Реконструкция линии уборки и утилизации навоза на откормочном свиноводческом комплексе КСУП “Белёв” Житковичского района с модернизацией погружного насоса АПН 6-300 (дипломный проект)

Дипломный проект


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...
1 ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА
1.1 Общие сведения о хозяйстве
1.2 Характеристика растениеводства...
1.3 Характеристика животноводства
1.4 Краткая характеристика машинно-тракторного парка...
1.5 Перспективный план развития животноводства...
2 РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ ГЕНПЛАНА МТФ НА 600 ГОЛОВ
2.1 Обоснование системы содержания и структуры поголовья...
2.2 Расчёт площадок для выгула животных
2.3 Расчет потребности в воде...
2.4 Расчет суточной и годовой потребности в кормах......
2.5 Расчёт вместимости навозохранилища
2.6 Расчёт потребности в подстилочном материале......
2.7 Выбор основных и вспомогательных зданий и сооружений .
3 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ
РАЦИОНАЛЬНОЙ ЛИНИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ
3.1 Зоотехническеи требования к подготовке кормов к скармливаниванию......
3.2 Краткий анализ существующих схем приготовления кормов
3.3 Разработка технологической схемы приготовления кормов...
3.4 Технологический расчет линии приготовления кормов
4 МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА
ФЕРМЕ
4.1 Механизация водоснабжения и поения...
4.2 Механизация удаления навоза
4.3 Механизация обеспечения микроклимата
4.4 Доение и первичная обработка моло-ка...
5 МОДЕРНИЗАЦИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ СМЕСИТЕЛЯ
РАЗДАТЧИКА КОРМОВ
5.1 Обоснование и техническое описание ИСРК-14В
и принцип работы
5.2 Расчёт вала на прочность
5.3 Расчет сварочного шва
5.4 Расчет болтового соединения на смятие и срез
6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
6.1 Анализ состояния охраны труда в СПК Рассвет-Мыто и
мероприятия по его улучше-нию................................................
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации кормораздатчика на животноводческих фермах
6.3 Мероприятия по созданию здоровых и безопасных условийтруда, обеспечению безопасных методов работ при эксплуатации
кормораздатчика
6.4 Инженерные мероприятия по обеспечению взрыво- и
пожаробезопасности охраны на животноводческих фермах...
6.5 Мероприятия по обеспечению безопастноости в черезвычайных и экологически неблагоприятных ситуациях
7. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .
ПРИЛОЖЕНИЯ





4.Общая характеристика АПН 6 -300
4.1. Устройства и схема АПН 6-300
Агрегат перекачки навоза АПН6-300 с измельчающим механизмом и длинным валом перекачивает навоз по трубопроводу в навозохранилища и загружает навоз в транспортные средства, или перемешивает густой навоз в приемнике-накопителе или в сточном лотке, как показано на схеме.
Агрегат АПН6-300 для перекачивания или перемешивания навоза с измельчающим механизмом и длинным валом с использованием дополнительного оборудования может удовлетворить любые Ваши требования.
Разработан типоразмерный ряд агрегатов перекачки навоза для глубины погружения (глубины резервуара) от 2 до 5 метров с кратностью 0,25м и производительностью от 100 до 300 м3/ч при 5-ти метровой высоте нагнетания. Агрегат предлагается с напорной трубой 5 и 6 дюймов с мощностью электропривода 7,5, 11, 15, 18,5 и 22 кВт. Агрегат АПН обрабатывает и перекачивает навоз с приемников – накопителей в навозохранилища на расстоянии 150...450 м с поднятием до 10 м.

Основные технические характеристики агрегата АПН6-300-3,75
Внутренний диаметр напорной трубы, дюймы/мм     6/150
Производительность при 5-ти метровой глубине погружения, м3/ч  300
Глубина погружения агрегата, м        3,75
Скорость перемешивания, л/мин        10000
Мощность электродвигателя, кВт       22
Число оборотов вала в минуту        1465
Потребление электроэнергии при максимальной величине подачи, А  42,5
Масса агрегата, кг          495
Высота агрегата в сборе, мм        4985


Агрегат является очень надежным в работе и легко эксплуатируется, а конструкция делает его простым в обслуживании. При работе агрегата основную нагрузку воспринимает вал привода насоса, и он имеет две крайние опоры: металлический упорный подшипник сверху и резиновую опору снизу. При этом металлический упорный подшипник имеет большой запас прочности, а резиновая опора может быть заменена без демонтажа насоса. Для удобства эксплуатации предусмотрено реверсивное движение вала привода насоса.
Конструктивно агрегат предназначен для выполнения функций: измельчения, перекачивания и перемешивания, что является существенным преимуществом перед конструкциями, которые могут выполнять только одну определенную функцию.
Сборочные единицы, детали агрегата и дополнительное оборудование устойчивы к коррозии, т.к. поставляются оцинкованными или окрашенными двумя слоями краски.
В состав агрегата входит насос с измельчающим механизмом и электродвигатель 20. Основными рабочими узлами насоса являются: вал привода насоса 1, на котором установлено рабочее колесо с захватывающим шнеком; корпус насоса 2 с ножом 2.1 для самоочистки насоса и клапаном 2.2 для переключения на режимы «Перемешивание» или «Перекачивание»; напорная труба 3 для перекачки навоза; фиксированного колена 4 для перемешивания навоза и штока соединительного 5. Для измельчения навоза на корпус насоса устанавливается плита режущая 6, которая имеет заостренные пазы. Вал привода насоса соединен муфтой 7 с валом электродвигателя. Нижний конец вала привода насоса вращается в опоре резиновой 8, установленной в корпусе насоса. Верхний конец вала вращается в металлическом двурядном сферическом подшипнике с разрезной втулкой 9, установленном в корпусе подшипника 10. Промежуточная часть вала вращается во втулках 11 с текстолитовыми вставками 12. Втулки вмонтированы в покрывающую трубу 13. Количество втулок зависит от длины вала. При необходимости подсоединения гибкого рукава ПВХ 14 для перекачки навоза применятся колено 15, которое крепится к трубе напорной 3. Рукав зажимается хомутом усиленным 16.
Для фиксации агрегата на дне приемника - накопителя применяется опора агрегата 17, которая крепится на корпусе насоса. Для установки в вертикальном положении агрегат надежно монтируется с помощью напольных пластин 18 и 19. Вес электродвигателя воспринимает опора 3.1, которая относится к трубе напорной 3.
Направление вращения вала привода насоса - правое (по часовой стрелке). В процессе работы через соединительный шток клапаном выводятся режимы «Перекачивание» или «Перемешивание». В режиме «Перекачивание» жидкость движется по напорной трубе в навозохранилище или в транспортное средство. В режиме «Перемешивание» жидкость через входное отверстие корпуса насоса колесом лопастным перекачивается через фиксированное колено обратно в приемник - накопитель.
Агрегаты АПН 6-300 эксплуатируются на свинокомплексе СПК «Большевик-Агро» Солигорского района, на комплексах крупного рогатого скота СПК «Им. Кутузова» Новогрудского и СПК «Беличи» Слуцкого районов.























































































4.2.Конструкторский рассчёт для АПН 6-300 .

4.2.1 Рассчёт болтового соединения.


Расчет болтового соединения на смятие и срез.







Проверим болт диаметром d=12 мм на смятие и срез при действии на него силы F.
0.333*146*103 Н
где
Q - усилие действующее на вал.
d1 - внутренний диаметр.
Km - коэффициент неравномерности нагрузки по винтам резьбы с учетом пластических деформаций.
d1 =8.376
Km =0.75
, мм
где
H - длина свинчивания.
В качестве материала выбираем сталь 4 у которой T =260 H/мм2.
тогда
0.3*260 = 78
0.8*260 = 208
1 смятие.


где
p – шаг ( р=1.5 )
z – число витков на длине свинчивания.
2 срез.
для винта:

для гайки:

где
к – коэффициент , учитывающий тип резьбы. ( к=0.87 )
Из расчетов видно, что взятый болт диаметром d=10 мм способен выдержать усилие F без среза и смятия.







4.2.2. Рассчёт сварного соединения.


Прочность стыковых швов определяется нормальными напряжениями в наименьшем сечении соединения. Разрушение стыковых соединений происходит, как правило, по шву или в зоне термического влияния. Поэтому расчет выполняется по размерам детали в этой зоне, а снижение прочности металла учитывается при назначении допускаемых напряжений.
Для определения прочности сварного соединения лопатки с ротором разбрасывателя воспользуемся формулой [12]:
(2.11)
где F – сила, действующая на лопатку, в данном случае на нижнюю лопатку действует сила тяжести, Н;
 А – площадь сечения элементов соединения, мм;
 δ – толщина соединяемых элементов, мм (20 мм);
 l – длинна шва, мм (150 мм);
 [σ’] – допустимое напряжение на растяжение или сжатие для сварного шва, Н/мм2.
 Сил действующая на лопатку находиться из уравнения:
      (2.12)
где g – ускорение свободного падения, м/с2;
m – вес удобрений, который давит на лопатку высотой в 0,3 м, кг:
      (2.13)
где  ρН – плотность удобрения, кг/м3 (для навоза КРС ρН=800 кг/м3);
 VН – объем удобрений, который давит на лопатку, м3;

где А1 – площадь лопатки в горизонтальном сечении, м2 (согласно вычислением площади она равна 0,027 м2);
 H – высота удобрений, которые давят на лопатку разбрасывателя, м.

Тогда сила действующая на лопатку ротора разбрасывателя находим из уравнения (2.12)

Для определения прочности сварного соединения лопатки с ротором разбрасывателя воспользуемся формулой (2.11):

Из расчета видно, что сварное соединение является прочным и надежным, так как напряжение в сварном шве гораздо ниже допустимого напряжения.









4.2.3. Расчёт вала.
Далее рассчитываем на прочность вал. В предварительном расчете, определяем диаметр вала из условия прочности на кручение по формуле при пониженных допускаемых напряжениях [11]
     (4.1)
где Т – крутящий момент, Н·мм,

 N – передаваемая мощность, кВт;
 n – частота вращения вала, мин-1;
 [τ] – допускаемое условное напряжение при кручении, Н/мм2.
 Крутящий момент равен

При расчете диаметра входных и выходных концов валов [11] при кручении допускаемое условное напряжение [τ] принимаем 20 Н/мм2, тогда подставив в формулу (4.1) рассчитаем диаметр вала

Округляем полученный диаметр до ближайшего стандартного значения d=42 мм.
После предварительного расчета составляем расчетную схему, где вал рассматривается как балка воспринимающая крутящий момент, лежащая на шарнирных опорах (риc. 4.1).

Рисунок 4.1 – Расчетная схема вала.
Крутящий момент Мк в сечении вала числено, равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов. Рассмотрим данный вал, нагруженный скручивающим моментом Т=295,9 кНмм.
Воспользуемся методом сечений. Для этого рассечем вал на участки (рис. 4.1). Отбросим правую отсеченную часть и заменим ее крутящим моментом Мк.
Из уравнения равновесия отсеченной части найдем величину крутящего момента Мк, возникающего в сечении.
Для участка 1:

Для участка 2:

Для наглядного представления о величине крутящих моментов и характере их распределения по длине вала построим эпюры этих моментов.

Рисунок 4.2 – Эпюра крутящих моментов.
Из построения эпюр крутящих моментов, видно что I участок является наиболее опасным, поэтому для него рассчитываем эквивалентный момент (по теории наибольших касательных напряжений):
 
Для опасного сечения вала (участок I) определяем диаметр

Округляем полученный диаметр вала на опасном участке до ближайшего стандартного значения d=70 мм.
Прочность стыковых швов определяется нормальными напряжениями в наименьшем сечении соединения. Разрушение стыковых соединений происходит, как правило, по шву или в зоне термического влияния. Поэтому расчет выполняется по размерам детали в этой зоне, а снижение прочности металла учитывается при назначении допускаемых напряжений.