1.1 Технологическая характеристика рабочей машины

Транспортер предназначен для транспортирования измельченных грубых кормов (сенажа, силоса, сена) от башенных кормохранилищ в кормовой тамбур коровника для последующей раздачи животным или складирования в емкости-накопители. Он может транспортировать корма одновременно от нескольких башен и подавать их на расстояние до 50 метров и высоту до 6 метров.

Транспортер ТКС-6 включает в себя два транспортера – горизонтальный 10 (рис.1) и наклонно-горизонтальный 4, устроенные практически одинаково.

Горизонтальный транспортер состоит из соединенных между собой желобов различной длины. В комплект входят три желоба длиной 0,6 метров, четыре – 1,2 метра, и двадцать – 2,4 метра. При монтаже желоба соединяются болтами. Каждый желоб имеет угловые рамки 14, к которым приварены верхние 16, нижнее днище 15 и боковые стенки 18. Сверху на желобе закреплена крышка 13 при помощи пружинных защелок. Для удобства пользования на крышке имеются ручки. Верхнее днище вместе с боковыми стенками образует рабочее пространство. По которому перемещается кормовая масса. Нижнее днище не огорожено боковыми стенками. Ширина желоба – 416 мм.

Несущий рабочий орган – цепочно-планчатый транспортер, состоящий из двух втулочно-роликовых цепей 20 с шагом 38 мм. На расстоянии 380 мм один от другого к ушкам звеньев цепи болтами присоединены деревянные скребки 19 длиной 335 мм, шириной 20 и высотой 55 мм. Цепочно-планчатый транспортер установлен на звездочки переднего 9 и заднего 12 валов. Натяжение транспортера осуществляется перемещением заднего вала при помощи натяжных винтов. Транспортер приводится в действие от электродвигателя 7 и ведущую звездочку, установленную на переднем валу.

Для загрузки кормов на горизонтальном транспортере смонтирован загрузочный лоток 11 размером 1,2х0,4 м. Из горизонтального транспортера корм перегружается в горизонтально-наклонный через выгрузной лоток 8 размером 0,6х0,4 м. Загрузочная высота (высота горловины загрузочного лотка от земли) составляет 0,6 м.

Горизонтально-наклонный транспортер, помимо желобов различной длины, имеет колено 5, обеспечивающее подъем транспортера вверх под углом 30°, загрузочный лоток 21, по размерам немного больший, чем выгрузной лоток 22. привод осуществляется от электродвигателя через цепную передачу 2 и приводную звездочку 3. Оба электродвигателя соединены в одну электрическую схему.

Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок установлены магнитные пускатели с тепловым реле. Управление транспортерами ведется с пульта.

Транспортер ТКС-6 выполняет работу в следующем порядке. Из разгрузчика сенажных башен корм поступает в загрузочный лоток горизонтального транспортера и далее передвигается цепочно-планчатым транспортером в выгружной лоток, из него подается в приемный лоток горизонтально-наклонного транспортера, а затем цепочно-планчатым скребковым транспортером через колено направляется вверх и выгружается через выгружной лоток. Нормальная эксплуатация обеспечивается при загрузке не более 3,5 кг массы на 1 метр транспортера.

Таблица 1. Технологические параметры транспортера.

1.2 Определение мощности рабочей машины при номинальном режиме работы и при холостом ходе

При перемещении грузов скребковым транспортером мощность расходуется на преодоление трения груза о дно и стенки желоба, перемещение груза и тягового рабочего органа в горизонтальном и вертикальном направлениях, трение в элементах рабочего органа, звездочках, подшипниках.

Потребляемая мощность электродвигателя привода транспортера определяется по следующей формуле:

(1)

гдеW_c – производительность транспортера, т/ч;

L_с – расстояние между центрами валом приводных и натяжных звездочек, м, принимаем равным длине транспортера;

_с – обобщенный коэффициент сопротивления перемещению скребка, _с = 0.8…0.9;

ν_с – скорость движения рабочего органа, м/с;

q_с – масса одного метра рабочего органа, кг, q_с =2.8 кг/м;

_п – КПД передаточного механизма, _п = 0.7...0.85;

k_п – коэффициент, учитывающий сопротивление от перегибов цепи и трения в подшипниках, k_п = 1.15;

k_з – коэффициент запаса мощности, k_з = 1.1...1.3.

В итоге, имеем:

1.3. Расчет и построение механических характеристик и нагрузочных диаграмм рабочих машин.

Приведенный момент сопротивления машины при номинальной частоте вращения определяется по следующей формуле:

(2)

Подставляя числовые значения в формулу (2) получаем:

Для построения механической характеристики воспользуемся общей формулой:

( 3)

где M_с – момент сопротивления механизма при любой частоте вращения, Н^.м;

M_со – начальный момент сопротивления, Н^.м;

x – показатель степени, характеризующий изменение момента при изменении частоты вращения;

y – угловая скорость вращения, выраженная в относительных единицах, y = /_н;

Показатель степени x для транспортеров x = 0, следовательно:

Механическая характеристика Mc = f() будет иметь следующий вид:

Рис.2. Механическая характеристика рабочей машины

Механическая характеристика рабочей машины приведена на листе 1 графической части.

Для построения нагрузочной диаграммы определяем время заполнения погрузчика:

где l – длина транспортера, м;

υ – скорость движения корма, м/с.

Время освобождения транспортера примем равным времени заполнения.

Время работы двигателя определяется количеством корма для кормления, либо величины емкости-накопителя. Для нашего случая принимаем время работы транспортера, равным 1 часу или 3600 секундам.

Принимаем мощность холостого хода P_xx равной:

Нагрузочная диаграмма изображена на листе 1 графической части.

1.4 Предварительное определение режима работы электропривода

Поскольку электропривод работает 1 час, а перерывы между пусками достигают 8 часов (время между кормлениями), то выбираем следующий режим работы электропривода:

Т=43,7 мин, t_р=12,2 мин, поэтому выбираем двигатель кратковременного режима работы (S₂).

1.5 Обоснование выбора электродвигателя по роду тока, типу, модификации, по частоте вращения, по климатическому исполнению и категории размещения

Поскольку большинство электродвигателей в сельском хозяйстве являются асинхронными двигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором, то выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Достоинствами таких электродвигателей являются: простота и надежность работы, большая распространенность, что облегчает эксплуатацию и обслуживание электродвигателя, наличие сети переменного тока на всей территории Республики Беларусь и др.

Поскольку электродвигатель запускается при тяжелых условиях (под нагрузкой), то выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом.

Т.к. двигатель работает в пыльных условиях, то выбираем двигатель исполнения IP 54.

Республика Беларусь является страной с умеренно-холодным климатом. Электродвигатель находится в закрытом неотапливаемом помещении, поэтому по климатическому исполнению и категории размещения выбираем электродвигатель УХЛ4.

1.6 Выбор электродвигателя по мощности с учетом режима работы

Исходя и условий и требования технологического процесса, а также значения P_м выбираем асинхронный электродвигатель с синхронной частотой вращения 750 об/мин. Тип 4А100L8У3 IP54.

Технические данные электродвигателя сводим в таблицу 2

Таблица 2.Технические данные электродвигателя серии АИР00А4.

Частота вращения вала двигателя:

Определяем номинальный момент двигателя:

Для построения механической характеристики электродвигателя найдем частоты вращения других характерных точек характеристики:

1. пуск:

;

1. минимум:

1. критическая:

1.7. Расчеты по определению температуры электродвигателя за цикл нагрузочной диаграммы

Для определения повышения температуры электродвигателя над окружающей средой воспользуемся уравнением нагрева электродвигателя:

где U_уст = P/А – установившееся превышение температуры электродвигателя;

T = C/A – постоянная времени нагрева электродвигателя;

t – время от начала участка;

U_нач – превышение температуры в начале участка;

A – удельная теплоотдача электродвигателя:

Принимаем U_ун = 70С;

Pн – потери мощности при номинальной загрузке:

С – удельная теплоемкость электродвигателя массой m:

Подставив числовые значения в формулы, получаем: