Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота

p> T? - продолжительность разового доения поголоаья, мин. na = 800*6/120 =40шт.

Расчетная производительность Wr доильной установки определяется по формуле:

Wr = m/T?,

(2.27.)

Wr = 800/2 =400гол/ч

Количество доильных установок определяется по формуле:

Nу =Wr/Wу,

(2.28.) где Wу – часовая производительность доильной установки,

Wу = 100 коров/ч [5. С. 195]

Nу =400/100 = 4 шт.

Количество доильных аппаратов, которое мастер машинного доения может использовать при доении, рассчитывается по формуле: n =(tд+tмр )/(tр+tмр),

(2.29.) где tд - среднее время доения аппаратом без участия мастера машинного доения, мин, tмр – время выполнения машинно – ручных работ; tр – время выполнения ручных операций, мин; n =(4+0,6)/(1+0,6) =3 шт

Потребность в мастерах машинного доения рассчитывается по формуле: n? = m* (tр+tмр)/60*T?,

(2.30) n? =800*(1+0,6)/60*2 =11 чел

Производительность труда одного мастера машинного доения определятся по формуле:

W = 60/ (tр+tмр)

(2.31.)

W = 60/ (1 +0,6) =37,5 коров/ч

Ритм потока доения равен промежутку времени между окончанием доения одной коровы и последующей, выдаеваемых последовательно и определяется по формуле:

Ру = (Т? - tц)/(m? -1),

(2.32.) где tц – время цикла доения, мин; m? - количество коров, обслуживающих одним дояром за время доения Т?;

Ру = (120 -8)/(50-1)=2,3

Плотность потока доения показывает сколько коров доится одновременно на доильной установке и определяется по формуле:

Пу = tц/Ру

(2.33.)

Пу = 8/2,3 = 3,5

Годовое количество молока, которое подлежит первичной обработке в течение года, определяется по формуле:

Gгод =m*P,

(2.34.)

где P – среднегодовая продуктивность одной коровы, кг.

Gгод =800*3047 =2437600 кг.

Максимальный суточный выход молока рассчитывается по формуле:

Gсут. max =?*Gгод/365,

(2.35.) где ? – коэффициент, учитывающий неравномерность удоя,

? = 1,5…2,5 [ 2.с.90]

Gсут. max =2*2437600/365 = 13357 кг

Часовая производительность поточной линии первичной обработки молока определяется по формуле:

Wпон =0.55 Gсут. max/Тдоп

(2.36.) где Тдоп – допустимое время первичной обработке молока. ч.

Wпон =0.55 *13357/2 = 3,7 т/ч

Для первичной обработки молока используется очиститель молока ОМ –1, танк – охладитель ТОМ –2А, в качестве источника холода – машина МХУ –8С.
Так как молокозавод находится за 30 км от фермы, доставка молока на молокозавод производится в автомобильной цистерне АЦПТ- 2,8.

2.7.5 Линия создания микроклимата. Воздух становится непригодным или вредным, если он содержит большое количество газа, пыли, пара и.т.д. а температура его высока. Следовательно, одним из важных мероприятий оптимальной технологии содержания животных является поддержание в животноводческих помещениях микроклимата. По воздухообмену рассчитываются основные элементы систем вентиляции.

В зависимости от вида основных вредных выделений воздухообмен рассчитывается по:
1) допустимому содержанию углекислоты;

2) удалению лишней влаги и тепла.

По допустимому содержанию углекислоты воздухообмен определяется по формуле:

(во = Рm /(Р2- Р1), (2.37.)

Р – количество углекислоты, выделяемой одним животным,

Р = 141 дм3/ч [3. С. 18] m - число животных в помещении;

Р2- предельно допустимая концентрация углекислоты для данного помещения,

Р2 = 3 Дм3/м3 [3. с. 23]

Р1 - содержание углекислоты в свежем приточном воздухе,

Р1= 0.3 … 0.4 Дм3/м3 [3. с. 17]

(во = 141*200/(3-0,35) = 10642 м3/ч

В проектируем коровнике применяется приточно-вытяжная вентиляция с естественным побудителем воздуха. Общая площадь Fобщ. вытяжных каналов определяется по формуле:

Fобщ =(во /3600 ? (2.38.)

? – скорость движения воздуха в вытяжных каналах, м/с

?=( [2gH( Pн –Pв) ]/Рв,

(2.39.) где H – высота вытяжной трубы, м; g – ускорение силы тяжести, м/с2;

Pн , Pв -плотность воздуха соответственно снаружи и внутри помещения, кг/м3

?=( [2*9,81*1,5 ( 1,396-1,248) ]/1,248= 1,87 м/с

Fобщ =10642 /3600*1,87 =1,6 м2

Количество вытяжных каналов подсчитывается по формуле: nв=Fобщ /fв, (2.40) где fв – площадь поперечного сечения одного вытяжного канала, fв =0,36 м2 [ 6. С. 148] nв=1,6/0,36 =5

Общая площадь поперечного сечения приточных каналов принимается по формуле:

Fпр =0,6Fобщ (2.41.)

Fпр =0,6*1,6 = 0,96 м2

Количество приточных каналов: nпр =Fпр /fпр, (2.42.) где fпр – площадь поперечного сечения одного приточного канала, fпр = 0,04 м2 [6 .с. 147] nпр =0,96/0,04 =24

Расчет естественного освещения сводится к выбору количества окон, их расположение вдоль здания. Степень естественного освещения характеризуется световым коэффициентом Кок, т.е отношением площади окон к площади пола.
Для коровника с привязным содержанием коров при доении в стойлах

Кок = 1/10…1/15 [ 3.с.35]

Площадь окон определяется по формуле:

Fок= FпКок, (2.43.) где Fп -площадь пола, м2.

Fок= 1512*1/15 = 100м2

Число окон, необходимое для получения нужной освещенности определяется по формуле: nок =Fок /fок, (2.44.) где fок – площадь одного оконного проёма,

Fок = 1,98 м2 [6. c. 165] nок =100 /1,98 =50

Окна располагаются по периметру здания на высоте 1,2 м.

Расчет искусственного освещения сводится к выбору типа светильников, их числа и рационального размещения.

Необходимое количество ламп определяется исходя из удельной мощности ламп по формуле: nл =S*W/Wл, (2.45.) где S –площадь освещаемого помещения, м2;

W – удельная мощность на 1 м2 пола, Вт м2;

Wл – мощность одной лампочки, Вт nл =1512*2/100 = 30 шт

Коэффициент освещенности помещения определяется по формуле:

( = S/Hn*(а+в),

(2.46.) где Hn – высота подвеса светильников, м; а, в - соответственно длина и ширина помещения, м

( = 1512/[3*(72+21)] =8,2

Выбираются светильники полугерметические ПГ – 60, которые подвешиваются в два ряда высоте 3 м с расстоянием между ними 5 м.

2.8. Выбор оптимальных вариантов технологических линий с помощью ЭВМ и разработка комплекта машин.

Для экономической оценки технологических линий рассчитываются эксплуатационные затраты. Размер эксплуатационных затрат определяется по каждому из сравниваемых вариантов по формуле:

Uэ = З+А+Р+Сr+Сэ, (2.47.) где Uэ – эксплуатационные затраты, связанные с выполнением производственных процессов на животноводческой ферме за год отдельной машиной или комплектом машин, грн

З – заработная плата рабочим, грн

А – аммортизация машин, грн;

Р – отчисления на текущий ремонт и технологическое обслуживания машин, грн;

Сr – затраты на горючесмазочные материалы и твердое топливо, грн;

Сэ, - затраты на электроэнергию, грн;

Зароботная плата рабочих, занятых на выполнении механизированных процессов равна:

З = Т*Л*Ст, (2.48.) где Т – продолжительность работы за год на выполнения производственного процесса, ч;

Л – количество рабочих занятых на выполнении процесса, чел;

Ст – часовая тарифная ставка с дополнительными начислениями, грн;

Амортизация машин определяется по формуле:

А = Ба/100,
(2.49.) где Б – балансовая стоимость машины, грн; а – норма ежегодных амортизационных отчислений, проц;

Балансовая стоимость технологического оборудования равна:

Б = СмКм, (2.50.) где См – оптовая цена машины, грн;

Км – коэффициент, учитывающий затраты на монтаж, разборку, транспортировку и торговые наложения.

Затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание определяется по формуле:

Р =Бр/100, (2.51.) где р – норма ежегодных отчислений на ТР и ТО, проц;

Затраты на горюче-смазочные материалы и топливо определяются по формуле:

Сг = Ng*Тг*(*Цк,
(2.52.) где N – номинальная мощность двигателя машины или трактора, л.с.; g – удельный расход основного горючего, кг л.о.в.ч.;

Тг – годовая продолжительность работы машины на ферме, ч

Цк –комплексная цена 1 кг горючего, грн;

Затраты на расходуемую электроэнергию рассчитываются по формуле:

Сэ = Fг*Zэ (2.53.) где Fг – годовое потребление технологической электроэнергии, кВт-ч;

Zэ – стоимость кВт-ч электроэнергии, грн;

Годовой расход электроэнергии на технологические нужды определяется по формуле:

Fг= Nэ* Тг* Кз*Ко/Кс*Кnд (2.54.) где Nэ – потребляемая мощность установленного оборудования, кВт;

Тг – продолжительность работы машины за год, ч;

Кз – коэффициент загрузки оборудования;

Ко – коэффициент одновременности работы оборудования;

Кс – коэффициент, учитывающий потери в электросети;

Кnд – коэффициент полезного действия электродвигателя.

Приведенные затраты определяются по формуле:

Un =Uэ+Ен*Бс, (2.55.) где Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Бс – суммарная балансовая стоимость машин и оборудования, грн

В итоге выражение для определения приведенных эксплуатационных затрат примет следующий вид :

Uп = G*ZГ/Wм (Л*Сг + N*g*(*0,099 + NэZэ0,7) + Б/100( a + р + 15 ),

(2.56.) где G – масса продукции, перерабатываемой за сутки машиной, кг;

Zг- количество дней работы машины в году;

Wм – производительность машины, т/ч.

Для примера рассчитывается линия погрузки, доставки и раздачи силоса

Исходный вариант:

ПСК –5 –1 шт.; КТУ – 10А - 8шт.; МТЗ – 80 –9шт.

Для этого варианта получается

Uп мтз-80 = G*ZГ/Wпск-5 (Л*Сг + N*g*(*0,099) + Бмтз –80/100( a + р +
15 )=

= 20*200/13(1*0,58+0,099*75*0,19*0,8)+3500 /100
(15+9,9+15)=

=1924,4 грн

Uп пск-5 = Бпск -5/100*( a + р + 15 ) =
1160/100(16,6+14+15)=528,96 грн

Uп мтз -80 = Gг*ZГ/Wкту-10А (Л*Сг + Ng*(*0,099*3) + 3*Бмтз-80/100( a + р + 15 )=

=20*200/10(3*0,58+3*0,099*75*0,19*0,5)+3*3500/100*(15+9,9+15)=

=5732 грн

Uп кту –10А = 3*Бкту-10А /100*( a + р + 15 ) = 3*1500/100(16,6+14+15)
= 2052 грн,

Uпл = Un мтз-80 + Unпск-5 + Unмтз –80+ Un кту –10А=

= 1924,4+528,96+5732+2052 =10237,36грн

Удельные приведенные затраты для этого варианта линии погрузки, доставки и раздачи силоса определяются по формуле:

Uп уд. = Uпл /GZг

(2.57.)

Uп уд. = 10237,36 /20*200=2,56 грн

Аналогично производятся расчёты и для других технологических линий.
Расчёты производятся с помощью ЭВМ. Исходные данные для выбора оптимальных вариантов технологических линий и их расчет, выполненный ЭВМ даны в приложении 1. На основании этих расчётов выбирается комплект машин, который представлен в таблице 2.7.

Таблица 2.7 Сводная ведомость комплекта машин
|Наименование машин и оборудования |Марка |Количество |
|Трактор колёсный |МТЗ – 80 |8 |
|Прицеп тракторный |2-ПТС-4-877А |10 |
|Прицеп тракторный |1-ПТС-2Н |2 |
|Погрузчик грейферный |ПГ-0,5Д |1 |
|Погрузчик стебельных кормов |ПСК-5 |1 |
|Соломосилосорезка |РСС-6Б |2 |
|Кормораздатчик |КТУ-10А |8 |
|Автопоилка |АП-1А |768 |
| | | |
|Наименование машин и оборудования |Марка |Количество |
| | | |
|Сборно-блочная водонапорная башня |БР-15У |1 |
|Автоматическая водоподъёмная |ВУ-10-30 |1 |
|установка | | |
|Доильная установка |АДМ-8 |4 |
|Очиститель молока |ОМ-1 |4 |
|Молокозборник |- |4 |
|Насос молочный |- |4 |
|Фильтр молочный |- |4 |
|Танк для хранения молока |ТОМ-2А |4 |
|Источник холода |ТХУ-14 |4 |
|Автоцистерна |АЦПТ –2,8 |1 |
|Навозоуборочный транспортер |ТСН-160А |8 |

2.9 Разработка генерального плана фермы.

Разработка генерального плана фермы производится путём сопоставления нескольких вариантов генерального плана с целью выбора наиболее рациональных планировочных решений. Выбор варианта генерального плана производится путём сравнения технико- экономических показателей, отвечающих требованиям технологических и строительных норм и правил. То есть, генеральный план разрабатывается так, чтобы здание и сооружения были расположены в соответствии с принятым технологическим процессом, с зооветеринарными и противопожарными разрывами.

На генеральном плане должны быть выделены три основные зоны: производственная, хозяйственная и ветеринарная. В производственной зоне находятся животноводческие здания, коровники, родильные отделения. В хозяйственной зоне- кормовые площадки, в ветеринарной – изолятор, амбулатория, санбойня, карантинное отделение.

На въезде размещается санитарный блок с проходной, с дезбарьером, а так же дом животноводов. У дома животноводов расположена площадка отдыха и стенды – витрины, с фотографиями передовиков производства, доска показателей и другие малые архитектурные формы.

Инженерные сети прокладываются по кратчайшему расстоянию с сохранением прямолинейности отдельных участков и ветвей. Территория фермы благоустраивается посадкой декоративных деревьев, устройством газонов и ограждается забором. Основные показатели генерального плана фермы представлены в таблице 2.8.

Таблицы 2.8 Основные показатели генерального плана фермы

|Наименование показателя |Размерность |Значение |
|Площадь участка фермы |м2 |173900 |
|Площадь застройки |м2 |78844 |
|Площадь озеленения |м2 |13923 |
|Протяженность автодорог |м |2563 |
|Коэффициент застройки | |0,45 |
|Коэффициент использования участка | |0,68 |

3. Разработка устройства к навозоуборочному транспортёру

ТСН- 160А для очистки стойл

3.1. Зооинженерные требования к устройствам для очистки стойл

Устройства для очистки стойл должны отвечать следующим требованиям:
1) обеспечивать постоянную и легко поддерживающую чистоту;
2) исключать передачу информации из одного помещения в другое;
3) быть удобным в эксплуатации при минимальных затратах на техническое обслуживание и ремонт; затраты труда на техническое обслуживание не должны превышать 0,2 чел.-ч;
4) быть безопасным для животных и обслуживающего персонала;
5) очищать стойла от навоза полностью без дополнительного, ручного труда;
6) конструкция устройства должна соответствовать требованиям, предъявляемым к устройствам, работающим в агрессивных жидких средах;
7) в конструкции устройства должны бить использованы унифицированные узлы и детали, используемые в сельскохозяйственном машиностроении.

3.2. Анализ средств механизации очистки стойл по литературным и патентным материалам

3.2.1. Устройство для уборки навоза. А.С. II92746 СССР.
Предлагаемое устройство включает в себя установленную на раме на вертикальном валу и расположенную над задним краем стойла ротационную щётку для сбрасывания навоза в канал, в котором размещён скребок. С целью предотвращения травматизма животных при уборке навоза из стойл, смонтированных на подвижной платформе, раме выполнена в виде двухплечего рычага, снабженного ограничительным упором.. На одном плече рычага закреплена щетка, а его противоположное плечо подпружиненно. Щетка снабжена кожухом, выполненным в виде диска с цилиндрической отбортовкой к низу на его периферии.

3.2.2. Агрегат для уборки, погрузки навоза и разбрасывания подстилки.

А.С. 1297775 СССР. С целью повышения равномерности разбрасывания подстилки, а также качества уборки навоза предлагаемый агрегат содержит сбрасывающее устройство. Выполненное в виде подпружиненного ротора. Ротор установлен под выгрузной частью поперечного транспортера с возможностью углового перемещения относительно оси в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения агрегата. Ротор связан с транспортером посредствам стоек. Скребки для уборки навоза поворачиваются вокруг вертикальной оси и очищает навоз с поверхности стойл. Скребки соединены с передней частью боковых стенок ковша маятниковыми опорами. Ролики, взаимодействуя с вертикальной стенкой стойла, поворачивают скребки.

3.2.3. Устройство для уборки навоза А.С.1358858 СССР.

Устройство содержит основные скребки 2 (рис 3.1.) и дополнительные скребки 7, удаляющие навоз соответственно из навозной канавки 3 и с задней поверхности стойл 8. Скребки связаны между собой через консольные рычаги 5, причем, последние при помощи шарниров 4 закреплены на основных скребках и контактируют с их верхними поверхностями. В процессе уборки навоза за счет параболической формы рабочей поверхности дополнительных скребков от захватываемой ими навозной массы создается поворотный момент, передаваемый через консольные рычаги 5 основными скребками 2. В результате основные скребки 2 прижимают к днищу навозного канала 3.

Рис. 3.1. Устройство для уборки навоза.

1. цепь транспортёра;

2. основной скребок;

3. навозный канал;

4. шарнирное соединение;

5. консольный рычаг;

6. шлицевое соединение;

7. дополнительный скребок;

8. поверхность стойла.

3.2.4. Устройство для уборки навоза. Австрийский патент №3339652.

Рис. 3.2.Устройство для уборки навоза.

1. направляющий элемент;

2. выступы;

3. штанга;

4. скребок;

5. стойка;

6. болт;

7. стопорная пластина.

3.2.5. Назаров С.И., Прокопенко К.И. Механизация очистки стоил
[27. с. 33…34]. Разработан мобильный механический очиститель стойл
(рис 3.3.).Привод очистителя: электродвигатель 1,5 кВт, редуктор РЧУ –63А.
Питание через гибкий кабель, подвешенный над конвейером. При работе конвейера очиститель движется вдоль стойл. Скребки 5 счищают навоз с поверхности стойл в навозный канал.

Рис.3.3.Схема очистителя стойл.

1. рама;

2. привод;

3. самоустанавливающиеся колеса;

4. цепь транспортера;

5. скребок;

6. ведомый вал;

7. ведущий вал;

8. поверхность стойла.

3.2.6. Журавлев Б.И., Бородулин Е.Н., Макаров Э.Р., Соловьев
Р.В. Новая технология уборки навоза на фермах крупного рогатого скота [28.
С. 22…24]. Предлагается укороченное стойло (рис.3.4.), длина которого на
50…100 мм больше длины косой животного и расположенное на 100…150 мм выше решетки навозного канала. Более низкие уступы ведут к загрязнению стойла, более высокие опасны для животных. Боковые ограничители устанавливают на высоте 1000 мм и длине 1000…1200 мм. Для удобства работы доярок через один длинный устанавливают один короткий ограничитель длиной 600…800мм. Большое значение имеет наклон пола стойл. Стойла имеют ширину 1200мм, уклон пола1%.
На пол коротких стойл попадает 22%кала и 17% мочи, а длинных соответственно
94 и 93%.
Затраты труда на уборку понижаются в 2-3 раза. Если же убирать навоз один раз в смену, то можно вдвое уменьшить число скотников.

Рис.3.4. Укороченное стойло.

3.3.Выбор и обоснование конструкции для уборки стойл

Цель конструирования – повышение качеств уборки навоза, снижение затрат ручного труда при обслуживании животных. Конструкция устройства
(рис 3.5.)содержит промышленный транспортер ТСН – 160А 1 и дополнительные скребки 2, удаляющие навоз с задней поверхности стойла 9. Дополнительный скребок 2 посажен на вал 4, который вращается в чугунной втулке 6. Втулка 6 посажена в стакан 5, который приваривается ручной электродуговой сваркой к плите 3. Со стороны стойла к плите 3 приварена проушина 8, в которую входит штырь 11, фиксирующий плиту.

Рис.3.5.Схема конструкции для очистки стойл.

1. транспортер скребковый навозоуборочный ТСН –160А;

2. дополнительный скребок;

3. плита;

4. вал;

5. стакан;

6. втулка;

7. звездочка;

8. проушина;

9. стойло;

10. анкерные болты крепления конструкции;

11. штырь фиксирующий плиту.
При движении транспортера 1 звездочка 7 приводится в движение и вращает вал 4 с дополнительным скребком 2. Плита 3 крепится двумя анкерными болтами к торцевой стенке навозного канала. В процессе уборки навоза, за счет того, что рабочая поверхность скребка 2 выполнена по кубической параболе, захваченный навоз будет сходит со скребка с наименьшим сопротивлением.

3.4. Технологический расчет устройства для очистки стойл

Исходя из известной подачи транспортера ТСН –160А определяется призма волочения по формуле: h=Q/в*?*?*К,
(3.1.)

где Q – подача транспортера, Q =1,25 кг/с [26.с.4.]; в – ширина навозного канала, в =0,32 м [26.с.84]

? – скорость цепи транспортера, ?=0,18 м/с [26.с.5.]

? - плотность навоза, ?=700 кг/м3 [30. С.40]

К - коэффициент подачи, К=К1*К2*К3*К4*К5,

(3.2.)

где К1 – коэффициент заполнения навозного канала, К1=0,5;

К2 – коэффициент, учитывающий уплотнение навоза, при его перемещении скребком, К2=1,13;

К3 – скоростной коэффициент, К3=0,9;

К4 – коэффициент, учитывающий объем канавки занятой цепью, К4 =1;

К5 – коэффициент, учитывающий уклон подъема наклонного трансформатора, К5=0,8 [ 5.с.165.]

К=0,5*1,13*0,9*1*0,8=1,32

h=1,25/0,32*700*0,18*1,32=0,024м,

Тяговое сопротивление Р движению транспортёра определяется по формуле:

Р = Nэв*102(т /К?, (3.3.) где Nэв – мощность электродвигателя, Nэв = 4кВт [26. С. 5.]

(т – коэффициент полезного действия передачи,

(т = 0,8 [4. c. 401.]

К – коэффициент учитывающий сопротивление от натяжения цепи,

К=1,1 [4. с.
401]

Р = 4*102*0,8 /1,1*1,18=1648 Н,

Для обеспечения нормальных условий работы скребка необходимо чтобы

Tg? ? tg(2,

(3.4)

где ( - угол отклонения от перпендикуляра цепи;

(2 – угол трения навоза о скребок.

Необходимое минимальное предварительное натяжение цепи Рmin определяется по формуле:

Рmin =Po вс/[tц (tg?max – f1tg2?max)]-Po/[2(1-f1tg?max)], (3.5.) где Ро – сопротивление движению скребка при расположении его по нормали к стене канавки, Н;

Ро =Р/(1-f1 *tg?),

(3.6.)

Ро = 1648/(1-0,7)=1648 Н вс – расстояние точки приложения силы Р от цепи, вс =0,5 в+с в – длина скребка, в=0,285м; с – расстояние от середины скребка до точки приложения силы Р, с=0,015 м; tц – шаг цепи, tц = 0,08 м [26. С.26]
?max – максимально допустимый угол наклона скребка, ?max= 150 [4. с.
401] f1 – коэффициент трения навоза о боковую стенку канала, f1= 0,7 [4. С.
400.]
Hmin =1648*0,157/[0,08 (0,26795 – 0,7*0,072)]-1648/[2(1-
0,7*0,26795)]=1150 Н

3.5. Кинематический и энергетический расчет устройства

.Кинематические схемы навозоуборочного транспортера с дополнительным скребком представлена на рисунке 3.6.

Рис 3.6. Кинематическая схема навозоуборочного транспортера ТСН –160А с дополнительными скребком для очистки стойл.
1. приводная звездочка транспортера;
2. натяжная звездочка;
3. поворотная звездочка;
4. звездочка привода дополнительного скребка.

Окружная скорость вращения звездочки привода дополнительного скребка определяется по формуле:

W=v/R, (3.8.)

где R – радиус звездочки привода дополнительного скребка.

W=0,18/0,15=1,1с-1

Число оборотов скребка определяется по формуле:

n=30*W/П, (3.9.) n=30*1,1/3,14=10,5 об/мин
Один полный оборот дополнительный скребок совершает за 6 секунд.

Условие эксплуатации учитывает коэффициент эксплуатации, который рассчитывается по формуле:

Кэ = К? * Кт *К?

(3.10.) где К? – коэффициент угла наклона линии центров звездочек к горизонт К?
=1

Кт – коэффициент температуры окружающей среды, Кт =1

К? - ккоэффициент ударности, учитывающий характер нагрузки,

К?=1,01 [15. с. 85]

Передаточное число цепной передачи U =1, т.к. число оборотов звездочек равны между собой.

Вращающий момент цепной передачи определяется по формуле :[15. с. 83]

M=9550*N/n (3.11.)

М=9550*4/10,5=3351Нм

Полезное усилие, передаваемое цепью рассчитывается по формуле:

Р=1000 N/ v (3.12.)

Р=1000*4/0,18=22 кН

Проверочный расчет привода транспортера проводится по формуле:

Nов=КРv/102(т, (3.13.) где К – коэффициент, учитывающий сопротивление от натяжения на приводной звездочке, К=1,1 [4. С. 401]

Nов=1,1*1630*0,18/102*0,8=3,6кВт

Для привода данного транспортера принимается электродвигатель, входящий в комплект поставки транспортера [26. С.5]
1. Для горизонтального транспортера электродвигатель 4а 112МВБСУ1 исп.

1М3081 ТУ16 –510.536-79 мощность 4 кВт с частотой вращения 16,7 с-1

(1000об/мин);
2. Для наклонного транспортера элетродвигатель 4А80В4БСУ1 исп. 1М3081 ТУ16-

510.375-79 мощностью 1,5 кВт с частотой вращения 25 с-1 (1500 об/мин)

Передаточное число привода горизонтального транспортера 71,4 наклонного –
27,85.

3.6. Расчет на прочность скребка и вала устройства для очистки стойл

3.6.1. Расчет скребка. Исходные данные:
1. материал скребка капрон ТУ-
6-0-6-309-70
2. площадь поперечного сечения скребка, м2 1,2*10-3
3. допустимое напряжение на изгибе, Н/м2 3924*104
4. предел прочности, Н/м2
8829*104
5. сила сопротивления навоза скребка, Н 103

Скребок работает на изгиб. Условие прочности при изгибе имеет следующий вид:

? = М/Wx ? [? ]u,
(3.14.) где ? – напряжение, возникающее в поперечном сечении скребка под действием силы сопротивления навоза, Н/м2;

М – максимальный изгибающий момент, Нм;

[? ]u – допустимое напряжение на изгиб для капрона, Н/м2;

Wx – момент сопротивления поперечного сечения скребка относительно нейтрального слоя, м4 (рис3.7)

Wx=ав2/6, (3.15.) где а – ширина поперечного сечения скребка, м; в – высота поперечного сечения скребка, м.

Wx=0,01*0,122/6=2,4*10-5 м4

Рис.3.7 Поперечное сечение Рис.3.8. Схема действия силы

скребка . сопротивления навоза.
Максимальный изгибающий момент определяется по формуле:

М=Р*L, (3.16.)

где Р – сила сопротивления навоза скребку, Н;

L – плечо, на котором действует сила, м (рис.3.8).

М=103*0,6=61,8Нм

? =61,8/2,4*10-5=257,5*104 Н/м2

? < [?]u 257,5*104 < 3924*104
Условия прочности выдержано.

Коэффициент запаса прочности при изгибе определяется по формуле:

К= ?/[?]u,

(3.17.)

где ? – предел прочности при изгибе для капрона, Н/м2.

К =8829*104/3924*104=2,2

Коэффициент гарантии определяется по формуле: п=Т*К*Э*М, (3.18) где Т- технологический коэффициент учитывающий специфику технологического процесса изготовления детали,

Т=Т1*Т2*Т3
(3.19.)

Т1 – учитывает метод формирования детали,Т1 = 1,10;

Т2 – учитывает способ отверждения, Т2 =1,15;

Т3 – учитывает метод пропитки арматуры связывающим. Т3 = 1,05 [ 19.
С.45.]

К – расчетно- конструкторский коэффициент, учитывающий точность расчета и особенности конструктивных форм,

К=К1*К2*К3,

(3.20.)

К1 – учитывает точность расчета, К1 =1,4;

К2 – учитывает влияние концентратов напряжений, К2 =1,0;

К3 – учитывает сложность геометрических форм и габариты детали,

К3=1,1 [19. С. 45]

Э – эксплуатационный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации:

Э=Э1*Э2*Э3, (3.21.) где Э1 – учитывает ответственность детали и ее функции в работе машины,

Э1 = 1,01;

Э2 – учитывает характер нагружения, Э2 =1,0;

Э3 – учитывает агрессивность среды, Э3 =1,2 [19. С. 46]

М – структурно –материальный коэффициент, учитывающий особенности структурного строения и физико –механических свойств пластмасс:

М=М1*М2*М3, (3.22..) где М1 – учитывают термохимическую природу материала, М1=1,05;

М2 – учитывает физико – механические свойства, М2 =1,10;

М3 – учитывает строение материала, М3=1,00.

Т=1,1*1,15*1,05 =1,33

К=1,4*1,0*1,1=1,54

Э=1,01*1,0*1,2=1,21

М=1,05*1,1*1,0=1,16

n=1,33*1,54*1,21*1,16=2,86

Допускаемые напряжения[?]u необходимо корректировать для каждого конкретного случая по формуле:

[?]u =[?]u/n, (3.23.) где [?]u –откорректированное для данного случая допустимое напряжение капрона при изгибе Н/м2

[?]u =3924*104/2,86=1372*104Н/м2

Эпюры действующих на скребок силы и момента представлены на рисунке 3.9.
0

Страницы: 1, 2, 3