Комплексная механизация производственных процессов содержания КРС на откорме с разработкой технологической линии раздачи кормов

Определим требуемый объём для бункеров-накопителей

Предусмотрим бункеры накопители для кормов, которые будут храниться перед подготовкой

, м3      

где β — коэффициент заполнения бункера (β = 0,8…0,9).

Расчёт по формуле произведём в MS Excel. Результаты представим в таблице 14:

 

 

Таблица 14 – Объем бункера для хранения кормов

Объём бункера для хранения кормов
КОРМ	Pсут	N	β	ρ	Ve
солома	322	1	0,8	300	1,5
ККП	938	3	0,8	700	5
фураж. зерно	520,2	7	0,9	550	8
комб.корм	201	6	0,9	450	3

Определим геометрические размеры бункеров-накопителей

Бункеры-накопители предусматриваем для хранения следующих видов корма:

1. Солома
2. ККП
3. Конц.корм (фураж.зерно)
4. Комб.корм

Форму бункеров-накопителей примем усечённая пирамида. Для определения геометрических размеров будем использовать данные рассчитанные по формуле 3.8 (требуемый объём бункеров для определённого вида корма) и формулу объёма усечённой пирамиды (принятая геометрическая форма бункеров накопителей).

, м3

где  S1 — площадь верхнего основания, S1 = a1*b1, м2

S2 — площадь нижнего основания, S2 = a2*b2, м2

h — высота фигуры, м

Основания усечённой пирамиды (верхнее и нижнее) прямоугольники или квадраты, примем стороны a — ширину и b — длину, произвольно.

При выборе высоты h будем учитывать максимальную возможную высоту разгрузки транспортного средства для перевозки соответствующего корма.

1. солома

(0,33*0,7)*(1,9*1,9+(1,9*1,9*1*1)^0,5+1*1) = 1,5 м3

a1 = 1.9 м; b1 = 1,9 м; a2 = 1 м; b2 = 1 м; h = 0,7 м

2. ККП

(0,33*1,5)*(2,5*2,5+(2,5*2,5*1,1*1,1)^0,5+1,1*1,1) = 5,05 м3

a1 = 2,5 м; b1 = 2,5 м; a2 = 1,1 м; b2 = 1,1 м; h = 1,5 м

3. Конц.корм (фураж. зерно)

(0,33*2)*(2,5*2,5+(2,5*2,5*1,5*1,5)^0,5+1,5*1,5) = 8,09 м3

a1 = 2,5 м; b1 = 2,5 м; a2 = 1,5 м; b2 = 1,5 м; h = 2 м

4. Комб. корм

(0,33*1,5)*(2*2+(2*2*0,8*0,8)^0,5+0,8*0,8) = 3,09 м3

a1 = 2 м; b1 = 2 м; a2 = 0,8 м; b2 = 0,8 м; h = 1,5 м

2 Подбор и расчёт оборудования для подготовки корма непрерывного действия

Схема механизации подготовки кормов. Примем схемы механизации подготовки для кормов, которые будут храниться перед подготовкой.

1. Солома: V–MIX 2S 13 → БУНКЕР-НАКОПИТЕЛЬ → ДОЗАТОР → СМЕСИТЕЛЬ

В данном случае солома будет измельчаться в прицепном мобильном тракторном смесителе-кормораздатчике с вертикальным расположением шнеков V–MIX 2S 13, фирмы BvL (Bernard van Lengerich). QПАСП = 12 т/ч

2. ККП: БУНКЕР-НАКОПИТЕЛЬ → ДОЗАТОР → ИКМ-5 →СМЕСИТЕЛЬ

Корнеплоды подготавливаются (моются, очищаются, измельчаются) в измельчителе корнеплодов-мойке ИКМ-5. QПАСП = 6 т/ч.

3. Конц.корм: БУНКЕР-НАКОПИТЕЛЬ → ДОЗАТОР → ПЗ-2М →СМЕСИТЕЛЬ

Смесь фуражного зерна подготавливается (плющение) машиной ПЗ-2М. QПАСП = 2 т/ч.

4. Комб.корм: БУНКЕР-НАКОПИТЕЛЬ → ДОЗАТОР → СМЕСИТЕЛЬ

Примем схемы механизации подготовки для кормов, которые будут подготавливаться непосредственно перед дачей.

Сено: V–MIX 2S 13 → АВМ 430 (приёмный саморазгружающийся бункер) → СМЕСИТЕЛЬ

Сено подготавливается (измельчается, смешивается) при помощи машины V-MIX 2S 13. QПАСП = 12 т/ч.

Силос: ПСК-5 → V–MIX 2S 13 → АВМ 430 (приёмный саморазгружающийся бункер) → СМЕСИТЕЛЬ

Силос подготавливается (измельчается и загружается) машиной ПСК-5. QПАСП = 16 т/ч.

Сенаж: ПСК-5 → V–MIX 2S 13 → АВМ 430 (приёмный саморазгружающийся бункер) → СМЕСИТЕЛЬ

Сенаж подготавливается (измельчается и загружается) машиной ПСК-5. QПАСП = 12 т/ч.

Определим требуемую производительность машин для подготовки кормов

Для кормов, которые будем хранить перед подготовкой:

, кг/ч

где tЭФ — время эффективной работы оборудования (tЭФ = 6…7 ч для кормов длительного хранения; tЭФ = 1…2 ч для кормов скоропортящихся, например ККП).

1. Солома: QТР = (322*1)/6 = 53,67 кг/ч
2. Конц. корм: QТР = (520*7)/6 = 606,67 кг/ч
3. Комб. корм: QТР = (201*6)/6 = 201 кг/ч

Для кормов, которые будут подготавливаться непосредственно перед дачей

, кг/ч

4. Сено: QТР = 858/6 = 143 кг/ч
5. Силос: QТР = 4563/6 = 760,5 кг/ч
6. Сенаж: QТР = 613/6 = 102,17 кг/ч
7. ККП: QТР = 656/1 = 656 кг/ч

По величине требуемой производительности, с использованием справочной литературы, принимаем машины с производительностью близкой к производительности требуемой. QПАСП ≥ QТР

1. Солома. Принимаем  V-MIX 2S 13,  QПАСП = 12 т/ч
2. ККП. Принимаем   ИКМ-5,   QПСАП = 6 т/ч
3. Конц. корм. Принимаем  ПЗ-2М,   QПАСП = 2 т/ч
4. Комб. корм. Принимаем  УКС-1,   QПАСП = 1 т/ч
5. Сено. Принимаем   V-MIX 2S 13,  QПАСП = 12 т/ч
6. Силос. Принимаем  ПСК-5,   QПАСП = 16 т/ч
7. Сенаж. Принимаем  ПСК-5,   QПАСП = 12 т/ч

Определим количество единиц принятого оборудования

, шт

Солома.   nО = 0,054/12 = 0,005.  V-MIX 2S 13 — I шт.

1. ККП.   nО = 0,656/6 = 0,109.  ИКМ-5 — I шт.
2. Конц.корм.   nО = 0,606/2 = 0,303.  ПЗ-2М — I шт.
3. Комб. корм.  nО = 0,201/1 = 0,201.  УКС-1 — I шт.
4. Сено.    nО = 0,143/12 = 0,012.  V-MIX 2S 13 — I шт.
5. Силос.   nО = 0,761/16 = 0,048.  ПСК-5 — I шт.
6. Сенаж.   nО = 0,102/12 = 0,009.  ПСК-5 — I шт.

 

 Фактическое  время работы выбранного оборудования

Для кормов, которые будем хранить перед подготовкой:

Солома. tФ = (0,322*1)/(12*1) = 0,027 ч (2 мин.)

Конц.корм. tФ = (0,520*7)/(2*1) = 1,82 ч (1 ч 51 мин.)

Комб.корм. tФ = (0,201*6)/(1*1) = 1,206 ч (1 ч 12 мин.)

Для кормов, которые будут подготавливаться непосредственно перед дачей:

ККП. tФ = 0,656/(6*1) = 0,109 ч (6 мин.)

1. Сено. tФ = 0,858/(12*1) = 0,072 ч (4 мин.)
2. Силос. tФ = 4,563/(16*1) = 0,285 ч (17 мин.)
3. Сенаж. tФ = 0,613/(12*1) = 0,051 ч (3 мин.)

 Подбор и расчёт  оборудования периодического действия, с учётом его производительности. Для подбора оборудования будем рассматривать процесс подготовки кормов в вечернюю дачу. Так как в утреннюю дачу подготавливается PСМЕСИ УТР. ДАЧА = 3106 кг корма, а в вечернюю PСМЕСИ ВЕЧЕР. ДАЧА = 7489 кг (согласно таблицы 10) и, следовательно, наибольшая загрузка оборудования будет наблюдаться для приготовления в вечернюю дачу.

Определим время технологического цикла работы, для достижения нужного эффекта подготовки корма

      

где tТЕХН — время обработки корма, согласно требованиям технологии, ч.

Согласно принятой технологической схемы в пункте 2.4.1. солому будем подготавливать (запаривать) в смесителе-запарнике С-12. (QПАСП С-12 = 5 т/ч запаривание+смешивание; QПАСП С-12 = 10 т/ч смешивание)

Загрузку кормов в смеситель предусмотрим загрузочным сборным шнеком ШЗС-40М, производительностью QПАСП ШЗС-40М = 40 т/ч.

Выгрузку корма предусмотрим выгрузным шнеком ШВС-40М, производительностью QПАСП ШВС-40М = 40 т/ч.

Согласно технологии запаривания соломы время tТЕХН составляет 3,5 ч и складывается из времени на запаривание tЗАПАР = 0,5 ч, и времени выдержки для размягчения и остывания до 400С — tВЫДЕРЖ = 3 ч.

tТЕХН = tЗАПАР + tВЫДЕРЖ = 0,5+3 = 3,5 ч

tТЕХН СОЛОМЫ = 3,5 ч

tЗАГР 0,322 т соломы посредством ШЗС-40М, составит

tЗАГР СОЛОМА = 0,01 ч (1 мин.)

После запаривания соломы и её выдержки в смеситель дозировано загружаются остальные компоненты кормовой смеси, для вечерней дачи (согласно таблицы 10) это будут:

• сено 0,858 т,    tЗАГР = 0,02 ч (1,5 мин.)
• сенаж 0,613 т,   tЗАГР = 0,02 ч
• силос 4,6 т,   tЗАГР = 0,12 ч
• ККП 0,657 т,    tЗАГР = 0,02 ч
• конц.корм 0,338 т,  tЗАГР = 0,01 ч
• комб.корм 0,131 т,   tЗАГР = 0,01 ч

После загрузки всех компонентов в смеситель-запарник, производится их перемешивание.

Массу корма, подлежащую смешиванию в вечернюю дачу, определяем  на основании данных таблицы 10:

PСМЕСИ ВЕЧЕР.ДАЧА = 7489 кг (7,489 т)

Производительность С-12, QПАСП при смешивании = 10 т/ч. Тогда:

tТЕХН СМЕШИВАНИЯ ВЕЧЕР.ДАЧА = 0,75 ч (45 мин.)

Время выгрузки готовой смеси шнековым транспортёром ШВС-40М составит:

tВЫГР СМЕСИ ВЕЧЕР.ДАЧА = 0,18 ч (11 мин.)

В формуле 3.14 t ЗАГР запарника-смесителя для одного цикла подготовки кормовой смеси будет складываться из времени загрузок всех компонентов, входящих в состав смеси для вечерней дачи:

tЗАГР = tЗАГР Соломы + tЗАГР Сена + tЗАГР Сенажа + tЗАГР Силоса + tЗАГР ККП + tЗАГР Конц.корма + tЗАГР Комб.корма

t ЗАГР ВЕЧЕР. ДАЧА = 0,01+0,02+0,02+0,12+0,02+0,01+0,01 = 0,21 ч (12 мин.)

Время t ТЕХН будет складываться из времени на подготовку соломы t ТЕХН СОЛОМЫ и времени на смешивание остальных компонентов, приготовляемой кормовой смеси t ТЕХН СМЕШИВАНИЯ, и составит:

t ТЕХН ВЕЧЕР ДАЧА = t ТЕХН СОЛОМЫ + t ТЕХН СМЕШИВАНИЯ = 3,5+0,75 = 4,25 ч (4ч 15 мин.)

Тогда время технологического цикла работы смесителя-кормозапарника С-12 в вечернюю дачу корма:

t Ц ВЕЧЕР.ДАЧА = 0,21+0,18+4,25 = 4,64 ч (4 ч 38 мин.)

В утреннюю дачу корма, в соответствии с таблицей 10, в состав кормосмеси солома не входит. Поэтому для утренней, дачи из времени технологического цикла работы смесителя-запарника по подготовке кормовой смеси будут исключены:

t ЗАГР. СОЛОМА = 0,01 ч

t ЗАПАР. СОЛОМА = 0,5 ч

t ВЫДЕРЖ. СОЛОМА = 3 ч

Тогда t ЗАГР составит:

t ЗАГР = t ЗАГР Сенажа + t ЗАГР Силоса + t ЗАГР ККП + t ЗАГР Конц.корма + t ЗАГР Комб.корма

Время загрузки компонентов кормовой смеси для утренней дачи в смеситель загрузочным шнеком ШЗС-40М:

• сенаж 0,613 т,   tЗАГР = 0,015 ч
• силос 1,955 т,   tЗАГР = 0,05 ч
• ККП 0,281 т,    tЗАГР = 0,007 ч
• конц.корм 0,182 т,  tЗАГР = 0,005 ч

комб.корм 0,07 т,   tЗАГР = 0,002 ч

t ЗАГР  УТР.ДАЧА = 0,015 + 0,05 + 0,007 + 0,005 + 0,002 = 0,079 ч (5 мин.)

Масса корма, подлежащая смешиванию в утреннюю дачу на основании данных таблицы 10:

P УТР.ДАЧА = 3106 кг (3,106 т)

Производительность С-12, Q ПАСП при смешивании = 10 т/ч. Тогда:

tТЕХН СМЕШИВАНИЯ УТР.ДАЧА = 0,31 ч (19 мин.)

t ТЕХН УТР. ДАЧА = t ТЕХН. СМЕШИВАНИЯ УТР. ДАЧА

t ТЕХН УТР. ДАЧА = 0,31 ч

Время выгрузки готовой смеси шнековым транспортёром ШВС-40М составит:

t ВЫГР. СМЕСИ УТР. ДАЧА = 0,08 ч (5 мин.)

Тогда время технологического цикла работы смесителя-кормозапарника С-12 в утреннюю дачу корма:

t Ц УТР. ДАЧА = 0,079 + 0,08 + 0,31 = 0,5 ч (30 мин.)