Механизация технологических процессов кормоприготовительного отделения ЧП "Агросвет" Станично-Луганського района с разработкой измельчителя кормов

Принимаем n = 1.

Определим необходимое количество вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования:

(4.17)

где Q_в - коэффициент экранирования для всех вертикального заземлителя Q_в = 0,69.

.

Принимаем n_в = 8.

Определим расчетное сопротивление для всех вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования:

Ом.(4.18)

Определим длину горизонтальных соединений при контурном заземлении:

l_г = Р_зд = 24 м.

где Р_зд - периметр здания, м.

Определим сопротивление растеканию тока в горизонтальном заземлителе с учетом коэффициента экранирования:

, Ом(4.19)

где Q_г - коэффициент экранирования для горизонтальных заземлителей Q_г = 0,49;

Ом.

Определим общее расчетное сопротивление растеканию в заземленном контуре:

Ом.(4.20)

Условие R_н < R_д выполнено, так как 0,8 < 10.

4.5 Расчет одиночного стержневого молниеотвода

Высоту одиночного стержневого молниеотвода определим по формуле:

,(4.21)

где h_x - высота здания кормоприготовительного отделения в самой удаленной от молниеотвода точке, h_x = 3,5 м.

r_x - расстояние от молниеотвода до самой удаленной от него точки объекта на высоте h_x, r_x = 3 м.

м.

4.6 Расчет вентиляции

Параметры микроклимата производственной среды кормоприготовительного отделения регламентируются следующими документами:

1. ГОСТ 12.10.05.88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования»;

2. СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Нормативными документами установлены допустимые и оптимальные значения температуры t,^оC; относительная влажность воздуха ,%, скорость воздуха V, м/с.

В соответствии с ГОСТ12.1005-88 установлены оптимальные и допустимые значения температуры и скорости движения воздуха в холодный период: V_опт = 0,2…0,3 м/с, V_доп = 0,3…0,4 м/с;

В теплый период года:

V_опт = 0,3…0,7 м/с,

V_доп = 0,3…1,0 м/с

Влажность воздуха в рабочей зоне зависит от периода года и категории работы и составляет:

= 40…60 %, ? 75 %.

Существуют системы естественной и искусственно вентиляции помещения. Для кормоприготовительного отделения принимаем приточно-вытяжную систему вентиляции.

При расчете и подборе вентилятора следует иметь в виду, что при приготовлении кормосмеси в пыль уходит до 0,01 % продукта. При использовании для кормления свиней концентрированных кормов (производительность линии концкормов - 186,1 кг/час) это составит 0,01861 кг/час.

Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения определяется по формуле:

V_t (4.22)

где q - масса выделяемой пыли, q = 18610 мг/час;

S₁ - допустимая концентрация пыли, S₁ = 100 мг/м³ ;

S₂ -концентрация пыли в свежем воздухе, S₂ = 52 мг/м³.

м³/час.

Определим кратность воздухообмена:

, (4.23)

где V_n - объем помещения кормоприготовительного отделения, V_n = 115,2 м³.

.

Так как кратность воздуха n = 3…5, то принимаем вентиляцию с механическим побуждением тяги воздуха без подогрева.

Общую площадь вентиляционных каналов находим по формуле:

, м²(4.24)

где V_в - скорость движения воздуха в канале, м/с;

(4.25)

где h_к - высота вытяжного канала, принимаем h_к = 4 м;

t_дв - допустимая температура воздуха внутри помещения, ^оС;

t_n - температура наружного воздуха, ^оС;

м/с.

Тогда F_в = 0,17 м² .

Число вытяжных каналов определим по формуле:

,(4.26)

где f_в - площадь поперечного сечения одного вытяжного канала, f_в = 0,16 м².

.

Принимаем один вытяжной канал.

Подачу вентиляции определим из выражения:

м³/ч.(4.27)

Так как W_d < 800 м³/ч выбираем систему с одним вентилятором.

Диаметр воздухопровода рассчитываем по формуле:

.(4.28)

Принимаем d = 0,2 м.

Напор вентилятора Н, Па, определим из следующей зависимости:

Н = Н_дин + Н_тр + Н_м ,(4.29)

где Н_дин - динамический напор необходимый для сообщения воздуху

соответствующей скорости;

Н_тр - потери напора на преодоление сопротивлений воздуха в воздуховоде;

Н_м - потери напора от местных сопротивлений.

,(4.30)

где с_в - плотность воздуха, с_в = 1,24 кг/м³ при 20 ^оС;

Па.

,(4.31)

где l - длина воздуховода, l = 5 м;

л_в - гидравлический коэффициент сопротивления воздуха.

.

Па.

,(4.32)

где е - коэффициент сопротивления движению, е = 0,3.

Зная подачу вентиляции и напор, подбираем необходимый номер вентилятора Ц4-70N3.

Техническая характеристика вентилятора:

- диаметр колеса, мм - 300;

- подача, тыс. м³/ч - 0,55…3,3;

- полное давление, Па - 160…1150;

- частота вращения, мин^-1 - 1410;

- мощность двигателя, кВт - 0,6…1,0;

- масса, кг - 21.

4.7 Безопасность измельчителя кормов

Измельчитель, проектируемый в данном дипломном проекте, предназначен для измельчения разных видов фуражного зерна и корнеплодов. Измельчитель соответствует требованиям безопасности ГОСТ 12.2.042-91 "Машины и технологическое оборудование для животноводства и кормопроизводства".

Подробно предполагаемая машина описана и рассчитана в разделе 3 данной пояснительной записки.

Машина состоит из рамы, дробильного ротора с молотками, установленного на валу электродвигателя, корпуса, зернового бункера и решета. Измельчитель комплектуется сменным ножевым барабаном и загрузочным бункером для измельчения корнеплодов. Общий вид машины представлен в графической части проекта.

Опасными зонами данной конструкции являются измельчающий барабан и электродвигатель. Загрузочный бункер и дробильная камера закрываются крышкой, исключающей попадание рук в рабочую зону.

Рама измельчителя, внутри которой находятся блоки управления измельчителем, со всех сторон закрыта щитами, тем самым исключая попадание рук в источники электричества. Согласно требованиям ГОСТ 12.2.0.42-91 в машине обеспечен удобный и безопасный доступ к рабочим органам машины для технического обслуживания.

Поскольку дробильная камера является опасным органом измельчителя, кожух машины окрашен в красный цвет.

Ответственные узлы машины, такие как дробильный ротор, молотки, шпоночные соединения, рассчитаны на прочность в разделе 3 пояснительной записки и соответствуют допустимым нормам.

В электрической схеме машины предусмотрена защита от перегрузок и короткого замыкания. Для этого в электрическую схему измельчителя включен электронный блок тепловой защиты двигателя, управляющий магнитным пускателем типа ПМЕ 111-220 ОСТ 16.0536-001-72.

Проводка соединяющая машину с источниками питания осуществляется кабелем ПВС-АП-30,75-2000 ТУ16-705-322-84. Также для соблюдения электробезопасности в машине предусмотрено зануление с повторным заземлением.

Вредным признаком в измельчителе является пылевыделение при измельчении фуражного зерна. Для предотвращения повышения пылесодержания в воздухе проектом предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция, установленная в кормоприготовительном отделении.

5. Экономическое обоснование проекта

В данном разделе определяется предполагаемая экономическая эффективность применения разрабатываемого измельчителя кормов. В настоящее время производится малогабаритный универсальный измельчитель кормов ДЗК-1, который и был взят за прототип для проектируемого измельчителя.

Техническая характеристика ДЗК-1:

- производительность:

при измельчении зерна - 110 кг/ч;

при измельчении корнеплодов - 200…400 кг/ч;

- мощность двигателя - 1,1 кВт;

- цена измельчителя - 1152 грн.

Преимущества проектируемого измельчителя от серийного:

- экономия электроэнергии за счет снижения мощности электродвигателя;

- снижение трудоемкости технического обслуживания за счет изменения конструкции ротора;

- в связи с использованием особой конструкции молотков снижается металлоемкость конструкции;

- ввод в конструкцию электронной схемы тепловой защиты электродвигателя, что продлевает срок службы электродвигателя;

- увеличение производительности измельчителя.

Годовой экономический эффект от применения измельчителя определяется по разнице приведенных затрат. Поскольку введение новой машины не влияет на изменение объема работ, то годовой экономический эффект рассчитаем по формуле:

, грн.;(5.1)

где С₀ и С₁ - годовая издержка на эксплуатацию машины по старому и новому вариантам, грн.;

К₀ и К₁ - капитальные вложения в технику по старому и новому вариантам, грн.;

Е_н - нормативный коэффициент (Е_н = 0,18…0,20).

Определим стоимость измельчителя по формуле:

, грн.(5.2)

где С_к - стоимость изготовления корпусных деталей, рамы, каркасов, грн.;

С_о.д - затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках и других оригинальных деталей, грн.;

С_п.и - цена покупных изделий по прейскуранту, грн.;

С_сб - заработная плата рабочих, занятых на сборке конструкции, грн.

Стоимость изготовления корпусных деталей определим по формуле:

, грн.(5.3)

где О_к - масса материала, израсходованного на изготовление корпусных деталей (уголок 20?20 - 4,5 кг; листовая сталь - 31,2 кг);

С_кд - средняя стоимость 1 кг деталей (уголок С_т-3пс/сп ГОСТ 8509-80 - 1030 грн/т = 1,03 грн/кг; сталь листовая Ст-3пс/сп 12Г2С - 1010 грн/т = 1,01 грн/кг [17]).

С_к = 4,5 • 1,03 + 31,2 • 1,01 = 36,15 грн.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках определим по формуле:

, грн.(5.4)

где С_пр - заработная плата производственных рабочих, занятых на изготовлении оригинальных деталей, грн.;

С_м.з. - стоимость материала заготовки для изготовления деталей, грн.

Массу материала заготовки, требующих элитной обработки, определяют по формуле:

, кг; (5.5)

где Q_з - чистая масса детали, кг;

А и n - постоянные, зависящие от вида материала детали и способов ее изготовления, А = 1,68; n = 0,94;

Q_з = 1,68 ^. 8 ^0.94 = 11,8 кг.

Стоимость материала заготовок составит:

(стоимость проката из С_т 10-50 ГОСТ 1050-88 - 1030 грн/т)

С_м.з = 11,8 • 1,03 = 12,15 грн.

Заработную плату производственных рабочих находят из формулы:

, грн.(5.6)

гдеt_д - средняя трудоемкость на изготовление отдельных деталей, t_д = 9,3 чел час (по таблице [6]);

t_ч - часовая ставка рабочих, t_ч = 1,66 грн/ч;

K_t - коэффициент, учитывающий доплаты и премии, K_t = 1,15…1,20;

K_соц - коэффициент отчислений в фонды соцстраха и занятости, K_соц = 1,385.

С_пр = 9,3 • 1,66 • 1,15 • 1,385 = 24,59 грн.

Подставив значение в формулу (5,4), получили затраты на изготовление оригинальных деталей:

С_oд = 24,59 + 12,15 = 36,74 грн.

Основную заработную плату производственных рабочих, работающих на сборке машины, рассчитывают по формуле:

С_{сб осн.} = Т_сб • t_ч • К_t • К_соц;(5.7)

где Т_сб - нормативная трудоемкость на сборку машины, ч;

Т_сб = К_l • Уt_cб,(5.8)

где К_l - коэффициент, учитывающий непредусмотренные работы, принимаем

К_l = 1,1;

t_cб - трудоемкость сборки основных частей машины:

- монтаж электросхем - 1,5 ч;

- пригонка шпонки к валу - 0,44 ч;

- завертывание болтов - 0,42 ч;

- завертывание гаек - 0,24 ч;

- установка шайбы кольца - 0,37 ч;

- прочие работы - 2 ч.

Уt_cб = 1,5 + 0,44 + 0,42 + 0,24 + 0,37 + 2 = 4,97 ч;

Т_сб = 1,1 • 4,97 = 5,47;

С_{сб осн} = 5,47 • 1,66 • 1,15 • 1,385 = 14,46 грн.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке, составляет 5% от С_{сб осн}:

С_{сб доп} = С_{сб осн} • 0,05 = 14,46 • 0,05 = 0,72 грн.(5.9)

Полная заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке машины, составит:

С_сб = С_{сб осн}+ С_{сб доп} = 14,46 + 0,72 = 15,18 грн.(5.10)

Цена покупных изделий (электродвигатель, крепежные детали, амперметр, пусковая аппаратура и т.д.) по прейскурантам составит примерно 1020 грн.

Подставив значения в формулу 5.2, определим стоимость измельчителя:

С_м = 36,15 + 36,74 + 1020 + 15,18 = 1108,07 грн.

Стоимость машины принимаем 1110 грн.

Определим годовые издержки на эксплуатацию машины по старому и новому варианту:

С = С_э + С_то + C_a + 3_n, грн.(5.11)

где С_э - стоимость электроэнергии;

С_то - затраты на ТО;

C_a - затраты на амортизацию;

З_п - зарплата рабочим.

Для определения расхода и стоимости электроэнергии нужно знать время работы измельчителя, исходя из объема работ.

Годовой объем работ определим, исходя из суточного рациона и количества дней в году. Суточный объем работы при измельчении зерна составит:

1,365 • 771 + 1,6 • 40 = 1116,415 кг.

Тогда годовой объем работы при измельчении зерна - 407491,47 кг.

Исходя из производительности измельчителей, определяем время работы при измельчении зерна за год:

- для ДЗК-1:

 час;

- для проектируемого измельчителя:

час.

Потребление электроэнергии составит:

- для ДЗК-1:

Э_с = 3704,46 • 1,1 = 4074,9 кВт/час;

- для проектируемого измельчителя:

Э_п = 2089,09 • 0,75 = 1567,27 кВт/час.

Стоимость электроэнергии определим с учетом стоимости 1 кВт/час (0,16 грн.):

- для ДЗК-1:

С_эс = 4074,9 • 0,16 = 651,98 грн.;

- для проектируемого измельчителя:

С_эп = 1567,27 • 0,16 = 250,76 грн.

Определим амортизационные издержки:

(5.12)

где К - балансовая стоимость измельчителя, грн.

а - процентные отчисления на амортизационные издержки, а = 12,5 %.

Заработную плату рабочим, обслуживающим измельчитель, определим, исходя от тарифной ставки (1,48 грн/час) и времени работы измельчителя с учетом сменного времени:

З_с = 3704,6 • 1,48 • 1,15 • 1,385 = 8732,74 грн.;

З_п = 2089,69 • 1,48 • 1,15 • 1,385 = 4925,96 грн.

Зарплата на капитальный и текущий ремонт и техническое обслуживание, определим по формуле:

(5.13)

где R - процент ежегодных отчислений на капительный и текущий ремонт и техническое обслуживание, R = 14 %.

Годовые эксплуатационные издержки определим по формуле (5.11):

С_с = 651,98 + 161,28 + 144 + 8732,74 = 9690 грн.;

С_п = 250,76 + 155,40 + 138,75 + 4925,96 = 5470,87 грн.

Годовой экономический эффект, ожидаемый от применения измельчителя, составит:

Э_г = (9690 + 0,18 • 1152) - (5470,87 +0,18 • 1110) = 4226,69 грн.

Степень снижения эксплуатационных затрат составит:

П_экспл = (5.14)

Определим экономию затрат труда на производство продукции:

Э_г.т = Т_с - Т_п = 3704,46 - 2089,69 = 1614,77 чел • час.(5.15)

Срок окупаемости капитальных вложений находим как отношение капитальных вложений в машину к разности годовых эксплуатационных затрат по сравниваемым вариантам:

, лет (5.16)



Результаты расчетов сводим в табл. 5.1.

Таблица 5.1 - Экономическая эффективность применения измельчителя

ПОКАЗАТЕЛИ	ВАРИАНТЫ
	существующий	проектируемый
1. Капитальные вложения, грн.	-	1110
2. Годовой объем работы, т	407,49	407,49
3. Годовые эксплуатационные затраты, грн.	9690,00	5470,87
4. Экономия затрат труда, чел • час.	-	1614,77
5. Годовой экономический эффект, грн.	-	4226,69
6. Срок окупаемости капитальных вложений, лет	-	0,26

Заключение

В настоящем дипломном проекте разработаны основные вопросы приготовления кормов на свинотоварной ферме ЧП «Агросвет».

На основании изучения производственно-финансовой деятельности хозяйства, теоретических исследований процесса приготовления кормов на свиноводческих фермах спроектировано кормоприготовительное отделение.

Новая технология приготовления кормов позволяет снизить эксплуатационные затраты на приготовление кормовой смеси, повысить производительность труда.

В проекте на основе анализа работы молотковых дробилок и приведенных расчетов разработан универсальный измельчитель кормов. Машина обладает довольно низкой энергоемкостью и хорошим качеством измельчения.

Литература

1. Годовые отчеты хозяйства.

2. Механизация и технология производства продукции животноводства / В.Г. Коба, Н.В. Брагинец, Д.Н. Мурусидзе, В.Ф. Некрашевич.- М.: Колос, 1999.- 528 с.

3. Трегуб Л.И., Праватов Н.М. Кормоцехи на свиноводческих фермах и комплексах.- М.: Аграпромиздат, 1999.- 207 с.

4. Галушко В.М., Иоффе В.Б., Гутлин В.Н. Приготовление кормов для свиней.-М.: Урожай,1990.- 216 с.

5. Жмельский Н.И., Смирнов А.И. Справочник по механизации животноводческих ферм и комплексов.- М.: Колос, 1984.- 336 с.

6. Брагинец Н.В., Палишкин А.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства.- М.: Агропромиздат, 1991.- 191 с.

7. Эксплуатация машин и оборудования на свинокомплексах / И.Н. Бацанов, Р.Г. Муллоянов, Л.М. Цой.- М.: Агропромиздат, 1988.- 240 с.

8. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов.- Л.: Агропромиздат, 1985.- 640 с.

9. Кукта Г.М. и др. Механизация и автоматизация животноводства.- К.: Агропромиздат, 1990.- 335 с.

10. Механизация и автоматизация в животноводстве и птицеводстве / О.С. Марченко.- К.: Урожай, 1995.- 416 с.

11. Суворов С.Г., Суворова Н.С. Машиностроительное черчение в вопросах и ответах. Справочник.- М.: Машиностроение, 1984.- 352 с.

12. Справочное руководство по черчению // В.Н. Богданов, И.Ф. Малехик и др.- М.: Машиностроение, 1989.- 864 с.

13. Павлин В.Т. Основы конструирования и расчета деталей и машин.- К.: Высшая шк., 1993.- 556 с.

14. Иванченко Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин.- К.: Высшая шк., 1978.- 573 с.

15. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х т.- М.: Машиностроение, 1984.

16. Справочник по электроснабжению и оборудованию: в 2-х т.- Т. 2.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 590 с.

17. Головин В.Т., Скворцов В.Н., Никитин Е.А. Методические указания по экономическому обоснованию конструктивных разработок машин, узлов и агрегатов.- Луганск: ЛНАУ, 2004.- 10 с.

Размещено на Allbest.ru