Реконструкция линии уборки и утилизации навоза на откормочном комплексе КРС 1000 голов СПК «колхоз Авангард» Осиповичского района с модернизацией насоса для перекачки навоза АПН-6-300

Пояснительная записка состоит из 72 страниц печатного текста и содержит 17 таблиц, 12 наименований использованных литературных источников, 1 приложения и 9 листов графического материла формата А1.

В проекте была произведена реконструкция линии уборки и утилизации навоза с модернизацией агрегата для перкачки навоза, определена структура поголовья откормочной фермы, установлены рационы кормления в соответствии с заданием, рассчитаны потребное количество воды, кормов, выхода навоза, объемы хранилищ, установлены потребные площади для содержания скота и размещения оборудования, подобраны необходимые средства механизации.
В конструкторской части нами предлагается модернизация рабочего органа агрегата для перекачки навоза, кроме того был выполнен его технологический и прочностной расчеты.
Составлена технологическая карта технологических процессов, что послужило основанием для определения технико-экономических показателей работы.
В соответствии с заданием выполнены разработки по охране труда и безопасности жизнедеятельности.


3 МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ НА ФЕРМЕ
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения
Механизация и автоматизация водоснабжения животноводческих ферм позволяет значительно сократить затраты труда и снизить себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, механизация водоснабжения повышает противопожарную безопасность производственных помещений и повышает санитарное состояние фермы. Выбор средств механизации водоснабжения производится с учетом среднесуточной нормы водопотребления и производственной потребности.
На проектируемой ферме одно животное потребляет за сутки 50 л воды. Вода также необходима для приготовления кормов в кормоцехе из расчета на 1 кг сухого корма - 2 л воды.
Вода необходима и в санитарно-бытовых помещениях. На комплексе потребляется вода из подземных источников. При помощи насосной стан-ции вода подается в водонапорную башню и затем по трубопроводам к потребителям.
Для закачивания воды применяем центробежный вихревой насос ВН-2Ц-6. Мощность насоса 13,0 кВт, подача 10,4-6,8 м/ч, создаваемое давление 100... 120м. вод. ст.
При помощи водонапорной башни создается необходимый напор в магистрали, регулируется суточный расход воды и создается ее необходимый запас.
Для поения животных применяется групповая автопоилка АГП-4 из расчета одна поилка на 10 голов. Она присоединяется к водопроводу так, чтобы из нее могли пить одновременно несколько животных.

3.2 Механизация приготовления и раздачи кормов
Все корма можно классифицировать по характерным признакам:
- по происхождению – на растительные, животные и минеральные;
- по видам – на грубые, сочные, зеленые и концентрированные;
- по количеству содержащейся в них влаги – на влажные, сухие и полусу-хие;
- кормовые добавки.
Каждый вид кормов в зависимости от состава и питательной ценности скармливается предпочтительно определенному виду и возрасту животных в натуральном, переработанном виде или в виде смеси различных кормов и добавок. Ко всем кормам предъявляются определенные требования, которые часто регламентированы ГОСТами.
Общие требования к кормам:
- они должны содержать максимальное количество веществ, доступных для переваривания и усвоения животными;
- не должны содержать (или содержать минимально допустимое количество) вредных и ядовитых веществ, оказывающих отрицательное влияние на здоровье животных;
- соответствовать цвету и запаху, характерным для данного корма, что свидетельствует об отсутствии порчи;
- должны быть пригодными для длительного хранения в натуральном и консервированном виде.
Важнейшим условием создания прочной кормовой базы является приготовление высококачественных кормов на основе использования новых прогрессивных технологий, обеспечивающих максимальный выход питательных веществ с единицы земельной площади с сохранностью их в процессе хранения более 90 %.
Существуют следующие способы консервирования кормов:
- сушка травы на сено;
- заготовка сенажа в башнях и траншеях;
- силосование, в том числе приготовление комбисилосов;
- химическое консервирование;
- искусственная сушка травы, корнеклубнеплодов, зерна;
- механическое консервирование высоковлажных кормов.
Каждую из технологий применяют в зависимости от возможностей хозяйства и погодных условий.
Важную роль в усвоении питательных веществ организмом животных играет измельчение, которому подвергаются зерно злаковых, бобовых и масличных культур, мел, соль, прессованные корма, пищевые отходы, сено, солома, корнеклубнеплоды, зеленая масса трав и т.п. Чем мельче частица (до определенного предела), тем быстрее она обрабатывается желудочным соком животного и лучше усваивается, тем самым уменьшая затраты энергии животных на разжевывание кормов и улучшая условия механизации и автоматизации процессов смешивания, дозирования и раздачи. Измельчение кормовых материалов может осуществляться различными способами: разбиванием свободным ударом, растиранием, плющением или раздавливанием, резанием, скалыванием или крошением. Каждый из способов измельчения применим для определенных видов кормов и назначения измельчения.
Раздача кормов – это трудоемкий процесс, на долю которого приходится от 30 до 40 % от общих трудовых затрат. Эти затраты зависят от типа кормления, способа содержания животных, типа построек и применяемых средств механизации. При этом многие корма сильно отличаются по своим физико-механическим свойствам, что затрудняет применение одного типа раздатчика. А раздавать корм надо 2…3 раза в сутки, при этом норма выдачи зависит от продуктивности коровы или возраста животного. Индивидуальная нормированная раздача корма встречает известные затруднения и усложняет конструкцию раздатчиков. Раздача упрощается при подборе животных в группы с примерно равной продуктивностью или одного возраста. В этом случае раздача производится в групповые кормушки с нормой корма на всю группу.
Равномерность выдачи корма на фермах не должна отклоняться от установленной нормы более чем на 15 % по объемистым кормам и 5 % – по концентрированным; максимальные потери корма не должны превышать 1 % от розданного количества; неравномерность раздачи не должна превышать 10% при дозировании в индивидуальные кормушки и 5% – в групповые; потери корма при раздаче не допускаются

3.3 Поддержание микроклимата
Создание и автоматическое поддерживание требуемых параметров микроклимата является важной проблемой в животноводстве. Несоблюдение оптимального микроклимата в помещениях для содержания животных снижает их продуктивность, увеличивает расход кормов на получение продукции, возрастает падеж животных.
На проектируемом комплексе животные содержатся в коровниках, построенных по типовому проекту 801-70. Для обеспечения помещений чистым воздухом можно применить приточно-вытяжную систему вентиляции с механическим побуждением. Современные комплексы вентиляционного оборудования включают в себя световые вентиляционные коньки, подъемные окна-шторы и обеспечивают большой объем вентиляции, глубокое регулирование воздухообмена в зависимости от возраста и вида животных, сбалансированность воздушного потока, отсутствие зон застоя и сквозняков.

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
4.1 Анализ технологических схем навозоудаления
Производство продукции животноводства на крупных комплексах с использованием промышленной технологии имеет некоторые негативные последствия. Высокая концентрация животных в одном месте приводит к большому скоплению навоза и стоков на относительно небольшой территории. Фермы и комплексы являются потенциальными загрязнителями почвы и водных источников как органическими, так и биогенными элементами. Скопление большого количества навоза оказывает непосредственное влияние на качество воздуха окружающей среды, водных ресурсов, развитие флоры и фауны, загрязняет почву семенами сорняков, распространяет неприятные запахи. Между тем навоз является ценным органическим удобрением и главным поставщиком минеральных веществ, которые необходимы для роста и развития растений. Поэтому на фермах и комплексах необходимо использовать технологии и оборудование, позволяющие уменьшить отрицательное влияние навоза на окружающую среду.
Выбор технологии удаления и утилизации навоза зависит главным образом от системы содержания животных и физико-механических и реологических свойств навоза. Перевод животноводства на промышленную основу предусматривает в большинстве случаев бесподстилочное содержание животных, что позволяет получать естественные отходы животноводства с высокой удобрительной ценно-стью.
Гидравлические системы удаления навоза в последние годы по-лучают всё большее распространение как наиболее простые и надёжные в эксплуатации, позволяющие отказаться от применения трудоёмких ручных операций и полностью автоматизировать технологический процесс, связанный с удалением и переработкой бесподстилочного навоза. Различают следующие системы удаления жидкого навоза из помещений: смывную, рециркуляционную и самотёчную периодического и непрерывного действия.
Способ самотёчного смыва жидкого навоза из животноводческих по-мещений основывается на его способности течь по дну навозосборного ка-нала в соответствии с его наклоном и даже растекаться по горизонтально-му дну. Система самотёчного смыва имеет продольные и поперечные кана-лы. Первые расположены вдоль животноводческого помещения, вторые – поперёк него. Продольные каналы проходят через места возникновения навоза. Сверху они закрыты решётками, сквозь щели которых более жидкий навоз стекает в каналы, а менее жидкий продавливается ногами животных. По дну этих каналов навоз стекает в поперечные каналы, а по ним – во внешние навозосборники. В продольных каналах ставят на расстоянии 150…200 мм от входа их в поперечные каналы порожки, шиберы, гидрозатворы – в зависимости от необходимости. Порожками, шиберами регулируют необходимый слой жидкого навоза на дне продольных каналов.
Используют два варианта самотёчного удаления навоза – периодиче-ский и непрерывный. Периодически работает шиберная система. Схема её работы следующая. Выходы из продольных каналов в поперечные закрывают шиберами. Навоз стекает в продольные каналы сквозь щели решёток, которыми эти каналы закрыты сверху и накапливается там, в течение 3…4 месяцев. За это время происходит расслоение навоза на фракции. Твердая фракция осаждается на дно, а жидкая остается вверху. Когда расстояние между навозом в начале канала и решёткой станет минимальным (15-20 см), шибер поднимают и переводят систему в самотёчный режим.
Расслоение жидкого навоза усложняет его удаление из каналов самотечной системы. При открытии шибера жидкая фракция быстро уходит, а твердая остается в каналах. Затем при помощи брандспойта оператор смывает оставшийся навоз из продольных каналов.
При гидравлическом способе удаления навоза происходит разбавление его водой и превращение в малоконцентрированные стоки, объем которых в 5…10 раз превышает количество исходного навоза. Это приводит к увеличению объема навозохранилища, к нерациональным транспортным затратам по вывозке в составе стоков воды и к потере более половины полученных органических удобрений, а также заиливанию почвы и загрязнению окружающей среды.
Поэтому сокращение потребления воды на удаление навоза из животноводческих помещений является одним из наиболее актуальных направлений в решении достаточно сложной экологической проблемы.
Исходя из требований охраны окружающей среды и использования навоза в качестве органического удобрения, наиболее приемлемой технологией удаления должна быть та, которая обеспечивает получение навоза с минимальной влажностью.
В зависимости от конкретных условий применяют следующие технологии удаления и переработки навоза:
- технология сбора, удаления и хранения твёрдого подстилочного навоза и внесение в почву;
- технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твёрдого компоста получаемого с использованием торфа, соломы, опилок и других компостированных материалов и минеральных удобрений;
- технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с хранением и внесением его в почву в жидком виде;
- технология сбора и удаления жидкого бесподстилочного навоза с разделением его на твёрдую и жидкую фракции с последующим хранением и внесением каждой фракции раздельно.
Первая технология позволяет получать большое количество навоза, что не-маловажно для растениеводства, но вместе с тем требует больших затрат труда.
Вторая схема применяется на фермах и комплексах с беспривязным боксовым содержанием крупного рогатого скота и при достаточном обеспечении компостирующими материалами.
Применение бесподстилочного содержания животных помогает меха-низировать процессы, связанные с уборкой навоза. Применяя данную технологию на больших комплексах, мы значительно уменьшим затраты труда на удаление навоза.
Правильность выбора системы удаления и обработки больших объёмов навоза при проектировании сооружений способствует снижению себестоимости животноводческой продукции, повышению плодородия почв, увеличение кормовой базы, соблюдению экологической безопасности. Одним из способов уборки навоза при бесподстилочном содержании животных является гидравлический способ. Этот способ предусматривает применение гидросмывных и самосплавных систем как периодического, так и непрерывного удаления навоза из животноводче-ских помещений.
Применение гидравлических систем с точки зрения санитарных правил предпочтительнее механических систем. При гидравлическом удалении навоза значительно чище решётчатый пол, лучше микроклимат в животноводческих помещениях. Кроме того, по трудовым и приведенным затратам, самосплавные системы навозоудаления также более эффективны по сравнению с механическими способами.
Самотёчный способ навозоудаления имеет наибольшее распространение на фермах и комплексах промышленного типа. Принцип удаления навоза состоит в образовании гидравлического уклона и перемещения навоза под действием собственной массы.
Навоз от животных поступает через решётчатый пол в канал, затем по мере накопления с помощью шиберов поступает в жижесборник и далее перекачивается насосом по навозопроводам в навозохранилище. При хранении навоза должны быть решены две задачи: соблюдение санитарных норм и охрана окружающей среды, создание благоприятных условий для внесения навоза в почву. Навозохранилища размещают на возвышенных участках.

5 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Описание устройства и работы агрегата для откачки навоза
С целью устранения и облегчения труда на ферме. В уборке навоза особое значение отводится совершенствованию существующих и внедрению новых и перспективных систем удаления навоза.
Агрегат перекачки навоза АПН-6-300 предназначен для перемешива-ния навоза в навозоприемнике, перекачивания навоза по трубопроводу в навозохранилища и погрузки навоза в транспортное средство.
Техническая характеристика
Глубина погружения агрегата, м 3750
Потребляемая мощность, кВт 22
Скорость перемешивания, м/с 10000
Число оборотов вала в минуту, мин-1 1465
Масса агрегата, кг 495

Основными рабочими узлами агрегата являются насосная часть и электродвигатель. Насосная часть состоит из вала привода насоса и кожуха насоса. Вал привода насоса соединен муфтой с валом электродвигателя. Нижний конец вала привода насоса вращается в опоре резиновой, установленной в кожухе насоса; верхний - в металлическом двурядном сферическом подшипнике с разрезной втулкой, установленном в корпусе; промежуточная часть вала - во втулках с текстолитовыми вставками. Рабочая часть вала привода насоса закрыта кожухом насоса с всасывающей полостью. Кожух насоса имеет исполнение с клапаном для, регулировки агрегата в положение перекачивания или перемешивания. Для перемещения клапана в необходимое положение используется шток соединительный.
Вес электродвигателя воспринимает опора, которая относится к трубе напорной. Труба напорная соединена с кожухом насоса болтовыми соединениями.
Агрегат работает следующим образом: электродвигатель передает вращение валу и установленном на нем колесу. Навоз засасывается в насос, волокнистые включения попадают между ножами и перерезаются ими. Крупные включения отбрасываются центробежными силами из зоны всасывания, скользят вдоль ножей и вталкиваются в вырезы. Наличие выступов на наружной поверхности вращающегося ножа обеспечивает хорошее перемешивание перекачиваемой неоднородной массы и дробление включений.
Размельченная масса подхватывается и поступает к центробежному рабочему колесу, которое и подает её к месту выгрузки.
Целью модернизации – обеспечение равномерного перемешивания и перекачки густой массы. Для этого крыльчатку выполняем виде конуса с закрепленными ножами. Кроме того, для обеспечения лучшего процесса измельчения в корпусе кожуха насоса устанавливается нож.
После модернизации насос может выполнять следующие операции:
- перемешивание навозной массы;
- измельчение соломистых и волокнистых примесей с помощью под-вижного и неподвижного ножей, установленных на входе в насос;
- перекачивание под напором массы в транспортное средство, или подача его по трубам.