Комплексна механізація технологічних процесів на свинотоварній фермі із закінченим циклом виробництва

Міністерство аграрної політики України Житомирський національний агроекологічний університет Факультет механізації сільського господарства Кафедра механізації землеробства

" ДОПУСТИТИ ДО ЗАХИСТУ"

Завідуючий кафедрою Водяницький Г. П.

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

" Комплексна механізація технологічних процесів на свинотоварній фермі із закінченим циклом виробництва"

Спеціальність 7.091.902 «Механізація сільського господарства»

ОКР «Бакалавр»

Дипломник Коробчук Оксана Леонідівна

Керівник ас. Бушма Сергій Валерійович

Консультант доц. Кравець Леонід Григорович

нормо-контроль доц. Кравець Леонід Григорович

Житомир 2011

Зміст

• Вступ
• 1. Аналіз виробничої діяльності підсобного сільського господарства
• 1.1 Коротка характеристика господарства
• 1.2 Аналіз галузі рослинництва
• 1.3 Аналіз галузі тваринництва
• 1.4 Аналіз цеху механізації
• 1.5 Аналіз ефективності роботи господарства
• 1.6 Висновки
• 2. Комплексна механізація технологічних процесів на свинотоварній фермі із закінченим циклом виробництва
• 2.1 Зоотехнічні вимоги до технології виробництва на фермі
• 2.2 Обґрунтування, розрахунок структури стада
• 2.3 Обґрунтування способу утримання тварин
• 2.4 Розробка режиму роботи ферми
• 2.5 Обґрунтування і вибір раціонів годівлі тварин. Розрахунок добової та річної потреби в кормах
• 2.6 Обґрунтування і вибір типових проектів основних і допоміжних приміщень, сховищ кормів, гною і розрахунок їх необхідної кількості
• 2.7 Розробка генерального плану і визначення його основних техніко — економічних показників
• 2.8 Проектування потокових технологічних ліній ферми
• 2.8.1 Розрахунок ліній приготування кормів (кормоцеху)
• 2.8.2 Розрахунок лінії роздавання кормів
• 2.9 Технічне обслуговування машин і обладнання на фермі
• 3. Конструкторська частина проекту. розробка повітряного водопідйомника (ерліфта)
• 3.1 Зоотехнічні вимоги до водопідйомників
• 3.2 Аналіз існуючих водопідйомників і вибір об'єкта розробки
• 3.3 Розробка технологічної схеми ерліфтної установки і опис процесу її роботи
• 3.4 Розрахунок ерліфта
• 4. Охорона праці
• 4.1 Аналіз стану охорони праці в господарстві
• 4.2 Основні заходи покращення охорони праці і протипожежної безпеки
• 4.2.1 Вимоги безпеки та виробнича санітарія
• 5. Екологічна частина проекту
• 6. Техніко-економічне обгрунтування проекту
• Висновки та пропозиції
• Список використаної літератури

Реферат

Основна частина дипломного проекту (без списку використаної літератури і додатків) викладена на 48 сторінках пояснювальної записки і 8 аркушах формату А1 графічної частини, відображена у 20 таблицях та ілюстрована 4 рисунками.

Пояснювальна записка складається із вступу, 6 глав, висновків і пропозицій, списку використаної літератури і додатків.

Мета роботи — нарощування виробництва свинини та зниження затрат праці й матеріальних засобів на кожну тонну приросту живої маси свиней у господарстві.

У дипломному проекті розроблено генеральний план ферми; вибрано і визначено необхідну кількість машин для механізації виробничих процесів на фермі; розроблено заходи по охороні праці та навколишнього середовища; розроблено аварійний засіб водопостачання — повітряний водопідйомник; виконано техніко-економічне обґрунтування проекту.

В результаті впровадження розробленої технології виробництва свинини у господарстві очікується зниження собівартості приросту 1 т живої маси свиней на 15%. Результати роботи можуть бути використані інженерно-технічними працівниками проектних і будівельних організацій, а також аграрних підприємств.

Ключові слова: ФЕРМА, ТВАРИНИ, РАЦІОН, КОРМ, ГОДІВНИЦЯ, НАПУВАЛКА, СХОВИЩЕ, ТРАНСПОРТЕР.

Вступ

Свинарство для України поряд з молочно-м'ясним скотарством — традиційна галузь тваринництва. У загальній структурі виробництва м’яса свинина займає друге місце після яловичини і телятини.

Перевага виробництва свинини полягає у цінних якостях свиней — біологічних і господарських; високих приростах, зумовлених скоростиглістю тварин; короткому періоді поросності та великому приплоді за кожний опорос; добрій окупності кормів, яка в деякому відношенні вигідніша, ніж при виробництві інших видів м’яса, зокрема можливістю в певних умовах використовувати харчові відходи; високому забійному виході. Але на превеликий жаль свинарство нині, як і все тваринництво, в занедбаному стані і переживає найважчий кризовий період.

З метою виходу з кризового стану і подальшого забезпечення розвитку свинарства вченими при підтримці уряду розроблені нині такі найважливіші заходи:

удосконалення способів утримання свиней та впровадження високоефективних типів годівлі і структури кормових раціонів;

перехід від механізації окремих операцій і процесів до комплексної механізації та автоматизації всіх робіт на основі потокових технологічних ліній;

широке застосування електричної енергії безпосередньо в технологічних'процесах (електротехнологій);

створення принципово нових високоефективних машин та обладнання.

Частково вищевикладені питання вирішуються в дипломному проекті.

Особливу увагу на проектній фермі приділено сталому забезпеченню

тварин водою. З цією метою розроблено повітряний водопідйомник (ерліфт), який планується вводити в дію як аварійний засіб водопостачання.

1. Аналіз виробничої діяльності підсобного сільського господарства

1.1 Коротка характеристика господарства

Підсобне сільське господарство охоплює один населений пункт, який знаходиться на відстані 38 км від обласного центру та 5 км від районного центру.

У населеному пункті дороги асфальтовані і знаходяться в задовільному стані. Польові дороги — ґрунтові.

Загальна земельна площа господарства складає 1668,3 га, у тому числі: орної землі 1407,13 га; пасовищ — 42,26 га; сінокосів — 124,9 га; багаторічних плодонасаджень — 8 га.

Територія господарства відноситься до центральної лісостепової грунтово-кліматичної зони. Рельєф плоско-рівнинний з незначною кількістю мікровпадин, але на окремих землях зустрічається хвиляста сітка розгалужених балок.

Клімат району — помірно-континентальний. Середнє число днів з температурою понад +5°С складає 200, понад +10°С — 165 і понад +15°С — 120 днів.

Середньорічна кількість опадів становить 502.512 мм. Найбільша кількість опадів випадає в червні - 166 мм, а найменша в лютому — 23 мм.

Відносна вологість повітря влітку — 50.60%. Сніг випадає в другій або третій декаді листопада. Товщина снігового покриву в лютому сягає 120.150 мм.

Пануючі вітри західні та східні, але часто взимку спостерігаються вітри південно-західного напряму.

На території господарства основну площу займають чорнозем глибокий середньогумусний (структурний), чорнозем глибокий середньогумусний (структурний) вилугуваний та чорнозем глибокий або неглибокий слабозмитий з вмістом гумусу відповідно 4,49; 5,06 і 4,83%.

Виробничий напрямок господарства зерново-тваринницький.

На території господарства розміщені дві молочнотоварні, одна свинотоварна та одна птахівницька ферми. Середньорічна кількість працівників у господарстві становить 390 чоловік, з них зайнято у тваринництві - 42.

Загальна кількість спеціалістів — 52 чоловіки, з них інженерів — 3, агрономів — 3, зооінженерів — 2, ветлікарів — 3.

1.2 Аналіз галузі рослинництва

Аналізуючи дані таблиці 1.1 бачимо, що посівні площі займають більшу частку в структурі посівів і з року в рік постійно зростають. Так у 2008 році посіви зернових і кукурудзи на силос зросли відповідно на 73 і 13% порівняно з 2006 роком. Поряд з цим слід відзначити значне зростання посівних площ під соняшником та багаторічними травами. Перші зросли за розглядуваний період майже в 3,2 рази, а другі - в 1,7.

Практично залишились незмінними на протязі всього періоду посіви цукрових буряків.

Площа посіву кукурудзи на зерно у 2008 році скоротилася на 63% порівняно з 2005 роком, а в 2007 році дану культуру зовсім не вирощували. У 2008 році посіви були відновлені на 78% порівняно з 2007 роком.

Таблиця 1.1 — Характеристика посівних площ

З наведених у таблиці 1.2 даних видно, що найбільш вдалим роком для вирощування зернових, цукрового буряку та соняшнику був 2008 рік, а для решти культур — 2007 рік.

При цьому слід відмітити, що врожайність сільськогосподарських культур у господарстві, навіть у найбільш сприятливі роки, невисока, порівняно з передовими господарствами області. А це значить, що необхідно удосконалювати систему землеробства в господарстві.

Валове виробництво продукції основних сільськогосподарських культур подано в таблиці 1.3 Воно напряму залежить від площі посіву і врожайності культури.

Таблиця 1.2 — Врожайність основних сільськогосподарських культур

Таблиця 1.3 — Виробництво продукції основних сільськогосподарських культур

1.3 Аналіз галузі тваринництва

У господарстві протягом 2005;2008рр. намітилась тенденція явного зростання поголів'я всіх груп тварин за винятком птиці. За цей період поголів'я корів, молодняку ВРХ на відгодівлі та свиней зросло відповідно на 19,4; 36,1 і 123,8% (табл.1.4). Ця тенденція збереглася для корів і в 2008 р. Поголів'я корів у 2004 р. збільшилось відповідно на 50,4 і 79,6% порівняно з 2007 і 2005 роками.

Аналізуючи дані таблиці 1.5 приходимо до висновку, що господарство досягло значних успіхів у тваринництві. Надої молока стабільні з року в рік і майже досягли межі - 6000 кг від кожної корови на рік. При цьому слід відмітити, що такий рівень продуктивності корів недосяжний для більшості передових господарств району, області та держави.

Вагомих результатів господарство досягло при виробництві яловичини і свинини. Середньодобовий приріст живої маси за останні три роки становить:

молодняку ВРХ на відгодівлі - 425.591 г; свиней — 315.322 г. Ці показники на рівні середніх по господарствам області.

Таблиця 1.4 — Поголів'я тварин

Таблиця 1.5 — Динаміка продуктивності тварин

1.4 Аналіз цеху механізації

Дані про забезпеченість господарства машинами та обладнанням (табл.1.6) свідчать про достатню матеріально-технічну озброєність і оснащеність галузей рослинництва і тваринництва. Рівень механізації технологічних процесів у тваринництві практично становить 100%.

Таблиця 1.6 — Характеристика забезпеченості господарства технікою

1.5 Аналіз ефективності роботи господарства

З даних таблиці 1.7 видно, що виробництво молока на 100 га сільськогосподарських угідь з року в рік зростає високими темпами. У 2007 р. зростання цього показника становило 7,2 %, а у 2008 р. — 51,8%. Виробництво яловичини і свинини на 100 га сільськогосподарських угідь у 2008 р. зменшилось порівняно з 2005 та 2006 роками.

Таблиця 1.7 — Виробництво продукції на 100 га

Примітка. Розрахункова площа — 3544,42 га. Аналіз даних таблиці 1.8 показує, що собівартість 1 т молока, яловичини та свинини з року в рік зростає. Причиною цього є зростання цін на корми і паливно-мастильні матеріали.

Таблиця 1.8 — Собівартість і затрати праці на виробництво продукції

Затрати праці по всіх видах продукції у 2006 р. дещо зменшились порівняно з 2005 р. Це пов’язане з ростом рівня механізації та автоматизації виробничих процесів у тваринництві.

1.6 Висновки

З метою підвищення продуктивності тваринництва, зниження затрат праці та собівартості основних видів тваринницької продукції у АПК «Коровинецька» Чуднівського району Житомирської області необхідно:

зміцнити кормову базу за рахунок підвищення врожайності кормових культур (впровадження агротехнічно правильних і економічно обґрунтованих сівозмін з найбільш раціональною структурою посівних площ; удосконалення системи внесення органічних і мінеральних добрив; впровадження системи обробітку ґрунту, направленої на підвищення родючості і боротьбу з ерозією);

удосконалювати годівлю тварин за рахунок згодовування кормів тваринам тільки в підготовленому вигляді у відповідності з науково-обґрунтованими раціонами;

створити автономну матеріально-технічну базу для вирощування і відгодівлі свиней.

механізація ферма сільське господарство

2. Комплексна механізація технологічних процесів на свинотоварній фермі із закінченим циклом виробництва

2.1 Зоотехнічні вимоги до технології виробництва на фермі

Приготування кормів. Збирати кормові культури необхідно в період, коли вони мають найбільшу врожайність та поживну цінність. Допустимий ступінь залишкового забруднення в кормах: домішки землі - 1.2%, піску — 0,3—Л, 0%, металеві домішки розміром до 2 мм з незагостреними краями — 30 мг на 1 кг корму, насіння отруйних трав — 0,25%.

Готувати комбікорми необхідно з інгредієнтів розміром частинок 0,2.1,0 мм. Грубі корми слід переробляти до розміру частинок 1.2 мм. Коренебульбоплоди перед згодовуванням (не раніше як за 1,5.2,0 год) рекомендується подрібнювати на частинки розміром 5.10 мм.

Готові кормові суміші повинні задовольняти таким вимогам: вологість — 60.80%; рівномірність змішування — не менше 90%; допустиме відхилення (за масою) вмісту грубих і соковитих компонентів у суміші становить ±10%, кормових дріжджів — ±2,5%, концентрованих, рибних, молочних, поживних розчинів і мінеральних добавок — ±5%.

Роздавання кормів. Допустимі відхилення від заданої норми видачі для стеблових кормів повинні бути в межах ±15%, а концентрованих — ±5%. Незворотні втрати корму в процесі роздавання не повинні перевищувати 1%. Тривалість циклу роздавання кормів у одному приміщенні мобільними засобами не повинна перевищувати 30 хв, а стаціонарними — 20 хв.

Водопостачання. Перерва в подачі води для напування свиней і приготування кормів допускається не більше 3 год, в нічний час — до 6 год. Вода для напування поросят-сисунів і відлучених поросят повинна мати температуру 16.20°С. Температура води для напування дорослих свиней в холодний період року повинна становити 10.16°С (в теплий період не нормується). Доброякісна питна вода повинна мати лужну реакцію на рівні рН 6,5.9,5, жорсткість — не більше 7 мг. екв. /л, окисленість — не більше 2,5 мг/л, вміст свинцю — не більше 0,1 мг/л, а забрудненість (вміст органічних або мінеральних речовин) — не більше 2мг/л [1,2].

Прибирання гною. Система прибирання гною із станків та транспортування його за межі виробничих приміщень повинна: забезпечувати постійну і легко підтримувану чистоту станків, проходів і огорожі; по можливості обмежувати утворення та проникнення шкідливих газів у зону, де знаходяться тварини; бути зручною в експлуатації і не вимагати великих затрат праці на управління, ремонт і санітарно-профілактичну обробку; виключати проникнення заразних елементів з гноєм із однієї секції в іншу.

Формування мікроклімату. Гранично допустима концентрація вуглекислого газу в повітрі виробничих приміщень для тварин — 0,2% (або 2 л/м), аміаку — 20 і сірководню 10 мг/м, кількість повітря, що подається в приміщення, повинна бути не меншою: в холодний період року — 30 м /год, в перехідний — 45 м³/год, в теплий — 60 м³/год на 100 кг живої маси свиней. Рівень шуму в приміщеннях від опалювально-вентиляційного обладнання під час його роботи не повинен перевищувати 70 дБ за шкалою «А» стандартного шумовиміру [І].

2.2 Обґрунтування, розрахунок структури стада

Для чіткого функціонування прийнятої технології відтворення молодняку в господарстві із закінченим виробництвом і застосуванням штучного запліднення свиней приймаємо структуру стада, що розроблена Полтавським науково-дослідним інститутом свинарства (табл.2.1).

Таблиця 2.1 — Склад і структура стада

2.3 Обґрунтування способу утримання тварин

У свинарстві застосовують дві основні системи утримання свиней: вигульну та безвигульну. Безвигульна система найбільше розповсюджена у великих свинарських господарствах. При цій системі тварин від народження до реалізації утримують у приміщеннях в індивідуальних або групових станках. її недолік у тому, що в спеціалізованих господарствах промислового типу цілорічне безвигульне утримання тварин може призвести до послаблення конституції, знищення їх резистентності, і навіть до захворювань. Тому нормами технологічного проектування свинарських підприємств

передбачається вигульна система утримання всього поголів'я племінних ферм і племінних репродукторів свинокомплексів (крім відлучених поросят), а також для ремонтного молодняку, холостих свиноматок (при груповому утриманні) і маток із встановленою су поросністю на товарних фермах і комплексах промислового типу.

Все інше поголів'я свиней на товарних фермах і великих комплексах, як правило, утримують безвигульно. З урахуванням вищевикладеного на проектній свинотоварній фермі із закінченим виробничим циклом використовуємо вигульну систему утримання тварин. У будівлях свиней будемо розмішувати в групових станках із урахуванням їх віку.

2.4 Розробка режиму роботи ферми

Режим роботи ферми представляється у вигляді конкретних розкладів робочого дня операторів по обслуговуванню свиней і для операторів по приготуванню кормів.

При розробці розпорядку робочого дня встановлюють тривалість, фізіологічно обґрунтований час початку і закінчення роботи, час надання і тривалість обідньої перерви. Розклади робочого дня повинні забезпечувати повне і рівномірне завантаження накопичувачів, своєчасне виконання встановлених обов’язків, раціональний початок і закінчення робочого дня.

Розпорядок робочого дня на свинотоварній фермі із закінченим виробничим циклом розроблено нами згідно рекомендацій і наведено в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 — Розпорядок робочого дня операторів по обслуговуванню свиней на фермі

2.5 Обґрунтування і вибір раціонів годівлі тварин. Розрахунок добової та річної потреби в кормах

Типові раціони для свиней розробляються у відповідності з набором кормів, виробництво яких найбільш рентабельне і забезпечує максимальне отримання поживних речовин з одиниці площі.

У свинарстві найчастіше використовують три основні типи годівлі свиней з урахуванням природно-кліматичних зон і системи кормовиробництва: концентратно-коренеплідний, концентратно-картопляний і концентратний.

Важливим критерієм при виборі раціонів є середньодобовий приріст живої маси тварин. Плануємо такі показники продуктивності: вихід поросят на одну свиноматку — 16 голів; середньодобовий приріст на дорощуванні та відгодівлі - 385.420 г; середньодобовий приріст на відгодівлі - 450.500 г; виробництво свинини (в живій масі) на початкову голову — 104.113 кг.

З урахуванням вищевикладеного вибираємо концентратно-коренеплідний тип годівлі (характерний для лісостепу України).

Раціони для свиней при даному типі годівлі наведено в таблиці 2.3.

Добову Рд (кг) і річну Р_Р (кг) потребу в кормах розраховуємо за формулами [2]

(2.1)

(2.2)

Таблиця 2.3 — Раціони для свиней

де n₁, n₂. n_n n₁ — добова норма видачі корму в розрахунку на одну тварину для різних груп, кг;

m₁, m₂. m_n — поголів'я тварин у групах, голів;

Р_{Д. Л} і Р_{Д. З} — добова витрата кормів у літній і зимовий періоди року, кг;

t_Л і t_З — тривалість літнього та зимового періодів використання даного виду корму, днів (приймаємо t_Л = 185 днів, t_З =180 днів);

k — коефіцієнт, що враховує втрату кормів під час зберігання та транспортування (для концентрованих кормів k = 1,01; для коренеплодів k = 1,03; для зеленої маси k = 1,05).

Розрахункові дані зводимо в таблицю 2.4.

Таблиця 2.4 — Добова та річна потреба в кормах

2.6 Обґрунтування і вибір типових проектів основних і допоміжних приміщень, сховищ кормів, гною і розрахунок їх необхідної кількості

У складі ферми передбачаються основні і допоміжні виробничі приміщення.

Для утримання свиней на відгодівлі приймаємо свинарник-відгодівельник на 1000 місць (ТП 802−163), а для проведення опоросів — свинарник на 60 місць, у якому передбачено приміщення для утримання відлучених поросят на 500 місць і ремонтного молодняку на 100 голів. Для утримання холостих і супоросних маток приймаємо свинарник-маточник на 132 станка. У ньому ж утримується стадо відлучених поросят (ТП 802−147).

У кожному свинарнику передбачаються засоби для напування, годування тварин, видалення гною, а також станки для утримання свиней, створення мікроклімату.

Обладнання, яким укомплектовано свинарник-маточник на 60 свиноматок і 500 відлучених поросят, а також його розміщення показано на другому аркуші графічної частини.

З допоміжних приміщень нами вибрані такі: кормоцех КЦС-200/2000 [1], ветеринарний пункт зі стаціонаром на 8 станків і санітарною бойнею, кормосховище, ангар для зберігання техніки й обладнання тощо.

При виборі типових проектів виробничих приміщень передбачається дотримання таких зоотехнічних і інженерних вимог: впровадження комплексної механізації всіх процесів вибраної технології утримання та годування тварин; дотримання норм будівельного проектування за вмістом парів і пилу в повітрі, за його температурою та вологістю; відповідність приміщень для розміщення всього поголів'я тварин; забезпечення протипожежних норм.

Потребу в однотипних будівлях для утримання тварин визначаємо за формулою [2]:

(2.3)

де М_{і -} поголів'я тварин одного виду на фермі;

m_і — проектна місткість одного приміщення, голів.

Для зберігання кормів використовуємо спеціалізовані сховища (таблиця 2.5).

Загальна місткість V (м³) і необхідне число сховищ N визначаються за формулами [2]:

(2.4)

де Р_Р — річна потреба в кормах, т;

с — насипна щільність корму, т/м³;

е — коефіцієнт використання місткості сховища.

Таблиця 2.5 — Вибір і розрахунок необхідної кількості сховищ кормів

* Запас концентрованих кормів складає 16% від річної потреби.

Місткість механізованого гноєсховища визначаємо виходячи з поголів'я свиноферми, норм виходу гною і терміну його зберігання.

Наближену кількість підстилкового гною, отриману на фермі від кожного виду свиней за добу Р_{доб. гн (}т), визначаємо виходячи з формули:

Р_{доб. гн} = 0,001 (Р_е +Р_в +Р_n) n (2.6)

де Р_е — добовий вихід екскрементів від однієї тварини, кг;

Р_в — кількість води, що додається в систему гноєвидалення з розрахунку на одну тварину з урахуванням миття годівниць, підлоги, промивки гноєзбірних каналів, підтікання автонапувалок, л;

Р_n — добова потреба в підстилці з розрахунку на одну голову [2];

n — кількість тварин, що знаходяться в одній виробничій групі, голів.

Дані виходу підстилкового гною на свинотоварній фермі (при механічній системі видалення гною) наведені в таблиці 2.6.

Загальну площу гноєсховища визначаємо за формулою [2]:

(2.7)

де П_ЗБ — кількість днів зберігання гною, приймаємо П_3б. =120 днів;

h — висота вкладання гною, м, приймаємо h =2,5 м;

с — об'ємна маса гною, т/м³, приймаємо с =1,06 т/м³ [2], тоді

м²

Таблиця 2.6 — Розрахунок кількості підстилкового гною, отриманого на фермі

Отже, для зберігання гною у визначені строки з перспективою на розширення поголів'я приймаємо два гноєсховища площею 1000 м² кожне.

2.7 Розробка генерального плану і визначення його основних техніко — економічних показників

Проектування генерального плану ферми починаємо з вибору земельної ділянки.

Вибрана ділянка під свиноферму повинна задовольняти виробничим і санітарно-гігієнічним вимогам. До виробничих вимог належать: зручність розміщення ферми відносно кормової бази; наявність хороших будівель і

доріг; гарний зв’язок із селом; наявність надійного забезпечення водою; придатність ґрунтів для побудови приміщень; залягання ґрунтових вод повинно бути на глибині не менше 2,0.2,5 м; наявність уклону місцевості в межах 3.5°.

До санітарно-гігієнічних вимог відносяться: зручність ветеринарної зони, а також санітарних розривів між виробничими приміщеннями; ізоляція ферми від навколишньої території смугою насаджень кущів і дерев.

Ділянка для свиноферми повинна мати санітарно-захисну зону шириною 500 м. Вона повинна розміщуватись нижче населеного пункту, водозабірних споруд; вище ветеринарних об'єктів і гноєсховищ, віддалена від транзитних доріг на відстань не менше як 100 м. Напрямок переважаючих вітрів повинен проходити від населеного пункту, кормоцеху до свинарників і далі до гноєсховища.

Площа земельної ділянки для ферми розраховується, виходячи з норми земельної площі на дну відгодівельну свиню — до 30 м.

Після вибору земельної ділянки розробили раціональну схему плану ферми, виходячи з зонування території, тобто розбили територію на окремі зони (утримання тварин, ветеринарна, зберігання і приготування кормів, зберігання і переробки гною та інші). При цьому зону утримання тварин вибираємо в якості основної.

Розроблений за наведеною методикою генеральний план свиноферми із закінченим виробничим циклом на 180 маток зображено на аркуші 1 графічної частини.

Техніко-економічні показники генерального плану такі:

коефіцієнт щільності забудови R₃=0,21;

коефіцієнт використання ділянки R_в=0,34.

Ці коефіцієнти визначали за формулами [2]:

(2.8)

(2.9)

де F₃ = 9639 м² — площа, зайнята під будівлями на фермі; F_Ф = 46 075 м² — загальна площа ферми;

F_б = 15 574 м² — площа, зайнята під будівлями, майданчиками з твердим покриттям і дорогами.

2.8 Проектування потокових технологічних ліній ферми

2.8.1 Розрахунок ліній приготування кормів (кормоцеху)

Для підвищення ефективності використання корму використовують такий прийом годівлі, як кратність годівлі за добу свиней різних вікових груп. При цьому також необхідно враховувати затрати праці і рівень механізації роздавання кормів і напування.

З урахуванням рекомендацій свиноматок, як холостих, супоросних, так і підсисних, годують 2 рази на добу, поросят, а також ремонтний молодняк годують теж 2 рази на добу, при цьому напування свиней для всіх груп не обмежується.

При годівлі приймаємо рівномірний розподіл добової норми кормів (по вазі і за віком) між ранковою і вечірньою видачею.

Кількість корму для разової дачі тваринам (таблиця 2.7) розраховано на основі таблиці 2.3.

За даними таблиці 2.7 визначаємо добову продуктивність кормоцеху [2]:

W_доб=Q₁+Q₂+. + Q_n (2.10)

де Q₁, Q₂,. Q_n — відповідно максимальна добова потреба різних видів кормів, що підлягають обробці, кг (див. табл.2.7),

W_доб = 2 ((103+478+34+844) + (63+25+6+94) + (540+294+50+1880) + (90+504+20+376)) = =10 802 кг/добу? 11 т/добу.

Таблиця 2.7 — Витрата кормів на разову годівлю

Годинна продуктивність кормоцеху складає

(2.11)

де Т_зм — тривалість роботи кормоцеху за зміну, год. Приймаємо Т_зм = 7 год, тоді

т/год Для приготування кормів на проектній фермі вибираємо кормоцех КЦС-200/2000, продуктивність якого при запарюванні кормових сумішей на основі коренеплодів складає 4 т/год.

Перевіримо пропускну здатність ліній.

Лінія концентрованих кормів. Продуктивність

(2.12)

де Q_{Р. Конц -} максимальна маса концкормів, що використовуються для разового годування, кг, Q_{Р. Конц} = 930 кг;

t_л — час, відведений для приготування однієї видачі з максимальною кількістю даного виду корму, годин, приймаємо t_л ⁼ 0,5 год, Концкорми дозуються живильником ПК-6, який має номінальну потужність 6 т/год []. Як бачимо, W_жив >W_{Л. Конц}, а значить одного живильника достатньо для завантаження концкормів у змішувач С-12.

Приймаємо, що в господарстві використовуються не готові комбікорми, а зерно, після подрібнення безпосередньо в господарстві, тоді необхідна продуктивність дробарки W_др (т/год):

де Q_{доб. з} — максимальна маса зерна, що використовується для приготування добової норми концкормів, т, Q_{доб. з} = 3,05 т (див. табл.2.4).

Отже, для подрібнення зерна для приготування концентрованих кормів безпосередньо в умовах господарства використовують експериментальну дробарку штифтового типу продуктивністю 0,6 т/год.

Лінія сінного борошна. Продуктивність лінії визначаємо аналогічно лінії концкормів.

(2.14)

де Q_{р. сіна -} максимальна маса трав’яного борошна для разової дачі корму, т, Q_{р. сіна} =188 т (табл.2.7);

Т_Роб — тривалість роботи лінії, год, Т_Роб = 0,5 год, Продуктивність дробарки КДУ-2,0 на сіні складає 0,8 т/год. Значить, однієї дробарки достатньо для приготування необхідної кількості сінного борошна. Лінія зелених кормів. Продуктивність лінії визначаємо за формулою:

(2.15)

де Q_{Р. Зел} — максимальна маса зелених кормів для разової дачі корму,

Q_{Р. Зел} = 2,326 т (табл.2.7);

Т_Роб = 0,5 год.

т/год.

Продуктивність подрібнювача кормів «Волгарь — 5» при подрібненні

зеленої маси становить 8 т/год, W_Подр >W_{Л. Зел. -} умова для подрібнення виконується.

Лінія коренеплодів. Продуктивність лінії (допустимий термін переробки і зберігання коренеплодів — 2 години, приймаємо Т_Роб = 0,8 год):

т/год.

Продуктивність транспортера коренеплодів ТК-56 становить до 5 т/год, а мийки — коренерізки — до 7 т/год. Як бачимо, для виконання операцій дозованої подачі коренеплодів із приймального бункера в подрібнювач мийки, каменевловлювання і подрібнення коре плодів достатньо мати один транспортер ТК-5Б і один подрібнювач ИКМ — 5.

Лінія змішування кормів. Продуктивність технологічної лінії змішування кормів визначаємо за формулою [2]:

(2.16)

де — сума мас компонентів, що входять у суміш із n видів кормів на максимальну разову дачу, т;

t_Ц — час циклу змішування кормів, год.

t_Ц = t_ЗАВ + t_НАГ +t_ВИВ, (2.17)

де t_ЗАВ — час завантаження змішувача, год, приймаємо t_ЗАВ = Т_Роб = 0,8 год;

t_НАГ — час нагрівання суміші, год, t_НАГ = 0,8.1,2 год для С-12, приймаємо

t_НАГ = 0,8 год;

t_ВИВ — час вивантаження корму, год.

(2.18)

де W = 40 т/год — продуктивність змішувача С-12 на вивантаженні кормо суміші,

год, тоді

год.

т/год.

Продуктивність змішувача С-12 з запарюванням за технічною характеристикою — 5 т/год. Значить, одного змішувача достатньо для приготування корму на разову дачу відгодівельному молодняку, свиноматкам, ремонтному молодняку і поросятам.

Визначаємо кількість води Р_В (кг), яку необхідно додати у суміш, для отримання заданої вологості кормо суміші [3]:

(2.19)

де Q_Рац — маса суміші раціону без води, кг;

В_С — потрібна вологість кормосуміші, %;

В_Рац — вологість кормосуміші без додавання води, %,

(2.20)

де В₁, В₂,. В_n — вологість компонентів раціону, % (для концкормів В=14%, коренеплодів — 82%, сінного борошна — 16%, знежиреного молока — 91% [2]);

П₁, П₂,. П_n — вміст компонентів у раціоні, %.

Розраховуємо за формулою необхідну кількість води, яку треба додати до кормосуміші для згодування свиноматкам:

%.

Найбільш доцільно згодувати свиням кормосуміш вологістю В₀ = 57.70%. Приймаємо В₀ =70%,

л.

Визначаємо кількість води, яку необхідно додати до раціону поросят 2.4 місяців:

Визначаємо кількість води, що необхідно додати до раціону разової годівлі ремонтного молодняку:

Визначаємо кількість води, яку необхідно додати до раціону разової годівлі відгодівельного молодняку:

л.

Необхідну кількість пари Р_п (кг) на нагрівання суміші разової годівлі визначаємо виходячи з витрати пари лише на нагрівання рідких компонентів кормосуміші (води та сироватки):

(2.21)

де q — норма витрати пари на нагрівання 1 кг води від 7 до 87 ⁰С, к г, q = 0, 20.0,25 кг [2], приймаємо q = 0,22 кг;

Q_{Р. К} — витрата рідких компонентів на приготування разової годівлі, кг,

Q_{Р. К} = (29,2+468+40+724) + (90+504+20+376) = 2251,2 кг, Р_п = кг.

Інші види вологотеплової обробки (варка, пропарювання) кормів нами не передбачаються.

Доброякісні концентровані, соковиті і зелені корми, а також їх суміш рекомендується згодовувати свиням усіх виробничих груп у сирому вигляді.

2.8.2 Розрахунок лінії роздавання кормів

Для транспортування кормів від кормоцеху до свинарників вибираємо мобільний роздавач КУТ-3А. Необхідну кількість кормороздавачів КУТ-3А визначаємо за формулою [2]:

(2.22)

де G_{М -} максимальна разова видача корму, кг, G_М = 6662 кг (у зимовий період з урахуванням доданої в кормосуміш води).

Продуктивність роздавача може бути визначена так:

(2.23)

де G — фактична вантажопідйомність роздавача, кг;

t₀ — тривалість однієї поїздки, год.

(2.24)

де V = 3 м³ — місткість бункера;

с = 610 кг/м³ — об'ємна маса кормосуміші;

ц = 0,75 — коефіцієнт заповнення бункера,

кг.

Тривалість однієї поїздки (оберту)

t₀ = t_З + t_Р + t_В + t_{Х. Х} + t_{м (}2.25)

де t_З, t_Р, t_В, t_{Х. Х,} t_{м -} відповідно тривалість заповнення кормом роздавача, руху з вантажем, вивантаження корму в приймальний бункер свинарника, руху

без вантажу і маневрування при в'їзді на роздавальний майданчик, год.

Час вивантаження корму в роздавач

(2.26)

де W_{Л. В} — продуктивність лінії вивантаження готових кормів, кг/год,

W_{Л. В} = 20 000 кг/год [2],

год.

Час руху з вантажем:

(2.27)

де L — відстань між кормоцехом і свинарником, км, приймаємо L = 0,3 км;

v_B — швидкість руху агрегату з вантажем, км/год, приймаємо v_В = 6 км/год [3],

год.

Час вивантаження корму

(2.28)

де Q_В — продуктивність вивантажувального пристрою роздавача, кг/год.

Продуктивність складає до 54 т/год [2], приймаємо Q_В = 25 000 кг/год,

год.

Час холостого ходу роздавача

(2.29)

де v_{х. х} — швидкість руху порожнього роздавача, км/год, приймаємо

v_{х. х} = 9км/год,

год.

Час маневрування приймаємо t_М = 0,03 год, отже

t₀ = 0.07+0.05+0.05+0.03+0.03 = 0.23 год;

Q_Р= кг/год;

П_Р =

Приймаємо П_Р = 2 шт.

Лінія роздавання кормів у свинарнику включає в себе електрифікований мобільний кормороздавач КСП-0,8, завантаження якого виконує причепний кормороздавач КУТ-3,0.

Так як у даному приміщенні розміщуються свиноматки, відлучені поросята і ремонтний молодняк, то приймаємо, що кожен кормороздавач (два на приміщення) обслуговує рівно половину всіх груп свиней, тобто 90

свиноматок, 20 голів ремонтного молодняку і 250 голів відлучених поросят.

Визначаємо пропускну здатність лінії роздавання корму:

(2.30)

де Q_{max. розд} — максимальна кількість корму, яку необхідно роздати за одну годівлю, кг,

Q_{max. розд}= 268,8+925+128=1322 кг,

Т_Р — тривалість безперервної роботи кормороздавача, год, приймаємо Т_Р = 0,5 год,

Продуктивність кормороздавача КСП — 0,8 при роздаванні вологих сумішей W_Розд = 30.70 т/год. Як бачимо, W_Розд>>W_{Л. Р}, значить одного кормороздавача корму для відведеної йому кількості тварин досить.

2.9 Технічне обслуговування машин і обладнання на фермі

Технічне обслуговування (ТО) — це сукупність заходів для підтримання справності та роботоздатності машин і обладнання при підготовці їх до використання за призначенням, транспортуванні і зберіганні. Планово-запобіжна система технічного обслуговування і ремонту машин тваринницьких ферм включає: щоденне (щозмінне) технічне обслуговування (ЩТО), періодичне технічне обслуговування № 1 (ТО-1) і для окремого обладнання № 2 (ТО-2), технічне обслуговування при зберіганні, технічний огляд, ремонт. Приймаємо, що технічне обслуговування машин і обладнання на свинофермі проводиться силами господарства. Щозмінне технічне обслуговування виконують слюсарі, а планове — спеціалізована бригада, в яку входять слюсарі та електрики господарства, що працюють на пункті технічного обслуговування ферми. Для визначення кількості обслуговувань і обсягу робіт при кожному обслуговуванні розробляємо річний план-графік технічного обслуговування машин і обладнання (див. арк. З граф. ч.).

Вихідними даними для побудови річного плану-графіку є: тип, марка та кількість машин, вид, періодичність і трудомісткість обслуговування, дата проведення останнього періодичного ТО в минулому році.

Загальну трудомісткість (год) технічних обслуговувань визначаємо за формулою [8]:

(2.31)

де m — кількість типів машин на фермі;

t_і — трудомісткість і-го ТО, год;

n_і — кількість і-х ТО.

Загальна трудомісткість щоденного технічного обслуговування склала

Т_ЩТО = 17,63 год (див. арк.3 граф. ч.), а загальна річна трудомісткість ТО (ТО-1, ТО-2) — Т_ПТО = 792,9 год.

У затратах на ЩТО приблизно робочого часу приділяється слюсарю, а — обслуговуючому персоналу ферми.

З урахуванням вищевикладеного кількість слюсарів n_СЛ для проведення ЩТО визначаємо за формулою:

(2.32)

де k — коефіцієнт, що враховує підміну слюсарів ферми на час відпусток, хвороби, вихідних і святкових днів (при 5 — денному робочому тижні k = 1,46); б — коефіцієнт, що враховує виконання робіт, пов’язаних з усуненням несправностей та загальним доглядом за використанням засобів механізації (б= 1,25); t_ЗМ — тривалість зміни, год (t_ЗМ = 8 год); r — коефіцієнт використання часу зміни (r=0,9).

Приймаємо n_СЛ = 2 чол.

Кількість майстрів-наладчиків для проведення періодичних ТО розраховуємо за формулою:

(2.32)

де — коефіцієнт, що враховує виконання робіт, не передбачених переліком операцій з ТО (=1,1);

D — кількість календарних днів у році (D=365),

Приймаємо n_{М. Н} = 1чол.

3. Конструкторська частина проекту. розробка повітряного водопідйомника (ерліфта)

Успішна виробнича діяльність сучасних тваринницьких ферм залежить від стабільного енергота водопостачання, особливо в екстремальних умовах (під час стихійного лиха чи виробничих аварій).

Але, як відомо, у сільській місцевості ніяких дублюючих систем водопостачання не створюється, що негативно впливає на технологічні процеси на фермі в аварійних ситуаціях, на продуктивність та здоров’я тварин і птиці, а також на працездатність обслуговуючого персоналу.

Досвідом встановлено, що допустима норма часу припинення подачі води для напування тварин, яка не призводить до суттєвих втрат їх продуктивності, в середньому дорівнює для молочних корів — 6 годин, для нетелів — 3 години, для бичків на відгодівлі - 5 годин, для свиней — 12 годин, для птиці - 1 година.

З метою створення стійкого водопостачання під час аварійних ситуацій нами пропонується на проектній свинофермі використовувати аварійні засоби водопостачання, а саме повітряні водопідйомники, при виході з ладу існуючих глибинних насосів.

3.1 Зоотехнічні вимоги до водопідйомників

Водопідйомники — це пристрої, які не мають вільного напору і можуть піднімати воду з джерел лише на поверхню ґрунту. До водопідйомників ставляться такі вимоги:

забезпечити рівномірний підйом води;

мати порівняно невеликі габарити і масу;

повинні бути довговічні, надійні в експлуатації і прості в обслуговуванні;

задовільно працювати при концентрації піску у воді до 10%;

не забруднювати воду мастильними матеріалами.

3.2 Аналіз існуючих водопідйомників і вибір об'єкта розробки

Застосовуються водопідйомники таких типів: повітряні (ерліфти), в яких для підйому води використовується стиснуте повітря; гідроударні (гідравлічні тарани), в яких вода нагнітається тиском гідроудару; стрічкові та шнурові, в основі яких лежить принцип змочування рухомої стрічки (шнура) водою; інерційні (вібраційні) [10, 11].

Повітряні водопідйомники (ерліфти) застосовуються для підйому рідини з колодязів глибиною 90.120 м за допомогою стиснутого повітря.

Дія ерліфтів базується на принципі використання різниці середньої густини води і повітряно-водяної емульсії. Ерліфт складається з двох колон-труб, які опускаються в свердловину. Одна колона-труба називається повітряною і призначається для подачі повітря від компресора до другої - водопідйомної труби. По водопідйомній трубі, після змішування у форсунці води й повітря, повітряно-водяна емульсія піднімається й зливається в приймальний резервуар. Тут повітря відокремлюється від води (рис. 3.1).

1, 3, 6 — об садна водоприймальна та повітряні труби; 2 — форсунка; 4 — приймальний бачок; 5 — сепаратор

Рисунок 3.1 — Схема ерліфта

Головна перевага ерліфтів полягає у простоті їх конструкції, відсутності в установці обертальних частин, можливості використання свердловин малого діаметру. До недоліків ерліфтів, крім низького ККД (20. ЗО %), слід віднести необхідність достатнього заглиблення водопідйомної труби.

Гідравлічні тарани — це автоматично діючі водопідйомники, простої конструкції, надійні в експлуатації і не потребують двигуна для їх пуску та роботи (рис. 3.2).

1 — живильна труба; 2 — ударний клапан; 3 — нагнітальний клапан; 4 — повітряний ковпак; 5 — нагнітальна труба

Рисунок 3.2 — Схема гідравлічного тарану

Принцип дії цих водопідйомників базується на використанні сили гідравлічного удару, яка завжди виникає в трубопроводі, якщо раптово загальмувати в ньому рух рідини. Ними підіймають воду з відкритих джерел при наявності природного або штучного перепаду води від 0,5 до 10 м. Якщо відкритий ударний клапан, то вода по живильній трубі через клапан прямує назовні зі зростаючою швидкістю. У той момент, коли тиск швидкісного напору води на ударний клапан перевищує його вагу, клапан миттєво закривається, виникає гідравлічний удар у живильному трубопроводі, тиск у камері різко зростає. У цей час відкривається нагнітальний клапан, і вода під тиском супутньої хвилі гідравлічного удару прямує в повітряний ковпак і в нагнітальний трубопровід. Коли ударна хвиля перейде у від'ємну фазу, тиск у камері впаде, нагнітальний клапан закриється, а ударний клапан під дією власної ваги і атмосферного тиску відкриється. Через ударний клапан вода знову буде витікати назовні і цикл роботи гідротарана повториться.

Гідравлічний таран не отримав широкого розповсюдження, так як він потребує специфічних умов застосування. Основна умова — наявність джерела води з напором Н, який повинен бути не менше 0,8 м.

Стрічкові та шнурові водопідйомники (рис. 3.3) знайшли широке застосування для підіймання води на висоту до 30 м. Основним робочим органом є гнучка стрічка (шнур) з прогумованих матеріалів, або іншого пружного й еластичного матеріалу.

1 — рама; 2 — ведучий шків; 3 — кожух; 4 — приводний пас; 5 — двигун; 6 — робоча стрічка

Рисунок 3.3 — Схема стрічкового водопідйомника

Робота стрічкового чи шнурового водопідйомника базується на винесенні тонкого шару води, який утримується на поверхні рухомої стрічки (шнура) завдяки силам змочування.

При обертанні ведучого блока стрічка (шнур) переміщується і проходить крізь товщу води в колодязі, захоплюючи частинки води. При винесенні води на поверхню в момент переходу через ведучий блок ці частинки під дією відцентрових сил відкидаються в кожух, з якого по зливному патрубку стікають у резервуар. Подача стрічкових і шнурових водопідйомників відповідно становить 4.6 і 9 м³/год.