Проект механизации свиноводческой фермы

 

 

 

 

1.3 Расчёт физико-механических  показателей кормосмеси

 

Объёмную массу и влажность кормосмеси определим по формулам:

 

γсм = Δi * γi / Δi,

(1.5.)

 

wсм = Δi * wi / Δi,

(1.6.)

 

где Δi – содержание компонента в кормосмеси, % (таблица 1.1.);

γi и wi – соответственно, объёмная масса и влажность i-того компонента кормосмеси (таблица 1.2.).

Для зимней кормосмеси:

 

γсм = ( 50 * 0,5 + 30 * 0,55 + 20 * 1) / 100 = 0,615 т/м3.

 

wсм = ( 50 * 15 + 30 * 70 + 20 * 95 ) / 100 = 47,5 %.

 

Для летней кормосмеси:

 

γсм = ( 50 * 0,5 + 30 * 0,3 + 20 * 1) / 100 = 0,54 т/м3.

 

wсм = ( 50 * 15 + 30 * 75 + 20 * 95) / 100 = 49 %.

 

Влажность кормосмесей явно недостаточна. Рекомендуемая оптимальная влажность кормов для свиней – Wо = 70%. Количество воды, которое необходимо добавить в кормосмесь для достижения оптимальной влажности определяется по формуле:

 

qв = .

(1.7.)

 

Для зимней кормосмеси:

 

qв =

= 58500 кг.

Для летней кормосмеси:

 

qв =

= 54600 кг.

 

Определим объёмную массу кормосмеси при условии её увлажнения:

 

ρсм = ,

(1.8.)

 

где γв – объёмная масса воды, γв = 1000 кг/м3.

Для зимней кормосмеси:

 

ρсм =

= 780 кг/м3.

 

Для летней кормосмеси:

 

ρсм =

= 730 кг/м3.

 

1.4 Расчёт и  выбор технологического оборудования  и транспорта

 

Вместимость бункеров-питателей для оперативного накопления и подачи на обработку комбисилоса, концентратов и зелёной массы, а также вместимость резервуара для обрата, определим по формуле (1.5.) подставляя соответствующие значения из таблиц 1.2 и 1.3.

Результаты расчётов сводим в таблицу 1.4.

 

Vi = Qсут i * nхр / ( γi * φз ),

(1.9.)

 

где nхр – число дней хранения корма в бункере;

φз – коэффициент бункера, φз = 0,85.

 

Таблица 1.4.

 

Расчёт вместимости бункеров, м3

Вид корма	Комбикорм	Комбисилос	Зел. масса	Обрат
nхр	0,125	0,125	0,125	0,2
Vi, м3	8,8	4,8	8,8	2,4*

*при φз = 1.

 

Для оперативного накопления, временного хранения и подачи комбикорма в ванну-смеситель выбираем бункер-питатель пк-6 вместимостью 9 м3. доставка комбикорма со склада будет осуществляться агрегатом в составе МТЗ-80+2ПТС-4.

для доставки и дозированной подачи на загрузочный конвейер пастоприготовителя (выбираем ПП-Ф-5) зелёной массы и комбисилоса используем мобильный прицепной кормораздатчик КТ-Ф-9 (вместимость кузова 9 м3), агрегатируемый трактором МТЗ-80. подача пасты от выгрузного окна пастоприготовителя в ванну-смеситель – цепочно-скребковым конвейером ТС-Ф-40.

погрузка комбисилоса будет осуществляться погрузчиком ПКУ-0,8А с адаптером «Аллигатор», а погрузка зелёной массы – непосредственно косилкой измельчителем КПФ-2,0.

доставка обрата будет осуществляться автомолокоцистерной ОТА-3,2, а его хранение будет происходить в резервуаре-термосе В2-ОМВ-2,5 (вместимость 2.5 м3). Для подачи обрата в ванну-смеситель выбираем насос Г2-ОПБ.

 

 

1.5 Расчёт потребности  в кормораздатчиках

 

Необходимое количество кормораздатчиков определяется по формуле:

 

Zр = qсм / (Qр * Кк),

(1.10.)

 

где qсм – требующее раздачи количество кормосмеси, для лета qсм= 132,6 т (78000 + 54600);

Qр – производительность раздатчика, т/ч;

Кк – кратность кормления свиней в сутки, Кк = 3.

 

Производительность кормораздатчика определяется по формуле:

 

Qр = Gг.р. / Тц.р.,

(1.11.)

 

где Gг.р. – фактическая грузоподъемность раздатчика, т;

Тц.р. – время раздачи корма за один цикл, ч.

 

Фактическая грузоподъемность раздатчика определяется по формуле:

 

Gг.р. = Vк.р. * rк * j?,

(1.12.)

 

где Vк.р. –объем кузова, Vк.р. = 3 м3 (кормораздатчик КУТ-3,0А);

 rк  –объемная масса кормосмеси;

j? - коэффициент заполнения, j? = 0,8.

 

Gг.р. = 3 * 0,73 * 0,8 = 1,752 т.

 

Время раздачи корма за один цикл определяется по формуле:

 

Тц = Т1 + Т2 + Т3 + Т4,

(1.13.)

 

где Т1 –время погрузки кормосмеси в раздатчик, ч;

Т2 – время раздачи одной порции, Т2 = 0,1 ч;

Т3 –время движения раздатчика без корма, ч;

Т4 – время различных простоев, Т4 = 0,05 ч.

 

Время погрузки кормосмеси в раздатчик определяется по формуле:

 

Т1 = Gг.р. / Qп.с.,

(1.14.)

 

где Qп.с. – производительность погрузочного средства (для ТС-Ф-40):

 

Qп.с. = 40 м3/ч * 0,73 = 29 т/ч.

 

Т1 = 1,752 / 29 = 0,06 ч.

 

Время движения раздатчика без корма определяется по формуле:

 

Т3 = Sф.к. / Vx.x.

(1.15.)

 

где Sф.к. – длина фронта кормления, Sф.к. = 1 км;

Vx.x. – скорость движения пустого раздатчика, Vx.x. = 10 км/ч.

 

Т3 = 1 / 10 = 0,1 ч.

 

Время раздачи корма за один цикл:

 

Тц = 0,06 + 0,1 + 0,1 + 0,05 = 0,31 ч.

 

Производительность кормораздатчика:

 

Qр = 1,752 / 0,31 = 5,652 т/ч.

 

Необходимое количеств кормораздатчиков:

 

Zр = 132,6 / (5,652 * 3) = 7,8.

 

Принимем количество кормораздатчиков Zр = 8.

 

Всё оборудование, устанавливаемое на кормокухне и кормораздатчики, сводим в таблицу 1.5.

 

Таблица 1.5.

 

Техническая характеристика оборудования кормокухни

Наименование и марка	Количе-ство	Производи-тельность	Мощ-ность, кВт	Масса, кг	Габаритные размеры, мм
ПП-ф-5	1	5…8 т/ч	14	900	2830Ч1535Ч1075
В2-омв-2,5	1	2,5 м3	1	800	1800Ч1620Ч3165
тс-ф-40	2	40 м3/ч	2,2	375	5780Ч620Ч1250
пк-6	1	9 м3	3,7	930	5560Ч4135Ч6750
Г2-ОПБ	1	10 т/ч	1,5	30	480Ч250Ч390
КТ-Ф-9	1	2…50 т/ч	-	1350	6290Ч2070Ч2230
КУТ-3,0А	8	2…54 т/ч	-	1480	4330Ч2240Ч2200
титан 5000	1	0,02…5 т	-	500	2000Ч2000Ч200

 

 

 

 

 

 

 

1.6 Расчет площади  кормокухни

 

Требуемая площадь пункта определяется по формуле:

 

FП = F1 + F2 + F3,                                            (1.16.)

 

где - площадь занимаемая машинами и оборудованием, м2;

- площадь для производственных  работ, = 10 м2;

- площадь проходов и  промежутков между машинами и  стенами, м2.

 

,                                           (1.17.)

 

где - площадь занимаемая i-той машиной, м2 (табл.1.5.).

 

= 4,34 + 2,92 + 7,17 + 22,99 + 0,12 + 13,02 + 4 = 54,56 м2.

 

= ( 1…3 ) ,                                              (1.18.)

 

= 1,4 * 54,56 = 76,38 м2.

 

Fп = 54,56 + 10 + 76,38 = 140,94 м2.

 

Строим кирпичное здание с перекрытиями из железобетонных панелей. Размеры здания 12Ч12 м, общая площадь 144 м2.

 

 

            2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Описание ванны-смесителя

 

ванна-смеситель представляет собой открытую сверху горизонтальную ёмкость 1 (рисунок 2), внутри которой расположена лопастная мешалка 2. лопасти мешалки повёрнуты на 150, что обеспечивает перемещение массы вдоль оси вала мешалки.

Вал представляет собой толстостенную трубу. лопасти привариваются к трубе.

Вращается мешалка в двух подшипниковых узлах 3. Привод её осуществляется от электродвигателя 6 через две упругие втулочно-пальцевые муфты 5 и редуктор 4.

Ванна-смеситель устанавливается на платформенные весы на двух опорах 7. Для выгрузки кормосмеси имеется выгрузной люк 8.

 

 

Рис. 2 схема ванны-смесителя

 

1. ёмкость; 2. стойка; 3. лопастная мешалка; 4. подшипниковый узел; 5. муфта;  6. редуктор; 7. электродвигатель; 8. выгрузная горловина.

 

2.2 Расчёт вместимости  бункера и его геометрических  параметров 

 

Требуемая вместимость ванны-смесителя определяется по формуле:

 

Vб = ( qсм + qв ) / ( nр * ρсм * φз ),                        (2.1.)

 

где nр – кратность приготовления кормосмеси в течении суток, nр = 72 – в расчёте на загрузку двух раздатчиков (трижды в сутки каждый кормораздатчик делает по 6 рейсов);

ρсм – объёмная масса смеси, ρсм = 730 кг/м3;

φз – коэффициент заполнения бункера, φз = 0,6.

 

Vб = ( 132600 ) / ( 72 * 730 * 0,6 ) = 4,2 м3.

 

Задаёмся диаметром ванны, представляющей собой горизонтальную полуцилиндрическую ёмкость, Dб = 1,6 м. тогда её длина:

 

L = Vб / ( π * Dб2 * 0,125 ).                                (2.2.)

 

L = 4,2 / ( 3,14 * 1,62 * 0,125 ) = 4,2 м.

 

2.3 Энергетический  расчёт мешалки

 

Требуемая мощность двигателя мешалки определяется по формуле:

 

N = Кз * ( Рр * υр + Ро * υо ) * zл / ηпр,                 (2.3.)

 

где Кз – коэффициент запаса мощности, Кз = 1,1;

Рр и Ро – окружное и осевое усилие, Н;

υр и υо – окружная и осевая скорости, м/с;

zл – число лопастей мешалки, zл = 22;

ηпр – КПД привода.

 

Рр = Рн * ( cosα + fsinα ),                              (2.4.)

 

Ро = Рн * (sinα - fcosα),                                (2.5.)

 

где Рн – нормальная составляющая сил сопротивлений, Н;

α – угол наклона лопасти к оси вращения вала мешалки, α = 150;

f – коэффициент трения, f = 0,7.

 

υр = ω * rср,                                           (2.6.)

 

υо = υр * cosα * sinα,                                (2.7.)

 

где ω – угловая скорость вала мешалки, ω = 21 с-1 (при n = 200 мин-1);

rср – расстояние от оси вращения до точки приложения равнодействующей сил сопротивлений, rср = 0,52 м (2/3 от Rл).

 

υр = 21 * 0,52 = 10,92 м/с.

 

υо = 10,92 * cos150 * sin150 = 2,73 м/с.

 

Рн = g * ρсм * hch * Fл * tg2 ,                    (2.8.)

 

где hch – половина rср, hch = 0,26 м;

Fл – лобовая площадь лопасти, Fл = 0,0775 м2 (0,775Ч0,1);

φ – угол внутреннего трения, φ = 500 – для кормосмеси.

 

Рн = 9,81 * 730 * 0,26 * 0,0775 * tg2 = 1098 Н.

Рр = 1098 * (cosα150+ 0,7 * sin150 ) = 1260 Н.

 

Ро = 1098 * (sin150 – 0,7 * cos150 ) = 458 Н.

 

ηпр = η * η2 * η3,                                     (2.9.)

 

где η1 – КПД муфты, η1 = 0,99;

η2 – КПД пары подшипников качения, η2 = 0,99;

η3 – КПД редуктора, η3 = 0,97.

 

ηпр = 0,992 * 0,99 * 0,97 = 0,94 Н.

 

2.4 Выбор электродвигателя  и редуктора

 

Определим крутящий момент на валу мешалки:

 

М = ,                                     (2.10.)

 

где nф – фактическая частота вращения, nф = 183,75 мин-1 (при iред = 16).

 

М =

= 0,734 кН*м.

 

Выбираем редуктор цилиндрический Ц2У-160 с Мдоп = 1 кН*м.

 

N = 1,1 * ( 1260 * 10,92 – 458 * 2,73 ) *22 / 0,9411 = 14620 Вт.

 

Выбираем электродвигатель 4А160М2 с N = 15 кВт и n = 2940 мин-1.

 

                       3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Удельные эксплуатационные затраты на приготовление и раздачу кормов (без учёта стоимости кормов) определяются по формуле :