Совершенствование технологии послеуборочной обработки зерна с разработкой скальператора

Данная работа состоит из пояснительной записки на __ листе печатного текста и графической части на __ листах формата А1, содержит __ рисунков, __ таблиц, список использованной литературы содержит __ наименований.
Текстовые документы работы содержат пояснительную записку, состоящую из введения, 3 разделов, заключения и списка использованной литературы; приложения и спецификацию.
В первом разделе проводится анализ существующих конструкций скальператоров. Приведены технические достоинства и недостатки существующих разработок.
Во втором разделе приводится разработка технологии послеуборочной обработки зерна. Приведены мероприятия по организации безопасной работы и улучшению труда, мероприятия по охране окружающей среды при работе по планируемой технологии.
В третьем разделе разрабатывается конструкция скальператора. Приведены требования к скальператору. Описана работа приспособления, выполнены конструктивные расчеты. Разработана инструкция по безопасной работе с устройством. Дано технико-экономическое обоснование целесообразности применения скальператора.
Пояснительная записка завершается заключением и списком использованной литературы.



СОДЕРЖАНИЕ
 
ВВЕДЕНИЕ……
1 ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР
1.1 Общие сведения…
1.2 Анализ существующих технологий послеуборочной обработки зерна…...
1.2.1 Технологическая линия переработки зерна с
производительностью 3 т/ч…
1.2.2 Технологическая схема послеуборочной обработки зерна по патенту
РФ 2369081
1.3 Анализ существующих конструкций скальператоров
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…
2.1 Общие принципы построения схем очистки зерна от примесей…
2.2 Предлагаемая технологическая линия послеуборочной обработки зерна...
2.3 Технологические расчёты
2.3.1 Технологические расчёты цеха…
2.4 Разработка мероприятий по улучшению безопасности жизнедеятельности и условий труда при послеуборочной обработке зерна …
2.5 Разработка мероприятий по улучшению пожарной безопасности при послеуборочной обработке зерна
2.6 Разработка мероприятий по охране окружающей среды при послеуборочной обработке зерна
2.7 Физическая культура на производстве…
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ…
3.1 Конструкторская разработка…
3.2 Конструктивные расчёты…
3.2.1 Подбор мотор-редуктора
3.2.2 Подбор ременной передачи…
3.2.3 Расчет вала барабана…
3.2.4 Подбор шпонок…
3.2.7 Расчет шнека…
3.3 Экономическое обоснование конструкции скальператора…
3.3.1 Расчёт массы и стоимости конструкции…
3.3.2 Расчёт технико-экономических показателей эффективности конструкции и их сравнение…
3.4 Техника безопасности при эксплуатации воздушного сепаратора…
ВЫВОДЫ…
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…
СПЕЦИФИКАЦИЯ…
ПРИЛОЖЕНИЯ…


2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Общие принципы построения схем очистки зерна от примесей

В начале работ за каждой культурой и сортом, если уборка их проходит одновременно, закрепляют уборочные машины, транспортные средства для перевозки семян, четко определяют места обработки, а также места временного и постоянного хранения. В ходе уборки в зависимости от сложившихся условий и качеств зерна определяют технологическую схему послеуборочной обработки.
На семеочистительно-сушильных поточных линиях машины работают по поточной технологии, что обеспечивает снижение трудовых затрат в 8 – 10 раз, а стоимости обработки – в 2 – 3 раза.
Для осуществления более совершенной технологии подготовки и хранения посевного материала в соответствии с современными требованиями агротехники должна быть создана развитая система машин и механизмов. Соединенные в поточные технологические линии они должны составить стационарное оборудование семеочистительно-сушильных заводов и пунктов и дать возможность осуществить полную механизацию и автоматизацию процессов послеуборочной обработки и предпосевной обработки семян.
Основное требование ко вновь создаваемой системе машин заключается в том, чтобы внедрение ее обеспечивало снижение затрат труда на единицу выпускаемой продукции и повышение качества посевного материала.
Система машин должна строиться с учетом всего многообразия технологических требований, обусловленных различием физико-механических свойств семян сельскохозяйственных культур и зональными особенностями их производства. Введение систем машин должно служить средством удешевления производства на заводах сельскохозяйственного машиностроения в результате типизации элементов и унификации узлов и деталей.
Система машин должна охватывать весь комплекс операций, составляющий технологический процесс подготовки и хранения семенного материала, а именно: автоматическое взвешивание поступающего на обработку исходного материала; механизированную разгрузку автомашин; предварительную очистку, сушку, окончательную очистку, сортирование, протравливание, затаривание семян в мешки с одновременным автоматическим взвешиванием и последующей механической зашивкой мешков; механизацию транспортных операций; штабелевку мешков на складах и погрузку в автомашины или железнодорожные вагоны; временное и длительное хранение семян насыпью в вентилируемых закромах и в мешках; обеспылевание.
Все машины, занемногим исключением, нужны стационарные. Каждую операцию технологического процесса должна выполнять отдельная машина с индивидуальным приводом. Это позволит агрегатировать машины в различных комбинациях в соответствии с назначением технологической линии (набор культур), ее производительностью и свойствами поступающего на обработку материала (влажность, засоренность, состав сорных примесей).
Требование о разделение сложных агрегатов на простейшие машины выдвигается также условиями автоматизации управления производственным процессом.
К машинам и устройствам, входящим в систему, предъявляются прежде всего такие требования, как удобство в эксплуатации и возможность быстрой и полной очистки при переходе к очистке семян другой культуры. Машины и транспортные механизмы не должны наносить семенам повреждений.
В систему машин должен входить комплекс приборов для постоянного контроля качества поступающего материала, обрабатываемого и выпускаемого продукта.
К основным факторам, определяющим условия обработки зерна в различных зонах, относятся: объем производства и заготовок зерна, радиус внутрихозяйственных перевозок, обеспеченность транспортом, продолжительность периода уборки и послеуборочной обработки, количество сельскохозяйственных культур, совпадающих по срокам уборки с уборкой зерновых, погодные условия зоны.
В практике организации послеуборочной обработки зерна в хозяйствах с посевной площадью зерновых 15 – 20 тыс. га и более сооружают пункты обработки зерна на отделениях, что позволяет сократить радиусы перевозки зерна от комбайна с 15 – 18 до 7 – 10 км.
Как правило, в состав оборудования входят очистительный агрегат, площадка для временного хранения зерна и погрузочно-разгрузочные средства.

2.2 Предлагаемая технологическая линия послеуборочной обработки зерна
Предлагаемая технология предназначена для послеуборочной очистки зерна (пшеницы, ржи, ячменя, овса, вики, гороха и подсолнечника) от примесей, отличающихся от него толщиной, шириной и аэродинамическими свойствами. Оборудование линий может быть использовано взамен устаревших комплексов типа ЗАВ.
 Принцип работы технологической линии заключается в следующем. Зерно из завальной ямы с помощью нории подаётся в скальператор 6, в котором происходит выделение крупных примесей из зерна. Очищенное в скальператоре зерно распределяется на пневмосепарирующие каналы 7, а отходы направляются в транспортер.
Зерно в пневмосепарирующих каналах очищается от аэродинамически легких примесей и поступает на решетный сепаратор 8, где из зерна выделяются крупные и мелкие примеси, а при необходимости и мелкое зерно, которые направляются в винтовые транспортеры, а затем нориями – в накопительный бункер.

1-завальная яма; 2, 5-нория НМ 40/13; 3,4-нория 10/13; 6-скальператор;
7-пневмоканал; 8-сепаратор; 9,10,11,12-транспортёры; 13-батарейная установка циклонов; 14-циклоны; 15-вентиляторы; 16-пылеотделитель; 17-бункер для отходов; 18-бункер для очищенного зерна.
Рисунок 2.1 - Предлагаемая технологическая линия послеуборочной обработки зерна
 
Зерно, очищенное на решетах сепаратора от крупных и мелких примесей, на выходе из секций дополнительно продувается воздушным потоком и из него выделяются оставшиеся мелкие примеси. Зерно после очистки на сепараторе подается винтовым транспортером к нории, которая поднимает зерно в накопительный бункер.
Воздух с примесями от пневмосепарирующих каналов по воздуховодам направляется в горизонтальные циклоны, в которых осаждаются легкие примеси, выделенные из зерна. Легкие примеси выводятся из циклонов через шлюзовые затворы в накопительный бункер для примесей.
К основному технологическому оборудованию линии относятся:
1 – скальператор, 2 – зерноочистительный сепаратор (типа А1-БИС-100), 3 – два пневмоканала. Отличительной особенностью в размещении оборудования является установка пневмосепарирующих каналов перед решетным сепаратором, а не после него, как это рекомендовано в типовом решении.

Преимущества:
1. Линия оснащена надежным современным оборудованием (сепаратор А1-БИС-100, скальператор, нории НМ), хорошо зарекомендовавшими себя при эксплуатации в условиях мельзаводов, элеваторов, ХПП. Это позволяет обеспечить стабильную работу, что очень важно в уборочный период.
2. Оборудование линий позволяет готовить семенное зерно. В этом случае линия комплектуется концентратором А1-БЗК-9 и триерным блоком (куколе - и овсюгоотборником).
3. В линиях применяется оборудование закрытого типа с эффективной системой аспирации, позволяющей обеспечить комфортные условия труда персонала и соответствие экологическим нормам.
4. Используя данное оборудование, вы сможете получать зерно, очищенное до элеваторной кондиции;
5. Срок службы оборудования не менее 10-12 лет.


















3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Конструкторская разработка
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка новой конструкции скальператора, который предназначен для предварительной очистки зерна от крупных примесей (камней, палок, крупных стеблей растений и др.), попавших в зерно во время его уборки, хранения и транспортирования. Его устанавливают на элеваторах и механизированных складах (рисунок 3.1).

1-ситовый цилиндр; 2-корпус; 3-вал; 4-шкив ведомый; 5-ременная передача;
6-ведущий шкив; 7-мотор-редуктор; 8-станина; 9-съёмная крышка; 10-лоток;
11-поворотная заслонка; 12-поворотная рукоятка; 13-вибролоток; 14-вибропривод;
15-резиновое покрытие; 16-выпускной патрубок; 17-выпускной патрубок; 18-пружинные подвесы; 19-смотровое окошко; 20-щёткоочиститель; 21-шнек.
Рисунок 3.1 – Предлагаемая конструкция скальператора.

Корпус 2 скальператора, изготовлен из листовой стали и имеет рабочую зону для размещения ситового цилиндра 1. К корпусу приварены



три стойки с опорными пластинами. На одной торцевой стенке корпуса с внешней стороны с помощью болтового соединения крепится подшипниковый корпус, служащий для крепления подшипниковых опор приводного вала 3, на котором установлен ведомый шкив 4, приводящийся в движение через ременную передачу 5 и ведущего шкива 6 посредством мотор-редуктора 7. Сам мотор-редуктор 7 установлен на станине 8.
На другой стенке имеется отверстие для съема и установки ситового цилиндра, закрываемое съемной крышкой 9.
Ситовой цилиндр 1 с горизонтальной осью вращения закреплен на приводном валу 3 через болтовые соединения. Ситовой цилиндр и вал барабана закреплены в опорах скальператора следующим образом: с одной стороны, ситовой цилиндр опирается на два опорных ролика с резиновым покрытием 15, а со стороны вала, сам вал 3 закреплен в подшипнике качения, установленном в подшипниковом корпусе вала барабана.
Щеткоочиститель 20 с эластичными прутками расположен сверху вдоль ситового цилиндра и закреплена в держателе, откидывающемся на шарнирах. Для доступа и визуального осмотра внешней поверхности ситового барабана предусмотрено смотровое окошко 19.
Приемное устройство, для зерна, состоит из поворотной заслонки 11, выпускного патрубка 17 и двух вибролотков 13. Зерно, прошедшее через ситовую поверхность 1 перенаправляется в правый и левый выпускной патрубок для зерна, посредством поворотной заслонки 11, которая служит для деления потока проходящего через сита зерна на два равных потока или для блокирования одного из выпускных патрубков (правого или левого), во время ремонта оборудования по правой или левой ветви технологического процесса. Поворот заслонки осуществляется посредством поворотной рукоятки 12. Далее через выпускной патрубок 17 зерно попадает на вибролоток 13 имеющий угол наклона поверхности относительно поверхности монтажа 6о, который совершает виброколебания вибропривода 14.
Вибролоток крепится к скальператору на 8 пружинных подвесах 18, из них 4 крепятся к скальператору, а оставшиеся 4 – к двум пневмоканалам, установленными по обе стороны от скальператора.
Выпускное устройство, для отходов (вороха), состоит из выпускного патрубка 16.
Принцип работы предлагаемого скальператора заключается в последовательной очистке зерна от курупных примесей. Исходная зерновая смесь равномерно поступает через приемный патрубок по лотку 10 внутрь приемной части ситового цилиндра 1. Очищенное от примесей зерно, проходя по выпускному патрубку 17, образованному нижними наклонными стенками корпуса, выводится из машины и подается на последующую очистку. Зерно, прошедшее через ситовую поверхность 1 перенаправляется в правый и левый выпускной патрубок для зерна, посредством поворотной заслонки 11, которая служит для деления потока проходящего через сита зерна на два равных потока. Поворот заслонки осуществляется посредством поворотной рукоятки 12. Далее через выпускной патрубок 17 зерно попадает на вибролоток 13 имеющий угол наклона поверхности относительно поверхности монтажа 6о, который совершает виброколебания вибропривода 14.
Отобранные примеси (ворох), постепенно перемещаясь к открытой части ситового цилиндра, сбрасываются винтовой лопастью в выпускной патрубок 16 для отходов и также попадают на вибролоток 13 с левой стороны, который совершая виброколебания выгружает примеси в шнек 21 и выгружаются из скальператора.
Особенность барабанного скальператора – высокая эффективность очистки от крупных примесей, простая замена сит, хорошая доступность при эксплуатации.