Механизация процессов изготовления кормов в фермерском хозяйстве "ЯВор" Сватовского района Луганской области с разработкой измельчителя зерна
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
? малогабаритного измельчителя зерновых кормов, схема которого представлена на рис.3.1, а общий вид - в графической части дипломного проекта.
Рисунок 3.1 - Схема малогабаритного измельчителя: 1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - барабан измельчающий; 4 - дека.
Схема процесса измельчения зерна представлена на рис. 3.2. Регулировка зазора между декой и барабаном а является основной, так как при изменении зазора изменяется крупность помола, что очень важно при вскармливании измельченного корма различным видам животных.
Рисунок 3.2 - Схема процесса дробления зерна: а - зазор между вершинами рифлей; b - зазор между впадинами рифлей.
.2 Определение расчетной производительности измельчителя
Рабочий процесс заключается в растирании продукта измельчающим барабаном. Производительность машины может быть определена из геометрических и кинематических соображений по формуле [4, с. 32]:
,(3.1)
где Q - расчетная производительность, г/с;- рабочий зазор, принимается в зависимости от помола (при мелком помоле -
,1…0,2 мм, среднем - 0,2…0,4 мм, крупном - 0,5…0,8 мм);- длина барабана, l = 340 мм;3 - скорость продукта в зазоре, см/с;
? - плотность продукта, г/см3;
? - коэффициент заполнения дробильного пространства.
Скорость продукта в зазоре принимаем как и линейную скорость барабана [5, с. 44]:
,(3.2)
где V3 - скорость барабана, см/с;б - радиус барабана, см;- время одного полного оборота, с.
Период вращения находится по формуле [5, с. 46]:
,(3.3)
где n - число оборотов барабана;- время, за которое совершено n-е количество оборотов.
Электродвигатель имеет 940 об/мин. и передает свой крутящий момент через редуктор 4с-80-12,5 с передаточным отношением і=12,5. Отсюда следует, что
об/мин.(3.4)
Откуда
Плотность продукта выбирается из таблицы (лист графической части).
Коэффициент заполнения дробильного пространства ?, для нашей конструкции лежит в пределах ?=0,5…0,7 и зависит от свойств измельчаемого материала и рабочего зазора.
Расчетная производительность для различных культур с различной степенью измельчения составит, например, для ячменя:
мелкий помол:
;
средний помол:
;
крупный помол:
Аналогично рассчитывается производительность для кукурузы, овса, пшеницы, гороха. Расчетные данные сводим в таблицу. Исходя из данных таблицы (лист графической части) можно сделать вывод, что средняя расчетная производительность составит:
при мелком помоле:
;
при среднем:
;
при грубом:
.
.3 Прочностные расчеты
.3.1 Расчет вала на прочность
Для удобства расчета представим систему сил, действующих на вал и рабочие органы вала, в диметрии (рис. 3.3).
Исходные данные для расчета:c = 0,1 м;c = 50 Н;c = 2000 Н;
х1 = 0,31 м;
х2 = 0,19 м.
Силу Nc мы определяли, зная усилие необходимое для разрушения одной зерновки ячменя, так как ячмень является самой прочной из зерновых культур. Для разрушения одной зерновки необходимо усилие равное 145 Н.
Учитывая длину барабана и коэффициент наполнения дробильного пространства, приходим к выводу, что сила Nc равна около 2000 Н.
На рис. 3.3,б представлена система сил, действующих по длине вала при работе измельчителя зерна. Для упрощения расчетов сложим силы Nc и Gc , так как они приложены в одной плоскости и направлены в противоположные стороны.
Поэтому:
(3.5)
Нам необходимо для начала найти реакции в опорах Вz и Fz , для чего составляем уравнение:
.(3.6)
=
Рисунок 3.3 - Система сил, действующих на вал.
Сила Fz получилась положительной, значит направление ее выбрано правильно.
.(3.7)
;
Реакция опоры Вz получилась положительной, значит направление ее выбрано верно относительно оси Z.
Строим эпюру изгибающих моментов (рис. 3.3 в).
;;;
;.
;;;
;.
Строим эпюру крутящих моментов (рис. 3.3, г). Для чего силу Ncсум умножаем на плечо Rc и откладываем Мкр в заданном масштабе:
,(3.8)
Находим момент эквивалентный:
(3.9)
Условие прочности вала при совместном действии изгиба и кручение:
(3.10)
(3.11)
Для ст.3 - [?] = 180 МПа.
Условие прочности не нарушается, значит диаметр выбран правильно.
.3.2 Выбор электродвигателя
Для выбора электродвигателя нам необходимо знать крутящий момент, создаваемый на барабане измельчителя:
Зная частоту вращения вала, мы можем подсчитать мощность, необходимую для привода барабана:
.(3.12)
Но так как мощность электродвигателя будет расходоваться в некоторой степени в червячном редукторе, т.к. крутящий момент передается через однозаходный червячный редуктор с ? = 0,81 [7, c. 68], то необходимо полученную мощность поделить на КПД редуктора:
(3.13)
Выберем электродвигатель мощностью 1,5 кВт марки 4AMХ90L6У3.
Мощности электродвигателя будет достаточно для работы измельчителя зерна.
.3.3 Выбор подшипников
Выполним эскизную компоновку подшипникового узла (рис. 3.4).
Рисунок 3.4 - Эскизная компоновка подшипникового узла.
Реакции опор были определены нами ранее, при расчете вала. Наиболее нагруженным является подшипник в точке В, потому что Fr Fr1,
Так как у нас осевой силы не будет, но возможны небольшие перекосы вала, то нам