ЭМТЖ.РРМТ. КР Енидеркин В.Ю.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Южно-Уральский государственный аграрный университет»
(ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)
Институт агроинженерии
Факультет инженерно-технологический
Кафедра эксплуатации машинно-тракторного парка и технологии механизации
животноводства
Дисциплина
«Методы и средства ресурсосбережения при производстве
продукции растениеводства и животноводства»
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему
РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ МАШИННОЙ
ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ
по направлению подготовки – 35.04.06 Агроинженерия
профиль – Технологии и технические средства для производства
сельскохозяйственной продукции
Обучающийся
В.Ю. Енидеркин
Группа
МИ-11
Руководитель
д.т.н., профессор
Н.С. Сергеев
Челябинск
2023
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Изм.
Лист
№ Документа
Разработал
Енидеркин
В.Ю.
Сергеев Н.С.
Руковод.
Н. Контр.
Утверд.
Подпись
Дата
Разработка ресурсосберегающей
машинной технологии
измельчения зерновых кормов
Лит.
Лист.
Листов
ЮУрГАУ, каф. ЭМТЖ, гр.
МИ-11
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………...…………………3
1
Производственно-технологическая характеристика фермы с уточнением
генерального плана………………………………………………...…….......4
1.1 Обоснование и выбор схемы генерального плана фермы………………...4
2
Проектирование технологических линий приготовления кормов………..8
2.1 Расчет технологической линии……………………………………………...8
3
Разработка инструкции измельчителя сыпучих кормов…………………35
4
Определение показателей экономической эффективности…………...…37
Заключение……………………………………………………………………….38
Список литературы………………………………………………………………39
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
2
Введение
В основе проектирования животноводческих помещений должны быть
заложены производственные технологии, обеспечивающие получение высокой
продуктивности животных.
Животноводческие фермы, в зависимости от назначения, могут быть
племенными и товарными. На племенных животноводческих фермах ведут
работу по совершенствованию пород и выращивают высокоценных племенных
животных, которых затем широко используют на товарных фермах для
получения приплода, идущего на пополнение стада. На товарных - производят
продукты
животноводства
для
народного
потребления
и
для
нужд
промышленности.
В зависимости от биологического вида животных различают фермы
крупного рогатого скота, свиноводческие, коневодческие, птицеводческие и др.
На фермах крупного рогатого скота животноводство развивается по следующим
основным направлениям: молочное - для производства молока, молочно мясное для производства молока и говядины и мясное скотоводство.
Скотоводство - одна из основных отраслей животноводства нашей
страны. От крупного рогатого скота получают высокоценные продукты
питания. Крупный рогатый скот - основной производитель молока и более 95%
производства этого ценного продукта приходится на молочное скотоводство.
В состав фермы крупного рогатого скота входят основные и
вспомогательные здания и сооружения: коровники, телятники с родильным
отделением, помещение для содержания молодняка, доильно-молочные блоки,
пункты искусственного осеменения, здания ветеринарного назначения,
кормоприготовительные помещения, выгульно-кормовые дворы. Кроме того,
на фермах строятся инженерные сооружения, навесы для грубых кормов,
навозохранилища, навесы для хранения техники, пункты технического
обслуживания.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
3
1 Производственно–технологическая характеристика фермы с
уточнением генерального плана
1.1 Обоснование и выбор схемы генерального плана фермы
Исходные данные:
Поголовье животных (КРС) 600 голов
Содержание животных (КРС) беспривязное
Продуктивность животных (КРС) 6 500 icr. год/гол.
Другие данные (ген план GEA 600 гол.)
На фермах в отдельные группы выделяют глубокостельных и
новотельных коров, которых размещают в родильном отделении. При
беспривязном содержании для сухостойных коров предусматривают отдельное
здание или помещение.
,
где
(1)
– поголовье животных в одной технологической группе, гол.;
– поголовье животных, размещаемых в одном здании, гол.
𝑘=
600
=1
600
На молочной ферме кроме числа коровников определяется потребность
в родильном отделении с профилакторием для телят, в коровниках для
сухостойных коров и нетелей, а также в телятниках и зданиях для молодняка.
На проектируемой ферме предусмотрите хранилища (склады) кормов.
Емкость складских помещений и сооружений для хранения кормов
определяется поголовьем скота, продолжительностью кормового периода,
составом рационов и объемной массой кормов, а также нормативным запасом
кормов.
Годовая потребность в кормах для фермы может быть определена по
одному из следующих расчетов.
Cуточный расход Мсут кг, каждого вида корма составит:
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
4
,
где
(2)
– суточная масса корма на одно животное в i-ой технологической
группе, кг/гол.;
– поголовье животных в i-ой технологической группе, гол.
Мсут.сенаж = 4 200 кг;
Мсут.силос = 9 000 кг;
Мсут.корнеклубнеплоды = 4 200 кг;
Мсут.концентраты = 23 400 кг;
Мсут.мин.добавки = 3 000 кг.
Потребность в кормах
, кг, на зимний стойловый период
определите по формуле:
,
где
(3)
– продолжительность стойлового периода, дн. (для Южного
Урала
дн.);
– коэффициент, учитывающий потери корма при его хранении и
транспортировке
(для
концентрированных
корнеклубнеплодов
кормов
, для сена, сенажа и силоса
,
для
).
Мгод.сенаж = 4 200 * 220 * 1,1 = 1 016 400 кг;
Мгод.силос.= 9 000 * 220 * 1,1 = 2 178 000 кг;
Мгод.корнеплод = 4 200 * 220 * 1,03 = 951 720 кг;
Мгод.концентраты = 23 400 * 220 * 1,01 = 5 199 480 кг;
Мгод.мин.добавки = 3 000 * 220 * 1,01 = 666 600 кг;
Общую вместимость хранилищ
, м3, для хранения годовых запасов
кормов рассчитайте по формуле:
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(4)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
5
где
соломы
– плотность корма при хранении, кг/м3 (примите для сена и
, для сенажа
корнеплодов
, для силоса
, для
, для концентрированных кормов
кг/м3).
V= 1 016 400 / 500 = 2 032,8 м3;
V= 2 178 000 / 1000 = 2 178 м3;
V= 951 720 / 800 = 1 189,65 м3;
V= 5 199 480 / 500 = 10 398,96 м3;
V= 666 600 / 500 = 1 333,2 м3;
Вместимость единичного хранилища
, м3: траншеи силоса и сенажа
на: 500 (при коэффициенте заполнения 0,95…0,98); бурты корнеплодов на: 200
м3; склады концентрированных кормов: 500 м3 (при коэффициенте заполнения
0,65…0,75).
Необходимое количество хранилищ
, шт., определите по формуле:
,
где
(5)
– коэффициент заполнения хранилища.
В моем примере соответственно:
kx= 2 032,8 /(500*0,98)= 4,15 = 5 шт;
kx= 2 178 /(500*0,98)= 4,45 = 5 шт;
kx= 1 189,65 /(200*0,85)= 7 шт;
kx= 10 398,96 /(500*0,75)= 27,73 = 28 шт;
kx= 1 333,2 /(500*0,75)= 3,6 = 4 шт;
Суточный выход навоза
, кг/гол., от одной коровы рассчитайте по
формуле:
,
где
(7)
- масса подстилки, кг/гол.
В моем примере mсут=1655 кг/гол.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
6
,
Годовой выход навоза от одной коровы
, кг/гол., определите по
формуле:
,
где
(8)
- длительность накопления навоза в течение года, дн.
кг/гол.
=
,
где
(10)
- длительность стойлового периода, дн.;
- коэффициент, учитывающий период возможного пребывания
животных в стойловых помещениях в пастбищный период (
).
=220+0,5(365-220)=292,5 дн;
Годовое производство молока на ферме
, кг, рассчитайте по формуле:
,
где
(13)
– плановый годовой надой молока на одну корову, кг.
Q = 6 500 * 600 =3 900 000 кг.
Ориентировочную
площадь
земельной
территории
,
м2 ,
для
строительства фермы крупного рогатого скота рассчитайте по формуле:
,
где
(14)
– потребность в земельной территории в расчете на одну корову,
м2/гол. (примите
м2/гол.).
S=80*600=48000м2.
В моём проект площадка представляет собой прямоугольник.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
7
2 Проектирование технологических линий приготовления кормов
2.1 Расчёт технологической линии
Массу органического вещества
, кг, каждого кормового компонента
определите по формуле
,
где
(1)
– масса органического вещества кормовой смеси по рациону,
кг/гол.;
- доля органического вещества кормового компонента в составе смеси.
Массу кормовых компонентов в натуральном виде определите, используя
соответствующие значения содержания в них влаги и золы, по формуле
,
,
(2)
- содержание соответственно влаги и золы в кормовом компоненте.
Общую массу натурального корма в суточном рационе одной коровы
, кг/гол., определите как
,
(3)
𝑚сут = 73.
Если часть кормов не проходит через кормоцех, то уточните массу смеси
, кг/гол., по формуле
,
где
(4)
- масса кормовых компонентов, исключенных полностью или
частично из состава смеси, кг/гол.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
8
"
𝑚сут
= 73 − 68 = 5 ,
Далее рассчитайте суточную производительность кормоцеха
, кг/ч,
по формуле
,
где
(5)
- поголовье коров на ферме, гол.
𝑊сут = 600 ∙ 5 = 3 000 ,
Доля каждого кормового компонента
в натуральном виде от общей
массы смеси, получаемой в кормоцехе, по формуле
,
где
(6)
- масса каждого кормового компонента, полностью или частично
входящего в состав смеси, кг/гол.
𝛽𝑖нат =
14,6
= 2,92
5
Часовую производительность смесителя (кормоцеха)
, кг/ч, определите
по формуле
,
где
(7)
- грузоподъемность выбранного раздатчика кормов, кг;
- продолжительность погрузки кормовой смеси в раздатчик, ч (
ч).
,
Необходимое
количество
смесителей
выбранной
марки
,
шт.,
рассчитайте по формуле
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
9
,
где
(8)
- производительность смесителя по технической характеристике, кг/ч.
Часовую производительность других технологических линий
, кг/ч,
рассчитайте по формуле
,
где
(9)
- доля натурального корма в составе смеси.
𝑊𝑖ч = 7000 ∙ 2,92 = 20 440 ,
Прежде чем выбрать машины и оборудования этих линий, определите
расход кормов по ферме за сутки
, кг, по формуле
,
(10)
𝑀𝑖сут = 600 ∗ 14,6 = 8 760 ,
Приняв двукратное или трехкратное кормление, подсчитайте расход
кормов по ферме за одно кормление
, кг, по формуле
,
где
(11)
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения корма по
кормлениям (
);
- кратность раздачи кормов.
𝑀𝑖 раз =
8 760 ∙ 1,1
= 4 818
2
Необходимую геометрическую вместимость питателя
, м3, определите из
условия
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(12)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
10
где
- плотность кормового компонента, кг/м3;
- коэффициент заполнения питателя (
𝑉𝑖 =
4 818
60∙0,8
).
= 100,38 ,
Подача питателя-дозатора должна находиться внутри диапазона подач,
указанных в технической характеристике, то есть
<
<
.
(13)
См. приложение 2.
Линия погрузки, транспортирования и раздачи кормов
В случае, если из кормов приготовлена смесь, то массу кормовой
смеси на одно кормление, кг, определите по формуле
,
где
(3)
– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения корма по
кормлениям (
);
- суточный расход отдельного вида корма, кг.
Мсм раз =
1,20
2
∗ 8 760 = 5 256 ,
Разовую норму выдачи отдельного вида корма
или смеси
,
кг/гол, в расчете на одно животное определите по формулам
,
где
(4)
– количество животных на ферме, гол.
тнсм =
5 256
600
= 8,76 ,
Кормовая смесь из кормоцеха подается выгрузным транспортером. Его
подача равна часовой производительности смесителя, также принята
продолжительность погрузки кормовой смеси в бункер мобильного раздатчика.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
11
Массу корма, необходимую для выдачи животным в одном кормовом
проходе
, кг, определите по выражению
,
где
(6)
- разовая норма выдачи корма (кормовой смеси), кг/гол.;
- количество животных, находящихся в одном кормовом ряду, гол.;
- количество рядов животных в кормовом проходе (
или
);
- коэффициент, учитывающий запас корма в бункере (
).
Мк𝑛 = 8,76 ∙ 300 ∙ 2 ∙ 1,05 = 5 518,8 ,
Затем определите массу корма,
, кг, вмещаемого в кузов раздатчика, с
учетом его вместимости и плотности корма, по формуле
,
где
(7),
- вместимость бункера раздатчика, м3;
- насыпная плотность корма (кормовой смеси), кг/м3;
- коэффициент заполнения объема бункера (
).
Насыпная плотность отдельных видов кормов приведена в таблице 6.
Насыпную плотность кормовой смеси
, кг/м3, определите по формуле
,
где
(8)
– насыпная плотность i-го корма, кг/м3;
– масса i -го корма в смеси, кг.
𝜌
Для
𝐶𝑀=
4200∙300+9000∙350+4200∙600+23400∙500+3000∙1000
=2 469,18
8760
выполнения
зоотехнических
требований,
необходимо
чтобы
расчетные значения масс корма находились в следующем соотношении
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
12
. Однако при этом масса корма в бункере не должна превышать
грузоподъемность раздатчика, т.е.
. Превышение грузоподъемности
кормораздатчика допускается не более чем на 10 %. Если
>
>
, то
следует уменьшить количество обслуживаемых рядов животных в формуле 6
либо подобрать другой кормораздатчик.
Необходимое количество мобильных тракторных раздатчиков
, шт.,
определите по формуле
,
где
(9)
– требуемая производительность технологической линии раздачи
кормов, кг/ч;
- расчетная производительность технологической линии раздачи
кормов, кг/ч.
Требуемая производительность
, кг/ч, устанавливается на основе
допустимой длительности разовой раздачи корма на ферме, т.е.
,
где
(10)
– допустимая продолжительность разовой раздачи кормов на ферме, ч
ч).
(
𝑊𝑚л =
Расчетная
производительность
5 256
= 2 628 ,
2
,
кг/ч,
отражает
фактические
возможности раздатчика кормов в конкретных условиях его использования на
ферме и рассчитывается по формуле
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
13
,
где
(11),
– продолжительность одного рейса (цикла) кормораздатчика, ч.
𝑊ф =
3716,6
= 3629,49
1,024
Продолжительность одного рейса кормораздатчика
,ч, определите по
формуле
,
где
(12)
– продолжительность соответственно погрузки корма в
раздатчик, движения с грузом, раздачи корма, движения без груза
(холостой ход) и подготовительно-заключительных операций, ч.
,
Составляющие времени одного рейса транспортирования и раздачи корма
определите по формулам
,
где
,
,
,
(13)
– среднее расстояние транспортирования кормов от мест хранения до
животноводческих помещений, км;
- скорость движения раздатчика с грузом и порожнего, км/ч (при
движении по внутрифермским дорогам
кормов с полей
км/ч, при перевозке
км/ч);
- производительность раздатчика на выдаче корма, кг/ч.
𝑡𝑛 =
Изм
Раз.
Рук.
Лист
3716,6
7000
= 0,53;
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
; 𝑡𝑝 =
3716,6
153679,7
= 0,024;
;
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
14
Расстояние транспортирования заготовленных кормов по территории
фермы составляет 0,05…0,3 км.
Производительность раздатчика на выдаче корма
, кг/ч, определяется
соответствующей настройкой выгрузных устройств, зависит от скорости
движения и рассчитывается по формуле
,
где
(14)
– линейная плотность распределения корма по фронту кормления, кг/м;
– скорость движения тракторного раздатчика (самоходного раздатчика)
вдоль кормушек, км/ч (
км/ч);
– число рядов животных, обслуживаемых раздатчиком за один рейс;
– коэффициент, учитывающий пробуксовку трактора (
).
Линейную плотность распределения отдельного вида корма
или
кормовой смеси
, кг/м, по фронту кормления определите по формулам
,
где
(15)
–фронт кормления, м/гол. (при беспривязном – 0,8 м/гол.).
Продолжительность подготовительно-заключительных операций примите
не более 0,01 ч.
Количество рейсов тракторного раздатчика (самоходного раздатчика)
определите по формуле
.
𝑛𝑝 =
Изм
Раз.
Рук.
Лист
5 256
3716,6
(16)
= 1,41.
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
15
Рассчитайте
продолжительность
работы
тракторного
раздатчика
(самоходного раздатчика) в расчете на одно кормление животных
, ч, по
формуле
.
(17)
𝑇раз = 1,024 ∙ 1,41 = 1,44 ч.,
Как было отмечено, разовое кормление животных должно быть выполнено
в течение
часов. Тогда по соотношению
можно
определить количество кормораздаточных средств, как и по формуле 9.
Линия удаления навоза
Суточный выход навоза на одно животное складывается из выделенных
экскрементов
и
внесенной
технологического
подстилки.
проектирования
Согласно
систем
НТП-17-99
удаления
и
«Нормы
подготовки
к
использованию навоза и помета» суточный выход экскрементов от одной
коровы в расчетах принимают
кг, в том числе кал – 35 и моча 20 кг.
Данные для расчета выхода навоза по группам животных приведены в таблице 2.
Суточный выход твердого подстилочного навоза
, кг/гол., от одной
коровы рассчитайте по формуле
,
где
(1)
- масса подстилки, кг/гол.
,
Годовой выход навоза от одной коровы
, кг/гол., определите по
формуле
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
16
,
где
(4),
- длительность накопления навоза в течение года, дн.
,
где
(5)
- длительность стойлового периода, дн. (по НТП-1-99 для Южного
Урала
дн.);
- коэффициент, учитывающий период возможного пребывания
животных в стойловых помещениях в пастбищный период (
В целом по ферме суточный и годовой выход навоза
).
,
, кг, от
коров определите по формулам
,
где
(6)
- поголовье коров на ферме, гол.
Мсут = 600 ∙ 57 = 34200,
Мгод = 600 ∙ 16672,5 = 10 003 500,
Движущийся скрепер перемещает впереди себя собранный навоз в форме
тела волочения, имеющего объем
. Массу одной порции навоза
, кг,
,
(10)
определите по формуле
- плотность навоза, кг/м3 (
кг/м3).
МI = 0,27 ∙ 800 = 216 ,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
17
Объем тела волочения
, м3, зависит от ширины канала и высоты скрепера
и рассчитывается по формуле
,
где
(11)
- площадь продольного сечения слоя навоза, м2;
- ширина канала, м (
м);
- высота скребка, м (
м);
α – угол естественного откоса навоза при движении, º (
º).
,
Производительность скреперной установки
, кг/ч, определите по
формуле
,
(12)
где z – число скреперов на установке, шт. (z = 2 или z = 4);
- продолжительность цикла удаления навоза из каналов, с.
Продолжительность цикла
, с, разовой очистки каналов рассчитайте по
формуле
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(13)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
18
где
- длина пути перемещения навоза до поперечного канала, м (30 или 60 м);
- скорость скрепера, м/с (
0,04…0,06 м/с);
- время, необходимое для изменения направления движения
(реверсирования) скрепера, с (
с).
,
В течение суток каналы очищаются от навоза до шести раз. Расчетную
кратность удаления навоза
определите по формуле
.
600∙57
𝑎=
4∙216
(14)
= 40.
Производительность транспортного средства
, кг/ч, рассчитайте по
формуле
,
где
(23)
– количество навоза, перемещаемого за один рейс, кг;
– продолжительность одного рейса, ч.
,
Продолжительность рейса
погрузки
Изм
Раз.
Рук.
Лист
, движения с грузом
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
, с, складывается из времени, требуемого для
, выгрузки
, движения без груза (холостой
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
19
ход)
и на подготовительно-заключительные операции
, и рассчитывается
по формуле
,
где
(24)
- продолжительность выгрузки навоза и подготовительно-
,
заключительных операций, ч (примите в пределах до 0,1 ч).
Другие составляющие продолжительности рейса определите так:
,
где
-
производительность
,
,
стационарного
конвейера
(25)
(нескольких
конвейеров) или насосной установки, которыми навоз подается в
транспортный агрегат, кг/ч;
- среднее расстояние транспортирования навоза от животноводческих
помещений в хранилище (прифермское или полевое), км;
,
- скорость движения соответственно с грузом и без груза, км/ч.
,
,
Количество рейсов
,
для транспортирования навоза определите по
формуле
.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(26)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
20
𝑛𝑝 =
34 200
4000
= 8,55 .
Общая продолжительность работы, рассчитанная на один транспортный
агрегат, составит
.
(27)
𝑇общ = 8,55 ∙ 2,14 = 18,30 ,
Количество транспортных агрегатов
𝑛агр =
, шт., определите по формуле
Тобщ
Тсм ∙𝜏𝑢
=
18,30
8 ∙0,85
= 2,69 = 3 агрегата.,
(28)
где
- продолжительность рабочей смены, ч;
– коэффициент использования времени смены (
Площадь хранилища
, м2, для навоза определите по формуле
,
где
).
– высота укладки навоза, м (
(42)
м);
- плотность твердого навоза, кг/м3.
𝑆=
Изм
Раз.
Рук.
Лист
600∙16672,5
2∙800
= 6252,19.
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
21
Линия доения коров
Таблица 1 – Исходные данные
Интервал
Поголовье
Годовой
коров
удой,
,
гол.
Коэффициент
времени
вариации
между
,
разовых
доениями,
кг/гол.
удоев,
ч
600
6500
12, 12
0,25
Показатель
индивидуальных
свойств коров
1,2…2,4
Определите среднюю по стаду продолжительность машинного доения
коров
, с/гол., по формуле
,
где
(1)
– средний по стаду показатель индивидуальных свойств молокоотдачи;
– средний по стаду разовый удой, кг/гол.
𝑚𝑡 = 60 ∙ 1,8 ∙ √10,76 = 354,3 ,
Средняя величина
по формуле
,
.
Средний разовый удой
, кг/гол., с учетом принятой кратности доения
коров, определите по формуле
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
22
где
- годовая продуктивность коров, кг/гол.;
- интервал времени между очередными доениями в соответствии с
установленным распорядком дня на ферме, ч;
- продолжительность лактации коров, дней (
𝑄=
).
6500 ∙ 12,12
= 10,76
24 ∙ 305
Определяется среднее квадратическое отклонение продолжительности
машинного доения
, с/гол., по формуле
,
где
(2)
- минимальный и максимальный разовый удой в стаде, кг/гол.
𝜎𝑡 =
60 ∙ (2,4√16,14 − 1,2√5,38)
= 69,36
6
Диапазон изменения разовых удоев определите по формулам
,
где
- коэффициент вариации разовых удоев.
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 10,76 ∙ (1 + 2 ∙ 0,25) = 16,14
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 10, 76 ∙ (1 − 2 ∙ 0,25) = 5,38 .
Количество доильных аппаратов
, шт., обслуживаемых одним
оператором, определите по формуле
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
23
,
где
(3)
- продолжительность ручных операций, с/гол. (
𝑘𝑎𝑛 =
354,3
50
с/гол.)
+1=8
В случае доения на установке с автоматизацией заключительных операций
продолжительность цикла
, с, определите по формулам
,
(16)
.
(17)
𝑡ц′ = 2 ∙ [27 + 21 + 8 ∙ (5 + 10)] = 336 ,
𝑡ц" = 27 + 8 ∙ (50 + 10) + 354,3 + 0,9 ∙ 69,36 + 30 + 21 = 974,72
В последующих расчетах используйте большее из полученных значений
продолжительности цикла.
Ритм , с, доения групп коров (по
коров в каждой группе) вычислите по
формуле
.
𝑟=
974,72
2
(18)
= 487 .
Количество коров
, гол., которое может быть обслужено на одной
доильной установке за время разового доения стада, определите по формуле
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(19)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
24
где
- число групп по
коров.
,
Число групп коров
вычислите по формуле
.
где
(20)
- длительность разового доения всех коров на ферме (
𝑛гр =
ч).
3600 ∙ 3,3 − 974,72 + 487
= 23,39 ,
487
Производительность доильной установки
, коров в час, рассчитайте по
формуле
.
𝑊𝑦 =
На
(21)
3600 ∙ 6 ∙ 2
= 44,32 ,
974,72
автоматизированной
установке
производительность в расчете на оператора
работает
один
оператор,
, коров в час, составит
.
Необходимое количество доильных установок
, шт. на все стадо коров
вычислите по формуле
(22)
где
Изм
- коэффициент, учитывающий долю дойных коров в стаде (
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
).
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
25
𝑛𝑦 =
600∙0,85
168,72
= 3,02 = 3 ,
Число доильных установок округлите до целого.
Ритм
, с, работы доильного зала, оснащенного несколькими доильными
установками, рассчитайте по формуле
.
.𝑟3 =
974,72
2∙3
(23)
= 163
Общую пропускную способность доильного зала определите по формуле
.
(24)
𝑊3 = 44,32 ∙ 3 = 132,96 .
Линия первичной обработки молока
Производительность линии доения
, кг/ч, определите по следующей
формуле
,
где
(1)
- поголовье коров на ферме, гол.;
- годовой удой, кг/гол.;
- коэффициент, учитывающий возможное увеличение количества
молока в сравнении со среднемесячным надоем (
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
);
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
26
- доля максимального разового удоя в суточном надое молока (
при 2-кратной дойке и
при 3-кратной дойке);
- доля дойных коров в стаде (
);
- число дней в календарном месяце;
- длительность разового доения коров на ферме, ч (
М𝜕 =
600∙6500∙1,2∙0,6∙0,85
2∙305
= 3 912,78 ,
Объемная производительность линии доения
, л/ч, по формуле
,
где
ч).
(2)
- плотность молока, кг/м3.
𝑉𝜕 =
1000∙3912,78
1027,3
= 3809 ,
Процессы доения и первичной обработки молока могут осуществляться
одновременно или с небольшим разрывом во времени. Оборудование молочных
отделений ферм обычно комплектуется в линии с производительностью
, равной 1000 (0,28), л/ч (кг/с).
Если
, то молоко накапливается в приемном баке до пуска его
на обработку. При этом разница окончания доения коров и обработки молока
должна составить, например, 0,25 часа.
Рабочую вместимость
, л, определите по формуле
,
(3)
где 1,25 – коэффициент, учитывающий неравномерность поступления молока.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
27
,
Разность температур между пастеризованным и сырым молоком
, ºС,
,
где
(4)
- коэффициент рекуперации, характеризующий долю возвращенной
теплоты в рекуператоре (Е = 0,80…0,85);
- начальная температура сырого молока, ºС;
- температура пастеризации, ºС.
,
В рекуператоре холодное молоко подогревается до температуры
.
, ºС
(5)
.
Горячее пастеризованное молоко, в свою очередь, охлаждается до
температуры
, ºС
.
(6)
.
Площадь рабочей поверхности рекуператора
, м2, определите по
формуле
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
28
,
где
(7)
- производительность линии обработки молока, кг/с;
- теплоемкость молока, Дж/(кг·ºС);
- коэффициент теплопередачи для рекуператора, Вт/(м2·ºС).
Температуру горячей воды
, ºС, выходящей из секции пастеризации,
рассчитайте по формуле
,
где
(8)
- теплоемкость горячей воды, Дж/(кг· ºС);
- кратность расхода теплоносителя, (
).
,
Площадь рабочей поверхности секции пастеризации
, м2 ,
определите по формуле
,
где
Изм
Раз.
Рук.
Лист
(9)
- коэффициент теплопередачи для пастеризатора, Вт/(м2·ºС).
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
29
,
Средний температурный напор
, ºС, рассчитайте по формуле
.
(10)
.
Начальную температуру водопроводной воды примите равной
ºС. В пластинчатых охладителях при кратности расхода воды
разность между конечной температурой молока и начальной температурой
воды не превышает
ºС. При этих условиях температура молока на
выходе из секции водопроводного охлаждения составит
и определится по
формуле
.
(11)
.
Температуру отепленной воды, выходящей из охладителя, определите по
формуле
,
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(12)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
30
где
- теплоемкости молока и водопроводной воды при средних
температурах этих жидкостей, Дж/(кг·ºС), определяемые по формулам:
,
,
Средний температурный напор
, ºС, для секции охлаждения
водопроводной водой рассчитайте по формуле
.
(13)
Площадь рабочей поверхности охладителя определите по формуле
,
где
(14)
- теплоемкость водопроводной воды и молока соответственно,
Дж/(кг· ºС);
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
31
- коэффициент теплопередачи для охладителя, Вт/(м2· ºС).
Окончательное охлаждение молока до температуры
ºС проводят
в секции охлаждения ледяной водой. Начальная температура ледяной воды
ºС.
Средние температуры жидкостей определите по следующим формулам
,
Этим температурам жидкостей соответствуют средние теплоемкости
. Кратность расхода ледяной воды
,
.
.
Расчетную конечную температуру ледяной воды определите по формуле
.
(15)
.
Средний температурный напор для секции охлаждения ледяной водой
.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(16)
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
32
При установившемся режиме работы теплообменного аппарата должно
соблюдаться следующее состояние теплового баланса (Вт):
,
(17)
82215=82215,01
где
- теплота, внесенная в аппарат входящим молоком;
;
;
- теплота, циркулирующая в аппарате в секции рекуперации;
;
;
- теплота, внесенная в аппарат горячей водой;
;
;
- теплота, унесенная из аппарата водопроводной водой;
;
;
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
33
- теплота, унесенная из аппарата ледяной водой;
;
- теплота, унесенная охлажденным молоком;
.
Потери холода примите равными 10 % от его расхода на охлаждение
молока. Рабочую холодопроизводительность водоохлаждающих установок
, Вт, определите как сумму расхода холода на охлаждение молока и потерь
холода по формуле
.
(18)
.
Суточный надой молока на ферме рассчитайте по формуле
.
Мсут =
Изм
Раз.
Рук.
Лист
600∙6500∙1,2∙0,85
305∙1033,3
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
(19)
= 12,62 .
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
34
3
Разработка конструкции измельчителя сыпучих кормов
Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к
механизации технологических процессов сельскохозяйственного производства,
и предназначена для использования его в животноводческой отрасли, в
индивидуальных фермерских и крестьянских хозяйствах, .
Разработка технологии ресурсосберегающих машин для измельчения
зерновых кормов с использованием вертикальной дробилки Vertica DFZK-2
компании Buhler AG. Такой агрегат используют на мелькомбинате организации
ООО «Объединение» Союзпищепром».
Цель:
Проект направлен на разработку ресурсосберегающей технологии
измельчения зерновых кормов с использованием вертикальной дробилки
Vertica DFZK-2 компании Buhler AG. Технология поможет снизить
энергопотребление, свести к минимуму отходы и улучшить качество
измельченного корма.
Методология:
1. Провести исследование, чтобы понять существующую технологию
измельчения зерновых кормов и ее ограничения.
2. Проанализируйте технические характеристики вертикальной дробилки
Vertica DFZK-2 компании Buhler AG.
3. Разработать конструкцию машины, оптимизирующую использование
ресурсов, снижающую потребление энергии и минимизирующую количество
отходов.
4. Выполните моделирование и тесты для оценки производительности
технологии машины.
5. Задокументируйте результаты и дайте рекомендации по дальнейшим
улучшениям.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
35
Практические результаты:
1. Подробный отчет о разработке ресурсосберегающей машинной
технологии измельчения зерновых кормов.
2. Прототип машинной техники.
3. Данные о производительности и анализ технологии машины.
Ожидаемые результаты:
1. Ресурсосберегающая машинная технология, снижающая потребление
энергии и количество отходов.
2. Улучшено качество измельченного корма.
3. Экономические выгоды от снижения энергопотребления, минимизации
отходов и повышения качества продукции.
Вертикальная молотковая мельница Vertica DFZK-2 компании Buhler AG
используется для измельчения различных материалов, таких как зерно,
кукуруза и семена масличных культур. Он имеет производительность до 22
метрических тонн в час и рассчитан на высокую эффективность, низкое
тепловыделение и низкий уровень шума. Мельница имеет диаметр ротора 1200
мм и оснащена 72 молотками из закаленной стали, обеспечивающими высокий
уровень износостойкости. Молотки можно легко заменить с помощью системы
быстрой замены мельницы. Мельница также оснащена сложной системой
аспирации, которая удаляет пыль и мусор из камеры измельчения, обеспечивая
чистый и гигиеничный процесс. Vertica DFZK-2 подходит для различных
применений, включая корма для животных, корма для домашних животных,
производство этанола и мукомольное производство. Он разработан в
соответствии
с
самыми
высокими
стандартами
производительности,
надежности и безопасности. Все необходимые документы с описанием конструкции
агрегата, схемах, чертежах, методических указаний по эксплуатации и ремонту,
прилагаю отдельным документом к данной работе.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
36
4
Определение показателей экономической эффективности
Для определения показателей экономической эффективности выполните
следующие действия:
1. Рассчитайте общую стоимость живого труда, сложив заработную плату,
пособия и другие расходы, связанные с трудом, за определенный период
времени.
2. Определите количество единиц продукции, произведенной за тот же период
времени.
3. Разделите общую стоимость живого труда на количество произведенных
единиц продукции, чтобы получить стоимость живого труда в человеко-часах
на единицу продукции, которая выражается в г/ц молока.
4. Для определения удельного потребления электроэнергии подсчитайте общее
количество электроэнергии, использованной за определенный период
времени, и разделите ее на количество единиц продукции, произведенной за
этот же период времени. Это даст вам удельный расход электроэнергии,
выраженный в кВтч/c или кВтч/голова.
5. Чтобы определить удельную потребляемую мощность, рассчитайте общую
мощность, использованную за определенный период времени, и разделите ее
на количество единиц продукции, произведенной за этот же период времени.
Это даст вам удельную потребляемую мощность, выраженную в кВтч/c.
6. Чтобы определить удельные эксплуатационные расходы, сложите все
расходы, связанные с функционированием производственного процесса в
течение определенного периода времени, и разделите их на количество
единиц продукции, произведенной за этот же период времени. Это даст вам
удельные эксплуатационные расходы, выраженные в руб./ц.
Затраты живого труда в человеко-часах на единицу получаемой продукции
равняется 1,6 чел.·ч/ц молока.
- удельный расход электроэнергии (кВт·ч/ц, кВт·ч/гол.) определяется
аналогичным расчетом;
Удельный расход электроэнергии равняется 1,39 кВт·ч/ц.
- удельные эксплуатационные затраты (руб./ц, руб./гол.) определяются
аналогичным расчетом.
Удельные эксплуатационных затраты равняются 34 567,03 руб./ц.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
37
Заключение
В ходе проектирования производственных процессов на ферме крупного
рогатого скота (КРС) была составлена производственно – технологическая
характеристика и построен план со всеми учтенными уточнениями,
соответствующие индивидуальному заданию.
Также в процессе курсового проектирования были рассчитаны и построены
технологические линии, а именно линия приготовления кормов, линия
погрузки, раздачи и транспортирования кормовой смеси, линия удаления
навоза, линия доения коров и линия первичной обработки молока.
В завершающем этапе курсового проектирования были рассчитаны
показатели экономической эффективности, на основании которых делается
заключение
об
эффективности
предложенного
технологического
и
технического решения.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
38
Литература
1. Козлов А.Н. Технологические линии и машины для обработки кормов:
справочный материал. Челябинск: ЧГАА, 2011.
2. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства:
учебное пособие. / В.М. Баутин [и др.]. М.: Росинформагротех. Ч. II, 2003.
368
3. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства:
учебное пособие для вузов / Д.Н. Мурусидзе [и др.] М.: КолосС, 2006. 296 c
4. Механизация и технология производства продукции животноводства:
учебник для вузов / В.Г. Коба [и др.]. М.: Колос, 2000. 528с.
5. Палецков Е.Н. Расчет и проектирование интенсивного производства
продукции крупного рогатого скота : учеб. пособие для вузов. Челябинск :
ЧИМЭСХ, 1986. 87 с.
6. Калашников А.П. и Клейменов Н.И. Нормы и рационы кормления
сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. М.: Агропромиздат,
1985. 24 c.
Изм
Раз.
Рук.
Лист
Енидеркин В.Ю.
Сергеев Н.С.
№ документа
Лист
ЭМТЖ.РРМТ.00.000 ПЗ
Подпись
Дата
39