Механизация линии приготовления и раздачи кормов на свинокомплексе 6000 голов ОАО "Лапичи" Осиповичского района с модернизацией запарника кормов ЗПК-4 (дипломный проект)

Дипломный проект.

Пояснительная записка состоит из 80 страниц печатного текста и содержит 10 таблиц, 12 наименований использованных литературных источников, 9 листов графического материла формата А1.

Цель работы – модернизация оборудования линии приготовления кормов.
В работе определена структура стада свинокомплекса на 6000 голов в год, выбрана технология кормления полнорационными комбикормами, рассчитаны потребное количество воды, кормов, выхода навоза, объема хранилищ, установлены потребные площади для содержания свиней и размещения оборудования, подобраны необходимые средства механизации.
В конструкторской части предложена модернизация запарника ЗПК-4 для улучшения процесса подготовки корнеплодов к вскармливанию, путем оснащения шнека сепаратора дополнительными протирочными лопастями.
В соответствии с заданием выполнены разработки по охране труда.



СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 Производственная характеристика сельскохозяйственного предприятия...
1.1 Общие сведения о хозяйстве...
1.2 Состояние отрасли растениеводства
1.3 Краткая характеристика животноводства...
1.4 Эксплуатация машинно-тракторного парка...
2 Описание и расчет генерального плана фермы на 6000 голов...
2.1 Описание генплана...
2.2 Расчет структуры стада свиней...
2.3 Обоснование количества потребных животноводческих построек
2.4 Расчет потребности в воде...
2.5 Расчет суточной и годовой потребности в кормах
2.6 Потребная вместимость навозохранилища...
2.7 Обобщение технологических процессов и подбора объектов комплекса......
3 Механизация производственных процессов на свинокомплексе...
3.1 Механизация поения животных...
3.2 Механизация кормления......
3.3 Механизация навозоудаления
4 Разработка технологической схемы приготовления кормов...
4.1. Зоотехнические требования к технологии приготовления и раздачи кормов...
4.2 Технологический расчет основных и вспомогательных линий кормоприготовительного цеха...
5 Конструкторская часть...
5.1 Анализ существующих конструкций запарников
5.2 Техническое описание и принцип работы запарника ЗПК-4..........
5.3 Расчет шнека...
6. Расчет технико – экономических показателей
6.1 Актуальность проблемы...
6.2 Выбор вариантов ...
6.3 Расчет технологической карты...
6.4 Затраты на модернизацию запарника...
6.5 Расчет технико – экономических показателей...
6.5.1 Расчет затрат труда и производительности труда...
6.5.2 Расчет эксплуатационных затрат...
6.5.3 Расчет показателей эффективности капиталовложений...
6.5.4 Расчет натуральных показателей...
7 Охрана труда...
7.1 Анализ состояния охраны труда на ОАО «Лапичи»
7.2 Разработка мер безопасности при работе на свинокомплексе......
7.3 Обеспечение пожарной безопасности в ОАО «Лапичи».............
7.3.1 Противопожарные требования при устройстве и эксплуатации технологического и электротехнического оборудования складов хранения материальных ценностей...
Заключение...
Список используемых источников...






5.2 Техническое описание и принцип работы запарника ЗПК-4
ЗПК-4 – это запарник-смеситель который предназначен для запаривания кормосмеси. Состоит из рамы, на которой установлены мойка с вертикальным шнеком, запарный чан с выгрузным и мяльным транспортерами, а также электродвигателей с приводными устройствами водо - и пароподводящих систем. Принцип работы: продукт, поступающий в мойку, приводится в движение потоком воды, который создается вращением активатора. При трении клубней друг о друга отделяются загрязнения, которые вместе с камнями, отброшенными активатором, собираются в камнесборнике и периодически удаляются в канализационную систему через его люк.
Отмытый продукт захватывается вертикальным шнеком и ополаскивается водопроводной водой. Чистый картофель из шнека поступает на вращающийся распределительный диск и равномерно заполняет запарный чан. Заполнение прекращают по достижении продуктом уровня смотрового окна. Мойка может также отключаться автоматически устройством распределительного диска при полной загрузке запарника.
Включая при помощи вентиля на пароподводящем устройстве подачу пара, картофель запаривают в течение 15...20 мин, мосле чего включают на 5...7 мин мойку для выгрузки из нее в чан остатков продукта. Пар, выходя из коллектора через толщу продукта, конденсируется и стекает в конденсатоотвод, снабженный затвором. Пар, выходящий из конденсатоотвода, указывает на окончание запаривания; процесс продолжается 40...45 мин. После этого включают выгрузное и мяльное устройства. Шнек выгрузного устройства подает продукт под воздействие шести ножей, расположенных в начале мяльного шнека. Последний доводит картофель до пюреобразного состояния и выгружает готовый продукт из машины.
Недостатком конструкции запарника является залипание запаренного картофеля на стенках цилиндрической части выгрузного устройства. В конструкции запарника предусмотрено два шнека. Предлагается заменить один шнек на модернизированный с улучшенной конструкцией, с целью устранения залипания продукта. Шнек выполняется с дополнительными протирочными лопастями, устанавливаемые в межвитковое пространство шнека.
Дополнительные лопасти одним концом закреплены на ступице вала, на длине межвиткового пространства шнека, а другим свободным концом подходят непосредственно к цилиндрической части выгрузного устройства и заканчивается на некотором расстоянии от стенки корпуса шнека. Между свободным концом дополнительной лопасти и стенкой корпуса образуется технологический зазор, ограниченный по краям витками шнека. Дополнительная лопасть от места крепления к ступице вала до ее свободного конца выполнена в виде криволинейной поверхности, так, что в поперечном сечении выгрузного устройства между корпусом, витками шнека и концами дополнительной лопасти образуется криволинейный клиновидный канал. У канала размер входного отверстия значительно превышает размер выходного отверстия, которым является технологический зазор между свободным концом дополнительной лопасти и днищем. При таком выполнении уменьшается залипание пропаренной массы на стенках цилиндрической части.
Также предлагается с другой стороны шнека добить оси по краю витков шнека для уменьшения залипания картофельной массы, что также позволит избежать залипания продукта.
Данные конструктивные решения помогут увеличить производительность запарника.
5.3 Расчет шнека

Шаг винтовой линии шнека, м:
,        (5.1)
где ,
мм
Принимаем м
Ориентировочный диаметр вала шнека, м:
,     (5.2)
где – коэффициент трения, ( - угол трения), .
м
Примем диаметр вала шнека равным м, большее значение принимается исходя из технологических требований, для обеспечения процесса прессования.
Угол подъема винтовой линии шнека, град:
,    (5.3)

Принимаем .
Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении:
    (5.4)

Изгибающий момент в витке шнекам по внутреннему контуру, т.е. у вала, Нм/м:
   (5.5)
где – отношение диаметров шнека и вала,

Нм/м
Толщина витка шнека, м:
      (5.6)
где - допускаемое напряжение материала витка шнека при изгибе. Витки шнека будем изготавливать из стали 12Х18Н10Т, для которой .
м
Принимаем м
Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага, м2:
     (5.7)
м2
Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага, м2:
   (5.8)
где , - длины разверток винтовых линий, м:
,      (5.9)
      (5.10)
м
м
м2
Условие работы выполняется.
Крутящий момент на валу шнека, Нм:
,    (5.11)
где n – число рабочих витков шнека, n=7,
Нм
Осевое усилие, Н:
    (5.12)
Н
Эквивалентное напряжение по теории наибольших касательных напряжений, МПа:
     (5.13)
  – нормальное напряжение в опасном сечении вала шнека, МПа;
– касательное напряжение в опасном сечении вала шнека, МПа.
     (5.14)
где - площадь поперечного сечения вала шнека, м2
,      (5.25)
м2
МПа
     (5.16)
где – полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека, м3
      (5.17)
м3
МПа
МПа
Эквивалентное напряжение находится в пределах допускаемого напряжения для материала вала шнека, сталь 12Х18Н10Т.
Для изготовления шнека диаметром D с заданным диаметром вала d и шагом Н необходимо изготовить кольца с наружным диаметром D0, внутренним диаметром d0 и разомкнутыми на угол выреза 0 (рисунок 5.2).


Рисунок 5.2 – Кольцо-заготовка витка шнека
Длина шнека, м:
      (5.18)
м
Ширина винтовой поверхности, м
     (5.19)
м
Угол выреза в кольце-заготовке, α0, рад:
      (5.20)
рад
Наружный диаметр кольца, м:
     (5.21)
м
Внутренний диаметр кольца, м:
    (5.22)