• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Розрахунок робочих органів стаціонарних кормороздавачів

5.7.2.1Розрахунок стрічкових робочих органів

В пристроях для роздавання кормів тваринам і птиці широко використовуються стрічкові транспортери. В залежності від технологічних операцій, які вони виконують, стрічкові транспортери розділяються на кормовиван­тажувальні та кормороздавальні. Перші служать для вивантаження кормів із пересувних кормороздавачів в годівниці або в стаціонарні роздавачі, другі – для безпосереднього роздавання кормів всередині годівниць, т.я. є стаціонарними роздавачами.

До переваг стрічкових транспортерів відносяться простота конструкції, висока продуктивність, безшумна робота та мінімальні втрати корму.

Стрічкові транспортери, які використовуються як кормороздавальні пристрої мають ту особливість, що продукт не скидається із стрічки, а залишається на ній до закінчення поїдання його худобою або птахами. Після того, як корм на стрічці згодований, стрічка повертається в вихідне положення до наступного роздавання кормів. На транспортері часто залишаються залишки, які при зворотному русі стрічки виносяться із тваринницького приміщення.

Враховуючи таку особливість, з метою економії стрічки в якості кормороздавальних пристроїв в більшості випадків використовують стрічково-тросові транспортери, у яких несучою частиною є стрічка, холостою – трос. Привод таких транспортерів може здійснюватися через стрічку або через трос.

Для зменшення втрат корма стрічки кормороздавальних пристроїв розміщені в дерев’яних або металевих жолобах. Граничний кут нахилу стрічки повинен бути на 10-15° менше кута тертя корму, щоб не було його зворотного зсуву.

Продуктивність стрічкових кормороздавальних пристроїв для переміщення насипних продуктів кормів визначається за відомою формулою для стрічкових конвеєрів:

, кг/с, (5.7.1)

де F – поперечний переріз корму на стрічці під час його руху, м²;

V_c – швидкість стрічки, м/сек.;

ρ – насипна маса корму, т/м³.

Форма і розмір поперечного перерізу продукту на стрічці залежать від ряду факторів: швидкості і плавності руху стрічки, форми жолоба і фізико-механічних властивостей продукту, який переміщується.

Дослідженнями встановлено, що валок корму, що розташований на стрічці, набуває постійну форму (близьку до параболічної) на відстані 15-20м від дозатора. Якщо стрічка пласка, то поперечний переріз насипного корму на ній обмежений параболою (рисунок 5.7.1) типу .

Загальна площа поперечного перерізу корму в цьому випадку:

,м²,

,м².

Рисунок 5.7.1 – Поперечний переріз продукту на стрічковому транспортері з жолобом.

Площу F₂ приблизно можна визначити як площу трикутника , тоді:

, м².

Якщо прийняти, що гострий кут цього трикутника дорівнює куту природного схилу продукту в русі, то

, м²,

де φ¹– кут природного схилу корму, і величина площі поперечного перерізу визначається як

, м², (5.7.2)

де с – коефіцієнт, який враховує зменшення висоти слою корму при нахилі стрічки (при горизонтальному транспортуванні с=1, при куті нахилу 11-15° с = 0,95).

Підставляючи значення F із виразу (5.7.2) в формулу (5.7.1), отримуємо

, кг/с, (5.7.3)

Практикою встановлено, що для того, щоб отримати стабільну величину продуктивності кут φ¹ слід приймати рівним 0,35φ¹ (де φ_с¹ – кут природного схилу насипного корму в спокої).

Ширину жолоба стаціонарного транспортера вибирають із умов кількості корму, необхідного для одного годування. Наприклад, для стрічкового транспортера необхідна ширина стрічки може бути визначеною із рівняння

, м, (5.7.4)

де ρ – насипна маса корму, Н/м³;

а– довжина кормового місця в м.

Потужність двигуна, яка необхідна для приводу транспортера:

, кВт, (5.7.5)

де W₀ – опір переміщенню стрічки, Н;

R_з – коефіцієнт запасу потужності, який враховує додаткові опори, що вводяться в основні розрахункові формули;

h– коефіцієнт корисної дії приводу транспортера (h= 0,7 - 0,75).

, Н, (5.7.6)

де W_т – опір тягового органу при русі по твердому жолобові, Н;

W_б – опір тягового органу при огинанні барабанів, Н;

W_ш– опір тягового органу при огинанні твердих направляючих (шин), Н.

Опір тягового органу при русі по твердому жолобу знайдемо за формулою:

, Н, (5.7.7)

де g_м – вага корму, яка припадає на одиницю довжини робочої гілки транспортера, в Н/м;

g_с– вага 1м довжини стрічки в Н/м;

f_c – коефіцієнт третя корму об стрічку;

L_ж – довжина жолобу, м;

a– кут нахилу жолоба, град.;

w_ж – опір на одиницю довжини (питомий опір), Н/м.

Знак плюс (+) перед sina відноситься до руху тягового органу уверх по похилій ділянці, знак мінус (-) – до руху вниз.

Вага корму, який знаходиться на одиниці довжини робочої гілки транспортера, визначається з урахуванням раціону годування.

, Н,

де q – норма видачі корму на одну голову, Н;

g – прискорення сили тяжіння, м/с²;

n – розрахункова кількість голів на метр довжини годівниці.

Вагу одиниці довжини прогумованого паска або стрічки можна визначити приблизно за наступною формулою

, Н,

де b_c – ширина стрічки в мм;

g – об’ємна вага паска, Н/м³;

d – товщина прокладки, мм;

z – число прокладок стрічки;

d₁ і d₂ – товщина прокладок в мм.

Довжину кормороздавального пристрою визначаємо за формулою:

, м, (5.7.8)

де l₁, l₂, l₃ – довжина відповідно робочої, завантажувальної і очищувальної частин кормороздавача, м.

Довжина робочої частини

, м,

де а – довжина одного кормового місця, м;

n – кількість голів худоби або птиці в ряду;

n_г – кількість голів на одне кормове місце.

Допустима робоча довжина стрічки:

, м, (5.7.9)

де j – коефіцієнт тяги (відношення максимального тягового навантаження до попереднього натягу стрічки);

s_доп – допустиме навантаження на розрив стрічки в Н/м²;

b_c – ширина стрічки, м;

h – товщина стрічки, м;

v_н – опір навантаженню, віднесений до 1м довжини робочої частини
роздавача.

Опір руху барабанів стрічкових транспортерів

, Н, (5.7.10)

де S_i і S_i-1– натяг стрічки відповідно в точках набігання на барабан і в точках збігання з нього, Н;

С₁– коефіцієнт опору.

, (5.7.11)

де f– коефіцієнт тертя в підшипниках;

d₁ – діаметр цапфи при підшипниках ковзання або діаметр круга центра шариків при підшипниках кочення, м;

D₀– діаметр барабана, м;

a₁ – кут обхвату, град;

R_т– коефіцієнт твердості стрічки.

, (5.7.12)

де d_с – товщина стрічки, м.

Якщо невідомо значення S_i, то можна прийняти

.

Коефіцієнт С₁ = 0,8...0,12 при куті повороту прогумованої стрічки на барабані з підшипниками ковзання, рівному ; С₁ = 0,1...0,15 при куті p; С₁ = 0,015...0,025 при куті 1,5p і С₁ = 0,02...0,03 при куті повороту стрічки на барабані з підшипниками кочення, рівному p.

При огинанні тяговим органом нерухомих направляючих виникає тертя, величина якого може бути знайдена за формулою для визначення тертя гнучкої нитки по нерухомому барабанові.

, (5.7.13)

де е – основа натурального логарифму.

, Н. (5.7.14)

Опір рухові тягового органу по направляючій шині можна визначити за наступною формулою:

, Н, (5.7.15)

де

a_ш – кут між початковим і кінцевим радіусами дуги, яка відповідає направляючій шини.

Із приведеної формули видно, що опір на прямолійних ділянках, в основному, залежить від продуктивності транспортера і довжини ділянки. Опір на криволінійних ділянках в основному залежить від натягу тягового органу на цих ділянках.

Опір переміщенню стрічки з кормом по жолобу досягає 30 - 40 Н/м.

Величина натягу набігаючої гілки на приводному пристрої:

, Н, (5.7.16)

де S₀– натяг, який створюється натяжним пристроєм, Н;

W₀ – сумарний опір на ведучій гілці транспортера, Н.

Виходячи із максимального тягового зусилля визначаємо число прокладок стрічки z:

, (5.7.17)

де n – запас міцності, n=9...11;

b_c – ширина стрічки, м;

s_м – межа міцності при розтягуванні 0,01м ширини однієї прокладки по основі (s_м = (10...13)10⁴ Н/м).

На основі досліджень транспортерних стрічок запропонована наступна формула для розрахунку числа прокладок:

, (5.7.18)

де d – товщина прокладки, м;

D – діаметр барабана, м;

b_c – ширина стрічки, м;

Е – модуль пружності тканини стрічки, Н/м².

Тягове зусилля стрічкового транспортера може бути збільшене наступними способами:

1) збільшенням сили зчеплення стрічки із барабаном шляхом підвищення коефіцієнта тертя f, що досягається обтягуванням чавунного барабана резиновою стрічкою;

2) збільшенням кута обхвату a₁, для чого за приводним барабаном встановлюють поворотній барабан або ролик;

3) застосуванням двобарабанного приводу.

При наявності двобарабанного приводу з тісним зв’язком барабанів тягове зусилля по аналогії із однобарабанним буде

, Н, (5.7.19)

де a₁ і a₂ – кути обхвату стрічкою барабанів, град.

При наявності в приводі притискного ролика додаткова сила тертя створюється за рахунок сили Р притискання стрічки до барабана.

При повному використанні сили тертя, між натягами стрічки в точках набігання та збігання та силою притискання ролика існує залежність

Н. (5.7.20)

Виходячи із цього тягове зусилля дорівнює:

, Н. (5.7.21)

Із рівняння видно, що використання притискного ролика збільшує тягове зусилля на величину . Чим ближче розташований притискний ролик до точки збігання стрічки, тим більша величина W₀. В граничному випадку, при a₁ = a₂ тягове зусилля буде максимальним:

, Н. (5.7.22)

При наявності двох притискних роликів із силами притискання Р₁ і Р₂.

, Н, (5.7.23)

де a₃ – кут обхвату стрічкою другого притискного ролика, град.

5.7.2.2 Розрахунок ланцюгово-планчатих робочих органів

Ланцюгово-планчаті транспортери мають ланцюговий тяговий орган із прикріпленими до нього планками, які при русі тягового органу проштовхують вантаж по жолобу від місця завантаження до місця розвантаження. Ланцюгово-планчаті транспортери, які використовуються в вивантажувальних механізмух, як правило, дволанцюгові горизонтальні і похилі з верхнім розташуванням жолоба. Роботу кормовивантажувальних транспортерів можна порівняти з роботою транспортерів суцільного волочіння, тяговий орган яких повністю занурений в масу, яка транспортується. Тяговий ланцюг транспортера огинає приводні та натяжні зірочки. Зірочки завантажувального блоку повинні бути приводними, розвантажувального – натяжними.

Перевагами ланцюгово-планчатих транспортерів є простота конструкції, недоліками – значний опір, який виникає при русі вантажу валком, великі витрати енергії в порівнянні із стрічковими транспортерами; велике зношування жолоба планок і ланцюгів; защемлення часток корму та підскакування планок, що викликає подрібнення корму.

Розрахунок ланцюгово-планчатих кормовивантажувальних транспортерів ведеться за заданою продуктивністю – ваговою Q в кг/с або об’ємною V в м³/год – у відповідності із прийнятими параметрами (схемою і розмірами) машин, які проектуються. Відповідність розрахункової продуктивності попередньо вибраним розмірам поперечного перерізу жолоба на швидкості руху тягового ланцюга перевіряють за рівнянням:

, кг/год, (5.7.24)

де ρ₀ – об’ємна маса корму, ущільненого при переміщенні в жолобі транспортера, кг/м³;

b – ширина внутрішньої частини жолоба, м;

h – корисна висота жолоба, м;

V_л – швидкість руху тягового ланцюга, м/сек.;

k₁ – швидкісний коефіцієнт продуктивності (k₁ = 0,8…0,9);

k₂ – геометричний коефіцієнт продуктивності, який враховує втрати корисного об’єму жолоба при розміщенні в ньому скребкового тягового ланцюга (k₂ » 0,95);

Якщо при перевірці умови, які визначені рівнянням (5.7.24), не задовольняються, слід збільшити швидкість ланцюга або змінити поперечний переріз жолоба.

Потужність двигуна, яка необхідна для приводу транспортера, буде:

, Вт, (5.7.25)

де W₀ – сумарний опір рухові скребкового ланцюга, Н.

К_з – коефіцієнт запасу, який враховує додаткові опори рухові і скребкового ланцюга.(К_з = 1,1...1,3);

h – коефіцієнт корисної дії приводу транспортера h = 0,7...0,75.

, Н,

де W_x – опір рухові холостої гілки ланцюга, Н;

W_b – опір руху ланцюга робочої гілки та вантажу, який переміщується, Н;

W_з – опір рухові ланцюга при огинанні приводної зірочки, Н.

Опір рухові холостої гілки ланцюга на горизонтальних і похилих ділянках прямолінійного шляху буде:

, Н, (5.7.26)

деL – довжина розрахункової ділянки транспортера, м;

f’ – коефіцієнт тертя ланцюга по жолобові (f’ = 0,3...0,4 - для металевих і f’ = 0,5...0,7 - для дерев’яних жолобів);

a – кут нахилу розрахункової ділянки до горизонталі, град.

Опір вантажу, який переміщується, та руху ланцюга на горизонтальних і похилих ділянках прямолінійного шляху робочої гілки:

, Н, (5.7.27)

де – навантаження на одиницю довжини ланцюга в Н/м;

f₁ – коефіцієнт тертя корму по жолобу,

b – ширина внутрішньої частини жолоба, м;

h – корисна висота жолоба, м;

e – коефіцієнт бокового тиску, який сприймається стінками жолобу при русі вантажу:

,

де c – динамічний коефіцієнт, який приймають 1,0...1,5;

φ¹ – кут внутрішнього тертя продукту.

У виразах (5.7.26) і (5.7.27) sin a приймають із знаком плюс при русі робочого органу вгору, а із знаком мінус – при русі вниз.

Опір рухові тягового скребкового ланцюга при огинанні привод ної зірочки натяжного або відхиляючого ролика:

, Н, (5.7.28)

де d – діаметр шийки вала зірочки, м;

m₁ – коефіцієнт опору підшипників і ущільнень (m₁ = 0,2 – для підшип­ників ковзання і m₁ = 0,1 – для підшипників кочення);

S_нб і S_з – натяг відповідно набігаючої і збігаючої гілок ланцюга, Н;

G_з – вага зірочки, Н;

d – діаметр хвостовика ланцюгової ділянки в шарнірних з’єднаннях тягового ланцюга, м;

h₂ – проекція на вертикаль відстані між точкою набігання ланцюга на зірочку і точкою збігання його із зірочки, м;

D_пк – діаметр початкового кола зірочки, м;

m₂ – коефіцієнт опору втулок шарнірних з’єднань ланцюга в мм (m₂ = 0,5).

Поряд із визначенням необхідної продуктивності вивантажувального транспортера необхідно визначити оптимальну швидкість ланцюга транспортера. Швидкість ланцюга транспортера повинна, по-перше, забезпечити вивантаження кормів в годівниці без втрат, а по-друге – необхідну продуктивність. В зв’язку з тим, що характер руху продукту, який переміщується ланцюгово-планчатим транспортером, ідентичний характеру руху продукту, який транспортується стрічковим, для визначення оптимальної швидкості як стрічки, так і ланцюга можна використати теорію скидання матеріалу із вивантажувального барабана стрічкового транспортера.

Читайте також:

1. B грудини зі здавленням чи пораненням органів.
2. VII. Прибирання робочих місць учнями (по завершенню роботи) і приміщення майстерні черговими.
3. VII. Філо- та онтогенез органів виділення
4. VІІІ. Філогенез органів чуття
5. Автоматичний розрахунок суми проведення.
6. Адміністративна та судова процедура оскарження рішень податкових органів
7. Аеродинамічний розрахунок
8. Аеродинамічний розрахунок ротора вітроустановки
9. Аналітичний розрахунок завантаження горловин
10. Аналітичний розрахунок сумарного завантаження типових перетинань
11. Антиконкурентні дії органів влади, управління і контролю
12. Апарат державного управління як система органів виконавчої влади.

Переглядів: 888