Конструктивная разработка фекального насоса НЦН-2

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида фекального насоса НЦН-2 для линии навозоудаления фермы на формате А1 приведен в двух проекциях с обозначением позиций сборочных единиц:

• Центробежный насос
• Защитный кожух;
• Рама привода;
• Трубопровод

Технические характеристики:

• Производительность - 85 м³/ч;
• Полный напор - 170 кПа;
• Обороты колеса насоса - 1500 мин^-1;
• Установленная мощность - 7,5 кВт;
• Масса - 340 кг

Технические требования:

• Перед началом работы проверить надежность крепления заземления.
• Колесо насоса 1 раз в месяц очищать от остатков навоза.
• Кабель электропитания подвести в защитном корпусе.

2. Сборочный чертеж центробежного насоса А1 приведен с разрезом, с указанием размеров, сварных швов, посадок, допусков, позиций:

• Корпус насоса;
• Ротор;
• Кожух вала;
• Мешалка

Технические условия:

• Неуказанные предельные отклонения валов h14, отверстий H14, остальные JT14/2;
• Сварку вести электродом Э-42-А ГОСТ 4967-79;
• Корпус насоса красить эмалью красной ПФ-218 ГОСТ 9825-61

3. Ротор в сборе А2
4. Вал ротора из стали 45 ГОСТ 1050-74 с указанием шероховатостей, фасок
5. Деталь - втулка стальная А4: Острые кромки притупить
6. Рабочие чертежи деталей А1:

• Ротор;
• Лопасть;
• Втулка;
• Вал ротора

7. Чертеж лопасти из стали 3 ГОСТ 380-71 А3: Длина развертки 188 мм

Дополнительные материалы: приведена расчетно-пояснительная записка на 31 страницах, где выполнены:

• Механизация удаления навоза и обзор существующих установок

Механизация удаления навоза из животноводческих помещений может быть осуществлена механическим, гидравлическим и пневматическим способами. Приведена классификация устройств для удаления навоза из помещений.

Мобильные средства применяются при удалении твердого навоза из помещений. Один из недостатков их работы – большое загрязнение навозного прохода, чем при работе стационарных установок.

• Обзор и анализ конструкций транспортирующих машин

В сельском хозяйстве распространены скребковые, планчатые и пластинчатые транспортеры в виде самостоятельных машин и механизмов или встроенных в специальные машины. Рассмотрен ленточный транспортер, его достоинства и недостатки; скребковый транспортер ТСН-3,0Б; штанговые скребковые транспортеры возвратно-поступательного движения; скреперные установки (УС-15, УС-200, УСП-12), винтовые транспортеры. Для разработки принят тихоходный винтовой конвейер с лопастным шнеком, с открытым желобом.

• Выбор и обоснование необходимости совершенствования технологического процесса уборки навоза

Принята механическая система удаления навоза. Из станков навоз удалялся скребковыми транспортерами ТСН-3,0Б, откуда навоз подавался в емкость-накопитель, далее с помощью шнекового насоса НШ-50-I в транспортное средство и вывозился. Шнековый насос оказался непригодным для откачки навозной жижи. Электродвигатель выходил из строя.

Предложен насос центробежного типа, который перекачивает навоз пониженной влажности с включениями примесей, в том числе отходов грубых кормов. Он состоит из корпуса, крышки, крыльчатки, установленной на валу, фланца, выбросной трубы и электродвигателя. Приведена схема предлагаемого фекального насоса.

Корпус из стальной трубы диаметром 520 мм. С одной стороны к нему приварена крышка из листовой стали. Крыльчатка приварена к валу под углом 180°. Выбросная труба приварена к корпусу по касательной. Электродвигатель с крыльчаткой соединен втулками и шплинтами. Конструкция насоса установлена на сварной раме.

Вал привода насоса закрывают защитным кожухом, который устанавливается на фланец насоса, а сверху крепится к раме. Также к насосу на выходе устанавливается устройство для разделения навоза на фракции: твердую фракцию загружают в тракторный прицеп, а жидкую - в специальную емкость. Применение данного устройства позволяет сократить затраты труда и площадь для хранения навоза и улучшить санитарные условия на свиноферме.

Устройство содержит корпус с загрузочным и выгрузочным патрубками. Внутри корпуса заключен фильтрующий элемент с транспортирующим органом. Транспортирующий орган выполнен в виде ленточной спирали, конец которой, соединенный с механизмом привода, расположен в зоне загрузочного патрубка, а свободный конец - в зоне выгрузочного патрубка. Фильтрующий элемент выполнен в виде пружины. В нижней части корпуса имеется отверстие для стока жидкой фракции. Транспортирующий орган транспортирует фракцию и одновременно очищает внутреннюю поверхность фильтрующего элемента. При подаче массы со стороны привода спирали последняя сжимается и увеличивается в диаметре.

Принцип работы. Исходная масса навоза под напором, создаваемым насосом, через загрузочный патрубок поступает во внутреннюю полость фильтрующего элемента. Навозная масса прижимается к нижней внутренней части фильтрующего элемента. Жидкая фракция проходит сквозь слой уплотненного движущегося навоза, через щели между витками пружины и удаляется через отверстие для стока. Густая фракция, продвигаемая ленточной спиралью, удаляется через выгрузной патрубок. Одновременно ленточная спираль очищает внутреннюю поверхность фильтрующего элемента от сгущенной фракции и предотвращает забивание щелей между витками пружины. Привод спирали установлен со стороны загрузочного патрубка. Закручивание спирали приводит к ее сжатию, уменьшению шага и увеличению наружного диаметра.

• Энергетический расчёт

С учётом запаса мощности принят электродвигатель 4А132S4 с номинальной мощностью 7,5 кВт и частотой вращения 1500 мин^-1.

• Прочностные расчёты

Выполнен расчёт вала на кручение, где определен крутящий момент на валу насоса 47,75 Н*м и диаметр вала, равный 30 мм.

Произведен расчёт сварных соединений лопасти насоса к валу. Вычислена площадь шва – 2,04*10^-3 м² и напряжение на срез для сварного шва 9,02*10⁴ Па. Прочность шва обеспечена.

• Эксплуатация и техническое обслуживание фекального насоса

В процессе эксплуатации лопастного фекального насоса проводят ежедневное техническое обслуживание (ЕТО), периодическое техническое обслуживание (ТО-1) и сезонное техническое обслуживание.

• Расчет технико-экономических показателей эффективности конструкции и их сравнение

Расчет технико-экономической эффективности от внедрения фекального насоса выполнен по сравнению с существующим наклонным транспортером ТСН-160.

• Заключение

Разработана конструкция лопастного фекального насоса. Выполнены конструктивные и прочностные расчеты, а также расчет технико-экономической эффективности.

Спецификация – 4 лист

В программе: Компас 3Dv