Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота
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
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|