Техническое обеспечение производства молока в ОАО «Кировский райагропромтехснаб» Кировского районаc модернизацией кормораздатчика ИСРК-12Ф

Дипломный проект

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ  7
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ОАО «КИРОВСКИЙ РАЙАГРОПРОМТЕХСНАБ» КИРОВСКОГО РАЙОНА МОГИЛЕВСКОЙ ОБЛАСТИ  8
1.1 Общие сведения о хозяйстве  8
1.2 Специализация предприятия   9
1.3 Землепользование хозяйства  10
1.4 Анализ отрасли растениеводства  11
1.5 Анализ отрасли животноводства  12
1.6 Машинно-тракторный парк хозяйства 13
1.7 Финансовое состояние предприятия, уровень производства и рента-бельность 14
2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ  16
2.1 Обоснование технологии содержания животных, структуры стада и рациона кормления  16
2.2 Расчет потребности в кормах и хранилищах  
2.3 Выбор и расчет: технологических линий, машин и оборудования на ферме  22
2.4 Выбор машин и оборудования  25
2.5 Определение суточной потребности комплекса машин в воде и элек-троэнергии 27
2.6 Технологический расчет линии навозоудаления 
2.7 Расчет потребности фермы в воде 30
2.8 Доение и первичная обработка молока 31
2.9 Микроклимат 36
2.10 Проектирование генплана фермы и помещения 
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА  46
3.1 Анализ применяемых на фермах мобильных машин для раздачи полнорационной кормовой смеси  46
3.2 Обоснование конструкторской разработки  55
3.3 Обоснование системы самозагрузки ИСРК-12Ф  
3.4 Прочностные расчеты  59
3.5 Условия эксплуатации. Процесс работы. Регулировки  61
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА  
4.1 Разработка технологической карты комплексной механизации  65
4.2 Расчет экономической эффективности проектируемых решений  69
4.3 Расчет экономической эффективности конструкторской разработки  76
5. ОХРАНА ТРУДА  81
5.1 Анализ состояния охраны труда на молочной ферме ОАО «Кировский райагропромтехснаб»  82
5.2 Мероприятия по улучшению условий и охраны труда на молочной ферме  85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ  88
ЛИТЕРАТУРА  89
ПРИЛОЖЕНИЕ





3.2 Обоснование конструкторской разработки

Отличительной особенностью кормораздатчиков семейства ИСРК-12 является наличие системы взвешивания. Точность работы весоизмерительного механизма является основой для получения кормовой смеси в строгом соответствии с рационом кормления.
Однако в кормораздатчике ИСРК-12Ф с самозагрузкой посредством фрезы имеется конструктивный недостаток, влияющий на точность весоизмерительной системы. Лопата, установленная на данную модификацию, присоединена к бункеру кормораздатчика, что приводит к тому что тензодатчики реагируют на количественные изменения усилия, прилагаемого с ее стороны при движении задним ходом или погружении ее в корм при загрузке. Такой режим работы тензодатчиков приводит их поломке, а также к неправильной дозировке компонентов корма в кормораздатчик. В данном дипломном проекте предлагается переместить точку крепления лопаты с бункера на балку шасси, что позволит устранить конструктивный недостаток ИСРК-12Ф, следовательно, повысить точность и надежность весового механизма кормораздатчика.


3.3 Обоснование системы самозагрузки ИСРК-12Ф

Основными параметрами отвала бульдозера являются: ширина отвала В; высота отвала Н; угол резания ; угол заострения ножа и задний угол . При проектировании отвала необходимо определить также параметры профиля поверхности отвала:
Параметры отвала были найдены из следующих условий:
Высота отвала Н – расстояние по вертикали между режущей кромкой ножа и верхним краем отвальной поверхности при основном угле резания и горизонтальном положении опорных поверхностей базовой машины
H=(0,45...0,4)∙m (3.1)
Где m – масса кормораздатчика, т;
H=(0,45...0,4)∙3,5=1,5 м
Длина отвала В – для бульдозера с неповоротным отвалом выбирается минимально возможной из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы (не менее 100мм с каждой стороны) [11].
Определим по формуле:
B=(1,2...1,4)∙m^(1/3) (3.2)
B=(1,2...1,4)∙〖3,5〗^(1/3)=2,1 м
Для полного перекрытия ширины кормораздатчика принимаем 2,3 м.
Отвал бульдозера оснащается козырьком, высота которого составляет
h=(0,1...0,25)∙H (3.3)
h=0,1∙1,5=0,15 м
Эксперементально доказана целесообразность создания отвалов с постоянным радиусом кривизны, который выбирается в диапазоне:
R=(0,8...0,9)∙H (3.4)
R=0,8∙1,5=1,2 м
Задний угол по условию работы бульдозера должен быть не меньше углов подъема и спуска, т.е. углов, образуемых поверхностью с горизонтом. Задний угол определяет в значительной мере конструкцию тыльной стороны отвала, элементы которой, в частности коробка жесткости, не должны входить в пределы этого угла, выбирается из условия (γ - ψ)>20o [12].
Угол заострения ψ в значительной степени определяет характер изменения удельного давления бульдозера на грунт.
ψ=γ-α (3.4)
Где γ – угол захвата, (γ=50...55o).
Принимаем γ=50o и α=30o, зная, что α>20o, определяем угол заострения:
ψ=50-30=〖20〗^°
Расчет гидроцилиндра бульдозера.
Сила на штоке для толкающих гидроцилиндров:
Q= (π∙D^2)/4∙p∙η (3.5)
откуда
p= (4∙(Q+Q_1))/(π∙D^2∙η) (3.6)
где D – диметр поршня гидроцилиндра, см;
р – давление масла на поршень 2,0...7,5 МПа (20...75кгс/см2);
η – КПД гидроцилиндра, η=0,85...0,95;
p= (4∙1500)/(3,14∙〖4,6〗^2∙0,9)=2,01 МПа
Необходимо рассчитать на прочность стенки самого гидроцилиндра и стенки направляющего плунжера.
Проверка гидроцилиндров на прочность выполняется по формуле
σ_p=〖10〗^(-2)∙(0,4∙r^2+1,3∙R^2)/(R^2-r^2 )∙p≤[σ_p ] (3.7)
где R и r – наружный и внутренний радиусы гидроцилиндра, см;
р – давление жидкости в гидроприводе, кгс/см2;
σр – напряжение растяжения на внутренней поверхности стенки гидроцилиндра, кгс/мм2;
[σр] – допускаемое напряжение на растяжение:
- для углеродистой стали [σр]=11...12 кгс/мм2 ([σр]≈110...120МПа);
- для легированной стали [σр]= 15...18 кгс/мм2 ([σр]≈150...180МПа).
Проверка направляющего плунжера гидроцилиндра на прочность
σ_p=〖10〗^(-2)∙(0,4∙〖2,3〗^2+1,3∙〖2,7〗^2)/(〖2,7〗^2-〖2,3〗^2 )∙20,1=1,66 МПа
Проверка внешнего гидроцилиндра на прочность
σ_p=〖10〗^(-2)∙(0,4∙〖3,1〗^2+1,3∙〖3,5〗^2)/(〖3,5〗^2-〖3,1〗^2 )∙20,1=1,32 МПа
В свою очередь усилие на штоке зависит от диаметра плунжера и давления в цилиндре и определяется по формуле
g_H=(p∙π∙d^2)/4 (3.8)
откуда
d=√((4∙g_H)/(p∙π)) (3.9)
Рассчитываем диаметр малого плунжера
d=√((4∙77)/(20,1∙3,14))=2,2 см
Принимаем d=22 мм
Внешняя поверхность штоков покрывается хромом толщиной 20 мкм, внутренняя поверхность хоненгованая.
Расчетная схема к определению усилий в точках присоединения лопаты к балке шасси показана на рисунке 3.6.


Рисунок 3.6 – Схема приложения усилий

Принимаем силу F сопротивления равной тяговому усилию Беларус-820 при движении на задней передаче 18,1 кН.
Определяем реакции в точках B и C с учетом того, что лопата крепится к кормораздатчику посредством 2-х тяг, то расчётную силу сопротивления F принимаем равной (0,6...0,7)∙Pкр:
F=F_C+F_B (3.10)
F∙0,5H-F_B∙(H-h)=0 (3.11)
Из формулы 3.11 выражаем FB
F_B=(F∙0,5H)/((H-h))=(18,1∙0,5∙1,5)/((1,5-0,5))=13,6 кН
Определяем усилия в точке А
F_А=F_B=13,6 кН
Из формулы 3.10 определим усилие в точке С
F_C=F-F_B=18,1-13,6=4,5 кН

3.4 Прочностные расчеты.

Рассчитаем запас прочности пальца на срез. Схема будет выглядеть следующим образом:


Рисунок 3.7 – Нагрузка пальца

Из формулы эквивалентного напряжения, определим необходимый диаметр пальца
σ_τ=(F_A∙4)/(z∙π∙d^2 )≤[σ_t ]=40..60 МПа (3.12)
Где FA – сила приложенная к пальцу, кН;
Z – число пятен контактов;
d – диаметр пальца, мм;.
d=√((F_A∙4)/(z∙π∙[σ_τ]))=√((13,6∙4)/(2∙3,14∙60))≈23 мм
Принимаем из стандартного ряда d=25 мм
σ_τ=(13,6∙4)/(2∙3,14∙〖0,25〗^2 )=52≤[σ_t ]=40..60 МПа
Условие выполняется
Рассчитаем запас прочности на изгиб
Максимальный изгибающий момент определим по формуле
М_max^изг=F_C∙L (3.13)
М_max^изг=4,5∙1,5=6,75 кН/м


Рисунок 3.8 – Изгибающий момент на ролике

Диаметр ролика выразим из следующей формулы:
σ_0=(M_max^изг∙〖10〗^3)/W (3.14)
Где M_max^изг – изгибающий момент, кН/м;
W – момент сопротивления изгибу (W= 0,1d3)
σ0 – амплитуда цикла изменения напряжений изгиба (σ0=210), МПа.
d=∛((M_max^изг∙〖10〗^3)/(0,1∙σ_0 ))=∛((6,75∙〖10〗^3)/(0,1∙210))≈6,8 мм
Из стандартного ряда выбираем d=8 мм.
При расчете сварного шва задаемся параметрами:
1. Реакция действующая Fc=4500 Н
2.Максимальный изгибающий момент М_max^изг=6750 Н∙м
3.Толщина листа δ=20 мм.
4.Материал листа –сталь Ст4 (σт=215...275 МПа).
5.Сварка ручная электродом Э42.
6.Коэффициент безопасности [S]=1,4
Определяем допускаемое напряжение растяжения соединяемых полос:
[σ]_P=σ_T⁄[S] (3.15)
[σ]_P=260⁄(1,4=185,7 МПа)
Определяем допускаемое напряжение шва при растяжении:
〖[σ]^1〗_P=0,9∙[σ]_P (3.16)
〖[σ]^1〗_P=0,9∙185,7=167,13 МПа
Тогда толщина листа:
b=√((6∙M_max^изг)/(δ∙[σ]_P )) (3.17)
b=√((6∙6,75∙〖10〗^3)/(20∙167,13))=3,5 мм
С учетом нагрузки принимаем b=5 мм.
Проверяем прочность при суммарной нагрузке:
σ=(6∙M_max^изг)/(δ∙b^2 )+F_c/(δ∙b) (3.18)
σ=(6∙6,75∙〖10〗^3)/(20∙5^2 )+4500/(20∙5)=126 МПа≤[σ]_P=185,7 МПа

3.5 Условия эксплуатации. Процесс работы. Регулировки.

При раздаче корма мобильными кормораздатчиками на работающих 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 [15].
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.
Производить агрегатирование кормораздатчика с трактором в такой последовательности:
- проверить надежность удержания дышла кормораздатчика в нужном положении;
- при подъезде трактора к кормораздатчику задним ходом не допускать нахождения людей между ними;
- подъезжать трактором к кормораздатчику так, чтобы совпали отверстия сцепной петли дышла кормораздатчика и вилки прицепного устройства трактора;
- при агрегатировании трактора с кормораздатчиком с участием прицепщика трактор к прицепному устройству кормораздатчика подавать на малой скорости с полувключенной муфтой, при этом внимательно следить за действиями прицепщика;
- надежно затормозить трактор после завершения подъезда к кормораздатчику и установить рычаг коробки передач в нейтральное положение;
- совмещение отверстий прицепных устройств трактора и кормораздатчика проверять и производить бородком;
- установить штырь и надежно зафиксировать его, при совмещении отверстий и установке штыря находиться вне зоны возможного падения дышла кормораздатчика;
- установить страховочную цепь. Убедиться, что сцепка трактора с кормораздатчиком надежна и исключает самопроизвольное рассоединение.
- проверить исправность и надежность крепления защитного кожуха карданной передачи, главного тормозного цилиндра в специальном гнезде
Перед троганием агрегата с места и выключением рабочих органов кормораздатчика подать предупредительный сигнал и убедиться, что вблизи нет посторонних лиц. Проверить работу тормозной системы кормораздатчика. При торможении оба передние колеса должны одновременно блокироваться. Во время загрузки кормораздатчика соблюдать следующие требования безопасности:
- выполнять указания тракториста-машиниста, производящего загрузку кормораздатчика;
- не допускать загрузку корма на поперечный транспортер, так как это может вызвать забивание выгрузного окна кормораздатчика;
- не допускать попадания посторонних предметов в кузов кормораздатчика;
- не перегружать кормораздатчик кормами сверх грузоподъемности, установленной заводом-изготовителем.
Перед загрузкой проверить кормораздатчик, чтобы в нем не находились по случайности люди или посторонние предметы. Не допускать загрузку кормораздатчика смерзшимся кормом.
Присоединять телескопический карданный вал кормораздатчика к валу отбора мощности трактора только непосредственно перед выгрузкой кормов. При въезде в животноводческое помещение и выезде из него убедиться, что ворота полностью открыты и зафиксированы, на пути движения агрегата не должны находиться люди, животные и посторонние предметы. Постоянно следить за исправностью гидросистемы и прицепных устройств трактора и кормораздатчика.