Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота КСП им.Чкалова Васильевского района За

height:150%;margin:0pt;text-align:center">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/102т,                                          (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;

       в – высота поперечного сечения скребка, м.

Wx=0,01*0,122/6=2,4*10-5 м4

 

 

 

 

 

Рис.3.7 Поперечное сечение               Рис.3.8. Схема действия силы

             скребка .                                                  сопротивления навоза.

Максимальный изгибающий момент определяется по формуле:

М=Р*L,                                                    (3.16.)

где Р – сила сопротивления навоза скребку, Н;

       L – плечо, на котором действует сила, м      (рис.3.8).

М=103*0,6=61,8Нм

ζ =61,8/2,4*10-5=257,5*104 Н/м2

ζ  < [ζ]u                     257,5*104  <     3924*104

Условия прочности выдержано.

              Коэффициент запаса прочности при изгибе определяется по формуле:

     К= ζ/[ζ]u,                                                             (3.17.)

где ζ – предел прочности при изгибе для капрона, Н/м2.

К =8829*104/3924*104=2,2

Коэффициент гарантии определяется по формуле:

п=Т*К*Э*М,                                                        (3.18)

где  Т- технологический коэффициент учитывающий специфику

            технологического процесса изготовления детали,

                                                                             Т=Т1*Т2*Т3                                                            (3.19.)

       Т1 – учитывает метод формирования детали,Т1 = 1,10;

       Т2 – учитывает способ отверждения, Т2 =1,15;

       Т3 – учитывает метод пропитки арматуры связывающим. Т3 = 1,05  [ 19. С.45.]

        К – расчетно- конструкторский коэффициент, учитывающий точность

              расчета и особенности конструктивных форм,

К=К1*К2*К3,                                                                      (3.20.)

       К1 – учитывает точность расчета, К1 =1,4;

       К2 – учитывает влияние концентратов напряжений,  К2 =1,0;

       К3 – учитывает сложность геометрических форм и габариты детали,

               К3=1,1  [19. С. 45]

        Э – эксплуатационный коэффициент, учитывающий условия

              эксплуатации:

Э=Э1*Э2*Э3,                                                            (3.21.)

где Э1 – учитывает ответственность детали и ее функции в работе машины,

              Э1 = 1,01;

       Э2 – учитывает характер нагружения, Э2 =1,0;

       Э3 – учитывает агрессивность среды, Э3 =1,2  [19. С. 46]

       М – структурно –материальный коэффициент, учитывающий особенности структурного строения и физико –механических свойств пластмасс:

М=М1*М2*М3,                                                             (3.22..)

где М1 – учитывают термохимическую природу материала, М1=1,05;

       М2 – учитывает физико – механические свойства, М2 =1,10;

       М3 – учитывает строение материала, М3=1,00.

Т=1,1*1,15*1,05 =1,33

К=1,4*1,0*1,1=1,54

Э=1,01*1,0*1,2=1,21

М=1,05*1,1*1,0=1,16

n=1,33*1,54*1,21*1,16=2,86

Допускаемые напряжения[ζ]u  необходимо корректировать для каждого конкретного случая по формуле:

  [ζ]u =[ζ]u/n,                                                           (3.23.)

где [ζ]u –откорректированное для данного случая допустимое напряжение

               капрона при изгибе Н/м2

[ζ]u =3924*104/2,86=1372*104Н/м2

 

Эпюры действующих на скребок силы и момента представлены на

рисунке 3.9.                                                             0<X<L

                                                                                                             Q=P

                                                                                                                Мх=-Рх+Мкр

х=0   М(о)=Мкр

х=L М(е)=-РL  +Мкр

                                                        Q=103Н

х=0 М=815 Нм

х=0,6  М=815-103*0,6=753,2Нм

 

Рис.3.9. Эпюры силы и момента, действующих на скребок.

 

3.6.2. Расчет вала производится на изгиб с кручением по формуле:

ζ экв=Мпр/Wр≤[ζ],                                                           (3.24.)

где  ζ экв – эквивалентное напряжение, Н/м2;

       Мпр – максимальный приведенный момент в опасном сечении, Нм;

        Wр – момент сопротивления в опасном сечении, м3

       [ζ] – допускаемое напряжения, Н/м2.

Расчетная схема представлена на рисунке 3.10.

 

 

 

 

 

 

Рис.3.10. Расчетная схема.

Приведенный момент определяется по формуле:

 

                                                             Мпр=     М2изг +М2кр,                                                       (3.25.)

где Мизг – максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Нм;

       М изг =Р*L,                                                                      (3.26.)

где      Р – сила, действующая на вал от цепи транспортера, Р=1630Н;

            L – плечо, на котором действует сила Р, L=0,025 м.

           Мкр – максимальный крутящий момент на валу устройства, Нм.

                          Мкр = Р*(Д/2),                                         (3.27.)

           Д – наружный диаметр звездочки, Д=0,3 м

Момент сопротивления определяется по формуле:

                        Wр=П*d3/16≈0,2d3,                                    (3.28.)

где d –диаметр вала, мм.

              Так как изгибающий момент незначительный, то расчет вала необходимо производить на кручение по формуле:

                                                                          τ=Мкр/Wр≤[τ],                                                (3.29.)

где [τ] – допустимое напряжение при кручении, [τ] =80мПа для Ст.5

Мкр=1630*(0,3/2)=244,5Нм

Подставляя формулу 3.28 в формулу 3.29 определяется диаметр вала по формуле:

                                                                            d=  3 Мкр/0,2*[τ],                                                (3.30.)

 

d = 244,5*103/0,2*80=27мм

Диаметр вала округляется до 30 мм.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

   n=τт/[τ] =0,5 ζт/[τ],                                               (3.31.)

ζт- предел текучести материала, ζт=275  МПа для Ст. 5.

n=0,5*275/80=1,72

Эпюры действующих на вал силы и моментов представлены на рисунке 3.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.11. Эпюры действующих на вал силы и моментов

 

 

3. 7.Экономическое обоснование разработанной конструкции.

 

Затраты на изготовление сборочной конструкции определяется по формуле:

                См = Сс +Сдм+Спи+Ссб+Сцн,                         (3.32.)

где     Сс – стоимость изготовления плиты, грн;

Сдм -  затраты на изготовление деталей на металлорежущие

         станки,  грн; 

Спи – цена покупных изделий по прейскуранту, грн;

Ссб – заработная плата рабочих, занятых на сборке конструкции, грн;

Сцн, - цеховые накладные расходы на изготовление узла, грн.

Стоимость изготовления плиты:

Сс = Qс Ссд,                                                        (3.33.)

где Qс – масса материала, израсходованного на изготовление

             плиты, кг;

         Ссд – средняя стоимость 1 кг готовых деталей, грн.

Масса материала:

   Qс = AQnд                                                           (3.34)

где А,n-коэффициенты, зависящие от вида материала детали,

               способа ёё изготовления и т.д.;

       Qд-чистая масса детали,кг

                                    Qc=1,17*1,2 0,98=1,3 кг

                                    Сс = 1,3*0,25=0,325 грн.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках рассчитываются по формуле:

              См = kn* kоб* k1*n* Сч*tв +С1*Qс,               (3.35)

где    kn -  коэффициент, учитывающий масштаб производства,

                 kn =2,5  [ 2. с. 169 ]

kоб - коэффициент, учитывающий наивысшую точность обработки,

       kоб =1,3 2. [с. 170]

k1 - коэффициент, учитывающий наивысший класс чистоты поверхности,

             k1 = 1 [2. с. 170]

n – число однотипных деталей;

Сч – часова ставка рабочих, начисляемая по среднему разряду, Сч = 0,58 грн.

tв – средняя трудоёкость изготовления деталей, tв = 2ч;

С1- цена 1 кг материала заготовки,  С1= 0,185 грн   [2.с.170]

См =2,5*1,3*1*1*0,58*2+0,185*1,3=3,6 грн.

Заработная плата  производственных рабочих, занятых на сборке узла определяется по формуле:

               Ссб =  k* kс*Сч ∑   tсб* kі,                        (3.36)

                uде k- коэффициент, учитывающий доплаты к основной

                     зароботной        плате  k=1,025    [2.с.171]

                kс -коэффициент, учитывающий соотношение между полным и

                      оперативным временем сборки  kс=1,08   [2.с.171]

                         tсб – тружоемкость сборки отдельных элементов

                       конструкции, ч  [2.с. 172]

                kі – коэффициент, учитывающий конструктивные

                     особенности изделия  и его элементов;

Ссб =1,025*1,08*0,46 (0,03*0,5+0,44*0,2+0,007*0,1+0,033*0,2)=0,56 грн

  Цеховые накладные расходы на изготовления узла рассчитываются по формуле :

Сцн = 0,01 Спр.рR,                                                        (3.37.)

где Спр.р – зароботная плата производственных рабочих с учетом дополни-

                 тельной оплаты и начислений по соцстраху, грн;

         R – общепроизводственные накладные расходы предприятия, %;

Заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

Спр.р =Спр +Сдо +Ссц,                                          (3.38.)

где Спр – основная заработная плата производственных рабочих, грн;

       Сдо – дополнительная оплата, грн;

Сдо=0,02Спр                                                                 (3.39)

         Ссц - начисление по госстраху, грн.

                                      Ссц=0,0044 (Спр +Сдо),                                              (3.40.)

 

    Основная заработная плата определяется по формуле:

Спр=См+Ссб              ,                                          (3.41.)

где См – заработная плата рабочих занятых на металлорежущих станках, грн;

       Ссб- заработная плата производственных рабочих, занятых на сборе