Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ИСХОДНАЯ СХЕМА ВАКЦИНАТОРА И ЕЕ ОПИСАНИЕ 6
2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ ПНЕВМаТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 10
2.1 Модернизация схемы 10
2.2 Экспериментальное получение характеристики с датчика
положения 11
2.3 Разработка схемы первого режима вакцинации и его описание . 14
2.4 Разработка схемы второго режима вакцинации и его описание.. 17
2.5 Разработка схемы третьего режима вакцинации и его описание 20
3. УТОЧНЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ 27
4. РАСЧЕТ СХЕМЫ ПРИ РАЗНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ПИТАНИЯ 36
5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ
ТОЧНОСТИ ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПИТАНИЯ 44
5.1 Расчет необходимого расхода для подбора клапана 44
5.2 Выбор пневматического редукционного клапана с
пропорциональным управлением по каталогу 45
5.3 Конструкция и принцип действия редукционного клапана с
пропорциональным управлением 47
5.4 Расчет динамических характеристик редукционного клапана с
пропорциональным управлением 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
В настоящее время в птицеводстве большую проблему составляют болезни, которые могут распространиться за несколько часов от одной больной особи к другим, находящимися в том же месте содержания. Также многие инфекционные заболевания могут передаться человеку с большой долей вероятности через различные способы: воздушно-капельным путем, непосредственным контактом с больным животным (укус, уход за животным, убой или снятие шкуры) или через продукты животного происхождения, например, через мясо. Для предотвращения вспышек эпидемий регулярно производится вакцинация птицы. Промышленное производство птицы является низкорентабельной отраслью экономики. Для повышения рентабельности требуется повышение производительности всех операций, проводимых с птицей, что, в свою очередь, требует применение автоматических устройств на всех этапах производства, где это возможно. Таким образом, задача разработки автоматического модуля вакцинации является актуальной.
Анализ рынка модулей вакцинации показал отсутствие автоматических вакцинаторов отечественного производства, в связи с чем, компания «ФАРМПЛАСТ» г. Миасс, решила занять имеющуюся долю рынка. Учитывая многолетний опыт сотрудничества, данная компания обратилась в НПИ «Учебная техника и технологии» ЮУрГУ для совместной разработки и изготовления экспериментального образца вакцинатора на основе вакцинатора фирмы ZOOTEC.
К вакцинатору со стороны потребителей были предъявлены следующие требования:
1. Производительность вакцинации обученным оператором не менее 2000 особей в час.
2. Три режима работы: введение одной вакцины; последовательное введение двух вакцин; введение смеси двух вакцин.
3. Автоматический подсчет числа вакцинированных особей.
4. Гигиенические требования - отсутствие в конструкции технических жидкостей.
После анализа требований потребителя было принято решение использовать в качестве источника энергии сжатый воздух. В качестве системы управления может быть использована пневмоавтоматика или электропневмоавтоматика. В данной работе рассмотрен вариант использования пневмоавтоматики, поскольку это позволяет использовать только пневматическую энергию, и не требует подключения модуля вакцинации к электропитанию, что, несомненно, является преимуществом.
Основным ограничением устройств пневмоавтоматики применительно к решаемой задаче является их быстродействие, поскольку скорость распространения сигналов, передаваемых сжатым воздухом существенно ниже, чем в электронных устройствах. Таким образом, задача состояла в разработке пневматической схемы с минимальным временем работы.
На время работы системы пневмоавтоматики основное влияние оказывают следующие факторы:
1. Количество логических пневматических элементов.
2. Время переключения каждого из элементов.
3. Вредные объемы, определяемые длинами и сечениями соединительных трубок.
Исходя из указанных критериев, была спроектирована система пневмоавтоматики с минимальным числом логических элементов, обеспечивающих заданный алгоритм работы. Подобраны элементы с рациональным соотношением проходного сечения и времени переключения. Разработана компоновка элементов, обеспечивающая минимальные длины соединительных трубок и их вредный объем.
Исходная пневматическая схема вакцинатора была модернизирована в более простую и логичную. За счет этого была исключена часть вредного объема, содержащегося в соединительных трубках, что незначительно, но уменьшило время одного цикла вакцинации.
После численного моделирования разработанной схемы можно сделать следующие выводы:
1) По графикам перемещения пневмоцилиндров было выявлено, что самый длительный цикл составляет 0,256 секунды (второй режим работы). Если принять, что время, затрачиваемое обученным оператором на то, чтобы взять цыпленка, поднести к аппарату и опустить в контейнер, будет составлять примерно одну секунду, то производительность вакцинатора только для второго режима будет около 2850 цыплят в час, а для первого - чуть больше 3000 штук в час.
2) Одним из способов улучшения стабильности работы вакцинатора является замена механического редукционного клапана в блоке подготовки воздуха на регулятор давления с пропорциональным управлением. За счет точности управления давлением и его стабильном поддержании на выходе из такого клапана, время, затрачиваемое на совершение одного цикла введения вакцины, должно сократиться. Данный метод требует дополнительных исследований для получения точного результата.
