Електропривод прибиральних транспортерів на тваринницьких і птахівницьких фермах

У сучасних тваринницьких і птахівницьких приміщеннях застосовують механічний, пневматичний та гідравлічний способи прибирання і видалення з приміщень гною та посліду. Вибір того чи іншого способу залежить віх виду поголів'я та способу утримання тварин і птиці, характеристики та територіального розташування приміщень, наявності у господарстві достатньої кількості води тощо.

Найбільш поширений механічний спосіб, при якому прибирання і видалення з приміщень гною або посліду здійснюється за допомогою скребкових, канатно-скреперних, штангових та інших стаціонарних транспортерів або за допомогою мобільних машин і агрегатів.

Прибирання гною і посліду на тваринницьких і птахівницьких фермах – трудомісткий процес, який займає у виробничому циклі ферм значний час. Тому створення пристроїв, забезпечуючих

автоматичне керування роботою гноєприбиральних транспортерів в тваринницьких приміщеннях – важлива задача.

Транспортери кругового руху ТСН-2, ТСН-3,0Б і ТСН-160 складаються з горизонтального і похилого транспортерів. Горизонтальні транспортери за допомогою скребків, прикріплених до ланцюга, переміщують гній по спеціальних каналах із приміщення до похилих транспортерів. Спочатку вмикається похилий транспортер – потім горизонтальний. Вимикають їх в зворотній послідовності. Після вимкнення горизонтального транспортера похилий вимикають через проміжок часу, достатній для звільнення його від гною, так як в зимовий період при замерзанні гною, що залишився на похилому транспортері робочі рухомі частини транспортера можуть примерзнути до його конструкції. Запуск електродвигуна в цих

умовах може не відбутися, так як двигун не зрушить з місця примерзлі робочі органи транспортера.

В цьому випадку захисний апарат повинен вимкнути електродвигун з мережі, інакше обмотки двигуна перегріються і вийдуть з ладу.

В процесі прибирання гною транспортером кругового руху навантаження електродвигуна змінюється. Його пуск відбувається при максимальному навантаженні. По мірі руху ланцюга із скребками і скиданні гною в приймальну частину похилого транспортера його кількість зменшується, і під кінець прибирання, коли ланцюг здійснить повний оберт, навантаження зменшиться до його значення при холостому ході.

Тривалість роботи горизонтального транспортера t, хв., можна визначити за виразом

(81)

де l – довжина ланцюга, м; v – швидкість руху ланцюга, м/с.

Розрахунки показують, що навантаження на початку прибирання наближено в 4 рази більші, ніж в кінці. Тому при виборі електродвигуна для горизонтального транспортера визначають максимально можливе навантаження на початку прибирання і по умовах пуску визначають достатній пусковий момент і потужність електродвигуна.

Зусилля F_х, Н, транспортерного ланцюга при роботі на холостому ходу визначають з виразу

F_х = тglf_х , (82)

де т – маса 1 м ланцюга із скребками, кг/м; g – прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с²; l – довжина ланцюга, м; f – коефіцієнт тертя ланцюга по дерев’яному настилу, f = 0,5.

Зусилля F_г, Н, що витрачається на подолання опору тертя гною по дну каналу

F_г = т_г glf_г , (83)

де  маса гною в каналі, що припадає на одне прибирання, кг; N – кількість тварин, що обслуговуються одним транспортером, гол; т₁ – добовий вихід гною від однієї тварини, кг/гол; Z  добова кількість прибирань гною, Z = 4; f _г – коефіцієнт тертя гною по дну каналу, f_г = 0,97.

Зусилля F_б, Н, що витрачається на подолання опору тертя гною по бокових каналу

F_б = р_бf_г , (84)

де р_б – тиск гною на бокові стінки каналу, приймають рівними 50% загальної ваги гною, р_б = т_гg /2;

Зусилля F_з, Н, на подолання опору заклинювання гною між скребками і стінками каналу

F_з =lF₁/а , (85)

де F₁= 15 Н – зусилля, яке витрачається на подолання опору заклинювання, що припадає на один скребок; а – відстань між скребками (ТСН-2,0. − 0,46 м; ТСН-2,0Б –0,92 м; ТСН-3,0Б – 1,0 м; ТСН-160 – 1,12 м; НКЦ-7 – 1,0 м).

Загальне максимальне зусилля F_maх, Н, необхідне для переміщення гною в каналі, при повному завантаженні транспортера

F_maх = F_г + F_б +F_з + F_х (86)

Момент опору М_тах, Н∙м, приведений до валу електродвигуна, при максимальному навантаженні

(87)

де w  кутова швидкість електродвигуна, с^-1.

Враховуючи, що момент опору, зведений до валу двигуна, збільшується при зрушенні транспортера то момент зрушення транспортера визначається за виразом

М_зр.пр = 1,2М_тах , (88)

Необхідний момент електродвигуна М, Н∙м, визначають за формулою

(89)

де u – напруга на статорі електродвигуна під час його пуску, виражена у відносних одиницях; m_п – кратність пускового моменту електродвигуна.

Необхідна потужність електродвигуна Р, кВт, знаходиться з виразу

Р = Мw 10^-3. (90)