Комплексная механизация молочно-товарной фермы (400 голов)

     Качество  воды в зависимости от назначения должно удовлетворять определенным требованиям. Его оценивают по органолептическим свойствам, а также по химическому и бактериологическому составу воды. Образцы воды, особенно предназначенной для поения животных, должны регулярно отправляться в лабораторию для анализа. Количество и качество воды, необходимое каждому предприятию, определяется масштабом и характером его технологических процессов.

     Для выбора размеров и параметров сооружений системы водоснабжения необходимо знать характер и число потребителей нормы суточного расхода воды, а также режим ее потребления в течение суток.

     Среднесуточный  расход воды Q_ср.сут (л/сут) на ферме определяют по формуле:

     Q_cc = = q_i·m_i 

     где

     q_i1, q_i2,..., q_in - среднесуточные нормы водопотребления, л/сут;

     m_i1, m_i2, ... , m_in - число водопотребителей одного типа.

     Количество  потребителей:

• Коровы дойные - q_i1 = 80л.; m_i1= 220 голов
• Нетели - q_i2 = 50л; m_i2 = 40 голов
• Молодняк КРС в возр. до 2 лет - q_i3 = 30л; m_i3 = 84голов
• Телята в возрасте до 6 мес. - q_i4 = 20л; m_i4 = 56 голов
• Рабочие - q_i5 =25л; m_i4 = 29 человек

     Q_cc= (80х220)+(50x40)+(30x84)+(20x56)+(25x29) = 23965 л.

     Расход  воды в течение суток,  летом  и зимой неравномерен: днем и летом  больше, ночью и зимой меньше.

     Для расчета водопроводных сооружений и оборудования необходимо знать максимальные расходы  воды:  суточный и  часовой.

 

     Максимальный  суточный расход воды на ферме:

     Q_mc=Q_cc · K_׀  л.

     где

     K_׀ - коэффициент суточной неравномерности потребления воды. Для животноводческих ферм принимают равным 1,3.

     Q_mc= 23965 · 1,3 = 31,15м³

 

     Максимальный  часовой расход воды:

     

     где

     К_ч - коэффициент часовой неравномерности расхода воды (К_ч=2,5)

     Q_mч= = 3,25 м^3/ч

     По  максимальному часовому расходу воды выбираем насос:

     Условие выбора насоса:

     Q_нас ≥ Q_mч

     По  нашим расчетам Q_mч = 3,25 м^3/ч, тогда берем погружной насос типа ЭЦВ-6-4,5-180

 

     К насосу подбираем трехфазный асинхронный  электродвигатель основного исполнения единой серии А2 и АО2 типа АОЛ-32-2

 

     Число поилок в коровнике при привязном  содержании:

     

     N – количество животных в коровнике

       шт.

       

      На рисунке 2 приведена принципиальная электрическая схема автоматической башенной водокачки, основными частями которой являются электродвигатель М, приводящий в действие водяной насос, автоматический выключатель QF, магнитный пускатель КМ, реле уровня KV, включенное через выпрямительный мост V1...V4, электродный датчик уровней с электродами SL1 и SL2 (верхнего и нижнего уровней).

     До  пуска водокачки в работу при помощи переключателя SA ее ставят на ручное управление (положение Р) или автоматическое (положение А). Затем включают автоматический выключатель QF. Если в баке водокачки нет воды (при положении А переключателя SA), то цепь электрического тока проходит через соединенные размыкающие контакты реле уровня KV:1 и катушку магнитного пускателя КМ, который срабатывает и замыкает свои главные контакты КМ в цепи трехфазного электродвигателя М, вращающего водяной насос. Вода начинает поступать в напорный бак водокачки. Уровень воды в баке постепенно достигает датчика нижнего уровня SL2, вода заполняет пространство между его электродами и продолжает подниматься. При заполнении водой бака до датчика верхнего уровня SL1 образуется электрическая цепь TV—V1...V4—KV—SL1—TV. Реле уровня срабатывает и разрывает своими размыкающими контактами KV : 1 цепь питания катушки магнитного пускателя КМ, что, в свого очередь, вызывает остановку электродвигателя М и водяного насоса. Срабатывание реле KV вызывает также соединение замыкающих контактов KV : 2, и в результате этого образуется цепь TV— V1...V4—KV—KV:2—SL2—TV, по которой проходит ток до тех пор, пока уровень воды в баке не опустится ниже датчика нижнего уровня SL2. При этом чtрез катушку реле уровня перестает протекать ток, якорь реле отпадает и снова собирается цепь C—QF—FU1—SA— KV : 1—KM—N, включается магнитный пускатель, электродвигатель и насос снова подает воду в бак. Все повторяется в прежней последовательности.

     При отключении насоса включается зеленая  сигнальная лампа HL1, при его работе — краснаяHL2. Для предотвращения отказов в работе водокачки вследствие обмерзания электродов датчика d зимнее время в схеме предусмотрен нагревательный элемент ЕК, включаемый выключателем S2.

     Централизованное  водоснабжение фермы обеспечивается за счет подземных вод (Рис.3). Для обеспечения хозяйства водой разработана система водоснабжения, представляющая собой комплекс взаимосвязанным машин, оборудования и инженерных сооружений: колодец, насосная станция, резервуар чистой воды, водопроводная сеть. Для создания напора воды в водопроводе имеется водонапорная башня БР-15А. Централизованное водоснабжение позволяет обеспечить надежную санитарную обработку всей водопроводной сети, очистку и обеззараживание воды.

 

Рисунок 3. Схема напорного водопровода из буртового

1 - буртовый колодец

2 - насосная станция

3 - водонапорная  башня

4 - водопроводная  сеть

 

     Расход  воды на животноводческих фермах тесно  связан с принятой технологией производственных процессов. Так, на распределение суточного расхода воды на фермах по часам большое влияние оказывает кратность кормления и доения, при которой возникают максимальные значения («пики») водопотребления. При больших колебаниях расхода это создает неблагоприятные условия работы водопроводных сооружений и оборудования.

     Для создания оптимальных условий работы системы водоснабжения необходимо составить график потребления воды на ферме с таким расчетом, чтобы  изменение расхода воды по отдельным  часам суток было достаточно равномерным. Это достигается рациональным распределений по часам суток технологических операций, на которые расходуется вода. Например, такие работы, как гидросмыв навоза и уборку помещений, выполняют по сдвинутому режиму. Расходы воды по часам суток часто выражают в процентах от суточного расхода воды (табл. 1а, 1б).

     Таблица 1а. Суточный график водопотребления 

График 1б. Расход воды по часам суток в 

процентах от суточного расхода воды

 

     На  противопожарные нужды расход воды устанавливают, руководствуясь степенью огнестойкости построек. Запас воды должен обеспечивать непрерывную трехчасовую работу пожарных брандспойтов.

     Максимальный  срок восстановления неприкосновенности противопожарного запаса воды должен быть не более 72 ч.

 

     Электрический нагрев воды для производственных нужд.

   (С  помощью проточного водонагревателя).

   Проточные электроводонагреватели. Они отличаются тем, что вода в них до требуемой температуры нагревается непосредственно перед потреблением. Проточный водонагреватель имеет небольшой размер и меньшую стоимость по сравнению с объемными водонагревателями и, кроме того, позволяют получить большое количество нагретой воды за меньшее время, но из-за этого они потребляют больше энергии, что отрицательно сказывается на графике электропотребления.

 

С помощью объёмного  водонагревателя воду нагревают  до 80-90˚С, а затем разбавляют холодной до необходимой температуры. Например, зимой вода для поения должна быть 12-15˚С. Для уменьшения нагрузки на электрическую сеть водонагреватель включают ночью на 7 часов, а нагретую воду расходуют днем.

Расчет количества тепла, необходимого для нагревания воды:

   Q = c·m(t₂-t₁) = 4,2·6000(90-10) = 2016000 кДж, где

   с – удельная теплоемкость воды, кДж/кг·град;

   m – масса воды для всего поголовья  (на одну дойную корову требуется  в сутки 15 л воды), кг;

   t₁,t₂ -  начальная и конечная температура воды.

Расчет общей  мощности водонагревателей:

   P = Вт = 97,7 кВт, где

      ﺢ– время нагревания воды, ч;

   ή– КПД водонагревателя.

   Подходит  проточный водонагреватель ВЭП-600 (4 шт.), производительностью 940 л/ч, 10 кВт. Двигатель АО2-51-2 (2900 об/мин)

• Рис4.   Принципиальная электрическая  схема управления работой водонагревателя  ВЭП-600.

•   Рис5.  Технологическая схема системы водонагревателя ВЭП-600:

1-проточный нагревательный  бак, 2-предохранительный клапан, 3-термометр, 4-запорный вентиль, 5-изоляционная вставка трубы, 6-насос, 7-нагревательный бак.

 
 


             Расчет вентиляции производственного помещения

     Очень важный момент в создании микроклимата и один из важнейших при содержании высокопродуктивных коров – вентиляция. Влияние свежего воздуха на удои не меньше, чем влияния кормов и воды. Корова дышит окружающим ее воздухом 24 часа в сутки, чувствительно реагируя на содержание в нем аммиака и углекислого газа, а высокопродуктивную корову мы можем сравнить с хорошо тренированным спортсменом, которому для поддержания формы и достижения высоких результатов необходимо достаточное количество свежего воздуха.

 


     Расчет  воздухообмена и  вентиляции (на один коровник)

     В каждом коровнике содержатся 110 коров  Черно-пестрой породы, живой массой~600кг, продуктивность~20л молока в сутки (с учетом сухостойных и животных находящихся на раздое)

     Необходимый воздухообмен при  повышенной концентрации диоксида углерода определяют по формуле:

     Одна  корова живой массой 600кг выделяет 162 л/ч, а 110 – 17820л/ч.

     

      – количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за час, м³/ч;

     В – количество СО₂, выделяемое одним животным за час,

     N – количество животных;

     В₁ – допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе помещений м³/ч (от 0,002 до 0,025 м³/ч) ;

     В₂ – содержание диоксида углерода в наружном воздухе, м³/ч (величина постоянная и равна 0,003м³/ч) ;

     

     Количество  воздуха, необходимое  для удаления избыточной влажности:

     Одна  корова живой массой 600кг выделяет 418 г/ч, а 110 – 45980л/ч.

     

     W – количество влаги, выделенное одним животным за час, г/ч;

     N – количество животных;

     М – Поступление влаги, испарившейся с мокрых поверхностей помещения, кормушек, автопоилок. (10% от общей влаги) г/ч;

     ρ – масса сухого воздуха, кг/м³;

     d_в – допустимое влагосодержание воздуха в помещении, г/м³;

     d_н – влагосодержание наружного воздуха, вводимого в помещение г/м³;

     Влагосодержание воздуха в помещении определяют расчетным путем. В помещениях для содержания коров желательна температура 10°С, а относительная влажность воздуха (R) 80%. Максимальная влажность (Е) (упругость, мм рт. ст.) водяных паров при температуре 10 °С  = 9,17 г/м³

     Тогда d_в= 9,17 ^. 80 / 100% = 7,336 г/м³

     Влагосодержание наружного воздуха зависит от климатических условий данной местности  и времени года.

        м³/ч

 


     Допустимый  воздухообмен по теплу:

     Одна  корова живой массой 600кг выделяет 4165 кДж/ч, а 110 – 458150 кДж/ч.

        

     g – количество тепла, выделенное одним животным, кДж/ч;

     m – количество животных;

     β – коэффициент, учитывающий выделение  тепла электродвигателями, осветительными приборами и т.д.

     c – удельная массовая теплоемкость воздуха (1кДж/кг х ⁰С)

     t_b – температура воздуха в помещении, +10⁰С;

     t_n – температура воздуха снаружи, ˚С (–30⁰C);

     Р- плотность 1м³наружного воздуха, при t_н=-30⁰С=1.445 кг/м³

        м³/ч

     Расчет  кратности воздухообмена:

     Считаем кратность воздухообмена по наибольшему значению воздухообмена:

     

     K- кратность воздухообмена;

     L-максимальная кратность воздухообмена, м³/ч;

     V-объем одного помещения, V=2538м³;

      К>3

     При данной кратности воздухообмена необходимо искусственное побуждение подогретого воздуха, поэтому применим вентиляциопно-отопительный агрегат состоящий из электрокалорифера (ОКБ-3084 или СФО) и центробежного вентилятора (Ц-4-70 №7).

     Для вытяжки воздуха устраивают вытяжные секционные трубы с поперечным сечением 240x80 см, разделенные двумя перегородками на три секции (трубы) размером 80X80 см. Эти трубы размещают по средней линии потолка или перекрытия вдоль помещения на равных расстояниях одна от другой над навозными проходами. В каналах под потолком устроены задвижки, передвигающиеся на роликах. Все задвижки соединены между собой тросом, один конец которого через блок прикреплен к барабану ручной лебедки, а другой — к грузу-противовесу. Вращением рукоятки ручной лебедки можно регулировать вытяжку воздуха.

     В этой системе вентиляции можно применять  комбинированный приток воздуха: а) с естественной тягой (весна, осень); б) с механическим побуждением от электровентиляторов (летом); в) с подогревом приточного воздуха электрокалориферами (в зимний период). (рис 6)

     

     Рисунок 6. Схема вентиляции с механическим побуждением притока и подогревом воздуха:

     1 – Центробежный вентилятор;

     2- Электромотор;

     3- Калориферы;

     4- Шахта для подводки наружного  воздуха;

     5- Жалюзийная решетка;

     6- Дроссель клапан;

     7- Воздухопроводы;

     8- Насадка для выхода приточного  воздуха;

     Краткая характеристика центробежного электровентилятора Ц4-70 №7

№  вентиля- тора	Диаметр рабочкего колеса, мм	Производительность  тыс. м3/ч		Полное  давление, кг/м2		Частота вращения, об/мин		Мощность, кВт		Масса, кг
		от	до	от	до	от	до	от	до
7	700	4,1	24	32	171	950	1460	2,8	10	207

 


     Найдем  подачу вентиляторов Q

     Q =К_з ^. L;

     Q = 3^.14222= 42666 м³, где К₃ – коэффициент запаса (2-3).

     Находим количество вентиляционных установок на 1 коровник.

     N = Q / q;

     q-   производительность, м³/ч

     N = 42666/24000 ~ 2 вентилятора на каждый коровник для дойного стада => 4 центробежного электровентилятора Ц4-70 №7 на все дойное стадо.

     К вентилятору подбираем двигатель: Трехфазный асинхронный электродвигатель – АО2-52-4

     Технологические данные трехфазного асинхронного электродвигателя основного исполнения единой серии  АО2

 


Тип электро-двигателя	Номинальная мощность, кВт	Сила тока при  напряжении 380 В, А	Частота вращения, об/мин	КПД, %	Cosφ	Кратность пусковых		Кратность максимального момента mk	Маховый момент, кГм2
		При номинальной нагрузке				Силы тока ki	Момента mn
АО2-52-4	10	19,7	1450	88,5	0,87	7	1,4	2	0,28

 


      

    Расчет  освещения производственного  помещения

 


     Характеристика  помещения:

     Площадь коровника S = 705м²; длина А=70,5м; ширина В=10м, длина; высота Н=3,6м

     Среда помещения – сырая

     Сетевое напряжение 220В

     Выбираем  лампу накаливания общего назначения с цоколем P27 типа НБ220-60

     Лампы накаливания основные электрические  источники света. В зависимости от назначения лампы накаливания выпускают различных конструкций. Лампа состоит из стеклянного баллона (колбы), предназначенного для изолирования тела накала от внешней среды. Колбы изготавливают из прозрачного, матированного, опалового или «молочного» стекла, которое уменьшает слепящее действие света лампы. Если требуется получить направленный световой поток, то часть внутренней поверхности колбы покрывают зеркальным слоем из серебра или алюминия. Внутри колбы на молибденовых подвесках расположена нить накала из вольфрамовой проволоки. Для подвода электрического тока к нити накала служит цоколь, который изготовляют резьбовым, штифтовым и фокусирующим.

     Лампы накаливания   изготовляют  вакуумными (тип В), газонаполненными (тип Г), биспиральными— нить накала свита в двойную спираль (тип Б) и биспиральными криптоновыми (тип БК). Скорость распыления вольфрама в газе меньше, чем в вакууме. В газонаполненных лампах нить накала нагревается до 3000 К, световая отдача составляет 20 лм/Вт и срок службы — 1000 ч. При изменениях напряжения в сети световой поток и срок службы лампы изменяются - при повышении напряжения на 5 % срок службы сокращается вдвое, а световой поток увеличивается на 20 %. При увеличении напряжения на 10 % световой поток возрастает на 40% (1/3 от прежнего срока службы). Поэтому для увеличения срока службы ламп следует как можно меньше подвергать их воздействию повышенного напряжения, которое имеет место в сетях в ночное время.

     Лампы накаливания включают в сеть между  фазным и нулевым проводами (Рисунок7). К верхнему контакту патрона подключают фазный провод, а к боковой резьбе - нулевой. Выключатель устанавливают в рассечку фазного провода.

 


Рисунок 7 Схемы  включения ламп накаливания:

А,  Б - с управлением  соответственно из одного и из двух мест:

N- предохранитель;                                                               S-выключатель.

                                                                          

     Количество  ламп на 1 коровник:

       

     S – площадь помещения

     Р_уд – удельная мощность на освещение коровника на 100 голов для стойлового содержания и доения в стойлах (учитывается только помещение для скота) Вт/м²;

     Р_л – мощность одной лампы, Вт.

       шт. в каждом коровнике

Расположение ламп в помещении (рис.6)

 


     Светильники располагаем на высоте = 3 м от пола  в один ряд по центру кормового  прохода. Расстояние между лампами  составляет 1.5 м.

    На  два коровника надо 47 х 2 = 94 лампы  накаливания.

      Для лампы накаливания мощностью 60Вт рассчитан светильник типа НСП03-1x60, который применяется в животноводческих помещениях с повышенным содержанием пыли и относительной влажности воздуха, превышающей 75%. Исполнение полугерметичное, влагозащищенное.

 


     Время включения освещения  утром с 5³⁰ до 8³⁰ , вечером с 18³⁰ до 21 ³⁰.  На ночь оставляют дежурное освещение,  или 1/3  от общего числа ламп = 94 / 3 = 30 ламп (по 15 ламп в каждом коровнике) с 21⁰⁰до 6⁰⁰.

                                  Раздача кормов

     Состояние здоровья, а также продуктивность животных зависит не только от качества и полноценности их питания, но и в значительной мере от своевременной выдачи кормов. Нарушение обслуживающим персоналом распорядка дня, режима кормления приводит к снижению продуктивности. Вот почему правильная организация раздачи кормов животным имеет весьма важное значение. Трудоемкость этого процесса составляет 30-40% от общих трудовых затрат    по   уходу за животными.

     По  роду использования кормораздающие машины бывают мобильные, ограниченной мобильности и стационарные.

     Мобильные кормораздатчики обеспечивают более  высокую надежность технологического процесса, так как в случае выхода одного из них из строя его легко  заменить исправным.   Мобильный  кормораздатчик может обслуживать    не   одну группу животных, а несколько или даже весь комплекс. Однако для   его работы требуются широкие проезды, что приводит к нерациональному использованию дорогостоящих   помещений и ухудшению обеспечения микроклимата.

   Стационарные  раздатчики - установки, смонтированные в одном или нескольких сблокированных помещениях и раздающие животным корм по фронту кормления с помощью платформ, ленточных, цепочно-скребковых и других конвейеров (транспортеров).

   Для доставки кормов дойному стаду используются стационарный кормораздатчики РВК-Ф-74. Загружают раздатчики механизировано мобильными кормораздатчиком КТУ-10А. Им же раздается корм нетелям, телкам до 18 мес. и бычкам до года. Благодаря тому, что ширина кормовых проходов позволяет прохождению мобильному тракторному раздатчику КТУ-10А он может быть использован для раздачи кормов основному дойному стаду на случай поломки стационарного кормораздатчика РВК-Ф-74.

     При использовании кормораздатчика  КТУ-10А обеспечиваются возможность обслуживания одной машиной нескольких животноводческих помещений, раздача кормов внутри помещений и на выгулах, дозировка кормов в стационарные системы и транспортировка разных сельскохозяйственных грузов, высокая надежность процесса, которая достигается применением круглозвенных калиброванных цепей в продольном транспортере и прочной двухслойной ленты на синтетической основе с надежным замком в поперечном транспортере. В раздатчике КТУ-10А в отличие от выпускавшейся ранее машины КТУ-10 используют битера, которые менее  чувствительны к  длине частиц  корма и хорошо раздают свекольную  ботву.

                Устройство мобильного  кормораздатчика КТУ-10А

     Раздатчик  КТУ – 10А (рис. 7)  представляет  собой двухосных  прицеп с металлическим  бункером 1,   на дне  которого  размещается продольный цепочно-планчатый  транспортер 3,  а в  передней  части -  блок битеров 2  и  поперечный  ленточный  транспортер 4.  Рабочие  органы кормораздатчика приводятся в движение  от вала отбора мощности   трактора.

     

     Рис. 7. Схема  мобильного  бункерного раздатчика  кормов КТУ – 10 А:

 


Корма  загружаются в бункер погрузчиком. При  перемещении раздатчика  вдоль  кормушек  продольный   транспортер  подает  корм к  битерам. Последние  перегружают  его  дозированно на  поперечный  транспортер, с  помощью  которого  кормовой  продукт  направляется  в  кормушки.

     Кормораздатчик  КТУ – 10 А агрегатируется  с  тракторами тяговых  классов 1,4  и 0,9. Движение  возможно  со  скоростью до  30  км/ч. Для проезда внутри  животноводческого   помещения достаточен  кормовой   проход шириной 2,2 м.

     Кузов кормораздатчика снабжен надставными  бортами, что увеличивает его вместимость до 15 м³.

     Кормораздатчик КТУ-10А выпускают в двух исполнениях - базовую модель (раздача кормов в правую по ходу движения сторону и разгрузка кузова назад) и ее модификацию (раздача кормов в обе стороны одновременно, а также разгрузка кузова назад). При необходимости последнюю можно переоборудовать для раздачи только на правую сторону.

     За  счет регулирования скорости продольного  транспортера подача кормовых продуктов машиной в лоток стационарного кормораздатчика или кормушки может изменяться от 80 до 480 м³/ч. Линейная плотность раздачи кормов составляет: силоса 10...25кг/м, зеленой массы 15...35 и сенажа 3...12 кг/м. Один кормораздатчик КТУ-10А может обеспечить подвозку и раздачу кормов на ферме 300-400 коров

 


   Технические характеристики прицепного  раздатчика  для 

   ферм  крупного  рогатого  скота

Показатель	КТУ – 10А
Объем кузова (цистерны), м3	10
Скорость, км/ч: транспортная	До 30
рабочая	0,76…2,84
Грузоподъемность, т	4,0
Норма выдачи, кг/ч	4,8…64
Ширина  колей, мм	1600
Габариты, мм длина ширина высота	6670 2300 2500
Масса, кг	2250

 
 
 
 


     Устройство стационарный раздатчика РВК-Ф-74

     Унифицированный стационарный раздатчик кормов внутри кормушек РВК-Ф-74 создан на базе кормораздатчиков ТВК-80А и ТВК-80Б (рис.9)

 


Рис.9. транспортер  – раздатчик РВК – Ф – 74:

1 – привод; 2 – желоб – кормушка; 3 -  рабочий орган;  4 – натяжная станция с загрузочным  бункером; 5 -  пульт управления

 


     Он обеспечивает раздачу всех видов кормов, кроме жидких. Состоит из рабочего органа, приводной и натяжной станций, кормового желоба и электрооборудования.

     Рабочий орган служит для перемещения  корма по кормовому желобу. Он состоит из двух частей: круглозвенной цепи и оцинкованного стального троса, к которому при помощи хомутов и планок крепится прорезиненная лента шириной 500 мм.

     Приводная станция предназначена для реверсивного привода в движение рабочего органа, транспортирующего корм по кормовому желобу. Станция включает в себя сварную станину, привод, концевые выключатели и устройство для сбрасывания круглозвенной цепи рабочего органа.

     Натяжная  станция служит для натяжения  рабочего органа и загрузки кормов. Она состоит из рамы, натяжного барабана и бункера. Натяжение осуществляется перемещением оси натяжного барабана в пазах рамы с помощью винтов и гаек.

     Кормовой  желоб представляет собой железобетонный короб-кормушку и является связующим звеном между приводной и натяжной станциями. Вдоль днища желоба размещена деревянная доска с двумя продольными направляющими.

     В местах стыка днища с боковыми стенками желоба закреплены деревянные брусья для уменьшения износа ленты рабочего органа

 


Наименование	Марка	Производительность	Мощность кВт, л.с.
Раздатчик кормов стационарный	РВК-Ф-74	60…52 гол	5,5

      

     К кормораздатчику подбираем техфазный  асинхронный электродвигатель основного  исполнения единой серии А2 и АО2  -  АО2-42-4

Тип электро-двигателя	Номинальная мощность, кВт	Сила тока при  напряжении 380 В, А	Частота вращения, об/мин	КПД, %	Cosφ	Кратность пусковых		Кратность максимального момента mk	Маховый момент, кГм2
		При номинальной нагрузке				Силы тока ki	Момента mn
АО2-42-4	5,5	11,1	1450	87	0,86	7	1,5	2	0,12

 


     Так как каждый кормораздатчик может  обслужить до 60 коров, то на все дойное стадо потребуется 4 кормораздатчика. Скорость транспортера цепи в зависимости  от загрузки кормов (механическая или ручная) регулируется. После полной загрузки кормушек кормораздатчик автоматически выключается.

 


Расчет  дополнительной технологии - Электроизгродь

    

Высокопродуктивные  культурные пастбища - надежный источник обеспечения скота зеленым дешевым  кормом. Однако очень часто из-за бессистемного выпаса скота культурные травостои изреживаются, зарастают малоценными растениями и резко снижают продуктивность.

     Эффективно  использовать культурные пастбища можно  только при загонном способе выпаса скота, в основе которого заложен принцип порционного стравливания зеленого корма путем разделения пастбища на участки. Количество участков должно быть таким, чтобы было возможно после одно-четырехдневного выпаса перегонять стадо на новый участок и дать возможность отрасти траве в течение 25-39 дней. Лучший способ разгородить пастбище на отдельные участки - электроизгородь.                 

     

     Рисунок 8

     А – Схема замыкания электроцепи  в электропастухе

     Б – Схема электроизгороди при  загонной пастьбе

 


     Благодоря электропастуху животных можно оставлять на огороженном электроизгородью участке без присмотра. Пастух же только перегоняет животных.

     Если  решено пасти скот на каждом участке  пастбища не один, а 2-4 дня, то целесообразно  внутри огороженного участка использовать передвижную дополнительную электроизгородь, чтобы скот в течение одного дня пасся только на одной его части.

     Для огораживания пастбищ используют стационарные и переносные электрические изгороди. Их основой является металлическая  проволока, по которой подаются импульсы электрического тока, безопасные для животных, но способные оказывать на них отпугивающее действие (число проволок электроизгороди по вертикали – от одной до трех, высоту подвеса и расстояние между стойками выбирают произвольно в зависимости от размеров и роста животного. В настоящее время отечественная промышленность выпускает стационарные электрические изгороди ИЭ-200 с питанием от батарей и от сети 220 вольт частотой 50 Гц, предназначенные для постоянного огораживания участков пастбищ. Батарейный генератор высоковольтных импульсов (ГВИ), входящий в комплект электроизгороди, обеспечивает ее нормальную работу в течение месяца, поскольку при соприкосновении токоведущей линии с отросшей травой сила электрического импульса значительно понижается и он слабо воспринимается животными.

     Электрические изгороди выпускаются с электронными генераторами импульсов — пульсаторами различных типов, которые могут  работать в непрерывном и ждущем режимах. При работе в непрерывном  режиме пульсатор постоянно подает в провода изгороди импульсы высокого напряжения. Этот режим является неэкономичным ввиду значительного расхода электрической энергии. При ждущем режиме пульсатор подает импульсы высокого напряжения в изгородь только при приближении к ней животного, чем обеспечивается экономное расходование электрической энергии.

     Генератор импульсов электрической изгороди состоит из конденсатора С, неоновой лампы VL, потенциометра и повышающего трансформатора Т (рис9), Генератор может питаться от батареи элементов и от сети переменного тока. В последнем случае в цепь генератора включатся полупроводниковый диод.

 


     Рисунок 10. Схема генератора импульсов эл. изгороди

     По  цепи конденсатор С – неоновая лампа VL – первичная обмотка трансформатора Т – резистор R течет переменный ток, который трансформируется  в импульсный ток высокого напряжения, подоваемый на проводники электрической изгороди. Частоту подачи импульсов можно регулировать потенциометром R.

     Электрическая изгородь малогабаритна, удобна в эксплуатации. Один человек легко может переставить её на другое место в течение 2-3ч. Применение электрических изгородей дает возможность полностью обходиться без пастухов.

 


                                      Молниезащита.

     Линейная  молния состоит из ряда кратковременных  разрядов со сравнительно продолжительными промежутками. При прямом ударе молнии возникает атмосферное перенапряжение величиной в миллионы вольт, изоляция электроустановок не может выдержать таких уровней напряжения,  поэтому для ее защиты необходимы специальные средства. При отсутствии надежной защиты от атмосферных перенапряжений могут быть выведены из строя электрические аппараты на подстанциях или электростанциях, токоприемники у потребителя и т.д. Попадание молнии в строение, дерево и другие объекты может вызвать поражение людей, находящихся внутри этих объектов или около них.

       Молниезащиту второй категории устраивают в совхозах и колхозах для зданий, в которых располагаются зарядно-аккумуляторные станции, мельницы, удобрения, нефтепродукты, цехи по производству комбикорма. Остальные помещения могут быть с молниезащитой третьей категории или без нее. 

     Для  молочной фермы применяют молниезащиту 3 категории включающей тросовые или  стержневые молниеотводы. Стержневой молниеотвод состоит из трех основных частей: молниеприемника, воспринимающего удар молнии (металлический стержень поднятый на необходимую высоту); токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя, который отводит удар в землю. Молниеприемники и токоотводы следует окрашивать устойчивой краской во избежание их ржавления.

     Необходимую высоту молниеотвода рассчитывают так, чтобы  он полностью защитил постройки  от удара молнии. Действенность молниеотвода определяют по  его защитной зоне, граница которого представляет собой  коническую поверхность с  острием  на вершине и основанием в виде окружности радиусом в 1,6 раза больше, чем высота.

 


            Электробезопасность на предприятии

     Безопасность  эксплуатации электрических установок  достигается тем, что исключается  возможность прикосновения человека к токоведущим частям, находящихся под напряжением.

     Одна  из основных мер защиты людей от поражения электрическим током  – тщательная изоляция. Если по условиям работы токоведущие части электрооборудования  изолировать невозможно, то их ограждают. Располагая токоведущие части электроустановки на недоступной высоте, так же исключает возможность прикосновения к ним человека.

     При повреждении изоляции электроустановки (до срабатывания защиты) под напряжением  оказываются металлические части  и корпус установки.

     Радикальное средство защиты от случайного появления напряжения на металлических частях электрооборудования, не находящихся под напряжением, - устройство защитного заземления и зануления.

     Многие  электрические установки в сельскохозяйственном производстве работают в неблагоприятных условиях (атмосферные воздействия, значительное содержание агрессивных паров, газов, пыли, повышенная влажность, вибрации и др.), которые пагубно сказываются на состоянии изоляции. Естественно, в таких условиях увеличивается вероятность появления на корпусах машин, трансформаторов, генераторов и других электрических аппаратов и приборов потенциала, в ряде случаев представляющего собой большую опасность для обслуживающего персонала.

     Для обеспечения безопасности людей  и животных необходимо выполнять заземляющие устройства, к которым следует надежно подключать металлические части электроустановок и корпуса электрооборудования, могущие оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции.

 


Заземление

     

 


       защитное                         рабочее               молниезащитное,   

                                                                          грозозащитное

                                                                     

 
 
 


     Во  многих случаях одно и то же заземление может совмещать несколько функций, т.е. являться, например, одновременно защитным и рабочим.

     В случае, когда корпус генератора заземлен, ток поврежденной фазы пойдет в землю  по двум параллельным путям: заземлению и телу человека или животного. Ток, проходящий через тело человека или животного, будет во столько раз меньше тока через заземление, во сколько раз сопротивление тела плюс переходное сопротивление ноги — земля будет больше общего сопротивления заземляющего устройства.

     Заземлителем  называют металлический проводник, электрически соединяющий заземляемую деталь электроустановки с землей. Заземляющее устройство (контур) состоит из ряда заземлителей, электрически соединенных между собой металлической полосой, проводом, лентой и т. п. Основная электрическая характеристика заземлителя или заземляющего контура - это сопротивление растеканию тока.

     Естественными заземлителями считаются проложенные в земле различные металлические конструкции, не предназначенные для заземления, но используемые как заземлители. К ним относятся водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для зашиты от коррозии); обсадные трубы; металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений и т.д.

     Искусственные заземлители выполняют только для  заземления. В качестве искусственных  заземлителей для вертикального  погружения в землю применяют  стальные стержни, угловую сталь, стальные полосы, круглую сталь и т.д. Заземляющие проводники предназначены для соединения частей электроустановки с заземлителсм. В электроустановках до 1000 В заземляющие проводники должны иметь  определенное сечение заземляющих проводников.

     В сельских трехфазных черырехпроводных сетях напряжением 380/220 В применяют защитное зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением, например при повреждении изоляции.

     Защитное  действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции любой фазы электроприемника возникает однофазное короткое замыкание. В результате этого происходит автоматическое отключение поврежденного электроприемника или участка сети защитной аппаратурой (предохранителем, автоматическим выключателем). До момента отключения напряжение на  зануленной металлической части электроприемника снижается в сравнении с фазным напряжением благодаря связи с заземленной нейтралью. Зануление эффективно при условии быстрого действия защиты от короткого замыкания.

     Недостаток  зануления в том, что при обрыве нулевого провода все электроприемники за точкой обрыва оказываются без  защиты. Чтобы устранить этот недостаток, повторно заземляют нулевые провода  воздушных линий электропередачи. Повторные заземления устраивают по концам как магистральных, так и ответви-тельных линий при их длине не более 200 м, а также на вводах в здания, внутри которых применяется зануление.

     На  животноводческих фермах и комплексах применяется выравнивание потенциалов между электропроводящим полом или землей, с одной стороны, и доступными для прикосновения металлическими нетоковедущими частями электроустановок и технологического оборудования, а так же металлическими трубопроводами – с другой. Принцип электрозащитного действия выравнивания потенциалов заключается в уменьшении до допустимых пределов разности потенциалов, приходящейся на тело человека или животного, стоящих на полу (или на земле)   и   касающихся   металлических   нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением.

     Устройство  для выравнивания электрических  потенциалов в животноводческих помещениях выполняют в виде частой металлической сетки, закладываемой  в бетонную подготовку пола помещения  и электрически соединенной с  металлическими нетоковедущими частями технологического оборудования, доступного для прикосновения животным. Если на этих металлических частях появляется электрический потенциал, то такой же потенциал оказывается и на металлической сетке. Деревянный настил пола, на котором стоят животные, всегда влажный, и его удельное сопротивление незначительно.  Поэтому потенциал пола в зоне размещения животных близок к потенциалу сетки, а возможное напряжение прикосновения оказывается безопасным. Для удешевления устройства выравнивания электрических потенциалов применяют вместо сетки металлические полосы и провода, проложенные под полом, где размещены животные.

 


Выбор предохранителя

     Р = Р_о^. N

     Р₀ – это мощность 1 лампы

     N- количество ламп в двух коровниках

     Р = 60 ^. 94 = 5640 Вт

     I = P / U

     U_сети=220 В

     5640/220=25,64 А

 


     Подходит 3 одножильных алюминиевых провода  проложенных в трубе , S сечения = 4 мм². допустимая длительная токовая нагрузка –27 А)

     По  номинальному току плавкой вставки, выбираем предохранитель для осветительной  сети.

     I_п I_н,

     I_п – номинальный ток плавкой вставки,

     I_н - расчетный ток нагрузки, А.

     Выбираем  предохранитель ПРС-63

 


     Плавкие предохранители предназначены для  защиты электроустановок от токов короткого  замыкания. Защищающим элементом предохранителя является плавкая вставка, изготовленная из легких металлов или сплавов. Плавкая вставка заключена в закрытый патрон или трубку из дугостойкого материала, чем обеспечивается безопасность персонала и оборудования при её использовании.

 


Предохранитель  ПРС-63

Тип предохранителя	Номинальный ток продолжительного режима, А		Максимальное  сечение подключаемых  монтажных проводов, мм
	предохранители	Плавких вставок	медных	алюминиевых
ПРС-63	63	25; 40; 63	10	10

                                                                                                               Сводная таблица оборудования применяемого на ферме:

 


№	Технология	Установка	Тип двигателя	n	Примечания
1	Водоснабжение	Насос ЭЦВ-6-4,5-180	АО2-41-2	1	Мощность двигателя 5,5кВт
2	Вентиляция	Центробежный  электровентилятор Ц4-70 №7	АО2-52-4	4	Мощность двигателя 40кВт
3	Освещение	Лампа накаливания  общего назначения с цоколем P27, светильник типа НСП03-1x60	НБ220-60	94	Суммарная мощность 5,64кВт
4	Раздача кормов	Раздатчик кормов стационарный РВК-Ф-74	АО2-42-4	4	Мощность двигателя 22кВт
5		Проводка для  осветительной сети	3 одножильных  провода		Сечение 4 мм2 Al
7		Предохранитель	ПРС-63	-	-
8		Водонагреватель	АО2-51-2	-	Мощность-10кВт
9		Трансформаторная  подстанция -ТП
10	Раздача кормов	Мобильный кормораздатчик	КТУ-10А	1	-
11	Молниезащита	молниеотвод	-	4	Высота 17,5м

                      Электроснабжение   комплекса

     Суточный  график работы электрооборудования

Таблица 9

Наименование  операции	марка	кол-во	мощность, кВт	Прод. выполнения операции, ч	Часы  суток
					5-6	6-7	7-8	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17	17-18	18-19	19-20	20-21	21-22	22-23
Поение	НВ	1	2	24
Освещение	НВ	74	0,15	16
Приготовление кормов		8

 
 
 


       Под электроснабжением  понимают совокупность технических средств и организационных мероприятий  по обеспечению потребителей  электрической энергией при допустимых отклонениях напряжения и  соблюдении техники безопасности

     Расчет  мощности трансформатора:

     Sтрансформатора     

Кп –  коэффициент, учитывающий потери при  транспортировке электроэнергии. 

∑Р –  мощность  наибольшего числа электроприемников работающих  не менее получаса. 

      

 
 


                                                                                                                                                           

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


                                                                                                                                               Электрическая схема внешнего электроснабжения

 
 
 
 


                                    ввод

 


                                    S1

 


                                    Fu

 


                                    S2

 
 


                                    T

 
 
 


                                    Fu1

 
 
 


                           S3     Fu2

 
 
 
 
 
 
 
 


S1,S2.-выключатели

Fu-предохранитель

S3-выключатель на силовой сети

Fu2-предохранитель на осветительной сети

Т-трансформатор

 


                                                                                                                                         

 


                 Список используемой литературы

     1. Бегучев А.П., Безенко Т.И., Боярский  Л.Г. и др. Скотоводство – 3-е  перераб. изд. Сост. Л.К. Эрнст,  А.П. Бегучев, Д.Л. Левантин. -0 М.: Агропромиздат, 1992. – 543с.:ил.

     2. Воровьев В.А. Методические указания  к лабораторным работам по курсу «электрификация сельскохозяйственного производства» - 3-е изд., испр. и доп. – М.:МСХА, 1990. – 103с.

     3. Воробьев В.А., Грицаенко В.И., Ким  В.В., Приходченко В.И. и др. Методические  указания к выполнению курсового  проекта по дисциплине «механизация и элетрификация животноводства» М.: МСХА, 1988. – 56с.

     4. Воробьев В.А. Электрификация  сельскохозяйственного производства. – М.: Агропромиздат, 1985. – 208с.,ил. – (учебники и учеб. пособия  для высш. с.-х. учеб. заведений).

     5. Карташов Л.П. и др. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства /Л.П. Карташов, А.И. Чугунов, А.А. Аверкиев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 386с. – (Учебники и учеб. пособия для высших учеб. заведений)

     6. Кузнецов А.Ф., Шуканов А.А., Баланин  В.И. и др. Практикум по зоогигиене – М.: Колос, 1999. – 208с. - (Учебники и учеб. пособия для высших учеб. заведений).

     7. Онегов А.П. и др. Гигиена сельскохозяйственных  животных/ А.П. Онегов, И.Ф. Храбустовский,  В.И. Черных; Под ред. А.П. Онегова.  – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Колос, 1984. – 400с., ил. - (Учебники и учеб. пособия для высших учеб. заведений).

     8. Тарасенко А.П.,. Солнциев В.Н, Гребнев  В.П. и др. Механизация и электрификация  сельскохозяйственного производства. – М.: Колос, 2004. – 552с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для высших учеб. заведений).

        9. Туников Г.М., Калашников В.В., Захаров В.А., Зеленков П.И. Теория и практика скотоводства. – Учебное пособие для вузов. – Рязань. 1996. – 121с.]