Обоснование выбора разработки
Разработка относится к области механизации трудоёмких процессов в животноводстве, в частности к устройствам для загрузки и раздачи кормов, и может быть эффективно использовано на фермах крупного рогатого скота.
В качестве прототипа принято наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство для загрузки и раздачи кормов, включающее кузов с продольными бортами, и задний откидной борт, одноплечие рычаги, нижние концы которых посредством осей шарнирно установлены на наружных сторонах продольных бортов кузова, а верхние шарнирно соединены со свободными концами упомянутого откидного борта, и установлены с возможностью совместного с ними поворота в вертикальной плоскости, установленный на валу фрезерный барабан и механизм привода.
В результате такой конструкторской компоновки при выполнении операции по отделению корма от монолита способствует потере измельченного корма вследствие уноса его ветром. Это обусловлено наличием значительного расстояния между фрезерным барабаном и продольными бортами кузова.
Кроме того, указанное конструктивное выполнение не обеспечивает равномерности заполнения полезного объёма кузова, особенно передней его части, так как выброс измельчённого корма осуществляется постоянно в направлении к передней и центральной части кузова, вследствие чего под передним бортом образуется незаполненное пространство.
Изобретение имеет целью увеличение эксплуатационной надёжности, равномерности заполнения кормом полезного объёма кузова, снижение потерь корма в процессе загрузки, а также уменьшение габаритных размеров устройства при его транспортировке и раздаче корма.
Устройства для загрузки и раздачи кормов включает кузов с продольными, задним и передним бортами и основанием, в кузове установлены: выгрузной продольный цепочно-пластинчатый транспортёр, поперечный ленточный транспортёр и битера, одноплечие рычаги, нижние концы которых шарнирно закреплены с гидроцилиндрами, верхние концы одноплечих рычагов соединены с задним бортом кузова, фрезерный барабан с валом и приводом от цепной передачи, закреплены в верхней части заднего борта, гидравлический привод гидроцилиндров осуществляется от гидросистемы трактора. Привод фрезерного барабана осуществляется с помощью цепной передачи от гидромотора, а привод цепочно-пластинчатого транспортёра с поперечным ленточным транспортером и битерами при раздаче корма осуществляется от вала отбора мощности.
Устройство для загрузки и раздачи кормов работает следующим образом.
При подъезде к монолиту загружаемого корма включают гидравлический привод гидроцилиндров одноплечих рычагов. Под воздействием гидравлического привода гидроцилиндры с одноплечими рычагами поворачиваются и открывают задний борт с фрезой. В процессе поворота одноплечих рычагов верхние их концы через шарниры воздействуют на задний борт. При этом вал фрезерного барабана, закреплённый на верхнем краю заднего борта, также перемещается. Далее посредством цепной передачи от цепочно-пластинчатого транспортёра приводится во вращение фрезерная установка.
После этого устройство для загрузки и раздачи корма перемещают на величину фрезерования и включают то положение на приводе, при котором приводится в работу фрезерный барабан. Далее гидравлический привод переводят в «плавающее» положение и задний борт с фрезерным барабаном под воздействием сил тяжести опускается на монолит корма. Отделённые от монолита и измельчённые фрезерным барабаном частицы корма, подаются в ёмкость кузова.
Усиление заднего борта позволило увеличить жесткость конструкции и тем самым увеличить эксплуатационную надёжность устройства для загрузки и раздачи кормов.
После загрузки ёмкости кузова отключатся привод фрезерной установки и с помощью одноплечих рычагов и их гидроцилиндров переводится в транспортное положение. Всё это позволяет избежать увеличения габаритов устройства для загрузки и раздачи кормов по его высоте и значительно уменьшить их по длине, что особенно важно при раздаче кормов на малых фермах, где имеются ограниченные по высоте и радиусу разворота. При раздаче корма с помощью привода включаются поперечный ленточный транспортёр, битера и цепочно-пластинчатый транспортёр.
Такое выполнение и взаимное расположение рабочих органов устройства для загрузки и раздачи кормов позволяет увеличить эксплуатационную надёжность, обеспечить равномерность заполнения полезного объёма кузова, чтобы снизить потери корма в процессе загрузки, продольные борта кузова снабжены защитной сеткой.
Технологические расчеты
4.2 .1 Потребная масса корма в бункере определяем по формуле:
, кг, (4.1)
Где qip – разовая дача корма (норма выдачи на 1 голову), кг; qip=15,35 кг:
mip – число голов в ряду; mip=50;
np – число рядов обслуживаемых животных, np=4;
k3 – коэффициент запаса корма; k3=1,05…1,1 [13]; принимаем k3=1,08.
кг.
4.3Производительность кормораздатчика:
, т/ч, (4.2)
где L – длина фронта кормления, т.е. общая длина кормушек загружаемых кормораздатчиком, м;
– рабочая скорость кормораздатчика, м/с; =0,47…0,70 м/с [4]; принимаем =0,56 м/с.
, м, (4.3)
где lk – длина одного кормоместа, м; lk=0,8 м [5];
mo – количество голов, приходящегося на одно кормоместо; mo=1 [14].
Тогда 
м.
т/ч.
Объём бункера находим по формуле:
, м3, (4.4)
где 
– плотность укладки корма в бункере, кг/м3; 
450 кг/м3 [13];
зап – коэффициент заполнения бункера, зап =0,8…0,9 [13].
м3.
Определяем размеры бункера по формуле:
, м, (4.5)
где D– диаметр бункера, м; D=4 м;
hб – высота бункера, м.
м.
Принимаем 
м.
Технологический расчет проектируемого кормораздатчика сводится к расчету ленточного кормовыгружного механизма и шнекового конвейера, предусматривающие определение подачи и мощности необходимой для его привода, а также и частоту вращения шнека.
Производительность ленточного кормовыгрузного механизма определяется по формуле [17]:
, кг/ч, (4.6)
где 
- диаметр барабана, м;
- число лопаток на колесе;
- объемная масса корма, кг/м3;
- высота лопатки, м;
- окружная скорость материала, м/с;
- коэффициент влияния угла наклона лопатки и физико-механические свойства материала; = 2,2…2,8;
- коэффициент неравномерности загрузки лопаток, зависящий от радиуса у крупности частиц корма; = 1,35…2,25.
кг/ч.
Для вертикального шнека непрерывного действия теоретическая подача определяется по формуле [17]:
, кг/с, (4.7)
где D и d – диаметр шнека и его вала, м
S – шаг винта, м
nc – частота вращения , с-1
с – объемная масса материала, кг/м
цн – коэффициент заполнения сечения шнека транспортируемой массой (для горизонтальных шнеков цн=0,3…0,4)
Исходя из конструктивных особенностей кормораздатчика, принимаем диаметр шнека D=250 мм, а диаметр его вала d=100 мм. Шаг шнека выбираем исходя из транспортируемого материала, принимаем S=1,0 · 250=250 мм. [17] Частоту вращения шнека для предварительного расчета принимаем исходя из условия nв=nв max Наибольшую частоту вращения шнека определяем по формуле:
, 
(4.8)
где А – расчетный коэффициент [17];
D – диаметр шнека, м.
Принимаем А=65[17], тогда
Плотность транспортируемого материала принимаем исходя из средней плотности раздаваемых кормов с=600 кг/м3[18].
Для заданных условий производительности шнекового транспортера:
т/ч.