Реконструкция линии уборки и утилизации навоза на МТФ 600 голов КСУП «Совхоз «Большое Можейково» с модернизацией скреперной установки УС-15 (дипломный проект)

Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 78 страниц печатного текста и содержит 17 таблиц, 14 наименований использованных литературных источников, 1 приложения и 9 листов графического материла формата А1.
Ключевые слова: скреперная установка, скрепер, корпус, упор, скребок, направляющая, ось.
В проекте проведена реконструкция линии линии уборки и утилизации навоза , определена структура поголовья молочно-товарной фермы, установлены рационы кормления в соответствии с заданием, рассчитаны потребное количество воды, кормов, выхода навоза, объемы хранилищ, установлены потребные площади для содержания скота и размещения оборудования, подобраны необходимые средства механизации.
В конструкторской части нами предлагается модернизация механизма раскрытия скребков скреперной установки. Выполнены технологические и прочностны расчеты.
Составлена технологическая карта технологических процессов, что послужило основанием для определения технико-экономических показателей работы.
В соответствии с заданием выполнены разработки по охране труда и безопасности жизнедеятельности.





СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........
1 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА КСУП «Совхоз «Большое Можейково»
1.1 Общие сведения о хозяйстве....
1.2 Краткая характеристика растениеводства и кормопроизводства..
1.3 Краткая характеристика животноводства......
1.4 Краткая характеристика МТП и РОБ хозяйства...
1.5 Перспективный план развития хозяйства и фермы...
2 РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ ГЕНПЛАНА ФЕРМЫ
2.1 Выбор участка...
2.2 Расчет структуры поголовья и выбор основных зданий и сооружений...
2.3 Расчет потребности в воде...
2.4 Расчет потребности в кормах...
2.5 Определение количества и размеров хранилищ для сенажа и силоса...
2.6 Расчет объема хранилищ для других кормов.
2.7 Расчет выхода навоза и размеров навозохранилища...
2.8 Определение площадей выгульных площадок...
2.9 Ветеринарные объекты...
2.10 Обобщение технологических расчетов и подбор объектов для фермы...
2.11 Технико-экономические показатели......
3 МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ФЕРМЕ
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения..
3.2 Доение и обработка молока
3.3 Приготовление и раздача кормов...
3.4 Поддержание параметров микроклимата...
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА УБОРКИ
И ХРАНЕНИЯ НАВОЗА.......
4.l Расчет продольной линии уборки навоза......
4.2 Расчет поперечной линии уборки навоза...
5 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Обоснование модернизации скреперной установки......
5.2 Расчет конструкции модернизируемой навозоуборочной установки...
5.3 Расчет пружины сцепного устройства...
6 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
6.1 Расчет технологической карты...
6.2 Расчет технико-экономических показателей...
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
7.1 Анализ состояния охраны труда в КСУП «Совхоз «Большое Можейково» и мероприятия по его улучшению...
7.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации оборудования для уборки и утилизации навоза...
7.3 Требования безопасности при обслуживании оборудования для уборки и утилизации навоза...
7.4 Обеспечение пожарной безопасности на молочно-товарной ферме...
7.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных и экологически неблагоприятных ситуациях......
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ......
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......
ПРИЛОЖЕНИЯ


3 МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
НА ФЕРМЕ
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения
Механизация и автоматизация водоснабжения животноводческих ферм позволяет значительно сократить затраты труда и снизить себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, механизация водоснабжения повышает противопожарную безопасность производственных помещений и повышает санитарное состояние фермы. Выбор средств механизации водоснабжения производится с учетом среднесуточной нормы водопотребления и производственной потребности.
На проектируемом комплексе одно животное потребляет за сутки до 50 л воды. Вода также необходима для приготовления кормов в кормоцехе из расчета на 1 кг сухого корма – 2 л воды. При помощи насосной станции вода подается в водонапорную башню и затем по трубопроводам к потребителям. Для закачивания воды применяем центробежный вихревой насос ВН-2Ц-6. Мощность насоса 13,0 кВт, подача 10,4...6,8 м3/ч, создаваемое давление 100...120 м. вод. ст.
Для поения животных применяются групповые автопоилки из расчета одна поилка на 25 голов. Автопоилка представляет собой 100 л емкость из нержавеющей стали с установленным внутри пружинно-клапанным механизмом, который обеспечивает постоянный уровень воды в ней.

3.2 Доение и обработка молока
Машины и оборудование для доения коров и первичной обработки молока в поточных линиях обеспечивают выполнения комплекса производственных процессов при высоких качествах продукции. Промышленная технология производства молока включает использование доильных установок и поточных линий доения, а также первичную обработку молока. Для получения молока высокого качества доильных линий следует комплектовать установками и механизмами, отвечающим не только физиологической норме доения животных и технологическим параметрам, но и задаче максимального сохранения в молоке исходных полезных биологических и технологических свойств. Таким образом, показатели качества молока служат одним из критериев определения эффективности доильных установок и доильных линий.
При ручном доении коров за каждой дояркой закрепляется не более 10-12 коров. Механизированное доение в зависимости от используемых средств механизации позволяет в несколько раз повысить производительность труда обслуживающего персонала. Кроме того, механизация доения коров позволяет применять машины для первичной обработки молока в едином технологическом процессе (поточной линии). Молоко обрабатывают сразу же после доения, что предотвращает его загрязнения и порчу.
Охлаждение – наилучший метод сохранения натуральных свойств молока. Экологически целесообразно охлаждать молоко до 10 °С, если время его хранения не будет превышать 5 - 6 ч; до 6 - 7 °С – при хранении не более 12 ч; и до 4 -5 °С – при хранении не более 24 ч.
Более совершенные способы охлаждения с применением аппаратов непрерывного действия – молочных охладителей, работающих с использованием искусственного холода и обеспечивающие охлаждение молока в потоке без соприкосновения с воздухом. В целях экономии льда или искусственного холода, молоко предварительно охлаждают водопроводной водой.
Для охлаждения молока применяем два танка-охладителя емкостью 2500 л оснащенный компрессорно-охладительным агрегатом скомбиниро-ванный с рекуператором тепла емкостью 400 л, что позволит нагревать и использовать воду для производственных нужд, например, для работы автомата промывки при санитарной обработке доильного оборудования, подмыва вымени животных и т.д.


3.3 Приготовление и раздача кормов
Все корма можно классифицировать по характерным признакам:
- по происхождению – на растительные, животные и минеральные;
- по видам – на грубые, сочные, зеленые и концентрированные;
- по количеству содержащейся в них влаги – на влажные, сухие и полусу-хие;
- кормовые добавки.
Каждый вид кормов в зависимости от состава и питательной ценности скармливается предпочтительно определенному виду и возрасту животных в натуральном, переработанном виде или в виде смеси различных кормов и добавок. Ко всем кормам предъявляются определенные требования, которые часто регламентированы ГОСТами.
Общие требования к кормам:
- они должны содержать максимальное количество веществ, доступных для переваривания и усвоения животными;
- не должны содержать (или содержать минимально допустимое количество) вредных и ядовитых веществ, оказывающих отрицательное влияние на здоровье животных;
- соответствовать цвету и запаху, характерным для данного корма, что свидетельствует об отсутствии порчи;
- должны быть пригодными для длительного хранения в натуральном и консервированном виде.
Важнейшим условием создания прочной кормовой базы является приготовление высококачественных кормов на основе использования новых прогрессивных технологий, обеспечивающих максимальный выход питательных веществ с единицы земельной площади с сохранностью их в процессе хранения более 90 %.
Существуют следующие способы консервирования кормов:
- сушка травы на сено;
- заготовка сенажа в башнях и траншеях;
- силосование, в том числе приготовление комбисилосов;
- химическое консервирование;
- искусственная сушка травы, корнеклубнеплодов, зерна;
- механическое консервирование высоковлажных кормов.
Каждую из технологий применяют в зависимости от возможностей хозяйства и погодных условий.
Важную роль в усвоении питательных веществ организмом животных играет измельчение, которому подвергаются зерно злаковых, бобовых и масличных культур, мел, соль, прессованные корма, пищевые отходы, сено, солома, корнеклубнеплоды, зеленая масса трав и т.п. Чем мельче частица (до определенного предела), тем быстрее она обрабатывается желудочным соком животного и лучше усваивается, тем самым уменьшая затраты энергии животных на разжевывание кормов и улучшая условия механизации и автоматизации процессов смешивания, дозирования и раздачи. Измельчение кормовых материалов может осуществляться различными способами: разбиванием свободным ударом, растиранием, плющением или раздавливанием, резанием, скалыванием или крошением. Каждый из способов измельчения применим для определенных видов кормов и назначения измельчения.
Раздача кормов – это трудоемкий процесс, на долю которого приходится от 30 до 40 % от общих трудовых затрат. Эти затраты зависят от типа кормления, способа содержания животных, типа построек и применяемых средств механизации. При этом многие корма сильно отличаются по своим физико-механическим свойствам, что затрудняет применение одного типа раздатчика. А раздавать корм надо 2...3 раза в сутки, при этом норма выдачи зависит от продуктивности коровы или возраста животного. Индивидуальная нормированная раздача корма встречает известные затруднения и усложняет конструкцию раздатчиков. Раздача упрощается при подборе животных в группы с примерно равной продуктивностью или одного возраста. В этом случае раздача производится в групповые кормушки с нормой корма на всю группу.
Равномерность выдачи корма на фермах не должна отклоняться от установленной нормы более чем на 15 % по объемистым кормам и 5 % – по концентрированным; максимальные потери корма не должны превышать 1 % от розданного количества; неравномерность раздачи не должна превышать 10% при дозировании в индивидуальные кормушки и 5% – в групповые; потери корма при раздаче не допускаются
3.4 Поддержание параметров микроклимата
Создание и автоматическое поддерживание требуемых параметров микроклимата является важной проблемой в животноводстве. Несоблюдение оптимального микроклимата в помещениях для содержания животных снижает их продуктивность, увеличивает расход кормов на получение продукции, возрастает падеж животных.
На проектируемом комплексе животные содержатся в коровниках, построенных по типовому проекту 801-2-52-85. Для обеспечения помещений чистым воздухом можно применить приточно-вытяжную систему вентиляции с механическим побуждением. Современные комплексы вентиляционного оборудования включают в себя световые вентиляционные коньки, подъемные окна-шторы и обеспечивают большой объем вентиляции, глубокое регулирование воздухообмена в зависимости от возраста и вида животных, сбалансированность воздушного потока, отсутствие зон застоя и сквозняков.







4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА УБОРКИ
И ХРАНЕНИЯ НАВОЗА
На крупных животноводческих фермах в сутки накапливается огром-ное количество навоза, который необходимо удалить, а затем обеспечить соответствующее его хранение, переработку и использование в качестве удобрения, выполнив требования по охране окружающей среды.
В зависимости от системы содержания животных и способа удаления навоза последний получают твердым или жидким. В нашем проекте он получается твердым, поскольку принята комбинированная система уборки.
Удаление, хранение и использование навоза принято по следующей технологической схеме. Из коровников навоз удаляется скреперными уста-новками типа УС-15, а из родильного отделения – скребковым транспорте-ром ТСН-160 и подают в поперечный канал, оборудованный жижепроводом, задвижками и распределителем потока жидкой фракции. Жидкая фракция (жижа) отбирается в навозосборник и по жижесборнику, через распределитель потока, подается в канал первоначально до уровня 12 см. Это необходимо, чтобы предотвратить прилипание твердой фракции навоза, при попадании ее в канал. По мере накопления навоза в канале он удаляется гидравлическим способом поочередно из каждого помещения. Направляется поток жижи из навозосборника и открывается шибер. Вследствие незначительного уклона канала навоз самотеком направляется в навозосборник. Из навозосборника навоз насосом НЖН -200 перекачивается в локальную емкость. В локальной емкости проводится карантинное выдерживание навоза и химическое обеззараживание.
Годовой выход навоза по расчетным данным составляет 13490,4 т.









5 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Обоснование модернизации скреперной установки
В хозяйстве для уборки навоза из коровника на 200 голов используется скреперная установка УС-15, включающая размещенный в направляющей навозного канала ползун с шарнирно закрепленными на нем скребками, связанный посредством сцепного приспособления с тяговой цепью, снабженной механизмом реверса. Недостатком данного устройства является то, что при несрабатывании механизма реверса ползун находит на поворотную звездочку и далее на элементы привода, нарушая их работоспособность.
Кроме этого, в используемой установке, для удаления навоза применен механизм раскрытия скребков, который выполнен в виде двух пар полуколец, присоединенных к тяговому органу концами, а хвостовики скребков размещены между названными полукольцами и имеют форму асимметричного клина. Данное устройство сложно в конструктивном исполнении и имеет малую эксплуатационную надежность.
Исходя из этого, нами поставлены следующие цели на конструктор-скую часть дипломного проектирования:
1. Повышение эксплуатационной надежности устройства путем пре-дотвращения поломок его узлов при несрабатывании механизма реверса.
2. Упрощение конструкции устройства раскрытия скребков в скреперной установке и повышение ее эксплуатационной надежности.
Первая задача достигается тем, что мы предлагаем сцепное приспособление выполнить в виде смонтированной на ползуне поперечной оси, на которой закреплена звездочка, зацепляющаяся с тяговой цепью и снабженная прикрепленной к ее торцу основной зубчатой полумуфтой, взаимодействующей с подпружиненной дополнительной зубчатой полумуфтой, установленной на названной оси с возможностью перемещения вдоль нее, причем шаг зубьев звездочки составляет не менее двух шагов звеньев тяговой цепи, снабженной грузовым натяжением, а концы направляющей снабжены упорами, взаимодействующими с ползуном.
Предлагаемое устройство включает размещенный в направляющей 1 (рисунок 5.1) навозного канала 2 ползун 3 с шарнирно закрепленными на нем скребками 4. В направляющей уложена тяговая цепь 5, имеющая механизм 6 для грузового натяжения и снабженная пальцем 7, управляющим механизмом реверса тяговой цепи. Ползун с тяговой цепью связан посредством сцепного приспособления, выполненного в виде смонтированной на ползуне поперечной оси 8, на которой закреплена звездочка 9, зацепляющаяся с тяговой цепью и снабженная прикрепленной к ее торцу основной зубчатой полумуфтой 10. На оси 8 в пазу 11 установлена с возможностью перемещения вдоль него подпружиненная дополнительная зубчатая полумуфта 12, взаимодействующая с полу-муфтой 10. Шаг зубьев звездочки 9 составляет не менее двух шагов звеньев тяговой цепи 5. На концах направляющей 1 закреплены упоры 13, взаимодействующие с ползуном 3.
Устройство работает следующим образом. Тяговая цепь 5, сцепленная с зубом звездочки 9, зафиксированной на оси 8 посредством зубьев полумуфт 10 и 12, перемещает ползун 3 по направляющей 1, причем при рабочем ходе ползуна скребки 4 раскрываются, обеспечивая транспортирование навоза вдоль навозного канала 2. При нормальной работе устройства возвратно-поступательное перемещение ползуна осуществляется посредством механизма реверса (на чертежах не показан), который включается пальцем 7. В том случае, когда механизм реверса не срабатывает по тем или иным причинам, например при искривлении пальца, забивании места контакта пальца с исполнительным рычагом механизма реверса, растягивании тяговой цепи, что может привести к аварии, сопровождающейся поломкой узлов устройства, ползун продолжает перемещаться вдоль направляющей и, достигнув упора 13, упирается в него. При этом тяговой цепью создается повышенное давление на зуб звездочки 9 и она, преодолевая торцевое сжимающее усилие пру-жины, действующей на нее через зубчатые полумуфты 10 и 12, проворачивается, отодвигая полумуфту 12 вправо и выходя из зацепления с тяговой цепью, в результате чего происходит остановка ползуна. Такое выполнение устройства существенно повышает его эксплуатационную надежность.

а)

б) 
в)
Рисунок 5.1 – Схема устройства для уборки навоза

а) – аксонометрическая проекция устройства; б) – разрез А-А; в) – разрез Б-Б; 1 – направляю-щая; 2 – навозный канал; 3 – ползун; 4 – скребок; 5 – тяговая цепь; 6 – груз; 7 – палец; 8 – ось; 9 – звездочка; 10, 12 – полумуфты; 13 – упор

Для решения второй задачи нами предлагается устройство, включающее ползун 1 (рисунок 5.2), на осях 2 которого шарнирно установлены скребки 3 и 4, имеющие хвостовики 5, ползун 1 связан с тяговым органом 6 с возможностью перемещения между закрепленными на нем упорами 7 по направляющим 8 ползуна 1. Механизм раскрытия скребков выполнен в виде двух пар полуколец 9, присоединенных к тяговому органу 6 концами, а хвостовики 5 скребков 3 и 4 размещены между полукольцами 9, имеют форму асимметричного клина и постоянно находятся в зацеплении с ними при движении тягового органа 6 полукольца 9. Таким образом, при движении тягового органа 6 полукольца 9 поворачивают скребки 3 и 4 относительно оси тягового органа на 60°. Оптимальный угол раскрытия скребков составляет 120°. При этом угле ползун с раскрытыми скребками с навозной массой более устойчив при движении и опрокидывание навоза в сторону, противопо-ложную его движению, значительно уменьшается (по сравнению с углом раскрытия скребков на 180°). Взаимное расположение, а также со-пряженные профили хвостовиков и полуколец обусловливают зацепление между ними, близкое к эквивалентному, что подтверждается характером линии зацепления и величиной угла зацепления равным 22°.
Предлагаемая модернизация устройства для удаления навоза работает следующим образом.
При перемещении тягового органа 6 в направлении, указанном стрелкой, полукольца 9 поворачивают хвостовики 5 и происходит рабочий ход устройства. При перемещении тягового органа в обратном направлении скребки 3 и 4 складываются и происходит холостой ход.
Выполнение механизма раскрытия скребков в виде двух пар полуко-лец, а рабочей поверхности хвостовиков в виде асимметричного клина обеспечивает надежное зацепление элементов для осуществления принудительного раскрытия и складывания скребков. При работе устройства твердые частицы навоза выталкиваются хвостовиками, таким образом, происходит самоочистка нарастающей массы навоза на элементах механизма раскрытия скребков.

а) 
в)

б) 
Рисунок 5.2 – Схема устройства для удаления навоза
а) – устройство, вид в плане; б) – разрез А-А; в) – схема зацепления хвостовика с полуколь-цами; 1 – ползун; 2 – ось; 3, 4 – скребки; 5 – хвостовик; 6 – тяговый орган; 7 – упор; 8 – на-правляющая; 9 – полукольца

Таким образом, наличие рабочих элементов устройства раскрытия скребков простой конфигурации упрощает конструкцию установки и ее ре-монт. Устранение заклинивания тягового органа повышает эксплуатацион-ную надежность устройства.

5.2 Расчет конструкции модернизируемой навозоуборочной установки
Расчет конструктивных параметров скреперных транспортеров сводится к определению хода штанги, шага скреперов и их размеров.
Ход штанги должен обеспечивать свободный разворот скрепера в рабочее положение после того, как он пройдет мимо порции навоза, оставленной предыдущим скрепером. Следовательно, должно выполняться условие:
, (5.1)
где S – ход штанги, м;
– длина пути штанги, на котором скрепер переходит из холостого положения в рабочее, м;
– шаг скреперов, м.
Основным фактором, определяющим длина пути штанги, на котором скрепер переходит из холостого положения в рабочее, является угол α наклона скрепера к штанге при холостом положении. Характер зависимости между этими величинами показан на рисунке 5.3, а. Для выбора оптимального значения угла наклона скрепера относительно штанги необходимо выяснить его влияние на подачу транспортера. Для этого следует учитывать, что изображенная на рисунке 5.3, б, площадь поперечного сечения тела, формируемого скрепером при холостом ходе, зависит в основном от средней величины основания тела волочения mср м:
(5.2)
где Е – ширина желоба транспортера, м (Е = 1,8 м);
В – длина одного скребка, м (В = 0,94 м).
Из выражения (5.2) видно, что увеличить mср, а в конечном итоге и несущую способность скрепера можно за счет уменьшения угла α. Оптимальное значение α лежит в пределах 17...20°. Принимаем α = 18°.

По зависимости, представленной на рисунке 5.3, а, определяем = 0,45 м.
Для выбора шага скребков обратимся к рисунку 5.3, в, который позволяет установить зависимость этой величины от длины нижнего основания тела волочения перед скребком. В результате получим:
, (5.3)
где h – высота слоя навоза, м (h = 0,2 м);
φо – угол естественного откоса навоза, (φо = 30°).

Шаг скреперов должен быть больше длины нижнего основания тела волочения, т.е. . Принимаем = 0,6 м. Тогда ход штанги, м:



Рисунок 5.3 – Схемы к расчету скреперных транспортеров с
возвратно-поступательным движением
а) – зависимость длины пути штанги от угла α наклона к ней скрепера; б) – влияние угла среза скребка на процесс формирования тела волочения; в) – тело волочения связного груза

Подача, скрепера может быть определена по формуле:
, (5.4)
где Q – подача скрепера, кг/с;
Vc – вместимость скрепера, м3 ( = 0,9 м3);
– объемная масса навоза, кг/м3;
– коэффициент заполнения ( = 0,9...1,2);
– длительность одного цикла, с.
Для крупного рогатого скота = 1140 кг/м3 при влажности W = 89%.
Определим емкость скрепера
         (5.5)
где В – ширина скрепера, м;
h – глубина скреперной канавки, м.
м3.
Длительность цикла , рассчитывается по формуле:
   ;     (5.6)
где – длина навозной канавки, м;
– средняя скорость движения скрепера, ( = 0,04 м/с);
– время на управление и изменение направления, с.
ч.
т/ч.
Мощность двигателя скреперной установки, определяют по формуле:
          (5.7)
где Рс – полное тяговое сопротивление скрепера, Н;
Vcp – средняя скорость, м/с;
– коэффициент полезного действия передачи, =0,8...0,9.
Сопротивление Рс движению скрепера зависит от его массы Мс, от ко-эффициентов трения между навозом и стенками канавки, а также между скрепером и навозом и, наконец от сопротивления движению тяговых канатов и трения в блоках.
Для скреперной установки, работающей в двух навозных канавках, сопротивление Рс движению скрепера определяют по формуле:
, (5.8)
где – сопротивление движению рабочей ветви, Н;
– сопротивление движению холостой ветви, Н;
– сопротивление, обусловленное преодолением инерции, Н;
– натяжение набегающей ветви каната, Н.
Сопротивление движению рабочей ветви , определяют по формуле:
, (5.9)
где – масса порции навоза, кг ( = 160 кг);
– масса скрепера, кг ( = 200 кг);
– приведенный коэффициент сопротивления перемещению навоза и
скрепера (обычно =1,8...2) принимаем = 2;
– масса 1 м троса ( =0,4 кг);
– длина троса ( = 170 м);
– коэффициент трения между тросом и навозом ( = 0,5...0,6).
Н.
Сопротивление движению холостой ветви определяют по формуле:
. (5.10)
Н.
Сопротивление, обусловленное преодолением инерции определяют по формуле:
. (5.11)
Н.
Натяжение набегающей ветви каната , Н, определяют по формуле:
, (5.12)
где – коэффициент трения троса о ролик ( = 0,1...0,2);
– угол охвата.
Н.
Н.
кВт.

5.3 Расчет пружины сцепного устройства
Диаметр проволоки d определим по формуле:
, (5.13)
где К – коэффициент крутизны витков пружины;
F – сила создаваемая пружиной, Н;
С – индекс пружины;
[τ] – допускаемое касательное напряжение, МПа.
Индекс пружины определяется по формуле:
(5.14)
и предварительно принимается равным 6.
Сила, создаваемая пружиной должна обеспечить надежное соединение одного скрепера навозоуборочной установки с тяговой цепью посредством двух полумуфт.
Выбираем для пружины стальную углеродистую проволоку II класса по ГОСТ 9389-85. Для выбранной стали [τ] = 120 МПа.
Коэффициент крутизны витков пружины определим по формуле:
; (5.15)
.
м.
Принимаем d = 7 мм.
Средний диаметр пружины:
. (5.16)
мм.
Число рабочих витков пружины определим по формуле:
, (5.17)
где G = 8∙104 МПа – модуль сдвига для стали;
λ – усадка пружины, м.
.
Принимаем 6 витков.
Полное число витков определим по формуле:
; (5.18)
.
Шаг пружины определяем по формуле:
; (5.19)
мм.
Высоту пружины при полном сжатии определяем по формуле:
; (5.20)
мм.
Высоту свободной пружины определяем по формуле:
; (5.21)
мм.
В результате выполнения данного раздела нами установлено, что большинство из существующих на данный момент средств механизации удаления навоза из животноводческих помещений имеют низкую эксплуатационную надежность, не удобны в эксплуатации, а также не обеспечивают высокое качество уборки животноводческих помещений.