“Удосконалення технологічного процесу збирання сільськогосподарських культур шляхом модернізації запобіжного пристрою ” присвячена вирішенню ряду проблем, зокрема питанню використання неякісних сільськогосподарських запасних частин, вихід з ладу яких призводить до втрати часу на збирання сільськогос

Вид материала

Документы

Содержание де Ззп – заробітна плата, грн. де Сс,Сф, Сш, Сфр – відповідно, вартість матеріалу для виготовлення ступиці, фланця, шайби і феред. де Зсоц – відрахування в фонд соціального страхування, грн. П о к а з н и к и

Подобный материал:

• Методичні рекомендації щодо оптимального співвідношення сільськогосподарських культур, 803.1kb.
• Методика наукового дослідження економічної ефективності використання основних фондів, 317.09kb.
• Програма тренінгу з тайм-менеджменту: Оцінка стилю використання робочого часу. Аналіз, 23.66kb.
• Розробити рекомендації, спрямовані на удосконалення організаційної структури сільськогосподарських, 55.62kb.
• Сільське господарство, 42.36kb.
• За останні двадцять років ми стали свідками корін них змін у галузі збирання, збереження, 115.79kb.
• Методика наукових досліджень тимчасова програма для вищих агарних закладів освіти 3-4, 157.36kb.
• Реферат на тему: Методи збирання соціологічної інформації, 609.13kb.
• Чуднівський район аграрний. Сільськогосподарською діяльністю займається 30 сільськогосподарських, 14.75kb.
• Кі здатні модернізувати зміст своєї діяльності шляхом критичного, творчого її удосконалення,, 84.66kb.

Черниш Микола Михайлович

Полтавська державна аграрна академія


УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЗБИРАННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ШЛЯХОМ МОДЕРНІЗАЦІЇ ЗАПОБІЖНОГО ПРИСТРОЮ


Науковий напрям: 12. Сільськогосподарські науки

12.1. Механізація та електрифікація


Ключові слова: Технологічний процес, запобіжний пристрій, машинобудування, зернозбиральні комбайни, обертові механізми.


Актуальним питанням сьогодення в агропромисловому комплексі є проблема використання неякісних сільськогосподарських запасних частин. Наукова робота на тему “Удосконалення технологічного процесу збирання сільськогосподарських культур шляхом модернізації запобіжного пристрою ” присвячена вирішенню ряду проблем, зокрема питанню використання неякісних сільськогосподарських запасних частин, вихід з ладу яких призводить до втрати часу на збирання сільськогосподарських культур та проведення технологічного процесу.

В сучасному сільському господарстві набули широкого застосування запобіжні пристрої, які використовують при роботі різних машин та агрегатів, зокрема зернозбиральних комбайнів, таких як КЗС – 9 – 1 “Славутич”, ДОН – 1500, СК – 5 “Нива” та агрегатів: БМ – 6, ЖВМ – 6, ЖКС – 4,2. Кожний із запобіжних пристроїв має свої певні недоліки, тому нами поставлено на меті вдосконалити запобіжний пристрій обертових механізмів.

Мета проекту – покращення технологічного процесу збирання сільськогосподарських культур шляхом модернізації запобіжного пристрою валів обертання.

Аналіз стану питання. Існуючі запобіжні пристрої зображені на рис.1.




Рис. 1. Запобіжні пристрої: а – зі зрізним штифтом; б – кулачкова муфта.


Їх використовують при неможливості встановлення пружної муфти, коли величина та форма навантаження має випадковий характер, і привод вимагає захисту від перенавантаження. Тому виникає необхідність застосовування запобіжних пристроїв, що розмикають кінематичний ланцюг при систематичних перенавантаженнях. Існує декілька видів запобіжних пристроїв (рис.1), але всі вони мають певні недоліки, а саме: невчасне спрацювання, одноразовість використання, трудомісткість заміни тощо.

Тому, нами було поставлено на меті удосконалення запобіжного пристрою зернозбирального комбайна КЗС – 9 – 1 “Славутич”. Існуючий запобіжний пристрій [1,2] працює таким чином: при забиванні завантажувального шнека бункера, зернового шнека або елеватора створюється крутні моменти, що компенсуються проковзуванням зубів муфти. При цьому зірочка відсувається в бік, що призводить до зіскакування ланцюга. В результаті цього ланцюг намотується на зірочку вала верхнього контр приводу і заклинює обертання валу, що призводить до його згинання, а з іншого боку відбувається згинання кожуха зернового елеватора. В результаті чого виходить з ладу велика кількість вузлів і механізмів. В більшості випадків їх повністю замінюють, а їх ремонт під час збирання урожаю займає приблизно 7 днів, в результаті чого господарство несе дуже великі збитки.

З метою запобігання виходу з ладу (поломки) валів механізмів та захисного обладнання нами запропоновано виготовити шайбу, зовнішній діаметр якої становить 110 мм, а внутрішній співставний діаметру різьби вала. Шайба 3 (рис.2) товщиною h (не менше 6 мм), закріплена на валу 1 після зірочки 2, що не дає змоги зіскакування ланцюга 4.



Рис. 2. Кінематична схема передачі зірочка – муфта.

Модернізований запобіжний пристрій (рис.3) складається з зірочки, яка зв’язана із шківом за допомогою хоча б одного гвинта (заклепки). Ступиця затиснута нижньою та верхньою фрикційними накладками. Причому верхня фрикційна накладка притискується до ступиці за допомогою фланця, який зв’язаний із спеціальними шайбами.



Рис. 3. Модернізований запобіжний механізм.


Пружини натискають на спеціальні шайби і контактують із верхніми спеціальними шайбами, переміщення яких обмежується гайками. Гайки прикріплено на болтах, що з’єднані із зірочкою і шківом. Силу стискання пружин регулюють закручуванням гайок та контролюють динамометром.

Запобіжний пристрій ( рис.3) працює наступним чином. При заклинюванні валу на його кінцях виникають крутні моменти, що компенсуються тертям фрикційних накладок по поверхні ступиці, шайби і фланця.

В цей час сенсор фіксує порушення початкових умов, а на проводі виникає напруга, яка передається на контакти електричної котушки де створюється електричне магнітне поле, що замикає контакти. Утворене таким чином електричне замкнене коло (рис. 4), в яке включено електролампу чи світло діод, звуковий сигналізатор, є автоматичною світловою сигналізацією порушення початкових умов роботи запобіжного пристрою. Вимикання світлової та звукової сигналізації відбувається автоматично після початку роботи вузла чи механізму. Таким чином, відбувається запобігання викручування, згину (поломки) валу.




Рис.4. Електрична схема автоматичного пристрою контролю та сигналізації технологічного процесу.


Новизна технічного рішення підкріплена патентом України на корисну модель №33547 [3]. Впровадження, проведене в АОПП “Великосороченське” (дов.№294). Економічний ефект від впровадження цього вузла склав 1392 грн. 00 коп. Запропонований запобіжний механізм підтверджений математичними та економічними розрахунками.


Розрахунок заклепочних з’єднань .

Задаючись діаметром заклепки d_з = 12 мм, та допустимими напруженнями, маємо:

[σ_зр] = 100 МПа;

[σ_зм] = 320 МПа;

[σ_р] = 160 МПа.


Розв’язання.

1. Ширину вибираємо із конструктивних умов b = 6·d = 72 мм.
   
2. Перевіряємо умову зрізу заклепок:
   

3. Перевіряємо умову зминання заклепок:
   

4. Перевіряємо умову розриву металу:
   

Економічна ефективність конструкторської розробки:

Вартість виготовлення запобіжної муфти:

З_в = З_о + З_зв + З_к ,

де З_о – витрат на виготовлення оригінальних деталей, грн.;

З_зв – загальновиробничі витрати, грн.;

З_к – куплені деталі (їх вартість), грн.

З_о = З_зп + З_м ,

де З_зп – заробітна плата, грн.;

З_м – вартість матеріалу заготовки, грн.

З_зп = Т_р  С_тс ,

де Т_р – витрат часу на виготовлення деталей, год. (орієнтовно 18 год.);

С_тс – годинна тарифна ставка, грн./год.

З_зп = 12  3,7 = 44,4 грн.

З_м = С_с + С_ф + С_ш + С_фр ,

де С_с,С_ф, С_ш, С_фр – відповідно, вартість матеріалу для виготовлення ступиці, фланця, шайби і феред.

З_м = 25 + 20 + 15 + 10  2 = 80 грн.

Отже, З_о = 44,4 + 80 = 124,4 грн.

З_зв = ,

де З_пз – повна заробітна плата з відрахуваннями на пенсійний фонд, фонд соціального страхування, фонд безробіття, фонд від нещасних випадків грн.;

а – відсоток загальновиробничих витрат до зарплати робітників (а=15%).

З_пз = З_зп + З_соц + З_пф + З_б.ф. + З_н.в. ,

де З_соц – відрахування в фонд соціального страхування, грн.;

З_пф – відрахування в пенсійний фонд, грн.;

З_б.ф. – відрахування в фонд безробіття, грн.;

З_н.в. – відрахування в фонд страхування від нещасних випадків, грн.

З_п.ф. = З_зп  б / 100%;

З_соц = З_зп  в / 100%;

З_бф = З_зп  г / 100%;

З_н.в. = З_зп  д / 100%,

де б, в, г, д – відсоток відрахувань в пенсійний фонд, на соціальне страхування, фонд по безробіттю і від нещасних випадків, відповідно, грн.

(б = 32%, в = 2,1%, г = 1,9%, д = 1,29%).

З_п.ф. = 44,4  32 / 100 = 14,2 грн.

З_соц. = 44,4  2,1 / 100 = 0,93 грн.

З_б.н. = 44,4  1,9 / 100 = 0,84 грн.

З_н.в. = 44,4  1,29 / 100 = 0,57 грн.

Отже,

З_пз = 44,4 + 14,2 + 0,93 + 0,84 + 0,57 =60,94 грн.

Тому, З_зв = _ = 9,14 грн.

З_к = З_під + З_гідро + З_б ,

де З_під – вартість пружин, грн., З_пр = 30 грн.;

З_гідро – вартість зірочки, грн., З_зр = 60 грн.;

З_б – вартість болтів, грн., З_б =15 грн.

З_к = 60 + 30 + 15 = 105 грн.

Отже, З_в = 124,4 + 9,14 + 105 = 238,54 грн.

Загальна вартість конструктивної розробки визначаємо за формулою:

З_у = З_в + З_пров + З_реле + З_дат ,

де З_пров – вартість провідників, грн., З_пров = 27 грн.;

З_реле – вартість реле, грн., З_реле = 175 грн.;

З_кн – вартість датчика спрацювання, грн., З_дт = 20 грн.

З_у = 238,54 + 175 + 20 + 27 = 460,5 грн.

Економічну ефективність капітальних вкладень для виготовлення розробки визначаємо за формулою:

Е = (С_с  n) – З_у ,

де С_с – витрати на ремонт вузла при поломці, грн. (за даними господарства 617,9 грн.);

n – кількість випадків поломок (в даному господарстві n = 3 шт.).

Е = (617,9  3) – 460,5 = 1390 грн.

Строк окупності О (років) капіталовкладень на переобладнання техніки визначаємо за формулою:

О = ,

О = _ роки.

Результати розрахунків зведемо в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1 - Техніко-економічні показники

П о к а з н и к и	Значення
Вартість оригінальних деталей, грн.	124,4
Вартість купівельних деталей, грн.	105
Загальна вартість вузла, грн.	460,5
Зарплата на складання розробки, грн.	60,94
Термін окупності, років	0,330
Економічна ефективність, грн	1390

Висновки: Приведені розрахунки засвідчують, що запобіжний пристрій дає можливість безпечно і безаварійно проводити технологічні операції (обертання валів) та забезпечувати працездатність великої кількості вузлів, механізмів та агрегатів, продовжувати термін експлуатації деталей. Ефективність роботи вузлів і механізмів, відповідно довговічність і економічність підтверджене наступним: напруження зрізу заклепок: _; напруження зминання заклепок: _; напруження розриву металу: _; економічна ефективність: Е= 1390 грн.

Запропоноване технічне рішення може бути використане в сільськогосподарському машинобудуванні, зокрема в запобіжних пристроях обертових механізмів та вузлів, зокрема при проведенні та дослідженні технологічних процесів, що дає можливість широкого використання його в технологічних процесах.

Література - відредаговано адміністрацією конкурсу Завтра.UA з метою дотримання принципу анонімного оцінювання роботи.

1. Каталог деталей и сборочных единиц. Том 1(Часть 1). – Херсон. Украина – 2005 г.
   
2. Головчук А.Ф, Марченко В.І, Орлов В.Ф. Сільськогосподарські машини. – К.: Грамота, 2005. – 576 с.
   
3. Патент №33547 України, МПК (2006) F16,A01D75/00, A01F21/00. Запобіжний пристрій / Безуглий В.М., Слинько О.П.,Хейло М.І., Гунько В.І., Запорожець М.І.,Лозовський А.П.,Прасолов Є.Я. Україна). - №u200802830; заявл. 04.03.2008;опубл. 25.06.2008. – Бюл. №12. – 6 с.
   
4. Слинько О.П. Модернізований запобіжний механізм.: Збірник студентських наукових праць, Випуск 1.:Полтава – 2008.
   
5. Иванов М.Н. Детали машин, - М.: Вища школа, 1984.
   
6. Чернявский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Машиностроение, 1987.