скребка при расположении его по нормали

к стене канавки, Н;

Р_о =Р/(1-f₁ *tgλ), (3.6.)

Р_о = 1648/(1-0,7)=1648 Н

в_с – расстояние точки приложения силы Р от цепи, в_с =0,5 в+с

в – длина скребка, в=0,285м;

с – расстояние от середины скребка до точки приложения силы Р, с=0,015 м;

t_ц – шаг цепи, t_ц = 0,08 м [26. С.26]

λ_max – максимально допустимый угол наклона скребка, λ_max = 15⁰ [4. с. 401]

f₁ – коэффициент трения навоза о боковую стенку канала, f₁ = 0,7 [4. С. 400.]

H_min =1648*0,157/[0,08 (0,26795 – 0,7*0,072)]-1648/[2(1-0,7*0,26795)]=1150 Н

3.5. Кинематический и энергетический расчет устройства

.Кинематические схемы навозоуборочного транспортера с дополнительным скребком представлена на рисунке 3.6.

Рис 3.6. Кинематическая схема навозоуборочного транспортера ТСН –160А с дополнительными скребком для очистки стойл.

1. приводная звездочка транспортера;

2. натяжная звездочка;

3. поворотная звездочка;

4. звездочка привода дополнительного скребка.

Окружная скорость вращения звездочки привода дополнительного скребка определяется по формуле:

W=υ/R, (3.8.)

где R – радиус звездочки привода дополнительного скребка.

W=0,18/0,15=1,1с^-1

Число оборотов скребка определяется по формуле:

n=30*W/П, (3.9.)

n=30*1,1/3,14=10,5 об/мин

Один полный оборот дополнительный скребок совершает за 6 секунд.

Условие эксплуатации учитывает коэффициент эксплуатации, который рассчитывается по формуле:

К_э = К_φ * К_т *К_γ (3.10.)

где К_φ – коэффициент угла наклона линии центров звездочек к горизонт К_φ =1

К_т – коэффициент температуры окружающей среды, Кт =1

К_γ - ккоэффициент ударности, учитывающий характер нагрузки,

К_γ =1,01 [15. с. 85]

Передаточное число цепной передачи U =1, т.к. число оборотов звездочек равны между собой.

Вращающий момент цепной передачи определяется по формуле :[15. с. 83]

M=9550*N/n (3.11.)

М=9550*4/10,5=3351Нм

Полезное усилие, передаваемое цепью рассчитывается по формуле:

Р=1000 N/ υ (3.12.)

Р=1000*4/0,18=22 кН

Проверочный расчет привода транспортера проводится по формуле:

N_ов =КРυ/102h_т , (3.13.)

где К – коэффициент, учитывающий сопротивление от натяжения на

приводной звездочке, К=1,1 [4. С. 401]

N_ов =1,1*1630*0,18/102*0,8=3,6кВт

Для привода данного транспортера принимается электродвигатель, входящий в комплект поставки транспортера [26. С.5]

1. Для горизонтального транспортера электродвигатель 4а 112МВБСУ1 исп. 1М3081 ТУ16 –510.536-79 мощность 4 кВт с частотой вращения 16,7 с^-1 (1000об/мин);

2. Для наклонного транспортера элетродвигатель 4А80В4БСУ1 исп. 1М3081 ТУ16-510.375-79 мощностью 1,5 кВт с частотой вращения 25 с^-1 (1500 об/мин)

Передаточное число привода горизонтального транспортера 71,4 наклонного – 27,85.

3.6. Расчет на прочность скребка и вала устройства для

очистки стойл

3.6.1. Расчет скребка. Исходные данные:

1. материал скребка капрон ТУ-6-0-6-309-70

2. площадь поперечного сечения скребка, м² 1,2*10^-3

3. допустимое напряжение на изгибе, Н/м² 3924*10⁴

4. предел прочности, Н/м² 8829*10⁴

5. сила сопротивления навоза скребка, Н 103

Скребок работает на изгиб. Условие прочности при изгибе имеет следующий вид:

ζ = М/W_x ≤ [ζ ]_u , (3.14.)

где ζ – напряжение, возникающее в поперечном сечении скребка под

действием силы сопротивления навоза, Н/м² ;

М – максимальный изгибающий момент, Нм;

[ζ ]_u – допустимое напряжение на изгиб для капрона, Н/м² ;

W_x – момент сопротивления поперечного сечения скребка относительно

нейтрального слоя, м⁴ (рис3.7)

W_x =ав² /6, (3.15.)

где а – ширина поперечного сечения скребка, м;

в – высота поперечного сечения скребка, м.

W_x =0,01*0,12² /6=2,4*10^-5 м⁴

Рис.3.7 Поперечное сечение Рис.3.8. Схема действия силы

скребка . сопротивления навоза.

Максимальный изгибающий момент определяется по формуле:

М=Р*L, (3.16.)

где Р – сила сопротивления навоза скребку, Н;

L – плечо, на котором действует сила, м (рис.3.8).

М=103*0,6=61,8Нм

ζ =61,8/2,4*10^-5 =257,5*10⁴ Н/м²

ζ < [ζ]_u 257,5*10⁴ < 3924*10⁴

Условия прочности выдержано.

Коэффициент запаса прочности при изгибе определяется по формуле:

К= ζ/[ζ]_u , (3.17.)

где ζ – предел прочности при изгибе для капрона, Н/м² .

К =8829*10⁴ /3924*10⁴ =2,2

Коэффициент гарантии определяется по формуле:

п=Т*К*Э*М, (3.18)

где Т- технологический коэффициент учитывающий специфику

технологического процесса изготовления детали,

Т=Т₁ *Т₂ *Т₃ (3.19.)

Т₁ – учитывает метод формирования детали,Т₁ = 1,10;

Т₂ – учитывает способ отверждения, Т₂ =1,15;

Т₃ – учитывает метод пропитки арматуры связывающим. Т₃ = 1,05 [ 19. С.45.]

К – расчетно- конструкторский коэффициент, учитывающий точность

расчета и особенности конструктивных форм,

К=К₁ *К₂ *К₃ , (3.20.)

К₁ – учитывает точность расчета, К₁ =1,4;

К₂ – учитывает влияние концентратов напряжений, К₂ =1,0;

К₃ – учитывает сложность геометрических форм и габариты детали,

К₃ =1,1 [19. С. 45]

Э – эксплуатационный коэффициент, учитывающий условия

эксплуатации:

Э=Э₁ *Э₂ *Э₃ , (3.21.)

где Э₁ – учитывает ответственность детали и ее функции в работе машины,

Э₁ = 1,01;

Э₂ – учитывает характер нагружения, Э₂ =1,0;

Э₃ – учитывает агрессивность среды, Э₃ =1,2 [19. С. 46]

М – структурно –материальный коэффициент, учитывающий особенности структурного строения и физико –механических свойств пластмасс:

М=М₁ *М₂ *М₃ , (3.22..)

где М₁ – учитывают термохимическую природу материала, М₁ =1,05;

М₂ – учитывает физико – механические свойства, М₂ =1,10;

М₃ – учитывает строение материала, М₃ =1,00.

Т=1,1*1,15*1,05 =1,33

К=1,4*1,0*1,1=1,54

Э=1,01*1,0*1,2=1,21

М=1,05*1,1*1,0=1,16

n=1,33*1,54*1,21*1,16=2,86

Допускаемые напряжения[ζ]_u необходимо корректировать для каждого конкретного случая по формуле:

[ζ]_u =[ζ]_u /n, (3.23.)

где [ζ]_u –откорректированное для данного случая допустимое напряжение

капрона при изгибе Н/м²

[ζ]_u =3924*10⁴ /2,86=1372*10⁴ Н/м²

Эпюры действующих на скребок силы и момента представлены на

рисунке 3.9. 0<X<L

Q=P

М_х =-Р_х +М_кр

х=0 М_(о) =М_кр

х=L М_(е) =-РL +М_кр

Q=103Н

х=0 М=815 Нм

х=0,6 М=815-103*0,6=753,2Нм

Рис.3.9. Эпюры силы и момента, действующих на скребок.

3.6.2. Расчет вала производится на изгиб с кручением по формуле:

ζ _экв =М_пр /W_р ≤[ζ], (3.24.)

где ζ _экв – эквивалентное напряжение, Н/м² ;

М_пр – максимальный приведенный момент в опасном сечении, Нм;

W_р – момент сопротивления в опасном сечении, м³

[ζ] – допускаемое напряжения, Н/м² .

Расчетная схема представлена на рисунке 3.10.

Рис.3.10. Расчетная схема.

Приведенный момент определяется по формуле:

М_пр = М² _изг +М² _кр , (3.25.)

где М_изг – максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Нм;

М _изг =Р*L, (3.26.)

где Р – сила, действующая на вал от цепи транспортера, Р=1630Н;

L – плечо, на котором действует сила Р, L=0,025 м.

М_кр – максимальный крутящий момент на валу устройства, Нм.

М_кр = Р*(Д/2), (3.27.)

Д – наружный диаметр звездочки, Д=0,3 м

Момент сопротивления определяется по формуле:

W_р =П*d³ /16≈0,2d³ , (3.28.)

где d –диаметр вала, мм.

Так как изгибающий момент незначительный, то расчет вала необходимо производить на кручение по формуле:

τ=М_кр /W_р ≤[τ], (3.29.)

где [τ] – допустимое напряжение при кручении, [τ] =80мПа для Ст.5

М_кр =1630*(0,3/2)=244,5Нм

Подставляя формулу 3.28 в формулу 3.29 определяется диаметр вала по формуле:

d= ³ М_кр /0,2*[τ], (3.30.)

d = 244,5*10³ /0,2*80=27мм

Диаметр вала округляется до 30 мм.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

n=τ_т /[τ] =0,5 ζ_т /[τ], (3.31.)

ζ_т - предел текучести материала, ζ_т =275 МПа для Ст. 5.

n=0,5*275/80=1,72

Эпюры действующих на вал силы и моментов представлены на рисунке 3.11.

Рис.3.11. Эпюры действующих на вал силы и моментов

3. 7.Экономическое обоснование разработанной конструкции.

Затраты на изготовление сборочной конструкции определяется по формуле:

С_м = С_с +С_дм +С_пи +С_сб +С_цн , (3.32.)

где С_с – стоимость изготовления плиты, грн;

С_дм - затраты на изготовление деталей на металлорежущие

станки, грн;

С_пи – цена покупных изделий по прейскуранту, грн;

С_сб – заработная плата рабочих, занятых на сборке конструкции, грн;

С_цн , - цеховые накладные расходы на изготовление узла, грн.

Стоимость изготовления плиты:

С_с = Q_с С_сд , (3.33.)

где Q_с – масса материала, израсходованного на изготовление

плиты, кг;

С_сд – средняя стоимость 1 кг готовых деталей, грн.

Масса материала:

Q_с = AQⁿ _д (3.34)

где А,n-коэффициенты, зависящие от вида материала детали,

способа ёё изготовления и т.д.;

Q_д -чистая масса детали,кг

Q_c =1,17*1,2 ^0,98 =1,3 кг

С_с = 1,3*0,25=0,325 грн.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках рассчитываются по формуле:

С_м = k_n* k_об* k_1* n_* С_ч* t_в +С_1* Q_с , (3.35)

где k_n - коэффициент, учитывающий масштаб производства,

k_n =2,5 [ 2. с. 169 ]

k_об - коэффициент, учитывающий наивысшую точность обработки,

k_об =1,3 2. [с. 170]

k_{1 -} коэффициент, учитывающий наивысший класс чистоты поверхности,

k₁ = 1 [2. с. 170]

n – число однотипных деталей;

С_{ч –} часова ставка рабочих, начисляемая по среднему разряду_, С_ч = 0,58 грн.

t_в – средняя трудоёкость изготовления деталей, t_в = 2ч;

С₁ - цена 1 кг материала заготовки_, С₁ = 0,185 грн [2.с.170]

С_м =2,5*1,3*1*1*0,58*2+0,185*1,3=3,6 грн.

Заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке узла определяется по формуле:

С_сб = k_* k_с* С_ч ∑ t_сб * k_і , (3.36)

uде k- коэффициент, учитывающий доплаты к основной

зароботной плате k=1,025 [2.с.171]

k_с -коэффициент, учитывающий соотношение между полным и

оперативным временем сборки k_с =1,08 [2.с.171]

t_сб – тружоемкость сборки отдельных элементов

конструкции, ч [2.с. 172]

k_і – коэффициент, учитывающий конструктивные

особенности изделия и его элементов;

С_сб =1,025*1,08*0,46 (0,03*0,5+0,44*0,2+0,007*0,1+0,033*0,2)=0,56 грн

Цеховые накладные расходы на изготовления узла рассчитываются по формуле :

С_цн = 0,01 С_пр.р R, (3.37.)

где С_{пр.р –} зароботная плата производственных рабочих с учетом дополни-

тельной оплаты и начислений по соцстраху, грн;

R – общепроизводственные накладные расходы предприятия, %;

Заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

С_пр.р =С_пр +С_до +С_сц , (3.38.)

где С_пр – основная заработная плата производственных рабочих, грн;

С_до – дополнительная оплата, грн;

С_до =0,02С_пр (3.39)

С_сц - начисление по госстраху, грн.

С_сц =0,0044 (С_пр +С_до ), (3.40.)

Основная заработная плата определяется по формуле:

С_пр =С_м +С_сб , (3.41.)

где С_{м –} заработная плата рабочих занятых на металлорежущих станках, грн;

С_сб - заработная плата производственных рабочих, занятых на сборе

узлла, грн.

Значение С_м опрелделяется по формуле:

С_м = kt_в С_ч , (3.42.)

где t_{в –} средняя трудоёмкость изготовления деталей, ч;

С_{ч –} часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду, грн.

С_м =1,025*1,4*0,52=0,75 грн.

С_пр =0,75+0,56=1,31 грн

С_до =0,02*1,31=0,03грн

С_сц =0,044(1,31+0,03)=0,06 грн

С_пр.р =1,31+0,03+0,06=1,4 грн

С_цн = 0,01*1,4*30=0,42 грн.

Расчет производится для изготовления и сборки одного узла очистки стойл. Затраты на его изготовление и уборку равны:

С_м = 0,325+3,6+3,2+0,56+0,42=8,1грн

Для изготовления и сборки 800 таких узлов необходимо затратить

С_м = 8,1*800=6480 грн

Годовая экономия от снижения себестоимости продукции определяется по формуле:

Э_г = С₁ В₁ – С₂ В₂ Е, (3.43.)

где С₁ ,С₂ – себестоимость получаемой продукции соответственно до и после

внедрения машины, грн/кг;

В₁ ,В₂ – валовый выход продукции в год соответственно до и после

модернизации, кг/год;

Е – коэффициент приведения затрат до сопоставимого объёма.

Е = В₁ /В₂ (3.44.)

Е=3 850 000/4 400 000=0,94

Э_г = 0,231*3 850 000-0,2*4 400 000*0,94=9350 грн

Срок окупаемости затрат та машину определяется по формуле:

Т_од =(С_м -С_см )/Э_г , (3.45.)

где С_см – затраты на изготовление старой конструкции машины_, С_см =О

Т_од =6480/9350=0,7лет

4.Безопасность жизнедеятельности

4.1. Анализ организации работы по охране труда и экологичности

производства.

Закон Украины «Об охране труда» обязывает владельца создать в каждом структурном подразделении и на рабочем месте условия труда в соответствии с требованиями нормативных документов, а также обеспечить соблюдение прав рабочих по охране труда, гарантированных другими законодательными актами.

В соответствии с Постановлением Кабинета Министров №64 от 27.01.93 и приказа Госнадзорохрантруда №132 от 21.12.93 г. в хозяйстве должна быть разработана система управления охраной труда, включающая 17 основных нормативных актов и среди них важнейшие.

1) Положения системы управления КСП им. Чкалова;

2) Положение о службе охраны труда предприятия;

3) Положение об обучение, инструктаже и проверке знаний работников по вопросам охраны труда;

4) Инструкции по охране труда для работающих по профессиям и видам работ;

5) Общеобъективные и цеховые инструкции о мероприятиях пожарной безопасности.

Так как названных и других документов в хозяйстве не имеется, то не наблюдается:

1) четкой системы в организации управления охраной труда на предприятии, проведение систематического контроля за выполнением управленческих решений, за состоянием безопасности и условий труда;

2) не определены обязанности, права и ответственность должностных лиц за выполнением возложенных функций по охране труда:

3) не организована аттестация рабочих мест на соответствие требованиям нормативных актов по охране труда;

4) не определены правила безопасного проведения работ и поведения на территории на предприятиях, производственных помещениях цеха животноводства;

5) не разработаны инструкции по охране труда;

6) определение мероприятий пожарной безопасности;

7) не установлен порядок проведения предварительного и периодических медицинских осмотров.

Исходя из нормативных документов следует: разработать положение о системе управления охраной труда, в котором возложить ответственность за разработку, контроль и внедрение на главного зоотехника, а на производственных участках – на руководителей участков.

4.2. Реализация требований нормативных документов при

выпол нении технологических процессов на МТФ.

Выполнение технологических процессов на молочно- товарном предприятии (ферме) с соблюдением требований охраны труда регламентируется рядом нормативных документов:

1) НАОП 2.0.00-2.01-83. Процессы производственные в сельском

хозяйстве. Общие требования безопасности;

2) НАОП 2.1.2021.01-87. Правила безопасности при производстве

продук ции растениеводства;

3) НАОП 2.1.20-1.03-75. Правила работы и охраны труда в

ветеринарных лабораториях

4) НАОП 2.1.20-3.02.83. Доение коров. Первичная обработка, сохранение

и отправка молока. Требования безопасности.

5) НАОП 2.1.20-2.03-84. Содержание крупного рогатого скота. Требования безопасности.

6) НАОП 2.1.20-1.08-70. Санитарные и ветеринарные правила для молочных ферм колхозов и совхозов.

7) НАОП 2.1.20-2.07-85. Удаление, обработка сохранения навоза на животноводческих фермах. Требования безопасности.

8) Правила по технике безопасности для рабочих, занятых монтажом технологического оборудования животноводческих и птицеводческих ферм.

К сожалению из названных основных восьми нормативных документов в

хозяйстве имеется только НАОП 2.1.20-1.03-75.

4.3. Предлагаемые мероприятия по технической безопасности

на ферме и в кормоцехе.

При разработке мероприятий по технической безопасности на ферме руководствуются требованиями 1.2.20.42-79. Машины и оборудование для животноводства и кормопроизводства. Общие требование безопасности. Внедрение комплексной механизации и автоматизации в кормоприготовлении фермы не только позволит получать высокий выход продукции с наименьшими затратами человеческого труда, максимально удалит его от опасных производственных зон работы машины, значительно сократит производственный травматизм. Работа всех технологических линий фермы спроектирована и будет осуществляться в автоматическом режиме.

Технологический процесс изготовления кормовой смеси будет происходить под контролем оператора с площадок управления. Площадку управления предлагается разместить на высоте 1,5 м от нулевой отметки пола. Это обеспечит обзорность операторам всех технологических линий.

В технологических линиях подготовки концкормов и корнеплодов завальные бункеры, расположенные ниже нулевой отметки пола кормоцеха, внутри кормоцеха перекрыты железнобетонными плитами, что предотвращает нападение пыли при выгрузке корнеплодов и кормов во внутрь кормоцеха, с наружной стороны кормоцеха завальные бункеры оборудованы бетонными буртиками во избежание опрокидования транспортрных средств при разгрузке кормов в бункере.

Все машины размещенные в кормоцехе имеют защитные ограждения, а вращающиеся части машин окрашены в красный цвет и имеют защитные кожухи. Ленточный транспортер ТЛСБ-50 и дозаторы-выравниватели стебельных кормов, представляющие машины повышенной опасности предлагается оборудовать табличками, повышающими внимание обслуживающего персонала к этим машинам.

Для защиты обслуживающего персонала кормоцеха от электрического тока предусмотрено заземление металлических частей электрооборудования, нормально не находящегося под напряжением, но могущим оказаться под ними в следствие нарушения изоляции.

Заземление осуществляется путём присоединения всех металлических частей электрооборудования к контуру заземления. Контур заземления выполняется полосовой сталью, 20х3мм.

Внутренний контур заземления присоединяется к внешнему, выполненному из круглой стали диаметром 10мм и прокладываемому по периметру здания фермы на глубине залегания фундамента. Состояние заземления рекомендуется проверять ежегодно с измерением его сопротивления.

Освещение фермы осуществляется лампами накаливания при помощи фарфоровых светильников типа ПГ со стеклянными колпаками. Величина освещенности фермы рассчитана в соответствии с РУМ №8. Рабочее освещение принято на напряжение 220 В.

Двери кормоцеха открываются наружу, что даёт возможность быстро эвакуироваться обслуживающему персоналу кормоцеха в случае возникновения пожара или другой непредвиденной опасности.

4.4. Предлагаемые мероприятия по санитарии и гигиене труда

(НАОП 2.1.20-2.03-84)

Для создания нормальных условий труда рабочих фермы, площадь и высота здания определены так, что на каждого рабочего приходится не менее 15 м³ объема и 4,5 м² площади фермы.

Полы и стены фермы имеют гладкую и ровную поверхность. Рабочее место оператора предлагается оборудовать деревянным настилом.

В кормоцехе предусмотрен туалет и гардеробная с умывальником и шкафами для хранения грязной и чистой посуды. Стены гардеробной и туалета предлагается облицовывать влагостойким материалом. Предлагается в гардеробной установить бак с кипяченной водой и подписью «пищевая вода». Также предлагается поставить стулья и стол, чтобы рабочие могли отдохнуть. В связи с автоматизацией кормоприготовления, количество рабочих фермы сведено до минимума, а именно – оператор фермы и слесарь-наладчик.

Рекомендуется ежедневно очищать от пыли и грязи предметы на рабочемместе : утром , во время перерыва и вечером необходимо , чтобы работники

фермы ежегодно подвергались медицинскому осмотру. Кроме того рабочим фермы должна оказываться первая медицинская помощь в медицинском профилактории в случае получения травмы. В профилактории рабочим делаются необходимые прививки и инъекции . Предлагается предусмотреть в помещении кормоцеха аптечку с набором медикаментов для оказания неотложной помощи пострадавшим. Состав аптечки периодически должен обновляться, а в случае необходимости пополняться новыми медицинскими средствами.

Генеральным планом фермы предусматривается наличие санпропускника где рабочие кормоцеха могут принять душ и переодеться.

4.5. Противопожарные мероприятия на ферме и в кормоцехе

Так как кормоцех расположен на территории фермы, то его место определено так, чтобы выполнялись требования СН и П-У-97-76 по обеспечению противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями комплекса.

Ферма имеет IV степень огнестойкости и расположена от животноводческих помещений на расстоянии 50 метров. Предлагается в помещении фермы разместить пожарный щит с необходимыми средствами для тушения пожара, а также ящик с песком. К ним постоянно должен быть обеспечен свободный доступ.

Предлагается в водопроводной сети предусмотреть пожарные гидранты. Для предотвращения возникновения пожара, отопление фермы осуществлять не электрическими калориферами, а водяными радиаторами типа М-140 АО.

4.6.Расчёт естественного и искусственного освещения

По условиям производственной санитарии и гигиены труда необходимо максимально использовать дневное освещение для освещения производственных и вспомогательных помещений.

Световую площадь окон F _о , м² определяем из выражения:

F_o= F_{o б} * α, (4.1.)

где α-световой коэффициент помещения (принимаем α = 0,1)

F_о = 155,5*0,1=15,6 м²

Количество окон n _об , шт. при боковом освещении определяем из выражения:

n_об = F_о /F_ок , (4.2.)

где F_ок –площадь окна, м² принимаем стандартное окно

размером 1,8х1,56 м, F_ок =2,799 м²

n_об =18,6/2,799=5.6 шт.

принимаем n_об = 6 шт.

Расчет искусственного освещения производственных и вспомогательных помещений сводится к определению количества электрических ламп и рационального их размещения а также правильному выбору типа светильников.

Количество электрических ламп для освещения определяется по формуле:

Z=F_общ *W/Wл, (4.3.)

где W – норма удельной мощности для фермы, Вт/м² ; (W=Вт/м² )

W_л - мощность применяемых на ферме электрических лампочек, Вт

( W_л =100Вт)

Z=7 *155,5/100=10,9

Принимаем 11 штук.

Электрические лампочки на ферме подвешиваются по вершинам квадрата.

Рис.4.1. Схема размещение светильников на ферме.

l-расстояние от стенки к первому ряду электрических ламп, м

L- расстояние между рядами ламп, м (принимаем 3 м).

l - (0,25-0,5) l= (0,5*3=1,5м)

Используя рисунок 4.1.определим высоту подвеса светильников:

Н_п =Н-(h_c -h_p ), (4.4.)

где Н-высота помещения фермы, м (Н=4м)

h_c -расстояние от светильника до потолка, м

h_c =(0,2-0,25) Но, (4.5.)

где Но - расстояние от потолка помещения фермы до рабочей

поверхности, м (принимаем Но=3,2 м )

h_c =0,2*3,2=0,64м

h_p –расстояние от пола помещения до рабочей плоскости, ( h_p =0,8м )

Н_п =4*-(0,64+0,8)=2,56.

Рис.4.2. Схема для определения высоты подвески светильников.

4.9. Безопасность, жизнедеятельность при экстремальных ситуациях.

Безопасность жизнедеятельности в экстремальных ситуациях является системой общехозяйственных мероприятий. Они призваны обеспечить защиту населения, а также их жизнедеятельность от различного вида стихийных бедствий и различных видов оружия массового поражения, а также проведение спасательных и неотложных аварийных работ в очагах массового поражения.

В очагах массового поражения могут оказываться и животноводческие предприятия, поэтому необходимо предусмотреть мероприятия по защите людей, животных и кормов.

Для людей предусматривают различного вида убежища. Для животных убежища не предусматриваются, поэтому для защиты животных предусмотрены такие мероприятия:

1) ведется отбор более продуктивных животных, 10% от общего поголовья;

2) предусматривается наиболее укрепленное и защищённое здание;

3) предусматриваются в помещении запасные выходы;

4) предусматривается для животных автоматическая отвязь;

5) в помещении предусматривается хранилище для кормов с запасом на

5 суток.

Ответственным за выполнение мероприятий по безопасной жизнедеятельности в экстремальных условиях на ферме назначается заведующий фермой. Он занимается всеми организационными вопросами, формирует две строительно-восстановительные бригады из работников фермы.Первая бригада занимается укрытием кормов в торце помещения.

Совместно бригады ведут спасательно-восстановительные работы. В распоряжение бригад выделяются – трактора, грузовой автомобиль, экскаватор и бульдозер.

Для проведения спасательно-восстановительных работ могут привлекаться специализированные бригады со стороны.

4.10. Требования экологии

В последнее время на Украине построено и продолжается строительство крупных животноводческих комплексов, позволяющих увеличивать производство мяса и молока.

Вместе с тем комплексы дают много навоза, концентрация которого на огромной территории вызывает загрязнение окружающей среды. Общий объем отходов животноводческих предприятий измеряется тысячами тонн. Это создает антисанитарную обстановку, загрязняет воздух, почву, поверхностные и грунтовые воды.

Нельзя допускать, чтобы запах распространялся на населенные пункты. Почвы, при поступлении громадного количества навоза загрязняются и не используется по прямому назначению. При поступлении в естественные водоемы неочищенных стоков животноводческих ферм, происходит загрязнение их вод, гибнет рыба и всё живое. Попадание в водоемы навозного стока и силосной жидкости резко снижают в воде содержание растворенного кислорода, воздействует на развитие микрофлоры. Это позволяет сделать вывод, что расположение животноводческих ферм и комплексов рядом с водоемами не допускается.

Навозную жижу необходимо отвозить в специальные хранилища из бетона и других материалов с водоупорными свойствами. Внутренние стены резервуаров необходимо покрыть бетоном для предупреждения от разрушающего действия силосной жидкости.

Нельзя допускать сброс навозной жижи и силосной жидкости в природные резервуары (балки, ямы), во избежания загрязнения грунтовых вод, колодцев.

Анализируемая ферма такими сборными сооружениями не располагает. Навозная жижа складируется рядом с навозом. В настоящее время ведется строительство сборных сооружений.

5.Экономическое обоснование проекта

Расчет себестоимости 1т молока, при проектируемых поточных технологических линиях, ведётся по методике принятой в сельскохозяйственном производстве. [32]

Себестоимость производства 1т молока определяется путём деления суммы денежных затрат на годовой объем производимой продукции по формуле:

С_п = (З_п +З_м -Н)/Q, (5.1.)

где З_п – затраты на оплату труда с отчислениями на социальное страхование,

З_п = 76 339,6 грн;

З_м – материальные затраты, грн;

Н – стоимость побочных продукций, Н=10 050 грн;

Q – годовой объем производимой продукции, т.

С_п =(76339,6+231364-10050)/2400=241 грн.

Материальные затраты определяются по формуле:

З_м =З_сзж +З_к +З_см +З_ру +З_сос +З_опу +СП+П_з +П_дж , (5.2.)

где З_сзж – затраты на средства защиты животных, грн;

Зк – затраты на корма, грн;

З_см – затраты на сырьё и материалы, З_см = 7200 грн [23. С. 211]

З_ру – затраты на работы и услуги, грн;

З_сос – средства для содержания основных средств, грн.

З_опу – затраты на организацию производства и управления, грн;

СП – страховые платежи, грн

П_з – прочие затраты, грн;

П_пж – потери от падежа животных П_ж = 5300грн [ 32.с.153]

З_м =19800+81000+7200+30002+28000+18222+30700+11140+530=231364 грн.

Затраты на средства защиты животных определяется по формуле:

З_сзж = З_псзж +З_исзж , (5.3.)

где З_псзж – затраты на преобретение за счёт хозяйства средств защиты

животных, З_псж = 10800грн,

З_исзж – затраты на использование средств защиты животных ,

З_исзж =9000грн [ 23. С. 116]

З_сзж = 10800+9000=19800грн

Затраты на корма определяются по формуле:

З_к = З_ик +З_пк , (5.4.)

где З_ик – затраты на использование кормов, грн З_ик = 66000 грн [30 .с. 15]

З_пк – затраты на приготовление кормов в кормоцехе,

З_пк = 15000 грн [30. С.17]

З_к =66000+15000=81000 грн

Затраты на работы и услуги определяются по формуле:

З_ру = З_а +З_г +З_тр +З_э +З_т +З_в +З_газ , (5.5.)

где З_а – затраты на услуги автотранспорта, З_а = 12500 грн [33. С. 284]

З_г – затраты на услуги гeжевого транспорта З_г = 8500 грн [32. С.392]

З_тр – затраты на транспортные работы, выполняемых тракторами,

Зтр= 4500 грн [38 .с. 208]

З_э – затраты на услуги по электроснабжению, З_э = 1504 грн [38. С.342]

З_т –затраты на услуги по теплоснабжению, З_т = 2480 грн [24. с. 521]

З_в – затраты на услуги по водоснабжению, З_в = 158 грн [32 .с. 139]

З_газ – затраты на услуги по газоснабжению, З_газ = 360грн

З_ру = 12500+8500+4500+1504+2480+158+360=30002 грн

Затраты на содержание основных средств, используемых непосредственно в производстве, определяются по формуле:

З_сос = З_сзд +З_соб +З_пи , (5.6.)

где З_сзд – затраты на содержание зданий животноводческого назначения,

З_сзд = 8000 грн [ 24. С. 241];

З_соб – затраты на содержание оборудования фермы, З_соб = 14000 грн

З_пи – затраты на производственный инвентарь, З_пи =6000 грн

З_сос = 800+14000+6000=28000 грн

Затраты по организации производства и управления определяется по формуле:

З_опу = (З_п +А+Р)*0,1, (5.7.)

где З_п – затраты на оплату управленческого аппарата, З_п = 9840 грн;

А – аммортизационные отчисления,А=110000 грн [32.c.225…231];

Р – отчисления на текущий ремонт и техническое обслуживание,

Р=62 380 грн [32 с.238]

З_опц = (8000+14000+6000)*0,1=18 222 грн.

Страховые платежи определяются по формуле:

СП=СП₃ +СП_п +СП_м +СП_ж , (5.8.)

где СП₃ - страховые платежи зданий, СП₃ = 9890 грн [24. с.136]

СП_п – страховые платежи передаточных устройств, СП_п = 4430 грн [24 с.136]

СП_м - страховые платежи машин и оборудования, СП_м = 5790 грн [24 с.137]

СП_ж – страховые платежи животных,СП_ж = 10580 грн [24 .с. 137]

СП = 9890+4430+5790+10580=30700 грн

Прочие затраты определяется по формуле:

П_з = П_огр +П_подст . +П_спец +П_лаг +П_пуск +П_нис , (5.9.)

где =П_огр – затраты на ограждение фермы, П_огр = 1000 грн;

П_подст – затраты на подстилку, П _подст = 5000 грн [33 с.140]

П_спец – затраты на спецодежду рабочих фермы, П_спец = 840 грн;

П_лаг – затраты на строительство и cодержание летних лагерей,

П_лаг = 2000 грн;

П_пуск – затраты на пуско – наладочные работы машин в животноводстве,

П_пуск = 1500 грн;

П_нис – затраты на научно-исследовательскую работу, техническую

пропаганду и стандартизацию,

П_нис = 800 грн;

П_з = 1000+5000+840+2000+1500+800=11140 грн

Процент снижения себестоимости продукции (П_с ) определяется как частное от деления разности себестоимости продукции в исходном (С_и ) и проектируемом (С_п ) вариантах на себестоимость продукции (С_и ), выраженное в процентах по формуле:

П_с = [(С_и –С_п )/С_и ]*100, (5.10.)

С_и = 170 грн/т [32.с.19]

С_п = 141 грн/т

П_с = [(170 –141)/170]*100=17,1%

Трудоёмкость производства продукции животноводства определяется по формуле:

Т_п = З_тп /Q, (5.11.)

где З_тп – общие затраты труда по проекту в год на производство продукции с

учетом занятости всего обслуживающего персонала, включая

специалистов,

З_тп = 88800 чел -ч

Т_п = 88800/2400=37 чел-ч/т

Снижение трудоёмкости производства продукции животноводства определяется по формуле:

Тсн = [(З_тс -З_тп /З_тс ]*100, (5.12.)

где З_тс –затраты труда в год на производство продукции в исходном варианте

Т_сн =[(93600-88800)/93600] *100 = 5,1%

Годовая экономия затрат труда на производство продукции животноводства при проектируемых поточных – технологических линиях определяется по формуле:

Э_тр = (З_тс – З_тп )*Q, (5.13.)

Этр = (43-37)*2400=14400 чел-ч

Относительное высвобождение работников фермы при проектируемых поточных-технологических линиях:

ЧР = (З_тс -З_тп )/Ф_д К₃ , (5.14.)

где Ф_д – годовой фонд рабочего времени одного работника, Ф_д = 2050 ч;

К₃ – коэффициент использования рабочего времени,К₃ =1 [28.с.12]

ЧР = (93600-88800)/2400*1=7чел ,

Производительность труда при проектируемых поточных – технологических линиях определяется по формуле:

П_тр =Q/З_тп (5.15.)

П_тр =2400/88800=0,027 т/чел-ч

Рост производительности труда определяется по формуле:

П_{т рост} = (П_тс /П_тр )100, (5.16.)

где П_тс – производительность труда по исходному варианту, П_тс = 0,023 т/чел-ч

П_{т рос} = (0,023/0,027)100=84%

Металлоёмкость производства продукции животноводства определяется по формуле:

М_пп =(М_маш +М_обор )/Q, (5.17)

где М _маш , М _обор - соответственно масса машин и оборудования на

проектируемых поточных-технологических линиях,

М_маш = 45005 кг М_обор =16630 кг

М_пп = (45005+16630)/2400=23,2 кг/т

Энергоёмкость процесса производства продукции животноводчества при проэктировании технологических линий определяется по формуле:

Э_пр = Н_сн ЧК_одн /Q, (5.18.)

где Н_сн – наминальная мощность электроустановок на проэктируемых

поточных – технологических линиях, Нсн = 195 кВт [30. c. 13…20];

Ч – число часов работы электроустановок в год, Ч=2950 ч;

К_одн – коэффициент одновременности работы установок, К_одн =0,6;

Э_пр =195*2950*0,6/2400=143 кВт-ч/т

Фондоёмкость производства продукции на ферме:

Ф_ем =(К_зд +К_маш +К_пер )/Q, (5.19.)

где К_зд , К_маш ,К_пер - капитальные вложения в задание, в машины,

в передаточные устройства,

К_зд =289450грн

К_маш =8300грн

К_пер =500грн

Ф_ем =(289450+8300+500)/2400=125 грн/т

Фондовооружонность труда работников поточных- технологических линий:

Ф_тр =(К_зд +К_маш +К_пер )/Н_раб (5.20)

где Н_раб – количество работников, работающих на проэктируемых

поточных - технологических линиях, Н_раб =53 чел.

Ф_тр =(289450+8300+500)/53 =5627грн/чел

Напряженность использования производственных площадей фермы при проектируемых поточных –технологических линиях определяется по формуле:

Н_ипп =В_пр /П_пл , (5.21.)

где В_пр – валовая продукция фермы, В_п р = 336000 грн;

П_пл – производственная площадь рабочих мест поточных

технологических линий, П_пл = 11736м² .

Н_ипп =336000/11736=28,6грн /м²

Годовая экономия от снижения себестоимости производимой продукции определяется по формуле:

Э_г = (С_с -С_п )Q, (5.22.)

Э_г =(170-141)2400=69600 грн

Срок окупаемости (Т_ок ) капитальных вложений проектируемых поточных – технологических линий определяется по формуле:

Т_ок =К_птл /Э_г (5.23.)

Т_ок =298250/69600=4,2 года

Годовый экономический эффект:

Э_э =[(С_с +Е_н К_с )-(С_п +Е_н *К_п )]Q, (5.24.)

где Е_н – коэффицент нормативной экономической эффективности

капитальных вложений,

Е_н =0,15 [24. С. 13;]

К_с , К_п – соответственно удельные капитальные вложения по исходным и

проэктируемым технологическим линиям,

Кс=36,6грн/т [ 24. С. 521]

К_п = 28,9 грн/т

Э_э =[(170+0,15*36,6)-(141+0,15*28,9)]2400 = 78596 грн

Основные технико –экономические показатели проектируемого и исходного вариантов поточных- технологических линий сводятся в таблице 5.1.

Таблица 5.1.Основные технико – экономические показатели проэктируемых поточных-технологических линий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем дипломном проекте разработаны технологические линии обслуживания животных с применением высоко производственных, наиболее экономичных машин.

Одним из основных, наиболее трудоёмких технологических процессов на ферме крупного рогатого скота является уборка навоза. Внедрение конструкторской разработки – устройства для очистки стойл – позволяет уменьшить затраты ручного труда, снизить себестоимость единицы продукции, повысить производительность труда, облегчить труд животноводов.

Производственный технико – экономический расчёт показывает, что производительность труда на спроектированных поточных технологических линиях возрастает на 17%, себестоимость продукции снижается на 20,6%, годовая экономия от снижения себестоимости продукции составляет 69600 грн., годовой экономический эффект – 78596 грн., капитальные вложения окупаются за 4,2 года.

Разработанные мероприятия по охране труда позволяет снизить показатели травматизма и заболеваемости, уменьшить потерю рабочего времени по нетрудоспособности, улучшить санитарно – бытовые условия животноводов, что в конечном итоге также повлечет за собой повышение производительности труда.