КУРС ЛЕКЦИЙ По дисциплине Механизация и автоматизация животноводства

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ХАКАССКИЙ ФИЛИАЛ

 

Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции

 

КУРС ЛЕКЦИЙ

По дисциплине

Механизация и автоматизация животноводства

 

Направление: 111100.62 Зоотехния

 

Профиль: Технология производства продуктов животноводства (овцеводство)

 

 

Составитель: к.т.н., доцент

Ковальчук Александр Николаевич

 

Абакан, 2012

ВВЕДЕНИЕ

 

Курс лекций подготовлен согласно программе дисципли­ны «Механизация и автоматизация животноводства» и раскрывает основы технологии производства продукции животновод­ства.

Животноводство в экономике страны — важнейшая отрасль, поставляющая основные и наиболее полноценные продукты пита­ния населению (молоко, мясо, яйцо), а также сырье легкой про­мышленности. При этом часть своей продукции оно производит за счет использования различных отходов растениеводства и пи­щевой промышленности, увеличивая тем самым эффективность всего сельскохозяйственного производства.

В современных условиях характерная особенность развития животноводства — многоукладность сельского хозяйства и произ­водство продукции животноводства как в крупных и средних, так и в мелких предприятиях различных форм собственности. Комп­лексная механизация и автоматизация производственных процессов в животновод­стве, внедрение прогрессивных технологий производства продук­ции животноводства являются важнейшими условиями его дальнейшего развития, повышения производительности труда и качества животноводческой продукции, а также снижения ее себе­стоимости.

К машинам и оборудованию для механизации животноводства предъявляют особые требования, так как они непосредственно воздействуют на живые организмы и среду, где протекают биологические и физиологические процессы.

Практикой доказано, что недостатки механизированных техно­логий обусловлены несоответствием технических средств физио­логическим особенностям животных. В этой связи весьма актуаль­ны оптимизация систем машин, установок и оборудования, совер­шенствование и создание прогрессивного энерго- и ресурсосбере­гающего высокопроизводительного оборудования. Для решения указанных задач необходимы технически грамотные, квалифици­рованные специалисты, в совершенстве владеющие профессио­нальными знаниями в области механизации и технологии живот­новодства. Без этого нельзя добиться создания здорового поголо­вья и повышения продуктивности животных.

Научные знания в области механизации и технологии живот­новодства основываются на результатах научных исследований та­ких дисциплин, как биология, зоотехния, растениеводство, физи­ология, зоогигиена, гидравлика, теплотехника, проектирование животноводческих объектов и др. Задача курса — дать студен­там теоретические и практические знания по механизации и автоматизации животноводства, подготовив, таким образом, к успешному усвоению дисциплины.

В курсе лекций даны все необходимые сведения по основам корм­ления и содержания животных и птицы, технологии производства продукции животноводства, устройству и элементам расчета рабо­чих органов машин и механизмов, подбору машин для поточных технологических линий и комплексной механизации производ­ственных процессов. Должное внимание уделено освещению зоо­технических требований к машинам и оборудованию для механи­зации животноводства. Раскрыты вопросы автоматизации производственных процессов животноводства.

При подготовке курса лекций авторы использовали новейшую ли­тературу по механизации и автоматизации животноводства, результа­ты работ научно-исследовательских институтов, конструкторских организаций, заводов по выпуску оборудования для механизации и автоматизации животноводства, а также передовой опыт сельскохозяйственных предприятий страны.

 

МОДУЛЬ 1

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БАЗА ОТРАСЛИ ЖИВОТНОВОДСТВА

Модульная единица 1.1.

Производственные процессы в животноводстве

ЛЕКЦИЯ 1

Понятие о процессе сельскохозяйственного производства и комплексной механизации в сельском хозяйстве

1.1. Понятие о процессе сельскохозяйственного производства   Процесс сельскохозяйственного производства — это последовательность операций, в результате которых создается…

Контрольные вопросы

 

1. Что понимается под процессом сельскохозяйственного производства?

2. Чем характеризуются рабочие процессы?

3. Что представляют собой естественные процессы?

4. Что включает в себя технология производства животноводческой продукции?

5. Что представляет собой производственный процесс?

6. Что следует понимать под комплексной механизацией в животноводстве?

7. Назовите основные потребители энергии в животноводстве.

8. Что представляет собой электротехнологии?

9. Что называется двигателем?

10. Что относится к первичным двигателям?

11. Что относится к вторичным двигателям?

12. Что представляет собой подвижные средства?

13. Что представляет собой ограниченно-подвижныесредства?

14. Что представляет собой стационарныесредства?

15. Что называется машиной?

16. Из каких частей состоит машина?

17. Как подразделяютсярабочие машины?

18. Что представляет собой агрегат?

 

Модульная единица 1.2

Энергетические средства сельскохозяйственного производства

ЛЕКЦИЯ 2

Тракторы, автомобили и электропривод как энергетические

Средства в сельском хозяйстве

2.1. Тракторы и автомобили   2.1.1. Классификация и общее устройство тракторов и автомобилей

Контрольные вопросы

 

1. По каким признакам классифицируют тракторы и автомобили?

2. Какой показатель является определяющим при разделении тракторов на тяговые классы?

3. Чем отличается модификация трактора от его базовой модели?

4. Из каких основных частей состоит трактор?

5. Назовите основные части автомобиля.

6. Из каких механизмов состоит шасси трактора?

7. Охарактеризуйте две любые базовые модели тракторов разных тяговых классов.

8. По каким признакам классифицируют двигатели?

9. Какие процессы протекают в цилиндре двигателя?

10. Назовите основные механизмы и системы двигателя.

11. Из каких деталей состоит кривошипно-шатунный механизм?

12. Какую работу выполняет коленчатый вал?

13. Каково назначение газораспределительного механизма?

14. Из какого материала изготовлены клапаны газораспределительного механизма?

15. В чем главное различие между схемами систем питания дизеля и карбюраторного двигателя?

16. Объясните, как происходят смесеобразование и горение топлива в цилиндре дизеля.

17. Перечислите основные составные системы жидкостного охлаждения двигателя.

18. Назовите составные части и приборы смазочной системы.

19. Из каких приборов состоит батарейное зажигание?

20. Перечислите способы пуска автотракторных двигателей. Каковы их
достоинства и недостатки?

21. Что такое электрический привод?

22. Назовите элементы электропривода.

23. Как устроен трехфазный асинхронный электродвигатель'¹

24. Как включить трехфазный электродвигатель в сеть?

25. Как изменить направление вращения трехфазного электродвигателя?

26. Перечислите передаточные устройства от двигателя к рабочей машине.

 

 

МОДУЛЬ 2

КОМПЛЕКСЫ МАШИН ДЛЯ ЖИВОТНОВОДСТВА

Модульная единица 2.1.

Механизация жизнеобеспечения животноводческих ферм

ЛЕКЦИЯ 3

Общие сведения о животноводческих и птицеводческих

Фермах и комплексах

  Основной формой организационной деятельности животноводства и птицевод­ства… Животноводческие фермы делятся на фермы крупного рогатого скота, свиновод­ческие, овцеводческие, птицеводческие и…

Контрольные вопросы

1. Каковы основные отличия ферм от комплексов?

2.Какие требования предъявляют к выбору участка для фермы или комплекса?

3. Перечислите требования, предъявляемые к основным частям жи­вотноводческих зданий.

4. Перечислите основные виды животноводческих зданий.

5. Каковы особенности оборудования помещений для привязного и
беспривязного содержания скота?

6. Какие способы и технологии содержания крупного рогатого скота применяют в животноводстве?

7. Назовите способы содержания и типы свиноводческих и овцеводческих ферм.

8. Расскажите о современных мировых технологиях и новых машинах в практике животноводства.

9. Какие технологии и современное оборудование для содержания свиней вы знаете?

10. Каким вы представляете современный молочный комплекс?

11. Приведите примеры инновационных технологий и машин в молочном животноводстве.

12. Назовите основные преимущества технологии заготовки и хранения силоса в полимерных мешках в отличие от традиционной технологии.

13. Расскажите о машинных технологиях производства продукции птицеводства?

14. Какое используется оборудование для содержания кур-несушек промышленно­го и родительского стада?

15. Какие используются комплекты машин и оборудования для выращивания ремонтного молодняка кур и бройлеров?

16. Какие машины и оборудование используются для сортировки и обработки яиц?

17. Как устроен и работает инкубатор?

18. Расскажите о традиционной технологии и оборудовании для содержания свиней.

19. Какие типы станков для фиксации животных применяются в отделении для осеменения свиноматок?

20. Чем по конструкции отличаются станки для содержания супоросных свинома­ток от станков для опороса?

21. Назовите основные сборочные единицы системы приготовления и раздачи сухих кормосмесей.

22. Какие кормушки и дозаторы используются в свиноводстве?

23. Что вы знаете об альтернативных технологиях и чем они отличаются от традиционных?

 

 

ЛЕКЦИЯ 4

Водоснабжение ферм и пастбищ

4.1. Общие сведения о воде   Один из наиболее крупных потребителей воды — сельское хозяйство, и в частности животноводство. Потребность в воде…

Контрольные вопросы

 

1. Для каких целей и насколько эффективно используются водные
ресурсы в животноводстве?

2. Каковы основные показатели качества воды?

3. Что такое нормы и режимы водоснабжения?

4. Назовите виды источников водоснабжения. Каковы их достоинства
и недостатки?

5. Перечислите типы подземных и поверхностных источников.

6. Какие типы насосов и водоподъемников вы знаете?

7. Как устроен центробежный насос?

8. Что такое эрлифт? Каков принцип его действия?

9. Каково назначение ленточных и шнуровых водоподъемников?

10. Каков принцип действия водоструйной установки?

11. Расскажите, как устроен и работает водоподъемник диафрагменный пастбищ­ный.

12. Какие ветроэнергетические и солнечные агрегаты и установки вы знаете?

 

 

ЛЕКЦИЯ 5

Оборудование для создания оптимального микроклимата

В животноводческих помещениях

5.1. Понятие о микроклимате   Защита животных от вредных воздействий среды при содержании их в помещениях, а также повышение резистентности…

Модульная единица 2.2.

Механизация производства и приготовления кормов

ЛЕКЦИЯ 6

Технологии и машины для заготовки кормов

6.1. Организация кормовой базы   Создание прочной и устойчивой кормовой базы — главное условие интенсивного развития животноводства. Устойчивый рост…

Контрольные вопросы

 

1. Расскажите о технологических схемах заготовки сена.

2. Какие операции выполняют при заготовке рассыпного, прессован­ного и измельченного сена?

3. Расскажите об устройстве косилок и регулировке их режущего ап­парата.

4. Расскажите об устройстве рулонного пресс-подборщика.

5. Каковы общее устройство и принцип действия погрузчика-стого­метателя?

6. Что такое сенаж и из каких операций состоит его заготовка?

7. Как определяется влажность подвяленной травы, предназначенной для заготовки сенажа?

8. Как устроен кормоуборочный комбайн?

9. Назовите состав линий загрузки и выгрузки сенажных башен.

10. Каковы основные причины низкой эффективности использования
сенажных башен?

11. Что такое силосование кормов и каковы технологические операции
закладки силоса?

12. Перечислите условия получения высококачественного силоса.

13. Назовите средства механизации перевозки растительного сырья от кормоуборочных машин.

14. Какие высокоэффективные машины применяют при выемке кормов из кормохранилищ?

15. Расскажите о современных технологиях и машинах для заготовки силоса и сенажа.

16. Что вы знаете о инновационных технологиях и машинах в кормопроизводстве?

17. В чем особенность заготовки кормов плавучими комплексами?

ЛЕКЦИЯ 7

Машины и оборудование для измельчения кормов

7.1. Зоотехнические требования к приготовлению кормов   К грубым кормам относят сено, солому, мякину, тростник, стебли кукурузы, шелуху семян ряда культур и др. Эти корма…

Контрольные вопросы

 

1. Перечислите основные зоотехнические требования к приготовле­нию кормов.

2. Что называется измельчением и какие рабочие органы имеют ма­шины для измельчения грубых кормов?

3. Опишите устройство измельчителя грубых кормов и принцип дей­ствия штифтового дискового измельчителя.

4. Как предотвратить снижение производительности измельчителя при высокой влажности корма?

5. Расскажите о рабочем процессе измельчителя-камнеуловителя
ИКМ-5.

6. Какие конструктивные изменения имеют измельчители ИКМ-Ф-10 и ИКУ-Ф-10 по сравнению с ИКМ-5?

7. Как регулируют размер получаемых частиц при измельчении кор­неклубнеплодов на машинах типа ИКМ?

8. Опишите устройство и рабочий процесс измельчителя кормов ма­шины ИКВ-5А «Волгарь-5».

9. Как регулируют степень измельчения кормов на измельчителе ИКВ-5А «Волгарь-5»?

10. Объясните принцип действия молотковых дробилок.

11. Расскажите о назначении и рабочем процессе безрешетной дробилке зерна ДБ-5.

12. Как определить степень помола корма?

13. В чем сущность технологии “Cavikorm®”?

 

ЛЕКЦИЯ 8

Машины и оборудование для тепловой обработки и смешивания кормов

8.1. Тепловая обработка кормов   Тепловая обработка паром проводится с целью улучшения вкусовых и питательных свойств корма, а также уничтожения…

Контрольные вопросы

 

1. Перечислите основные зоотехнические требования к тепловой обработке кормов.

2. Какие ма­шины применяются для смешивания измельченных кормов?

3. Расскажите о технологическом процессе смешивания кормов с запариванием.

4. На каких фермах применяют системы периодического действия С-12?

5. Расскажите о рабочем процессе запарника-смесителя С-12.

6. Как классифицируются дозаторы по принципу действия?

 

ЛЕКЦИЯ 9

Машины и оборудование для уплотнения кормов

9.1. Основы прессования кормов   Прессованием в технике принято называть процесс уплотне­ния сжатием в закрытой камере. В зависимости от требуемой…

Контрольные вопросы

 

1. В чем заключается сущность процесса прессования?

2. Назовите типы рабочих органов прессов.

3. Какие технологии и оборудование применяются при производстве гранулированных кормов?

ЛЕКЦИЯ 10

Кормоцехи и кормоприготовительные агрегаты

Кормоцех – это подразделение животноводческой фермы, предназначенное для переработки кормов и приготовления кормовых смесей.   10.1. Кормоцехи для приготовления влажных кормовых смесей

Контрольные вопросы

 

1. Что такое кормоцех и каковы зоотехнические условия его эффективного функционирования?

2. В чем состоит особенность приготовления влажных кормовых смесей?

3. В чем состоит особенность приготовления сухих кормовых смесей?

4. Какие технологические линии и комплекты машин входят в состав кормо­цехов для приготовления комбикормов, влажных рассыпных и жидких кормосмесей?

5. Расскажите о современных инновационных технологиях и машинах для приготовления кормосмесей и комбикормов.

 

Модульная единица 2.3.

Механизация технологических процессов обслуживания животных

ЛЕКЦИЯ 11

Механизация раздачи кормов

11.1. Зоотехнические требования к механизации раздачи кормов и классификация кормораздатчиков  

Контрольные вопросы

 

1. Дайте классификацию кормораздающих средств.

2. Каково устройство кормораздатчика КТУ-10А и как производится регули­ровка нормы выдачи кормов?

3. Назовите основные кормораздающие устройства для свиноводческих ферм.

4. Перечислите основные стационарные кормораздатчики для ферм крупного рогатого скота.

5.Каковы основные зоотехнические требования к раздатчикам кормов?

6. Перечислите раздатчики-смесители кормов.

ЛЕКЦИЯ 12

Механизация автопоения животных и птицы

12.1. Классификация и устройство автопоилок   Для поения животных используют поилки разных конструк­ций, что обусловлено различием вида животных, способов их…

Контрольные вопросы

 

1. Каковы санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к воде для поения животных?

2. Расскажите о назначении и устройстве групповой поилки с электроподо­гревом АГК-4А.

3. Каковы конструктивные особенности поилок для овец?

4. Назовите оборудование для поения птицы. Каково устройство ниппельных и желобковых поилок?

5. Назовите основные автоматические поилки для животных и птицы и их конструктивные особенности.

ЛЕКЦИЯ 13

Механизация удаления и подготовки навоза к использованию

13.1. Физико-механические и реологические свойства навоза   Навоз представляет собой сложную полидисперсную систему, включающую твердые, жидкие и газообразные вещества. Общий…

Контрольные вопросы и задания

 

1. В чем заключаются физико-механические и реологические свойства навоза?

2. Какие вам известны технологические схемы удаления и переработки навоза?

3. Перечислите основные технические средства механизации удаления навоза.

4. Какие способы и технические средства применяются для уборки навоза в зависимости от технологии содержания животных?

5. Какие средства механизации применяют для сбора и удаления навоза из животноводческих и птицеводческих помещений и как их рассчитывают?

6. Расскажите об устройстве гидравлической системы навозоудаления и принципах ее расчета.

7. Какие технологии и средства механизации для подготовки навоза к использованию применяются?

8. Назовите основные особенности аэробной и анаэробной обработки навоза.

 

 

ЛЕКЦИЯ 14

Механизация стрижки овец и первичной обработки шерсти

14.1. Машины и оборудование для стрижки овец   Стрижка овец — одна из ответственных и трудоемких операций в овцеводстве. Практически все овцеводческие хозяйства…

Контрольные вопросы

1. Расскажите об устройстве и принципе действия стригальных машинок
МСО-77Б и МСУ-200.

2. Каковы устройство и работа электростригальных агрегатов?

3. Какие способы нанесения ядохимикатов на шерстный покров овец приме­няются и какова классификация установок для профилактической обработки
овец?

4. Назовите основные технологические схемы купочных установок и способы повышения их производительности.

5. Каковы особенности купания овец перед стрижкой, основные энергозатраты при обработке овец и способы их уменьшения?

6. Приведите классификацию доильных установок и их технологические схе­мы.

 

 

Модульная единица 2.4.

Механизация доения и первичной обработки молока

ЛЕКЦИЯ 15

Доильные аппараты и установки

15.1. Технологические основы машинного доения   Вымя коровы состоит из 4 долей: 2 передних и 2 задних. Правая и левая половины отделены друг от друга подкожной…

Контрольные вопросы

 

1. Каковы физиологические основы машинного доения коров?

2. Назовите классификационные признаки доильных аппаратов.

3. Опишите технологический процесс и устройство доильного аппарата АДУ-1.

4. Назовите технические характеристики основных типов аппаратов.

5. В чем состоит основное отличие доильного аппарата «Нурлат» от ранее известных аппаратов?

6. Как протекает технологический процесс работы доильного аппарата?

7. Каковы отличительные особенности доильных аппаратов зарубежного про­изводства?

8.Какова взаимосвязь способов содержания и типов доильных установок?

9. Расскажите об устройстве доильных установок для доения коров в стойлах: с переносными ведрами ДАС-2Б и молокопроводом АДМ-8А.

10. Каковы назначение и устройство автомата промывки?

11. В чем заключаются особенности доильных установок «Елочка», «Тандем», «Карусель»?

12. Назовите отличительные особенности доильных установок зарубежных фирм: «Альфа-Лаваль» (Швеция), «Вестфалия Ландтехник» (Германия), «Седж-Бабсон» (США).

13. Назовите конструктивные особенности доильных установок УДМ-25, -50.

 

 

ЛЕКЦИЯ 16

Оборудование для первичной обработки молока

16.1. Понятие о первичной обработке и переработке молока   В понятиях первичной обработки и переработки молока есть различия. Первичная обработка не изменяет исходных,…

Контрольные вопросы

 

1. Чем отличается понятие первичной обработки от переработки молока?

2. Перечислите основные свойства молока.

3. Каковы требования ГОСТа к качественным показателям сырого молока?

4. Перечислите зоотехнические требования, предъявляемые к оборудованию для первичной обработки молока.

5. Опишите технологические схемы и оборудование для первичной обработки молока.

6. Дайте характеристику оборудования для очистки молока.

7. Как может использоваться естественный холод для охлаждения молока?

8. Перечислите основные типы пастеризаторов молока.

9. Каковы основные режимы пастеризации и стерилизации молока?

10. Сформулируйте принципы действия и устройство автоматизированной пастеризационно-охладительной установки Б6-ОП2-Ф-1.

11. Опишите конструкцию пастеризационно-охладительной установки с ро­торным нагревателем ПМР-0,2.

12. Каковы назначение и устройство установки для стерилизации жидких продуктов?

13. Перечислите способы сепарирования молока.

14. Какие признаки положены в основу классификации сепараторов молока?

15. Опишите устройство и принцип действия центробежного сепаратора молока полузакрытого типа.

 

 

МОДУЛЬ 3

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Модульная единица 3.1.

Автоматизация технологических процессов животноводства

ЛЕКЦИЯ 17

Автоматизация технологических процессов животноводства

17.1. Общие сведения   Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления производственными…