Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В основных направлениях экономического и социального развития страны предусматривается ускорение социально-экономического развития России, интенсификация всех отраслей народного хозяйства на основе научно-технического прогресса. В создании и использовании принципиально новых видов техники и технологий предусматривается пять приоритетных направлений: электронизация сельского хозяйства, комплексная автоматизация, атомная энергетика, новые материалы и технологии их производства, биотехнология. Внедрение новых технологий, оборудования, электронных систем управления и автоматизация, а также новых форм организации труда позволит перевести сельскохозяйственное производство на высокоиндустриальную основу, превратив его в высокорентабельное и эффективное.

В сельском хозяйстве возникла необходимость применения современных систем автоматического управления технологическими процессами, которые при помощи электронных вычислительных машин не только автоматически управляли бы технологическими циклами на производственных объектах, но и выбирали оптимальный вариант производства, обеспечивающий минимальные трудовые затраты, наименьшую себестоимость продукции и наилучшее её качество.

1)Экономия топлива и энергии во всех сферах хозяйства, прежде всего за счёт совершенствования технологии производства, создания и внедрения энергосберегающего оборудования, машин и аппаратов, сокращение всех видов энергетических потерь и повышения уровня использование вторичных энергоресурсов .

2)Замещения в хозяйстве нефтепродуктов природным газом и другими энергоносителями

3)Экономия энергии путём рационального её использования и оптимальной загрузки оборудования.

В мире отмечается повышенный интерес к использованию нетрадиционных возобновляемых источников, к которым относят ветроэлектрические станции, гелиостанции, гидравлические, биоэлектрические станции работающие на отходах сельскохозяйственных предприятий и другие. Доля к нетрадиционным возобновляемым источникам электроэнергии (НВИЭ) в мировом топливоэнергетическом балансе мира составляет около 20%. В России также имеются возможности получения электроэнергии от НВНЭ.

Электрические нагрузки в сельском хозяйстве постоянно меняющаяся

величина: подключаются новые потребители, растёт нагрузка на вводе в дома. Если электрическая нагрузка увеличивается, то пропускная способность электрических сетей становится недостаточной и появляется необходимость в их реконструкции. При этом часть воздушных линий заменяют подземными кабелями. При реконструкции широко внедряются мероприятия по повышению надёжности электроснабжения сельских потребителей, которая ещё далеко не совершена.

1 Краткая характеристика хозяйства

Совхоз «Большая Ничка» организован в 1959 году, и главным направлением производственной деятельности было возделывание с/х культур и развитие животноводства. В 1999 году был переорганизован в ООО «Атланта». Расположен в южной части сельскохозяйственной зоны Красноярского края.

Основное направление ООО «Атланта» молочное. В хозяйстве имеется 2 фермы на 200 голов крупно рогатого скота. Транспортная связь с пунктом сдачи осуществляется по одной дороге: асфальтной от центральной усадьбы до районного цента. Расстояние до железнодорожного сообщения 3 километра. Как продукция животноводства так и растениеводства продается хозяйством через райцентр.

Мясо через Тесинский мясокомбинат.

Молоко через АОЗТ «Минусинский молокозавод» (ММЗ).

Зерно через Минусинский комбинат хлебопродуктов.

Материальное обеспечение хозяйства осуществляется объединением «Агропромснаб» и находится в Минусинске. Ремонт зерноуборочных комбайнов и тракторов производится в Минусинском ремонтно тракторном парке, ремонт автомобилей на Минусинском автомоторном предприятии.

Территория хозяйства расположена в теплом умерено- увлажненном агротехническом районе Красноярского края. Климат резкоконтенинтальный, холодный, продолжительная зима и ранние осенние заморозки. Эти условия приходятся учитывать при подборе зерновых, промаслинных и других видов культур. В течении года на территории хозяйства преобладают западные и юго-западные ветры со средней скоростью 6 метров в секунду. Осадков выпадает с избытком, хотя в отдельные годы бывают засухи и суховеи.

2 Электрификация технологических процессов фермы

Комплексная электрификация и механизация технологических процессов животноводческих ферм заключается в применении систем машин и механизмов, связанных между собой технологической взаимосвязью и производительностью и охватывает весь комплекс работ по созданию определенного вида продукции или выполнении определенного процесса. Она обеспечивает лучшее использование средств, внедрение интенсивных технологий производства продукции животноводства, резкое повышение производительности труда, способствует ликвидации различий между умственным и физическим трудом. В основу систем машин для комплексной механизации и автоматизации животноводства закладываются пути по увеличению производства высококачественной продукции, росту производительности труда, улучшение условий труда и др.

2.1 Выбор технологии содержания животных.

По способу содержания различают две основные системы: со свободным выходом животных за пределы здания, в котором они размещаются, и с ограниченным перемещением животных в здании. Существенное влияние на выбор системы содержания животных оказывают природно - климатические условия, вид и половозрастные особенности животных, тип, размер и направление хозяйства, а также другие факторы.

Принимаем привязное содержание коров. Содержание коров стойлово- пастбищное, привязное, в стойлах размерами 1,9·1,2 м. Для привязи предусмотрено стойловое оборудование ОСК-25А с групповым отвязыванием животных. Стойла располагаются в четыре ряда, образуя два кормовых проезда шириной 2,25 метров и три навозных прохода: два пристенных шириной 1,8 метра и один в середине здания шириной 2,28 метра (между окончаниями стойл). В одном непрерывном ряду размещается 25 коров.

В зимнее время в течении дня при благоприятных погодных условиях возможна организация прогулок коров продолжительностью не менее 2 часов на выгульных площадках с твердым покрытием из расчета 8 мІ на одну голову.

Кормление коров зимой предусмотрено в здании из стационарных кормушек кормосмесями, в состав которых входят: сено, силаж, корнеплоды, концентраты, и минеральная подкормка.

В летний период коровы пасутся на пастбище с организацией подкормки из зеленого корма и концентратов.

Поение скота водой предусмотрено из индивидуальных поилок ПА-1А, установленных из расчета одна поилка на две головы.

Технология содержания животных предусматривает использование подстилки (соломенной резки) в течении года из расчета 0,5 килограмм в сутки на одну голову. Годовая потребность в подстилке 365 центнеров.

2.2 Выбор технологического оборудования.

2.2.1 Выбор системы для удаления навоза.

Уборка навоза - трудоемкий процесс, который занимает в производственном цикле ферм и комплексов значительное время. Поэтому создание устройств, обеспечивающих автоматическое управление навозоуборочных устройств, в животноводческих помещениях -важная задача.

Существуют следующие системы уборки навоза: гидравлическая система уборки навоза , где навоз поступает в навозоприемный канал, затем поступает в магистральный канал предназначенный для самотечной транспортировке навоза к сборнику, после чего насосами перекачивается к месту хранения. Также существуют мобильные навозоуборочные средства, где на транспортное средство навешивается агрегат для уборки навоза и затем транспортируют к месту хранения. Наибольшее

распространение на животноводческой ферме получили скребковые транспортеры кругового движения, которые при помощи скребков прикрепленных к цепи перемещают навоз по специальным каналам и подают его в транспортные средства. Для уборки навоза на ферме применяем именно эту систему, т.к. она проста и удобна в эксплуатации, не требует больших затрат в процессе ее монтажа, имеет

приемлемый расход электроэнергии и поэтому получила широкое распространение.

Для уборки навоза на ферме принимаем и 2 вертикальных и 2 горизонтальных навозоуборочных транспортеров кругового движения ТСН-160 каждый из которых может обслуживать 100 голов крупно рогатого скота. [1]

Таблица 2.1 - Технические данные ТСН-160

Производительность, т/ч	5
Скорость движения скребков транспортера, м/с горизонтального наклонного	0,18 0,72
Шаг скребков, мм	920
Максимально допустимая длина цепи, м	160
Масса, кг	1825

ТСН-160 состоит из горизонтального и наклонного транспортера. Горизонтальный транспортер при помощи скребков, прикрепленных к цепи, перемещает навоз по специальным каналам из помещения к наклонным транспортерам, которые подают его в транспортное средство. Сначала включается наклонный транспортер, затем горизонтальный. Отключают их в обратной последовательности. После отключения горизонтального транспортера, наклонный отключают через промежуток времени, достаточный для освобождения его от навоза.

Для определения время работы данной установки определяем суточный выход навоза, т/ч

mсут=N·m;

где N-количество животных.

m-суточный выход навоза от одного животного, [1]

mсут=200·50=10000кг/с=10т/ч

Анализ состава навоза животноводческих ферм показал, что в нем содержится до 20-95% технической воды, подстилки 12-18%, остатки кормов 8-12%, грунта и прочих примесей до 19%.

Суточный выход навоза с учетом содержимого прочих примесей.

mобщ=kn·mсут; т/с

где kn-поправочный коэффициент, учитывающий подстилку и остатки корма, принимают равным [1]

mобщ=1,2·10=12т/с

Время уборки навоза.

t=mобщ/Q·N=12/5·2=1,2ч

где Q-производительность одного транспортера, т/ч (для ТСН-160 Q=5т/ч [1])

N-количество транспортеров

2.2.2 Выбор оборудования для доения коров.

Доение коров -одно из наиболее трудоемких процессов. Машинное доение облегчает работу людей и повышает производительность труда. В зависимости от системы содержания животных и применяемых установок можно снизить затраты труда по сравнению с ручным доением в 2…5 раз, что уменьшает потребность в рабочей силе.

Различают два способа машинного доения: отсос при помощи вакуума и механическое выжимание. Последний способ, как подражательный ручному доению разработан неудолетворительно и практически не применяется. При доении вакуумом молоко при помощи вакуума отсасывается из вымени коровы и затем поступает в доильную емкость, после чего фильтруется, охлаждается и перекачивается в резервуар для хранения молока. Выбираем вакуумный способ машинного доения, т.к. он более автоматизирован и имеет значительное преимущество по сравнению с механическим выжиманием.

Для доения коров на животноводческой ферме принимаем установку вакуумного доения АДМ-8 в варианте рассчитанном на 200 коров.

Необходимая подача вакуум насоса доильной установки.

Qп=k·g·n; мі/ч

где k=2…3 - коэффициент учитывающий неполную герметизацию системы [1].

g-расход воздуха 1 доильным аппаратом (g=1,8 [2])

n-число доильных аппаратов в установке.(n=12 [2])

Qп=2,5·1,8·12=54 мі/ч

Выбираем вакуум насос УВУ-60/45 с подачей вакуума 60 мі/ч

Таблица 2.2 - Технические данные АДМ-8 две комплектации

Обслуживаемое поголовье, гол	200
Число операторов	4
Пропускная способность, кор/ч	100
Тип доильного аппарата	АДУ-1
Вакуум-насос	УВУ-60/45
Масса установки, кг	2000

Технологический процесс установки протекает в таком порядке: пуск установки подготовка животных к доению, включение доильных аппаратов, постановка их на вымя, доение, отключение аппаратов после машинного додоя и перенос его на следующее рабочее место. Полученное молоко по молокопроводу проходит в молочную, где фильтруется, охлаждается и перекачивается в резервуар для хранения молока. Т.к. в комплект поставки не входят холодильная машина, и резервуар охладитель то их выбираем отдельно.

Продолжительность работы вакуумных насосов в течение дойки.

tд=0,88N/Q·n+Дt; ч

где N-число коров (0,88N число дойных коров)

Q-производительность оператора машинного доения (Q=25 [2])

n-число операторов (n=4)

Дt=0,3…0,4ч- продолжительность промывки молокопровода [2]

tд=0,88·200/25·4=2,1ч

2.2.3 Выбор резервуара для хранения молока

Резервуар предназначен для сбора и охлаждения молока. Для доильной установки АДМ-8 рекомендуется применять танки-охладители ТОВ-1 или ТО2 и поэтому выбираем танк охладитель ТО-2 емкостью 2000л, предназначенный для хранения молока на фермах с поголовьем 200 коров. Может работать с доильными установками всех типов. Состоит из емкости прямоугольной формы с двойными стенками, наклонным днищем в сторону сливного крана, фильтра молока, мешалки с электродвигателем и редуктором, через отверстия полого вала которого разбрызгивается моющая жидкость, промывочного устройства включающего вихревой самозасасывающий насос ВКС-2/46.В качестве хладоносителя используют воду из водопровода или воду охлаждаемую холодильной установкой.

Таблица 2.3 - Технические характеристики ТО-2.

Емкость, л	2000
Продолжительность охлаждения молока, ч (от 35?С до 4?С)	3,25
Насос для промывки	ВКС-2/26
Частота вращения мешалки, об/мин	50
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	2820 1350 1550
Масса, кг	808

2.2.4 Выбор холодильной установки

Охлаждение- важнейший способ сохранения качества и удлинение сроков сохранности сельскохозяйственных продуктов, замедляющий протекания в них биологических процессов. Охлаждение основано на переносе теплоты от охлаждаемой среды с нижним температурным уровнем к окружающей среде. Этот же принцип можно использовать для нагрева материалов и сред.

В обоих случаях происходит изменение (трансформация) температурного потенциала предмета труда: при охлаждении - понижение, а при нагреве- повышение. Устройства, осуществляющие перенос теплоты от среды с более низкой температурой к среде с более высокой температурой, называют трансформаторами теплоты. В зависимости от целей процесса один и тот же трансформатор теплоты может охлаждать рабочую среду, либо нагревать или одновременно охлаждать одну среду и нагревать другую.

Т.к. в основном для получения холодоносителя для охлаждения молока в танке охладителе ТО-2 применяют холодильную установку МХУ-8С, а также ее рекомендуют применять совместно с доильной установкой АДМ-8, то выбираем именно ее.

МХУ-8С состоит из бака аккумулятора холода и машинного агрегата представляющий собой компрессор с электродвигателем, конденсатора обдуваемого потоком воздуха с помощью вентилятора, на конденсаторе установлено термореле управляющие электродвигателями приводящими в действие компрессор и вентилятор.

Таблица 2.4 - Технические данные МХУ-8С

Холодопроизводительность, кДж/ч	25120,8
Компрессор. тип количество частота вращения, об/мин число цилиндров, шт	ФВ-6 1 1450 2
Конденсатор. теплообменная поверхность, мІ производительность вентилятора, мі/ч	60 5000
Водяной насос. тип производительность, мі/ч	Е-1,5КМ-Б 6

Таблица 2.5 - Выбранное технологическое оборудование.

Nє	Наименование машины.	количество
1	ТСН-160 горизонтальный транспортер. вертикальный транспортер.	2 2
2	АДМ-8 2 комплектации, рассчитанный на обслуживания 200 коров.	1
3	ТО-2	1
4	МХУ-8С	1

Выбор технологического оборудования на 2 животноводческом комплексе аналогичен и поэтому его не приводим.

2.3 Расчет электроприводов

2.3.1 Расчет электропривода новозоуборочного транспортера ТСН-160

При выборе электродвигателя для горизонтального транспортера определяют

максимальную возможную нагрузку в начале уборки и по условиям пуска находят достаточный пусковой момент и мощность электродвигателя.

Усилие транспортной цепи при работе на холостом ходу.

Fx=m·g·l·fx; кН

где m-масса 1 метра цепи со скребками (m=8,8 (л-2))

g-ускорение силы тяжести (g=9,81 (л-2))

fx-коэффициент трения цепи по деревянному настилу (fx=0,5 (л-2))

l-длина цепи (l=160 (л-1))

Fx=8,8·9,81·0,5=6,9 кН

Усилие ,затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о дно канала при перемещении навоза по каналу.

Fн=mн·g·fн; кН

где mн-масса навоза в канале приходящееся на одну уборку.

Fн=1,5·9,81·0,97=14,2 кН

mн=mобщ/z=6/4=1,5

где mобщ-общий суточный выход навоза на ферме, т.к выбрано 2 горизонтальных транспортера а общий выход навоза в предыдущих расчетах составил 12 тонн, то на 1 транспортер приходится 6 тонн навоза.

z - число уборок навоза в сутки.

fн - коэффициент трения навоза о дно канала (fн=0,97 [2])

Усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления трения навоза о боковые стенки канала, кН.

Fб=Рб·fн;

где Рб-давление навоза на боковые стенки канала, принимают равным 50% общего веса навоза [1]

Fб=7,3·0,97=7,1 кН

Рб=mн·g/2=1,5·9,81/2=7,3

Усилие на преодоление сопротивления заклинивания навоза, возникающего между скребками и стенками канала, кН.

Fз=l·F1/а;

где F1=15 Н [2] усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления заклинивания, приходящейся на один скребок

а=0,46м [2] расстояние между скребками

Fз=160·15/0,46=5,2 кН

Общее максимальное усилие, необходимое для перемещения навоза в канале, когда весь транспортер загружен, кН.

Fmax=Fн+Fб+Fз+Fх;

Fmax=6,9+14,2+7,1+5,2=33,4 кН

Момент сопротивления приведенный к валу электродвигателя при максимальной нагрузке, Н·м.

Мmax=Fmax·V/(щ·зп);

где V-скорость движения скребков горизонтального транспортера, м/с (V=0,18 м/с [2])

щ-угловая скорость электродвигателя, для расчета принимаем двигатель с 2 парами полюсов.

Мmax=33400·0,18/(157·0,75)=51,3 Н·м

Момент трогания от максимального усилия сопротивления.

Мт.пр.=1,2·Мmax; Н·м

Мт.пр.=1,2·51,3=61,5 Н·м

Требуемый момент электродвигателя, Н·м.

М=Мт.пр./kІ·м-0,25;

где м-кратность пускового момента (для электродвигателей мощностью до 10 кВт м=2 [1]) М=61,5/(1,25)І·2-0,25=21,9 Н·м

Необходимая мощность электродвигателя.

Р=М·щ; кВт

Р=21,9·157=3500 Вт=3,5кВт

Выбор электродвигателя редуктора.

Частота вращения приводного вала, об/мин.

n=60V/D;

где, V-скорость движения скребков горизонтального транспортера, м/с

D-диаметр звезды

n=60·0,18/0,32=33,7 об/мин

Предполагается выбор редуктора с двигателем, у которого n=1400 об/мин

Требуемое передаточное отношение редуктора.

iпер=nд/nв1400/33,7=41,5

Время работы электропривода 1,2 часа в сутки, при спокойной безударной нагрузки и 4 включения в час.

Коэффициент эксплуатации.

F.S.=ѓв·ѓа;

где, ѓв-коэффициент, зависящий от характера нагрузки и продолжительности работы привода в сутки (при безударной нагрузке и времени работы 1,2 часа в сутки ѓв=0,8 [3])

ѓа-коэффициент, зависящий от числа включений в час (при 4 включениях в час ѓа=1 [л-3])

F.S.=0,8·1=0,8

Выбираем мотор редуктор серии 7МЦ2-120 n2=32об/мин F.S.=1,1 iпер=46 М2=1185 Н·м укомплектованном электродвигателем серии RA112М4 с Рн=4кВт n=1400об/мин зн=85,5% Кiп=2,2 Кimax=2,9 Iн=9А cosц=0,84, у данного привода выполняется условие F.S.при.>F.Sрасч

Расчет электропривода наклонного транспортера.

Мощность двигателя(кВт) наклонного транспортера рассчитывается по следующей формуле.

Р=Q/367зр·(L·f+h/зт)

где Q-производительность траспортера, т/ч

зр-КПД редуктора (зр=0,72 с (л-2))

L-горизонтальная составляющая пути перемещения груза.

L=l·cosб=16,9·cos20є=15,7м

где б-угол наклона.

l-длина подъема, м

h-высота подъема, м

h=l·sinб=16,9·sin20є=5м

f-коэффициент сопротивления движению (f=1,3 (л-2))

Р=5/367·0,72(15,7·1,3+5,7/0,6)=1,32

Выбор мотор редуктора наклонного транспортера.

Частота вращения приводного вала.

n=60·V/D; об/мин

где V-скорость движения скребков наклонного транспортера, м/с

D-диаметр звезды,

n=60·0,72/0,32=135об/мин

Предполагается выбор редуктора с двигателем у которого n=1400 об/мин

Требуемое передаточное отношение редуктора.

iпер=nд/nв=1400/135=10,3

Коэффициент эксплуатации электропривода наклонного транспортера.

F.S.=ѓа·ѓв=1·1=1

Т.к. электропривод работает с умеренной нагрузкой, то ѓв=1 (л-3), число включений в час аналогично приводу горизонтального транспортера и поэтому ѓа=1

Выбираем мотор редуктор 7МЦ2-75 у которого iпер=10 М2=135 Н·м

n2=138 об/минF.S.=3 укомплектованном электродвигателем RA90L4 с nном=1410об/мин з=78,5% cosц=0,8 Iн=4А Кiп=2,3 Кimax=2,8 КiIп=5,5, у данного привода выполняется условие F.S.при.>F.S.расч

2.3.2 Расчет электропривода вакуумных насосов доильной установки

Для нормальной работы доильных установок в вакуум - проводе должен поддерживаться вакуум 50000 Па (380 мм рт.ст.). В предыдущих расчетах для доильной установки был выбран вакуум - насос марки УВУ-60/45 с подачей Q=60мі/ч и вакуумом р=10,8 Н/мІ

Необходимая мощность электродвигателя для вакуум-насоса

Р=Q·р/1000·зн·зп=60·10,8/1000·0,25·0,72=3,7 кВт

где Q-подача вакуума насосом

р - давление вакуума

зп - КПД передачи (зп=0,72 [2])

зн-КПД вакуум насоса (зн=0,25 [2])

Для вакуум-насоса УВУ-60/45 выбираем электродвигатель серии RA112М4 с Рн=4кВт n2=1430 об/мин з=85,5 КiIп=9 Кiп=2,2 Кimax=2,9

Сводя выбранные электродвигатели в таблицу.

Таблица 2.6 Выбранные электродвигатели для электроприводов

Наименование машины	Тип токоприемника	Номинальная мощность, кВт	Номинальный ток, А
ТСН-160	RA112М4 RA90L4	4 1,5	9 4
АДМ-8А	RA112М4 RA90S4	4 1,1	9 3
МХУ-8С	4АХ100L2У3 4АХ71А4У3 4АХ71В2У3	4,5 0,6 1,7	10 2 3
ТО2	4А100L4У3 4АА63В4У3	4 0,37	9 1

2.4 Расчет отопления и вентиляции

В воздушной среде производственных помещений, в которых находятся люди животные, оборудование, продукты переработки всегда есть некоторое количество вредных примесей, а также происходит отклонение температуры от нормированных значений, что отрицательно влияет на состояние здоровья людей, продуктивность животных, долговечность электрооборудования.

Вентиляционные установки применяют для поддержания в допустимых пределах температуры, влажности, запыленности и вредных газов в воздухе производственных, животноводческих и других помещений.

Уравнение часового воздухообмена по удалению излишнего содержания углекислоты.

1,2·C+L·C1=L·C2

где 1,2-коэффициент учитывающий выделение углекислоты микроорганизмами в подстилке.

С- содержание СО2 в нужном воздухе, л/мі, для сельской местности

С1=0,3л/м3,[1],

L-требуемое количество воздуха, подаваемое вентилятором, чтобы обеспечить в помещении допустимое содержание СО2 мі/ч,

С2- допустимое содержание СО2 в воздухе внутри помещения, л/мі, принимаем по таблице 10.2 , стр157, С2=2,5 л/мі, [2].

Определяем количество углекислого газа, выделяемого всеми животными.

С=С`·п=110·200=22000 л/ч.

где С`- количество СО2 , выделяемого одним животным , л/ч, по таблице 10.1 принимаем С`=110л/ч [1] ,

п - количество поголовья животных, 200голов.

Требуемое количество воздуха подаваемого вентилятором. мі/ч.

L=1,2·С/(С2-С1);

L=1,2·22000/(2,5-0,3)=12000 мі/ч

Расчетная кратность воздухообмена.

К=L/V=12000/4057=3

V-объем вентилируемого помещения, равняется 4057мі

L-требуемое количество воздуха, подаваемого вентилятором,

Часовой воздухообмен по удалению излишней влаги, г/мі.

Lи=1,1·W1/(d2-d1);

где, W1-влага, выделяемая животными внутри помещения

d2-допустимое влагосодержание воздуха, г/кг

d1-влагосодержание наружного воздуха, г/кг

Lи=1,1·28600/(7,52-3,42)=5200 г/мі

Влага выделяемая животными

W1=w·N=143·200=28600 г/ч

где, w-влага выделяемая одним животным w=143 г/ч (л-1)

N-количество животных

Допустимое влагосодержание внутри помещения

d2=d2нас·ц2; г/мі

где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10єС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4 г/мі

ц-допустимая относительная влажность внутри помещения, (л-2) ц=0,8

d2=9,4·0,8=7,52 г/мі

Влагосодержание наружного воздуха.

d1=d1нас·ц=3,81·0,9=3,42

где d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха

ц-относительная влажность наружного воздуха.

Т.к. сведений значений расчетной температуры и относительной влажности наружного воздуха нет, то ориентировочно расчетную температуру наружного воздуха можно принять равной -3єС и при такой температуре d1нас=3,81 ц=0.9

Давление вентилятора.

Р=Рд+Рс; Па

где, Рд и Рс-динамические и статические составляющие давления вентилятора.

Р=105,6+1154,9=1260,5 Па

Динамическая составляющая давления

Рд=с·VІ/2=1,25·13І/2=105,6 кг/мі

где, с-плотность воздуха

V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с [1]

Определяем плотность воздуха.

с=с0/(1+б·U)=1,29/(1+0,003·10)=1,25кг/мі

где, с0-плотность воздуха при 0єС с0=1,29 кг/мі стр34 [1]

U-температура воздуха

б-коэффициент, учитывающий относительное увеличение объема воздуха при нагревание его на один градус, б=0,003 [1]

Статическая составляющая давления.

Рс=l·h+Рм; Па

где, Lh-потеря давления, затрачиваемое на преодоление трения частиц воздуха о стенки трубопровода.

l-длина трубопроводов, равная 66,6м

h-потери давления на 1 метр трубопровода, Па/м

Рм-потери давления затрачиваемое на преодоление местных сопротивлений.

Рс=66,8·1.8+1035,1=1154,9 Па

Потери напора на 1 метре трубопровода.

h=64,8·V ·/d ·(с/1,29) =64,8·13· /750 ·(1,25/1,29) =1,8 Па/м

где, V-скорость воздуха в трубопроводе, м/с

d-диаметр трубопровода

d=2·а·в/(а+в); мм

где, а и в стороны прямоугольного сечения трубопровода а=1000мм в=600мм (л-5)

d=2·1000·600/(1000+600)=750 мм

Потери напора в местных сопротивлениях.

Рм=Уо·Рд=Уо·с·UІ/2=9,8·1,25·13І/2=1035 Па/м

где, о-коэффициент местного сопротивления, Уо=9,8 стр.75(л-2)

Вентилятор подбираем по их аэродинамическим характеристикам. По наибольшему значению L и расчетному значению Р.

С учетом равномерного распределения вентиляторов в коровнике выбираем вентилятор Ц4-70 с подачей L=6000 мі/ч, при давлении 630 Па.

Ц4-70 N5 n=1350 об/мин з=0,8

Определяем число вентиляторов.

n=L/Lв;

где, Lв- подача воздуха одним вентилятором.

n=12000/6000=2

Принимаем 2 вентилятора, один из которых будет располагаться в начале здания, другой в конце здания.

Масса воздуха проходящего через вентилятор.

m1=с·S·V; кг/с

где, с - плотность наружного воздуха, с=1,29кг/мі [1]

S - площадь сечения трубопроводов S=0,6мІ [2]

m1=1,29·0,6·13=10 кг/с

Полезная мощность вентилятора.

Рпол=m1·VІ/2=10·13І/2=845Вт

Мощность электродвигателя для вентилятора.

Р=Q·Р/1000·зв·зп; кВт

где, Q-подача вентилятора Q=1,6мі

Р - давление, создаваемое вентилятором Р=630Па

зв - КПД вентилятора зв=0,8

зп - КПД передачи зп=0,95, для ременной передачи [1]

Р = 1,6·630/1000·0,8·0,95=1,3 кВт

Расчетная мощность двигателя для вентилятора.

Рр = Кз·Р = 1,15·1,3=1,5 кВт

где, Кз- коэффициент запаса Кз=1,15 [1]

Для вентилятора выбираем электродвигатель серии RA100L4 с Рн=1,5 кВт Iн=4А

Расчет калорифера.

Определяем мощность калорифера.

Рк=Qк/860·зк; кВт

где Q-требуемая калорифера , ккал/ч

зк-КПД установки зк=0,9

Рк=16191/860·0,9=20,9 кВт

Теплопередачу установки находят из уравнения теплового баланса помещения.

Qк+Qп=Qо+Qв

отсюда

Qк=Qо+Qв-Qп; ккал/ч

где, Qо-теплопотери через ограждения, ккал/ч

Qв - тепло, уносимое с вентилируемым воздухом

Qк=114744+26047-124600=16191 ккал/ч

Теплопотери через ограждения

Qо=УК·F·(Vп·Qм); ккал/ч

где, К-коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/ч К=8 [2]

F-площадь ограждений, мІ F=2049 [3]

Uп- температура воздуха, подведенная в помещение, Uп=+10єС

Uн- расчетная температура наружного воздуха, Uнм=-3єС

Рк=Qк/860·зк=16191/860·0,9=20,9 кВт

Тепло, уносимое с вентилируемым воздухом.

Qв=0,239·1,29·12171·(10-3)=26047 ккал/ч

где, н-плотность воздуха, принимаемая равной 1,29 кг/мі (л-1)

V-обьем обогащаемого воздуха за 1 час

V=Vп·Коб=4057·3=12171мі

где, Vп- объем помещения равный 4057мі

Коб- часовая кратность воздухообмена

Тепловыделение в помещение

Qп=g·N=623·200=124600 ккал/ч

где, g-количество тепла выделяемого одним животным за 1 час, для коров весом до 500 кг g=623 ккал/ч [1]

N-число коров.

Считаем, что в каждую фазу включены по два нагревательных элемента.

Определяем мощность одного нагревательного элемента.

Рэ=Рк/м·n; кВт

где, n- число нагревателей.

м- число фаз.

Рэ=10,4/3·2=1,6 кВт

Рабочий ток нагревательного элемента

Iраб=Рэ/Uф=1,6/0,22=7,2 А

где, Uф- фазное напряжение.

Принимаем 6 ТЭН мощностью 2 кВт: ТЭН-15/0,5 Т220

Принимаем 2 калорифера СФОЦ-15/0,5Т, один из которых устанавливаем в начале комплекса, другой в конце

Таблица 2.7 Технические данные калорифера

Тип калорифера	Мощность калорифера, кВт	Число cекций	Число нагревателей
СФОЦ-15/0,5Т	15	2	6

2.5 Расчет осветительных установок

Свет является одним из важнейших параметров микроклимата. От уровня освещенности, коэффициента пульсации светового потока зависит производительность и здоровье персонала.

Ферма состоит из 2 животноводческих комплексов и расположенного между ними молочного блока.

2.5.1 Расчет осветительных установок животноводческого комплекса

Таблица 2.8 - Характеристики здания

Наименование помещения.	площадь мІ	длина м	ширина м	высота м	Среда.
Стойловое помещение	1380	69	20	3,22	сыр.
Площадка для весов.	9,9	3,3	3	3,22	сыр.
Инвентарная	9,9	3,3	3	3,22	сух
Венткамера	14,4	4,8	3	3,22	сух.
Помещение для подстилки кормов	9,9	3,3	3	3,22	сыр.
Электрощитовая.	9,9	3,3	3	3,22	сух.
Тамбур.	12,6	4,2	3	3,22	сыр.

Расчет мощности осветительной установки стойлового помещения.

Согласно СНиП принимаем рабочее общее равномерное освещение, т.к. работы ведутся с одинаковой точностью, нормированная освещенность составляет Ен=75Лк на высоте 0.8м от пола [4]

Т.к. помещение сырое и с химически агрессивной средой то принимаем светильник ЛСП15 со степенью защиты IР54 [4]

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п;

где, Н-высота помещения

Нс- высота свеса светильника, принимаем равной нулю, т.к. крепежные

кронштейны устанавливаться не будут.

Нр.п.- высота рабочей поверхности.

Нр=3,22-0-0,8=2,42.

Расстояние между светильниками.

L=Нр·лс=2,42·1,4=3,3м

где,лс- светотехническое наивыгоднейшее расстояние между светильниками

при кривой силы света «Д» лс=1,4

Количество светильников в ряду

nс=а/L=69/3,3=21 шт.

где, а- длина помещения

Количество рядов светильников.

nр=в/L=20/3,3=6 ряд.

где, в- ширина помещения

Расчет производим методом коэффициента использования светового потока, т.к. нормируется горизонтальная освещенность, помещение со светлыми ограждающими стенами без затемняющих предметов.

Индекс помещения.

i=а·в/Нр·(а+в)=69·20/2,42·(69+20)=6,4

Согласно выбранному светильнику, индексу помещения и коэффициентам

отражения ограждающих конструкций (сп=30 сс=10 ср.п.=10) выбираем коэффициент использования светового потока Uоу=0,67 [4]

Световой поток светильника.

Фс=А·Ен·Кз·z/nс·Uоу; Лм

где, А-площадь помещения, мІ

Ен-нормированная освещенность, Лк

Кз-коэффициент запаса

z-коэффициент неравномерности (z=1,1…1,2 (л-4))

Фс=1380·75·1,3·1,1/126·0,67=3861 Лм

Световой поток одной лампы.

Фл=Фс/nл=3861/2=1930,5 Лм

где, nл-число ламп в светильнике.

Принимаем лампу ЛД-40-1 с Фк=2000 Лм Рн=40Вт

Отклонение светового потока.

ДФ=Фк-Фр/Фр·100%=2000-1930/1930·100%=3,6%

Отклонение светового потока находится в пределах -10%…+20% и поэтому окончательно принимаем светильник ЛСП15 с лампой ЛД-40-1

Расчет мощности осветительной установки электрощитовой.

Согласно СНиП принимаем рабочее, общее равномерное освещение, нормированная освещенность Ен=100Лк на вертикальной плоскости на высоте 1,5м от пола [4]

Помещение электрощитовой сухое, поэтому принимаем светильник ЛСП02 со степенью защиты IР20

Расчетная высота осветительной установки.

Нр=Н-Нс-Нр.п.=3,22-0-1,5=1,72м

Высота свеса равняется нулю, т.к. крепежные кронштейны устанавливаться не будут

Расчет производим точечным методом, т.к. в ней нормируется освещенность на вертикальной плоскости.

0,5·Нр=0,5·1,72=0,86<Lа=1,2 поэтому рассчитывается линейный источник света.

Растояние от точки проекции светильника до контрольной точки в центре щита.

Р=в/2-Сщ=3/2-0,38=1,1м

где, в - ширина помещения, м

Сщ - ширина шита, м

Расстояние от светильника до контрольной точке.

dл=vНрІ·РІ=v1,72І·1,1І=2м

Угол между вертикалью и линией силы света к контрольной точке.

г=arctgР/Нр=arctg1,1/1,72=32є

Угол под которым видна светящееся линия.

б=arctgLл/dл=arctg1,2/2=57,7є=1 рад

Условная освещенность в контрольной точке.

Еа=Iг·cosІг/2Нр·(б+1/2sin2б); Лк

где, Iг=155 кд сила света светильника ЛСП02 в поперечной плоскости под углом г=32є

Еа=155·cosІ32є/2·1,72(1+sin(2·1)/2)=38,8 Лк

Перейдем к вертикальной освещенности.

Еа.в.=Еа·(cosИ+Р/НрsinИ); Лк

где, И=90є - угол наклона поверхности.

Еа.в.=38·(cos90+1,1/1,72sin90)=40,8 Лк

Световой поток светильника.

Фс=1000·Ен·Кз·Нр/м·Еа.в.; Лм

Фс=1000·100·1,3·1,72/1·40,8=4142 Лм

Световой поток одной лампы.

Фл=Фс/2=4142/2=2071 Лм

По полученному значению светового потока выбираем лампу ЛДЦ40-4 с Фк=1995Лм

Отклонение светового потока.

ДФ=Фк-Фр/Фр=1995-2071/2071·100=-3,7%

Отклонение светового потока находится в пределах -10%…+20% и окончательно принимаем светильник ЛСП02 с 2 лампами ЛДЦ40-4

Расчет мощности осветительных установок остальных помещений производим методом удельной мощности, т.к. они относятся к вспомогательным помещениям.

Расчет мощности осветительных установок для других помещений аналогичен. Результаты сведены в таблицу 2.9

Таблица 2.9 - Выбранное световое оборудование.

Наименование помещения	Тип светильника	Тип лампы	Кол-во свет-ков	Установлен. Мощность,Вт
стойловое помещение	ЛСП15	ЛД-40-1	126	10080
помещение для подстилки	НСР01	Б-215-225-200	1	200
инвентарная	НСР01	Б-215-225-200	1	200
венткамера	НСП17	Б-215-225-200	4	800
тамбур	Н4Б300-МА	Г-215-225-300	4	1200
электрощитовая	ЛСП02	ЛДЦ40-4	1	80
площадка перед входом	НСП03-60	Б220-40	7	280
площадка для весов	НСР01	Б-215-225-200	1	200
помещение навозоудаления	НСР01	Б-215-225-200	2	400

2.5.2 Расчет осветительной сети с выбором щитов и оборудования.

Выбор сечения проводов.

Согласно ПУЭ из условий механической прочности сечение проводов с алюминиевыми жилами, должно быть не менее 2ммІ, т.к. у применяемых светильников корпуса металлические, то сечение заземляющих и токопроводящих проводов должно быть не менее 2,5ммІ, выбор сечения проводов производим по потере напряжения.

Суммарная нагрузка осветительной сети.

РУ=УРл.н.+1,2УРл.л.=3380+1,2·10160=15,5кВт

где УРл.н.- суммарная мощность ламп накаливания

1,2УРл.л.- суммарная мощность люминисцентных ламп

УРлн=800+200+1200+280+200+400=3380Вт

УРлл=10080+80=10160Вт

Силовая сеть питается от трех осветительных щитов, схема компоновки осветительной сети приведена ниже.

Момент нагрузки между силовым и 1 осветительным щитом.

Мсщ-ощ=1,2(РУ)·Lсщ-ощ=6·5=30 кВт·м

УР- суммарная мощность люминесцентных ламп питающиеся от данного щита.

Lсщ-ощ- расстояние между силовым и 1 осветительным щитом

Расчетное сечение между щитами.

S=Мсщ-ощ/С·ДU=30/50·0,2=3 мм

где С-коэффициент, зависящий от напряжения и металла, из которого состоит токоведущая жила (при U=380В и алюминиевой жиле С=50 [5])

ДU-допустимая потеря напряжения между щитами, т.к. согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения составляет 2,5% , между щитами принимаем допустимую потерю 0,2%, а на группах 2,3%

Принимаем ближайшее наибольшее сечение 4ммІ и провод АПВ4.

Ток на вводе в осветительный щит.

Iсщ-ощ=РУ/U·cosц; А

где U-номинальное напряжение, В

cosц -коэффициент мощности осветительной нагрузки

Iсщ-ощ=15,5/0,38·0,98=39,8А

Выбранный провод проверяется по допустимому нагреву. Согласно [5] допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=50А

Iсщ-ощ=20,4А<Iдоп=50А

Окончательно принимаем четыре провода АПВ4-4ммІ

Выбор сечения проводов на участках.

Момент нагрузки на каждой группе

М=У(Р·L)

где,L-расстояние от осветительного щита до светового прибора.

У-сумма мощностей входящих в группу.

М1=1,2·(80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4+80·74,7=81,9 кВт·м

М2=1,2·(80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4=74,8 кВт·м

М3=1,2·(80·2,1+80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1=68 кВт·м

Допустимая потеря напряжения на группах принята 2,3%

Сечение проводов на каждой группе

S=М/С·ДU

где, М- момент нагрузки на группе

Значение коэффициента С аналогично что и при выборе сечения провода между щитами, т.к. питание осветительной нагрузки на группах осуществляется трехфазной четырехпроходной линией.

S1=81,9/50·2,3=0,7 ммІ

S2=74,8/50·2,3=0,6 ммІ

S3=68/50·2,3=0,59 ммІ

На группах принимаем 4 провода АПВ(2,5) прокладываемых в трубах с сечением токоведущей жилы 2,5 ммІ выбранный провод проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Допустимая токовая нагрузка на выбранное сечение составляет Iдоп=30 А

Определяем токи на группах, токи на всех трех группах аналогичны друг другу и поэтому рассчитываем ток одной из групп.

I=Р/Uном·cosц=6/0,38·0,8=20А

Проверяем выбранный провод по условию

Iдоп=30А?Iрасч=20А

Условие выполняется значит принимаем выбранный ранее провод.

Момент нагрузки между силовым и 2 осветительным щитом.

М=1,2(УР)·L; кВт·м

М=6·5,6=33,6 кВт·м

Расчетное сечение.

S=М/С·ДU=33,6/50·0,2=3,3

Принимаем 4 одножильных провода АПВ с сечением токоведущей жилы 4 ммІ, дальнейший расчет тока и проверка выбранного сечения аналогична что и при расчете 1 осветительного щита, т.к. они имеют одинаковые нагрузки, значит принятый провод принимаем окончательно.

Моменты нагрузки на группах.

М1=1,2·(80·2,1+80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1=68 кВт·м

М2=1,2·(80·5,4+80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4=74,8 кВт·м

М3=1,2·(80·8,7+80·12+80·15,3+80·18,6+80·21,9+80·25,2+80·28,5+80·31,8+80·35,1+80·38,4+80·41,7+80·45+80·48,3+80·51,6+80·54,9+80·58,2+80·61,5+80·64,8+80·68,1+80·71,4+80·74,7=81,9 кВт·м

Сечение проводов на каждой группе

S1=68/50·2,3=0,59 ммІ

S2=74,8/50·2,3=0,6 ммІ

S3=81,9/50·2,3=0,7 ммІ

Значение С и ДU аналогично, что и при расчетах 1 осветительного щита.

Принимаем на группах 4 провода марки АПВ с одной жилой сечением 2,5 ммІ, дальнейший расчет токов на группах и проверка выбранного сечения по нагреву длительным расчетным током аналогично расчету на группах 1 осветительного щита, т.к. они имеют одинаковые нагрузки на группах.

Момент нагрузки между силовым и 3 осветительным щитом.

Мсщ-3ощ=(1,2·(УР)+Р)·Lсщ-ощ3; кВт·м

где, 1,2·(УР)- суммарная мощность люминисцентных ламп

Р- суммарная мощность ламп накаливания

Мсщ-3ощ=(1,2·(40)+3360)·1=3,4 кВт·м

Расчетное сечение провода между щитами.

S=Мсщ-ощ3/С·ДU=3,4/50·0,2=0,3 ммІ

Принимаем 4 одножильных провода АПВ с сечением токоведущей жилы 2,5 ммІ

Расчетный ток на вводе в осветительный щит.

I=Р/мUн·cosц=3,4/3·220·0,8=6,8 А

Проверка выбранного сечения по допустимому нагреву.

Iдоп=30А?Iрасч=6,8 А

Условие выполняется значит провод выбран верно.

Моменты нагрузки на группах

М1=1,2·(40·1,2)+(40·3,1+300·3,1+40·3,1+200·3,9+200·5,9+40·7,9+300·7,9+200·9,4+200·11,4+200·12,4+40·11,4+40·11,4)=12,9кВт·м

М2=200·71+300·73,1+40·73,1+200·74,2+200·76,3+300·77,8+40·77,8+200·79,3=110,6кВт·м

Сечение проводов на каждой группе.

S1=12,9/50·2,3=0,1 ммІ

S2=110,6/50·2,3=0,9 ммІ

На всех группах принимаем провод АПВ4(1·2,5), тоесть четыре провода с сечением токоведущей жилы 2,5 ммІ способ прокладки 4 провода в трубе.

Расчетный ток на группах.

I1=1980/3·220·0,98=3 А

I2=1480/3·220·0,98=2,2 А (2.100)

Наибольший расчетный ток вышел в 1 группе и составил I1=3А, именно этот ток будем учитывать при проверке провода по допустимому нагреву длительным расчетным током.

Iдоп=30А?Iрасч=3А (2.101)

Условие выполняется.

Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий, а также для распределения электроэнергии в осветительной сети, принимаем 2 осветительных щита серии ЯРН 8501-3813 ХЛЗБП с вводным автоматом серии ВА5131 с Iн=100А и 3 автоматами на отходящих линиях серии ВА1426 с Iн=32А, выбранные щиты будут питать осветительную сеть стойлового помещения. Для питания осветительной сети остальных помещений принимаем аналогичный щит. В сумме выбрано три осветительных щита серии ЯРН 8501-3813 ХЛЗБП.

Расчет осветительной сети и осветительных установок молочного блока, электрощитовой, коридора, тамбура, компрессорной, вакуумнасосной, служебного помещения, лаборатории, моечной, лаборатории молочной, помещения для моющих средств, уборной выполнены аналогично. Результаты сведены в таблицу 2-11.

Таблица 2.11 - Выбранное световое оборудование молочного блока

Наименование помещения	тип светильника	тип лампы	кол-во свет.	Уст. мощ. Вт
Молочная	ЛСП15	ЛБ-40-1	5	400
Электрощитовая	ЛСП02	ЛД-40-1	1	80
Компрессорная	ЛСП02	ЛД-40-1	2	160
Лаборатория	ЛСП02	ЛД-40-1	1	80
Моечная	НСР01	Б-215-225-150	1	150
Лаборатория молочной	ЛСП02	ЛД-40-1	1	80
Помещение для моющих средств	НСР01	Б-215-225-150	1	150
Комната персонала	ЛСП02	ЛД-40-1	1	80
Вакуумнасосная	ЛСП02	ЛД-80	2	160
Тамбур	НСР01	Б-215-225-100	2	200
Коридор	НСР01	Б-215-225-200	4	800
Уборная	НСПО3	БК-215-225-40	1	40

Для защиты осветительной сети от токов коротких замыканий а также для распределения электроэнергии между осветительными приборами выбиран осветительный щит ЯОУ8501 укомплектованный вводным рубильником ПВЗ-60 и 6 однополюсными автоматами ВА1426-14 с Iн=32А

2.6 Разработка силовой принципиальной схемы навозоудаления

2.6.1 Определение расхода электроэнергии на навозоудаление

В предыдущих пунктах для уборки навоза на ферме был принят навозоуборочный транспортер кругового движения ТСН-160, который состоит из наклонного и горизонтального транспортера, в итоге на животноводческом комплексе для уборки навоза было принято два горизонтальных и два наклонных транспортера, на втором комплексе принято аналогичное оборудование.

Суммарная мощность установки.

УР=Nн·(Рн)+Nг·(Рг)=4·(1,5)+4·(4)=22 кВт (2.158)

где, Рн-мощность электродвигателя наклонного транспортера, в предыдущих расчетах для наклонного транспортера был выбран двигатель мощностью Рн=1,5кВт

Nн-количество наклонных транспортеров для всего животноводческого комплекса. Выбрано 4 наклонных транспортера.

Рг- мощность электродвигателей горизонтального транспортера, в предыдущих расчетах для горизонтального транспортера выбран двигатель мощностью Рн=4кВт

Nг- количество горизонтальных транспортеров, для всего комплекса. выбрано 4 горизонтальных транспортера.

Годовое число часов использования нагрузки.

Тгод=365·t=365·1,2=438ч (2.159)

где 365-количество дней в году, равное количеству дней уборки навоза.

t- время уборки навоза в сутки, в предыдущих расчетах время уборки навоза составило 1,2 часа в сутки.

Годовое потребление электроэнергии.

Wгод=УР·Тгод=22·438=9636 кВт·ч (2.160)

Стоимость потребленной электроэнергии.

СтW=Wгод·Ц=9636·1,23=11852,2 руб (2.161)

где, ц-стоимость 1 кВт·ч для сельскохозяйственных предприятий ц=1,23 руб

2.6.2 Выбор оборудования защиты и управления навозоуборочного транспортера

Выбор автоматического выключателя.

Автоматический выключатель предназначен для защиты электроустановок от токов коротких замыканий, а также для нечастых отключений и включений электроустановок вручную.

Автоматический выключатель выбирается по следующим условиям.

Uн.а.?Uн.у.

Iн.а.?Iраб

Iн.р.?Кн.р.·Iр (2.162)

Iотс.?Кн.э.·Iп

где Uн.а.- номинальное напряжение, на которое рассчитан автомат, В

Uн.у.- номинальное напряжение электроустановки, В

Iн.а.- ток номинальный автомата, А

Iраб- рабочий ток токоприемника.

Iн.р.- номинальный ток расцепителя, А

Iотс- мгновенный ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

Iп- пусковой ток токоприемника., А

Кн.р.- коэффициент надежности расцепителя Кн.р.=1,1 [6]

Кн.э.- коэффициент надежности электромагнитного расцепителя, Кн.э.=1,25 [6]

Таблица 2.12 - Технические данные на электродвигатели ТСН-160.

Тип электродвигателя	количество	Рн, кВт	Iн, А	КiIп
RA90L4	2	1,5	4	5,5
RA112М4	2	4	9	6,5

Рабочий ток установки.

Iраб=УI=4+4+9+9=26 А (2.163)

где УI-сумма токов электродвигателей транспортера ТСН-160

Т.к. выбирается автомат для группы электроприемников, то при выборе уставки срабатывания электромагнитного расцепителя учитывают суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя.

Суммарный ток токоприемников с учетом пускового тока самого мощного двигателя

Imax=УIн+Iп=4+9+4+(9·6,5)=75,5А (2.164)

где УIн - сумма номинальных токов электродвигателей.

Iп - пусковой ток самого мощного электродвигателя, т.к. имеются два двигателя с наибольшей мощностью, то в расчет берем один из этих двигателей.

Iп=Iн·КjIп=9·6,5=58,5 А (2.165)

где КjIп - кратность пускового тока электродвигателя.

Предварительно выбираем автомат серии АК63 Iн.а.=63А Iн.р.=30А и

Iотс.=189А, проверяем выбранный автомат по условиям.

Uн.а=500В?Uн.у.=380В

Iн.а.=63А?Iраб=22А

Iн.р.=30А?Кн.р.·Iраб=1,1·26=28,6А (2.166)

Iотс.=189А?Кн.э.·Imax=1,25·75,5=94,3А

Т.к. все условия выполняются, то окончательно принимаем выбранный ранее трехполюсный автоматический выключатель серии АК63.

Таблица 2.13 Технические данные автоматического выключателя.

Тип	Номинальный ток автомата, А	Номинальный ток расцепителя А	Уставка мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя, А
АК63	63	30	187

Выбор пусковой аппаратуры.

Для дистанционного управления асинхронными электродвигателями и другими приемниками энергии служат магнитные пускатели. Выбор магнитного пускателя производится по номинальному току токоприемника с таким условием, чтобы его контактная система была рассчитана на включение данного вида нагрузки.

Для пуска электродвигателя горизонтального транспортера выбираем магнитный пускатель серии ПМЕ122 укомплектованным тепловым реле ТРН10. Пускатель этой серии рассчитан на включение электродвигателей мощностью до 4 кВт, степень исполнения по электробезопасности IР54, выбранный пускатель нереверсивный т.к. потребности движения в разных направлениях нет [7]

Для выбора нагревательного элемента теплового реле определяем ток уставки.

Iуст=1,1Iн=1,1·9=9,9А (2.167)

где Iн - номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера.

Выбираем ток нагревательного элемента Iо=10А [7]

Поправка регулятора тока уставки.

N=Iу-Iо/0,05·Iо=9,9-10/0,05·10=-0,2% (2.168)

Пускатель ПМЕ122 рассчитан на включение электроприемников с током номинальным равным 10А, ток электродвигателя горизонтального транспортера Iн=9А, следовательно, магнитный пускатель выбран верно. Для управления электроприводом горизонтального транспортера выбираем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10.

Для наклонного транспортера выбираем аналогичный пускатель, что и для горизонтального транспортера.

В итоге выбираем 2 магнитных пускателя ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/10 для управления электроприводами горизонтальных транспортеров и для управления электродвигателем наклонного транспортера принимаем пускатель серии ПМЕ112 с тепловым реле ТРН10/6

Таблица 2.14 Технические характеристики магнитного пускателя

Тип	Ном.ток,А	тип исполнения	предельная мощность двигателя,кВт
ПМЕ112	10	IР54	4

Выбор проводов и кабелей

Правильный выбор и расчет электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность, работы электроприемников, безопасность. Расчет производим методом потерь напряжения.

Момент нагрузки между силовым и щитом управления.

М=Р·Lсщ-щу=9,5·25=237,5 кВт·м (2.171)

где Р - суммарная мощность двигателей установки, т.к. ТСН-160 имеет 2 двигателя мощностью 4 кВт, и один мощностью 1,5 кВт, то суммарная мощность составляет 9,5 кВт

Lсщ- щу -расстояние между силовым щитом и щитом управления

Сечение проводов между щитами

S=М/С·ДU=237,5/50·1,25=3,8 ммІ (2.172)

Коэффициент С при трехфазной четырехпроводной сети равняется 50, т.к. в соответствии с ПУЭ потери напряжения во внутренних электропроводках не должны превышать 2,5% то принимаем допустимую потерю напряжения между щитами 1,25% и между щитом управления и электродвигателями тоже 1,25%, в сумме ДU=2,5%

Принимаем между щитами кабель АВВГ(4·4) допустимая токовая нагрузка на данное сечение составляет Iдоп=36А выбранный кабель проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Из проведенных ранее расчетов суммарный ток установки составил Iраб=22А

Iдоп=36А?Iраб=22А (2.173)

Также проверяем выбранный кабель по аппаратуре защите.

Iдоп=36А?0,66Iн.р.=0,66·30=19,8А (2.174)

где Iн.р.-номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

Выбранный кабель проходит по всем условиям и будет прокладываться в железной трубе.

Производим выбор проводов от щита управления до электродвигателей.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем горизонтального транспортера.

М=Р·Lщу- эл; кВт·м (2.175)

где Р-мощность электродвигателя горизонтального транспортера

Lщу-эл-расстояние между щитом управления и электродвигателем

М=4·15=60 кВт·м

Расчетное сечение

S=М/С·ДU=60/50·1,25=0,9ммІ (2.176)

Принимаем между щитом управления и электродвигателем кабель АВВГ(4х2,5) и выбранный кабель проверяем по условиям допустимого нагрева и соотвествие аппаратуре защиты, Iдоп=28А для кабеля данного сечения.

Iдоп=28А?Iраб=9А

Iдоп=28А?0,66Iн.р.=0,66·30=19,5 (2.177)

где Iраб - номинальный ток электродвигателя горизонтального транспортера

Выбранный кабель проходит по всем двум условиям, а значит окончательно принимаем именно его.

Момент нагрузки между щитом управления и электродвигателем наклонного транспортера

М=Р·L=1,5·7=10,5 кВт·м (2.178)

где Р - мощность электродвигателя наклонного транспортера.

Расчетное сечение.

S=М/С·ДU=10,5/50·1,25=0,2ммІ (2.179)

Принимаем кабель АВВГ(4х2,5) с Iдоп=28А

Iдоп=28А?Iраб=4А

Iдоп=28А?0,66Iраб=0,66·30=19,5А (2.180)

Все условия соблюдаются, значит кабель выбран верно.

2.6.3 Разработка схемы и пульта управления

В летний период ключ дистанционного управления повернут в положение 1 При нажатии кнопки SВ2 набирается цепь ФА-SА(1)-SВ1-SВ2-КК1.1-КМ1-N срабатывает магнитный пускатель КМ1, замыкаются его силовые контакты КМ1.1 и напряжение подается на двигатель наклонного транспортера, одновременно замыкаются блок контакт КМ1.2 и пускатель КМ1 становится на самоудержание, замыкается блок контакт КМ1.3 включается второй наклонный транспортер который собирает навоз идущий от горизонтального транспортера. Один наклонный транспортер монтируется как поперечный его назначение сбор навоза удущего от горизонтального транспортера второй устанавливается под наклоном и его назначение сбор навоза от 1 наклонного транспортера и последующая его подача в транспортное средство. После включения обоих наклонных транспортеров подготавливается цепь включения электродвигателя горизонтального транспортера. Включение двигателей горизонтального транспортера при отключенном наклонном транспортере невозможно, т.к. питание пускателей горизонтального транспортера осуществляется через замыкающий блок контакт пускателя, включающего наклонный транспортер. При нажатии кнопки SВ4 набирается цепь ФА-FU-SА(1)-SВ1-КМ1.4-КМ2.2-SВ3-SВ4-КК2.1-КМ3-N и параллельно КК4.1-КМ4-N срабатывают магнитные пускатели КМ3 и КМ4 замыкаются их силовые контакты КМ2.1 и КМ4.1 и напряжение подается на двигатели горизонтального транспортера одновременно замыкается блок контакт КМ2.2 и пускатели становятся на самоудержание. Отключение производится в таком порядке, сначала отключают горизонтальный транспортер, с помощью кнопки SВ3 обесточивая тем самым катушки магнитных пускателей КМ2 и КМ3 и затем через промежуток времени необходимый для освобождения наклонного транспортера от навоза кнопкой SВ1 отключают наклонный транспортер.

В зимний период ключ дистанционного управления повернут в положение 3 и питание цепей управления осуществляется через блок защиты от примерзания скребков наклонного транспортера УЗП-1 работа которого осуществляется следующим образом: при температуре окружающего воздуха выше нормы, контакт термодатчика SК замкнут, следовательно с выпрямительного моста сигнал подается через диод VD1, резистор R2 и конденсатор С1 на управляющий электрод тиристора VS, который открывается, и при нажатой кнопки SВ2 катушка магнитного пускателя КМ1 получает питание по цепи ФА-FU-SK-VD2-VD1-R1-C1-VS-VD4-SА(3)-SВ1--SВ2-КК1.1-КМ1-N дальнейшая работа также как и в летний период, за исключением того что питание цепей управления будет осуществляться через блок УЗП-1.