Анализ яйцесортировочных машин. Расчет энергоэффективности поточной линии. Характеристики работы электродвигателя машины с работой ее механизмов под различными нагрузками. Определение мощности транспортера. Расчет экономии затрат на электроэнергию.
При низкой оригинальности работы "Повышение энергоэффективности технологической линии сортировки яиц", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Диссертация на соискание академической степени магистра Электроэнергетики по специальности 6М071800 - «Электроэнергетика»В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ Р 51522 по электромагнитной совместимости для оборудования класса «А». Определение параметров вибрационной характеристики ручных машин и машин с ручным управлением. ГОСТ 31274-2004 Шум машин. ГОСТ Р 51684-2000 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Кинематическая схема - Схема, в которой указывается последовательность передач движений от двигателя через передаточный механизм к различным устройствам поточной линии и их взаимосвязь;Этим требованиям в той или иной мере удовлетворяют рабочие органы яйцесортировочной машины, за исключением того, что машина сортирует яйца механическим путем по весу[1]. Недостаток способа состоит в недостаточной точности расчета площади поверхности яйца и, следовательно, в низком качестве сортировки яиц по группам, что приводит к снижению выводимости. Яйцо поступает через загрузочные ворота на роликовый конвейер между 2 роликами, благодаря их размеру и вращению, яйцо располагается ровно между роликами роликовых валов. В отличие от машин других производителей, где яйца постоянно соприкасаются, и накопительные участки являются идеальной средой для распространения бактерий, в оборудовании МОБА риск перекрестного загрязнения значительно сокращается благодаря расположению каждого яйца в индивидуальной ячейке. Операторы осуществляют передачу четырех лотков из тележки с яйцами в начальную часть производственной линии сортировки яиц, и модуль для сортировки яиц определяет яйца, пригодные для инкубации.На основе исследований технологического процесса сортировки яиц на яйцесортировочной машине «Ритм 8 - 3» обоснованы параметры устройства определения размеров и формы яиц в потоке. В модернизированной поточной линии за счет отбраковки яиц смарт-камерой исключается работа операторов. В Казахском Национальном аграрном университете в аудитории № 621 произведен опыт по теме магистерской диссертации «Повышение энергоэффективности технологической линии сортировки яиц» на сортировочной машине «РИТМ 8-3». Троссы располежны на одной оси, приводятся в движение от оси редуктора через цепную передачу, с диаметром звездочки 60 мм. Конвейер предназначен для ориентации яиц, поступивших на него, которые должны занять положение продольно своей оси, и придания яйцам вращательного движения - необходимого при овоскопировании яиц, поддерживать постоянный поток яиц с определенным шагом и подачи их к сортировочной машине.На рисунках 21-23 показаны измеренные данные с прибора К 505 по трем фазам. A, приведенные на рисунке 5, а также переходные процессы всех фаз показанные на рисунке 6 Рисунок 21 Характеристики работы электродвигателя сортировочной машины в режиме холостого хода на фазе А Рисунок 22 Характеристики работы электродвигателя сортировочной машины в режиме холостого хода на фазе B Рисунок 31 Характеристики работы электродвигателя с работой всех механизмов сортировочной машины под нагрузкой 14 кг на фазе А Рисунок 32 Характеристики работы электродвигателя с работой всех механизмов сортировочной машины под нагрузкой 14 кг на фазе В Рисунок 42 Характеристики работы электродвигателя с работой всех механизмов сортировочной машины под нагрузкой 14 кг без дивергирующего транспортера на фазе А Опыт проводился в пятикратной повторности, результаты приведены в таблице 2.13Включает в себя механическую яйцесортировочную машину Ритм-8-3 со следующим оборудованием: асинхронный электродвигатель марки АИР71В6У2 с мощностью 550 Вт, овоскопирующий аппарат с двумя лампами на 60 Вт, маркировочный, весовой механизмы, дивергирующий, подающий, троссовый конвееры и линейки для перемещения яиц вдоль весового механизма. Производительность машины за одну смену (8 часов) составляет Q=64000 яиц/день или 8000 яиц/час. Расход потребляемой мощности и на сортировку и овоскопирование 3,4 тонн яиц составляет: Значит, расход электроэнергии составит Тогда стоимость за электроэнергию на сортировку 0,5 тонн яиц сотавит: Если считать что, в месяц 26 рабочих дней, то годовой фонд времни в часах составит: ч/год Общая заработная плата работников в месяц составит: За год расходы на заработную плату составят 195 000*12=2 340 000 тг.Полученные в программе MATHCAD механические характеристики электропривода и рабочей машины показывают, что закон управления обеспечивает устойчивый диапазон регулирование скорости электропривода машины для сортировки яиц в пределах от 370 до 920 об/мин., следовательно, производительность яйцесортировальной машины можно плавно регулировать в пределах от 2,0 до 5,0 тонны/час.В ходе работы для регулирования скорости вращения асинхронного двигателя использован современный асинхронный частотно-регулируемый электропривод.
Введение
В связи с проведением EXPO-2017 в Астане, направлением которой является энергосбережение, правительством Республики Казахстан поставлена задача разработки энергоэффективных устройств, а также повышение энергосбережения в сельском хозяйстве. Также в стратегическом плане развития Республики Казахстан-2050, особое значение уделяется повышению энергоэффективности промышленных предприятий и комплексов.
Создание энергосберегающих и энергоэффективных технологий является базовой тенденцией развития электроэнергетики. Создание интеллектуальных энергетических систем с элементами автоматики, функционирующих в режиме реального времени на основе взаимной работы электрических и информационных сетей является одной из основых задач при повышении энергоэффективности технологической линии.
Повышение энергоэффективности технологической линии позволит снизить себестоимость продукции, а также потребление электроэнергии на предприятии.
На долю асинхронных электродвигателей в промышленности и на крупных предприятиях приходится до 60% всей потребляемой энергии. Выбор наиболее оптимально асинхронного электродвигателя в линии по сортировки яиц позволит снизить затраты на электроэнергию.
Актуальность проблемы. Для развития экономики страны и роста ее конкурентноспособности одной из приоритетных направлений является повышение эффективности использования энергии. Для обеспечения продуктивного использования электрической энергии, направлена работа множества научно-исследовательских организаций по всему миру.
Одно из главных направлений здесь занимает создание новых машин, а также модернизация существующих машин, которые будут обеспечивать качественное выполнение технологического процесса при общем снижении потребления электроэнергии.
Производство пищевых куриных яиц и мяса птицы обеспечивает более 30% потребности населения в натуральных продуктах питания животного происхождения. Оценка качества яиц является первым необходимым шагом для успешного проведения инкубации, а также выпуска качественных пишевых яиц для населения страны. Этот процесс трудоемкий, для оценки качества на предприятиях используются труд лаборатнов, которые оргалептическим методом оценивают яйцо на кондиционность.
Также для сортировки яиц по размерам и форме, используются различные яйцесортировочные машины. Яйца сортируют перед их закладкой на инкубацию. Чем выше качество отбора, тем выше процент вывода цыплят из инкубатория. А значит и эффективней использование энергии потребляемой для создания микроклимата в инкубатории. В связи с этим требуется достичь наиболее качественного и эффективного отбора яиц по размерам и форме на яйцесортировочной машине. Этим требованиям в той или иной мере удовлетворяют рабочие органы яйцесортировочной машины, за исключением того, что машина сортирует яйца механическим путем по весу[1].
Одним из актуальных направлений в области птицеводства является создание маишны для сортировки яиц с возможностью отбора яиц не только по весу, но и по различным геометрическим параметрам, таким как малый и большой диаметр яйца, площадь его продольного сечения и периметра. А также, замена механического труда на автоматизированный, с использованием энергосберегающих технологий.
Научная новизна. Обоснование методики расчета параметров яйцесортировочной машины, обеспечивающая снижение удельных затра электроэнергии и результаты экспериментальных исследований.
Цель исследования. Снижение удельных энергетических затрат технологического процесса сортировки яиц.
Для достижения данной цели ставятся следующие задачи: - проведение анализа существующих яйцесортировочных машин;
- расчет потребления электроэнергии рабочими органами яйцесортировочной машины;
- замена энерго неэффективных механизмов поточной линии без потери работспособности машины;
- экспериментальные исследования и технико-экономическое обоснование эффективности модернизированной яйцесортировочной машины;
Объект исследования: рабочие органы яйцесортировочной машины РИТМ-8
Методы исследования: при решении поставленных задач в работе использованы методы теоретической механики и теории машин с асинхронным электроприводом, методы математического моделирования.
Экспериментальные исследования скоростных режимов и потребляемой электроэнергии рабочих органов машины проведены дифференциальным методом с применением цифровых регистрирующих и контрольно-измерительных приборов.
Достигнутые результаты: проведены экспериментальные и расчетные исследования потребления энергии рабочими органами яйцесортировочной машины, которые подвердили целесообразность замены энергозатратных механизмов на энергосберегающие.
Практическая ценность: разработана модернизированная яйцесортировальная машина обеспечивающая снежение удельных затрат электроэнергии на сортировку яиц.
Диссертационная работа выполнена на кафедре «Энергосбережение и автоматика» Казахского национального аграрного университета в соответствии с научно-исследовательской работой по программе 055 МОН РК, подпрограмме 100 - «Целевое развитие университетской науки, ориентированной на инновационный результат», по теме «Разработка экспресс метода и устройства определения показателей качества инкубационных яиц с использованием IT-технологий» (№ гос.регистрации 0111РК00489) под руководством к.т.н., доцента Алиханова Д.М.
Анализ оборудования для сортировки яиц.
К настоящему моменту разработан ряд методов и существуют технические решения для сортировки инкубационных яиц. Помимо традиционного разделения яиц по массе, сортировку, возможно производить, как по форме яйца, так и по его площади.
Суть метода сортировки по форме, заключается в следующем: измеряется продольное l и поперечное b размеры яйца: по соотношению l/b производят автоматизированную сортировку яиц по пригодности. Для выполнения данного метода используется специальная сортировочная машина (рисунок 1)
Рисунок 1 - Схема установки для сортировки яиц по форме
Схема устройства, реализующего способ содержит два лазерных интерферометра 1, 2, установленных один вдоль линии движения яиц, а другой - поперек. В лазерный интерферометр 1 входит лазер 3, генератор измерительного луча 4, генератор опорного луча 5 и фотоприемник 6. В лазерный интерферометр 2 входит лазер 7, генератор измерительного луча 8, генератор опорного луча 9 и фотоприемник 10. Яйца 11 расположены на транспортере 12. Лазерные интерферометры 1, 2 связаны с электронно-счетным устройством 13.
Способ реализуется следующим образом. Лазерным интерферометром 1 осуществляют продольное измерение яиц 11 посредством лазера 3, измерительного луча 4 опорного луча 5 и фотоприемника 6, откуда сигнал направляют в электронно-счетное устройство 13. Лазерным интерферометром 2 осуществляют поперечное измерение яиц 11 посредством лазера 7, измерительного луча 8, опорного луча 9 и фотоприемника 10, откуда сигнал направляют в компьютер 13. Лазерные интерферометры 1, 2 работают синхронно. В электронно-счетном устройстве 13 осуществляют операции деления длины яйца l на его ширину b и по полученному соотношению l/b производят автоматизированную сортировку яиц. Недостатком прототипа является малая надежность воспроизведения способа за счет измерения только одной величины, например, длины куриного яйца.
Следующей машиной для сортировки яиц является - устройство, измеряющее площадь яйца. Этот способ определения площади поверхности яйца заключается в том, что контуры яйца переносят с помощью графопостроителя на плоскость, на которую наносят координатную сетку, и по полученным данным подбирают формулу кривой проекции яйца на плоскость. Площадь яйца определяют, как площадь поверхности тела вращения, описанного вращением указанной кривой.
Недостаток способа состоит в недостаточной точности расчета площади поверхности яйца и, следовательно, в низком качестве сортировки яиц по группам, что приводит к снижению выводимости.
Наибольшую же популярность получили машины для сортировки яиц по массе. Суть которых заключена в следующем: яйцо поступает на машину для сортировки яйца по загрузочному транспортеру. Более крупное яйцо, деформированное, яйцо с насечкой или грязное яйцо необходимо удалить с конвейера вручную. Датчики контроля давления расположены по бокам загрузочного конвейера, они предотвращают скапливание яйца на загрузочном конвейере. Яйцо поступает через загрузочные ворота на роликовый конвейер между 2 роликами, благодаря их размеру и вращению, яйцо располагается ровно между роликами роликовых валов.
При помощи зубчатых колес яйцо, направляемое валами элеватора, попадает на дорожку и с помощью валов элеватора направляется на весовую ячейку, где оно взвешивается. В станции сортировки, над щеточными конвейерами, небольшие откидные клапаны способны сбрасывать яйцо на один из щеточных транспортеров. Вместо этой станции упаковки возможно разместить конвейер или упаковщик (PSPC) для дальнейшей транспортировки яйца. Оператор определяет, яйцо какого размера поступает в каком направлении, разделив его по 3 или 4 весовым категориям. В зависимости от конфигурации машины для сортировки яйца и ее программы, яйцо различных весовых категорий сортируется и поступает на 3 разгрузочные станции. Сама установка показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Сортировальная машина фирмы PASPERFORM
Одной из отличительных сторон установок фирмы PASPERFORM, является очистка инкубационного яйца от загрязнения и пуха с помощью специальных валиков с щетками и опрыскивателями.
Следующая машина фирмы Omnia, оснащена специальными датчиками цвета и уровня загрязнения яйца и эта установка также сортирует яйца по массе.
Основной принцип работы машины OMNIA - каждое яйцо рассматривается как отдельно взятый продукт. Как только яйцо поступило на ролики участка подачи, оно более не соприкасается с другими яйцами. Данный принцип, ставший известным еще на предыдущих поколениях сортировальных машин МОБА под названием «бережное обращение с яйцом», преследует 3 цели. Во-первых, индивидуальная обработка значительно сокращает риск повреждения скорлупы. Даже при незначительном столкновении, скорлупа обоих яиц повреждается, а наиболее хрупкое впоследствии приобретает насечку или более серьезные повреждения.
Во-вторых, столкновение яиц друг с другом или с оборудованием в процессе сортировки способствует распространению бактерий. В отличие от машин других производителей, где яйца постоянно соприкасаются, и накопительные участки являются идеальной средой для распространения бактерий, в оборудовании МОБА риск перекрестного загрязнения значительно сокращается благодаря расположению каждого яйца в индивидуальной ячейке. Это - единственный подход, оправдывающий использование машин для мойки яйца или систем ультрафиолетовой дезинфекции для снижения количества бактерии на яйце.
В-третьих, если компьютер сортировальной машины обрабатывает информацию о каждом яйце, то можно отслеживать и данные по каждому яйцу. В этом случае открываются уникальные возможности для упаковки яйца, например, указание веса отдельной упаковки, а также отслеживание пути яйца на каждом этапе. Все эти данные можно использовать при маркировке яйца. Сортировочная машина показана на рисунке 3.
Рисунок 3 - Сортировочная машина фирмы Omnia
Все процессы в машине контролируются при помощи высокопроизводительной промышленной сети, не требующей большого количества соединений и проводов, позволяющей производить полную самодиагностику машины, и обеспечивающей, таким образом, безопасность и надежность работы.
Недостатком этой машины является ее большие размеры и стоимость, за счет необязательных средств мойки и дезинфекции яиц, которые и так устанавливаются в сортировальных цехах.
Сортировщик яиц Inter Compacta (рисунок 4), сконструирован из нержавеющей стали идеально подходит к требованиям птицефабрик, которые сами хотят сортировать и упаковывать яйца. Сортировщик с большим выбором layouts характеризуется: - Компактной конструкцией;
- Низкими затратами энергии и низкими расходами по техническому обслуживанию.
Отличительными опциями является, то что машина обладает специальным счетчиком учета яиц, а также карусельным загрузчиком яиц.
Рисунок 4 - Сортировочная машина фирмы INTERCOMPACTA
Российская разработка «Ритм 16» автоматическое взвешивает и сортирует на шесть категорий, куриные яйца массой от 30 до 80 грамм, при этом обладает возможностью клеймения даты выработки и просвечивания яйца на овоскопе.
Машины выпускаются трех модификаций. Машина по сортировке и клеймению яйца, для работы в яйцескладах с перегрузкой яйца из контейнеров и ячеек. Машина та же, дополнительно укомплектованная дивергирующим конвейером, что позволяет установить ее в линию и яйцо принимать с конвейера подающего его прямо из птичника. ОАО «Инструментальный завод Сибсельмаш» выпускает оборудование для птицефабрик и оборудование для птицеводства: яйцесортировочные машины «Ритм 8 - 3» и «Ритм 16 - 6». Машины для сортировки яиц «Ритм» предназначены для автоматического взвешивания, сортировки на 5 категорий, клеймения даты выработки и просвечивания куриных яиц массой от 35 до 80г, согласно ГОСТ Р 52121 - 2003. Область применения - яйцесклады птицефабрик и предприятий по переработке яиц. Ближайший аналог машин Ритм по способу сортировки - болгарская яйцесортировочная машина ЯСМ 3*2-17. Существенными отличиями конструкции машин от аналогов являются: · переход с подшипников скольжения на подшипники качения, что увеличивает срок службы всех валов;
· механизм клеймения собственной конструкции (запатентован), где предусмотрено: - во-первых, возможность быстрой замены клейм способом их крепления «ласточкин хвост»;
- во-вторых, клеймо держатели выполнены таким образом, что применение специального демпфера значительно уменьшает бой яйца и улучшает качество наносимого клейма;
· рабочие валы выполнены составными из 2х частей, что позволяет упростить и ускорить ремонт при замене изношенных деталей;
· приемные столы оборудованы натяжным устройством транспортных колец, что позволяет регулировать их натяжение;
Погрешность взвешивания в диапазоне 30-80 г ± 0,5 г
Мощность электродвигателя (1 000 об/мин), КВТ 0,55
Габариты, м 4,8х4,15х1,2
Масса, кг 1 300
Количество обслуживающего персонала 5
Монтажная площадь, м2 22
Полное отсутствие электроники делает машины Ритм исключительно надежными и простыми в эксплуатации и обслуживании.
Машина яйцесортировочная МС3-18И с электронной системой взвешивания, производительностью 18000 яиц в час, предназначена для автоматического взвешивания, сортировки на 6 групп (5 по ГОСТ 52121-2003 и мелкие - массой менее 35гр.) и просвечивания куриных яиц массой от 30 до 80 г. Ведется учет количества и веса яиц (общего и по группам сортировки). Машина метрологический аттестована, и работает при температуре среды от 10 до 40 градусов и относительной влажности от 45% до 80%. Область применения - инкубаторы и яйцесклады.
Загрузка яиц на машину: вакуумный загрузчик: Маркировка яиц: струйный маркиратор
Обслуживающий персонал, чел.: 6-7
Время непрерывной работы, час: 8
На рисунке 5 приведен общий вид яйцесортировочной машины.
Рисунок 5 - Общий вид яйцесортировочной машины
Автомат для сортировки и передачи яиц
В основе работы автомата для сортировки и передачи яиц используются передовые цифровые технологии обработки, обеспечивающие высокую производительность до 50 000 яиц в час. Автомат подходит для совместного использования со стандартными лотками для яиц, вмещающими 42 яйца. Оборудование имеет функцию распознавания яиц с живыми эмбрионами, бесплодных и яиц с мертвым эмбрионом. Оборудование в основном используется для разведения яиц, которые будут выпариваться в течение 18 дней, в крупных и средних инкубаторах.
Высокоскоростное оборудование для сортировки и передачи яиц показано на рисунке 6.
Рисунок 6 - Высокоскоростное оборудование для сортировки и передачи яиц
3. Давление источника воздуха в рабочей среде: 0.8 МПА
4. Расход воздуха: 300 л/мин.
5. Скорость обработки: 50000 яиц/час
6. Габаритные размеры: 8?3.5?2.2 м (Размещение, длина и ширина могут быть отрегулированы в соответствии с техническими условиями)
Технологический процесс. Операторы осуществляют передачу четырех лотков из тележки с яйцами в начальную часть производственной линии сортировки яиц, и модуль для сортировки яиц определяет яйца, пригодные для инкубации. В системе, яйца с бесплодными и мертвыми эмбрионами из четырех лотков активируются для передачи по конвейеру в соответствующую точку за два перемещения. Оператор в конце конвейера размещает удаленные пригодные для инкубации яйца в лотки. Четыре лотка после сортировки будут перемещены на непрерывно передающие устройства, которые будут передавать яйца с живыми эмбрионами из четырех лотков в инкубационные лотки за один раз. После завершения процесса, пустые подносы автоматически доставляются в очистительную машину для очистки и дезинфекции. Автомат для сортировки и передачи яиц имеет функцию увеличения робота-руки для перекладывания яиц, перегрузки пустых подносов инкубатора, укладки полных инкубационных лотков и других операций. Поэтому операторам нужно только потянуть тележку с яйцами в инкубатор и подтолкнуть тележку, полную инкубационных лотков в инкубатор. Остальные процессы осуществляются автоматически машиной.
Особенности
1. Автомат для сортировки и передачи яиц предназначен для определения количества и процента яиц с живым эмбрионом, автоматического отделения бесплодных яиц и яиц с мертвым эмбрионом.
2. При работе оборудования на максимальной скорости, 6 операторов выполняют сортировку и передачу 200000 яиц в течение 4 часов. Человеческий фактор и окружающая среда не оказывают влияния на процесс.
3. Эта машина снабжена 10-дюймовым сенсорным экраном, который выводит динамические изображения и удобен для ведения производственного журнала.
4. Передний и задний порт автомата сортировки и передачи яиц может быть подключен к оборудованию автоматической выборки лотков, упаковки, очистки, и так далее. Благодаря расширенной функциональности, применение данного оборудования увеличивает эффективность производства и снижает трудовые затраты рабочих.
5. В процессе сортировки, операторы не должны прикасаться к выпариваемым яйцам, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
6. Головка для подъема яиц позволяет производить очистку оборудования без необходимости демонтажа.
7. Корпус оборудования полностью состоит из нержавеющей стали. Оборудование имеет отличные внешние характеристики, отличается устойчивостью к коррозии и легкостью очистки.
Проведенный обзор существующих машин для сортирования картофеля показал, что наиболее широкое распространение получил принцип сортирования по размеру. Рабочие органы таких машин делятся на пять групп: плоско-решетные; роликово-валиковые; барабанные; транспортерные и с комбинированным рабочим органом. По точности сортирования первое место занимают машины плоско-решетного типа - 82…88%, однако таким машинам свойственна несколько большая повреждаемость клубней. Общим недостатком описанных в главе машин является сложность их конструкции, большое количество трущихся и изнашивающихся поверхностей. По технико-технологическим показателям основной машиной для сортирования яиц могут служить машины плоско-решетного типа, но для повышения их технико-экономических показателей требуется замена эксцентрикового привода решет двигателем вращения на линейный асинхронный электропривод. Это позволит за счет непосредственного преобразования электрической энергии в поступательное движение рабочего органа снизить эксплуатационные расходы и себестоимость машины, а также повреждаемость клубней.
Для обоснования параметров асинхронного электропривода и разработки технологической линии сортировки яиц в потоке приобретено и установлено в исследовательской лаборатории Казахского национального аграрного университета яйцесортировочная машина М-616 [9].
Для автоматизации процесса определения размеров и формы яиц и разделения их на категории в потоке система получения и обработки изображения яиц должна удовлетворять технологическим требованиям работы серийных машин для сортировки яиц. Технологические и технические характеристики устройства определения параметров яиц в режиме реального времени определим применительно технологическому процессу яйцесортировочной машины «Ритм 8 - 3». Общий вид яйцесортировочной машины «Ритм 8 - 3» в исследовательской лаборатории КАЗНАУ показан на рисунке 7.
Габаритные размеры яйцесортировочной машины «Ритм 8 - 3»: Длина - 4800 мм; ширина - 2250 мм; высота (не включая кабины овоскопа) - 1200мм; высота с кабиной - 2000мм; монтажная площадь - 10 м2.
Принцип действия. Движение от вала электромотора передается посредством вариаторного шкива и клинового ремня на шкив ведущей станции. Пара зубчатых колес приводят в движение кулачковый вал. Зазор между шестерней и зубчатым колесом регулируется поворотом эксцентрикового вала и фиксируется винтами. Вращение от кулачкового через шестерни, сателлит, зубчатый блок передается на коническую шестерню центрального вала. На кулачковом валу установлены три кулачка.
а - Вид со стороны подачи яиц б - Вид с стороны съема яиц
Рисунок 7 - Общий вид яйцесортировочной машины «Ритм 8 - 3»: 1 - Конвейер дивергирующий; 2 - Конвейер для овоскопирования, ориентации и вращения яиц; 3 - Сортировочно-маркировочная машина; 4 - Стол для штабелевания яиц по категориям
На центральном валу установлены 4 кулачка. Вращательное движение кулачков посредством шатуна ползуна в направляющих преобразуется в возвратно-поступательное движение разносчика яиц. Линейное перемещение, которого равно 270±0,2 мм. Замер перемещения разносчика производится следующим образом: нанести риску на разносчике в одном из крайних положений, переместить разносчик во второе крайнее положение и нанести 2 риску, замерить размер между рисками. Регулировку производить за счет изменения размера плеча рычага до оси ползуна.
Кулачок при помощи вилки, соединительной планки и рычагов производит подъем и опускание разносчика. Разносчик при своем движении вперед проходит под системой взвешивания (весы), так как подъемный кулачок находится в фазовом угле приближенного простоя. После того как разносчик займет конечное переднее положение - от простоя, подъемный кулачок начинает процесс поднятия линейного разносчика вверх. В тот же самый момент приемные лопатки, ведущего механизма, которые передвинулись вперед, чтобы встретить яйца, начинают возвращаться назад, придерживая яйца, поступившие уже на специальные ложементы.
Когда лопатки установились в заднее конечное положение, поднимающимся вверх линейный разносчик принимает яйца при помощи установленных на нем полиэтиленовых гнезд. В этот же момент штемпеловочный механизм, приводимый в движение от кулачка системой рычагов и зубчатой рейкой, ставит на яйца штемпель фирмы и возвращается обратно, чтобы принять чернила для следующего цикла. Линейный разносчик, достигая конечного верхнего положения опускается вниз, кладет яйца на весы и возвращается обратно. Этот цикл повторяется при каждом полном обороте вала с кулачковыми механизмами. Длительность одного цикла при производительности 8000 яиц в час составляет - 1,333 сек.
В момент, когда яйца кладутся на весы, кулачки, смонтированные на центральном продольном валу, приводят в движение плечо блокировочной системы, состоящей из сбрасывателей с пластинчатыми пружинами, которые прижимают (блокируют) хвостовик весов. Цель блокировки - избежать удара на весы, возникающего от ускорения яиц, которое оказывает влияние на точность взвешивания. После укладки яиц на весы кулачки отодвигают назад сбрасыватели, и в этот момент осуществляется взвешивание. Если вес яйца больше веса настроенного на весах, то весы приходят в движение и яйца опускаются вниз. В это время кулачок блокирующей системы своей самой выпуклой частью приводит в движение блокирующие сбрасыватели, которые приводят под хвостовик весов и установленные на них пластинчатые пружины выталкивают взвешенные яйца. Яйца, у которых вес меньше веса установленного на весах, остаются на них, не приводя их в действие.
При следующем цикле разносчик переносит яйца на весы других весовых групп. Таким образом, перемещение яиц осуществляется при каждом новом цикле, до тех пор, пока они не попадут на весы с соответствующей весовой настройкой. Самые легкие яйца перемещаются с весов на весы пока не дойдут до последней группы весов, где они сбрасываются на столы. Яйца на взвешивающую систему поступают в три канала. Отсортированные яйца перемещаются на стол для штабелевания.
Весы представляют собой различно сбалансированные весовые механизмы, состоящие из коромысла с противовесом. Все взвешивающие механизмы поставлены в одном ряду, перенесение яиц осуществляется при помощи элемента с полиэтиленовыми ячейками для яиц, прямолинейными реверсивными движениями.
После окончания взвешивания-сортировочной функции следует отклонение сбрасывателя, что ведет к перемещению яйца от весов на переворачивающий вал. После этого следует периодический поворот переворачивающего вала на 90°. Это действие совершается механизмом с фрикционным диском и тормозным плечом(фиксатором). Когда переворачивающий вал останавливается, следует маркирование (штемпелевание) яиц штемпелем по классам при помощи шарнирного механизма. Во второй мертвой точке этого механизма печать смачивается фетровым тампоном (штемпельной подушкой) с чернилами.
Движение линейного разносчика совершается принудительно с максимально возможным ускорением безопасным для устойчивости яиц. Возвращение в первоначальное положение весов происходит за счет устранения тяжести (веса яиц). Коромысло закрепляется на оси в специальных втулках с шариками. Это обстоятельство практически не нарушает чувствительности весов, учитывая небольшую нагрузку, так как пассивное сопротивление трения оси и втулки незначительное. При обыкновенной точности взвешивания (сортировки) ±1 % и при среднем весе яйца 50 граммов, весовой допустимый предел ± 0,5 грамма. Отклонение весового механизма, как видно, происходит вследствие превышения веса яйца и момента веса регулируемой контртяжести. После того как яйца промаркированы, переворачивающий вал снова поворачивается на 90°, и яйца поступают на стол для штабелевания. За каждый цикл, переворачивающий вал поворачивается на 90о.
Описание основных узлов
Конвейер дивергирующий. Конвейер предназначен для приемки яиц с ленточного или цепного конвейера, поступающих от птичников или с моющей машины, или для выкладки яиц вручную и перемещения их на конвейер овоскопирования.
Шаг между осями с резиновыми роликами - 50,8 мм;
Число осей с роликами - 36 шт.;
Межцентровое расстояние между цепями - 223 мм;
Рабочая длина конвейера - 820 мм.
Конвейер состоит из рамы двух валов со звездочками, один из которых натяжной, второй передающий, двух замкнутых втулочно-роликовых цепей с штифтами под оси с цилиндрическими резиновыми роликами и двух подлокотников.
Конвейер для овоскопирования, ориентации и вращения яиц.
Конвейер предназначен для ориентации яиц поступивших на него, которые должны занять положение продольно своей оси и придания яйцам вращательного движения -необходимого при овоскопировании яиц, поддерживать постоянный поток яиц с определенным шагом и подачи их к сортировочной машине. К конвейеру прикреплены овоскопирующая коробка и кабина для создания условий «в темноте». Расположение яиц на конвейере показано на рисунке 8.
Рисунок 8 - Расположение яиц на конвейере для овоскопирования
Технические характеристики конвейера для овоскопирования.
Шаг между осями с резиновыми роликами - 50,8мм; число осей с роликами - 86шт.; межцентровое расстояние между цепями - 223 мм; рабочая длина конвейера - 2100 мм.
Принцип действия. При пуске сортировочной машины через цепную передачу приводятся в движение 2 конвейера. Яйца с конвейера дивергирующего перебрасываются на овоскопирующий конвейер, где попадают в гнезда между резиновыми роликами. При своем движении конвейер передвигает яйца, одновременно вращая их. Это условие необходимо для выравнивания по продольной оси, чтобы полностью осмотреть их, с целью определения качества. Далее они поступают в зону, где находятся овоскоп и кабина.
Конструкция овоскопирующего конвейера несложна, поэтому повреждений серьезного характера не ожидается.
Овоскопирующий аппарат состоит из кабины, ящика и чехла.
Предназначен для овоскопирования (определения по качеству) яиц. Световой поток, направленный под яйцами позволяет обнаружить трещины и другие дефекты яиц. Кабина предназначена для создания условий «в темноте».
Технические характеристики: число светильников (ламп) - 3шт.; мощность одной лампы - 40Вт; напряжение - 220В. общая мощность - 120Вт.
Габаритные размеры кабины: Длина - 1220 мм;
Ширина - 950 мм;
Высота от конвейера - 1150 мм.
Овоскоп состоит из коробки, изготовленной из тонколистовой стали, с деревянными вставками, лампы ЛД-40, ламподержателей, кабеля, дросселей 1УВИ - 40/220V - ВП - 051УИ; стартеров CK80/220V. В коробке смонтированы лампы дневного света в горизонтальном положении соединенные параллельно посредством кабеля. Питание подается от шкафа, смонтированного в передней части машины. Включение и выключение осуществляется при помощи пускового тумблера. Над коробкой установлено предохранительное стекло. Ящик монтируется в специальном отверстии внутри конвейера так, чтобы вращающиеся рамки с яйцами проходили над световым потоком. Кабина, состоящая из металлического каркаса, занавеса из плотной ткани крепится на боковых рамках овоскопирующего конвейера.
Поток яиц по трем каналам проходит над камерой для просвечивания, называемой «овоскопом». При своем движении яйца благодаря вращающимся роликам поворачиваются вокруг своей продольной оси. Когда яйца находятся между световым потоком и взглядом работника, визуально отслеживаются внутренние дефекты и механическая прочность скорлупы. Дефектные яйца удаляются с конвейера вручную.
Подсоединение электропитания к овоскопу осуществлять согласно схеме электрооборудования. Пуск и остановка овоскопа осуществляется независимо от яйцесортировочной машины.
Сортировочно-маркировочная машина (устройство).
Стол состоит из панели оперативной, приводной вал через звездочку получает вращение центрального вала машины при помощи цепной передачи. Панель разделена на четыре - шесть секций линейками из оргстекла. Сбор яиц осуществляется вручную после их сортировки и маркировки по категориям.
Правила и меры безопасности
1. Уровень шума
Уровень шума яйцесортировочной машины «РИТМ 8 - 3» по данным паспорта составляет 68...70 DB. Измерения производились в рабочих местах машины, приемном столе и конвейерах. Это значение соответствует стандарту ГОСТ 12.1.003 - 83.
2. Условия окружающей среды. Машина предназначена для эксплуатации при температуре окружающей среды 200С и относительной влажности воздуха от 40% до 85%. Необходимо избегать резких перепадов температуры и конденсации.
1. Материалы и методы исследований
1.1 Расчет поточной линии для сортировки яиц на примере яйцесортировочной машины РИТМ-8
Для расчета энергоэффективности поточной линии был произведен кинематический расчет. Кинематическая схема показана на следующем рисунке 9. [2]
Рисунок 9 - Кинематическая схема технологической линии для сортировки яиц.
После чего был произведен расчет потерь мощности на каждом узле яйцесортировальной машины: 1) Найдены моменты и передаточные числа передач
H
=> рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
рад/с-1
; => рад/с-1;
; => => об/мин;
; => => об/мин;
; => => об/мин;
2) После было найдено сколько передается мощности на каждый механизм
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
3) От полученных значений мощности на каждом механизме найдены потери
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Вт
Н
где F - сила натяжения l1, l2 - длина сжатой и растянутой пружины k - коэффициент натяжения
DP - диаметр проволоки пружины (0,003 м);
DF - диаметр намотки витков пружины (0,025 м);
G - давление стальной пружины (78500 МПА);
n - число витков пружины (75). м/с где L - расстояние преодолеваемое механизмом за один оборот кулачка, м;
? - угловая скорость кулачка, об/с.
Вт
Вт
Потери мощности на бесконечном конвейере (позиция 5 на рисунке 1) рассчитана путем вычитания от мощности двигателя потерь мощности остальных механизмов, так как в кинематической схеме не был учтен бесконечный конвейер.
Вт
На механизме подающего транспортера (1) потери мощности составили 32,9 Вт
На механизме ориентирующего ценного транспортера (2) потери мощности составили 227 Вт
На механизме бесконеченого транспортера (5) потери мощности составили 214,3Вт
Для повышения энергоэффективности и упрощения конструкции поточной линии было решено заменить бесконечный транспортер с кулачковыми механизмами на троссовый транспортер, который будет приводиться в движение от оси 1, на которой будет установлена цепная передача на новый транспортер.
Потери мощности на новом транспортере составят 30 Вт
Так как потребляемая мощность уменьшилась на 226 Вт производим замену двигателя марки --- на марку --- с мощностью 0,37 КВТ.
Также для уменьшения затрат на электроэнергию была произведна замена овоскопирующих ламп мощностью 60Вт, на просвечивающий лазер мощностью 1 Вт.
Алгоритм работы проектируемой машины представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 - Алгоритм работы проектируемой машины
На подающий транспортер загружаются яйца для отбора, далее ореинтирующий цепной транспортер выстраевает яйца в ряд по отдельности, где яйца проходят над овоскопирующим лазером. В этот момент смарт-камера захватает изображение просвеченного яйца и производит обработку и анализ полученной информации. Далее данные передаются в контроллер, контроллер отбраковывает яйца нестандартной формы или яйца с дефектами и подает булево значение на пневмоклапаны. Если подает «0», то клапан пропускает яйцо в следующую категорию, если «1», то клапан открывается и яйцо сбрасывается на секционный стол.
Энергоэффективность проектируемой машины
Двигатель компрессорной установки работает не постоянно, исходя из этого мощность потребляемую компрессором за один рабочий цикл поточной линии находится по формуле:
Таблица 1.1 - Потребление энергии в сравнении исходной и модернизированной машины
№ Наименование Мощность Вт
Исходная машина Модернизированная машина
1 Асинхронный электродвигатель 550 370
2 Овоскопирующие лампы 120 1
3 Персональный компьютер - 40
4 Камера - 18
5 ПЧВ - 20
6 Пневмоклапаны - 12
7 Компрессор - 265
8 Контроллер - 18
ИТОГО 770 744
, Вт
Рн - номинальная мощность двигателя компрессора, Вт;
кз - коэффициент загрузки компрессорной установки (кз=0,3);
? - коэффициент полезного действия для компрессорной установки.
Вт.
Из таблицы 1 итоговая мощность исходной машины составила 770 Вт, мощ
Вывод
1. На основе исследований технологического процесса сортировки яиц на яйцесортировочной машине «Ритм 8 - 3» обоснованы параметры устройства определения размеров и формы яиц в потоке. Производительность составляет 9000 яиц в час. В исходной машине производительность составляла 8000 яйц. Тем самым производительность возросла в 1.2 раза.
2. В модернизированной поточной линии за счет отбраковки яиц смарт-камерой исключается работа операторов. Человеческий фактор и окружающая среда не оказывают влияния на процесс сортировки яиц.
2. Методика и результаты экспериментальных исследований
2.1 Методика экспериментальных исследований
В Казахском Национальном аграрном университете в аудитории № 621 произведен опыт по теме магистерской диссертации «Повышение энергоэффективности технологической линии сортировки яиц» на сортировочной машине «РИТМ 8-3».
Яйцесортировочная машина состоит из следующих рабочих органов: 1. Редуктор с 7 шестернями
2. Линейка для перемещения яиц на приемный стол
3. Весовые механизмы
4. Троссовый конвеер
5. Приемный механизм
6. Дивергирующий транспортер
7. Подающий транспортер
Технические характеристики: 400 мм
60 мм
340 мм
100 мм
155 мм
100 мм
100 мм
Линейка предназначена для приема яиц с дивергирующего механизма и перемещения их вдоль весовых механизмов к приемному столу. Она приводится в движение от кулачкового механизма, который вращается на оси редуктора. Работает в четырехтактовом режиме, причем только два такта выполняют полезную работу.
Технические характеристики: Длина линейка 1600 мм
Толщина 4 мм, высота 140 мм
Материал алюминий.
На линейке одновременно может находиться 12 яиц.
Весовые механизмы предназначены для сортировки яиц по массе.
Расположены на оси, которая приводится вдвижение от конусной шестерни привода редуктора.
Технические характеристики: Длина оси 1600мм.
Диаметр оси 15 мм.
Ось стальная.
Троссовый механизм предназначен перемещения яиц от начала приемного стола к концу. Стол разделен на 6 фракций, в каждой фракции стоит три троса.
Троссы располежны на одной оси, приводятся в движение от оси редуктора через цепную передачу, с диаметром звездочки 60 мм.
Технические характеристики: Длина оси тросов 1600 мм
Диаметр оси 17 мм
Длина одного троса 40 мм
Ось тросов стальная, тросы резиновые.
Приемный механизм.
Приемный механизм предназначен для укладки и приема яиц с дивергирующего транспортера на поперечную линейку. Расположен на оси, которая приводится в движение от кулочкового механизма редуктора, с натяжительной пружиной.
Технические характеристики: Длина оси приемного механизма 20мм
Высота приемного механизма 40 мм
Дивергирующий конвеер.
Конвейер предназначен для ориентации яиц, поступивших на него, которые должны занять положение продольно своей оси, и придания яйцам вращательного движения - необходимого при овоскопировании яиц, поддерживать постоянный поток яиц с определенным шагом и подачи их к сортировочной машине. К конвейеру прикреплены овоскопирующая коробка и кабина для создания условий «в темноте». Расположение яиц на конвейере показано на рисунке 11.
Рисунок 11 - Расположение яиц на конвейере для овоскопирования
Технические характеристики: Шаг между осями с резиновыми роликами - 50,8мм;
число осей с роликами - 86шт.;
межцентровое расстояние между цепями - 223 мм;
рабочая длина конвейера - 2100 мм.
Принцип действия. При пуске сортировочной машины через цепную передачу приводятся в движение 2 конвейера. Яйца с конвейера дивергирующего перебрасываются на овоскопирующий конвейер, где попадают в гнезда между резиновыми роликами. При своем движении конвейер передвигает яйца, одновременно вращая их. Это условие необходимо для выравнивания по продольной оси, чтобы полностью осмотреть их, с целью определения качества.
Овоскопирующий аппарат.
Состоит из кабины, ящика и чехла.
Предназначен для овоскопирования (определения по качеству) яиц. Световой поток, направленный под яйцами позволяет обнаружить трещины и другие дефекты яиц. Кабина предназначена для создания условий «в темноте».
Технические характеристики: число светильников (ламп) - 3 шт.; мощность одной лампы - 40 Вт; напряжение - 220 В; общая мощность - 120 Вт.
Габаритные размеры кабины: Длина - 1220 мм;
Ширина - 950 мм;
Высота от конвейера - 1150 мм.
Овоскоп состоит из коробки, изготовленной из тонколистовой стали, с деревянными вставками, лампы ЛД-40, ламподержателей, кабеля, дросселей 1УВИ - 40/220V - ВП - 051УИ; стартеров CK80/220V. В коробке смонтированы лампы дневного света в горизонтальном положении соединенные параллельно посредством кабеля. Питание подается от шкафа, смонтированного в передней части машины. Включение и выключение осуществляется при помощи пускового тумблера. Над коробкой установлено предохранительное стекло. Ящик монтируется в специальном отверстии внутри конвейера так, чтобы вращающиеся рамки с яйцами проходили над световым потоком. Кабина, состоящая из металлического каркаса, занавеса из плотной ткани крепится на боковых рамках овоскопирующего конвейера.
Подающий транспортер
Конвейер предназначен для приемки яиц с ленточного или цепного конвейера, поступающих от птичников или с моющей машины, или для выкладки яиц вручную и перемещения их на конвейер овоскопирования.
Технические характеристики: Шаг между осями с резиновыми роликами - 50,8 мм;
Число осей с роликами - 36 шт.;
Межцентровое расстояние между цепями - 223 мм;
Рабочая длина конвейера - 820 мм.
Конвейер состоит из рамы двух валов со звездочками, один из которых натяжной, второй передающий, двух замкнутых втулочно-роликовых цепей с штифтами под оси с цилиндрическими резиновыми роликами и двух подлокотников.
В ходе опыта были сняты характеристики двигателя, установленного на данной сортировочной машине, марки АИР71В6У2. Технические характеристики приведены в таблице 1.
Таблица 2.1 Технические характеристики двигателя
Параметры асинхронного электродвигателя марки АИР71В6У2
Перед снятием электрических характеристик была проведена калибровка и тарирование измерительных приборов.
Измерительный прибор К-505.
Комплект измерительный К505 переносной предназначен для измерений силы тока, напряжения и мощности в однофазных и трехфазных трехпроводных четырехпроводных цепях переменного тока при равномерной и неравномерной нагрузках фаз.
По точности встроенные в комплект измерительные приборы соответствуют: o амперметр - классу точности 0,5: o вольтметр на диапазоне измерений с конечным значением 30 V - классу точности 1,0, от 75 до 600 V - классу точности 0,5;
o ваттметр при номинальном напряжении 15 V - классу точности 2,5, при номинальном напряжении 30 V - классу точности 1,0, от 75 до 600 V - классу точности 0,5.
· Конечные значения диапазонов измерений, области частот (частота) амперметра и вольтметра указаны в табл.1.
Таблица 2.2
Прибор комплекта Конечное значение диапазона измерений Область частот (частота), Hz Примечание
Нормальная (нормальное значение) рабочая
Амперметр 0,5 А 1,0 А 2,5 А 5 А 10 А 45-65 Св.65 до 500
15 A 50 А -
100 А 150 А 200 А 300 А 600 А 50 При использовании трансформатора тока УТТ-5М (класс точности - 0,2
Вольтметр 30 V 45-65
75 V Св. 65 до 400
100 V 300 V 450 V 600 V Св. 65 до 500
·
Номинальные токи, номинальные напряжения и области частот (частота) ваттметра комплекта указаны в табл.2. Номинальный коэффициент мощности ваттметра - 1.
Таблица 2.3
Номинальные токи, А Номинальные напряжения, V Область частот (частота), Hz Примечание нормальная (нормальное значение) рабочая
От 0,5 до 10 30 45 - 65 -
75 Св. 65 до 400
От 15 до 600 Св. 65 до 500
От 15 до 600 От 30 до 600 50 - При использовании трансформатора тока УТТ-5М
· Габаритные размеры комплекта не более 505 х 330 х 190 мм
· Масса комплекта не превышает 15 кг
Описание прибора его схема и настройка.
На следующем рисунке показан прибор К 505 предназаченный для измерения активной мощности, тока и напряжения.
Рисунок 12 Измирительный прибор К 505
Для тарирования прибора К 505 использованы три лампы накаливания с мощностью по 300 Ватт, так как лампы имеют постоянные характеристики активной мощности, тока и напряжения.
К каждой фазе трехфазного источника питания были подключены лампы, измерительный прибор К 505 показал следующие параметры мощность на каждой фазе 300 Вт, ток 1,375 А, напряжение на фазах варьировалось в приделах 238-245 В. На рисунке 13 показано подключение ламп накаливания.
Параметры снятых характеристик на каждой фазе показаны на следующих рисунках.
Рисунок 13 Калибровка измирительного прибора К 505
Рисунок 14 Параметры лампы на фазе А
Рисунок 15 Параметры лампы на фазе В
Рисунок 16 Параметры лампы на фазе С
Весы электронные
Портативные электронные весы серии WEIHANG приведены на рисунке 25. Устройство имеет ряд функций, это: автоматическая настройка точности в зависимости от веса измеряемого объекта, учет веса тары, автоматическая установка в ноль, пересчет единиц измерения веса, автоматическое выключение, индикация низкого заряда батареи, измерение температуры окружающей среды, высокая точность тензометрических датчиков системы.
Рисунок 17 - Электронные весы серии WEIHANG
Диапазон и точность измерения: Устройство специально разработано для обеспечения двойной точности. Весы подстраиваются автоматически, исходя из веса измеряемых объектов. Более подробные сведения: Диапазон весов: от 10 гр. до 50 кг.
Точность: 0-10 кг:- 5 г, 10-50 кг - 10 г
Питание: 2 батарейки AAA
Для тарирования весов была взята упаковка гречки с точным весом 850 грамм. Весы показали массу 850 грамм, приведено на рисунке 18 что подтвердило точность прибора.
Осциллограф электронный
Устройство серии DS-1202, приведенный на рисунке 19 представляет из себя подключаемый к Персональному Компьютеру(ПК) или ноутбуку портативный Цифровой Запоминающий Осциллограф (ЦЗО или DSO), спроектированный и изготовленный компанией Acute Technology Inc. Выпускаются модели: DS-1002, DS-1102, и DS-1202 со схожими функциональными возможностями. Детальные характеристики приведены в таблице 2. Легкость хранения и переноски: весь комплект помещается в мягкую сумку, вмещающую все необходимое для работы.
Рисунок 18 - Тарирование весов
Легкость в использовании: подключение к любому ПК или ноутбуку, имеющему USB вход, отсутствие отдельных источников питания.
Таблица 2.5 Характеристики электронного осциллографа марки ACUTE DS-1202
Общие
Режимы Режим реального времени, стробическое сэмплирование, режим самописца, усредненный, суммирующий
Вход
Входные режимы AC - переменное напряжение, DC - с постоянной составляющей, GND - заземление входа
Входное сопротивление 1M?±1% // 21PF±5%
Максимальное входное напряжение 42Vpk (DC AC peak)
Вертикальная развертка
Каналы 2 (DS-1202 позволяет использовать до 6 каналов.)
Вертикальное разрешение 9 бит/канал @ 5MV/DIV-10V/DIV (8 bits @ 2MV/DIV) DIV - деление
Чувствительность 2MV/DIV to 10V/DIV (градации переключателя 2-5-10) DIV - деление
Полоса пропускания DS-1102, DS-1202: DC to 200MHZ DS-1002: DC to 100MHZ
Ограничение полосы Функция ограничения - до 20MHZ
Диапазон 8 делений
Смещение уровня ±4 деления
Приращение смещения 0.1 деление
Точность пост напряжения ±3%Таблица 2.16 Расчетные и экспериментальные данные подтвердились.
Механизмы Мощность Р ВТ
ЭКСПЕРИМЕНТ РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Подающий транспортер 10 22
Диверг транспортер 19 41
Троссовый транспортер 18 14
Линейка 30 54
Редуктор 47 44
2.3 Расчет экономии затрат на электроэнергию
Для расчета технико-экономической эффективности взят базовый и модернизированный варианты установки.
Базовый вариант. Включает в себя механическую яйцесортировочную машину Ритм-8-3 со следующим оборудованием: асинхронный электродвигатель марки АИР71В6У2 с мощностью 550 Вт, овоскопирующий аппарат с двумя лампами на 60 Вт, маркировочный, весовой механизмы, дивергирующий, подающий, троссовый конвееры и линейки для перемещения яиц вдоль весового механизма.
Производительность машины за одну смену (8 часов) составляет Q=64000 яиц/день или 8000 яиц/час.
Стоимость машины Ритм-8 составляет 2 500 000 тг.
Расход потребляемой мощности и на сортировку и овоскопирование 3,4 тонн яиц составляет:
Значит, расход электроэнергии составит
Стоимость за электроэнергию по ценам г.Алматы
Тогда стоимость за электроэнергию на сортировку 0,5 тонн яиц сотавит:
Если считать что, в месяц 26 рабочих дней, то годовой фонд времни в часах составит: ч/год
При этом расходы на электроэнергию в год составят:
- мощность яйцесортировочной машины (0,77 КВТ);
- коэффициент полезного действия электродвигателя (0,68);
- время работы;
- цена энерготарифа тг/год при производительности 19 968 000 яиц в год
Также так, как машина механизирована, то на овоскопирующий узел требуется сортировщик, для отбраковки яиц. Также требуются оператор для исключения аварийных ситуаций механизированных устройств и два сортировщика принимающих яйца на выходе.
Заработная плата сортировщиков составляет 45 000 тг, инженера-оператора 60 000 тг. Общая заработная плата работников в месяц составит:
За год расходы на заработную плату составят 195 000*12=2 340 000 тг.
Общие расходы на сортировку яиц в год на яйцесортировочной машине РИТМ-8-3 составят
Модернизированный вариант. Включает в себя модифицированную, автоматизированную яйцесортировочную машину Ритм-8-3 со следующим оборудованием: асинхронный электродвигатель марки АИР71А6 с мощностью 370 Вт, овоскопирующий аппарат с лазером на 1 Вт, дивергирующий, подающий, троссовый конвееры и тросового бесконечного конвеера для перемещения яиц вдоль пневмоклапанов. Также в модификацию включено: камера марки Basler АС-А640, контроллер Овен ПЛК-110-220, реле 24/220В в количестве 12 штук, ноутбук марки Hp dv-6-6b57er, пневмоклапаны в количестве 12 штук, компрессор на 1 КВТ.
В модернизированном варианте производительность машины за одну смену (8 часов) составляет Q=72000 яиц/день или 9000 яиц/час.
Стоимость машины Ритм-8 составляет 2 500 000 тг.
Таблица 2.17 Стоимость и потребляемая мощность оборудования для модификации: № Наиминование Цена за шт. тг. Колво шт. Общая стоимость тг. Потребляемая мощность Вт
1 Двигатель марки АИР71А6 16 400 1 16 400 370
2 Лазер 6 000 1 6 000 1
3 Контроллер Овен ПЛК-110-24 84 600 1 84 600 18
4 Ноутбук Hp dv-6-6b57er 105 000 1 105 000 40
5 Пневмпоклапаны марки FAW 3 000 12 36 000 12
6 Реле марки Shenle 450 12 5 400
7 Камера марки Basler АС-А640 55 000 1 55 000 18
8 Компрессор 21 550 1 21 550 1 000
Итого 292 000 329 950
Общая стоимость модернизированной машины составит: 2 500 000 329 950=2 829 950 тг.
Расход потребляемой мощности на сортировку и овоскопирование 5 тонн яиц составляет:
Так как компрессорная установка работает не наполную мощность был взят коэффицент загрузки 0,3.
Значит, расход электроэнергии составит
Стоимость за электроэнергию по ценам г.Алматы
Тогда стоимость за электроэнергию на сортировку 0,5 тонн яиц сотавит:
Если считать что, в месяц 26 рабочих дней, то годовой фонд времни в часах составит: ч/год
При этом расходы на электроэнергию в год составят:
- мощность яйцесортировочной машины (0,76 КВТ);
- коэффициент полезного действия электродвигателя (0,68);
- время работы;
- цена энерготарифа тг/год при производительности 1 572 тон яиц в год
Так, как машина автоматизирована то для сортировки требуются оператор для исключения аварийных ситуаций на устройствах и два сортировщика принимающих яйца на выходе.
Заработная плата сортировщиков составляет 45 000 тг, инженера-оператора 60 000 тг. Общая заработная плата работников в месяц составит:
За год расходы на заработную плату составят 150 000*12=1 800 000 тг.
Общие расходы на сортировку яиц в год на модернизированной яйцесортировочной машине РИТМ-8-3 составят
Разница в производительности между базов и модернизированным вариантом составит:
Таким образом, на сортировку 1 572 тонн яиц в базовом варианте потребуется: =2688515тг/год
Экономия средств на сортировку в морденизированном варианте составит при:
Срок окупаемости затрат на модернизацию: года.
Срок окупаемости дополнительного капитального вложение составляет 0,4 года или 5 месяцев.
Таблица 2.18
№ Показатели Ед. измерения Базовый Модернизированный
1 Стоимость
2 Производительность
3 Расход электроэнергии
4 Заработная плата
5 Общие расходы
6 Прибыль
7 Окупаемость1. Экспериментальные результаты подвердили целесообразность замены
2. Полученные в программе MATHCAD механические характеристики электропривода и рабочей машины показывают, что закон управления обеспечивает устойчивый диапазон регулирование скорости электропривода машины для сортировки яиц в пределах от 370 до 920 об/мин., следовательно, производительность яйцесортировальной машины можно плавно регулировать в пределах от 2,0 до 5,0 тонны/час.
3. Произведено моделирование переходного процесса при пуске двигателя в программной среде MATLABSIMULINK. С использованием имитационных моделей построены динамические характеристики. яйцесортировочный электродвигатель транспортер
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
