Научно – исследовательская работа на тему: «Проектирование и разработка кормораздатчика зернофуража в животноводческих фермах крупнорогатого скота »
МИНИСТЕРСТВО ТРУДА, ЗАНЯТОСТИ И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
« БАВЛИНСКИЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ»
Авторы:
Хайруллин Илюс Ильдусович,
д.Новозареченск, ул. К.Маркса, дом 2
Ахмадиев Руслан Загитович
д. г.Бавлы, ул . К.Маркса, дом 43
Научно – исследовательская работа на тему: «Проектирование и разработка кормораздатчика зернофуража в животноводческих фермах крупнорогатого скота »
г.Бавлы, 2013 год
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
3
1.ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
4
1.1 Историческая справка
4
1.2 Актуальность проекта
6
1.3 Цели и задачи
7
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
9
2.1 Описание проектируемого оборудования
9
2.2 Подбор узлов и деталей кормораздатчика
10
2.3 Расчет клиноременной передачи
2.4 Изготовленный вариант модели
3.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
15
3.1 Расчет материальных затрат
15
3.2 Экономическая эффективность
15
ВЫВОДЫ
16
ЛИТЕРАТУРА
17
ВВЕДЕНИЕ
Заготовка, приготовление и раздача кормов важнейшая зада ча в животноводстве. На всех этапах решения этой задачи необхо димо стремиться к уменьшению потерь корма и улучшению её физи ко-механического состава и качества.
К кормораздающим устройствам предъявляют следующие зоо технические требования: равномерность и точность раздачи кор ма; его дозировка индивидуально каждому животному (например, распределение концентратов по суточному надою) или группе жи вотных (силос, сенаж и другие грубые корма или зеленая подкор мка); предотвращение загрязнения корма и расслаивания его по фракциям; предупреждение травматизма животных; электробезо пасность. Отклонение от предписанной нормы на одного жи вотного для стебельных кормов допускается в диапазоне ± 15%, а для концентрированных кормов ±5%. Возвратимые потери корма не должны превышать ± 1 %, а невозвратимые не допус каются. Продолжительность операции раздачи кормов в одном помещении должна быть не более 30 мин (при использовании мо бильных средств) и 20 мин (при раздаче кормов стационарными средствами).
Кормораздатчики должны иметь высокую произво дительность и предусматривать регулирование нормы выдачи на голову от минимальной до максимальной; не создавать излишнего шума в помещении, легко очищаться от остатков корма и других загрязнений, быть надежными в работе.
Применение различных видов механизированных систем кормления позволяет сэкономить корма (зернофуржа) и повысить эффективность их использования в животноводческих фермах, благодаря чему появляется возможность увеличить надои. Кроме того, с их помощью освобождаются трудовые ресурсы.
1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
1.1 Историческая справка
Интенсивное развитие сельского хозяйства способствовало эволюции систем кормления крупнорогатого скота, то есть усовершенствованию раздачи и дозировки кормов.
Раздача кормов производится либо вручную – полученную массу перегружают в тракторный прицеп и раздают лопатами и вилами, – либо кормораздатчиками.
Популярны и широко распространены в Канаде и США тележки автоматической раздачи кормов применяемые в условиях содержания коров на привязи и беспривязи.
В России появилась сравнительно недавно. Тележка удобна в обращении.
Рисунок 1. При поставке в состав автоматической тележки включают комплект колес, руль управления для осуществления функций передвижения и кормления, кнопки для электронной регулировки и контроля скорости движения и облегчения процесса кормления и полностью автоматическое встроенное зарядное устройство. В качестве источника питания используют катушку с кабелем, которые могут поставляться как дополнительное оборудование. Тележка автоматической раздачи кормов - это современная технология, эффективная при кормлении коров и обработке почти всех видов силоса и комбинированных кормов, подаваемых на поедание животными на пол. Тележка автоматической раздачи кормов абсолютно безопасна для оператора. Она проста и удобна в использовании не только в невысоких помещениях, но и в узких проходах, так как у аппарата достаточно большой радиус поворота колес. Она идеально подходит для маневров в условиях ограниченного пространства. Узкая ширина тележки облегчает передвижение с ней через двери или маневрирование вблизи оборудования и другой техники.
Однако при использовании такого способа кормления коров и раздачи кормов необходим человеческий фактор:
требуется управление тележкой или передвижение её по коровнику;
присутствует определенный процент краж в соответствии с российским фактором, проверенным временем;
возрастает количество затрат комбикорма, так как отсутствует его дозирование в данном случае.
Первым шагом к автоматизации кормления можно считать использование стационарных кормомиксеров, где измельчаются и перемешиваются грубые корма. Затем появились более прогрессивные мобильные миксеры-кормораздатчики, с помощью которых можно не только измельчать и смешивать загружаемый из силосных траншей объемистый корм с концентрированными кормами, но и раздавать полученную массу на кормовые столы.
Такие мобильные кормораздатчики бывают прицепными и самоходными. По оценке участников рынка, более 50% всех животноводческих предприятий в нашей стране для раздачи кормов сейчас используют кормораздатчики. Они позволяют одновременно измельчать, смешивать, раздавать и правильно дозировать корма с помощью встраиваемой компьютерной программы и электронных весов, а также могут быть приспособлены к различным системам кормления (раздельное кормление концентратом, полно смешанный рацион, частично смешанный).
При этом большинство хозяйств предпочитают прицепные модели, так как они в разы дешевле самоходных. Так, например, если вертикальный прицепной кормораздатчик стоит в среднем 15-20 тыс. евро, то на покупку самоходного придется потратить около 250 тыс. евро.
«Полуавтоматами», стоящими на ступень выше по эволюционной лестнице являются автоматические кормостанции. При раздаче кормов в цепочке с их применением исключается труд механизатора. Однако грубый корм все же приходится раздавать с помощью миксера-кормораздатчика.
Кормостанции представляют собой систему трубопроводов, идущих от бункеров, содержащих концентрированные корма (в России чаще всего это один вид, а за границей до 4 различных видов кормов), и приемную станцию.
Корма загружают в бункер погрузчиком, а затем по транспортировочной линии – обычно это труба со шнеком или шайбо-тросом – они поступают в резервуар приемной станции со своим маленьким шнеком – дозатором. В основе таких технологических решений лежит «софт» – компьютерная программа, которая позволяет управлять всеми параметрами отгружаемых кормов в зависимости от животного или группы животных. Программа, как правило, является отдельным блоком автоматизированных систем управления стадом.
Однако надо помнить: какой бы совершенной ни была автоматическая система, она все равно должна находиться под наблюдением специалистов.
Основным средством механизации раздачи кормов на фермах крупного рогатого скота остаются мобильные кормораздатчики типа КТУ-10А и КТ-Ф-9. Основные особенности КТ-Ф-9 - одноосное исполнение, унифицированное шасси полуприцепов и повышенная грузоподъемность. Применение одноосной схемы кормораздатчика отвечает современным тенденциям развития конструкций этих машин за рубежом.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 2. Кормораздатчик - КТ-Ф-9;
1.2 Актуальность проекта
Продуктивность животных находится в полной зависимости от состояния в хозяйстве кормовой базы. Крупнорогатый скот хорошо переваривает растительные корма: сочные, зерновые, грубые, отходы различных пищевых производств.
Сочные корма содержат в своем составе большое количества влаги: например, свекла, трава, силос и другие.
Грубые корма, содержат много клетчатки: например: сено, солома, веточный корм.
Зерно и продукты его переработки отличаются высокой питательностью и поэтому имеют большое значение для кормления дойных коров, так как их добавки резко увеличивают питательную ценность рациона и незаменимы для его балансирования по важнейшим питательным веществам. Злаковые зерновые корма, особенно овес и ячмень, а также пшеничные отруби отличаются диетическими свойствами, содержат умеренное количество протеина.
Коров кормят 3 раза в сутки. При этом зерновые и сочные корма задают утром и в полдень, грубые – в каждое кормление.
На нашей ферме измельчают и смешивают корма с использованием кормодробилки КДУ-2. Раздают полученный зернофураж вручную, что занимает много сил и времени.
Учебное хозяйство ГАОУ СПО «Бавлинский аграрный колледж» имеет 1810 га земель сельскохозяйственного назначения, поэтому зерновые культуры являются основой рациона кормления крупного рогатого скота.
Проанализировав применяемое оборудование для раздачи зернофуража в Бавлинском районе, было принято решение спроектировать и изготовить на основе имеющейся сельскохозяйственной техники кормораздатчик зернофуража собственными силами, используя узлы старых сельскохозяйственных машин, так как стоимость выпускаемых заводами-изготовителями современных кормораздатчиков высока.
1.3 Цели и задачи
Цель проекта: спроектировать и изготовить на основе имеющейся сельскохозяйственной техники кормораздатчик зернофуража.
Основные задачи:
- изучить порядок оформления проектной документации;
- ознакомиться с необходимой литературой по теме проекта;
- определить взаимозаменяемость узлов и деталей сельскохозяйственных машин и тракторов и применение их в проектируемой конструкции;
- освоить практические навыки изготовления моделей сельскохозяйственной техники;
Для успешной реализации проекта необходимо спроектировать конструкцию кормораздатчика, выбрать основные узлы, материалы и инструменты и изготовить модель планируемого оборудования. Для этого:
Во – первых: нужно ознакомиться с историей создания сельскохозяйственных машин;
Во – вторых: продумать уровень механизации кормораздаточных процессов в животноводческих фермах с малым поголовьем крупнорогатого скота.
В – третьих: изучить устройства и принципы действия уже существующих и использующихся кормораздатчиков;
В - четвертых: при разработке и выборе вариантов проекта, материалов, инструментов и способов изготовления добиться, чтобы конструкция была дешевым, прочным, простым в изготовлении, высокопроизводительным и безопасным в эксплуатации. Достичь гармоничного навешивания на трактор Беларусь, товарного внешнего вида изготовленного изделия.
В итоге оценить изделие, определить достигнуты ли поставленные цели и результаты работы.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Описание проектируемого оборудования
Обычно в животноводческих фермах КРС применяется кормление в виде кормосмесей и зернофуража.
Кормосмесь (скармливании грубыми основными кормами, соломой и другими отходами полеводства в виде измельченной равномерно смешанной кормо-смеси) приготавливается в кормоцехе или с помощью кормораздатчиков- смесителей транспортируется на ферму и там выгружается.
Скармливание коров зернофуражом эффективнее. Так например: при кормлении в количестве 60% на рационе зернофуража - обеспечивается среднесуточный удой 19,5 кг, в то время как на рационе, состоящем из силоса и сенажа (50%), корнеплодов (10%), травяной резки (10%) и концентратов (30%), он равняется 17,4 кг.
В опытах Белорусской сельскохозяйственной академии включение в рацион бычков на откорме 60 70% по питательности ячменного зерносенажа обеспечивает получение среднесуточного прироста живой массы 790 831 г, снижение стоимости кормов на 1 ц прироста живой массы на 27 29%.
Зернофураж - это измельченная масса зерновых (пшеницы, ячменя, кукурузы, гороха и т.д.) и не зерновых (шрота, жмыха, травяной муки, ракушки и т.д.) компонентов комбикорма. Для приготовления витаминной муки и других грубых кормов для разных видов и возрастных групп животных применяется кормодробилка КДУ-2.
Дробилка состоит из следующих основных узлов: камеры с дробильным барабаном и вентилятором; циклона со шлюзовым затвором и
Рисунок 3. КДУ-2
трубопроводами; измельчающего устройства с ножевым барабаном и транспортерным питателем, электродвигателя с комплектом пускового оборудования и рамы.
Погрузка зернофуража на прицеп кормораздатчика можно произвести двумя способами: с помощью выгрузного шнека и ковшовым КУНом. [ 1 ]
За основу кормораздатчика выбираем существующий разбрасыватель органических удобрений РОУ-6, который предназначен для транспортировки и поверхностного разбрасывания органических удобрений, торфа, компостов и т.д.
Разбрасыватель РОУ-6 подлежит реконструкции с целью применения раздачи зернофуража в условиях содержания коров на привязи и беспривязи:
- с прицепа снимаются шнеки с приводами;
- снимается цепочно-планчатая цепь;
- наращиваются борта с четырех сторон по высоте;
- в середине платформы устанавливается регулируемый заслонкой люк для подачи корма на горизонтальный шнек;
- под люком крепится шнек, который позволяет равномерно подавать зернофураж в кормушки;
- в переднюю часть прицепа устанавливается редуктор от картофелекопалки КТН-2, который вращается от вала отбора мощности трактора МТЗ-80/82;
- вращательный момент от редуктора на шнек передается клиноременной передачей;
- на передний и задние борта устанавливаются наклонные направляющие листы толщиной 3мм.
Рисунок 5. Наклонные листы
2.2 Подбор узлов и деталей кормораздатчика
1) Люк с заслонкой. Заслонка представляет собой лист из обычной углеродистой стали толщиной 3мм, размерами 350х150мм. По широкой стороне заслонки вырезается паз, для регулирования объема подачи корма, шириной 14мм и длиной 100мм под крепежные болты М12. Люк размерами 100х300мм вырезается после монтажа шнека.
Рисунок 6. Заслонка
2) Шнек для подачи зернофуража. С зерноуборочного комбайна СК-5М снимается шнек колосовой со шкивом. Шнек устанавливается на нижнюю часть платформы хомутами с учетом вылета от края борта прицепа на 400мм. От передней части прицепа на расстоянии 1800мм, до
Рисунок 7. Шнек передних колес прицепа, производится монтаж шнека болтами М12х50 по месту. Для приема зернофуража по середине и подачи в кормушки в конце шнека выполняются вырезы длиной 300мм. Вращение шнеку передается ременной передачей от вала редуктора, соединенного валом отбора мощности трактора.
3) Редуктор от картофелекопалки устанавливается посередине прицепа 4-мя болтами М14х50, так чтобы вал отбора мощности трактора МТЗ-80 с карданным валом соединился бы со входным валом редуктора. Для установки редуктора применяется кронштейн, который приваривается к передней части прицепа.
4) Клиноременная передача. Она осуществляется посредством шкивов, закрепленных на валах шнека и редуктора и клинового ремня. Передача обеспечивается только при нормально натянутых ремнях. Для периодического натяжения ремня устанавливается натяж
ной ролик. Выбираем клиновой ремень размером
45х22х4000 ТУ 38.105536-75
5) Удлинение ведущего вала редуктора. С целью соединения ведущего шкива клиноременной передачи с валом редуктора предусматривается удлинение вала, на 1245мм, используя трубу диаметром 50мм. Длина трубы складывается из размеров ширины прицепа, вылета шнека для посадки шкива, размера редуктора картофелекопалки. Устойчивая работа конструкции обеспечивается применением дополнительной опоры. Дополнительная опора вала представляет собой косынку, в которую крепится болтами корпус подшипника редуктора картофелекопалки. Косынка опоры по месту при монтаже приваривается к борту прицепа.
6) Направляющие листы. Листы размером 1845х2500мм, по узкой стороне загибаются в Г-образной форме для установки на передний и задние борта.
2.3 Расчет клиноременной передачи
Рассчитываем отношение диаметров шкивов, исходя из передаточного отношения, которое определяем по формуле: [ 2 ]
i=nвд/nвщ (1)
где nвд – число оборотов ведомого вала, 200 об/ мин
nвщ – число оборотов ведущего вала, 320
i = 200/320 = 0,625
Зная, передаточное отношение клиноременной передачи, можно определить соотношение диаметров шкивов, с учетом коэффициента относительного скольжения.
i= d1 (1-()/ d2 (2)
где ( коэффициента относительного скольжения, для прорезиненных ремней - 0,01
d1 диаметр ведущего вала
d2 диаметр ведомого вала
Если принимаем за диаметр ведомого вала значение d 1=160 мм, то
d1 = d2i/ (1-()
d2 = 160х 0,625/ (1-0,01) =101мм.
В случае применения шкива диаметром 160мм на валу шнека, необходимо изготовить шкив для редуктора диаметром 100мм.
2.4 Изготовленный вариант модели.
С целью изучения устройства и принципа работы кормораздатчика была изготовлена членами кружка «Техническое творчество» модель кормораздатчика зернофуража. За основу принят прицеп уменьшенный в 15 раз. Он изготовлен из тонкого листа: борта, платформа, корпус шнека приварены
Рисунок 9. Модель между собой. У модели предусмотрено вращение шнека от электродвигателя через клиноременную передачу. На платформе и на шнеке вырезан люк, который закрыт заслонкой. Перемещая заслонку можно регулировать подачу зернофуража. На рисунке видны кормушка с выступающей частью шнека. В нижней части кожуха шнека имеется вырез в направлении кормушки.
3.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет материальных затрат
Сырье и материалы
Таблица 1
№ п/п
Название
Единица измерения
Количество
Цена
Стоимость руб.
1.
Сталь листовая, s=3мм
1лист 1250х2500
3
21090
63270
2.
Шкив диаметром 100
шт
1
800
800
3.
БолтМ12х50
шт
10
5
50
4.
БолтМ14х50
шт
10
4
40
5.
Электроды - 3
кг
1
64
64
6.
Газ пропан
м3
0,1
520
52
7.
Кислород
1 баллон
0,5
220
110
8.
Краска
кг
2
150
300
ИТОГО:
64686
Материальные затраты на изготовление кормораздатчика – 64686 руб.
ВЫВОДЫ
Поставленные цели проекта достигнуты. Реализована модель кормораздатчика. Участниками данной научно-исследовательской работы изучена техническая литература по сельскохозяйственным машинам, спроектировано сложное оборудование. Произведен расчет клиноременной передачи. Приобретены навыки практического выполнения слесарных, сварочных работ, сборки в единое целое составных частей конструкции, повысился уровень знаний и умений по профессии «Тракторист-машинист».
В результате изготовлена модель раздатчика зернофуража, которая легко очищаться от остатков корма и других загрязнений, надежна в работе. Подготовлена теоретическая база и подобраны узлы конструкции для воплощения данного проекта в сельскохозяйственное производство.
Конструкция имеет товарный внешний вид и безопасна в эксплуатации.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Астахов А.С. Сельскохозяйственная техника. Каталог. – М.: ЦНИИТЭИ, 1988.
Вереина Л.И. Техническая механика. – М.: Академия, 2004.
КарпенкоА.Н. Сельскохозяйственные машины. – М.: Колос, 1983.
Комаристов В.Е. Сельскохозяйственные машины – М.: Колос, 1984.
Омельянов А.Е. Справочник по материалам деталей сельскохозяйственных машин. – М.: Машгиз, 1954.
Сайт в Интернете «Кормление КРС», «Кормораздатчики»
Хомасуридзе К.Ш. Сельскохозяйственная техника. Каталог. – М.: ЦНИИТЭИ, 1976.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Паспорт картофелекопателя навесного двухрядного КТН-2В.
Паспорт прицепа двухосного тракторного самосвального грузоподъемностью 4 т. 2-ПТС-4, Модель 887А.
Паспорт комбайна самоходного зерноуборочного СК-5А «Нива».
Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию тракторов «Беларусь» МТЗ-80, МТЗ-82 и их модификаций.
13PAGE 15
13PAGE 14115
Рисунок 4. РОУ-6
Рисунок 8.