Модернизация раздатчика кормов РСК-12 (конструкторская часть дипломного проекта)

СОДЕРЖАНИЕ

3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ...
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения
3.2 Механизация уборки навоза и поддержание микроклимата
3.3 Механизация погрузочных работ...
3.4 Охлаждение и первичная обработка молока...

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМА...
4.1 Зоотехнические требования к подготовке кормов к скармливанию......
4.2 Основные технологические схемы приготовление и раздачи кормов......
4.3 Технологический расчет линии приготовления и раздачи кормов...
5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ......
5.1 Устройство и работа кормораздатчика РСК-12...
5.2 Расчёт вала швырялки на прочность...
5.3 Расчёт шпоночного соединения


5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
5.1. Описание конструкторской разработки (раздатчика-смесителя кормов РСК-12).
Кормораздатчик РСК-12 предназначен для измельчения, смешивания, транспортировки и раздачи в кормушки или на кормовой стол кормовых смесей. Техническая характеристика кормораздатчика представленная в таблице 5.1. Данная машина выпускается серийно на предприятии ОАО «Бобруйскагромаш».
Таблица 5.1 Техническая характеристика
Наименование показателя Значение
Тип полуприцепной
Грузоподъемность, т, не менее 4,3
Вместимость кузова, м3 12 ± 0,5
Масса, кг, не более 4500
Габаритные размеры, мм, не более 6100 х 2200 х 2500
Потребляемая мощность, кВт, не более 50
Привод смешивающих шнеков от ВОМ трактора
Обслуживающий персонал 1

Может применяться как самостоятельная машина для приготовления кормовых смесей при условии загрузки необходимых компонентов с помо-щью соответствующих погрузчиков. Устройство кормораздатчика представлено на рис. 5.1. Он состоит из бункера 1, шасси 2, выгрузного транспортера 3, выгрузного лотка 4, гидросистемы 5, тормозной системы 6, электрооборудования 7 и системы взвешивания.
Кормораздатчик имеет гидросистему привода всех рабочих органов за исключением привода подающих шнеков, вращение которых осуществляется от ВОМ трактора через карданную передачу. Кормораздатчик также оборудован электронным устройством для весового контроля загружаемых компонентов корма в бункер.
Целью конструкторской разработки является дооснащение кормораздатчика лотком с фрезой для обеспечения самозагрузкой кормами.

Рисунок 5.1 Схема конструкции кормораздатчика РСК-12
1 – бункер; 2 – шасси; 3 – транспортер выгрузной; 4 – лоток; 5 – гидропривод; 6 – система тормозная; 7 – электрооборудование; 8 – устройство контроля за количеством загружаемого корма; 9 – измельчающие шнеки; 10 – трансмиссия.
Во время погрузки корма высоким нагрузкам подвергается фреза, установленная в лотке. По этому рассчитываем его на прочность и подбираем подшипники.
5.1 Расчет производительности фрезы при загрузке кормов.
Q=B h v р 3600, т/ч (5.1)
где В – ширина фрезы (фрезерного барабана), м ;
h – глубина фрезеруемого слоя за один проход ( глубина фрезерования), м;
v – скорость опускания стрелы с фрезой, м/с;
р – плотность монолита кормов (силос из многолетних трав), т/м3;
, (5.2)
где H – высота подъёма фрезы (длина пути фрезерования), м;
t – время одного прохода фрезы, с;
v= , м/с.
Максимальная производительность фрезы:
Q= т/ч.
Энергоёмкость процесса фрезерования при максимальной производительности:
,  (5.3)
где N = 33,5 кВт- мощность развиваемая гидромотором А1-56/2500М2;
кВтч/т.
5.2 Расчёт вала фрезы на прочность
Привод фрезы осуществляется от гидромотора А1-56/2500М2 через одноступенчатый редуктор. Мощность, развиваемая гидромотором N = 33,5 кВт. Номинальная частота вращения вала гидромотора n=1500 мин-1.
Передаточное число редуктора:
, (5.4)
где z2 и z1 – число зубьев зубчатого колеса и шестерни редуктора;
.
Частота вращения вала фрезы:
, (5.5)
мин-1.
КПД привода фрезы:
, (5.6)
где η3 и ηп-КПД цилиндрической зубчатой передачи и КПД пары подшипни-ков;
.
Крутящий момент на валу фрезы:
, (5.7)
Н∙м.
Силы, действующие на вал, представлены на рисунке 5.3
Силы в зацеплении цилиндрической зубчатой передачи:
 окружная: , 
где d2 =155мм – делительный диаметр зубчатого колеса;
Н,
радиальная: , Н;
где α=200 –угол зацепления;
Силы сопротивления резанию:
окружная (касательная): , Н;
где D = 547мм – диаметр фрезы;


4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ КОРМА
4.1 Зоотехнические требования к подготовке кормов к скармлива-нию
В соответствии с зоотехническими требованиями каждый вид корма должен быть приведен в состояние, обеспечивающее наилучший эффект при его скармливании сельскохозяйственным животным.
Корма следует скармливать в виде смесей, представляющих собой однородную массу. Влажность кормов при длительном хранении не должна превышать 15–17%, а влажность кормовых смесей при скармливании должна быть не более 80% для КРС, свиней – 65-75 и птицы – 45-55%. Отклонения при дозировании компонентов от количества корма по массе допускаются в следующих пределах: комбикормов и концентрированных кормов ±1,5%; сочных кормов ±3,5%; жидких кормов и воды ± 2,5%; минеральных добавок ± 1,0%.
В соответствии с зоотехническими требованиями при подготовке кормов к скармливанию их подвергают:
• очистке от земли, камней и семян сорных растений на зерноочистительных машинах (сепараторах и др.), а от металлических примесей - на магнитных сепараторах;
• измельчению до размера частиц заданной крупности на дробилках, мельницах или плющилках;
• дозированию и смешиванию кормовых компонентов в однородную смесь по заданным рецептам на дозаторах и смесителях или универсальных комбикормовых агрегатах;
• прессованию кормовых смесей - гранулированию или брикетированию на прессах-грануляторах или брикетных прессах (при длительном хранении).
Выполнение всех вышеперечисленных требований ведет к улучшению работы желудочно-кишечного тракта животного, а значит и увеличению продуктивности.
4.2  Основные технологические схемы приготовление и раздачи кормов
Механизация приготовления и раздачи кормов в животноводстве занимает особое место в системе технических средств для обслуживания животных. Уровень механизации раздачи кормов в настоящее время несколько ниже механизации других процессов. На фермах крупного рогатого скота он составляет 50...55%.
В системе машин для комплексной механизации животноводства предусмотрены различные комплексы технологического оборудования для подготовки кормов к скармливанию, включая термохимическую обработку соломы, комплексы оборудования для переработки пищевых отходов в сухие корма, для производства брикетированных и гранулированных кормов из разнообразного растительного сырья, технологическую линию закладки соломы с зеленой массой в траншеи. Применение указанных комплексов оборудования позволяет не только более полно использовать кормовые ресурсы, но и на 35...40% повысить питательность рациона.
Для повышения обеспеченности крупного рогатого скота кормами необходимо полнее использовать все кормовые ресурсы и, прежде всего, полову, солому и другие отходы полеводства, повысить их питательность и поедаемость за счет применения современных технологий обработки и подготовки к скармливанию. Практика подтверждает, что дополнительное измельчение соломы и смешивание ее с силосом, сеном и корнеклубнеплодами позволит повысить поедаемость этого вида корма в 1,5 раза по сравнению с использованием в необработанном виде. Подготовка соломы к скармливанию (измельчение, смешивание ее с другими компонентами рациона, термохимическая обработка) дает возможность повысить кормовые ресурсы грубых кормов не только за счет большего объема соломы, используемой на корм скоту, но и за счет повышения ее питательности.
Разнообразие применяемых технологий и технических средств механизации приготовления кормов к скармливанию зависит от типа кормления животных, набора компонентов кормового рациона, их качества и физико-механического состава, способа раздачи.
В настоящее время определены два направления приготовления кормов для КРС, которые следует учитывать при проектировании и строительстве кормоцехов:
– приготовление рассыпных кормосмесей (без термохимического воздействия) на основе обработки и смешивания грубых, сочных, концентрированных кормов и минеральных добавок;
приготовление смесей на основе подвергшихся предварительной обра-ботке грубых кормов термическими, химическими, биологическими, физиче-скими методами в специально созданных технологических линиях кормоце-хов.
Обычно на откормочных фермах КРС применяется кормление в виде кормосмесей. Кормосмесь приготавливается в кормоцехе или с помощью кормораздатчиков-смесителей транспортируется на ферму и там выгружается в кормушки. Стандартная технология приготовления кормосмесей предусматривает приготовление полнорационных влажных смесей из имеющего в хозяйстве набора кормов: силоса, сенажа, корнеклубнеплодов, комбикорма и грубых (соломы). Для нашего случая – сенаж и комбикорм.
В зависимости от вида кормов и требований технологического процесса подготовки их к скармливанию существуют следующие основные схемы поточных линий приготовления корма:
для сенажа: измельчение – смешивание; измельчение (погрузка) – дозирование;
для концентрированных кормов: очистка — измельчение — дозирование — смешивание.
Приготовление и использование на корм КРС полнорационных грубых кормов и концентрированных кормов, по сравнению с поочередным скармливанием их отдельно, намного эффективнее, т.к. повышается их поедаемость и сокращается расход на производство единицы продукции на 15-20%.
К наиболее трудоемким процессам на МТФ относятся доставка объемистых кормов и раздача их животным. Технология кормления состоит из ряда операций: выгрузки сенажа из хранилищ; транспортировки корма к кормораздающим устройствам; дозирования комбикорма; смешивания все компонентов корма и раздачи кормосмеси в кормушки.
Мобильные кормораздатчики используют как для раздачи корма в помещениях, так и на откормочной площадке. Использование мобильных кормораздатчиков-смесителей, оснащенных средствами для самостоятельной погрузки компонентов кормосмеси (фрезбарабан, грейфер) позволяет значительно снизить затраты присущие классической технологии комоприготовления в кормоцехах: высокая энерго и металлоемкость процесса.
Исходя из вышеизложенного принимаем следующее: корм выдаем в виде кормосмеси приготавливаемую с использованием кормораздатчика-смесителя РСК-12. Загрузку объемных кормов (сенажа, силоса и сена) в кормораздатчик-смеситель осуществляем отдельным загрузочным устройством, например ПГ-0,8, концентрированные корма загружаем из бункера-накопителя БСК-10. Затем производим смешивание всех компонентов и осуществляем раздачу кормосмеси внутри животноводческих помещений для содержания животных.
По составленной схеме технологического процесса приготовления и раздаче кормов перейдем к технологическому расчету, который сводится к технологическому расчету оборудования, к определению производительности технологических линий, количества машин и вспомогательных устройств и оборудования.
4.3 Технологический расчет линии приготовления и раздачи кор-мов
Расчет технологической линии производим, исходя из объема компонентов, необходимых для приготовления кормосмесей. Так как в нашем случае вместо кормоцеха, в котором ранее приготавливали кормосмеси, используется погрузчик-раздатчик, то произведем технологический расчет линии раздачи кормов при помощи его.
Максимальный расход кормов, подлежащих раздаче мобильным кормораздатчиком в течение суток:
т, (4.1)
;
;
где суточный расход каждого вида корма, подлежащего раздаче, т;
- число голов животных в каждой группе;
- масса каждого вида корма, расходуемого на одно животное каждой группы в сутки, т.
Суточный расход кормов определен ранее (см. раздел 2.4) и составляет:
= 1,2т; = 2,2т; = 3,2т; =3,6т; = 1,3 т.
Распределяем суточный рацион по отдельным раздачам: утренняя, дневная и вечерняя и определяем максимальную разовую порцию. Результаты распределения заносим в табл. 4.1.
Таблица 4.1 Распределение корма по раздачам
 Зел корма Сено Сенаж Силос Корнеплоды Концентраты
 % т % т % т % т % т % т
Утренняя 30
4,71
20
0,24
50
1,1
50
1,6
60
2,16
50
0,65

Дневная 40
6,28
60
0,72
– – – – – – – –
Вечерняя 30
4,71
20
0,24
50
1,1
50
1,6
40
1,44
50
0,65

Максимальная разовая дача корма во время утреннего кормления. Определим оборудование и часовую производительность поточных линий.
Задаемся продолжительностью приготовления корма Т =1,5 ч.
Тогда производительность линии определим по формуле
, (4.2)
где Qм—максимальная разовая выдача корма, т.
Линия концентрированных кормов (комбикорма)
0,65 / 1,5 = 0,4333 т/ч.
Линия сена, сенажа и силоса
(0,24 + 1,1 + 1,6)/ 1,5 = 1,96 т/ч.
Линия корнеклубнеплодов
2,16 / 1,5 = 1,44 т/ч.
Зная производительность линий, определим количество машин и оборудования, необходимых для выполнения операций в каждой линии по формуле:
, (4.3)
где Плинии – производительность линии, т/ч;
Пмашины – производительность машин по технической характеристике, т/ч.
Для погрузки корнеклубнеплодов используем транспортер ТК-5Б
1,44 / 1,5 = 0,39.
Принимаем один транспортер ТК-5Б.
В технологическом процессе приготовления также кроме транспортера ТК-5Б задействованы мойка-измельчитель типа ИКМ и выгрузной шнек, которые имеют такую же производительность и, следова-тельно, применяем такое же количество машин.
Для погрузки сенажа, силоса и сена используем погрузчик ПФ-0,8.
Определим количество исходного корма, которое необходимо смешать кормораздатчиком-смесителем за одну максимальную дачу по формуле
0,24 + 1,1 + 1,6 + 2,16 + 0,65 =5,75 т.
Тогда производительность линии приготовления кормов будет равна
0,4333 + 1,96 + 1,44 = 3,83 т/ч.
Определим необходимое количество кормораздатчиков
, (4.4)

где - фактическая грузоподъемность кормораздатчика, т;
, - подача погрузочных и разгрузочных средств кормораздатчика, т/ч;
- расстояние между животноводческими помещениями и хранилищами, км;
- скорость движения кормораздатчика с грузом и без, км/ч.
3,83• = 3,83•0,18 = 0,675
Принимаем один кормораздатчик-смеситель РСК-12.

В технологической части рассмотрены схемы приготовления и раздачи кормов, согласно зоотехническим требованиям и произведен подбор необходимого оборудования. Произведен расчет технологической линии.


В разделе "Конструкторская разработка" предложена модернизация мобильного кормораздатчика РСК-12. За счет использования дозатора БВМД улучшилось качество приготавливаемых кормосмесей. Произведен расчет его основных деталей наиболее нагруженного узла.