Расчетно графическая работа Мощностной расчет подметально-уборочной машины

кинем и гидрав.cdw

ргз.docx

Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Факультет: Автомобильно–дорожный
Кафедра: транспортно-технологических машин
Расчетно-графическая работа по теме:
«Мощностной расчет специального (специализированного) автотранспортного средства с учетом отбора мощности на привод специального оборцдования»
Работу выполнила студентка группы
-НТТС-5 Антонова А.А.
Расчетно-графическую работу
Руководитель Добромиров В.Н
Содержание городских дорог – это комплекс различных по назначению трудоемкости и методам выполнения операций среди которых наиболее трудоемкой и значительной по объему является уборка городских дорог в летний и зимний периоды.
При летней уборке удаляют загрязнения с дорожных покрытий добиваются снижения запыленности нижних слоев воздушного бассейна над дорогами степень которой определяется в основном количеством и влажностью загрязнений дорожных покрытий. Очевидно что технологией уборки нужно предусматривать такие машины а работу их с такой периодичностью и последовательностью чтобы количество загрязнений на дорожных покрытиях в любой момент времени было менее допустимого.
Подметально-уборочные машины предназначены для уборки загрязнений с поверхности асфальто- и цементобетонных дорожных покрытий.
Классификация подметально-уборочных машин.
По принципу действия: подметальные подметально-уборочные вакуумно-подметальные вакуумно-уборочные струйные уборочные.
По виду рабочего органа: цилиндрическая щетка ленточная щетка коническая щетка вакуумный подборщик газоструйное сопло.
По способу транспортирования смета в бункер: прямой заброс в бункер обратный заброс в бункер механический струйно-щеточный щеточно-вакуумный свободный отброс смета струйно-вакуумный.
По способу обеспыливания воздушной среды при подметании: влажное обеспыливание и пневматическое обеспыливание.
По способу разгрузки бункера: гравитационный самосвальный принудительный (боковое и заднее эжектирование) сменные контейнеры.
Подметально-уборочные машины обеспечивают полный цикл уборки т. е. отделение загрязнений и перемещение их с дорожных покрытий в бункер машины. Цикл уборки современной машиной включает подметание покрытий заполнение бункера сметам транспортирование его на места складирования разгрузку бункера и заполнение бака водой необходимой для обеспыливания при подметании.
Для уборки загрязнений машина снабжена щеточными и транспортирующими устройствами бункером для смета механизмом его опорожнения системой обеспыливания зоны подметания. Щеточное устройство обычно представляет собой комбинацию из двух или трех щеток различающихся формой (рис.1).
а - цилиндрическая; б – коническая (лотковая); в - ленточная;
Цилиндрические щетки диаметром окружности вращения до 1 м имеют горизонтальную ось вращения. Цилиндрические щетки не только подметают полосы дороги перед машиной но и направляют смет непосредственно в бункер (рис. 2 а) или к транспортирующему устройству (рис. 2 д). Конические (лотковые) щетки с расположением ворса по образующей поверхности конуса с углом при вершине примерно 60° и осью вращения наклоненной под углом 5 - 7° к вертикали предназначены для направленного отброса смета они обеспечивают подметание и перемещение загрязнений к продольной оси машины. Ленточные щетки в виде бесконечной цепи с закрепленными на ней щеточными секциями одновременно с отделением смета от дороги транспортируют его в бункер они наименее распространены вследствие малой надежности и эффективности.
Транспортирование смета в бункер может осуществляться различными способами с помощью механических или пневматических устройств (рис. 2). Одноступенчатую систему транспортирования смета в бункер непосредственно ворсом щетки – прямым забросом (рис. 2. а) или обратным забросом «через себя» когда бункер расположен позади щетки (рис. 2. б) используют на малогабаритных машинах для уборки тротуаров особенно с навесным и прицепным рабочим оборудованием. Для этих способов характерна малая вместимость бункера (до 1 м3). Кроме того требуется более высокая окружная скорости щетки и компенсация износа ворса. Перспективным является механическое транспортирование смета в бункер промежуточным лопастным метателем (рис. 2. в).
Наиболее широко используется многоступенчатое механическое транспортирование смета с параллельным оси вращения цилиндрической щетки шнековым подборщиком и цепочно-скребковым транспортером (рис.
2. д). Недостаток такой системы заключается в ее низкой надежности и большой металлоемкости.
Рис. 4.2. Способы транспортирования смета в бункер:
а – прямым забросом смета; б – обратным забросом смета; в – забросом смета лопастным метателем; г – забросом смета ленточной щеткой; д – шнековым и цепочно-скребковым транспортерами; е – щеточно-вакуумным подборщиком и гравитационным отделением смета; ж – струйно-вакуумным подборщиком и инерционным отделением смета;
– бункер; 2 – цилиндрическая щетка; 3 – лопастной метатель; 4 – ленточная щетка; 5 – скребковый транспортер; 6 – шнек; 7 – всасывающий трубопровод; 8 – фильтр; 9 – напорный трубопровод; 10 – вакуумный вентилятор; 11 – вакуумный подборщик; 12 – сдувающие сопла; 13 – циклон; 14 – коническая щетка
При подметании обеспыливание может быть влажное путем мелкодисперсного разбрызгивания воды под давлением 02 - 03 МПа через форсунки перед подметальными щетками и пневматическое обеспыливание совмещенное с вакуумной системой транспортирования смета. Перспективным является термовлажное обеспыливание подачей водяного пара в зоны интенсивного пылеобразования.
В качестве базовых машин для монтажа подметально-уборочного оборудования применяют маневренные автомобили малой и средней грузоподъемности самоходные шасси колесные тракторы и одноосные или двухосные прицепы.
Основные расчеты подметально-уборочных машин
Определение основных параметров и режимов работы щеточных устройств.
По заданию подметально-уборочная машина снабжена одной цилиндрическими и двумя торцовыми щетками.
Цилиндрические щетки отделяя загрязнения могут направлять их непосредственно в транспортирующие устройства или поднимать на высоту определяемую конструктивными соображениями и подавать в бункер машины. В этих щетках ворс размещен равномерно.
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 (1) шт
где Вп – ширина полосы подметания м;
Кр – коэффициент учитывающий равномерность размещения ворса на сердечнике К = 2 25;
Vм – рабочая скорость машины при подметании мс;
Rб – радиус барабана цилиндрической щетки м;
R – радиус вращения щетки м;
rв – радиус прутка ворса м;
– угловая скорость щетки радс;
yк – расстояние между ободом барабана и поверхностью дороги м
yк = S - h (S – свободная длина ворса h – радиальная деформация ворса зависящая от состояния дорожного покрытия и степени его загрязнения м).
Для эффективной работы щетки необходимо соблюдать соотношение: R = 2Vм.=> =2VмR
При расчете минимального количества ворса с максимальным значением его радиальной деформации h требуемое количество ворса для обеспечения нормальной работы щетки в различных условиях необходимо увеличить примерно в два раза
Суммарная вертикальная реакция действующая на цилиндрическую щетку (2) кН
где Е – модуль упругости ворса;
J – момент инерции поперечного сечения прутка относительно оси перпендикулярной к плоскости вращения м4
Мощность привода цилиндрической щетки с достаточной точностью определяется по формуле(3) кВт
Где fв – коэффициент трения ворса о дорожное покрытие (для высокоуглеродистой стальной проволоки
Кзап – коэффициент запаса мощности (Кзап = 11);
ц– КПД привода цилиндрической щетки (ц 087)
Лотковые щетки производят очистку края убираемой полосы. Они выполняются в виде усеченного конуса.
Необходимое количество ворса наружного ряда ворса лотковой щетки определяется из условия перекрытия следов ворса на дорожном покрытии (4) шт.
где – угловая скорость лотковой щетки радс.
Для эффективной работы лотковой щетки необходимо соблюдать соотношение R ≥2Vм. => =2Vм R
Из геометрии лотковой (конической) щетки (рис. 3) радиус вращения ворсинки среднего ряда ворса равен (5) м
Rср=025(Dн+Dв)+Lкsinγ (5)
Rср=025(Dн+Dв)+Lкsinγ=
где Dн – наружный диаметр диска основания лотковой щетки м; Dв – внутренний диаметр диска основания лотковой щетки м; Lк – свободная длина ворса лотковой щетки м;
γ – угол наклона ворса щетки (γ = 30°; sin γ = 05).
Рис. 3. Схема лотковой (конической) щетки
Интегральное значение вертикальной реакции лотковой щетки с достаточной для инженерных расчетов точностью можно определить по формуле(7) кН
Где yк – расстояние между диском основания лотковой щетки и поверхностью дороги (yк = L – h) м;
qcp – приведенная распределенная центробежная сила инерции (8) Нм.
где mв – масса ворса кг; mв=ρV=ρrв2L где ρ – плотность материала ворса для полипропилена ρ=093 тм3
Мощность привода лотковой щетки с достаточной точностью определяется по формуле (9) кВт
где Кзап – коэффициент запаса мощности (Кзап = 11);
k – КПД привода лотковой щетки (k 087).
Уравнение тягово-динамического баланса ПУМ:
где Тсц – сила тяги по сцеплению движителя машины с дорогой;
Т – сила тяги привода ходового оборудования машины;
W – сопротивление движению машины.
Сила тяги привода ходового оборудования машины(Н):
где Рдв – номинальнаямощность двигателя (кВт);
nдв – частота вращения вала двигателя при номинальной мощности (обмин); rк –радиус ведущего колеса.
Сопротивление движению W (Н) определяют раздельно для рабочего Wраб и
транспортного Wтр режимов:
где f – коэффициент сопротивления качению колес машин;
вр и ’вр - коэффициенты учета вращающихся масс при движении соответственно с рабочей и транспортной скоростями машин;
j и j - ускорение машины при движении соответственно на низких и высоких передачах;
g – ускорение свободного падения(мс2);
Тц Тк – вертикальные силы взаимодействия соответственно цилиндрической и конической щеток с дорогой (Н);
fв – коэффициент сопротивления вращению щеток;
vтр – транспортная скорость машины (мс);
vв – скорость встречного ветра.