Актуальність необхідності удосконалення технологічного процесу роздавання корму

               k – коефіцієнт, що враховує вплив кута нахилу шнека; k =0,3…1,0; приймаємо k =1,0;

               k – коефіцієнт, що враховує відставання середньої осьової швидкості продукту від окружної швидкості шнека; k =0,9…0,6; k =0,7для тихохідного шнека;

      k_v – коефіцієнт використання міжвиткового об’єму; k_v=0,2…0,9; приймаємо k_v=0,8.

                                         .

      Тоді

      

с^-1. 

      6  Кінематичний розрахунок  кормороздавача 

      Привод  робочих органів машини здійснюється від вала відбору потужності трактора з обертами n=535 хв^-1.

      Далі  крутний момент через запобіжну  муфту передається на конічний редуктор. Через проміжний вал крутний момент передається на блок бітерів. На вал крайнього бітера через конічну передачу встановлений кривошип, що через шток впливає на храпове колесо. Храпове колесо жорстко посаджене на вал привода поздовжнього транспортера, що у свою чергу надає рух поздовжньому транспортеру. Привод поперечного транспортера здійснюється від зірочки, що знаходиться на приводному валі конічного редуктора. Зірочка змінна, з кількістю зубів z₄=12, z₄^/=9.

      Знаючи  швидкість поперечного транспортера, визначимо оберти вала поперечного транспортера:

       , хв^-1;     (6.1)

      де  – діаметр вала поздовжнього транспортера, м;

              – швидкість переміщення  поздовжнього транспортера, м/с;  = 0,359 м/с.

      

 хв^-1.

            Визначимо частоту  обертання проміжного вала:

       , хв^-1;     (6.2)

      де  – оберти поперечного вала, хв^-1;

              – передаточне число редуктора.

      

 хв^-1.

            Визначаємо частоту  обертання бітерів по формулі:

       , хв^-1;     (6.3)

      де  – передаточне число привода бітерів.

      

 хв^-1.

            Кінематична схема  проектованого кормороздавача представлена в графічній частині.

      7  Енергетичний розрахунок

 

      Визначимо потужність, необхідну для привода  кормороздавача:

        кВт,   (7.1)

      де N₁ – потужність, затрачувана на привод бітерів, кВт; N₁ 7 кВт, [10];

           N₂ – потужність, затрачувана на привод подавального транспортера, кВт; N 2,0 кВт, [10];

       N₃ – потужність, затрачувана на привод вивантажувального транспортера, кВт;

       , кВт,    (7.2)

      де    – осьова швидкість корму, м/с;

       , м/с, (7.3)

      де S – крок витка, м;

      n – частота обертання шнека,  хв^-1

      

 м/с,

      G – маса корму в шнеці, кг; G =15 кг;

        – кут підйому гвинтової  лінії;  =

      f – коефіцієнт тертя корму в  шнеці; f=0,16 [10].

      

 кВт.

            Оскільки в кормороздавачі два шнеки, то N₃ = 0,02 кВт.

      N₄ – потужність, затрачувана на привод барабанного дозатора, кВт:

        кВт,                                    (7.4)

      де К_з – коефіцієнт запасу потужності (К_з=1-1,3);

      М - крутний момент на валі дозатора, Нм;

      n – частота обертання барабана, с^-1;

              – ККД приводного механізму  (приймаємо  =0,8).

            Крутний момент на валі циліндричного барабана визначаємо по формулі:

        Н×м ,                             (7.5)

      де  G – сила тиску насипного матеріалу на барабан, Н;

            G₀ – маса барабана, кг, (G₀=96 кг);

             Д_е – діаметр цапф барабана, м (Д_е=0,18 м);

              К_оп – коефіцієнт опору в цапфах (К_оп=2,5).

            Для вала циліндричного  барабана приймаємо підшипники кочення. Силу тиску матеріалу на барабан G знаходимо по формулі:

                                                      Н,                                         (3.19)

      де h – висота корму над барабаном, м (h=1,6 м);

      r – об'ємна маса корму, кг/м³; для ущільненого концентрованого корму приймаємо r=1200 кг/м³;

            g – прискорення  вільного падіння, g = 9,81 м/с²;

             F_в.в – площа вивантажувального вікна, м² (F_в.в = 0,05 м²).

      

(Н).

            Тоді крутний момент на валі барабана буде дорівнювати: 

      

(Н×м).

      

(кВт).

            Тоді    N=7+2+0,02+0,7=9,72 кВт.

8. Розрахунок вала вивантажувального шнека на міцність

 

      Об'єктом  дослідження на міцність є вал  шнекового транспортера. На вал діють  крутний момент Т_кр і згинальний момент від нормально-розподіленого навантаження, рівного

       , Н/м,     (8.1)

      де  – зусилля на один виток шнека; експериментально встановлено =100 Н [10].

      

 Н/м,

      а також вал вигинається силою, що діє на вал від ланцюгової передачі Q_В:

       , Н;    (8.2)

        м/с,         (8.3)

      де  – окружна швидкість зірочки, м/с;

              – крок ланцюга, мм;

              – оберти шнека, хв^-1;

              – коефіцієнт динамічності.

            Приймаючи коефіцієнт динамічності =1,3, одержимо

                                            Н;

                  Н;    (8.4)

                      Н.    (8.5)

            Визначаємо реакції  в опорах у горизонтальній площині:

            ;  (8.6)

        Н; (8.7)

            ;   (8.8)

        Н.  (8.9)

            Знайдемо згинальні  моменти в характерних перетинах:

        Н∙ м.   (8.10)

            Максимальне значення згинального моменту визначаємо в перетині X₁:

       , Н·м.       (8.11)

            Значення X₁, при якому визначимо, взявши похідну й дорівняємо її до нуля:

           (8.12)

        м.    (8.13)

            Тоді    Н∙ м.

      

              Рисунок 1.3 - Розрахункова схема вала шнека на міцність

      Знайдемо  реакції опор у вертикальній площині:

            ;   (8.14)

        Н;   (8.15)

            ;   (8.16)

        Н.   (8.17)

      Згинальний  момент у перетині В  буде дорівнювати:

        Н∙ м.    (8.18)

      Згинальний  момент у перетині Х₁ буде дорівнювати:

        Н∙ м.    (8.19)

            Сумарні згинальні  моменти будуть рівні:

        Н∙ м. (8.20)

        Н∙ м.  (8.21)

            Крутний момент у  небезпечному перерізі приймаємо рівним

        Н∙ м.   (8.22)

            Еквівалентний момент у цьому перетині буде дорівнювати

        Н∙ м. (8.23)

            Визначимо діаметр  порожнистого вала шнека з умови  міцності

       ,    (8.24)

      де  =65 МПа – допустиме напруження на вигин при закономірному циклі зміни номінальних напружень.

              мм. (8.25) 

            За ДСТ 8734-75 приймаємо, з конструктивних міркувань, вал  барабана – Труба  .

      9.  Підбір підшипників

 

      Оскільки  сумарне радіальне навантаження на опорах підшипників дорівнює F_r =680 Н і є незначне осьове навантаження, то вибираємо конічні роликопідшипники легкої серії №7208 ГОСТ 333-71, у яких d =40мм; D =80м, В =20м; С₀ =42 кН; С =33 кН; n_пр =4000 хв^-1; m =0,485 кг. 

      10. Конструктивна схема кормороздавача КТУ-2А 

      Модернізований  кормороздавач містить поперечний транспортер і поздовжні транспортери, розташовані в ємності, бітери, обмежувальну рухливу поворотну стінку, два вивантажувальні шнеки, установлені замість вивантажувальних стрічкових транспортерів, кінематичну коробку; установлені піддони і упори. Для роздавання і необхідного дозування концентрованих кормів у зоні бітерів над вивантажувальними шнеками встановлені бункер і барабанний дозатор. 

      

      Рис. 10.2. Конструктивна схема кормороздавача КТУ-2А

      1-вивантажувальні  шнекові транспортери; 2-повздовжні  транспортери; 3-вісь транспортера; 4-ємність; 5-розділювач; 6-блок бітерів. 

      11. Опис роботи розробленої машини 

      Кормороздавач працює у такий спосіб.

      При видачі стеблових кормів поворотна  обмежуюча стінка встановлюється над  блоком бітерів. Завантажені стеблові корми в ємності при видачі їх у годівниці подаються поздовжніми транспортерами до бітерів, які поступово зчісують їх на поперечний транспортер, і далі вони надходять у годівниці.

      Захоплені зірочками, планками поздовжніх транспортерів  частки корму, просуваючись по піддону, попадають у шнек і видаються  далі в годівницю, а частки, що продовжують рух, досягають натяжних зірочок і при повороті планок також уловлюються піддоном. Частки, що потрапили під поперечний транспортер, також уловлюються піддоном. При видачі стеблових кормів поворотна обмежуюча стінка виконує роль обмежника; зрізуючи верхівку кормової призми, вона охороняє корм від розкидання.

      У випадку роздавання концентрованих кормів, поворотна стінка опускається, перекриваючи при цьому зону бітерів, даючи можливість працювати тільки нижньому бітеру. При цьому концентровані корми надходять у шнековий вивантажувальний механізм і подаються в годівниці.