Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота

4. предел прочности, Н/м2

8829*104

5. сила сопротивления навоза скребка, Н 103

Скребок работает на изгиб. Условие прочности при изгибе имеет

следующий вид:

? = М/Wx ? [? ]u,

(3.14.)

где ? – напряжение, возникающее в поперечном сечении скребка под

действием силы сопротивления навоза, Н/м2;

М – максимальный изгибающий момент, Нм;

[? ]u – допустимое напряжение на изгиб для капрона, Н/м2;

Wx – момент сопротивления поперечного сечения скребка относительно

нейтрального слоя, м4 (рис3.7)

Wx=ав2/6, (3.15.)

где а – ширина поперечного сечения скребка, м;

в – высота поперечного сечения скребка, м.

Wx=0,01*0,122/6=2,4*10-5 м4

Рис.3.7 Поперечное сечение Рис.3.8. Схема действия силы

скребка .

сопротивления навоза.

Максимальный изгибающий момент определяется по формуле:

М=Р*L, (3.16.)

где Р – сила сопротивления навоза скребку, Н;

L – плечо, на котором действует сила, м (рис.3.8).

М=103*0,6=61,8Нм

? =61,8/2,4*10-5=257,5*104 Н/м2

? < [?]u 257,5*104 < 3924*104

Условия прочности выдержано.

Коэффициент запаса прочности при изгибе определяется по формуле:

К= ?/[?]u,

(3.17.)

где ? – предел прочности при изгибе для капрона, Н/м2.

К =8829*104/3924*104=2,2

Коэффициент гарантии определяется по формуле:

п=Т*К*Э*М, (3.18)

где Т- технологический коэффициент учитывающий специфику

технологического процесса изготовления детали,

Т=Т1*Т2*Т3

(3.19.)

Т1 – учитывает метод формирования детали,Т1 = 1,10;

Т2 – учитывает способ отверждения, Т2 =1,15;

Т3 – учитывает метод пропитки арматуры связывающим. Т3 = 1,05 [ 19.

С.45.]

К – расчетно- конструкторский коэффициент, учитывающий точность

расчета и особенности конструктивных форм,

К=К1*К2*К3,

(3.20.)

К1 – учитывает точность расчета, К1 =1,4;

К2 – учитывает влияние концентратов напряжений, К2 =1,0;

К3 – учитывает сложность геометрических форм и габариты детали,

К3=1,1 [19. С. 45]

Э – эксплуатационный коэффициент, учитывающий условия

эксплуатации:

Э=Э1*Э2*Э3, (3.21.)

где Э1 – учитывает ответственность детали и ее функции в работе машины,

Э1 = 1,01;

Э2 – учитывает характер нагружения, Э2 =1,0;

Э3 – учитывает агрессивность среды, Э3 =1,2 [19. С. 46]

М – структурно –материальный коэффициент, учитывающий особенности

структурного строения и физико –механических свойств пластмасс:

М=М1*М2*М3, (3.22..)

где М1 – учитывают термохимическую природу материала, М1=1,05;

М2 – учитывает физико – механические свойства, М2 =1,10;

М3 – учитывает строение материала, М3=1,00.

Т=1,1*1,15*1,05 =1,33

К=1,4*1,0*1,1=1,54

Э=1,01*1,0*1,2=1,21

М=1,05*1,1*1,0=1,16

n=1,33*1,54*1,21*1,16=2,86

Допускаемые напряжения[?]u необходимо корректировать для каждого

конкретного случая по формуле:

[?]u =[?]u/n, (3.23.)

где [?]u –откорректированное для данного случая допустимое напряжение

капрона при изгибе Н/м2

[?]u =3924*104/2,86=1372*104Н/м2

Эпюры действующих на скребок силы и момента представлены на

рисунке 3.9.

0

Q=P

Мх=-Рх+Мкр

х=0 М(о)=Мкр

х=L М(е)=-РL +Мкр

Q=103Н

х=0 М=815 Нм

х=0,6 М=815-103*0,6=753,2Нм

Рис.3.9. Эпюры силы и момента, действующих на скребок.

3.6.2. Расчет вала производится на изгиб с кручением по формуле:

? экв=Мпр/Wр?[?],

(3.24.)

где ? экв – эквивалентное напряжение, Н/м2;

Мпр – максимальный приведенный момент в опасном сечении, Нм;

Wр – момент сопротивления в опасном сечении, м3

[?] – допускаемое напряжения, Н/м2.

Расчетная схема представлена на рисунке 3.10.

Рис.3.10. Расчетная схема.

Приведенный момент определяется по формуле:

Мпр= М2изг +М2кр,

(3.25.)

где Мизг – максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Нм;

М изг =Р*L, (3.26.)

где Р – сила, действующая на вал от цепи транспортера, Р=1630Н;

L – плечо, на котором действует сила Р, L=0,025 м.

Мкр – максимальный крутящий момент на валу устройства, Нм.

Мкр = Р*(Д/2),

(3.27.)

Д – наружный диаметр звездочки, Д=0,3 м

Момент сопротивления определяется по формуле:

Wр=П*d3/16?0,2d3,

(3.28.)

где d –диаметр вала, мм.

Так как изгибающий момент незначительный, то расчет вала необходимо

производить на кручение по формуле:

?=Мкр/Wр?[?],

(3.29.)

где [?] – допустимое напряжение при кручении, [?] =80мПа для Ст.5

Мкр=1630*(0,3/2)=244,5Нм

Подставляя формулу 3.28 в формулу 3.29 определяется диаметр вала по

формуле:

d= 3 Мкр/0,2*[?],

(3.30.)

d = 244,5*103/0,2*80=27мм

Диаметр вала округляется до 30 мм.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

n=?т/[?] =0,5 ?т/[?],

(3.31.)

?т- предел текучести материала, ?т=275 МПа для Ст. 5.

n=0,5*275/80=1,72

Эпюры действующих на вал силы и моментов представлены на рисунке 3.11.

Рис.3.11. Эпюры действующих на вал силы и моментов

3. 7.Экономическое обоснование разработанной конструкции.

Затраты на изготовление сборочной конструкции определяется по формуле:

См = Сс +Сдм+Спи+Ссб+Сцн,

(3.32.)

где Сс – стоимость изготовления плиты, грн;

Сдм - затраты на изготовление деталей на металлорежущие

станки, грн;

Спи – цена покупных изделий по прейскуранту, грн;

Ссб – заработная плата рабочих, занятых на сборке конструкции,

грн;

Сцн, - цеховые накладные расходы на изготовление узла, грн.

Стоимость изготовления плиты:

Сс = Qс Ссд, (3.33.)

где Qс – масса материала, израсходованного на изготовление

плиты, кг;

Ссд – средняя стоимость 1 кг готовых деталей, грн.

Масса материала:

Qс = AQnд

(3.34)

где А,n-коэффициенты, зависящие от вида материала детали,

способа ёё изготовления и т.д.;

Qд-чистая масса детали,кг

Qc=1,17*1,2 0,98=1,3 кг

Сс = 1,3*0,25=0,325 грн.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках

рассчитываются по формуле:

См = kn* kоб* k1*n* Сч*tв +С1*Qс,

(3.35)

где kn - коэффициент, учитывающий масштаб производства,

kn =2,5 [ 2. с. 169 ]

kоб - коэффициент, учитывающий наивысшую точность обработки,

kоб =1,3 2. [с. 170]

k1 - коэффициент, учитывающий наивысший класс чистоты поверхности,

k1 = 1 [2. с. 170]

n – число однотипных деталей;

Сч – часова ставка рабочих, начисляемая по среднему разряду, Сч = 0,58

грн.

tв – средняя трудоёкость изготовления деталей, tв = 2ч;

С1- цена 1 кг материала заготовки, С1= 0,185 грн [2.с.170]

См =2,5*1,3*1*1*0,58*2+0,185*1,3=3,6 грн.

Заработная плата производственных рабочих, занятых на сборке узла

определяется по формуле:

Ссб = k* kс*Сч S tсб* kі,

(3.36)

uде k- коэффициент, учитывающий доплаты к основной

зароботной плате k=1,025

[2.с.171]

kс -коэффициент, учитывающий соотношение между

полным и

оперативным временем сборки kс=1,08

[2.с.171]

tсб – тружоемкость сборки отдельных

элементов

конструкции, ч [2.с. 172]

kі – коэффициент, учитывающий конструктивные

особенности изделия и его элементов;

Ссб =1,025*1,08*0,46 (0,03*0,5+0,44*0,2+0,007*0,1+0,033*0,2)=0,56 грн

Цеховые накладные расходы на изготовления узла рассчитываются по

формуле :

Сцн = 0,01 Спр.рR, (3.37.)

где Спр.р – зароботная плата производственных рабочих с учетом дополни-

тельной оплаты и начислений по соцстраху, грн;

R – общепроизводственные накладные расходы предприятия, %;

Заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

Спр.р =Спр +Сдо +Ссц, (3.38.)

где Спр – основная заработная плата производственных рабочих, грн;

Сдо – дополнительная оплата, грн;

Сдо=0,02Спр

(3.39)

Ссц - начисление по госстраху, грн.

Ссц=0,0044 (Спр +Сдо),

(3.40.)

Основная заработная плата определяется по формуле:

Спр=См+Ссб , (3.41.)

где См – заработная плата рабочих занятых на металлорежущих станках,

грн;

Ссб- заработная плата производственных рабочих, занятых на

сборе

узлла, грн.

Значение См опрелделяется по формуле:

См = ktвСч, (3.42.)

где tв – средняя трудоёмкость изготовления деталей, ч;

Сч – часовая ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду,

грн.

См =1,025*1,4*0,52=0,75 грн.

Спр =0,75+0,56=1,31 грн

Сдо =0,02*1,31=0,03грн

Ссц=0,044(1,31+0,03)=0,06 грн

Спр.р =1,31+0,03+0,06=1,4 грн

Сцн = 0,01*1,4*30=0,42 грн.

Расчет производится для изготовления и сборки одного узла очистки

стойл. Затраты на его изготовление и уборку равны:

См = 0,325+3,6+3,2+0,56+0,42=8,1грн

Для изготовления и сборки 800 таких узлов необходимо затратить

См = 8,1*800=6480 грн

Годовая экономия от снижения себестоимости продукции определяется по

формуле:

Эг = С1В1 – С2В2Е, (3.43.)

где С1,С2 – себестоимость получаемой продукции соответственно до и

после

внедрения машины, грн/кг;

В1,В2 – валовый выход продукции в год соответственно до и после

модернизации, кг/год;

Е – коэффициент приведения затрат до сопоставимого

объёма.

Е = В1/В2

(3.44.)

Е=3 850 000/4 400 000=0,94

Эг = 0,231*3 850 000-0,2*4 400 000*0,94=9350 грн

Срок окупаемости затрат та машину определяется по формуле:

Тод =(См-Ссм)/Эг, (3.45.)

где Ссм – затраты на изготовление старой конструкции машины, Ссм

=О

Тод=6480/9350=0,7лет

4.Безопасность жизнедеятельности

4.1. Анализ организации работы по охране труда и экологичности

производства.

Закон Украины «Об охране труда» обязывает владельца создать в каждом

структурном подразделении и на рабочем месте условия труда в соответствии с

требованиями нормативных документов, а также обеспечить соблюдение прав

рабочих по охране труда, гарантированных другими законодательными актами.

В соответствии с Постановлением Кабинета Министров №64 от 27.01.93 и

приказа Госнадзорохрантруда №132 от 21.12.93 г. в хозяйстве должна быть

разработана система управления охраной труда, включающая 17 основных

нормативных актов и среди них важнейшие.

1) Положения системы управления КСП им. Чкалова;

2) Положение о службе охраны труда предприятия;

3) Положение об обучение, инструктаже и проверке знаний работников по

вопросам охраны труда;

4) Инструкции по охране труда для работающих по профессиям и видам

работ;

5) Общеобъективные и цеховые инструкции о мероприятиях пожарной

безопасности.

Так как названных и других документов в хозяйстве не имеется, то не

наблюдается:

1) четкой системы в организации управления охраной труда на

предприятии, проведение систематического контроля за выполнением

управленческих решений, за состоянием безопасности и условий труда;

2) не определены обязанности, права и ответственность должностных лиц

за выполнением возложенных функций по охране труда:

3) не организована аттестация рабочих мест на соответствие требованиям

нормативных актов по охране труда;

4) не определены правила безопасного проведения работ и поведения на

территории на предприятиях, производственных помещениях цеха

животноводства;

5) не разработаны инструкции по охране труда;

6) определение мероприятий пожарной безопасности;

7) не установлен порядок проведения предварительного и периодических

медицинских осмотров.

Исходя из нормативных документов следует: разработать положение о

системе управления охраной труда, в котором возложить ответственность за

разработку, контроль и внедрение на главного зоотехника, а на

производственных участках – на руководителей участков.

4.2. Реализация требований нормативных документов при

выпол нении технологических процессов на МТФ.

Выполнение технологических процессов на молочно- товарном предприятии

(ферме) с соблюдением требований охраны труда регламентируется рядом

нормативных документов:

1) НАОП 2.0.00-2.01-83. Процессы производственные в сельском

хозяйстве. Общие требования безопасности;

2) НАОП 2.1.2021.01-87. Правила безопасности при производстве

продук ции растениеводства;

3) НАОП 2.1.20-1.03-75. Правила работы и охраны труда в

ветеринарных лабораториях

4) НАОП 2.1.20-3.02.83. Доение коров. Первичная обработка, сохранение

и отправка молока. Требования безопасности.

5) НАОП 2.1.20-2.03-84. Содержание крупного рогатого скота. Требования

безопасности.

6) НАОП 2.1.20-1.08-70. Санитарные и ветеринарные правила для молочных

ферм колхозов и совхозов.

7) НАОП 2.1.20-2.07-85. Удаление, обработка сохранения навоза на

животноводческих фермах. Требования безопасности.

8) Правила по технике безопасности для рабочих, занятых монтажом

технологического оборудования животноводческих и птицеводческих

ферм.

К сожалению из названных основных восьми нормативных документов в

хозяйстве имеется только НАОП 2.1.20-1.03-75.

4.3. Предлагаемые мероприятия по технической безопасности

на ферме и в кормоцехе.

При разработке мероприятий по технической безопасности на ферме

руководствуются требованиями 1.2.20.42-79. Машины и оборудование для

животноводства и кормопроизводства. Общие требование безопасности.

Внедрение комплексной механизации и автоматизации в кормоприготовлении

фермы не только позволит получать высокий выход продукции с наименьшими

затратами человеческого труда, максимально удалит его от опасных

производственных зон работы машины, значительно сократит производственный

травматизм. Работа всех технологических линий фермы спроектирована и будет

осуществляться в автоматическом режиме.

Технологический процесс изготовления кормовой смеси будет происходить

под контролем оператора с площадок управления. Площадку управления

предлагается разместить на высоте 1,5 м от нулевой отметки пола. Это

обеспечит обзорность операторам всех технологических линий.

В технологических линиях подготовки концкормов и корнеплодов завальные

бункеры, расположенные ниже нулевой отметки пола кормоцеха, внутри

кормоцеха перекрыты железнобетонными плитами, что предотвращает нападение

пыли при выгрузке корнеплодов и кормов во внутрь кормоцеха, с наружной

стороны кормоцеха завальные бункеры оборудованы бетонными буртиками во

избежание опрокидования транспортрных средств при разгрузке кормов в

бункере.

Все машины размещенные в кормоцехе имеют защитные ограждения, а

вращающиеся части машин окрашены в красный цвет и имеют защитные кожухи.

Ленточный транспортер ТЛСБ-50 и дозаторы-выравниватели стебельных кормов,

представляющие машины повышенной опасности предлагается оборудовать

табличками, повышающими внимание обслуживающего персонала к этим машинам.

Для защиты обслуживающего персонала кормоцеха от электрического тока

предусмотрено заземление металлических частей электрооборудования,

нормально не находящегося под напряжением, но могущим оказаться под ними в

следствие нарушения изоляции.

Заземление осуществляется путём присоединения всех металлических

частей электрооборудования к контуру заземления. Контур заземления

выполняется полосовой сталью, 20х3мм.

Внутренний контур заземления присоединяется к внешнему,

выполненному из круглой стали диаметром 10мм и прокладываемому по периметру

здания фермы на глубине залегания фундамента. Состояние заземления

рекомендуется проверять ежегодно с измерением его сопротивления.

Освещение фермы осуществляется лампами накаливания при помощи

фарфоровых светильников типа ПГ со стеклянными колпаками. Величина

освещенности фермы рассчитана в соответствии с РУМ №8. Рабочее освещение

принято на напряжение 220 В.

Двери кормоцеха открываются наружу, что даёт возможность быстро

эвакуироваться обслуживающему персоналу кормоцеха в случае возникновения

пожара или другой непредвиденной опасности.

4.4. Предлагаемые мероприятия по санитарии и гигиене труда

(НАОП 2.1.20-2.03-84)

Для создания нормальных условий труда рабочих фермы, площадь и высота

здания определены так, что на каждого рабочего приходится не менее 15 м3

объема и 4,5 м2 площади фермы.

Полы и стены фермы имеют гладкую и ровную поверхность. Рабочее

место оператора предлагается оборудовать деревянным настилом.

В кормоцехе предусмотрен туалет и гардеробная с умывальником и

шкафами для хранения грязной и чистой посуды. Стены гардеробной и туалета

предлагается облицовывать влагостойким материалом. Предлагается в

гардеробной установить бак с кипяченной водой и подписью «пищевая вода».

Также предлагается поставить стулья и стол, чтобы рабочие могли отдохнуть.

В связи с автоматизацией кормоприготовления, количество рабочих фермы

сведено до минимума, а именно – оператор фермы и слесарь-наладчик.

Рекомендуется ежедневно очищать от пыли и грязи предметы

на рабочемместе : утром , во время перерыва и вечером необходимо , чтобы

работники

фермы ежегодно подвергались медицинскому осмотру. Кроме того рабочим фермы

должна оказываться первая медицинская помощь в медицинском

профилактории в случае получения травмы. В профилактории рабочим делаются

необходимые прививки и инъекции . Предлагается предусмотреть в помещении

кормоцеха аптечку с набором медикаментов для оказания неотложной помощи

пострадавшим. Состав аптечки периодически должен обновляться, а в случае

необходимости пополняться новыми медицинскими средствами.

Генеральным планом фермы предусматривается наличие санпропускника где

рабочие кормоцеха могут принять душ и переодеться.

4.5. Противопожарные мероприятия на ферме и в кормоцехе

Так как кормоцех расположен на территории фермы, то его место

определено так, чтобы выполнялись требования СН и П-У-97-76 по обеспечению

противопожарных разрывов между зданиями и сооружениями комплекса.

Ферма имеет IV степень огнестойкости и расположена от

животноводческих помещений на расстоянии 50 метров. Предлагается в

помещении фермы разместить пожарный щит с необходимыми средствами для

тушения пожара, а также ящик с песком. К ним постоянно должен быть

обеспечен свободный доступ.

Предлагается в водопроводной сети предусмотреть пожарные

гидранты. Для предотвращения возникновения пожара, отопление фермы

осуществлять не электрическими калориферами, а водяными радиаторами типа М-

140 АО.

4.6.Расчёт естественного и искусственного освещения

По условиям производственной санитарии и гигиены труда необходимо

максимально использовать дневное освещение для освещения производственных и

вспомогательных помещений.

Световую площадь окон Fо , м2 определяем из выражения:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6