Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота КСП им.Чкалова Васильевского района За

2.9 Разработка генерального плана фермы.

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

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

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

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

Таблицы 2.8  Основные показатели генерального плана фермы

3. Разработка устройства к навозоуборочному транспортёру

        ТСН- 160А для очистки стойл

3.1. Зооинженерные требования к устройствам для очистки стойл

Устройства для очистки стойл должны отвечать следующим требованиям:

1)     обеспечивать постоянную и легко поддерживающую чистоту;

2)     исключать передачу информации из одного помещения в другое;

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

4)     быть безопасным для животных и обслуживающего персонала;

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

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

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

3.2. Анализ средств механизации очистки стойл по

      литературным и  патентным материалам

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

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

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

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

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

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

Рис. 3.1. Устройство для уборки навоза.

1.      цепь транспортёра;

2.      основной скребок;

3.      навозный канал;

4.      шарнирное соединение;

5.      консольный рычаг;

6.      шлицевое соединение;

7.      дополнительный скребок;

8.      поверхность стойла.

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

Рис. 3.2.Устройство для уборки навоза.

1.      направляющий элемент;

2.      выступы;

3.      штанга;

4.      скребок;

5.      стойка;

6.      болт;

7.      стопорная пластина.

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

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

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

Рис.3.3.Схема очистителя стойл.

1.      рама;

2.      привод;

3.      самоустанавливающиеся колеса;

4.      цепь транспортера;

5.      скребок;

6.      ведомый вал;

7.      ведущий вал;

8.      поверхность стойла.

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

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

Рис.3.4. Укороченное стойло.

3.3.Выбор и обоснование конструкции для уборки стойл

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

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

Рис.3.5.Схема конструкции для очистки стойл.

1.      транспортер скребковый навозоуборочный ТСН –160А;

2.      дополнительный скребок;

3.      плита;

4.      вал;

5.      стакан;

6.      втулка;

7.      звездочка;

8.      проушина;

9.      стойло;

10. анкерные болты крепления конструкции;

11. штырь фиксирующий плиту.

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

3.4. Технологический расчет устройства для очистки стойл

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

                                                                          h=Q/в*σ*ρ*К,                                                      (3.1.)

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

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

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

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

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

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

       К2 – коэффициент, учитывающий уплотнение навоза, при его

               перемещении скребком, К2=1,13;

        К3 – скоростной коэффициент, К3=0,9;

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

        К5 – коэффициент, учитывающий уклон подъема наклонного

               трансформатора, К5=0,8 [ 5.с.165.]

К=0,5*1,13*0,9*1*0,8=1,32

h=1,25/0,32*700*0,18*1,32=0,024м,

Тяговое сопротивление Р движению транспортёра определяется по формуле:

      Р = Nэв*102т /Кσ,                                                          (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

                                                                          Tgλ ≤ 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 (tgλmax – f1tg2λmax)]-Po/[2(1-f1tgλmax)],   (3.5.)

где Ро – сопротивление движению скребка при расположении его по нормали

               к стене канавки, Н;

        Ро =Р/(1-f1 *tgλ),                                  (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]

  λmax – максимально допустимый угол наклона скребка, λmax= 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=υ/R,                                                                      (3.8.)

где R – радиус звездочки  привода дополнительного скребка.

W=0,18/0,15=1,1с-1

Число оборотов скребка определяется по формуле:

     n=30*W/П,                                                        (3.9.)

n=30*1,1/3,14=10,5 об/мин

Один полный оборот дополнительный скребок совершает за 6 секунд.

              Условие эксплуатации учитывает коэффициент эксплуатации, который рассчитывается по формуле:

Кэ = Кφ * Кт *Кγ                                   (3.10.)

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

       Кт – коэффициент температуры окружающей среды, Кт =1

       Кγ - ккоэффициент ударности, учитывающий характер нагрузки,

              Кγ=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.)