Модернизация бункерного кормораздатчика (конструкторская часть дипломного проекта)

Так как одним из самых трудоёмких участков работы на молочно-товарной ферме является раздача кормов, то в третем разделе разрабатывается вибрирующее устройство к бункерному раздатчику кормов. Проводятся технологический, кинематический, энергетический расчёты устройства, прочностные расчёты составляющих деталей, а также рассчитываются технико-экономические показатели разрабатываемого устройства.




СОДЕРЖАНИЕ

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ
2.2. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ
2.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
2.3.1.  МЕХАНИЗАЦИЯ РАЗДАЧИ КОРМОВ
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
3.1. ПАТЕНТНЫЙ АНАЛИЗ АНАЛОГОВ
3.2. ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ РАЗРАБОТКИ
3.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОРМОРАЗДАТЧИКА
3.3.1. РАСЧЕТ ВАЛА
3.3.2. РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕИЯ
3.4. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ
3.4.1. РАСЧЕТ ВБОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
3.4.2. РАСЧЕТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
4. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ




3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА

3.1. ПАТЕНТНЫЙ АНАЛИЗ АНАЛОГОВ

Кормораздатчики разнообразны по конструктивному оформлению. По роду использования кормораздающие машины бывают мобильные, ограниченной мобильности и стационарные. К мобильным относятся устройства бункерного типа, которые можно перемещать по территории фермы с целью доставки кормов от кормоцеха к коровникам, свинарникам и выдавать корм как вне, так и внутри одного или нескольких помещений. Раздатчики ограниченной мобильности - устройства (в виде бункеров, емкостей с дозирующе-выгрузными органами), перемещаемые по рельсовому или другому пути и выдающие корм животным в одном или нескольких сблокированных помещениях. Стационарные раздатчики - установки, смонтированные в одном или нескольких сблокированных помещениях и раздающие животным корм по фронту кормления с помощью платформ, ленточных, цепочно-скребковых и других конвейеров (транспортеров).
Приведём примеры некоторых кормораздатчиков нашедших применение на фермах.
Кормораздатчик тракторный универсальный КТУ–10А предназначен для перевозки и раздачи в кормушки на одну или две стороны измельчённых стебельных кормов.
Основные узлы машины: ходовая часть, раздающие устройства, тормозная система и система электрооборудования. Ходовая часть с днищем включает оси с колёсами, рессоры, тяговосцепное устройство и два совместно работающие цепно-шланчатые полотна продольного шранскорфера с натяжными устройствами к приводу кормораздатчика относятся: вал телескопический приводы продольного и выгрузного транспортёра, конический редуктор и привод блока битеров.
Бисерное дозирующее устройство состоят из блока битеров и поперечного транспортёра. Они работают в сочетании с продольным транспортёром.
При раздаче корма на две стороны устанавливают два малых полотна, а на одну сторону – одно общее полотно.
Норма выдачи кормов регулируется изменением скорости движения продольного транспортёра к поступательной скорости агрегата.
Кормораздатчик транспортируется с тракторами класса 14 кН. Корма раздаются при движении трактора в помещении на первой передаче, а на откорм очной площадке на второй. Грузоподъёмность кормораздатчика 3500 кг, максимальная вместимость бункера с надставными боршами 15 м3.
В настоящее время на фермах находят применения кормораздатчика РСП–10, РММ–5, АРС–10.
Мобильный малогабаритный раздатчик РММ–5,0 предназначен для транспортировки и выдачи на ходу на одну или две стороны измельчённых листостебельных кормов, смесей с сыпучими кормами, КПП и других зелёных и сочных измельчённых кормов. Он может быть использован для перевозки кормов и подстилочных материалов с само выгрузкой назад. Габариты машины позволяют использовать его в помещениях с кормовыми проходами шириной 2 м. Машина состоит из одноосного полуприцепа, кузова с надставными бортами, продольного напольного транспортёра, блока битеров, двух поперечных транспортёров и механизма привода. В этом раздатчике обеспечивается более точная равномерность дозировки и само очистка битеров.
Прицепной раздатчик-смеситель кормов РСП–10 предназначен для приёма заданной дозы компонентов рациона, транспортирования их и равномерной раздачи полученной кормосмеси на фермах КРС с шириной кормового прохода не менее 2,2 м высотой кормушки не более 750 мм. По конструктивному исполнению он представляет собой двухосный прицеп с установленным на нём бункером и кормосмесительными (два верхних шнека) и кормораздающими (нижний шнек с двумя навивками разного направления и выгрузное окно с кормушкой) рабочими органами. Посередине кузова под выгрузным окном с заслонкой расположен цепочно-планчатый выгрузной транспортёр. Верхние шнеки имеют на концах отбивные витки, предохраняющие корм от накапливания и уплотнения у торцовых стенок кузова.




3.2. ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ РАЗРАБОТКИ

Эксцентриковый механизм привода вибрирующего элемента содержит вал с двумя подшипниками качения. На одном конце вала при помощи шпоночного соединения установлен эксцентриковый диск и зафиксирован стопорным кольцом. Эксцентриковый диск прижат к прижимному диску посредством кольца болтами. К прижимному диску, с некоторым смещением от его оси прикреплен палец, который связывает прижимной диск с вибрирующим элементом через подшипник, корпус и шатун. Вал приводится во вращательное движение от электродвигателя через клиноременной вариатор.
Изменение амплитуды колебания вибрирующего элемента осуществляют следующим образом. Ослабляя болты, перемещают эксцентриковый диск относительно пальца и тем самым происходит изменение смещения оси пальца относительно оси вала, что вызывает изменение хода шатуна и амплитуды колебания вибрирующего элемента, причем максимальная амплитуда колебания равна:
Аmax = Е + В (1)
где Е –смещение оси эксцентрикового диска от оси вала, мм; В – смещение оси пальца от оси прижимного диска, мм, а минимальная амплитуда равна:
Аmin = В – Е (2)
При условии Е = В, то Аmin = 0, т.е. колебания вибрирующего элемента происходить не будет.
Таким образом, благодаря применению такого эксцентрикового механизма привода вибрирующего элемента можно подбирать для любого вида кормового материала оптимальное значение амплитуды колебания, тем самым и интенсивности вибрационного воздействия, при котором происходит наилучшее выравнивание свободной поверхности и насыпной плотности кормового бурта в бункере кормораздатчика.


Рисунок 1. Эксцентриковый механизм:
1– вал; 2,3,10 – опорные подшипники качения; 4 – корпус; 5 – эксцентриковый диск; 6 – прижимной диск; 7 – кольцо; 8 – палец; 10 – корпус пальца, 11– шатун; 12 – стопорное кольцо, 13,14 – болты; 15 – шайба, 16 – гровер.

3.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОРМОРАЗДАТЧИКА

3.3.1. РАСЧЕТ ВАЛА

Для предварительного определения диаметра вала выполняет ориентировочный расчет его на чистое кручение по пониженному допустимому напряжению [ф] без учета влияния изгиба:

, мм (3.1)

где Мкр – крутящий момент, н.м.
[ф]– допустимое напряжение,
[ ] = 15-20 мПа;

мм <35


3.3.2. РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Выбранную шпонку проверяем на смятие. Шпонка 10Ч8Ч50 ГОСТ 23360-78.

(3.2)

где М – крутящий момент, Н∙мм;
lр – рабочая длина шпонки, мм;
h – высота шпонки, м;
t – часть шпонки, находящаяся в пазе вала, мм;
[Gсм] – допустимое напряжение,
[Gсм] = 800 МПа;

Па<800 МПа

3.4. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ

3.4.1. РАСЧЕТ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Проведем расчет на срез болтового соединения кольца с прижимным диском. Примем, что для крепления кольца с прижимным диском применяем 6 болтов М12. Проведем проверку болтового крепления из условия прочности на срез:

,

где n – количество болтов;
А – площадь сечения одного болта, м
с – диаметр на котором расположено болтовое соединение, м
[ф] – допустимое напряжение на срез (для стали С 3) [ф]=0,6•[у]=96 МПа.




Следовательно, шесть болтов М12 вполне удовлетворяют требованиям прочности.

3.4.2. РАСЧЕТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Место соединения сваривается сваркой. Ширина сварного шва 3 мм. Тогда площадь опасного сечения будет равной

А = L∙cos 450 р d = 3∙cos 45∙3.14∙50 = 333 мм2 (3.1)

Угловая скорость равна:

рад-1 (3.2)

Крутящий момент, приложенный к валу будет равен:

(3.3)

Условия прочности на срез:

(3.4)

где [ф] – допустимое напряжение
[ ] = 80мПа

мПа
Расчетное напряжение на срез меньше допустимого. Сварное соединение будет работать.

4. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ

При помощи загрузочного устройства в бункер загружают корм, количество которого не должно превышать 3м . Вибрирующие элементы, находящиеся по краям бункера, выполняют выравнивание кормового материала. Перед запуском машины нужно провести работы, предусмотренные правилами ежедневного технического обслуживания. Перед тем, как подъехать к кормушкам, тракторист включает вибрирующие элементы и выключает их после того, как весь кормовой материал выровнен. В процессе эксплуатации необходимо постоянно следить за натяжением приводных цепей, зазор в конических роликовых подшипниках колес.
Техническое обслуживание. При ежедневном техническом обслуживании проверяют (наружным осмотром) состояние болтовых соединений, надежность крепления вибрирующего элемента, натяжение приводных цепей, наличие масла в редукторе, очищают кормораздатчик от грязи и остатков корма.
При периодическом техническом обслуживании (один раз в шесть месяцев) выполняют операции ЕТО и, кроме того: проверяют величину осевого и радиального зазоров в подшипниках, величину износа вибрирующего элемента, зазор колес ходовой части, заменяют масло в корпусе редуктора и ступицах колес, смазывают раздатчик согласно карте смазки.

4.2. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОМУ ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТ

При раздаче корма кормораздатчиками на работающий персонал возможно воздействие опасных и вредных производственных факторов, по отношению к которым необходимо соблюдать меры предосторожности. Движущиеся тракторные агрегаты с мобильными кормораздатчиками, незащищенные подвижные элементы кормораздатчиков, повышенный уровень шума, повышенная влажность воздуха, недостаточная освещенность рабочей зоны, скользкие полы.
В обслуживании машин и механизмов кормоприготовительного цеха и кормораздатчиков допускаются лица не моложе 18 лет, знающие устройство и правила эксплуатации машин, прошедшие инструктажи по технике безопасности на рабочем месте.
Все вращающиеся детали необходимо надежно ограждены. Корпуса электродвигателей, пусковых приборов, машин и оборудования, которые могут оказаться под электрическим током, надежно закреплены. Перед началом работы машин и агрегатов проверяют прочность крепления вращающихся частей, исправность защитных кожухов и ограждений, параллельность приводных валов, наличие на электродвигателях вентиляторов. Для этого рабочие органы машины прокручивают за шкив рукой. Очистку, смазку и регулировку машин проводят при полной их остановке и при выключенном рубильнике. Обслуживать оборудование комплекса нельзя в одежде с широкими рукавами. Освещение на ферме соответствует санитарным нормам.
Все электродвигатели имеют соответствующую защиту от коротких замыканий и перегрузки. На электродвигателях и приводимых им механизмах наносятся стрелки, указывающие направление вращения механизма и электродвигателя. Пуск оборудования линии сопровождается звуковым сигналом. В удобных местах установлены кнопочные посты аварийного оборудования.
Выводы по состоянию охраны труда: спецодежда и специальные средства защиты не закупаются в необходимом количестве, наблюдается их недостаток и износ; средства пожаротушения размещены не по всем объектам, указанным инспектором по охране труда, за что неоднократно применялись штрафные санкции