Затраты труда на уборку понижаются в 2-3 раза. Если же убирать навоз один раз в смену, то можно вдвое уменьшить число скотников.

Рис.3.4. Укороченное стойло.

3.3.Выбор и обоснование конструкции для уборки стойл

Цель конструирования – повышение качеств уборки навоза, снижение затрат ручного труда при обслуживании животных. Конструкция устройства

(рис 3.5.)содержит промышленный транспортер ТСН – 160А 1 и дополнительные скребки 2, удаляющие навоз с задней поверхности стойла 9. Дополнительный скребок 2 посажен на вал 4, который вращается в чугунной втулке 6. Втулка 6 посажена в стакан 5, который приваривается ручной электродуговой сваркой к плите 3. Со стороны стойла к плите 3 приварена проушина 8, в которую входит штырь 11, фиксирующий плиту.

Рис.3.5.Схема конструкции для очистки стойл.

1. транспортер скребковый навозоуборочный ТСН –160А;

2. дополнительный скребок;

3. плита;

4. вал;

5. стакан;

6. втулка;

7. звездочка;

8. проушина;

9. стойло;

10. анкерные болты крепления конструкции;

11. штырь фиксирующий плиту.

При движении транспортера 1 звездочка 7 приводится в движение и вращает вал 4 с дополнительным скребком 2. Плита 3 крепится двумя анкерными болтами к торцевой стенке навозного канала. В процессе уборки навоза, за счет того, что рабочая поверхность скребка 2 выполнена по кубической параболе, захваченный навоз будет сходит со скребка с наименьшим сопротивлением.

3.4. Технологический расчет устройства для очистки стойл

Исходя из известной подачи транспортера ТСН –160А определяется призма волочения по формуле:

h=Q/в*σ*ρ*К, (3.1.)

где Q – подача транспортера, Q =1,25 кг/с [26.с.4.];

в – ширина навозного канала, в =0,32 м [26.с.84]

σ – скорость цепи транспортера, σ=0,18 м/с [26.с.5.]

ρ - плотность навоза, ρ=700 кг/м3 [30. С.40]

К - коэффициент подачи, К=К1*К2*К3*К4*К5, (3.2.)

где К1 – коэффициент заполнения навозного канала, К1=0,5;

К2 – коэффициент, учитывающий уплотнение навоза, при его

перемещении скребком, К2=1,13;

К3 – скоростной коэффициент, К3=0,9;

К4 – коэффициент, учитывающий объем канавки занятой цепью, К4 =1;

К5 – коэффициент, учитывающий уклон подъема наклонного

трансформатора, К5=0,8 [ 5.с.165.]

К=0,5*1,13*0,9*1*0,8=1,32

h=1,25/0,32*700*0,18*1,32=0,024м,

Тяговое сопротивление Р движению транспортёра определяется по формуле:

Р = Nэв*102hт /Кσ, (3.3.)

где Nэв – мощность электродвигателя, Nэв = 4кВт [26. С. 5.]

hт – коэффициент полезного действия передачи,

hт = 0,8 [4. c. 401.]

К – коэффициент учитывающий сопротивление от натяжения цепи,

К=1,1 [4. с. 401]

Р = 4*102*0,8 /1,1*1,18=1648 Н,

Для обеспечения нормальных условий работы скребка необходимо чтобы

Tgλ ≤ tgj2, (3.4)

где l - угол отклонения от перпендикуляра цепи;

j2 – угол трения навоза о скребок.

Необходимое минимальное предварительное натяжение цепи Рmin определяется по формуле:

Рmin =Po вс/[tц (tgλmax – f1tg2λmax)]-Po/[2(1-f1tgλmax)], (3.5.)

где Ро – сопротивление движению скребка при расположении его по нормали

к стене канавки, Н;

Ро =Р/(1-f1 *tgλ), (3.6.)

Ро = 1648/(1-0,7)=1648 Н

вс – расстояние точки приложения силы Р от цепи, вс =0,5 в+с

в – длина скребка, в=0,285м;

с – расстояние от середины скребка до точки приложения силы Р, с=0,015 м;

tц – шаг цепи, tц = 0,08 м [26. С.26]

λmax – максимально допустимый угол наклона скребка, λmax= 150 [4. с. 401]

f1 – коэффициент трения навоза о боковую стенку канала, f1= 0,7 [4. С. 400.]

Hmin =1648*0,157/[0,08 (0,26795 – 0,7*0,072)]-1648/[2(1-0,7*0,26795)]=1150 Н

3.5. Кинематический и энергетический расчет устройства

.Кинематические схемы навозоуборочного транспортера с дополнительным скребком представлена на рисунке 3.6.

Рис 3.6. Кинематическая схема навозоуборочного транспортера ТСН –160А с дополнительными скребком для очистки стойл.

1. приводная звездочка транспортера;

2. натяжная звездочка;

3. поворотная звездочка;

4. звездочка привода дополнительного скребка.

Окружная скорость вращения звездочки привода дополнительного скребка определяется по формуле:

W=υ/R, (3.8.)

где R – радиус звездочки привода дополнительного скребка.

W=0,18/0,15=1,1с-1

Число оборотов скребка определяется по формуле:

n=30*W/П, (3.9.)

n=30*1,1/3,14=10,5 об/мин

Один полный оборот дополнительный скребок совершает за 6 секунд.

Условие эксплуатации учитывает коэффициент эксплуатации, который рассчитывается по формуле:

Кэ = Кφ * Кт *Кγ (3.10.)

где Кφ – коэффициент угла наклона линии центров звездочек к горизонт Кφ =1

Кт – коэффициент температуры окружающей среды, Кт =1

Кγ - ккоэффициент ударности, учитывающий характер нагрузки,

Кγ=1,01 [15. с. 85]

Передаточное число цепной передачи U =1, т.к. число оборотов звездочек равны между собой.

Вращающий момент цепной передачи определяется по формуле :[15. с. 83]

M=9550*N/n (3.11.)

М=9550*4/10,5=3351Нм

Полезное усилие, передаваемое цепью рассчитывается по формуле:

Р=1000 N/ υ (3.12.)

Р=1000*4/0,18=22 кН

Проверочный расчет привода транспортера проводится по формуле:

Nов=КРυ/102hт, (3.13.)

где К – коэффициент, учитывающий сопротивление от натяжения на

приводной звездочке, К=1,1 [4. С. 401]

Nов=1,1*1630*0,18/102*0,8=3,6кВт

Для привода данного транспортера принимается электродвигатель, входящий в комплект поставки транспортера [26. С.5]

1. Для горизонтального транспортера электродвигатель 4а 112МВБСУ1 исп. 1М3081 ТУ16 –510.536-79 мощность 4 кВт с частотой вращения 16,7 с-1 (1000об/мин);

2. Для наклонного транспортера элетродвигатель 4А80В4БСУ1 исп. 1М3081 ТУ16-510.375-79 мощностью 1,5 кВт с частотой вращения 25 с-1 (1500 об/мин)

Передаточное число привода горизонтального транспортера 71,4 наклонного – 27,85.

3.6. Расчет на прочность скребка и вала устройства для

очистки стойл

3.6.1. Расчет скребка. Исходные данные:

1. материал скребка капрон ТУ-6-0-6-309-70

2. площадь поперечного сечения скребка, м2 1,2*10-3

3. допустимое напряжение на изгибе, Н/м2 3924*104

4. предел прочности, Н/м2 8829*104

5. сила сопротивления навоза скребка, Н 103

Скребок работает на изгиб. Условие прочности при изгибе имеет следующий вид:

ζ = М/Wx ≤ [ζ ]u, (3.14.)

где ζ – напряжение, возникающее в поперечном сечении скребка под

действием силы сопротивления навоза, Н/м2;

М – максимальный изгибающий момент, Нм;

[ζ ]u – допустимое напряжение на изгиб для капрона, Н/м2;

Wx – момент сопротивления поперечного сечения скребка относительно

нейтрального слоя, м4 (рис3.7)

Wx=ав2/6, (3.15.)

где а – ширина поперечного сечения скребка, м;