Разработка устройства для смешивания защитных составов

- Содержание

1. Разработка конструкции устройства для смешивания защитных составов
   1. Анализ известных конструкций и обоснование предлагаемого варианта
   2. Устройство и принцип действия предлагаемой конструкции
      1. Устройство конструкции
      2. Порядок работы
   3. Обоснование и расчёты технологических и конструктивных параметров устройства
      1. Расчёт потребной мощности и выбор мешалки
      2. Расчёт необходимой толщины стенки ёмкости
      3. Проверка на срез осей колёс тележки
      4. Расчёт сварного соединения
   4. Определение себестоимости конструкторской разработки
      1. Расчёт расходов на покупные изделия и материалы
      2. Расчёт расходов на оплату труда
         1. Трудоёмкость станочных работ
         2. Трудоёмкость слесарных работ
         3. Трудоёмкость сварочных работ
      3. Расчёт прочих затрат
      4. Расчёт стоимости изготовления конструкторской разработки
   5. Выводы

- Описание

Разработка устройства для смешивания защитных составов

Работа посвящена автономной установке для приготовления противокоррозионных составов при обслуживании сельскохозяйственной техники. Практическая значимость для предприятий РФ и СНГ — возможность готовить материал у места хранения машин без подключения к электросети.

Цель — повысить эффективность смешивания. Задачи: сравнить аналоги, разработать конструкцию, рассчитать рабочие и прочностные параметры, определить стоимость изготовления.

Основная часть

Аналоги установок для смешивания

Раздел рассматривает известные решения, чтобы определить недостатки, требующие устранения. ОПУ-80 имеет бак 80 л, нагрев 3 кВт и ручную мешалку. Ёмкость 206.05 рассчитана на 50 л и оснащена ТЭН (трубчатым электронагревателем) 2 кВт; приготовление занимает 20–25 мин. ПРК-3 совмещает приготовление и нанесение состава, но требует энергоснабжения и сжатого воздуха. Отмечается общий недостаток: зависимость от внешней энергии и ручное перемешивание. Итог — обоснована разработка более вместительного автономного устройства.

Конструкция устройства и расчёты

Раздел раскрывает устройство автономной установки, принцип работы и подбор параметров для получения однородной смазки. Студент решил увеличить объём до 200 л, применив стальную бочку диаметром 550 мм и высотой 800 мм. На сварной трёхколёсной тележке размещены смесительная ёмкость, газовый баллон 8 л, нагреватель, шнек-мешалка и бензиновый двигатель с редуктором. Оба силовых узла имеют мощность 3 кВт. Автономность обеспечивается бензиновым приводом шнека и газовым подогревом рабочей смеси.

Рабочий цикл начинается с загрузки присадки через лючок. Газовый нагрев расплавляет её в масле, температуру контролируют пирометром, затем подключают мотор-редуктор. Шнек создаёт осевую циркуляцию и смешивает компоненты до гомогенного состояния; готовый состав выводится через сливной кран. Это позволяет готовить состав непосредственно у техники без электросети.

Расчёт мешалки выполнен от размеров ёмкости и свойств нагретого состава. При плотности 900–1100 кг/м³ и зазоре 100 мм диаметр шнека принят 350 мм, высота 750 мм. Угол подъёма винтовой линии составляет 30°, частота вращения 160 об/мин. Расчётный шаг равен 0,31 м, конструктивно принят 0,30 м; подъём жидкости за оборот — 0,225 м, осевая скорость — 0,6 м/с. Число Рейнольдса получено 398,2, критерий мощности — 14, потребная мощность — 1292 Вт. Выбран двигатель 3 кВт с диапазоном 140–200 об/мин, что обеспечивает запас мощности.

Прочностные расчёты проверяют ёмкость, оси колёс и сварной шов. При уровне жидкости 0,7 м давление принято 0,007 МПа. Минимальная толщина стенки получена 0,07 мм, конструктивно назначено 1,5 мм. Для осей диаметром 16 мм напряжение среза составляет 3,81 МПа при допустимых 90 МПа; для таврового шва с катетом 4 мм — 37,7 МПа против 90 МПа. Прочность элементов подтверждена. В графической части, выполненной в КОМПАС-3D, представлены чертежи «Колёсная тележка в сборе», «Смесительная ёмкость в сборе» и «Шнек-мешалка в сборе». Итог — параметры привода, мешалки и металлоконструкции подтверждены расчётами.

Изготовление и себестоимость

Раздел определяет трудоёмкость и стоимость изготовления устройства для смешивания защитных составов на базе ЗАО птицефабрика «Посевнинская». Покупные изделия оценены в 11 776 руб., материалы — 5 628 руб. Станочные работы занимают 6,87 ч, слесарные 13,87 ч, сварочные 6,46 ч. Общая заработная плата составляет 7 185,6 руб., социальные отчисления — 2 522,1 руб., общепроизводственные расходы — 10 844,7 руб., общехозяйственные — 8 133,5 руб. Итоговая стоимость изготовления — 46 090 руб. Таким образом, экономический расчёт связывает проект с конкретными материалами, узлами и операциями. Ограничение оценки — исходные цены и коэффициенты документа.

Вывод

Поставленная задача решена последовательно: обоснована автономная схема, разработаны узлы, рассчитаны мощность шнека и прочность конструкции, определена стоимость 46 090 руб. Достоинства проекта — автономность, ёмкость 200 л и расчётное подтверждение работоспособности. Бензиновый привод, газовый нагрев и ручной контроль температуры могут создавать некоторые эксплуатационные неудобства.

- Чертежи

1. Записки пояснительная,
2. Спецификации
3. Чертежи