2 Конструкторская часть

2.1 Требования, предъявляемые к технологическому процессу, выполняемому машиной

Транспортёр для удаления навоза ТСН-3Д должен отвечать следующим зоотехническим требованиям:

• высокая производительность;

• качественно убирать навоз без затрат ручного труда;

• не оказывать вредного воздействия на окружающую среду, человека, животных и продукцию;

• удобство монтажа, ремонта и эксплуатации;

• надёжность и долговечность всех частей и механизмов;

• малая энергоёмкость;

• компактность конструкции;

• безопасность в эксплуатации.

2.2 Обоснование конструктивно-технологической схемы машины

При уборке навоза применяются различные технические средства: цепочно-скребковые транспортеры, шнековые транспортеры, скреперные установки, установки для транспортировки навоза в навозоприемники и хранилища; а также агрегаты, состоящие из трактора и самосвального прицепа. Классификация цепочно-скребковых транспортеров приведена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 - Классификация цепочно-скребковых транспортеров

Рисунок 2.2 - Технологическая схема транспортера КСН-Ф-100:

1 – горизонтальный конвейер; 2 – наклонный конвейер; 3 – устройство управления.

Скребковый транспортер КСН-Ф-100 предназначен для механизи­рованной уборки навоза из животноводческих помещений с погруз­кой его в транспортные средства, в которых навоз отвозят в навозохранилище или в поле.

Транспортер (рис. 2.3) представляет собой установку, которая состоит из двух самостоятельных транспортеров – горизонтально­го и наклонного, работающих независимо один от другого. Каждый из них имеет свое приводное устройство механизм включения.

Рисунок 2.3 - Скребковый транспортер КСН-Ф-100 (Общий вид):

1 –привод; 2 – цепь; 3 – устройство натяжное; 4 – устройство поворотное; 5 – рама; 6 – транспортер наклонный; 7 – ящик управления.

Горизонтальный транспортер устанавливают вну­три животноводческого помещения. Нижний конец наклонного транспортера также находится внутри животноводческого помеще­ния и углублен в пол таким образом, что навоз, передвигаемый скребками горизонтального транспортера, падает на нижнюю часть стрелы наклонного транспортера. Верхний конец наклонного транспортера поднят над землей на такую высоту, чтобы над ним можно было установить прицеп или другое транспортное средство. В районах с холодной зимой рекомендуется строить утепленный тамбур.

Горизонтальный транспортер состоит из приводного устрой­ства цепи со скребками натяжного и поворотных устройств.

Рабочим органом транспортера служит цепь со скребками, ко­торая, двигаясь по навозному каналу, очищает его от навоза. Цепь состоит из планок и осей. Скребок при помощи болта и гаек крепится к скобе, которая выступами входит в пазы двух планок скобы. Скребок может свободно поворачиваться в вертикальной плоскости вниз от горизонтального положения до 40°. Расстояние между скребками вдоль цепи 1 м.

Натяжное устройство, предназначенное для поддержания нор­мального натяжения цепи, располагается в гнутом днище, которое устанавливают на полу помещения и закрепляют двумя анкерными болтами. Цепь натягивают поворотом рукоятки поочередно вправо и влево. При этом находящийся в рукоятке храповой механизм вращает винт, который, опираясь своими шейками на подшипник и опору, перемещает ползун со звездочкой, натягивая цепь.

Поворотное устройство служит для изменения направления движения цепи в местах поворота. Звездочка вращается на двух шарикоподшипниках. Ось запрессована в подпятник, который за­крепляется на полу помещения тремя анкерными болтами.

Наклонный транспортер состоит из приводного устройства несущей балки с корытами и нижнего поворотного сек­тора и звездочки, опоры и цепи со скребками.

Электрооборудование скребкового транспортера состоит из магнитного пускателя, предохранителей и пусковой кнопки для включения электродвигателя горизонтального транспортера и та­ких же приборов для включения электродвигателя наклонного транспортера.

Все приборы смонтированы на щите управления.

Направление движения цепи горизонтального транспортера выбирают так, чтобы натяжное устройство находилось на холостой ветви цепи и навоз к редуктору не подавался через натяжное устройство.

Цепь горизонтального транспортера должна быть правильно натянута, иначе она будет соскакивать со звездочек, и наматываться на ведущую звездочку или произойдет ее обрыв в момент пуска.

Цепь укорачивают лишь после того, как звездочка натяжного устройства переведена в крайнее правое положение.

Приводное устройство горизонтального транспортера вклю­чают в работу тогда, когда наклонный транспортер проработает 2...3мин. Продолжительность одной чистки не должна превышать 15...20 мин. После одного полного оборота цепи горизонтального транспортера систему транспортера выключают и навоз вывозят в навозохранилище или на поле.

Перед пуском наклонного транспортера зимой следует провести остукивание цепи и скребков деревянным молотком, чтобы устранить примерзание рабочих органов.

Транспортер КСН-Ф-100 имеет несколько регулировок, основными из которых являются:

– своевременное периодическое натяжение цепи горизонтального транспортера, которое выполняется перемещением натяжной звездочки;

– уменьшение длины цепи при ее чрезмерной вытяжке, когда расстояние между скребком на холостой ветви и стенкой канавки составляет 20 мм, для чего необходимо убрать из цепи два звена.

2.3 Технологические расчеты

Таблица 2.1 – Техническая характеристика КСН-Ф-100

ПОКАЗАТЕЛИ	ЗНАЧЕНИЯ
Обслуживаемое поголовье	100-120
Длина цепи, м	165/13
Шаг скребков, мм	960/480
Скорость движения цепи, м/с	0,2/0,85
Мощность электродвигателя, кВт	4/1,5
Масса цепи, кг/м	14,5
Размер навозного канала, мм (ширина/глубина)	320/125
Высота погрузки, м	2,55
Обслуживают, чел	1

Примечание: цифра в числителе относится к горизонтальной части, в знаменателе – к наклонной.

Транспортер КСН-Ф-100 – это цепочно-скребковое транспортирующее устройство, основным показателем работы которого является производительность (Q, т/ч), определяемая по формуле:

, (2.1)

где υ – скорость движения цепи транспортера, м/с .

т/ч.

T – крутящий момент на звездочке, Нмм;

, (2.2)

где D_з – диаметр ведущей звездочки, принять D_з = 200…300 мм; Р₁ ­– действующее в цепи усилие, Н.

,

Определяем расчетный диаметра вала (d_р, мм)

, (2.3)

,

где T – крутящий момент на звездочке, Нмм;

­– допустимое напряжение кручения для материала вала,

= 25…50 МПа.

С учетом рекомендаций , для вала такого диаметра (d_p, мм) принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 23360-88

1 – центр; 2 – водило; 3 – ось; 4 – звездочка; 5 – узел подшипниковый; 6 – цепь

Рисунок 2.3 - Расчетная схема ведущей звездочки КСН-Ф-100

2.5 Техническое обслуживание и техника безопасности

Комплексная механизация ферм требует безотказной работы машин и оборудования, более эффективного его использования. Перебои в работе отрицательно влияют на продуктивность животных и могут явиться причиной их заболевания и выбраковки.

Комплекс работ для поддержания исправности и работоспособности оборудования при подготовке и использовании его по назначению, а также при хранении и транспортировке называют техническим обслуживанием.

Планово-предупредительная система технического обслуживания фермских машин и оборудования обеспечивает их работоспособность в течение всего периода эксплуатации.

Система технического обслуживания строится соответственно требованиям, предусмотренным правилами эксплуатации оборудования на фермах, и включает в себя следующие работы: проверку, обкатку и настройку оборудования в стационарных условиях; техническое обслуживание (ежедневное и периодическое); технический осмотр, техническое обслуживание при хранении. По срокам выполнения и содержанию операций оно разделяется на ежедневное (ЕТО), периодическое №1 (ТО-1), периодическое №2 (ТО-2).

ЕТО обеспечивает подготовку животноводческого оборудования (машин) к бесперебойной и надежной работе в течение рабочей смены или суток и включает до 80 % объема работ по техническому обслуживанию.

Периодические технические обслуживания дополняют ЕТО. Для несложных машин, а также для машин, не входящих в комплект или состав технологической линии, рекомендуется ограничиться проведением одного периодического технического обслуживания (ТО-1). Сложные машины и оборудование обслуживают по двухмерной системе: ТО-1 и ТО-2.

Дальнейшие расчеты выполняем по техническому средству, для которого выполнялась конструктивная разработка узла . Для него применяем формулу перевода оборудования в условные единицы (У₁, у.е.):

, (2.4)

где Ф₁ – число имеющихся физических единиц, отдельных машин /табл. 1.2/;

К₁ – коэффициент переводы в у.е.

у.е.

Определяем общую трудоемкость работ (Т₁, чел∙ч) по всем видам ТО каждой машины.

, (2.5)

где 27 – трудоемкость всех видов ТО условной единицы, чел·ч/год.

1944 чел∙ч ,

Рассчитываем трудоемкость (Т_i, чел∙ч) выполнения отдельных видов ТО по каждой машине из линии.

, ,,, (2.6)

где П_{ЕТО…рем} – соответственно доля затрат труда, приходящихся на выполнение данного вида ТО по конкретной машине, %

Расчеты по данным формулам представляем таблицей 2.2, в которой суммарные значения по вертикальным столбцам дают общий итог по условным единицам всех машин и оборудования из линии (У), затратам труда на выполнение всех работ по ТО и по отдельным видам обслуживаний (Т_ЕТО, Т_ТО-1, Т_ТО-2 и РЕМ.).

Таблица 2.2 – Расчеты трудоемкости по ТО

Машина	Количество	Коэффициент перевода	Условных единиц	Общая трудоемкость, чел.ч	В том числе
					ЕТО	ТО-1	ТО-2	РЕМ
КСН-Ф-100	6	12	72	1944	1621	138	-	185
Итого:	6	12	72	1944	1621	138	-	185

При планировании категорий специалистов службы ТО надо иметь в виду, что все операции ЕТО выполняются операторами и слесарями непосредственно работающими с животными и на машинах, а ТО-1, ТО-2 и РЕМ – мастерами-наладчиками и специалистами ремонтной мастерской, а некоторые виды работ – в специализированных предприятиях.

Число слесарей (Мс) и мастеров-наладчиков (Мн) для выполнения работ по ТО будет:

и , (2.7)

где Ф – годовой фонд времени рабочего, Ф = 1888 ч;

Т_ЕТО, Т_ТО-1, Т_ТО-2 и РЕМ взять из табл. 2.2 (по строке «Итого»).

По заданному транспортеру КСН-Ф-100 имеем:

а Годовые затраты (З₁, руб) на ТО и ремонт машине из линии составят:

, (2.8)

где З₂ – норматив затрат на у.е по соответствующим группам машин, руб.

Затраты на отдельные виды ТО по каждой машине из линии будут:

, ,,, (2.9)

где П_{ЕТО…рем} – структура затрат по видам обслуживаний каждой машины, %

Таблица 2.3 – Расчеты по стоимости ТО

Машина	Условных единиц	Норматив затрат, руб.	Всего затрат, руб.	В том числе
				ЕТО	ТО-1	ТО-2	РЕМ
КСН-Ф-100	72	42,95	3092	696	59	-	79
Итого:	72	42,95	3092	696	59	-	79

В конечном итоге надо знать стоимость выполнения конкретного ТО по конкретной физической машине.

Стоимость работ одного конкретного вида ТО машины, по которой выполняется конструктивная разработка, составит:

, ,, (2.10)

где К – коэффициент инфляции, К = 40…50;

П_ТО-1, П_ТО-2 – соответственно периодичность данного вида ТО в год по данной группе машин, ч ,

При проведении ТО за транспортером КСН-Ф-100 предусмотрено выполнение ежедневного технического обслуживания (ЕТО) и периодическое (ТО-1)

Для определения конкретных сроков выполнения ТО надо руководствоваться периодичностью их проведения по группам машин с учетом нормативной наработки машины .

Для КСН-Ф-100 предусмотрено ЕТО и ТО-1, выполняемый при этом перечень работ приведен в табл. 2.4.

Таблица 2.4 –Перечень работ, выполняемых при техническом

обслуживании

Содержание работ и методика их проведения	Технические требования	Приборы, инструмент, приспособления, материалы для выполнения работ	Приме-чание
Ежедневное техническое обслуживание ЕТО
1. Проверьте комплектность оборудования	Все должно находиться на своих местах	Визуально
2. Проверьте надежность крепления провода зануления проводов	Отрыв нулевого провода не допускается	Визуально
3. Уберите посторонние предметы из зоны приводов, приямков навозоприемного канала	Наличие посторонних предметов не допускается	Вручную, рукавицы
4. Убедитесь в наличии кожухов ограждения клиноременной передачи и вентиляторов электродвигателей	Отсутствие кожухов не допускается
Техническое обслуживание ТО-1 (проводится через 120 часов работы)
1. Проверьте и при необходимости произведите натяжение клиновых ремней привода. Снять защитный кожух, отпустить болты крепления стакана, провернуть болт натяжения ремней	Пригибание ремня должно быть не более 5 мм при нажатии пальцев на ветвь усилием 9,8-14,2 кН (1,0-1,5 кГс)	Ключи гаечные ГОСТ 2839-80 7811-0023 С1 Ц15.хр 7811-0025 С1 Ц15.хр	1719 2224
2. Проверьте, при необходимости произведите натяжение цепи наклонного транспортера		Ключи гаечные ГОСТ 2839-80 7811-0023 С1 Ц15.хр 7811-0025 С1 Ц15.хр	2224 1719 2224
3. Проверьте крепление приводов на раме, крепление поворотных устройств, при необходимости подтяните детали крепления		Ключи гаечные ГОСТ 2839-80 7811-0023 С1 Ц15.хр 7811-0025 С1 Ц15.хр Ключ ГОСТ 5787-83 7812-1446 Д Ц15.хр	1719 2224
4.Осмотрите конвейер на предмет наличия скребков и отсутствия их деформации	Допускается отсутствие не более 8% от общего числа, но не более 3 подряд	Скребки и детали из комплекта запасных частей. Ключи гаечные ГОСТ 2839-80 7811-0023 С1 Ц15.хр 7811-0025 С1 Ц15.хр	1719 2224
5. Произведите смазку всех точек смазки. При смазке подшипников, поворотных роликов, натяжного ролика разберите их и удалите старую смазку	Остатки старой смазки не допускаются в полости подшипника	Ключи гаечные ГОСТ 2839-80 7811-0027 С1 Ц15.хр 7811-0023 С1 Ц15.хр 7811-0025 С1 Ц15.хр	1314 1719 2224

При выполнении работ по ТО необходимо соблюдать общие и специальные требования по технике безопасности применительно к машине, по которой выполняется конструктивная разработка.