И его рабочих органов

Конструкторская РАЗРАБОТКА

Обоснование выбора конструкции измельчителя

и его рабочих органов

Мобильные смесители-кормораздатчики являются наиболее востребованным типом машин в животноводстве. В начале 1990-х годов способ одновременной раздачи всех кормовых ингредиентов в виде сбалансированной, хорошо перемешанной массы пришел на смену традиционному методу раздельного кормления благодаря целому ряду преимуществ.

- стабилизация пищеварения у коров в результате перехода на полнорационные кормосмеси;

- увеличение поедаемости грубых и объемистых кормов благодаря их тщательному смешиванию;

- снижение затрат труда на операции кормления в 3, 5…5, 0 раза;

- уменьшение эксплуатационных расходов процесса механизации приготовления и раздачи кормов на 35…42%;

- экономия основных кормов на 20…30% при повышении надоев у коров;

- простота эксплуатации смесителей-кормораздатчиков;

- универсальность применения смесителей-кормораздатчиков в различных отраслях скотоводства.

Таким образом, переход на кормление полнорационными кормосмесями с групповым дозированием революционизирует процесс приготовления и раздачи кормов, дает опытному зоотехнику возможность, комбинируя компоненты рациона, добиваться максимальной продуктивности коров и наиболее полно использовать генетический потенциал стада. Стоит еще отметить, что раздатчики-смесители не расщепляют частицы корма, как это происходило раньше в комплекте оборудования КОРК-15, а только измельчают крупные стебли, вспушивают гомогенную среду. Такая кормосмесь при длительном кормлении не портится, поэтому суточную норму можно выдавать за один раз.

Выпускаемые кормораздатчики-смесители разнообразны по типам и конструктивным особенностям: прицепные и самоходные, с устройствами для самозагрузки (грейферными, фрезерными и др.) и без них, со смешивающим устройством (горизонтального и вертикального), лопастного или комбинированного типа, для смешивания и измельчения кормов.

Известен кормораздатчик КТУ-10 состоящий из кузова, механизма привода, ходовой части и электрооборудования. Кузов имеет днище металлические борта. По днищу проходят два продольных цепочно-планчатых транспортера. В передней части кузова смонтирован блок битеров и размещены поперечные транспортеры, обеспечивающие разгрузку кузова на одну или обе стороны. Привод рабочих органов раздатчиков осуществляется от вала отбора мощности тракторов класса 0, 9 и 1, 4..Механизм привода раздатчика состоит из телескопического вала, конического редуктора и цепных контуров привода битеров, а также поперечных транспортеров. На цапфах нижнего битера закреплен блок звездочек и кривошип механизма привода продольного транспортера.

Поперечный транспортер служит для подачи корма в кормушки. Он расположен в передней части раздатчика перпендикулярно продольному транспортеру. Состоит из двух самостоятельных выгрузных ленточных транспортеров с обрезиненными ведущим и ведомым барабанами, прорезиненной ленты с планками. Может раздавать корм в кормушки, расположенные по одну или обе стороны раздатчика.

Механизм привода раздатчика состоит из телескопического вала, конического редуктора и цепных контуров привода битеров, а также поперечных транспортеров. На цапфах нижнего битера закреплен блок звездочек и кривошип механизма привода продольного транспортера.

Поперечный транспортер служит для подачи корма в кормушки. Он расположен в передней части раздатчика перпендикулярно продольному транспортеру. Состоит из двух самостоятельных выгрузных ленточных транспортеров с обрезиненными ведущим и ведомым барабанами, прорезиненной ленты с планками. Может раздавать корм в кормушки, расположенные по одну или обе стороны раздатчика.

Норму выдачи корма регулируют изменением скорости продольного транспортера и поступательной скорости трактора. Скорость продольного транспортера устанавливают при выключенном вале отбора мощности трактора перекрытием зубьев храповой шестерни.

В процессе работы корм загружают в кузов раздатчика, и он двигается вдоль кормушек на первой или второй передаче трактора. Продольный транспортер подает корм к битерам. Битеры захватывают и сбрасывают на ленты поперечного транспортера, который подает корм в кормушки, расположенные по одну или обе стороны раздатчика.

Недостатком данного кормораздатчика является то, что не обеспечивает измельчение и смешивание кормов перед скармливанием. Для выполнении перечисленных операций необходимо стационарное оборудование тем самым увеличивает затраты энергии и металлоемкость процесса.

Практически все модели оборудуются электронной системой взвешивания, которая обеспечивает поступление исходных компонентов в бункер в соответствии с рецептом. Наиболее распространенным типом машин является прицепной раздатчик-смеситель с горизонтальными шнеками. Количество шнеков может быть разным - от одного до четырех.

Измельчитель-смеситель раздатчик кормов ИСРК-12 «Хозяин», предназначен для приготовления (доизмельчения и смешивания) компонентов (зелёная масса, силос, сенаж, рассыпанное и прессованное сено, солома, комбикорма, корнеплоды в измельчённом виде, жидкие кормовые добавки) с применением электронной системы взвешивания кормовой смеси, которая обеспечивает возможность программирования 50 рецептов из 30 компонентов.

Кормораздатчик используется только внутри фермерской зоны, так как не предназначен для передвижения по дорогам общего назначения. Кормораздатчик агрегатируется с тракторами класса 1, 4. Машина состоит из бункера, шнекового рабочего органа, весового механизма, механизма раздачи корма, привода рабочих органов.

Бункер в горизонтальной плоскости имеет прямоугольную форму, а в вертикальной поперечной плоскости - призматическую с расширением вверх. На передней стенке бункера закреплен масляный бак гидросистемы машины, дисплей весового механизма управления рабочими органами. Имеется также смотровая площадка и лестница для подъёма на площадку. Сзади бункера имеется решётчатое окно для возможности загрузки различных рассыпных БВД (биовитаминные добавки) и премиксов. В нижней призматической части бункера по его оси установлено два смешивающе-измельчающих шнека. Для доизмельчения массы по всей длине витков шнека установлены ножи с волнистой кромкой лезвия (с зубьями). Для смешивания компонентов корма каждый шнек имеет противоположную навивку витков, обеспечивающих транспортирование смешиваемых компонентов в середину и вверх.

Слева и/или справа по ходу раздатчика, в средней части бункера, установлен выгрузной транспортёр с гидроприводом. Угол наклона транспортёра (высота раздачи в кормушки) регулируется гидроцилиндром. Норма выдачи кормосмеси регулируется шиберной заслонкой выгрузного люка, открываемой с помощью гидроцилиндра. Величина открытия шибера контролируется визуально по положению рычага, связанного со штоком гидроцилиндра, и меткам, нанесённым на специальной линейке, закрепленной на передней стенке бункера. В транспортном положении транспортёр фиксируется в вертикальном положении.

Вместо транспортёра может быть установлен выгрузной лоток для раздачи массы по кормовому проходу (" на кормовой стол"). Регулировка нормы выдачи осуществляется так же, как и на выгрузном транспортере.

Весовой механизм состоит из измерительных весовых стержней, электронного дисплея с клавиатурой управления, видимого из кабины трактора, и коммутационных связей. Измерительная система имеет ручной режим настройки, автоматический режим взвешивания с высвечиванием показаний на индикаторе дисплея, звуковую сигнализацию и блокировку системы взвешивания при переездах агрегата к местам дозагрузки.

Базовая модель ИСРК-12 " Хозяин" может быть оборудована грейферным погрузчиком, который монтируется на задней стенке кормораздатчика и в транспортном положении не увеличивает его габариты. Грейфер приводится в действие от бортовой гидросистемы кормораздатчика, способен производить погрузку с углом поворота 240 градусов и управляется трактористом-оператором из зоны загрузки. Кормораздатчик ИСРК-12Г " Хозяин" подается непосредственно к месту загрузки задним ходом трактора, что особенно важно при работе в траншее.

ИСРК-12Ф " Хозяин" оборудован погрузочной фрезой, которая представляет собой барабан на штанге со специальными ножами, который приводится в действие от автономной гидросистемы. Скорость вращения фрезерного барабана до 800 оборотов в минуту. Фреза поднимается на высоту до 4, 5 метров и, опускаясь до 20…30 мм, (т.е. практически до самой земли) срезает и забрасывает в бункер вертикальный слой силоса глубиной до 250…300 мм. Производительность (для силоса с влажностью до 55%) не менее 50 тонн/час. Кормораздатчик ИСРК-12Ф " Хозяин" рекомендуется к применению в хозяйствах, у которых в составе кормовых смесей используется свыше 75…80% силоса.

Привод рабочих органов кормораздатчика осуществляется от ВОМ трактора, через широкоугольный карданный вал, уникальный 2-хступенчатый планетарный редуктор и систему цепных передач. Управление рабочих органов (включение и выключение, подъем и опускание выгрузного транспортера и шиберов) производится с помощью автономной гидросистемы управляемой дистанционно из кабины трактора. Машина оборудована бульдозерным ножом, а также механическим стояночным и пневматическим тормозом, сблокированным с тормозами трактора. На задней стенке бункера имеется световая сигнализация, сопряженная с органами управления трактора. Техническая характеристика кормораздатчика представленная в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Техническая характеристика кормораздатчика ИСРК-12

Технологический процесс, выполняемый ИСРК-12, осуществляется следующим образом: в первую очередь в бункер кормораздатчика загружаются сухие гранулированные или мучнисты корма при отключённом ВОМ трактора. После переезда под загрузку других компонентов корма (сено, солома, силос) механизатор включает ВОМ трактора, корма загружаются в бункер, где при помощи шнеков происходит процесс измельчения и смешивания. Для уменьшения технологического цикла приготовления кормов процесс измельчения и смешивания производится и во время движения кормораздатчика к местам дополнительной погрузки и разгрузки. Масса каждого погруженного компонента корма контролируется механизатором по монитору. После загрузки бункера кормораздатчика всеми компонентами корма, агрегат въезжает в животноводческое помещение, механизатор опускает выгрузной транспортер и включает его привод, открывает заслонку и производит выдачу корма в кормушки на одну сторону кормовой линии, после разворота агрегата производится выдача корма на вторую сторону кормовой линии. Норма выдачи корма (величина открытия заслонки) контролируется визуально по шкале (со значениями от 1 до 5) нанесенной на передней стенке бункера и по показаниям монитора. После опорожнения бункера агрегат возвращается на погрузку и технологический цикл повторяется.

Недостатком данного кормораздатчика является то, что в процессе смешивания корма шнеками кормовая масса может смещается к середине бункера и способствовать скоплению корма между витками смешивающих шнеков. В этом случае существует вероятность недоизмельчения корма. В результате, качество кормосмеси ухудшается. Для устранения указанного недостатка необходимо модернизация смешивающих шнеков, которая позволит равномернее и более полно смешивать и измельчать кормовой материал.

Целью конструкторской разработки данного дипломного проекта является модернизация измельчающих шнеков кормораздатчика для увеличения степени измельчения. Для этого используем конструкцию измельчающих шнеков в которой используются два вида ножей один стандартный, а второй тип промежуточных ножей с вырезами на профиле ножа сферической формы. И расстановкой вырезов в шахматном порядке, что обеспечит «перекрытие» вырезами друг друга, при попадании кормового материала между вырезами происходит залом и одновременный срез. Также диаметр промежуточных ножей обеспечит перемешивание в средней части шнека за счет установки ножей под углом друг к другу. Такая конструкция шнека обеспечивает оптимальный процесс измельчения и смешивания различных кормов, получение «воздушной» гомогенной структуры кормосмеси – корм получается более однородным. Измельчающие самозатачивающиеся ножи с упрочненным поверхностным слоем гарантируют длительную и надежную работу машины, обеспечивая заметное сокращение эксплуатационных затрат. Кормораздатчик с предложенной конструкцией шнеков менее чувствителен к попаданию в бункер посторонних предметов (камней, и т.п.), что сокращает на 25…30% расходы на запасные части и ремонт. Во время раздачи корма наиболее высоким нагрузкам подвергается измельчающие шнеки, которые установлены в днище бункера. Поэтому рассчитываем его на прочность и подбираем подшипники.