Различают два способа машинного доения: отсос при помощи вакуума и механическое выжимание. Последний способ, как подражательный ручному доению разработан неудовлетворительно 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 расчитанном на 200 коров.

Необходимая подача вакуум насоса доильной установки.

Qп=k·g·n=2,5·1,8·12=54 м³/ч (3.4)

где, k=2…3 стр.207 (л-2) - коэффициент учитывающий неполную герметизацию системы.

g-расход воздуха 1 доильным аппаратом (g=1,8 табл 13.1 стр 204 [л-2])

n-число доильных аппаратов в установке.(n=12 табл 13.1 стр204 [л-2])

Выбираем вакуум насос УВУ-60/45 с подачей вакуума 60 м³/ч

Таблица 9 - Технические данные АДМ-8 2 комплектации

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 течении дойки.

tд=0,88N/Q·n+Δt=0,88·200/25·4=2,1ч (3.5)

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

Q-производительность оператора машинного доения (Q=25 стр. 204 [л-2])

n-число операторов (n=4 табл. 13.1 стр204 (л-2))

Δt=0,3…0,4ч - продолжительность промывки молокопровода стр.204 [л-2]

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 10 - Технические характеристики ТО-2

Выбор холодильной установки

Охлаждение - важнейший способ сохранения качества и удлинение сроков сохранности сельскохозяйственных продуктов, замедляющий протекания в них биологических процессов. Холодильные машины и установки широко применяются на прифермских молочных, предприятиях переработки сельскохозяйственной продукции, в хранилищах картофеля, овощей, фруктов. 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 предназначена для получения искусственного холода, который используется для охлаждения циркулирующей воды в молочных охладителях в стационарных условиях. 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. Водяной центробежный насос поставляется отдельно, поэтому бак аккумулятор холода снабжен дополнительным патрубком для присоединения всасывающего патрубка насоса.

Таблица 11 - Технические данные МХУ-8С

Таблица 12 - Выбранное технологическое оборудование

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

Расчет электроприводов

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=8,8·9,81·0,5=6,9 кН(3.6)

m-масса 1 метра цепи со скребками (m=8,8 стр.198 (л-2))

g-ускорение силы тяжести (g=9,81 стр.198 (л-2))

fx-коэффициент трения цепи по деревянному настилу (fx=0,5 стр.198 (л-2)) l-длина цепи (l=160 стр. 97 (л-1))

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

Fн=mн·g·fн=1,5·9,81·0,97=14,2 кН(3.7)

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

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 стр.198 [л-2])

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

Fб=Рб·fн=7,3·0,97=7,1 кН(3.8)

где, Рб-давление навоза на боковые стенки канала, принимают равным 50% общего веса навоза стр198 (л-1)

Рб=mн·g/2=1,5·9,81/2=7,3

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

Fз=l·F1/а=160·15/0,46=5,2 кН(3.9)

где, F1=15 Н стр.198 (л-2) усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления заклинивания, приходящейся на один скребок

а=0,46м стр198 (л-2) расстояние между скребками

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

Fmax=Fн+Fб+Fз+Fх=6,9+14,2+7,1+5,2=33,4 кН(3.10)

Момент сопротивления приведенный к валу электродвигателя при максимальной нагрузке.

Мmax=Fmax·V/(ω·ηп)=33400·0,18/(157·0,75)=51,3 Н·м

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

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

Момент трогания от максимального усилия сопротивления.

Мт.пр.=1,2·Мmax=1,2·51,3=61,5 Н·м(3.11)

Требуемый момент электродвигателя.

М=Мт.пр./k²·μ-0,25=61,5/(1,25)²·2-0,25=21,9 Н·м(3.12)

где, μ-кратность пускового момета (для электродвигателей мощностью до 10 кВт μ=2 стр.199 (л-1))

Необходимая мощность электродвигателя.

Р=М·ω=21,9·157=3500 Вт=3,5кВт(3.13)

Выбор мотор редектора.

Частота вращения приводного вала.

n=60V/D=60·0,18/0,32=33,7 об/мин(3.14)

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

D-диаметр звезды

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

Требуемое передаточное отношение редуктора.

iпер=nд/nв1400/33,7=41,5(3.15)

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

Коэффициент эксплуатации.

F.S.=ƒв·ƒа=0,8·1=0,8(3.16)

где, ƒв-коэффициент, зависящий от характера нагрузки и продолжительности работы привода в сутки (при безударной нагрузке и времени работы 1,2 часа в сутки ƒв=0,8 стр.6 [л-3]

ƒа-коэффициент, зависящий от числа включений в час (при 4 включениях в час ƒа=1 стр.5 [л-3])

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

Расчет электропривода наклонного транспортера

Мощность двигателя наклонного транспортера рассчитывается по следующей формуле.

Р=Q/367ηр·(L·f+h/ηт)=5/367·0,72(15,7·1,3+5,7/0,6)=1,32(3.17)

где, Q-производительность транспортера, т/ч

ηр-КПД редуктора (ηр=0,72 стр.203 (л-2))

L-горизонтальная составляющая пути перемещения груза.

L=l·cosα=16,9·cos20º=15,7м(3.18)

где, α-угол наклона.

l-длина подъема, м

h-высота подъема, м

h=l·sinα=16,9·sin20º=5м(3.19)

f-коэффициент сопротивления движению (f=1,3 стр.203 (л-2))

Выбор мотор редуктора наклонного транспортера

Частота вращения приводного вала.

n=60·V/D=60·0,72/0,32=135об/мин(3.20)

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

D-диаметр звезды

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

Требуемое передаточное отношение редуктора.

iпер=nд/nв=1400/135=10,3(3.21)

Коэффициент эксплуатации электропривода наклонного транспортера.

F.S.=ƒа·ƒв=1·1=1(3.22)

Т.к. электропривод работает с умеренной нагрузкой, то ƒв=1 стр.6 (л-3), число включений в час аналогично приводу горизонтального транспортера и поэтому ƒа=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 η=78,5% cosφ=0,8 Iн=4А Кiп=2,3 Кimax=2,8 КiIп=5,5, у данного привода выполняется условие F.S.при.>F.S.расч

Расчет электропривода вакуумных насосов доильной установки

Для нормальной работы доильных установок в ваккум-проводе должен

поддерживаться ваккум 50000 Па (380 мм рт.ст.). В предыдущих расчетов для доильной установки был выбран ваккум-насос марки УВУ-60/45 с подачей Q=60м³/ч и ваккумом р=10,8 Н/м²

Необходимая мощность электродвигателя для ваккум-насоса

Р=Q·р/1000·ηн·ηп=60·10,8/1000·0,25·0,72=3,7 кВт(3.23)

где, Q-подача ваккума насосом

р-давление ваккума

ηп-КПД передачи (ηп=0,72 стр.207 (л-2))(3.24)

ηн-КПД ваккум насоса (ηн=0,25 стр207 (л-2)) (3.25)

Для ваккум-насоса УВУ-60/45 выбираем электродвигитель серии RA112М4 с н=4кВт n2=1430 об/мин η=85,5 КiIп=9 Кiп=2,2 Кimax=2,9

Дальнейший расчет не приводим сводя выбранные электродвигатели в таблицу.

Таблица 13 - Выбранные электродвигатели для электроприводов

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.

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

Уравнение часового воздухообмена по удалению излишнего содержания углекислоты.

1,2·C+L·C1=L·C2(3.26)

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

С - содержание СО2 в нужном воздухе, л/м³, для сельской местности С1=0,3л/м3,[ л-1],

L-требуемое количество воздуха, подаваемое вентилятором, чтобы обеспечить в помещении допустимое содержание СО2 м³/ч,

С2 - допустимое содержание СО2 в воздухе внутри помещения, л/м³, принимаем по таблице 10.2, стр157, С2=2,5 л/м³, (л-2).

Определяем количество углекислого газа, выделяемого всеми животными.

С=С`·п=110·200=22000 л/ч.(3.27)

где, С` - количество СО2 выделяемого одним животным, л/ч, по таблице 10.1.

принимаем С`=110л/ч [л-1],

п - количество поголовья животных, 200голов.

Требуемое количество воздуха подаваемого вентилятором.

L=1,2·С/(С2-С1)=1,2·22000/(2,5-0,3)=12000 м³/ч(3.28)

Расчетная кратность воздухаобмена.

К=L/V=12000/4057=3(3.29)

V-объем вентилируемого помещения, равняется 4057м³

L-требуемое количество воздуха, подаваемого вентилятором

Часовой воздухообмен по удалению излишней влаги.

Lи=1,1·W1/(d2-d1)=1,1·28600/(7,52-3,42)=5200 г/м³(3.30)

где, W1-влага выделяемая животными внутри помещения

d2-допустимое влагосодержание воздуха.

d1-влагосодержание наружного воздуха

Влага выделяемая животными

W1=w·N=143·200=28600 г/ч(3.31)

где, w-влага выделяемая одним животным w=143 г/ч стр75(л-1)

N-количество животных

Допустимое влагосодержание внутри помещения

d2=d2нас·φ2=9,4·0,8=7,52 г/м³(3.32)

где, d2нас-влагосодержание насыщенного воздуха внутри помещения при оптимальной температуре +10ºС по табл.10.3 (л-2) d2нас=9,4 г/м³

φ-допустимая относительная влажность внутри помещения, по табл. 10.2 (л-2) φ=0,8

Влагосодержание наружного воздуха.

d1=d1нас·φ=3,81·0,9=3,42(3.33)

где, d1нас-влагосодержание насыщенного наружного воздуха

φ-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 -3ºС и при такой температуре d1нас=3,81 φ=0.9

Давление вентилятора.

Р=Рд+Рс=105,6+1154,9=1260,5 Па(3.34)

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

Динамическая составляющая давления

Рд=ρ·V²/2=1,25·13²/2=105,6 кг/м³(3.35)

где, ρ-плотность воздуха

V-скорость воздуха, м/с V=10…15м/с (л-1)

Определяем плотность воздуха.

ρ=ρ0/(1+α·U)=1,29/(1+0,003·10)=1,25кг/м³(3.36)

где, ρ0-плотность воздуха при 0ºС ρ0=1,29 кг/м³ стр34 [л-1]

U-температура воздуха

α-коэффициент учитывающий относительное увеличение объема воздуха при

нагревание его на один градус α=0,003 стр.35 [л-1]

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9