Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота

а, в - соответственно длина и ширина помещения, м

( = 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:

Uэ = З+А+Р+Сr+Сэ, (2.47.)

где Uэ – 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;

Сr – затраты на горючесмазочные материалы и твердое топливо,

грн;

Сэ, - затраты на электроэнергию, грн;

Зароботная плата рабочих, занятых на выполнении механизированных

процессов равна:

З = Т*Л*Ст, (2.48.)

где Т – продолжительность работы за год на выполнения

производственного процесса, ч;

Л – количество рабочих занятых на выполнении процесса, чел;

Ст – 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 = СмКм, (2.50.)

где См – оптовая цена машины, грн;

Км – 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:

Сг = Ng*Тг*(*Цк,

(2.52.)

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

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

Тг – годовая продолжительность работы машины на ферме, ч

Цк –комплексная цена 1 кг горючего, грн;

Затраты на расходуемую электроэнергию рассчитываются по формуле:

Сэ = Fг*Zэ (2.53.)

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

Zэ – стоимость кВт-ч электроэнергии, грн;

Годовой расход электроэнергии на технологические нужды определяется

по формуле:

Fг= Nэ* Тг* Кз*Ко/Кс*Кnд (2.54.)

где Nэ – потребляемая мощность установленного

оборудования, кВт;

Тг – продолжительность работы машины за год, ч;

Кз – коэффициент загрузки оборудования;

Ко – коэффициент одновременности работы оборудования;

Кс – коэффициент, учитывающий потери в электросети;

Кnд – коэффициент полезного действия электродвигателя.

Приведенные затраты определяются по формуле:

Un =Uэ+Ен*Бс, (2.55.)

где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Бс – суммарная балансовая стоимость машин и оборудования, грн

В итоге выражение для определения приведенных эксплуатационных затрат

примет следующий вид :

Uп = G*ZГ/Wм (Л*Сг + N*g*(*0,099 + NэZэ0,7) + Б/100( a + р + 15 ),

(2.56.)

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

Zг- количество дней работы машины в году;

Wм – 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

Uп мтз-80 = G*ZГ/Wпск-5 (Л*Сг + N*g*(*0,099) + Бмтз –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

Uп пск-5 = Бпск -5/100*( a + р + 15 ) =

1160/100(16,6+14+15)=528,96 грн

Uп мтз -80 = Gг*ZГ/Wкту-10А (Л*Сг + Ng*(*0,099*3) + 3*Бмтз-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

Uп кту –10А = 3*Бкту-10А /100*( a + р + 15 ) = 3*1500/100(16,6+14+15)

= 2052 грн,

Uпл = Un мтз-80 + Unпск-5 + Unмтз –80+ Un 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:

Uп уд. = Uпл /GZг

(2.57.)

Uп 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

|Наименование машин и оборудования |Марка |Количество |

|Трактор колёсный |МТЗ – 80 |8 |

|Прицеп тракторный |2-ПТС-4-877А |10 |

|Прицеп тракторный |1-ПТС-2Н |2 |

|Погрузчик грейферный |ПГ-0,5Д |1 |

|Погрузчик стебельных кормов |ПСК-5 |1 |

|Соломосилосорезка |РСС-6Б |2 |

|Кормораздатчик |КТУ-10А |8 |

|Автопоилка |АП-1А |768 |

| | | |

|Наименование машин и оборудования |Марка |Количество |

| | | |

|Сборно-блочная водонапорная башня |БР-15У |1 |

|Автоматическая водоподъёмная |ВУ-10-30 |1 |

|установка | | |

|Доильная установка |АДМ-8 |4 |

|Очиститель молока |ОМ-1 |4 |

|Молокозборник |- |4 |

|Насос молочный |- |4 |

|Фильтр молочный |- |4 |

|Танк для хранения молока |ТОМ-2А |4 |

|Источник холода |ТХУ-14 |4 |

|Автоцистерна |АЦПТ –2,8 |1 |

|Навозоуборочный транспортер |ТСН-160А |8 |

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

|Наименование показателя |Размерность |Значение |

|Площадь участка фермы |м2 |173900 |

|Площадь застройки |м2 |78844 |

|Площадь озеленения |м2 |13923 |

|Протяженность автодорог |м |2563 |

|Коэффициент застройки | |0,45 |

|Коэффициент использования участка | |0,68 |

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*?*?*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]

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

? - плотность навоза, ?=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 = Nэв*102(т /К?, (3.3.)

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

(т – коэффициент полезного действия передачи,

(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

Tg? ? tg(2,

(3.4)

где ( - угол отклонения от перпендикуляра цепи;

(2 – угол трения навоза о скребок.

Необходимое минимальное предварительное натяжение цепи Рmin

определяется по формуле:

Рmin =Po вс/[tц (tg?max – f1tg2?max)]-Po/[2(1-f1tg?max)], (3.5.)

где Ро – сопротивление движению скребка при расположении его по нормали

к стене канавки, Н;

Ро =Р/(1-f1 *tg?),

(3.6.)

Ро = 1648/(1-0,7)=1648 Н

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

в – длина скребка, в=0,285м;

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

м;

tц – шаг цепи, tц = 0,08 м [26. С.26]

?max – максимально допустимый угол наклона скребка, ?max= 150 [4. с.

401]

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

400.]

Hmin =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=v/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:

Кэ = К? * Кт *К?

(3.10.)

где К? – коэффициент угла наклона линии центров звездочек к горизонт К?

=1

Кт – коэффициент температуры окружающей среды, Кт =1

К? - ккоэффициент ударности, учитывающий характер нагрузки,

К?=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/ v (3.12.)

Р=1000*4/0,18=22 кН

Проверочный расчет привода транспортера проводится по формуле:

Nов=КРv/102(т, (3.13.)

где К – коэффициент, учитывающий сопротивление от натяжения на

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

Nов=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

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6