Механизация уборки и утилизации навоза

              где, Lст- длина стойл; bдс- ширина канавы дельта- скреперной установки;

       bk- ширина кормушки; bкр- ширина прохода кормораздатчика. 

       2.Длина фермы для данного случая определяется по следующей формуле:

     

     

     L=100*Hст+bпр+Lто+Lтн+Lпп =100*1+4+3+3=111м 

     где, Нст- ширина стоил; bпр- ширина прохода; Lто- необходимая длина для технического оборудования; Lтн- длина прохода для выхода коров на пастбище.

      

     3. При толщине стен  bст=0,4 м

        Ширина корпуса фермы:

     Bc=B+2* bcт=13,5+2*0,4=14,6 м 

     Принимаем плиты ПК 74-15-8АтV-I

     Ширина  плиты- 2,2 м;

          Длина плиты-7,380м;

         Длина фермы:

     Lc=L+3*bст= 111+3*0,4=112,2м 

        Согласно ширине плиты действительная длина корпуса равна:

     Lcд=113,4 м 

     2.4.Технологический расчет средства удаления навоза 

              Очистка прохода от навоза происходит при использовании дельта- скрепера, имеющего автоматический режим управления. Процесс движения должен быть медленным, и препятствий для перемещений животных создавать не должен, вся система в целом и её отдельные составляющие элементы должны быть рассчитаны, в первую очередь из соображения безопасности животных и людей. Таким образом, на момент уборки прохода вероятность возникновения травм у животных должна быть сведена к минимуму.  Программа должна позволяет задать частоту очистки, количественные показатели проходов и другие параметры: оптимальные условия уборки – по одному разу в 2-3 часовой промежуток. При понижении температуры ниже запрограммированного уровня, должны срабатывать настройки автоматического изменения работы скрепера, и включаетсья непрерывный режим действия системы. Таким образом должен исключается функциональный сбой в технологическом процессе. При встрече дельта- скрепера с каким-нибудь препятствием программа автоматически его останавливает, затем предпринимает повторную попытку, и если дальнейший ход невозможен, то подаёт сигнал о неисправности.

               Навоз сдвигается по навозным проходам, расположенным вдоль всего комплекса, и перемещается к выгрузному транспортёру.

     

     Тип установки: стационарный, возвратно-поступательного действия

      
Длина контура: 200 м

      
Ширина захвата: 2,0 м 
Размер навозного канала (ширина х глубина): 2,0 х 0,20 м 
Скорость рабочего органа: 5 м/мин 
Количество обслуживаемого поголовья скота: 200 голов 

              Дельта скреперная установка представляет собой транспортер переменного действия. Фактическая подача транспортера, кг/с, 
 
 

     где Qcyт — суточный выход навоза от одного животного, кг; Т— общая продолжительность работы одной установки, с; т₀ — число животных, обслуживаемых одним транспортером. 

     Т = 2*Tr+4*Tпер =2*660+4*10=1360 с

     Tr = Lр/V=55*60/5=660 c

     Tr- рабочее время транспортёра 1 цикл;

     

          Tпер- время затрачиваемое на остановку и переключение направления движения(принимаем Т пер=10 с);

Lp- расстояние работы транспортёра при 1 цикле.

Теоретическая подача транспортёра, кг/c 

     2*0,2*0,083*850*0,55=15,52 кг/c 

     где — ширина канавки, м; — высота скребка, м; v — скорость движения транспортера, м/с; — плотность навоза, кг/м⁵; — обобщенный коэффициент 
 

       эффективности работы транспортера ( =0,5...0,6). 

              Продолжительность работы транспортера в течение суток определяется, с,

     6*T=6*1360=8160 c 

          Общее сопротивление, возникающее при перемещении навоза канавке, Н, 

     Р=Р1+Р2+Р3 

     Сопротивление от трения о дно канавки, Н, 

     Р1=G*f*g=521*0,85*9,81=4344 Н 

где G- масса навоза в канавках транспортёра (G=Qсут*50/6=521 кг);f- коэффициент трения покоя навоза о поверхность канавки( по металлической поверхности f=0,85); g- ускорение свободного падения.

            Боковое сопротивление от трения навоза о боковые стенки канавки, Н; 

Р2=Nб*f=1790*0,85=1521 Н 

где Nб- нормальная сила действующая на боковую стенку канавки, Н, 

Nб=(0,3…0,4) *g*G=0,35*521*9,81=1790 Н. 

     Сопротивление перемещению транспортёра на холостом ходу, Н, 

     Р3=(qт*L+Мс)*fпр*g=(3*235+200)*0,45*9,81=4000 Н 
 

где qт –масса 1 м транспортёра, кг; fпр- приведённый коэффициент трения (fпр= 0,4…0,5).

     Р=4344+1521+4000=9865 Н=9,87 кН 

     Согласно  условию каната на разрыв по ГОСТ 3062-80 принимаем основные параметры троса  

Таблица 2.3- Основные параметры каната согласно ГОСТ 3062- 80 

 
 

     2.5 Расчет привода  транспортёра  

     Определим основные параметры механической передачи транспортёра:     Диаметр  приводного колеса: R= 100 мм.

Скорость  дельта- скрепера:V= 0,083 м/мин. 

Длина окружности приводного колеса равна  

     L=2πR= 0,68 м 
 
 

Из этого  частота вращения на выходном валу редуктора равна  

N=V/L=0,083/0,68 =0,13  

Потребная мощность на валу приводного редуктора  равна  

Рм = М/W=987*0,82= 1200 Вт=1,2 кВт 

где, M- момент на валу(М=9865*0,10=986,5 Нм); W- угловая скорость.

W= 2πN=2*3,14*0,13=0,82 рад/с 

     3.Расчет конструктивных параметров устройства

     

     

     Рабочий орган дельта - скреперной установки представляет собой скребок. Причём на прямом ходу он должен соскребать навоз, а на обратном ходу должен обеспечивать минимум сопротивления  и должен волочить навоз, не создавая препятствий движению скота.   

     3.1 Расчет на прочность  лапы скрепера

Определим силы, действующие на лапу скрепера, все силы находятся в горизонтальной плоскости:

                      

        Рисунок 3.1-Схема сил действующих на лапу скрепера 

        Сумма моментов относительно точки А равно 0: 

  -F*a+ Q*c=0

b= 1 m; a=0,15 m; c=0,5 m

отсюда                                        F= Q*c/а=5*0,5/0,15=16,6 kH

где,                

Q=b*q=5 kH

            Из суммы сил относительно оси  у определим: 

  R=F-Q=16,6-5= 11,6 kH 

           Выполним проверку по сумме моментов относительно точки В:  

  Q*с- F*(в- а)+ R*в = 5*0,5 -16,6(1- 0,15)+11,6= 0 –условие равенства выполняется.

           Максимальный изгибающий момент в точке приложения силы F, определим момент в этой точке относительно точки А: 

М= F*а =16,6*0,15 =2,49 кН/м

           Условие прочности при изгибе для данного случая опишется следующей зависимостью: 

=

              Принимаем материал сталь Сталь 3 с пределом текучести , 

3.2 Расчет соединения корпуса с лапой 

Палец испытывает напряжение на срез, эта сила равна силе R =11,6 кН. 

D ≥ 1,13=1,13 =0,012 м

   
где D — диаметр стержня в месте стыка соединения в м; 
R — поперечная сила, смещающая соединяемые болтом детали в Н;  
t_ср — допускаемые напряжения на срез в Н/м².

  

  Таблица 3.2- Допустимое напряжение на срез стали  Ст.20

 

Принимаем диаметр пальца равным d= 12 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Экономическое  обоснование проекта  и конструкторской  разработки

            Экономическое обоснование проводим по упрощённой форме, определяем

Себестоимость 1 тонны навоза по выражению: 

=

 где, КР- средства на капитальный ремонт(КР=30т.руб); ТР- средства затрачиваемые на текущий ремонт(ТР=10т.руб); ОТ- оплата труда; Э- затраты на электроэнергию; НР- неопределённые расходы(принимаем НР=10 т.руб); ВП- валовая продукция, т.е. выход навоза от всего поголовья за 1 год (Вп=830т).

        Определим затраты на оплату труда из выражения:

ОТ=ЧТС*Дг*Тсм*к=51,9*365*8*1,8=272,8 т.руб

где , ЧТС- часовая тарифная ставка( у рабочего 8-го разряда ЧТС=51,9 руб), Дг- количество рабочих дней в году; Тсм- продолжительность смены; К- коэффициент учитывающий условия труда(К=1,8- для механизированных работ) .