Рисунок 3.7 Схема нагружения вала в вертикальной плоскости.

Для нахождения реакции составим уравнение моментов относительно точки e:

,

Для нахождения реакции составим уравнение моментов относительно точки a:

,

,

Находим изгибающий момент в точке b:

Находим изгибающий момент в точке c:

Находим изгибающий момент в точке d:

Рисунок 3.8 Эпюры нагружения вала.

Опасными сечениями являются точки b и d. Находим эквивалентные моменты для этих точек.

Производим предварительное определение диаметра входного конца вала на участке a-b:

,

где - момент на валу ротора, ;

- допустимое ослабленное касательное напряжение, ;

принимаем - d=76 мм.

Рисунок 3.9 Схема конца вала.

На участке d вал испытывает сложное напряженное состояние. Поэтому требуется найти эквивалентное напряжение

, (3.5)

Находим напряжение изгиба:

,

где - момент на валу в точке d, м;

- осевой момент сопротивления, ;

,

где - диаметр вала в точке b, мм;

- допускаемое напряжение изгиба, ;

=,

где - предел текучести, ;

- коэффициент запаса прочности.

Для изготовления вала используем Сталь 40. Для неё предел текучести , коэффициент запаса прочности принимаем S=2.

=

=

Находим напряжение кручения:

,

где - момент на барабане, ;

- полярный момент сопротивления, ;

=

Возвращаясь к формуле (3.5), находим эквивалентное напряжение:

Условие прочности удовлетворяется.

3.9 Расчёт сварного соединения

Рассчитать тавровое сварное соединение крепления вала к опорному диску. Сварной шов угловой. Соединение тавровое.

Рисунок 3.10 Схема соединения деталей:

Корпус 1 приваривается в тавр к опорному диску 2 кольцевым угловым швом, и так же она приваривается в тавр к валу 3 диаметром d. К корпусу приложена сила F. В сварном шве возникает изгибающий момент М. равный: М=F·L. В процессе работы на шов будет передаваться крутящий момент Т.

Данные для расчета: F=14000 Н; L=170 мм; Т=1500 Н•м; катет шва К=4 мм; d=84 мм.

Выбор допускаемых напряжений для расчета

Материал опорного диска - Сталь 40 с пределом текучести . Определяем допускаемое напряжение изгиба и другие нормальные напряжения по формуле:

[у_р] = [у_и] = у_T /S

где S - коэффициент запаса прочности. Для статических нагрузок его рекомендуется выбирать в диапазоне 1,5…2,5. Принимаем S=1,5.

[у_р] = [у_и] = 340 /1,5=227 МПа

Выбор допускаемых напряжений для сварных швов

Выбор допускаемых напряжений для сварных швов проводится по механическим характеристикам соединяемых деталей. При этом определяющей является деталь с меньшей прочностью. В нашем случае им является материал опорного диска.

Допускаемое нормальное напряжение стыкового сварного шва определяется по выражению:

[ур^/] = Кз Ч Кп Ч [ур],

где Кз - коэффициент основного вида напряжений.

При напряжениях сжатия Кз = 1, растяжения и изгиба Кз = 0,9, кручения Кз = 0,8.

В нашем случае основное напряжение кручения Кз = 0,8.

Коэффициент Кп учитывает положение шва в процессе его формирования.

Горизонтальный шов Кп = 1, вертикальный шов Кп = 0,9, потолочный шов Кп = 0,8. В нашем случае Кп = 1.

[ур] - допускаемое нормальное напряжение для детали с ослабленными механическими свойствами.

[у_р^/] = 0,8Ч1Ч148=118 МПа.

Допускаемые касательные напряжения принимаются на уровне:

[ф^/] = 0,60 … 0,65 [у_р^/]

[ф^/]=0,65Ч227=147 МПа,

Угловые швы рассчитываются по касательным напряжениям. В нашем случае в шве от действия момента М появляются касательные напряжения изгиба , а от момента Т, появляются касательные напряжения кручения .

Эти напряжения действуют во взаимно перпендикулярных плоскостях и для нахождения эквивалентного напряжения требуется использовать сложение по теореме Пифагора

(3.5)

Определяем касательные напряжения изгиба

(3.6)

где М - изгибающий момент

M=14000*170=2180000 H*мм

W_x - момент сопротивления относительно оси X или Y. В нашем случае сила F действует в плоскости оси X. Находим W_x

Возвращаясь к формуле (3.6) находим

Определяем касательные напряжения кручения

где T - крутящий момент при затягивании гайки,

W_с - полярный момент сопротивления кольцевого шва с катетом К

Возвращаясь к формуле (3.5) находим эквивалентное напряжение

Прочность шва обеспечена.

Производственные расчеты показали, что при условии выполнения модернизации плющильного аппарата КПС-5Г по приведённым чертежам и из рекомендованных материалов, конструкция работоспособна и может быть проведена в условиях СПК Колхоз «Родина».



4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Организация механизированных работ по возделыванию и уборке многолетних трав

Безопасность жизнедеятельности - это состояние деятельности, при которой с определенной вероятностью исключаются потенциальные опасности, влияющие на здоровье человека.

В связи с тем, что в проекте рассматриваем модернизацию самоходной косилки-плющилки КПС-5Г для скашивания многолетних трав, то необходимо учесть все опасные и вредные производственные факторы и разработать требования по технике безопасности на работах по предложенной технологии. Для этого необходимо произвести анализ опасностей при работе косилки по данной технологии, разработать эффективные меры предосторожности от выявленных опасностей. Все это позволит снизить и свести к минимуму травмирование персонала.

В хозяйствах закупается новая техника, оборудование, усовершенствуются технологии возделывания. При этом для каждого нововведения должны усовершенствоваться принципы безопасности. Поэтому так необходимы требования безопасности труда и защиты окружающей среды по технологии с модернизацией агрегата предложенной в этой выпускной квалификационной работе.

4.2 Требования к производственному персоналу

При уборке многолетних трав к персоналу предъявляются следующие требования:

1) Общие требования безопасности:

- К работе на тракторах и машинах допускаются лица мужского пола не моложе 18 лет, имеющие удостоверение тракториста-машиниста.

- К работе на тракторах допускаются трактористы, окончившие специальные курсы и получившие удостоверение на право управления ими. Допускаются к обслуживанию косилки только трактористы, изучившие техническое описание и инструкцию по эксплуатации самоходной косилки плющилки КПС-5Г.

- Производственный персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности и периодически медицинский осмотр в соответствии с установленным законодательством. Спецодежда обслуживающего персонала МТА не должна иметь свисающих частей и концов. Движение машины, подъем, опускание следует проводить, только убедившись в безопасности этих действий для окружающих и с подачей звукового сигнала.[17]

- запрещается работать в состоянии алкогольного или наркотического опьянения;

- в случае оказания первой медицинской помощи воспользоваться аптечкой, находящейся в кабине трактора.

2) Требования перед началом работы:

- при подготовке КПС-5Г необходимо проверить комплектность и техническую готовность;

- проверить состояние жатки, режущего аппарата, заламывающего бруса, мотовила, шнека.

- перед началом работы агрегата убедиться в исправности и надежности крепления защитных щитков и ограждений;

- соединения шлангов гидросистемы должны быть надежны и не пропускать масло;

- гидравлические шланги должны располагаться и закрепляться так, чтобы по время работы они не касались подвижных деталей машин. Машины с неисправностями механизма навески и системы гидроуправления к эксплуатации не допускаются;

- наличие и исправность защитного кожуха на карданном валу. Защитный кожух должен быть надежно зафиксирован путем присоединения к неподвижной части самоходного шасси.

3) Требования безопасности во время работы:

- запрещается покидать работающую КПС-5Г во время движения;

- на поворотах снижать движения скорость до 3 км/ч;

- запрещается перевозить людей в кабине и на других частях агрегата при переездах;

- запрещается передавать управление агрегатом посторонним лицам;

- запрещается работа агрегата при подтекании топлива или смазочных веществ.

4) Требования безопасности в аварийных ситуациях:

- при возникновении неисправности и аварийных ситуаций прекратить работу до полного устранения неисправностей;

- сообщить об аварийной ситуации начальнику смены;

- при получении травмы оказать первую медицинскую помощь;

- в случае получения травмы при выполнении работ, работник обязан поставить в известность руководителя работ;

- при возникновении пожара работник должен срочно принять меры к его ликвидации имеющимися средствами пожаротушения, при необходимости вызвать пожарную охрану.

5) Требования безопасности по окончании работы:

- зафиксировать все вращающиеся органы самоходной косилки - плющилки;

- убедиться в исправности рабочих органов, провести их очистку;

- поставить агрегат на место стоянки, подложив упоры под колеса.

4.3 Техника безопасности при работе на машине

Ежедневно перед началом работы механизатор должен убедится в исправности машины: проверить наличие необходимого набора инструментов и приспособлений, также медицинской аптечки. Затем легкость опускания и подъема стекол кабины, работу стеклоочистителей, исправность замков кабины и приборов освещения. Счетчики контрольно - измерительных приборов должны иметь освещение.

Техническое состояние электрооборудования машин должно обеспечивать нормальную работу стартера, приборов освещения, сигнализации и электрических контрольных приборов, а также исключать возможность искрообразования и утечек тока в проводах и клеммах.

Проверяют техническое состояние тормозной системы. Рулевое управление должно обеспечивать корректное управление без заеданий, не превышая значений допустимого суммарного люфта. При проверке тормозной системы тормоза должны обеспечивать полную остановку машины на сухой дороге при торможении от начальной скорости 20м/ч через 6 м.

Карданный вал и другие передачи закрывают защитными кожухами. Перед началом движения необходимо убедиться, что впереди режущего аппарата нет помех, затем предупредительный звуковой сигнал и тронуться с места. Все крепежные работы, очистку, смазку нужно выполнять после остановки машины и выключении передачи к режущему, плющильному аппарату.

Двигатель не должен иметь течи топлива, масла и воды, пропуска выхлопных газов в соединениях выхлопного коллектора с двигателем и выхлопной трубой.

4.4 Правила пожарной безопасности при уборке сена

Ответственность за обеспечение мер пожарной безопасности при уборке возлагают на руководителей хозяйства, за техническое состояние противопожарных устройств и средств пожаротушения на уборочных агрегатах - на руководителей производственных участков.

Вблизи работы уборочных агрегатов должен быть пахотный агрегат, чтобы в случае пожара опахать горящую площадь. Во время работы на поле не разрешается пользоваться открытым огнем: необходимо удалять пыль с двигателя не реже двух раз в смену, проверять и своевременно удалять подтекание топлива из топливопроводов, следить за исправностью искрогасителей. Через каждые три дня очищать выпускные трубы и искрогасители от нагара.

Во время уборки запрещается курить на уборочных агрегатах, возле складов и навесов для хранения сена.

Каждая самоходная косилка-плющилка должна быть обеспечена двумя огнетушителями, двумя швабрами и двумя лопатами, трактор - огнетушителем и лопатой, автомобиль - огнетушителем и лопатой. Вся техника должна находиться в порядке.

На территории сенопункта должны находиться тары с песком, а также пожарный щит ЩП-СХ. [2]

4.5 Описание опасных и вредных производственных факторов

При эксплуатации и обслуживании модернизированной косилки-плющилки КПС-5Г источниками опасных и вредных факторов служат: опасность поражения отлетающими посторонними частицами и частями инструмента, возможность попадания пыли через органы дыхания и слизистые оболочки тела, острые части и кромки агрегата.

Особую угрозу представляет собой опасная зона, где возможен захват одежды или волос работающего движущимися частями оборудования. Так, большое число несчастных случаев происходит при захвате развивающейся одежды в момент приближения к неогражденным карданным, цепным передачам сельскохозяйственных машин.

Опасность движущихся или вращающихся деталей возрастает, если на них имеются выступающие части (головки болтов). Когда части машин вращаются навстречу одна другой, создается опасность втягивания в опасную зону.

4.6 Основные требования безопасности

Перед началом работы самоходной косилки-плющилки необходимо убедиться в надежности крепления скашивающих ножей во избежание их самопроизвольного отрыва при работе. Запрещается заменять ножи без предварительного стопорения механизма привода работы ножей и стопорения жатки.

Перед началом работы проверить надежность крепления ножей. Проверить наличие посторонних предметов под ножами косилки, плющильного аппарата, жатки, механизмов цепных передач и других крутящихся элементов. Если они обнаружены, нужно убрать их.

Во время опробования, запуска и последующей работы посторонним лицам запрещается находиться на расстоянии менее 50 метров.

Запрещается осматривать или устранять поломки косилки-плющидки со включенным двигателем, включённым приводом жатки, ножей, плющильного аппарата.

Запрещается переезд КПС-5Г без установки и фиксации жатки транспортном положении.

При дальнейшей транспортировке по дорогам косилка должна быть оборудована сигнальными флажками, установленными на узлах, выступающих за габариты самоходного шасси.

4.7 Мероприятия по защите окружающей среды

При уборке многолетних трав на окружающую среду возможно воздействие следующих вредных факторов:

1.Загрязнение окружающей среды в результате неудовлетворительного состояния МТП (выхлопными газами, почвы - топливно-смазочными материалами).

2.Переуплотнение почвы при передвижении машинно-тракторных агрегатов.

Сгорание топлива приводит к загрязнению атмосферы, почвы и воды токсичными веществами (СО). Попадая в почву, они могут накапливаться и затем присутствовать в выращенной продукции. Во избежание этого необходимо предотвратить этот недостаток регулировкой топливной аппаратуры, так чтобы содержание вредных веществ в отработанных газах было в пределах установленных норм. [18]

Попадание топливно-смазочных материалов в почву вызывает отравление и гибель растений, снижается биологическая активность почвы. Чтобы этого не произошло необходимо следить за герметичностью топливной аппаратуры, гидравлической системы. Если имеются потёки топлива и масла необходимо их устранить.

При передвижении машинно-тракторных агрегатов происходит уплотнение почвы, что затрудняет ее обработку. Уплотнённая почва становится податливой к водной, ветровой и другим видам эрозии, а, следовательно, уменьшается ее плодородие. При использовании колёсных тракторов (МТЗ-80/82) на почвах с низкой несущей способностью следует снижать давление в шинах до минимально возможных значений.

При использовании колесного трактора (МТЗ-80) на почвах с низкой несущей способностью следует снижать давление в шинах до минимально возможного значения.

Нерациональная обработка почвы является основной причиной проявления водной эрозии. В результате чего происходит уменьшение растительного покрова, дигрессия пастбищ, недостаточная защищенность поверхности растительными остатками, снижается содержание гумуса, повышается плотность почвы, снижаются порознь, влагоемкость, запасы продуктивной влаги, уменьшается биогенность. В связи с этим нужно правильно проводить обработку почвы и мелиоративные работы. Также по снижению эрозии проводят противоэрозийные мероприятия. К числу их относятся: контурная обработка почвы (по горизонтали рельефа), глубокое рыхление, щелевание, окучивание, прерывистое бороздование, гребнистая вспашка, мульчирование и т.д. Для уменьшения действия вредных факторов, возникающих при кошении трав необходимо своевременно и качественно проводить техническое обслуживание, использовать качественное топливо, применять нейтрализацию отработавших газов, ежесменно обслуживать трактора или самоходные машины - не допускать подтекания масла и топлива.

Для уменьшения уплотнения почвы необходимо следить за давлением воздуха в шинах колес, как трактора, так и с.-х. машины, оно должно соответствовать данным операционной карты на проведение технологической операции. Количество почвообработок должно соответствовать агротехническим требованиям и типовым технологическим картам на возделывание с.-х. культур.

Экологический аспект оптимизации земледелия основывается на представлениях о потенциальной емкости экосистемы по отношению к такому уровню антропогенной нагрузки, сверх которого она теряет способность к саморегуляции. Критерием такой способности является восстановление экосистемы в исходное или близкое к нему состояние после прекращения производственной деятельности человека. В данной связи возникает необходимость введения стандартов качества окружающей среды (величины поверхностного и грунтового стока, уровень грунтовых вод и их качество, интенсивность эрозионных процессов, состояние растительного покрова и др.).

Необходимо, чтобы агротехнологии не ухудшали качество среды обитания не только в самом агроландшафте, но и за его пределами.

Основой для разработки системы экологических ограничений должны служить структурно-функциональные модели агроландшафтов, ибо невозможно решать экологические задачи изолированно для какой-то одной части агроландшафта.

Поскольку экологические эксцессы, происходящие в одном месте, могут оказывать влияние на сопредельные территории, производственная и социальная деятельность граждан в большинстве стран мира регулируется специальными законодательствами в области охраны среды обитания человека. Закон "Об охране окружающей природной среды" введен в 1992 г. и в России. Согласно принятому законодательству механизм охраны природы реализуется как путем целевого планирования и финансирования природоохранных мероприятий, так и путем установления лимитов использования природных ресурсов. Существуют налоговые и иные льготы за различные виды деятельности, обеспечивающей природоохранный эффект. Декларировано также введение специального налогообложения экологически вредной продукции, а также продукции, выпускаемой с применением экологически опасных технологий [18,с 338].



Выводы по разделу

Представленные в разделе требования безопасности приведут к улучшению условий труда работников в хозяйстве, и уменьшению травматизма при возделывании и уборке многолетних трав. Также в разделе предложен ряд мероприятий по защите окружающей среды, которые непосредственно повлияют на экологичность технологии возделывания многолетних трав в СПК колхоз «Родина».

Размещено на Allbest.ru

...