14113 (Проект комплексной механизации возделывания и уборки силосных культур в ООО "Малопургинский"), страница 6

В основном применяют комплекс этих кислот и используют консерванты такие как ВНК-1, ВНК-2, АИВ-2, АИВ-3, но так как из всех этих кислот самое дешевое АИВ-2, то при возделывание кукурузы будем использовать АИВ-2.

4. КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ КОНСЕРВАНТОВ В СИЛОСНУЮ МАССУ

Химический способ консервирования кормов используют в основном для трудносилосуемых культур (люцерна, люпин), а также легкосилосуемых культур (кукуруза, злаковые травы), так как он способствует сохранению питательных веществ и повышению выхода корма с единицы площади.

Метод химического консервирования трав позволяет заготовлять корм в неблагоприятную погоду, когда обычный сенаж заготовить практически невозможно. При этом исключаются такие операции технологического процесса, как скашивание травы в валки или прокосы, провяливания травы вследствие этого уменьшаются механические потери корма.

Технология химического консервирования зеленой массы включает в себя все операции, которые входят в технологию заготовки силоса, и дополнительные операции: подготовку рабочего раствора, заправку агрегата раствором, внесение раствора в земную массы.

4.1 Выбор и обоснование конструкции

Вносят консерванты в силосную массу в жидком виде, во время заполнения хранилища, в измельченную траву на кормоуборочной машине или непосредственно в травостой перед скашивание. Можно вносить консервант непосредственно в травостой перед скашиванием или в измельченную траву на кормоуборочной машине с помощью штанговых опрыскивателей, применяемых для химической защиты растений. При внесении консерванта в травостой может попадать на землю от 4 до 10 % раствора и неравномерность распределения раствора по ширине захвата штанги составляет 14-15 %. Так как обработанная консервантом трава попадает в кормоуборочную машину и консервант может взаимодействовать с материалом рабочих органов, то при таком способе требуется использовать нейтральные препараты (например, 33 %-ый раствор метабисульфита натрия, бактериальную закваску и другое). При таких способах не обеспечивается равномерность дозе внесения и требуются дополнительные препараты, из-за этих недостатков предлагается конструкция для внесения консервантов в силосную массу в траншею, которая улучшает равномерность внесения консервантов. Данная конструкция включает раму (1), на которой установлена емкость для консервантов (2) и разравниватель (3) и к ней применяется также, последовательно установлены в два ряда цилиндрические корпусы (4), выполненные в виде полых барабанов. По периметру барабанов в шахматном порядке установлены конические (5) и дополнительные (6) насадки. Данный агрегат по сравнению с опрыскивателем вносит консерванты равномерно и при работе с опрыскиваем при уборке силосоуборочными комбайнами требуется нейтральные препараты, которые нейтрализуют консерванты для меньшего ржавления металлических частей комбайна. Данный агрегат лучше трамбует силос, так как одновременно происходит подача консерванта в силосную массу.

Техническая характеристика:

- длина х высота х ширина (габаритные размеры) – 2020х1430х2600 мм;

- часовая производительность (W_ч) – 27,6 т/ч.

Рассмотрим, как работает агрегат на рис. 4.2. Агрегат работает следующим образом.

При перемещение рамы (1) с барабана (3), последние перекатывается по силосуемой массе и внедряет силосную массу насадки (4) и (5). Включают подачу консервантов. Консервант поступает через трубу (12), отверстия (9) и (8) и патрубок (7), так как внедрившиеся в силосуемую массу конической насадке (5), а из последней впрыскивается в массу. Консервант, проникающий в зазор между трубой (12) и втулкой (10), попадает в кольцевые канавки (13) – в полость барабана (4). Скапливающийся в нижней части барабана (4) консервант поступает в силосуемую массу через дополнительные насадки (6).

4.2 Инженерные расчеты

4.2.1 Расчет сварочного соединения

Расчет сварочного соединения проведем швеллера с угольником:

Расчет валиковых швов – лобовых и фланговых – условно производится на срез по наклонному сечению, рис. 4.3.

Условие прочности имеет вид [8]:

= , (4.1)

где Р – усилие среза, Н;

l_ш – длина сварного шва, мм;

- толщина свариваемых деталей, мм;

[] – допускаемое напряжение при сварке на срез, МПа.

= = 1,42 МПа

Допускаемое напряжение на срез шва

[] = 80 МПа

1,42 80 МПа – условие выполняется

4.2.2. Расчет на растяжение стержня

N_max = N_ав = Р = 10000 Н

G_ав = Р/F

Условие прочности при растяжении имеет вид [8]:

[G] = , (4.2)

где [G] – допускаемое напряжение, МПа, для Ст 3 [G] = 160 МПа;

N_max – максимальное усилие, которое применено к данному стержню, Н;

F – площадь поперечного сечения, мм;

Из формулы (4.2) выразим площадь поперечного сечения (F):

F , (4.3)

F = 62,5 мм²

Берем площадь поперечного сечения 144 мм²

144 62,5 – условие выполнено

4.3 Технико-экономическое обоснование конструкторской разработки

Экономический эффект от применения агрегата для внесения консервантов складывается из трех составляющих по сравнению с опрыскивателем.

1. Увеличение качества продукции;

2. Снижение эксплуатационных затрат за счет боле высокой производительности;

3. Снижение затрат на приобретение консервантов.

Эксплуатационные затраты снизятся за счет уменьшения агрегата для внесения консервантов.

Балансовая стоимость агрегата для внесения консервантов:

С_б = Ц_уд ·G · I_y · K_нц, (4.4)

где Ц_уд – удельная средняя цена одного килограмма труб и швеллеров конструкции, равная 26,7 руб./га;

G – вес конструкции, равный 1500 кг;

I_y – коэффициент учитывающий изменения цен в изучаемом периоде, равный, 1,5;

К_нц – коэффициент, учитывающий торговую наценку, налог на добавленную стоимость, затраты на монтаж и обкатку машин, равный 1,6.

С_б = 26,7 · 1500 · 1,5 · 1,6 = 96120 руб

Балансовая стоимость опрыскивателя составляет с установкой и приобретением 130000 тысяч рублей.

Часовая производительность конструкций высчитывается по формуле [7]:

W_ч = (6,58 + 2,9G_тр)t, (4.5)

где G_тр – вес трактора, т;

t – коэффициент использования рабочего времени, равный 0,9 для нового агрегата и 0,6 для опрыскивателя ОПШ-15, так как на ОПЩ-15 надо перецепляться.

Для агрегата W_ч = (6,58 + 2,9 · 8,3)0,9 = 27,6 т/ч

Для опрыскивателя W_ч = (6,58 + 2,9 · 8,3)0,6 = 18,4 т/ч

Энергоемкость процесса вычислим по формуле:

Э_е = N_e/W_ч, (4.6)

где N_e – потребляемая мощность, кВт.

Агрегат Э_е = 121/27,6 = 4,38 кВт·ч/т

Опрыскиватель Э_е = 121/18,4 = 6,57 кВт·ч/т

Фондоемкость процесса:

F_е = С_б/(W_ч · I_год), (4.7)

где С_б – балансовая стоимость, руб.;

W_ч – часовая производительность, т/ч;

Т_год – годовая загрузка машины, ч.

Т_год = Т_дн · Т_см, (4.8)

где Т_дн – количество дней в работе, равное 10 дням;

Т_см – время смены, равное 10 ч.

Т_год = 10 · 10 = 100 ч

Агрегат F_e = = 21,8 руб./т

Опрыскиватель F_e = = 70,6 руб./т

Трудоемкость:

Т_е = N_обсл/W_ч, (4.9)

где N_обсл – количество обслуживающего персонала, чел.

Агрегат Т_е = 1/27,6 = 0,03 чел.-ч/т

Опрыскиватель Т_е = 1/18,4 = 0,05 чел.-ч/т

Себестоимость работы:

S_эксп = С_зп + С_т + С_п + С_рто + А + П_р, (4.10)

где С_зп – затраты на оплату труда с единым социальным налогом, руб./т;

С_т – затраты на топливо-смазочные материалы, руб./т;

С_п – затраты на приобретение консервантов, руб./т;

С_рто – затраты на ремонт и техническое обслуживание, руб./т;

А – амортизация, руб./т;

П_р – прочие затраты, равные 5 % от суммы предыдущих элементов.

Затраты на оплату труда с единым социальным налогом:

С_зп = Ч · Т_е · К_соц, (4.11)

где Ч – часовая тарифная ставка тракториста, равная 10,2 руб./ч;

К_соц – коэффициент, учитывающий единый социальный налог, равный для сельскохозяйственных предприятий 1,261.

Агрегат С_зп = 10,2 · 0,03 · 1,261 = 0,38 руб./т

Опрыскиватель С_зп = 10,2 · 0,05 · 1,261 = 0,64 руб./т

Затраты на топливо-смазочные материалы:

С_т = Ц_компл · , (4.12)

где Ц_компл – комплексная цена топлива, равная 9 руб./кг;

G_ч – часовой расход топлива, равный 10,7 кг/ч;

W_ч – часовая производительность.

Агрегат С_т = 9 · = 3,5 руб./т

Опрыскиватель С_т = 9 · = 5,2 руб./т

Расход консервантов, вносимых открытым способом ОПШ-15, увеличивается на 10 %. Значит, используя проектируемый агрегат на каждом килограмме консерванта (АИВ-2) экономится 3,43 рубля, а всего на все силосные культуры требуется 10440 килограмм или всего экономится

3,43 · 10440 = 35809,2 руб.

Затраты на ремонт и техническое обслуживание:

С_рто = (С_б · Н_рто)/(100 · W_ч · Т_год), (4.13)

где Н_рто – затраты на ремонт и техническое обслуживание, равные 10 %.

Агрегат С_рто = (96120 · 10)/(100 · 27,6 · 100) = 3,48 руб./т

Опрыскиватель С_рто = (130000 · 10)/(100 · 18,4 · 100) = 7,1 руб./т

Амортизация:

А = (С_б · а)/(100 · W_ч · Т_год), (4.14)

где а – норма амортизации, равная 9 %.

Агрегат А = (96120 · 9)/(100 · 27,6 · 100) = 3,1 руб./т

Опрыскиватель А = (130000 · 9)/(100 · 18,4 · 100) = 6,4 руб./т

Прочие затраты:

П_р = 0,05(С_зп + С_т + С_рто + А), (4.15)

где П_р – прочие затраты, равные 5 % от суммы предыдущих.

Агрегат П_р = 0,05(0,38 + 3,5 + 34,3 + 3,48 + 3,1) = 2,2 руб./т

Опрыскиватель П_р = 0,05(0,64 + 5,2 + 37,7 + 7,1 + 6,4) = 2,85 руб./т

Агрегат S_экспл = 0,38 + 3,5 + 34,3 + 3,48 + 3,1 + 2,2 = 46,9 руб./т

Опрыскиватель S_экспл = 0,64 + 5,2 + 37,7 + 7,1 + 6,4 + 2,8 = 59,8 руб./т

Уровень приведенных затрат:

С_пр = S_экспл + Е_н · К_уд, (4.16)

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равные 0,15;

К_уд – удельный коэффициент капиталовложений или фондоемкость, руб./т.

Агрегат С_пр = 46,9 + 0,15 · 21,8 = 50,1 руб.

Опрыскиватель С_пр= 59,8 +0,15 · 70,6 = 70,4 руб.

Годовая экономия:

Э_год = (S₀ – S₁) · W_ч · Т_год, (4.17)

где S₀, S₁ – уровень эксплуатационных затрат (приведенных) по опрыскивателю и проектируемому агрегату, руб.;

W_ч – часовая выработка для проектируемого агрегата, т/ч.

Э_год = (70,4 – 50,2) · 27,6 · 100 = 55752 руб.

Годовой экономический эффект:

Е_год = Э_год · Е_н · К_доп, (4.18)

Где К_доп – дополнительные вложения, равные балансовой стоимости конструкций (проектируемой), руб.

Е_год = 55752 · 0,15 · 96120 = 41334 руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

Т_ок = , (4.19)

где С_б – балансовая стоимость проектируемой конструкции, руб.;

Э_год – годовая экономия, руб.

Т_ок = = 1,7 года

Фактический коэффициент эффективности дополнительных капитальных вложений:

Е_эф = , (4.20)