Підвищення продуктивності свиней та зниження собівартості виробництва м’яса (стр. 7 из 11)
α1 – коефіцієнт, що враховує виконання робіт, непередбачених переліком операцій ТО, приймаємо α1=1,1;
ТЩТО – загальна річна трудомісткість періодичних техобслуговувань,
чол..,приймаємо Nн=1 чол.
На свиновідгодівельній фермі для слюсарів і майстрів-наладчиків передбачаємо обладнання поста технічного обслуговування. Такий пост сприятиме проведенню щоденного технічного обслуговування, а також, своєчасному усуненню нескладних неполадок машин та обладнання, що виникають у процесі експлуатації. Крім того, пост є збірним пунктом вузлів і агрегатів для здавання їх у спеціалізовані ремонтні підприємства.
3 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА. РОЗРОБКА НАСОСУ-ЗАВАНТАЖУВАЧА НАПІВРІДКОГО ГНОЮ
3.1 Зоотехнічні вимоги до насосів-завантажувачів напіврідкого гною
До насосів-завантажувачів рідкого і напіврідкого гною висуваються такі вимоги:
– бути надійними і зручними в експлуатації і ремонті;
– забезпечувати переміщення гідросуміші вологістю 82…96%;
– транспортувати гідросуміш зі швидкістю не менше 0,6…0,8м/с;
– не створювати небезпеки для тварин, бути простим в експлуатації та обслуговуванні, надійним і довговічним в роботі.
3.2 Аналіз існуючих машин і обладнання даного типу і вибір об’єкта розробки
Для завантаження гною із збірників до транспортного засобу (цистерни, резервуари, ущільнені кузови), або перекачування по напірним трубопроводам , застосовують такі насоси: НШ-50, НЖН-200, ЦМФ-160-10, НВ-150, НЦИ-Ф-100, ПНЖ-250 (табл..3.1)
Вивчивши характеристики серійних насосів нескладно помітити, що для транспортування гною по трубопроводам від гноєзбірників до цеху органічних добрив підходять насоси НЖН-200 і ПНЖ-250. Створюваний ними напір 200кПа достатній для подолання опору мережі 149кПА, а також вони забезпечують транспортування гною вологістю 94%.
Взагалі це дуже продуктивні навантажувачі (до200…250м3/год) і використання їх для забезпечення витрати суміші в магістральному трубопроводі Q=62м3/год не раціонально із-за великої перевитрати електроенергії (споживна потужність НЖН-200-22кВт, ПНЖ-250-37,5кВт).
Таблиця 3.1
Характеристика насосів для завантаження і перекачування гною
| Марка | Продуктивність, М3/год | Тиск, мПа | Потуж-ність, кВт | Ма-са, кг | Воло-гість гною, % | Допущення грубих включень,так, ні | Примітки |
| Насос шнекоцентробіжний НШ-50 | до 70 | 0,1 | 10,0 | 596 | 90 і більше | Незначне включення | Мала продуктивність, відсутність напору |
| Насос шнекоцентробіжний з подрібненням НЖН-200 | 75…200 | 0,2 | 22,0 | 1150 | 88…95 | так | Низький напо велика виробничість |
| Насос завантажувальний | до 160 | 0,1 | 17,0 | 305 | 94 і більше | так | Не забезпечує відкачку гною з дна |
| Насос центробіжний завантажувальний вертикальнийНВ-150 | 150 | 0,14 | 30,0 | 750 | 92 і більше | так | Встановлюється на пантоні |
| Насос центр обіжний з подрібнювачем НЦИ-Ф-100 | 80…100 | 0,1 | 11,0 | 456 | 92…95 | так | Потребує збільшення напору |
| Навантажувач-подрібнювач ПНЖ-250 (центр обіжний з подрібненням) | до 250 | 0,2 | 37,5 | - | 93 | так | Низький напір, висока продуктивність |
Тому для перекачки гною від гноєзбірника до цеху органічних добрив вибираємо експериментальний завантажувач напіврідкого гною з продуктивністю 100м3/год, напором 150кПа і споживчою потужністю 11кВт.
Однією із основних складальних одиниць завантажувача є насос, тому він прийнятий за об’єкт розробки.
3.3 Розробка технологічної і кінематичної схем експериментального насоса і опис процесу його роботи
Насос призначений для тваринницьких ферм (комплексів), які мають декілька гноєзбірників. Робочий орган насоса являє совою спеціальний гвинт (шнек). для найкращого забору вантажу і зниження початкових опорів, він виконаний з нарощуваним кроком і поступово зменшуваним діаметром. Дана ціль модернізації досягається шляхом установки в корпусі насоса перед основним гвинтом додаткового гвинта з поступово зменшеним кроком і поступово наростаючим діаметром до низу (до основи прийомника вантажу).
При роботі гній (рис.3.1) через приймальні вікна 4 поступає на допоміжний 3 і основний 2 гвинти, а потім під тиском, який створюється ними подається через напірний патрубок 7 до споживача.
1 – корпус; 2 – основний гвинт; 3 – допоміжний гвинт; 4 – прийомні вікна; 5 – привід; 6 – муфта; 7 – напірний патрубок.
Рисунок 3.1- Схема насоса
3.4 Технологічний, кінематичний і енергетичний розрахунки гвинтового насоса
Робота гвинтового насоса складається із трьох нерозривно пов’язаних і узгоджених між собою основних процесів: завантаження і підбору, транспортування і розвантаження.
Тому при проектуванні насоса забезпечити раціональне співвідношення продуктивностей додаткового і основного шнеків, а також завантажувального пристроїв.
При Qз> Qт> Qр – підвищується витрата енергії і також забирається насос;
У випадку Qз< Qт< Qр – виконуються основні вимоги і забезпечується робото здатність насоса Q = Qз рівна, тобто дорівнює продуктивності додаткового шнека.
За розрахунками пункту 2.7 роботоздатність насоса-завантажувача повинна бути не менше 62м3/год (63т/год) при щільності напіврідкого гною
1014кг/м3. Виходячи з цієї робото здатності ми розраховуємо основні параметри насоса. Для цього використовуємо метод підбору, тобто будемо визначати наближення значеньроботоздатності насоса по орієнтовних значеннях основних параметрів згідно таблиці і порівнювати їх з необхідною продуктивністю.
Розраховуємо продуктивність додаткового конвеєра (насоса) за формулою
Q=3.6q*υ*kn
де q – розподілення маси вантажу, кг/м;
υ – швидкість гвинтового конвеєра, м/с;
d – діаметр основного шнека; D – максималиний (початковий) діаметр додаткового шнека; h – крок основного шнека; H – крок додаткового шнека;
l3 ,lT,lP – довжина завантажування, транспортування і розвантажування вантажу
Рисунок 3.2- Схема для визначення основних параметрів гвинтового шнека
kn – коефіцієнт продуктивності, kn=0,1…0,3 для напіврідкого гною (W=85…90%), приймаємо kn =0,1 [15].
Розподільна маса вантажу
де DB – середній діаметр додаткового гвинта, м, приймаємо DB=0,22м;
db – діаметр вала гвинта, м;
ρ – об’ємна маса вантажу, кг/м3, (ρ=1014 кг/м3);
π – стала величина, π= 3,14,
db=0,35+0,1DB
db=0,35+0,1*0,22=0,06м
q=(0,222-0,062)*3,14*1014/4=36кг/м
Швидкість гвинтового конвеєра
де Ub – осьова швидкість гвинта, м/с;
αb – кут підйому гвинтової лінії, град.;
ψb – кут підйому гвинтової траєкторії вантажу, град.
Осьова швидкість гвинта
Ub=ω*Н
де ω – кутова швидкість гвинта, с-1;
Н – крок додаткового гвинта, м;
де n – частота обертання гвинта, хв-1, приймаємо n=1460 хв-1;
π – стала величина, π=3,14;
с-1Н = (0,4…1,0), DB=0,077…0,22м, приймаємо Н=0,085м.
Ub=153*0,085=13м/с
Кут підйому гвинтової лінії
де
м, 
α=arctg0,388=18,60.
Кут підйому гвинтової траєкторії вантажу залежить від кута підйому гвинтової лінії, приймаємо ψв=150.
При прийнятих параметрах гвинтова швидкість вантажу конвеєра дорівнює
м/с,а виробництво додаткового гвинта (насоса)
Q=3,6*36*1,9*0,1=25кг/с=90т/год
Як бачимо Q=90т/год>Qпотр=63т/год, тобто спроектований насос повністю придатний для відкачки гною із гноєзбірника на свиновідгодівельній фермі. При цьому забезпечується запас по виробництву (k3=1,5), що обов’язково необхідно для обладнання по перекачуванні на великих комплексах.
Максимальне значення діаметра додаткового гвинта приймаємо D =0,24м, діаметр основного гвинта буде дорівнювати d=0,2м. Враховуючи раніше приведене співвідношення між кроком і діаметром гвинта, приймаємо крок основного гвинта h=0,17м.
Розрахуємо необхідну потужність привода (кВт)
де k3 – коефіцієнт запасу, приймаємо k3=1,5;
kn – коефіцієнт перевантаження, приймаємо kn=1,6;
Q – продуктивність конвеєра, т/год;
Нп – висота підйому вантажу, приймаємо Нп=3,5м;
q – прискорення вільного падіння, q=9,81м/с2;
– коефіцієнт опру, згідно рекомендаціям, приймаємо =2,2;η0 – коефіцієнт корисної дії конвеєра, η0=0,6;
кВтПри виборі електродвигуна необхідно мати запас потужності з урахуванням перенавантажень