тт. Расчет основных параметров механизмов и агрегатов подметальноуборочных машин
 Скачать 478.85 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ К А Ф Е Д Р А ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ Курсовая работа по дисциплине: ТЕОРИЯ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНООГИЧЕСКИХ МАШИН Тема: «Расчет основных параметров механизмов и агрегатов подметально-уборочных машин» Выполнил: студент группы 8ДМ01 Фартов С.А. Проверил: доцент кафедры ДСМ, к.х.н. Мухаметшина Р.М. Казань 2021 Содержание Тема: «Расчет основных параметров механизмов и агрегатов 1 Введение 12 1 Назначение. Классификация. Принцип работы подметально-уборочных машин 13 2 Расчет основных параметров механизмов и агрегатов 22 Таблица 1 - Зарубежная вакуумная подметально-уборочная машина 22 Показатель 22 МКПУ-1 22 Базовое шасси 22 ЗИЛ- 43362 22 Двигатель шасси, модель 22 мощность, кВт/л.с. 22 ЗИЛ- 508.10 22 110/150 22 Дополнительный двигатель 22 мощность, кВт/л.с. 22 - 22 - 22 Объем бункера для смета, м3 22 10 22 Объем цистерны для увлажнения, м3 22 0,75 22 Ширина обрабатываемой полосы, м 22 2,8 22 Скорость, км/ч: 22 рабочая 22 транспортная 22 7,5…13,5 22 50 22 Число и диаметр лотковых щеток, м 22 2 22 Масса загружаемого смета, кг 22 4700 22 Снаряженная масса, кг 22 6345 22 Полная масса, кг 22 3925 22 Длина, мм 22 7750 22 Ширина, мм 22 2500 22 Высота, мм 22 2850 22 Производитель 22 РАРЗ, Ряжск 22 Таблица 2 - Технические характеристики цилиндрических подметальных щеток 23 Внешний диаметр щетки R, мм 23 450, 550 23 400, 500, 550 23 550 23 550, 700 23 750 23 750, 900 23 750, 900 23 700 23 800 23 1160 23 Диаметр барабана щетки Rb, мм 23 101 23 110 23 164 23 180 23 200 23 220 23 254 23 280 23 300 23 495 23 Диаметр полипропи-ленового ворса, мм 23 1,5…3,5 23 Расчет включает: определение вместимости бункера длясмета, бака для воды и других емкостей; тяговый и энергетический расчет, а также расчет на прочность основных элементов машины. 23 При определении вместимости бункера рекомендуется на основе накопленного опыта принимать значения величин, входящих в приведенную формулу. 23 Рабочая скорость машины выбирают в зависимости от условий работы. При значительном загрязнении прилотковой полосы подметание производится на скорости 3…6 км/ч (0,83…1,67 м/с), при небольшой засоренности на скорости 7…9 км/ч (1,94…2,5 м/с). При незначительной засоренности вне прилотковой полосы подметание покрытий осуществляется на повышенной скорости 12…15 км/ч (3,33…4,17 м/с). В соответствии с принятыми нормативами при систематической уборке дорожных покрытий на основных магистралях города плотность загрязнений не должна превышать 30 г/м2. На улицах, пересеченных проездами, не имеющими усовершенствованных покрытий, а также на проездах второстепенного значения, плотность загрязнений не должна превышать соответственно 50 и 80 г/м2. 23 Оптимальный период работы машины до заполнения бункера составляет 3,5…4 часа при плотности загрязнений 50…80 г/м2. Так как заполнение резервуара водой, используемой для обеспыливания процесса подметания, требует значительно меньших затрат времени, чем выгрузка смета из бункера, наиболее часто принимается, что в течение периода заполнения бункера сметом производится одно дополнительное наполнение резервуара водой. Объемная плотность смета колеблется в широких пределах, зависящих от вида убираемых загрязнений: при наличии опавших листьев, бумаги колеблется в пределах 0.8…1,1 т/м3, при уборке загрязнений, состоящих преимущественно из грунта и песка, т/м3. Коэффициент использования вместимости бункера принимают: . 23 Вместимость бункера для смета определяем по формуле (1) (м3): 24 24 где – ширина подметания, м; (В = 2,8 м) 24 – рабочая скорость машины при подметании, м/с; (= 2,78 м/с) 24 – среднее значение загрязнений на дороге перед подметанием, г/м2;( = 40 г/м2) 24 – продолжительность подметания, определяется периодом заполнения бункера, ч; ( = 3,5 ч) 24 – объемная плотность смета, т/м3; ( = 1 т/м3) 24 – коэффициент использования вместимости бункера.( = 0,9) 24 24 Определяем вместимость резервуара для воды, м3: 24 24 где – ширина полосы увлажнения, м; () 24 – удельный расход воды при увлажнении, г/м2; ( = 20 г/м2) 24 – продолжительность опорожнения резервуара для воды, ч;(=0,5=1,75 ч) 25 – коэффициент использования вместимости резервуара для воды. ( = 0,9) 25 25 2.1 Определение основных параметров и режимов работы щеточных устройств 25 Подметально-уборочные машины снабжены щетками двух типов – цилиндрическими и торцовыми. 25 Цилиндрические щетки (рисунок 3), отделяя загрязнения, могут направлять их непосредственно в транспортирующее устройство или поднимать на высоту, определяемую конструктивными соображениями, и подавать в бункер машины. В этих щетках ворс размещен равномерно. 25 25 Рисунок 3 - Цилиндрическая щетка 25 Общее минимальное число ворса, которое необходимо разместить на цилиндрической щетке, определяется из условия перекрытия следов ворса на дорожном покрытии как по ширине щетки, так и в радиальной плоскости вращения по формуле (3), шт: 25 25 где – коэффициент, учитывающий равномерность размещения ворса на сердечнике; () 25 - радиус барабана цилиндрической щетки, м; (= 0,055 м) 26 - радиус щетки в свободном состоянии, м; ( = 0,2 м) 26 - радиус прутка ворса, м;( = 0,001 м) 26 - угловая скорость щетки, рад/с; ( = 4 рад/c) 26 - расстояние между ободом барабана и поверхностью дороги, м. (= 0,125 м) 26 26 Суммарная вертикальная реакция, действующая на цилиндрическую щетку, кН: 26 26 где – модуль упругости ворса (для синтетического ворса МПа), МПа; 26 – свободная длина ворса, м; () 26 – момент инерции поперечного сечения прутка относительно оси, перпендикулярной к плоскости вращения, м4. 26 Для ворса круглого сечения: 26 26 где радиус поперечного сечения прутка ворса, м. (=0,001 м) 26 26 Тогда: 26 26 Мощность привода цилиндрической щетки с достаточной точностью определяется по формуле, кВт: 26 27 где – коэффициент трения ворса о дорожное покрытие (для синтетического ворса ); 27 – коэффициент запаса мощности (); 27 – радиальная деформация ворса, зависящая от состояния дорожного покрытия и степени его загрязнения, м. (м) 27 – КПД привода цилиндрической щетки (). 27 27 Лотковые щетки производят очистку края убираемой полосы. Они выполняются в виде усеченного конуса. 27 Необходимое количество ворса наружного ряда ворса лотковой щетки определяется из условия перекрытия следов ворса на дорожном покрытии, шт: 27 27 где коэффициент, учитывающий равномерность размещения рядов ворса на диске, ; 27 – угловая скорость лотковой щетки, рад/с. ( = 13 рад/с) 27 27 Из геометрии лотковой (конической) щетки (рисунок 4) радиус вращения ворсинки среднего ряда ворса равен, м; 27 27 где – наружный диаметр диска основания лотковой щетки, м; ( 27 – внутренний диаметр диска основания лотковой щетки, м; ( 28 – свободная длина ворса лотковой щетки, м; ( 28 – угол наклона ворса щетки (0; ). 28 28 28 Рисунок 4 - Схема лотковой (конической) щетки 28 Общее количество ворса лотковой щетки , с учетом расположения его на диске основания, обычно, в три ряда, равно, шт: 28 28 28 Интегральное значение вертикальной реакции лотковой щетки, с достаточной для инженерных расчетов точностью можно определить по формуле, кН: 28 28 где – расстояние между диском основания лотковой щетки и поверхностью дороги ( м); 28 – приведенная распределенная центробежная сила инерции, Н/м. 28 Приведенная, распределенная вдоль прутка ворса длиной , центробежная сила инерции, принимается постоянной, Н/м: 29 29 где – площадь поперечного сечения ворса, м2; () 29 – плотность материала ворса (для полипропилена ), т/м3; 29 – средний радиус вращения прутка ворса, равный, м: 29 29 29 Получаем следующие результаты: 29 29 29 Мощность привода лотковой щетки с достаточной точностью определяется по формуле, кВт: 29 29 где – коэффициент запаса мощности (); 29 – КПД привода лотковой щетки (). 29 29 2.2 Определение основных параметров и режимов работы транспортирующих устройств 29 Определение основных параметров и режимов работы машин, снабженных транспортирующими устройствами различной конструкции, рассматривается раздельно. 30 Наиболее распространенной схемой с механическим транспортированием смета в бункер является перемещение его конвейером с подающим шнеком. Стенка подборщика, обычно имеющего большую ширину, чем конвейер, направляет поданный на нее цилиндрической щеткой смет на шнек, который сдвигает его к оси машины, в место расположения конвейера. 30 Мощность привода такого устройства для транспортирования смета с помощью скребкового конвейера и шнека равна, кВт: 30 30 где - мощность, необходимая для привода скребкового конвейера, кВт; 30 – мощность, необходимая для привода шнека, кВт. 30 Мощность привода скребкового конвейера, кВт: 30 30 где – коэффициент запаса производительности (); 30 – габаритная высота машины, м; () 30 – обобщенный коэффициент сопротивления конвейера (); 30 – угол наклона скребкового конвейера (у большинства машин ); 30 – КПД передачи от двигателя к конвейеру (). 30 30 Мощность, необходимая для привода шнека, кВт: 30 31 где – обобщенный коэффициент сопротивления шнека (). 31 31 Тогда получим: 31 31 При использовании вакуумной системы обеспыливания и транспортирования смета мощность привода вентилятора вакуумной системы равна, кВт: 31 31 где – расход воздуха, обеспечиваемый вентилятором, м3/с 31 – разряженный воздух на входе в вентилятор ( кПа), кПа; 31 – КПД привода вентилятора (); 31 – статистический КПД вентилятора (). 31 Расход воздуха, обеспечиваемый вентилятором, м3/с: 31 31 где – коэффициент подсоса воздуха (); 31 – коэффициент, характеризующий допустимую массовую концентрацию твердых частиц, транспортируемых потоком воздуха (); 31 – плотность воздуха во всасывающей магистрали вакуумного подборщика, кг/м3. 31 Плотность воздуха во всасывающей магистрали вакуумного подборщика, кг/м3: 32 32 где – плотность атмосферного воздуха ( кг/м3), кг/м3; 32 – плотность атмосферного давления ( кПа), кПа. 32 32 32 32 Скорость воздушного потока на входе во всасывающий трубопровод определяется из условия равновесия частицы смета под действием противоположно направленных сил тяжести и аэродинамической силы. Для подметально-уборочных машин м/с. 32 Чтобы обеспечить такую скорость воздушного потока, диаметр всасывающей трубы подборщика смета должен быть не более, м: 32 32 32 Примем 32 Средний зазор между резиновой кромкой трубы и поверхностью дороги не более, м: 32 32 33 Рекомендуется устанавливать передний зазор мм (0,01 м) и задний мм (0,04 м). 33 2.3 Мощностной баланс подметально-уборочных машин 33 Мощность, необходимая для работы машины, снабженной одной или двумя лотковыми щетками, цилиндрической щеткой-подметальщиком и транспортирующим устройством пневматического (вакуумного) типа, кВт: 33 33 где – количество лотковых щеток;) 33 – мощность на передвижение машины в рабочем режиме, кВт. 33 Мощность на передвижение машины в рабочем режиме, кВт: 33 33 где – КПД трансмиссии базовой машины (); 33 – сопротивление движению при подметании дорожных покрытий, кН: 33 33 где – полная масса машины, кг; ( = 6345 кг) 33 – коэффициент сопротивления качению колес машины (); 33 – коэффициент трения ворса о дорожное покрытие (для синтетического ворса ); 33 – уклон дороги (). 33 33 34 34 Полученные значения мощности сравним с мощностью основного и дополнительного двигателя машины: 34 двигателя + доп.двигателя (24) 34 110+0=175 кВт 34 11093,56 кВт 34 Данное условие выполняется. 34 2.4 Производительность подметально-уборочных машин 35 Эксплуатационная производительность подметально-уборочных машин сильно зависит от многих факторов: дальности мест разгрузки смета и заправки водой, засоренности, скорости подметания, зависящей от количества и расположения транспортных средств и других фактических условий производства работ. Эти обстоятельства учитываются различными поправочными коэффициентами к формуле теоретической производительности. 35 Теоретическая производительность подметально-уборочных машин при подметании проезжей части улицы, м2/ч: 35 35 где – коэффициент, учитывающий перекрытие полос подметания (). 35 35 Заключение 36 Список использованных источников 37 4.Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Теория наземных транспортно-технологических машин» для бакалавров по направлению подготовки 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» /Сост. Р.М. Мухаметшина.– Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2018.– 28 с. 37 5.Подметально-уборочные машины. Устройство, основы расчёта: учеб.пособие / В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов, Н.Д. Селиверстов; под общ. ред. Г.В. Кустарёва. – М.: МАДИ, 2016. – 144 с. 37 6.Машины для содержания дорог [Электронный ресурс] // https://works.doklad.ru: Учебные материалы и другие документы. URL: https://works.doklad.ru/view/PES_yN06Ocs.html 37 |