Контрольная работа по Механизации и электрификация сельскохозяйственного производств
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д.Глинки»
Контрольная работа
по дисциплине «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства»
Выполнил: студент
заочной формы обучения
Хитров В Н
Факультет Агробизнеса
Содержание
1. Назначение и общее устройство автомобиля. 3
2. Назначение, общее устройство и процесс работы машин и агрегатов для послеуборочной обработки зерна (Машина вторичной очистки семян МС-4.5) 8
3. Определение производительности и расхода топлива для кукурузоуборочного комбайна КСК-100 11
4. Водоснабжение ферм КРС.. 12
5. Электрические нагреватели и установки для создания микроклимата. 20
6. Список литературы.. 23
1. Назначение и общее устройство автомобиля
Автомобилем называется колесное безрельсовое транспортное средство, оборудованное двигателем, обеспечивающим его движение.
Автомобиль представляет собой сложную машину, состоящую из деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.
Деталь — изделие из однородного материала (по наименованию и марке), выполненное без применения сборочных операций. Деталь, с которой начинается сборка узла, механизма или агрегата, называется базовой.
Узел — ряд деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений.
Механизм — подвижно связанные между собой детали или узлы, преобразующие движение и скорость.
Агрегат — несколько механизмов, соединенных в одно целое.
Система — совокупность взаимодействующих механизмов, приборов и других устройств, выполняющих при работе определенные функции.
Все механизмы, агрегаты и системы образуют три основные части, из которых состоит автомобиль: двигатель, кузов и шасси.
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля.
Кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров, багажа и защиты их от внешних воздействий (ветер, дождь, грязь и др.).
Шасси представляет собой совокупность механизмов, агрегатов и систем, обеспечивающих движение и управление автомобилем. В состав шасси входят трансмиссия, несущая система, передняя и задняя подвески, колеса, мосты, рулевое управление и тормозные системы.
Трансмиссия при движении автомобиля передает мощность и крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.
У автомобиля с задними ведущими колесами трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей. Главная передача, дифференциал и полуоси устанавливаются в балке ведущего моста. У автомобиля с передними ведущими колесами карданная передача в трансмиссии между коробкой передач и главной передачей отсутствует. У автомобиля со всеми ведущими колесами в трансмиссию дополнительно входят раздаточная коробка, соединенная карданными передачами с ведущими мостами.
Несущая система предназначена для установки и крепления всех частей, систем и механизмов автомобиля.
У грузовых автомобилей, автобусов, выполненных на базе шасси грузовых автомобилей, легковых автомобилей большого и высшего классов, а также у ряда легковых автомобилей повышенной проходимости несущей системой является рама, и такие автомобили называются рамными.
Подвеска обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и плавность хода автомобиля при движении, т. е. защиту водителя, пассажиров, грузов от воздействия неровностей дороги в виде толчков и ударов, воспринимаемых колесами.
Колеса связывают автомобиль с дорогой, обеспечивают его движение и поворот.
Колеса называются ведущими, если к ним от двигателя подводятся мощность и крутящий момент. Управляемыми называются колеса, обеспечивающие поворот автомобиля и к которым мощность и крутящий момент не подводятся. Колеса называются комбинированными, когда они являются ведущими и управляемыми одновременно. У большинства автомобилей ведущие колеса задние, а управляемые — передние.
Мосты поддерживают несущую систему автомобиля.
На автомобилях применяются ведущие, управляемые и комбинированные мосты, на которых установлены соответственно ведущие, управляемые и комбинированные колеса. Ведущими у автомобилей являются задние мосты, а управляемыми и комбинированными — передние.
Рулевое управление обеспечивает изменение направления движения и поворот автомобиля.
На автомобилях применяются рулевые управления без усилителей и с усилителями: гидравлическими и реже пневматическими. Усилители рулевого управления облегчают работу водителя и повышают безопасность движения, т.е. движение автомобиля осуществляется с наименьшей вероятностью дорожно-транспортных происшествий и аварий.
На автомобилях рулевое управление может быть левым или правым в зависимости от принятого в той или иной стране направления движения транспорта. При этом рулевое колесо, установленное с левой или с правой стороны в кузове или кабине автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу, что также повышает безопасность движения.
Тормозные системы уменьшают скорость движения автомобиля, останавливают и удерживают его на месте, обеспечивая безопасность при движении и на остановках.
Автомобили оборудуются несколькими тормозными системами, совокупность которых называется тормозным управлением автомобиля.
Рабочая тормозная система используется для служебного и экстренного (аварийного) торможения, действует на все колеса автомобиля и приводится в действие от тормозной педали ногой водителя.
Стояночная тормозная система удерживает на месте неподвижный автомобиль, действует только на задние колеса или на вал трансмиссии. Приводится в действие от рычага рукой водителя.
Запасная тормозная система (резервная) останавливает автомобиль при выходе из строя рабочей тормозной системы. При отсутствии на автомобиле отдельной запасной тормозной системы ее функции может выполнять исправная часть рабочей тормозной системы (первичный или вторичный контур) или стояночная тормозная система.
Вспомогательная тормозная система (тормоз-замедлитель) действует на вал трансмиссии и выполняется независимой от других тормозных систем.
Рабочей, стояночной и запасной тормозными системами оборудуются все автомобили, а вспомогательной тормозной системой только грузовые автомобили большой грузоподъемности полной массой свыше 12 т и автобусы полной массой более 5 т.
Классификация грузовых автомобилей
Грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы в зависимости от полной массы (т) делят на следующие основные классы: менее 1,2; 1,2...2; 2...8; 8...14; 14...20; 20...40; более 40.
Общепринятая классификация по грузоподъемности (т) может быть проведена для автомобилей с одним типом кузова при одинаковой комплектации.
Так, грузовые автомобили с бортовой платформой могут быть подразделены на следующие классы: особо малый (менее 1т); малый (1...3); средний (3...8); большой (8...15); особо большой (15...26); сверх особо большой (более 26т).
В зависимости от назначения различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные. Грузовой автомобиль общего назначения может быть оборудован платформой бортовой, безбортовой или с тентом.
К специализированным относятся грузовые автомобили для перевозки однотипных грузов, к которым приспособлены их платформы, надстройки или кузова с учетом физико-механических, химических, весовых, геометрических и других свойств и параметров этих грузов.
Специальные автомобили (коммунальные, пожарные, медицинские, автокраны) служат для размещения, транспортировки и эксплуатации различного, в том числе технологического, оборудования и выполнения других функций, не связанных с перевозкой народнохозяйственных грузов.
Автомобиль-тягач приспособлен для буксировки прицепных транспортных средств (прицепов и полуприцепов), в сцепке с которыми образуется автопоезд.
В зависимости от назначения и нагрузок, приходящихся на колесную ось, различают грузовые автомобили двух групп: дорожные и внедорожные.
Автомобили первой группы предназначены для движения по дорогам общего пользования, второй —для движения по специальным дорогам или на местности.
В России используют автомобили двух групп: с осевой нагрузкой 60 и 100 кН. Эти автомобили соответствуют несущей способности дорог общей сети двух основных типов. Автомобили с осевой нагрузкой более 100кН относятся к группе внедорожных.
Автомобили по общему числу колес и числу ведущих колес обозначают формулой 4х2, 6х6, 8х8 и т.д., где первая цифра соответствует числу колес автомобиля, вторая — числу ведущих колес. Каждое сдвоенное ведущее колесо считается как одно целое. Например, колесной формулой 4х2 обозначен двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ГАЗ-53-12), 6х6—трехосный автомобиль со всеми ведущими осями (ЗИЛ-131), 6х4— трехосный автомобиль с двумя ведущими осями (КамАЗ).
По виду потребляемого топлива и типу двигателя различают автомобили карбюраторные, дизельные, работающие на альтернативном топливе
(газогенераторные, газобаллонные), электрические (электромобили), паровые, газотурбинные, а также автомобили с комбинированными силовыми установками: например двигатель внутреннего сгорания — электрический двигатель.
Каждой модели автомобиля, прицепа и полуприцепа присваивают индекс, состоящий из четырех цифр Так. первая цифра соответствует классу автомобиля
(по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей, длине для автобусов и полной массе для грузовых автомобилей); вторая цифра — эксплуатационному назначению автомобиля(1-легковые;2 — автобусы; 3 — грузовые бортовые автомобили; 4-седельные тягачи; 5-самосвалы; 6 — цистерны; 7— фургоны; 8 — резерв 9 — специальные автомобили).
Третья и четвертая цифры относятся к модели. Для обозначения модификации модели вводят пятую цифру. Перед цифровым индексом указывают аббревиатуру предприятия-изготовителя.
Для прицепного состава в зависимости от его полной массы также установлены группы индексов (третий и четвертый знаки четырехзначного индекса модели прицепов, полуприцепов и роспусков). Для модификации модели указывают пятую цифру.
Общая компановка автомобилей
Общая компоновка предусматривает рациональное взаимное размещение двигателя, агрегатов и узлов автомобиля, обеспечивающее наиболее эффективную реализацию его назначения.
Компоновочные схемы грузовых автомобилей общего назначения определяются взаимным расположением двигателя и кабины. Наиболее распространены следующие три схемы: кабина за двигателем, над двигателем и перед двигателем.
При первой схеме обеспечиваются хороший доступ к двигателю, простота конструкции сцепления и коробки передач, расположение водителя и пассажиров в зоне пониженной вибронагруженности. Однако при этом увеличиваются база и длина автомобиля, ухудшается передняя обзорность.
Вторая схема позволяет удлинить грузовую платформу, обеспечить загрузку мостов автомобиля до максимально допустимых значений, улучшить переднюю обзорность. Недостаток схемы: необходимость опрокидывания кабины для обеспечения доступа к двигателю.
Третью схему применяют при компановке многоосных автомобилей. Она позволяет равномерно распределять осевые нагрузки на дорогу и обеспечивает хорошую обзорность. Однако при такой схеме у автомобиля меньше длина грузовой платформы и затруднен доступ к двигателю и коробке передач.
2.
Назначение, общее устройство и процесс работы машин и агрегатов для послеуборочной обработки зерна (Машина вторичной очистки семян МС-4.5)
В бункер комбайна вместе с зерном поступают и примеси – кусочки соломы и колосьев, полова, семена сорняков. Продовольственное зерно очищают от примесей, семенное кроме того сортируют. В процессе сортирования выделяют группы семян. Одинаковых по размеру. Плотности. Свойствам поверхности. Очищенное и сортированное зерно должно соответствовать установленным стандартам.
Различие природно-климатических условий зон страны обусловливает применение и соответствующих механизированных пунктов по обработке зерна.
Технологический процесс послеуборочной обработки определяется в основном влажностью свежеубранного зерна. Поэтому обычно в южной и юго-восточной зонах страны на таких пунктах ведут очистку, естественную солнечно-воздушную сушку зерна, а в зонах повышенного увлажнения и холодного уборочного периода еще и искусственную сушку.
В первом случае зерноочистительные агрегаты и механизированные пункты размещают на открытых площадях, под навесами или в зданиях. Технологический процесс при этом включает в себя следующие основные операции: взвешивание поступившего зерна, предварительную очистку, проветривание, окончательную очистку, сортирование, взвешивание очищенного зерна и погрузку в транспортные средства.
Во втором случае зерноочистительно-сушильные пункты размещают чаще всего в закрытых помещениях. Технологический процесс тогда протекает по схеме: взвешивание сырого зерна, первичная очистка, сушка, вторичная очистка сухого зерна, взвешивание сухого очищенного зерна и погрузка его в транспортные средства.
При повышенной влажности зерно двукратно и даже многократно пропускают через сушилку. Если же влажность свежеубранного зерна не превышает 16 %, его не сушат и обрабатывают по схеме зерноочистительного пункта. При обработке продовольственного зерна технологический процесс завершается вторичной очисткой сухого зерна.
Основная задача послеуборочной обработки зерна — доведение его до требуемых кондиций по чистоте и влажности при наименьших потерях и затратах труда. Успешное выполнение этой задачи зависит от применения комплексной механизации работ в сочетании с поточным методом уборки урожая.
Поточный метод уборки и обработки зерна предусматривает строгую последовательность и непрерывность всех стадий технологического процесса, имеющих наиболее короткий производственный цикл. Чтобы вести послеуборочную обработку зерна по этому методу, в хозяйствах применяют зерноочистительные агрегаты и зерноочистительно-сушильные пункты, на которых все основные и вспомогательные операции выполняются системой машин и оборудования.
Зерноочистительные машины делятся на передвижные и стационарные. Передвижные зерноочистительные машины используют при очистке зерна на открытых площадках, под навесом и в зернохранилищах, а стационарные на комплексах и зерноочистительных агрегатах. По назначению и типу рабочих органов зерноочистительные машины разделяют на машины общего назначения и специальные. Машины общего назначения (приводные, воздушные, воздушно-решетно-приводные, воздушно-решетные) применяют при первичной очистке зерна. Специальные машины (пневматические сортировальные столы, пневматические колонки, электромагнитные машины и др.) используют при очистке семян от примесей, которые невозможно отделить на зерноочистительных машинах общего типа.
Агротехнические требования к зерноочистительным машинам таковы. При обработке зернового материала машины должны давать высокую производительность, доводить чистоту зерна для посева до 98--99 %, содержание облущенных или обрушенных семян не должно превышать 0,5--1 %.
Машина вторичной очистки семян самопередвижная МС-4.5
Машина вторичной очистки семян самопередвижная предназначена для очистки семян трав, зерновых, зернобобовых, технических и масличных культур. Машина работает на открытых токах или в складских помещениях во всех климатических зонах страны.
Техническая характеристика
Номинальная производительность за час основного времени на пшенице с объемной массой 760 г / л при влажности до 16% с содержанием отхода до 5%, не менее 4,5 т/ч. Обслуживающий персонал чел 2 (механик и рабочий)
Масса, не более 2200 кг
Установленная мощность, не более 6,3* / 7,4 кВт
Класс семян (ГОСТ 10467) 1;2
Габаритные размеры в рабочем положении, не более:
длина 4800 (без отгрузочного устройства ) / 7800 мм
ширина 4100 мм
высота 3000 мм
Срок службы 8 лет
Устройство и работа машины
При движении машины вдоль вороха шнековые питатели захватывают зерновой материал и подводят к подъемной трубе загрузчика, который подает его в распределительный шнек. Шнек распределяет зерновой материал по ширине и подает его в воздушный канал 1 аспирации, где восходящий поток воздуха выносит в отстойную камеру легкие примеси (включая солому, легкие колосья, головки сорняков и т.д.).
Пройдя очистку в канале I аспирации, материал поступает в решетный стан.
Очищенный решетами материал по течке поступает во вторую аспирацию, где восходящий поток воздуха выносит во вторую отстойную камеру оставшиеся легкие примеси и щуплое зерно.
Далее зерновой материал вибролотком подается в рабочую ветвь элеватора, который транспортирует зерно в верхний триерный цилиндр, выделяющий короткие примеси. Короткие примеси перебрасываются в лоток, из которого шнеком подаются в приемник, откуда выводятся наружу вместе с длинными примесями.
Очищенное от коротких примесей зерно самотеком направляется по течке в триерный цилиндр длинных примесей. Ячейки этого триера выбирают зерно и перебрасывают в желоб, откуда шнеком они подаются в приемник, сходом идут длинные примеси.
При очистке материала без триеров переключают заслонку режима работы на течке верхней головки элеватора - и зерно выводится через приемник.
При очистке вороха, основной материал которого имеет длину большую, чем остальные примеси, например овес, сходом с овсюжного цилиндра пойдет основной материал, а лотком будут выводиться только короткие примеси.
Машина вторичной очистки семян стационарная МС-4.5С
Машина вторичной очистки семян стационарная предназначена для работы в составе технологического оборудования зерноочистительных агрегатов производительностью 10,20 т/ч, а также в складских помещениях.
Очистка семян от посторонних примесей и дефектных семян очищаемой культуры производится по парусности воздушным потоком от вентилятора, по толщине и ширине решетными полотнами. Машина производит также очистку семян по длине триерными цилиндрами.
Техническая характеристика
Номинальная производительность за час основного времени на пшенице с объемной массой 760 г / л при влажности до 16% с содержанием отхода до 5%, не менее 4,5 т/ч
Обслуживающий персонал 1 (механик) чел
Масса, не более 1550 кг
Установленная мощность, не более 5,2 кВт
Класс семян (ГОСТ 10467) 1;2
Габаритные размеры в рабочем положении, не более:
длина 3000 мм
ширина 2500 мм
высота 2800 мм
Срок службы 8 лет
Устройство и принцип действия машины такие же как и передвижной.
3. Определение производительности и расхода топлива для кукурузоуборочного комбайна КСК-100
Для уборочных агрегатов, когда задана урожайность, производительность определяется по формуле:
Bρ – ширина захвата машины - 3,2 м
Vρ – рабочая скорость км/ч - 10
U - урожайность убираемой культуры, т/га - 25т/га
τ - коэффициент использования времени смены - 0,6
W =
0,1 * 3,2* 10* 0,6 * 25 = 48
Расход топлива на единицу выполненной работы определяют по формуле:
Gч – часовой расход топлива двигателем трактора или комбайна, кг/ч;
δ = 0,85- коэффициент, учитывающий работу двигателя при неполной загрузке;
W – производительность агрегата т/ч
Q
= 30* 0.85 / 48 = 0.53
кг/т.
4. Водоснабжение ферм КРС
Система водоснабжения – это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.
Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.
При водоснабжении животноводческих ферм наибольшее распространение получили местные и централизованные хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками воды и пожаротушения из противопожарных резервуаров мотопомпами или автонасосами.
В свою очередь, централизованные системы могут быть частью группового сельскохозяйственного водопровода, обеспечивающего водой несколько населенных пунктов, ферм и других производственных объектов, расположенных, как правило, на значительном расстоянии друг от друга.
Схема водоснабжения – это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее потребления. Воду можно подавать к потребителям по различным схемам.
В зависимости от конкретных условий( рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.) схемы водоснабжения могут иметь один или два подъема воды, предусматривать хранение регулируемого ее количества в водонапорных башнях или подземных резервуарах, подачу противопожарного запаса воды непосредственно из источника и др.
Состав инженерных сооружений непостоянен, его можно изменить в зависимости от качества воды в источнике, рельефа местности и прочих условий. Например, очистные сооружения, резервуары чистой воды и насосная станция второго подъема могут отсутствовать, если качество воды в источнике соответствует ГОСТу на питьевую воду.
Окончательный выбор той или иной схемы водоснабжения в каждом конкретном случае должен быть обоснован технико-экономическим расчетам. К строительству принимается вариант с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.
Системы сельскохозяйственного водоснабжения по их назначению можно подразделить на следующие группы:
1) системы водоснабжения поселков совхозов и колхозов, а также ремонтно-технических станции;
2) системы водоснабжения животноводческих промышленных комплексов и отдельно стоящих ферм;
3) системы пастбищного водоснабжения;
4) системы полевого водоснабжения.
Каждая из перечисленных групп имеет свои специфические особенности в части организации водоснабжения.
Наиболее распространенная схема механизированного водоснабжения животноводческих ферм состоит из следующих сооружений: водозабора с насосной станцией, разводящей сети и регулирующих сооружений (водонапорной башни и резервуара для хранения противопожарного запаса воды). В случаях, когда этого требует качество воды источника, схема водоснабжения дополняется сооружениями по очистке и обеззараживанию воды.
Описание наиболее распространенной схемы водоснабжения животноводческой фермы (на 400 молочных коров):
Из трубчатого колодца вода забирается погружным электронасосом (типа ЭЦВ или БЦП) и подается в водонапорную башню и разводящую сеть животноводческой фермы.
Практикой установлено, что емкость бака водонапорной башни должна быть равна 12—15% расчетного суточного расхода воды на ферме. Типовые водонапорные башни для животноводческих ферм имеют баки емкостью 25 м3.
Камеры насосных станций на трубчатых колодцах, водонапорные и регулирующие сооружения, а также смотровые колодцы на водопроводной сети выполняют из сборных железобетонных конструкций. Водопроводную сеть выполняют из асбестоцементных или полиэтиленовых труб, а вводы в скотные дворы и другие помещения на ферме — из чугунных труб.
В промышленных животноводческих комплексах применяются безбашенные системы водоснабжения высокого давления. Для водоснабжения ферм с расходом воды до 40 м3/сутки часто используются близко расположенные к поверхности земли подземные воды, забираемые шахтными колодцами. В этих случаях для подъема воды применяются автоматические насосные установки.
Пример: схема насосной установки для пневматической системы водоснабжения с забором воды из шахтного колодца, оборудованного пневматической автоматической установкой ВУ-5-30. Производительность установки 5 м3/ч, напор 30 м.
Принцип действия установки ВУ-5-30 заключается в следующем:
При разборе воды на ферме давление в сети падает. Когда давление в сети упадет до нижнего предела, на который отрегулировано реле давления, насос включается и работает до того момента, пока давление воздуха в воздушно-водяном котле не достигнет верхнего предела, на который также отрегулировано реле давления. Воздушно-водяной котел имеет небольшой регулирующий объем воды. Таким образом, при малом расходе воды на ферме установка будет включаться редко, но в часы, когда расход воды равен производительности насоса, установка будет работать непрерывно до тех пор, пока расход на ферме не уменьшится. При этом насос поднимает давление в воздушно-водяном котле до верхнего предела и реле давления выключает электродвигатель насоса.
По такому же принципу работает установка с погружным насосом (ВУ-7-65). Эта установка предназначена для подъема воды из трубчатых колодцев диаметром 150 мм с динамическим уровнем воды, находящимся на глубине до 40 м. Производительность установки 7,5 м3/ч, напор до 65 м.
В настоящее время широкое использование получили насосы типа ЭЦВ с обратным клапаном.
Источники водоснабжения и водозаборные сооружения
Источники водоснабжения могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища и др.) и подземными (родниковые, грунтовые и межпластовые воды). Они должны обеспечивать наибольший суточный расход воды потребителями независимо от времени года и условий потребления.
При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдают подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяют реже, так как они наиболее подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.
Подземные воды в зависимости от условий их залегания делятся на грунтовые и межпластовые.
Водозаборные сооружения служат для забора воды из источника. Для забора воды из поверхностных (открытых) источников устраивают береговые колодцы или простейшие водозаборы, а для забора воды из подземных (закрытых) источников - шахтные, буровые (трубчатые) и мелкотрубчатые колодцы. Подземные воды, выходящие на поверхность, собирают в каптажные колодцы.
Водонапорные сооружения и резервуары
В системе водоснабжения применяются напорно-регулирующие сооружения, предназначенные для создания необходимого напора в разводящей магистрали, регулировки подачи воды в сеть и создания запаса воды на время отклонения насосной станции.
На практике применяют два типа напорно-регулирующих сооружений: водонапорную башню и пневматический котел (безбашенное сооружение). В первом случае наружный напор создается за счет поднятия водонапорного бака на необходимую высоту; во втором – за счет давления сжатого воздуха, заполняющего пространство выше уровня воды в герметически закрытом котле.
Сборно-блочные башни конструкции инженера А. А. Рожновского получили на фермах наибольшее распространение. Башни монтируют на месте из отдельных металлических блоков, изготовленных на заводах. Нижняя часть башни, утепленная земляной обсыпкой, целиком заполняется водой. Этот запас воды удваивает резервную вместимость башни.
Неутепленную башню применяют там, где температура воды подземных источников не ниже 4° С и обмен воды в башне происходит не реже одного раза в сутки.
При интенсивной циркуляции вода в башне не замерзает даже при значительном снижении температуры.
Для автоматизации управления к водонапорным башням выпускают аппаратуру, которая поддерживает постоянный запас воды и повышает надежность работы оборудования насосных станций. Сборно-блочная конструкция башни позволяет намного сократить сроки монтажа сооружения и снизить стоимость строительства.
Безбашенные напорно-регулирующие сооружения предназначены для автоматизации водоснабжения животноводческих ферм и других объектов.
На фермах широко распространены безбашенные автоматические водоподъемные установки типа ВУ, например, установка ВУ5-30. Вихревым насосом вода подается в воздушно-водяной бак, из которого через водоразборную магистраль поступает к потребителям. Излишки воды накапливаются в баке, сжимая в нем воздух. Как только давление в баке достигнет расчетного реле давления ( в нормальном положении контакты реле давления постоянно замкнуты) разомкнет электрическую цепь магнитного пускателя, электродвигатель насоса остановится и вода потребителям будет подаваться под действием сжатого в баке воздуха. При уменьшении давления до определенного значения контакты реле замкнутся и в работу включится насос, который снова начнет подавать воду в бак.
Во время работы установки объем воздушной подушки в баке вследствие неплотности соединений растворения воздуха в воде уменьшается. Это приводит к увеличению частоты включения установки и ускоряет износ электродвигателя и насоса. Для автоматического заполнения бака воздухом служит струйный регулятор запаха.
Установки просты по конструкции, гигиеничны и удобны в эксплуатации, не требуют постоянного обслуживания. Благодаря применению установок ВУ сокращается расход труб, исключается строительство дорогостоящих металлоемких водонапорных башен, себестоимость подачи 1 м воды снижается в 1,5…2 раза.
Для хранения запасов воды иногда используют безнапорные резервуары, из которых вода может подаваться в водопроводную сеть насосами.
Вместимость баков водонапорных башен и резервуаров выбирают в зависимости от суточного расхода воды, характера расходования ее по часам суток и работы насосной станции. Характер расходования воды по часам суток может быть установлен в результате подсчетов значений коэффициентов часовой неравномерности для каждого потребителя с учетом принятого на ферме распорядка дня.
Установки для очистки и обеззараживания воды на фермах и комплексах
Часто вода поверхностных источников, а иногда и подземных, например грунтовая вода, требует дополнительной обработки - опреснения, умягчения, очистки и обеззараживания.
В сельскохозяйственном водоснабжении применяют кристаллизацию (искусственное вымораживание), дистилляцию и электродиализный метод опреснения.
Для опреснения воды применяют электродиализ. При этом ионы солей удаляются из воды действием поля постоянного электрического тока. Для электродиализа разработаны установки производительностью от 10 до 600 м/сут, способные обеспечить понижение минерализации воды с 2,8…15 г/л до 0,9…1 г/л.
Для очистки воды применяют фильтры, контактные осветлители.
Обеззараживание (уничтожение болезнетворных микроорганизмов) достигается хлорированием, озонированием и ультрафиолетовым облучением воды.
При хлорировании применяют хлорную известь, жидкий хлор и поваренную соль (из соли получают гипохлорид натрия). Для хлорирования предназначены вакуумные хлораторы ЛК и электролизные хлоритные установки типа ЭН и ЭДР.
Озонирование – современный и универсальный метод обработки, при котором вода одновременно обесцвечивается и обеззараживается, устраняется ее привкус и запах. Озон – нестойкий газ, поэтому наиболее экономично получать его на месте обработки воды. Озонируют воду на крупных очистительных станциях.
Для ультрафиолетового облучения воды применяют установки с аргоно- ртутными лампами типа БУВ. Эти установки выпускаются закрытого типа с погруженными в воду источниками облучения и открытого типа. Погружаемые в воду лампы размещают в кварцевых чехлах. Установки можно подключать в любом месте сети водоснабжения.
Применяют и комплексные установки, обеспечивающие полную обработку воды (осветление, обесцвечивание, удаление запахов и привкусов, опреснение, обеззараживание), например, универсальную установку, состоящую из электрического коагулятора, антрацитового, ионитового и угольного фильтров, бактерицидного аппарата.
Технологическое оборудование и арматура внутренних водопроводных сетей
К технологическому оборудованию и арматуре внутренних водопроводных сетей животноводческих помещений относятся автопоилки, водонагреватели, различные емкости, водоразборные краны, регулирующие вентили и др.
В зависимости от поголовья, режима поения и дебита водоисточника определяют размеры водопойной площадки и длину корыт.
Автопоилки делятся на групповые и индивидуальные.
Групповые поилки применяют для поения коров и молодняка крупного рогатого скота при беспривязном (боксовом) содержании. Их также используют в летних лагерях и на пастбищах. Групповые поилки могут быть стационарными и передвижными. Они оборудованы корытами или несколькими индивидуальными поилками для поения животных. Принцип действия этих поилок основан на законе сообщающихся сосудов. Уровень воды регулируют в водораздаточных корытах с клапанным механизмом поплавкового типа.
В индивидуальных поилках количество воды, поступающей в поильную чашу, регулируется специальной педалью. Индивидуальные поилки используют для поения крупного рогатого скота (при привязном содержании) и свиней.
Правильное водоснабжение для молочных коров является предпосылкой для продуктивности и эффективности, в хозяйстве должна быть продумана система поения животных. Свежести и чистоте воды уделяется огромное значение. Для обеспечения этого фактора разработаны разные модели поилок.
Групповая автопоилка АГК-12 предназначена для поения крупного рогатого скота. Она выпускается в двух модификациях: для летних лагерей, где водопровода нет, и для поения скота на выгульных площадках ферм с водопроводной сетью.
Поилка состоит из двух установленных на полозьях металлических корыт, соединенных патрубком, и цистерны вместимостью 3000 л, из которой вода самотеком поступает в поильные корыта. На одном из корыт имеется клапанный механизм, автоматически поддерживающий уровень воды в обоих корытах на заданной высоте. Поилка второй модификации цистерны не имеет.
Групповая автопоилка с электроподогревом АГК-4 применяется для поения до 100 голов крупного рогатого скота на выгульных площадках. Она рассчитана на одновременное поение четырех животных и подключается к водопроводной сети.
Поилки ПЭ-3
Габариты ДхШхВ - 2370х574х300
Масса, кг - 130
Мощность электродвигателя, кВт - 500
Объем бункера, м3 - 260
Вода в поилке не замерзает при отрицательных температурах в помещении.
Нагрев воды происходит равномерно, т.е. в поилке нет зон, где вода будет ледяная или очень горячая.
Поилка изготавливается из пищевой пластмассы.
Поилки оборудованы сливными пробками, что позволяет не опрокидывать поилку, для ее мойки. В любое время всю воду можно слить.
Поилки оборудованы поплавковыми регуляторами уровня воды, вода в поилке пополняется, по мере того как животные ее расходуют.
Нагрев воды осуществляется при помощи нагревательных плит НП-130 мощностью 250 Вт, на которые монтируется поилка.
Каждая поилка оборудована щитком регулирования температуры с автоматическим выключателем и УЗО. Применение поилки не требует установки отдельного оборудования, например трансформатора.
Поилки работают от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.
Многие из поилок является конкурентоспособными с лучшими западными образцами, имеют следующие характеристики:
отсутствует клапанный механизм, имеющий низкую эксплуатационную надежность;
не содержит подвижных быстроизнашивающихся резиновых и пластмассовых деталей;
работает полностью в автоматическом режиме, не требуя вмешательства персонала;
удовлетворяет в полной мере комплексу зооветеринарных и зоогигиенических требований;
имеет простую конструкцию;
срок эксплуатации без ремонта определяется только коррозионной стойкость магистрального трубопровода и может достигать 30…50 лет.
Устройство допускает работу от водопровода с любым давлением воды. Допускаются различные варианты установки поильных чаш на магистральной трубе. Имеются пневмогидроклапана, установленные внутри или снаружи чаши.
Во многих технологических процессах используют горячую и теплую воду для приготовления кормов, поения, машинного доения коров, дезинфекции и мойки животных, дезинфекции доильного и молочного оборудования и др. Для получения воды необходимой температуры применяют проточные водонагреватели или водонагреватели-термосы с порционным нагревом воды.
Наибольшее распространение на фермах и комплексах получили электрические и паровые водонагреватели.
Элекронагреватели проточного типа , например ЭВМ-2, ЭВАН-100, применяют для быстрого нагрева воды. В них температура воды поддерживается автоматически в пределах от 20 до 95 °С.
Электрические автоматические водонагреватели - термосы типа ВЭТ для порционного подогрева воды и ее хранения применяют чаще всего в поточных линиях доения коров и приготовления кормов. Вместимость термоса 200, 400 и 800 л, температура воды – до 95 °С. В случае необходимости горячую воду из водонагревателя можно смешать с холодной в смесительном кране или смесительных баках.
Емкостные пароводяные водонагреватели используют для получения горячей воды с температурой до 60…65 °С.
Газовые водонагреватели все шире применяют на фермах в последние годы для получения горячей воды, используемой на технологические нужды.
Особое внимание следует обратить на подогрев воды для поения животных в зимнее время. Практика показывает, что подача воды с температурой 4…10 °С из башен Рожновского в систему поения без подогрева приводит к резкому снижению продуктивности животных и часто к возникновению у них простудных заболеваний.
Водонагреватели типа УАП применяют для подогрева воды до 16…18 °С в зимнее время.
Серьезный резерв экономии энергии и повышения продуктивности коров на молочно-товарных фермах – использование для поения воды, прошедшей через охладители для молока. Такая вода имеет температуру 18…24 °С. После охлаждения молока эту воду насосом подают в емкость, установленную в коровнике на высоте 2,4…3,0 м, откуда вода самотеком поступает к автопоилкам. Чтобы температура воды не снижалась, емкость покрывают теплоизоляционным материалом. Пение коров такой водой повышает их продуктивность на 10…15 %.
5. Электрические нагреватели и установки для создания микроклимата
Благоприятный микроклимат животноводческих комплексов и ферм создает условия для увеличения продуктивности животных. В связи с этим в последние несколько лет происходит повсеместное перевооружение животноводческих и птицеводческих комплексов, внедряются современные энергоэффективные отопительные системы.
Отклонение температуры окружающей среды от оптимальной понижает продуктивность животноводства и увеличивает расход кормов до 20%.
Как правило, животноводческие комплексы - это большие по площади помещения, с высокими потолками и бетонным полом. Для обогрева таких помещений необходима такая теплотехника, которая сможет поддерживать температурно-влажностный режим, не оказывая негативного влияния на животных.
Современное отопительное оборудование: электрические обогреватели, жидкотопливные и газовые воздухонагреватели, электрический и жидкотопливный инфракрасный обогреватель идеально подходят для этих целей, т.к. обладают всеми необходимыми параметрами – они экологически чистые, бесшумные, безопасны для здоровья животных, экономичны в использовании и долговечны.
Известно, что коровы лучше переносят холод, чем жару, так как сами вырабатывают тепло. Чем продуктивнее корова, тем больше тепла она производит. Также понятна азбучная истина, что самое опасное для коровы -это сквозняк.
Микроклимат в помещении - это климат ограниченного пространства, включающий в себя совокупность факторов среды: температура, влажность, скорость движения и охлаждающая способность воздуха, атмосферное давление, уровень шума, содержание взвешенных в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, газовый состав воздуха и др.
Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях связаны с решением комплекса инженерно-технических задач и наряду с полноценным кормлением являются определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества.
Современные технологии содержания животных предъявляют высокие требования к микроклимату в животноводческих помещениях. По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов, продуктивность животных на 50-60 % определяется кормами, на 15-20 % - уходом и на 10-30 % - микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10-20 %, прироста живой массы - на 20-33 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям.
В общем комплексе задач по экономии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов одним из важных направлений является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания микроклимата в животноводческих помещениях.
Последние отечественные исследования и зарубежный опыт показали, что современные «темные» ИК-излучатели более надежны при ударных механических нагрузках и кратковременных перегрузках по напряжению. Из современных отечественных «темных» ИК-излучателей наибольший интерес представляют ЭИС-0,25-И1 и ЭИС-0,25-И2 (относятся к типу «Ирис»). Источником ИК-излучения в них служит керамическая плитка, в которую запрессована нагревательная (нихромовая) спираль. Выводы оформлены в виде лампового цоколя с резьбой Е27. Корпус и отражатель выполнены из алюминия. Температура излучающего элемента 750°С. Излучатель может быть использован самостоятельно или в арматуре, разработанной для ламп типа ИКЗК-220-250. Дополнительное достоинство этого излучателя - отсутствие в спектре его излучения видимого света, в связи с этим он не оказывает на животных слепящего воздействия.
Другим распространенным видом «темных» излучателей являются трубчатые электронагреватели типа ТЭН. Они представляют собой тонкостенную металлическую трубку, внутри которой расположена нагреваемая электрическим током спираль из проволоки с высоким сопротивлением. В зависимости от размеров и сечения спирали температура наружной поверхности трубки может иметь значения в довольно широких пределах (400-750°С). ТЭНы можно изгибать, не опасаясь повреждения изоляции, поэтому излучатели могут иметь различную форму. Благодаря наличию металлической оболочки они по прочности превосходят все существующие ИК-излучатели, нечувствительны к внезапному охлаждению воздухом или к попаданию брызг. Работа спирали без доступа кислорода существенно увеличивает срок службы, так как не происходит окисления.
К контактным обогревателям относятся обогреваемые с помощью различных энергоносителей полы или участки пола, а также напольные обогреватели. В качестве энергоносителей для обогрева полов используют электроэнергию, воздух и воду. Из электрообогреваемых полов наиболее доступными для изготовления и монтажа являются традиционные бетонные полы с нагревательными элементами на основе проводов.
Обладающие большой теплоаккумулирующей емкостью бетонные полы могут быть использованы без реконструкции существующих электролиний и трансформаторных подстанций.
За рубежом наряду с описанными системами обогрева пола применяют и водяную.
Электрообогреваемые полы обеспечивают хорошее пространственное распределение тепла и регулирование температуры, осуществляющееся по принципу включение-выключение. Материальные затраты на электрообогрев значительно меньше, чем на водяной, при явной простоте монтажа оборудования. Таким образом, при выборе системы обогрева пола следует тщательно оценивать выгоды, связанные с меньшими производственными и материальными затратами, не допуская компромисса с качеством труда.
Напольные обогреватели известны двух модификаций: электрообогреваемые коврики типа ЭП-935 в виде панели размерами 1200×500×25 мм, по периметру армированной уголковой сталью, и мягкие коврики размерами 1000×600×20 мм, выполненные в виде двух слоев химостойкой резины, между которыми равномерно распределен электронагревательный элемент (провод). К сети питания коврики присоединяют через понижающий трансформатор.
Водяной обогрев полов рекомендуется при содержании большого поголовья животных. Большая инерционность регулирования температуры является недостатком по сравнению с электрообогреваемыми полами. Однако при отказе обогрева эти системы имеют большой резерв, позволяющий дольше поддерживать температуру.
В общей задаче сокращения энергопотребления систем микроклимата важнейшая роль отводится автоматизации тепловентиляционного оборудования, оптимизации законов регулирования тепловой мощности и подачи воздуха. Необходимость этого обусловлена и тем, что с использованием высокопродуктивных пород животных требования к точности регулирования параметров микроклимата значительно возрастают.
6. Список литературы
1. Алешкин В.Р, Рощин П. М. – «Механизация животноводства». Москва «Колосс» 1993год.
2. Братерский Ф. Д., Карабанов С. А. Послеуборочная обработка
зерна. - М.: Агропромиздат, 1986. - 175 с.
3. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. − М.: «Академия», 2004.
4. Ильин И.В. Энергосберегающее вентиляционно-отопительное оборудование для животноводческих ферм//Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2003. - № 2 - С. 21-24.
5. Кожуховский И.Е., Зерноочистительные машины. М.:Машиностроение, 1974.
6. Мурусидзе Д.Н., Филонов Р.Ф. Электромеханизация создания микроклимата в животноводческих помещениях. - Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2003. - № 10. - С. 12-15.
