Автогудронатор ДС-142Б общий вид и расчёты

pechat22222.cdw

avtogudronator.docx

Задание на курсовой проект 2
Обзор и анализ существующих конструкции 4
2 Расчет системы обогрева 6
3 Расчет теплоизоляции цистерны 10
4 Расчет производительности 14
Список литературы .. 18
Автогудронатор ДС – 142Б предназначен для транспортировки жидких битумных материалов в горячем и холодном состоянии с мест производства или хранения и равномерного распределения их при строительстве и ремонте автомобильных дорог и аэродромов.
Автогудронатор предназначен для эксплуатации при температурах окружающей среды от плюс 50С до плюс 400С.
Автогудронатор обеспечивает выполнение следующих операций:
-наполнение и опорожнение цистерны;
-передача битума в постороннюю ёмкость минуя цистерну;
-розлив битума на подготовленную поверхность дорог или площадок;
-подогрев битума в цистерне до рабочей температуры.
Коробка отбора мощности осуществляет отбор мощности для обеспечения работы системы распределения битума.
Задание на курсовой проект
Технически характеристики автомобиля КамАЗ-53213
Цистерна термоизолированная вместимость л 7500
Снижение температуры битума не более 4°Счас
Подогрев материала в цистерне:
стационарными горелками на дизельном топливе
Система распределения битума:
- распределитель битума циркулярного типа с
- ширина распределения м до 48
- интервал изменения ширины распределения м 02
- удельная норма разлива лм от 03 до 25
- битумный насос шестеренный подача 14 лоб
Снаряженная масса кг 10350
Габаритные размеры мм
- высота без груза 2890
Скорость транспортная кмчас 80
Модель 7403 (740.11)
Тип дизельный с турбонаддувом
Максимальная мощность л.с. (кВт)
при 2600 (2200) обмин 260 (191) 240 (176)
Обзор и анализ существующих конструкции
Гудронаторы классифицируют по назначению способу передвижения и приводу битумного насоса.
По назначению автогудронаторы делят на ремонтные и строительные. При использовании автогудронаторов на дорожно-ремонтных работах вместимость цистерны не привышает 400 л а на дорожно-строительных работах 3000 20000 л.
По способу передвижения гудронаторы классифицируют на самоходные (автогудронаторы) прицепные и полуприцепные. Самоходные монтируют на шасси автомобиля. Для прицепных и полуприцепных гудронаторов используют автомобильные прицепы полуприцепы или специальные одноосные тележки.
По способу привода битумного насоса различают автогудронаторы с приводом от двигателя автомобиля на шасси которого смонтирован гудронатор и с приводом от отдельного двигателя.
Применение двух двигателей – одного для трансмиссии ходовой части автомобиля и другого для привода насоса позволяет изменить норму разлива битума в более широком диапазоне.
Автогудронаторы состоят из цистерны автомобильного шасси или тягача системы подогрева системы перекачки и распределения битума.
Наибольшее распространение получили автогудронаторы с полезной вместимостью цистерны 3500 и 7000 л.
Автогудронатор однодвигательного типа с полезной вместимостью цистерны 3500 л. Монтируют на шасси автомобиля. Цистерна выполнена сварной из листовой стали. В поперечном сечении цистерна имеет форму эллипса и снабжена термоизоляционным слоем из стеклянной ваты закрытой снаружи металлическим кожухом. Полость цистерны разделена волногасительной перегородкой на два сообщающихся отсека. В переднем отсеке установлена труба которая верхней частью сообщается с атмосферой и служит для слива излишка битумных материалов при случайном переполнении цистерны а также для уравнения давления в цистерне с атмосферным воздухом. В верхней части цистерны имеется горловина с фильтром через которую можно наполнять цистерну битумом.
Коммуникация цистерны состоит из большого крана шестеренного колеса малых кранов и трубопроводов. Устанавливая краны в различные положения можно осуществлять наполнение цистерны внутреннюю циркуляцию материалов необходимую для более быстрого и равномерного подогрева а также розлив битума через распределитель по обрабатываемой поверхности.
Распределитель автогудронатора имеет квадратное сечение и состоит из центральной левой и правой частей. Указанные части соединены между собой шарнирно что обеспечивает вращение левого и право распределителей относительно вертикальной оси. Это позволяет быстро переводить его в транспортное положение и изменять ширину розлива благодаря вводу и выводу левой и правой частей из процесса распределения.
В нижней части распределителя установлены сопла на расстоянии 190 мм одно относительно другого. Эти сопла одновременно открываются или закрываются при помощи пневмокамер или рейки.
Автогудронатор снабжен также и ручным распределителем который применяют при небольших ремонтных работах или устранении пропусков розлива битума.
Топливная система автогудронатора аналогична системе автобитумовоза и состоит из топливного бака топливопровода воздухопровода двух стационарных и одной переносной горелок.
Расчет теплоизоляции цистерны
При расчете теплоизоляции цистерны определяют толщину слоя изоляции по количеству теплоты выделяемой битумом при его остывании за 1 ч не более чем на 150С; количество тепла которое может быть передано в окружающую среду через наружную поверхность цистерны при заданных условиях. Приравняв количество теплоты теряемое битумом и количество теплоты проходящее через стенку цистерны определяем толщину слоя изоляции.
Количество тепла Q (кДж) выделяемое при остывании битума за 1 ч:
где QUOTE - масса битума кг;
QUOTE – удельная теплоемкость битума
QUOTE - начальная температура битума QUOTE ;
QUOTE - температура битума через 1 ч транспортирования
Таблица 2 Теплоемкость битума в зависимости от температуры
Температура битума 0С
Теплоемкость кДж(кг·0С)
Плотность битума при 200С 20=1023 кгм3 [6]. Тогда относительная плотность составит QUOTE а при t=180 0С определяем по уравнению А.К. Мановяна.
ρ4180=1000×(ρ4180-058(ρ420×t-20-t-1200×((ρ420-068)1000×(t-20)
ρ4180=1000×1023-0581023×180-20-180-1200×(1023-068)1000×180-20=83523кгм3
Тогда масса битума составит:
где QUOTE - объем цистерны по условию QUOTE .Vц=75м3
Количество тепла выделяемое при остывании битума на 1.5 0С следует:
Q=62642×22×180-1785=206718 кДж
Количество теплоты (кДж) теряемое битумом через внешнюю поверхность в окружающее пространство:
где k – коэффициент теплопередачи кВт(м2·0С);
QUOTE – площадь поверхности цистерны м2;
QUOTE - средняя температура битума 0С; QUOTE ;
QUOTE - температура наружного воздуха QUOTE .
Площадь поверхности эллиптической цистерны (рис.5):
где QUOTE - площадь эллиптических торцов цистерны м2;
QUOTE - боковая площадь цистерны м2.
где a и b – полуоси эллипса торцовых днищ м2 (см. рис.5); по условию a=0.8 м b=0.6 м.
S=×Lц×2×(a2-b2-(a2-b2)4
где QUOTE - длина цистерны QUOTE =2.7 м по условию.
Тогда площадь поверхности цистерны составит:
Рис. 5. Цистерна автогудронатора
Коэффициент теплопередачи через трехслойную стенку от горячего битума к воздуху:Изм.
k1=1(1a1+l1(1+l22+l3(3+1a2)
где QUOTE - коэфициефнт теплоотдачи от битума к металлической стенке цистерны
QUOTE =0.097 кВт(м2·0С);
QUOTE - толщина стенки цистерны QUOTE =0.004 м;
QUOTE – коэффициент теплопроводности стали (марки Ст3СП) QUOTE =0.046 кВт(м2·0С);
QUOTE - толщина слоя теплоизоляции м;
QUOTE - коэффициент теплопроводности теплоизоляции
QUOTE =0.000070 кВт(м2·0С) для стекловолокна;
QUOTE - толщина стенки кожуха QUOTE =0.001 м;
QUOTE – теплопроводность стали;
QUOTE - коэффициент теплоотдачи от кожуха цистерны наружному воздуху кВт(м2·0С)
a2=00042×vг0805Dср.0195
где Г - скорость движения автогудронатора мс;
Dср. – средний диаметр цистерны.
Тогда при скорости движения автогудронатора Г =80 кмч =22.2 мс коэффициент теплоотдачи составит:
Для условий стоянки в безветренную погоду вместо скорости Г принимаем скорость конвективного движения воздуха вокруг цистерны Г =0.5 мс.
Приравнивая правые части уравнений и выразив получим :
l2=2×(×Sц×t-tBm-c×t1-t2-1a1-l1(1-l3(3-1a2)
l2=0000070×(3600×1495×17925-1062642×22×180-1785-10097-00040046-00010046-10046)
Расчет отопительной системы
При расчете отопительной системы определяют количество тепла необходимое для подогрева битума за определенное время; теплоту сгорания и часовой расход топлива; количество тепла передаваемое от горячих газов к битуму через жаровые трубы. Затем приравнивая количество тепла необходимое для нагрева битума и количество тепла проходящее через стенку жаровой трубы определяют площадь жаровых труб. При расчете принимаем что скорость нагрева битума н.б.=15 0Счас.
Часовое количество тепла вырабатываемое отопительной системой (кДж):
где QUOTE =2.2 кДж(кг·0С) (см. таблицу 2).
Qо.с.=62642×22×180-120=62642×22×60=826×105
Расход топлива отопительной системой автогудронатора (кгч):
где QUOTE - полезно используемое тепло от сжигания 1 кг топлива кДжкг.
Количество полезно используемого тепла зависит от теплоты сгорания топлива и суммы потерь тепла. Потери тепла при работе форсунок (%) составляют от химической неполноты сгорания qх=2%; от механической неполноты сгорания qм=5%; потери горелкой в открытое пространство qо.п.=6%; потери с дымовыми газами qд.г.=15%.
Общие потери тепла (%):
gп=gx+gM+gо.п.+gд.г.
Полезно используемое тепло (кДжкг) от сжигания 1 кг топлива:
Qпол.=QB×(100-gп100)
Тогда расход топлива составит:
Qт.о.с.=826×105310×104=266кгчас
Чтобы определить поверхность жаровых труб запишем основное уравнение теплопередачи:
где QUOTE - тепловой поток кВт;
QUOTE - коэффициент теплопередачи кВт(м2·0С);
QUOTE - площадь поверхности жаровых труб м2;
QUOTE - средняя разность температур.
Q=319×104×2663600=229 кВт
Определим коэффициент теплопередачи QUOTE :
где QUOTE - коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке жаровой трубы
QUOTE - толщина стенки QUOTE ;
- коэффициент теплопроводности стали QUOTE кВт(м2·0С);
QUOTE - коэффициент теплоотдачи от стенки жаровой трубы к битуму
QUOTE – температура дымовых газов QUOTE
Тогда поверхность жаровых труб составит:
F=Qk2×tср. F=29450039×435=174 M2
Жаровые трубы имеют U – образную форму. Длину каждой ветви жаровых труб принимаем равной 0.8 длины цистерны Lц; тогда общая длина жаровых труб QUOTE :
Lж.т.=16×Lц×z Lж.т.=16×27×2=864 м
где z – число жаровых труб; z=2.
Используя значения полученные в формулах и диаметр жаровых труб составит :
Расчет производительности.
Производительность гудронаторов и битумовозов мы находим из формулы производительности.
Vц-полезный объем цистерны л; кВ -коэффициент использования машины по времени; Т-продолжительность одного рейса c.
Продолжительность одного рейса мы находим по формуле:
T=tH+LVг+LVп+tp+tM+tп
tH-время заполнения цистерны битумом;tH =600 900 с; L-расстояние транспортирования битума м; Vг и Vп-скорости движения груженого и порожнего гудронатора мс; tp=VцVpg g-норма разлива лм2; Пн-производительность битумного насоса лс); tM-время маневрирования гудронатора на битумной базе и объекте строительства; tM=200 ..360 с; tM-время на подготовку гудронатора и разлив битума; tп=300 360 с.
Пн-производительность битумного насосаИзм.
tp=время разлива битума по обрабатываемой поверхности с.
Т- продолжительность одного рейса
Т=750+150070+1500100+125+320+340=8964 с
Пг-производительность гудронаторов
Пг=3600×7500×088964=66 лч
В проделанной работе мы провели обзор и анализ существующих конструкций автогудронаторов и их классификацию. Произвели расчет системы обогрева цистерны теплоизоляции цистерны и расчет производительности автогудронатора ДС-124Б на базе шасси КамАЗ-53213.
Список изпользуемой литературы.
Дорожно-строительные машины и комплексы: учебник для вузов В.И. Баловнев и др.; под общ. ред. В.И. Баловнева. - Москва-Омск: СибАДИ 2001. - 528 с.
Артемьева К.А. Алексеева Т.В. Белокрылов В.Г. Дорожные машины: в 2-ух частях. Ч.П. Машины для устройства дорожных покрытий. М.: Машиностроение 1982 396 с.
Васильев А.А. Дорожные машины: учебник для автомобильно-дорожных техникумов. М.: Машиностроение 1987 416 с.
В.И. Баловнев. Н.П. Вощинин. А.З. Шарц. Атлас конструкцийЮ Дорожные машины. Под редакцией д-ра техн. Наук проф. А.А. Бромберга. Москва 1969г.

List2 - Obschy vid avtogudronatora.cdw