close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Розд л 3

код для вставкиСкачать
3 УДОСКОНАЛЕННЯ КОРМОДРОБАРКИ КДУ-2
3.1 Огляд існуючих конструкцій
Дробарка ДКМ-5
Технологічний процес роботи дробарки ДКМ треба розглядати як двох етапний: при подрібненні зерна, або грубих кормів. В той же час подрібнення грубих кормів також поділяється на подрібнене в трав'яне борошно стеблових кормів, качанів кукурудзи або подрібнення стеблових і соковитих кормів на січку. Для всіх технологічних схем роботу дробарки можна розчленувати на наступні операції: завантаження сировини, подача на подрібнення, подрібнення, транспортування подрібненого матеріалу з дробильної камери, вивантажити готового продукту і скидання надлишку повітря через фільтр. Схема технологічного процесу представлена на рисунку 3.1. Природно, всі названі операції взаємозалежні і протікають в безперервному циклі.
Подрібнення зерна (рис.3.1). На цей технологічний процес припадає 60...70% завантаження від загального г обсягу роботи дробарки, оскільки зерно є одним з головних компонентів комбікорми та інших видів кормосумішей. Процес завантаження зернового бункера і подання його на подрібнення, як і у дробарки ДБ-5.
Подрібнення зерна відбувається шляхом взаємодії-вія з ротором, деками і решетом. Зернового бункера 10 в канал кришки 16 зерно потрапляє в зону попереднього подрібнення (гладка і зубчаста деки), звідки в подрібненому вигляді повітряним потоком, створюваним ротором 3 дробарки, виштовхується через отвори решета в за решітний простір. Інтенсивність повітряного потоку активізується за рахунок вихрової камери, встановленої в корпусі дробарки. Ступінь подрібнення регулюється заміною решета 5. Транспортування подрібненого зерна з дробильної камери здійснюється шнеком 1, який відбирає подрібнене зерно з за решітному простору і переміщує його в вивантажний шнек 2.
Вивантаження готового продукту в транспортні засоби проводиться выгрузным шнеком 2, який піднімає подрібнений матеріал на задану висоту і через рукав подає в транспортний засіб. Процес протікає аналогічно ДБ-5.
Скидання надлишку повітря відбувається через фільтр 8 аналогічно ДБ-5. Відрізняється ДКМ-5 наявністю пилоочисника 7 для попереднього очищення запиленого повітря від великих фракцій, а повітря, не пройшов через-фільтр, і частки матеріалу повертаються по каналу 15 в дробильну камеру
Рис. 3.1 Функціональні схеми дробарки ДКМ-5: А - зерно; Б - повітря; В - готовий продукт; Г - корм грубий.
1 - шнек дробарки; 2 - шнек вивантажний; 3 - ротор; 4 - дробильна камера; 5 - змінне решето; 6 - канал руху зони нарахованого повітря; 7 - пилеочисник; 8 - фільтр; 9 - заслінка зернового бункера; 10 - зерновий бункер; 11 - шнек завантажувальний; 12 - датчики верхнього і нижнього рівнів; 13 - магнітний сепаратор; 14 - регульована заслінка; 15 - канал повернення зерновий фракції; 16 - кришка приставна; 17 - деки.
Подрібнення грубих кормів протікає подібно подрібненню зерна, тільки в цьому процесі не бере участі приставна кришка з гладкою і рифленою деками: вона знята. Інші операції протікають, як і у випадку з зерном. Канал 9 повернення частинок, відокремлених від повітря, розширений (повернена заслінка 10), щоб виключити забивання каналу при подрібненні стеблових кормів.
"Волгарь 5"
Машина призначена для подрібнення всіх видів соковитих і грубих кормів: силосу, попередньо вимитих коренебульбоплодів , баштанних культур, будь-який зеленої маси, сіна, соломи.
Всі перераховані корму можна переробляти окремо, а також у різної суміші в залежності від потреби. В останньому випадку поряд з подрібненням відбувається змішування кормів. Подрібнювач "Волгарь-5" складається з корпусу, що подає транспортера, верхнього натискного транспортера, різального барабана, подрібнюбчого барабана з шнеком, заточної головки, редуктора і електродвигуна. На корпусі подрібнювача змонтовані всі вузли машини. У верхній його частині на петлях укріплена кришка, що закриває доступ до ріжучого барабану та шнека. В напрямні кришки встановлено заточного пристосування. До передньої частини корпусу чотирма болтами загвинчений транспортер, що подає. З лівого боку корпусу шарнірно встановлена кришка, що забезпечує вільний доступ до подрібнюючого апарату. Нижній і верхній натискний транспортери призначені для прийому і подачі матеріалу, що переробляється до ріжучого барабану. Кожен з них складається з рами, провідного і веденого валів, що обертаються на підшипниках ковзання. До ланцюгiв транспортера прикріплені металеві планки, що утворюють суцільне полотно. Ріжучий барабан служить для попереднього подрібнення кормів. На його трубчастий вал насаджені два диски, на яких укріплено шість спіральних ножів. Корпусу опор барабана змонтовані на рамі подрібнювача. Овальні отвори в куточках його рами дозволяють переміщати ріжучий барабан і таким чином змінювати зазор між його лезами та протирізальною пластиною пластиною. Зазор повинен бути 0,5-1,0 мм. Подрібнюючий барабан призначений для остаточного дроблення продукту і складається з вала з шнеком, який встановлений в підшипниках кочення. На консольної частини вала на шліцьовий втулці спірально розташовані рухомі ножі, які обертаються між нерухомими ножами, встановленими в планках корпусу. Зазор між рухомими та нерухомими ножами забезпечується розпірного кільцями. Він повинен бути дорівнює 0,1-0,5 мм. Заточний пристосування призначене для періодичної заточування ножів ріже і подрібнюючого барабанів, складається зі звареного корпусу, в якому розташовані дві заточувальні головки. Головка для заточування ножів різального барабана має обойму, в якій кріпиться заточувальний сегмент. Зворотно-поступальний рух сегмента і наждакової кола в корпусі здійснюється обертанням спеціального штурвала. Головка для заточування ножів подрібнюючого барабана складається з опори, в якій на шарикопідшипниках встановлений шпиндель. У верхній частині шпинделя закріплений шліфувальний круг, а в нижній поставлено фрикційне гумове кільце, яке передає обертання від шківа різального барабана на шліфувальний круг.
Рис 3.2. Технологічна схема подрібнювача "Волгарь-5":
1- живильний транспортер; 2- натискний транспортер; 3- протиоізальна пластина; 4- ніж первинного різання; 5- рама; 6- шнек; 7- ніж вторинного різання 8 - решето; 9 - вигрузний транспортер; 10 - двигун.
3.2 Обґрунтування важливості питання Завжди в усіх фермерських господарствах використовують різні машини та обладнання для того щоб полегшити працю людини, а також збільшити обсяги вироблення сільськогосподарської продукції, але через те що постійно змінюються вимоги до якості продукції та роботи самих машин їх необхідно удосконалювати інакше ці машини стають невигідні і їх ніхто не використовує. В даній роботі проводимо покращення універсальної дробарки КДУ - 2. Ця дробарка використовується для подрібнення концентрованих і стеблових кормів відповідно дробильним та ріжучим барабаном тому в удосконаленій машині спробуємо поєднати ці два барабани в один, що дасть нам зменшення металоємкості машини, а також за рахунок покращення технологічних параметрів збільшимо продуктивність та зменшимо кількість обслуговуючого персоналу до одного чоловіка що зменшить експлуатаційні витрати порівнюючи з дробаркою КДУ - 2 для її роботи необхідно два робочих. Тому я вважаю що після удосконалення дробарка стане більш економічно ефективною завдяки чому зменшиться її ціна що дасть змогу починаючим господарствам її придбати.
3.3 Призначення машини
Дробарка КДУ - 2 призначена для подрібнення різних видів кормів це концентровані, соковиті та стеблові(сіно, солома) . Ці операції дробарка виконує завдяки тому, що вона має два барабани ріжучий та дробильний. Ступінь подрібнення залежить від виду тварин та їх технологічної групи, на практиці в якості показника крупності використовують модуль помела який залежить від величини отворів решета він може бути середній та крупний помел при 4...2 мм для ВРХ та 0.2...1мм для свиней - тонкий помел. Дробарку можна використовувати в технологічних лініях, а саме це лінії для приготування комбікорму, або лінії для приготування кормо сумішей можливий варіант коли дробарка може використовуватися окремо. Машина працює в приміщенні де на неї не дії волога з навколишнього середовища під час роботи двигун працює під навантаженням. Безпосередньо робочі органи молотильного барабану піддаються діє великої сили інерції що супроводжується вібраціями при не якісному центруванні робочих органів можливе руйнування, також під час подрібнення вологих кормів в середині барабану може відбуватися процес кородування металу. Машина повинна забезпечувати задану продуктивність концентрованих кормів для КДУ-2 вона складає 2т/год відповідно ступень подрібнення залежить від того для якої групи тварин необхідно використовувати. Продуктивність повинна бути задана постійно і не повинна сама змінюватися. Двигун дробарки не повинен перегріватися для того щоб він не вийшов з ладу. Наявність цілих зернин не повинно перевищувати 0,3..0,5% . Необхідно щоб робочі органи дробарки забезпечували заданий модуль помелу бо це впливає на прирости тварин.
3.3.1 Технологічний процес машини
Подрібнювальний апарат для подрібнення концентрованих кормів складається з камери, що включає решета, деки і молотильний барабан. Над подрібнювальною камерою встановлений приймальний бункер для зерна, обладнаний магнітним сепаратором і поворотною заслінкою з руків'ям для регулювання завантаження дробарки. Подрібнювальний апарат для подрібнення соковитих кормів складається з різального барабана , який має три спіральні ножі, укріплених болтами на двох фігурних дисках, протирізальної пластини і двох транспортерів. Робочий процес дробарки КДУ-2 може бути організований за трьома схемами налаштування : подрібнення сипких зернових кормів; подрібнення кукурудзяних качанів і грубих кормів (сіно, солома); подрібнення соковитих кормів. Для подрібнення зерна в камеру дробарки вставляють решето і відключають різальний барабан, знімаючи з його шківа клинові ремені. Після того як зерно потрапило до барабану молотки які обертаються з швидкістю 71м/с розбивають зернини на менш дрібні частини. Кількість ударів молотка по зернині складає близько 50 разів. На внутрішній поверхні барабану є рифлена поверхня, яка дозволяє пришвидшити розбивання зернини. Після того коли зернина розбилася до потрібного розміру вона завдяки пневматичному каналу потрапляє до циклону в якому відбувається відділення подрібненого зерна і повітря. Технологічна схема цього процесу показана на рис. 3.3
При подрібненні грубих кормів шків різального барабана сполучають клинопасовою передачею з шківом електродвигуна. Грубі корма потрапляють до різальної камери де завдяки трьом ножам і протирізальній пластині відбувається різання із ковзанням, що значно зменшує енергозатрати. Після того коли відбулося пере різання маса потрапляє до дробильного барабану де остаточно подрібнюється.
Рис.3.3. Технологічна схема подрібнення концкормів:
1 - циклон, 2 - фільтрувальний рукав, 3 - віджимний транспортер, 4 - живильний транспортер, 5 - дробильний барабан, 6 - решето, 7 - шлюзовий затвір, 8 - вентилятор, 9 - різальний барабан, 10 - бункер, 11 - заслінка. Ступінь подрібнення регулюють змінними решетами діаметрами 4, 6, 8 и 10 мм.
Рис.3.4. Технологічна схема подрібнення грубих кормів:
1 - циклон; 2 - фільтрувальний рукав; 3 - віджимний транспортер; 4 - живильний транспортер; 5 - дробильний барабан; 6 - решето, 7 - шлюзовий затвір;8 - вентилятор; 9 - різальний барабан;10 - бункер; 11 - заслінка.
При подрібненні соковитих кормів з подрібнювальної камери виймають решето, коліно всмоктуючого трубопроводу, що сполучає патрубок подрібнювальної камери з вентилятором, знімають і встановлюють замість решіт викидну горловину і дефлектор. В цьому випадку пневмосистема розімкнена, і повітряний потік з подрібнювальної камери разом з подрібненим продуктом під великим тиском виходить через викидну горловину.
Рис.3.5. Технологічна схема подрібнення соковитих кормів:
1- бункер; 2 - заслінка; 3 - дробильний барабан; 4 - вентилятор; 5 - різальний барабан; 6 - притискний транспортер; 7 - живильний транспортер; 8 - викидна горловина.
3.3.2 Операції, які виконує машина
Дробарка КДУ - 2 це універсальна машина , яка може може подрібнювати різні види кормів тому перелік технологічних операцій слід виконувати у відповідності до тієї операції. яку виконує машина. При подрібненнізерна машина виконує такі технологічні операції , які приймаємо з рис 3.3.
* Завантаження зернового бункера
* подача зерна на подрібнення
* подрібнення матеріалу
* Транспортування подрібненого матеріалу
* Розподілення матеріалу на фракції (повітря та подрібнене зерно)
* Відправлення на доподрібнення того, що не подрібнилося
* вигрузка матеріалу.
Для визначення операцій під час подрібнення грубих кормів використовуємо Рис 3.4.
* Завантаження маси на подаючий транспортер
* ущільнення маси прижимним транспортером
* Процес різання маси в різальному барабані
* до подрібнення в дробильному барабані
* Транспортування подрібненого матеріалу
* Розподілення матеріалу на фракції (повітря та подрібнене зерно)
* вигрузка матеріалу Рис 3.5.
* Завантаження маси на подаючий транспортер
* ущільнення маси прижимним транспортером
* Процес різання маси в різальному барабані
* до подрібнення в дробильному барабані
* Вигрузка матеріалу.
3.4 Розробка варіанту удосконалення
3.4.1 Вибір прототипу при проектуванні
При аналізі технічних рішень було виявлено робочий механізм з виконання операції подрібнення, що задовольняє поставленим до неї вимогам. В подальшому у розробці удосконалення машини використовуємо саме цей робочий механізм. Робочий механізм складається з барабану в якому знаходиться ротор з шарнірно закріпленими молотками та між осей молотків закріплені три ножі, також до складу робочого механізму входить решето з ромбоподібними отворами, що дає змогу покращити перерізання грубих кормів тобто решето частково виконує функцію протирізальної пластини. Схема робочого механізму показана на рис 3.6.
Рис 3.6. Схема робочого механізму:
1 - корпус подрібнюю чого барабану; 2 - зерновий бункер; 3- вивантажувальна частина; 4 - решето; 5 - ротор на якому розміщені молотки і ножі; 6 - молотки; 7 - ножі; 8 - осі кріплення молотків; 9 - ромбоподібний отвір; 10 - протирізальна пластина.
3.4.2 Розробка робочого механізму
Після більш детального аналізу механізму, що був вибраний у відповідності до дробарки КДУ - 2 проводимо деякі уточнення щодо його конструктивних параметрів та при необхідності змінюємо їх:
1. Необхідно змінити конструкцію тому, що не можливо виконати подачу вологих і грубих кормів. Конструкцію змінимо таким чином, щоб можна було виконати подачу цих кормів. Вирішення цього питання зобразимо на рис.3.9.
2. В цьому механізмі використовуються ножі, які виконують пряме різання, що є досить енергозатратним. Необхідно розробити ножі, які виконують різання з ковзанням, щоб зменшити енергозатрати. Схему цих ножів зобразимо на рис.3.7
3. Ножі закріплені за допомогою шарнірних осей, що також збільшує витрати енергії. Ножі необхідно закріпити нерухомо, що показано на рис.3.7.
Рис.3.7. Схема ножа
4. При проектуванні подрібнюю чого барабану протирізальну пластину необхідно виконати так, щоб вона не приймала участь при подрібненні зерна тому, що буде виконуватися перетирання зерна об молоток і протирізальну пластину, що буде заважати розбиванню зерна. Тому виконаємо пластину яка може змінювати своє положення як показано на рис.3.8
Рис. 3.8. Схема протирізальної пластини: 1 - рукоятка за допомогою, якої можна змінювати положення; 2 - протирізальна пластина; 3 - рифлена дека. І - положення подрібнення зерна; ІІ - положення подрібнення соковитих та грубих кормів.
Після вирішення цих питань розробимо робочий механізм, який буде забезпечувати заданий процес різання та буде задовольняти ті вимоги, які ставилися при проектуванні цього робочого механізму. Принципову схему цього механізму зобразимо на рис.3.9.
Рис. 3.9. Схема удосконаленого робочого механізму:
1- зерновий бункер; 2 - ножі; 3,6 - різальний і дробильний барабан; 4 - корпус барабану; 5 - решето; 7 - натискний транспортер; 8 - протирізальна пластина; 9 - живильний транспортер; 10 - молоток; 11 - заслінка.
3.5 Розрахунок основних технологічних параметрів
Модернізацію проводимо різального барабану, саме тому необхідно визначити його продуктивність. Вона буде складатися з продуктивності завантаження та продуктивності подачі кормів до різального барабану. Удосконалення машини полягає в тому, що намагаємось зменшити розміри машин, та збільшити продуктивність.
Розрахунок основних технологічних параметрів в режимі роботи дробарки за рекомендаціями[5]:
Руйнівну швидкість молотків барабану визначають за виразом:
(3.1)
Де: kд - коефіцієнт динамічності, який зв'язує швидкість руху молотків з міцністю матеріалу, який подрібнюють. Для ячменю kд = 1,6-2,0.
Частота обертання барабану дорівнює:
(3.2)
Де: vм - лінійна швидкість переміщення молотків, м/с D - діаметр барабану приймаємо 0,45м. Для гарантованого подрібнення матеріалу приймають: (3.3)
βш - коефіцієнт швидкості шару продукту, βш = 0,4-0,5.
Знайдемо руйнівну швидкість молотків за формулою (3.1):
Знаходимо лінійну швидкість переміщення молотків за виразом :(3.2)
Знаходимо частоту обертання барабану за формулою: (3.3)
Знаходимо основні параметри барабана. Вони визначаються із залежності питомого навантаження барабана від продуктивності за рекомендаціями [6]: (3.4) Де: q - питоме навантаження. У існуючих дробарках приймається q = 2...3 кг/с ∙ м2 при швидкостях молотків 45...55 м/с (перший тип) і 3...6 кг/с∙м2 при швидкостях 70...80 м/с (другий тип)за рекомендаціями [6]. Діаметр барабана приймаємо D=0,48м тоді за залежністю:
(3.5) Де: К - коефіцієнт раціонального співвідношення лінійних параметрів барабана, для КДУ-2 К = 1,09-1,9. Знаходимо довжину барабану: Знаючи D,L та q - питоме навантаження, приймаємо 3,5 кг/с · м2 так як швидкість молотків складає 72,49 м/с можемо визначити продуктивність машини: (3.6)
Де: Q - продуктивність т/год, q - питоме навантаження, D;L - відповідно діаметр і довжина барабану м.
Розрахунок основних технологічних параметрів в режимі роботи подрібнювача стеблових кормів за рекомендаціями [6].
Визначаємо максимальну товщину шару , що подається в барабан, за формулою: (3.7)
Де: D - діаметр барабану.
Частоту обертання барабана під час подрібнення стеблових кормів приймаємо n=750об/хв. Знаходимо колову швидкість барабана: (3.8)
Де: D - діаметр барабану, n=750об/хв. частота обертання.
Швидкість подачі шару матеріалу в апарат первинного різання визначаємо за формулою: (3.9) Де: V тр - швидкість натискного транспортера, м/с (V тр = 0,3 м/с); η - коефіцієнт пробуксовування стебел (η = 0,9...0,85). Визначаємо розрахункову довжину різання подаваного шару за формулою: (3.10)
де: n - частота обертання об/хв; z - кількість ножів.
Визначаємо ефективність барабанного подрібнювача за формулою:
(3.11)
де: amax - максимальна товщина шару,м; β - коефіцієнт, що враховує зниження пропускної здатності барабанного подрібнювача через недосконалість живлення апарату (β = 0,5...0,7); Lp - розрахункова довжина різання подаваного шару маси,м; γ0 - об'ємна маса, ущільнена подаючим апаратом, (γ0 - приймають для соломи - 54...100 кг/м 3 ; для сіна - 106 кг/м3 ; силосу - 405 кг/м3 ; зеленої маси - 234 кг/м3); B - ширина барабана,м; z - число ножів; n - частота обертання, об\хв.
В режимі роботи дробарки завдяки тому,що збільшили питоме навантаження з 3.2 до 3.5 кг/с ∙м2 збільшилася продуктивність на 8,55% і складає 2.177т/год, при цьому розміри дробильного барабана залишилися не змінними D=0,48м L=0,36м.
3.6 Розрахунок потужності приводу робочих органів
Розраховуємо потужність приводу в режимі роботи дробарки за рекомендаціями [6]:
Необхідна потужність приводу розраховується за формулою: (3.12)
Вона залежить від питомої роботи на подрібнення (Ап) та секундної продуктивності q. У свою чергу Ап залежить від ступеню подрібнення λ. Спр - коефіцієнт пропорційності, Спр= 1,17-1,23; Сv, Cs - дослідні коефіцієнти пропорційності, кДж/кг. Сv=8,5; Cs=7,5; q - секундна продуктивність, кг/с q=0.60кг/с.
Загальна потужність на привід:
(3.13)
де: Nв - потужність, яка йде на створення циркуляції матеріалу в камері, кВт;
Nхх - потужність, яка витрачається на роботу холостого ходу дробарки, кВт.
(3.14)
Розраховуємо потужність приводу в режимі роботи подрібнювача стеблових кормів за рекомендаціями [7]:
Для того, щоб знайти потужність приводу в режимі роботи подрібнювача стеблових кормів необхідно знати такі параметри (формули приймаємо за рекомендаціями[7]: 1- питомий тиск q, Н/м, 2- крутний момент Мкр, н·м.
Знаходимо питомий тиск: q = (0,7...0,75)∙q0 , Н/м. (3.15)
Де: q0 - нормальне питомий тиск, Н/м (q0 - приймають для соломи - (5...12) ⋅ 103 H/ м, для трави - (4...8) ⋅ 103 H/м.
Знаходимо значення момента різання:
(3.16)
Де: ∆S - активна довжина, м; q - питомий тиск, Н/ м, D - діаметр барабану,м.
Знаходимо крутний момент на валу барабана:
(3.17)
Де: Мпод - момент обумовлений опором механізму подачі він складає 3.1% від моменту різання, Мхх - момент от опору холостого хода 3,5% від моменту різання.
Знаходимо потужність приводу робочих органів:
(3.18)
Де: ω - кутова швидкість.
(3.19)
Потужність приводу робочих органів дробарки 28.18 кВт,та подрібнювача стеблових кормів 25.29 кВт відповідно. Це означає що двигун буде працювати практично під однаковим навантаженням під час виконання різних технологічних операцій і матиме однаковий ККД.
3.6.1 Кінематична схема дробарки
Рис.3.10. Кінематична схема машини
1 - двигун;2 - шків; 3 - дробильний барабан;4 - живильний транспортер;5 - притискний транспортер;6 - редуктор;7 - черв'ячний редуктор;8 - шлюзовий затвор;9 - зірочка;10 - шестерня.
3.6.2 Вибір двигуна
Вибір двигуна є важливою складовою тому,що при правильному вибору потужності буде залежати навантаження на двигун, якість подрібнення та довговічність роботи двигуна. На привід барабану під час подрібнення концентрованих кормів необхідна потужність , а на привід під час подрібнення стеблових кормів . Вибираємо більшу потужність і проводимо подальші розрахунки. Знаходимо ККД клинопасової передачі ή=0.95 Визначення необхідної потужності двигуна за формулою: (3.20)
Де: ККД клинопасової передачі ή=0.95,Npo - потужність для приводу робочих органів. Приймаємо двигун, який повинен мати потужність більшу ніж розрахункова. Повинна виконуватися наступна умова (3.21): [9]
(3.21)
Вибираємо двигун за рекомендаціями [7]: марка -АИР 180 М4; потужність - 30кВт;
частота обертання -1500об/хв;
ККД - 92%.
Двигун асинхронний з короткозамкненим ротором.
Умова виконується.
3.7 Кінематичний розрахунок машини
Одним із важливих параметрів машини є кінематичні параметри, тому що від них буде залежати якість роботи машини, а також довговічність робочих органів і машини в цілому. Для якісної роботи подрібнювача стеблових кормів необхідно щоб частота обертання барабана відповідала розрахунковій. В даному випадку щоб забезпечити задану частоту обертання необхідно правильно підібрати передаточне число клинопасової передачі. Розрахунок клинопасової передачі [8] для роботи подрібнювача стеблових кормів необхідно зменшити частоту обертання в 2 рази з 1500об/хв. до 750об/хв.
ω1 D2
ω2
D1
aw ω2
Рис.3.11. Розрахункова схема кінематичної пари:
Де: D1 D2 - діаметр малого і великого шківа; aw - міжосьова відстань; ω1, ω2 - кутова швидкість ведучого і веденого шківа.
Розрахунки проводимо за рекомендаціями [8].
Знаходимо крутний момент на валу двигуна за формулою:
(3.22)
де Nдв - потужність двигуна, кВт ω - кутова швидкість рад/с.
(3.23)
n=1500об/хв.
Знаходимо діаметр меншого шківа:
(3.24)
Діаметр шківа приймаємо за рекомендаціями [8] Шків 5А4180 ГОСТ20889 - 88
Знаходимо діаметр більшого шківа: (3.24)
де Ір - передаточне число, Ір=2; ε =0.015.
Діаметр шківа приймаємо за рекомендаціями [8] Шків 5А4360 ГОСТ20889 - 88
Уточняємо передаточне число:
(3.25)
Визначаємо міжосьову відстань:
(3.26)
Розрахункова довжина паса:
(3.27)
Довжину паса приймаємо за рекомендаціями [8] зі стандартного ряду ПАС УА 2500 ГОСТ1284.1
Точне значення міжосьової відстані з врахуванням стандартної довжини паса:
(3.28)
Розрахунок швидкості паса:
(3.29)
Де: ω - кутова швидкість; d1 - діаметр вала.
Визначаємо кут обхвату α1меншого шківа:
(3.30)
Визначаємо максимальну допустиму потужність [Р], що передається одним пасом:
(3.31) Де: Сα - коефіцієнт, що враховує кут обхвату меншого шківа(0.9628); Сl - коефіцієнт фактичної довжини паса (0.90); Ср - коефіцієнт, що враховує режим роботи передачі(0.90); Сz - коефіцієнт кількості пасів (0.95).
Визначаємо число пасів z:
(3.32)
Де: Nдв - тотужність двигуна,кВт [P] - потужність, що передається одним пасом кВт. Для роботи подрібнювача з частотою обертання n=750об/хв. необхідно встановити шківи на валу двигуна 180мм, а на валу барабана 360мм таким чином забезпечимо зменшення частоти обертання.
3.8 Розрахунок деталей машин на міцність
Однією з основних деталей дробарки є вал на якому знаходиться барабан, так як він піддається дії скручуваного моменту. Тому необхідно виконати розрахунки вала на кручення.
3.8.1 Розрахунок вала на кручення [8].
Знаходимо крутний момент який передається валом двигуна. Так як дробарка працюватиме при частоті обертання 750об/хв. і 3000об/хв. то необхідно вибрати ту частоту при якій крутний момент буде більший.
(3.33)
Де: Nдв - потужність двигуна, кВт ω - кутова швидкість рад/с.
(3.34)
Так як крутний момент при частоті обертання 750об/хв. складає 382.1н∙м це більше ніж при частоті обертання 3000об/хв.= 95.5н∙м тому для подальших розрахунків приймаємо Ткр=382.н∙м.
Знаходимо момент який необхідний для різання стеблових кормів. Цей момент повинен бути менший ніж крутний момент для того щоб відбувався процес різання. Момент різання буде протидіяти крутному моменту тобто буде направлений в протилежну сторону від крутного моменту.
(3.35)
Де: ∆S - активна довжина,м; q - питомий тиск, Н/ м; D - діаметр барабану,м.
На рис.3.11 накреслимо вал та покажемо сили які на нього діють.
Рис.3.12. Розрахункова схема вала
Знайдемо крутні моменти , які діють на ділянці вала І і ІІ.
(3.36)
(3.37)
Знаючи моменти на ділянках І і ІІ ,будуємо епюру крутних моментів і зобразимо іі на рис. (3.13).
Рис. 3.13. Епюра крутних моментів
Значення допустимого дотичного напруження τ при крученні визначаємо за формулою (3.38) . (3.38)
Де: σ - границя міцності для Ст30 σ=360...460МПа; к - кооф. запасу міцності приймаємо за рекомендаціями [8].
Обчислюємо значення діаметру валу на ділянці І та ІІ знаючи максимальний крутний момент з епюри крутних моментів рис.3.13.
(3.39)
Де: Тмах - максимальний крутний момент. Що діє на вал на відповідній ділянці; ТІмах=382,1Нм ТІімах=79.7Нм;[τ] - допустимі дотичні напруження .
При розробці вала з конструктивних міркувань приймаємо d1=0.04м; d2=0.06м.
Після того коли прийняли діаметр валу необхідно виконати перевірочний розрахунок за умовою міцності:
(3.40)
Де: τмах - максимальні дотичні напруження;[τ] - допустимі дотичні напруження.
(3.41)
Підставляючи отримані значення в формулу (3.40) бачимо, що умова виконується.
Після розрахунків та перевірочних розрахунків було отримано значення діаметра валу d1=40мм; d2=60мм матеріал для виготовлення вала Ст30 за рекомендаціями [9].
3.9 Опис роботи розробленої машини
Робочий процес: машина може подрібнювати концентровані , вологі та грубі корма. Для того щоб почати роботу необхідно вибрати тип корму і провести наступні налаштування:
При подрібненні грубих та вологих кормів необхідно закрити заслінку 8 бункера 10 . Для того щоб подрібнення було якісне і менш енергозатратне необхідно зменшити частоту обертання вала барабана до 750об/хв., це регулювання здійснюється за допомогою перестановки ременів клинопасової передачі. Їх необхідно встановити на шків діаметром180мм вала двигуна, а на вал барабана 360мм. Для того ,щоб здійснити перестановку треба послабити гвинти кріплення і перемістити двигун по салаках після перестановки необхідно виконати знову натяг ременів.
На панелі приладів переключити напрямок обертання вала двигуна за годинниковою стрілкою, а при подрібненні зерна напрямок обертання вала проти годинникової стрілки .
Рис.3.13 Технологічна схема роботи нової машини:
фільтрувальний рукав - 1, притискний транспортер - 2, живильний транспортер - 3, циклон - 4, вентилятор - 5, шлюзовий затвор - 6, викидні горловини - 7, заслінки - 8,9 бункер - 10, молотки - 11, ножі - 12, подрібнюючий барабан - 13, решето - 14, заслінка - 15.
Таким чином забезпечуємо якісне подрібнення грубих кормів та ріжуча кромка ножа не буде приймати участь при подрібненні концентрованих кормів, завдяки чому вона не буде затуплятися. При подрібненні вологих кормів необхідно відключити вентилятор 5 вийняти решето14 та встановити викидну горловину.
При подрібненні концентрованих кормів відкривають заслінку 8 , заслінку 9 закривають а протирізальну пластину 2 (рис.3.14) піднімають і ставляють в положення ІІ , а при подрібненні грубих кормів в положення І
Рис.3.14. Схема протирізальної пластини:
1 - рукоятко для регулювання положення, 2 - протирізальна пластина, 3 - рифлена дека.
Протирізальна пластина 2 має рифлену деку 3 ,що дає змогу додатково розбивати зерно. Також збільшується зазор між ножем 12 та протирізальною пластиною 2, що не призводить до перетирання зерна об протирізальну пластину 2 та ніж 12. На валу двигуна ремені встановити на шків діаметром 360мм, а на вал барабана 180мм. Після виконання всіх налаштувань можна починати роботу.
3.10 Висновки
В даному розділі розроблену нову конструкцію робочого органу універсальної дробарки, проведено розрахунки технологічних параметрів в результатв, яких виявлено те, що машина матиме більшу продуктивність в порівнянні з базовою тобто при подрібненні концентрованих кормів продуктивність збільшилася на 200кг, що є досить не погано. При подрібнені грубих кормів продуктивність також збільшилася і склала 2,2т/год при подрібненні сіна та 5,6т/год при подрібненні зеленої масси. Після вдосконалення на машині потрібен тільки один оператор, що говорить про спрощення конструкції. В цьому розділі приведено також опис та налаштування перед роботою дробарки. В заключенні можна сказати, що дробарка є кращою ніж базова модель і має ряд переваг. Загальний вид вдосконаленої машин изображений на листі графічної частини.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
13
Размер файла
2 196 Кб
Теги
розд
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа