Автоцементовоз МАЗ 6303

Чертеж4.dwg

КП.СМ.МС-41.00.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.00.00.000 ВО
Техническая характеристика
Производительность пневморазгрузки
Производительность пневмосамозагрузки
Максимальная грузоподъемность

расчет автоцементовоза.docx

1.Назначение краткое описание устройства и работы машины.
В строительстве широкое применение нашли автомобили-цементовозы для бестарной перевозки цемента занимающего значительный удельный вес в общем объеме перевозок строительных грузов. Цемент — пылевидный груз портится при увлажнении слеживается при перевозке и обладает абразив-ностью. Перевозка цемента в герметически закрытых емкостях на специализированном подвижном составе обеспечивает его сохранность при погрузке-разгрузке транспортировании а также защиту воздушного бассейна от попадания в атмосферу вредных веществ.
Пневмооборудование автоцементовоза состоит из ротационного компрессора приводимого в действие от двигателя автотягача через коробку отбора мощности влагомаслоотделителя коллектора с предохранительным клапаном и манометром и системы воздухопроводов с кранами. На воздухопроводе подачи воздуха к продувочной форсунке есть обратный клапан. Органы управления компрессором расположены в кабине водителя. Для контроля за давлением на цистерне установлен манометр а для самозагружающегося материаловоза – мановакууммет.
Самозагружающиеся автоцементовозы (золовозы) в отличие от обычных оборудованы устройствами для вакуумной самозагрузки бестарного цемента с забором его из бурта из амбарных складов и крытых вагонов. Оборудование для самозагрузки состоит из фильтров первой второй и третьей ступеней заборного сопла загрузочно-распределительной трубы сигнализатора уровня наполнения цистерны.
Управление разгрузкой осуществляется с помощью крана разгрузочного узла и кранов подачи воздуха к узлу аэрации инжектору и трубопроводу поддува. Кран разгрузочного узла открывает подачу материала в разгрузочный рукав. Кран аэрации открывает подачу воздуха к разгрузочному узлу в результате чего выгружаемый материал приводится во взвешенное состояние. Кран инжектора подает воздух в разгрузочный рукав. Кран трубопровода поддува открывает подачу воздуха к щелевым соплам в передней и задней частях цистерны для облегчения подачи материала к разгрузочному узлу. Разгрузка начинается с включения компрессора и создания давления в цистерне 08-1 кгссм2 контролируемого по манометру. После набора давления открывается кран инжектора при этом воздух подается в разгрузочный рукав. Далее открывается кран разгрузочного узла и начинается разгрузка. В процессе разгрузки производится периодическое открытие кранов аэрации и поддува. Об окончании разгрузки свидетельствует резкое падение давления в цистерне до нуля.
Цементовоз автомобильный предназначен для механизированной загрузки бестарного цемента из складов силосного и напольного типов крытых железнодорожных вагонов вагонов–цементовозов и транспортировки на склад потребителя.
Возможность работы от КОМ (коробки отбора мощности) электро и дизельного двигателя. Комплектация АБС и запасным колесом.
Автоцементовоз позволяет производить следующие операции:
- вакуумную самозагрузку из складов и крытых вагонов;
- гравитационную и пневматическую загрузку из складов – силосов;
- пневматическую перегрузку цемента из вагона – цементовоза в
- разгрузку в склады потребителя силосного и другого типов при
помощи собственной компрессорной установки;
- то же при помощи постороннего компрессора;
- доставку (перевозку) цемента по назначению
Анализ уровня техники в области машин заданного типа. Исследовательская часть проекта (патентная проработка). Выбор прототипа.
Рисунок 2.1 цементовоз Т-20
Отличительной особенностью цементовоза Т-20 является отсутствие рамы. Также в изделии используется цистерна оригинальной конструкции представляющая собой две соединенные под углом 400 емкости.
Загрузка цементовоза осуществляется через загрузочные горловины в верхней части цистерны. Разгрузка производится пневматическим способом с помощью установленного на полуприцепе компрессора или от внешнего компрессора через разгрузочный рукав.
Управление разгрузкой осуществляется с помощью крана разгрузочного узла и кранов подачи воздуха к узлу аэрации инжектору и трубопроводу поддува. Кран разгрузочного узла открывает подачу материала в разгрузочный рукав. Кран аэрации открывает подачу воздуха к разгрузочному узлу в результате чего выгружаемый материал приводится во взвешенное состояние. Кран инжектора подает воздух в разгрузочный рукав. Кран трубопровода поддува открывает подачу воздуха к щелевым соплам в передней и задней частях цистерны для облегчения подачи материала к разгрузочному узлу. Разгрузка начинается с включения компрессора и создания давления в цистерне 08-1 кгссм2 контролируемого по манометру. После набора давления открывается кран инжектора при этом воздух подается в разгрузочный рукав. Далее открывается кран разгрузочного узла и начинается разгрузка.
В процессе разгрузки производится периодическое открытие кранов аэрации и поддува. Об окончании разгрузки свидетельствует резкое падение давления в цистерне до нуля.
Для удобства и безопасности обслуживания имеется лестница и огражденная площадка.
Масса перевозимого грузат20
Вместимость полная (объем)м317
Производительность пневморазгрузкитмин05
Удельный расход электроэнергии при пневморазгрузкекВтч063
Максимальная дальность подачи материала не менее в том числе:м32
- по вертикали не менеем15
Мощность электродвигателя компрессоракВт18
Производительность компрессора по воздухулмин7000
Рабочее даление в цистерне не болееМПа012
Полная масса не болеекг25800
Габаритные размеры:
В качестве прототипа выберем автоцементовоз БЦМ-50 на базе УРАЛ-55571-30 так как он наиболее схож по конструктивным соображениям с автоцементовозом который необходимо рассчитать в данном курсовом проекте.
Рисунок 2.2 Автоцементовоз БЦМ-50
Рисунок 2.3 Автоцементовоз БЦМ-50
Технические характеристики
Рекомендуемые шасси УРАЛ-55571-30 УРАЛ-55571-40 КАМАЗ- 43118
Грузоподьемность кг 10000
Полезный объем м3 8.8
Полная масса цистерны кг 21075
Производительность пневморазгрузки тмин (м3мин) 1.1 + 0.1 (0.95 + 0.1)
Производительность пневмосамозагрузки при подаче по резинотканевому рукаву длиной 8 м тмин (м3мин) 0.6 + 0.1 (0.52 + 0.1)
Масса снаряженного полуприцепа кг 11075
Распределение полной массы цистерны:
- на переднюю ось кг 5445
- на заднюю тележку через оси кг16000
Дальность подачи м 32
Макс. угол подъема цистерны град 45
Привод подъема гидроцилиндр
Габаритные размеры цементовоза БЦМ-50
Компрессор цементовоза БЦМ-50
Тип привода гидравлический от КОМ тягача
Подъемный цементовоз БЦМ-50 используется для перевозки цемента и других пылевидных и порошкообразных материалов исключая токсичные и ядовитые по автомобильным дорогам 1-3 категорий.
Описание конструкции принципиальной кинематической схемы машины.
Цементовозы представляют собой специализированные автопоезда состоящие из седельных тягачей и полуприцепов-цистерн. Система разгрузки цементовоза — пневматическая от сжатого воздуха поступающего от компрессора который имеет привод от двигателя автомобиля-тягача
Рисунок 3.1 Схема пневматической разгрузки-загрузки автоцементовоза
Компрессор 7 подает сжатый воздух через влагомаслоот-делитель 8 к воздухораспределителю 11 затем через кран 9 по трубопроводу 6 к аэроднищу 14 а по трубопроводу 4 через кран 2 к форсунке 1 разгрузочного патрубка 3. В обратном направлении цемент не может перемещаться благодаря клапанам 5 и 10.
Аэроднище представляет собой лоток закрытый слоями пористой хлопчатобумажной ткани 13 уложенной на металлическую сетку 12. Проникая через эту сетку и слои ткани сжатый воздух дробит цемент на мелкие струйки и смешиваясь с ним придает ему текучесть. Выходя затем через разгрузочный патрубок 3 и форсунку 1 воздух увлекает за собой цемент и подает его по шлангу к месту назначения.
Определение основных параметров машины и рабочего оборудования
1 расчет технологических параметров
1.1 Расчет геометрических параметров компрессора
У пластинчатого компрессора обычно отсутствуют клапаны; своевременное начало сжатия нагнетания обратного расширения и всасывания достигается в результате соответствующего расположения кромок нагнетательного и всасывающего окон. Положение верхней кромки всасывающего окна (угол 1) выбирают так чтобы разобщение ячейки со всасывающим патрубком про исходило в тот момент когда объем ячейки достигает максимального значения. Положение нижней кромки всасывающего окна (угол 4) выбирается из условия равенства давления газа в ячейке и во всасывающем патрубке в начальный момент всасывания. Для нагнетательного окна положение верхней кромки (угол 2) должно быть выбрано так чтобы давление в ячейке и в патрубке в начальный момент нагнетания было бы равным положение нижней кромки окна должно соответствовать минимальному значению объема ячейки.
Рассмотрим закон применения объема ячейки в зависимости от угла поворота ротора.
Рисунок 4.1 Конструктивная схема пластинчатого компрессора
Найдем объем ячейки по формуле согласно [3]
Где - площадь поперечного сечения ячейки м2;
Найдем площадь поперечного сечения ячейки согласно [3]
где – угол между двумя соседними пластинами =03рад;
R – радиус цилиндра R=026 м;
е – эксцентриситет е=0031м;
Тогда объем ячейки равен
Найдем давление газа в ячейке при угле поворота ротора равным рад согласно [3]
Где р01 – давление газа во всасывающем патрубке р01=1 атм
Полную высоту пластины найдем по формуле согласно [3]
Эксцентриситет определяется из условия согласно [3]
Глубина паза согласно [3]
Длина ротора согласно [3]
Площадь кольца согласно [3]
Тогда всасываемый объем за один оборот будет равен
1.2 Расчет пневмотранспортного оборудования цементовоза
Основными данными которыми должны задаваться для расчета пневмотранспортного оборудования являются:
Грузоподъемность цементовоза на базе МАЗ 6303 М=12000 кг
Эксплуатационная производительность пневмотранспорта Gэ=1200 кгмин
Высота транспортирования цемента по трубопроводу h=15 м
Дальность транспортирования цемента по трубопроводу L=32 м
Максимально допустимое избыточное давление в смесительной емкости рм=80 кгсм2 (выбирается из конструктивных соображений)
Определение технической производительности установки
Максимальная концентрация смеси цемента с воздухом определяется
где Lпр – приведенная длина транспортного трубопровода Lпр=47 м
Техническая производительность определяется по формуле согласно [4]
Где V – общий объем емкости м3
Vц – объем занимаемый плотным цементом м3
Рм – максимальное абсолютное давление в емкости рм=81 кгсм2
Т – температура воздуха Т=310°К
R - универсальная газовая постоянная воздуха R=2927
- удельный вес цемента =1000 кгм3
- удельный вес воздуха =12 кгм3
Определение требуемой производительности компрессора
Общий весовой расход воздуха на пневмотранспортирование цемента находим по формуле согласно [4]
Расход воздуха необходимого для заполнения емкости. Освободившейся от цемента определяется по методике к.т.н И.С. Сегаля :
Производительности компрессора необходимая для пневморазгрузки емкости определяется по формуле согласно [4]
Где – коэффициент снижения подачи воздуха компрессором при увеличении рабочего давления в емкости
Этот коэффициент для воздуха равен согласно [4]
Определение диаметра транспортного цементопровода
Диаметр цементопровода может быть определен из уравнения согласно [4]
Определение удельного расхода воздуха на аэрацию цемента в емкости
Удельный расход воздуха qн при нормальных условиях в случае наклонно расположенной пористой перегородки может быть определен из экспериментальной зависимости
Где α – угол естественного откосааэрированного цемента или угол наклона аэролотка α=10° тогда
Удельный расход воздуха при максимальном давлении в емкости находится по формуле согласно [4]
Где р – абсолютное атмосферное давление атм
Удельный расход аэрирующего воздуха при нормальных условиях в случае горизонтально расположенной пористой перегородки может быть определен по формуле согласно [4]
Где dср – средний диаметр частиц определяемый по формуле согласно [4]
Где s – удельная поверхность для портландцемента марки «300»
Определение производительности аэролотков (по цементу)
Производительность аэролотков находится по формуле:
Где В – ширина пористой перегородки аэролотка м
hа – высота аэрированного слоя цемента м ha=005÷01
γа – насыпной вес аэрированного цемента кгм2
u – скорость течения цемента по аэролотку
Где i – уклон аэролотка %
Rг – гидравлический радиус сечения лотка в аэролотке
Где q изменяется в диапазоне от qн до qм
Насыпной вес аэрированного цемента равен согласно [4]
Где – пористость расширенного слоя цемента при найденном расходе воздуха q:
Где н – пористость насыпного цемента
Высота остаточного слоя цемента остающегося на аэролотке после работы:
Подставим найденные значения
Определение общей площади пористой перегородки
Расход воздуха на продувочную форсунку по экспериментальным данным принимаем равным 10-15 % от общего расхода воздуха. Или
Площадь пористой перегородки определяется по формуле согласно [4]
1.3 Определение мощности компрессора
Требуемую мощность компрессора определим по формуле согласно [4]
Где р1 – начальное давление нсм2 ;
р2 – конечное давление нсм2 ;
n – показатель политропы
V1 – объем сжимающего воздуха м3ч;
2 Конструктивный расчет
2.1 Расчет на прочность цистерны
Расчет будем производить согласно ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
1 Пробное давление Рп определим по формуле согласно [4]
Где Р – рабочее давление Р=11 МПа
[]20 – допускаемое напряжение для углеродистых сталей при температуре 20 °С []20=154 МПа
[]100 – допускаемое напряжение для углеродистых сталей при температуре 100 °С []100=149 МПа
Принимаем Рп=14 МПа.
2 Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям =1
3 Коэффициент прочности сварного шва φр для длины от 10 до 50 % контролируемых швов при стыковой сварке выполняемой автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой подкладкой.
4 Прибавка к расчетной толщине стенки цистерны
Где с1 – прибавка для компенсации коррозии
где V – скорость коррозии V=0075 ммгод
с2 – прибавка для компенсации минусового допуска на лист
с3 – прибавка технологическая (на утоньшение стенки при вытяжке)
5 Расчетная толщина стенки цистерны
Где D – диаметр внутренней поверхности цистерны
φ – коэффициент прочности сварного шва φ=10
6 Толщина стенки с учетом прибавки с
Из расчета толщины стенки цистерна изготавливается из листа толщиной 85 мм удовлетворяет требованиям прочности по ГОСТ 14249-89.
7 Допускаемое внутреннее напряжение
Где [] – допускаемое напряжение при расчете для условий гидравлических испытаний
Где Re – предел текучести при температуре стенки 20°С Re=250 МПа
nт – коэффициент запаса прочности по пределу текучести nт=11
– поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям =10
Тогда допускаемое напряжение будет равным:
Пробное давление равное 142 МПа меньше допускаемого избыточного равного 182 МПа.
Эскизное конструирование машины. Обоснование компоновочных решений.
Целью данного курсового проекта была разработки автоцементовоза с полезным объемом цистерны 6 м3. За базовую модель тягача был выбран МАЗ-6303 с колесной формулой 6х4 и максимальной грузоподъемностью 20000 кг. Для реализации задуманного необходимо спроектировать цистерну подобрать компрессор.
Внутри цистерны под углом 50° с двух сторон приварены откосы образующие в нижней части цистерны желоб в который укладывается съемный аэролоток. Он состоит из короба внутри которого закладывается металлическая решетка. Решетка регулирует подачу воздуха по аэролотку и служит опорой для мягкой пористой перегородки. Аэролоток крепится по краям к цистерне. В верхней части цистерны имеется монтажный люк.
В нижней части цистерны крепится разгрузочный патрубок с краном продувочной форсункой и шаровой головкой служащей для быстрого крепежа гибкого цементопровода. Кран служит для регулирования производительности и быстрой остановки разгрузки цистерны а также для создания давления в цистерне.
Цистерна имеет уклон 6-8° в сторону разгрузки. Для обеспечения загрузки-выгрузки цемента цементовоз снабжается пластинчатым компрессором с приводом от ДВС через коробку отбора мощности карданный вал и клиноременную передачу. Для очистки нагнетаемого воздуха от влаги и масла имеется влагомаслоотделитель.
В послесоветское время заметно снизилось применение автоцементовозов. Это обусловлено тем что автоцементовоз неэффективен и экономически невыгоден при транспортировке цемента на расстояние более 200 км. В Республике Беларусь хорошо развита сеть железных дорог и поэтому более рационально перевозить цемент на железнодорожном транспорте. Но все же если нам надо перевезти небольшое количество цемента на расстояние не более 200 км лучшим вариантом будет использовать автоцементовоз.
В данной курсовом проекте был разработан автоцементовоз с полезным объемом цистерны 6 м3 на базовом автомобиле МАЗ 6303.

Спецификация.dwg

Перегородка пористая
Труба соединительная
КП.СМ.МС-41.00.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.01.00.000
КП.СМ.МС-41.02.00.000
КП.СМ.МС-41.00.00.005
Компрессор пластинчатый
КП.СМ.МС-41.02.00.000 СП
КП.СМ.МС-41.02.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.02.01.000
Подшипник 318 ГОСТ83-38-75
Гайка М16 ГОСТ 5915-70
Шпилька М16x120 ГОСТ 22032-76
КП.СМ.МС-41.00.00.000 СП
КП.СМ.МС-41.02.02.000
КП.СМ.МС-41.02.00.003
КП.СМ.МС-41.02.00.004
КП.СМ.МС-41.02.00.005
КП.СМ.МС-41.02.00.006
КП.СМ.МС-41.02.00.007
КП.СМ.МС-41.02.00.008
КП.СМ.МС-41.02.00.009
КП.СМ.МС-41.02.00.010
КП.СМ.МС-41.02.00.011
КП.СМ.МС-41.03.00.000
КП.СМ.МС-41.04.00.000
КП.СМ.МС-41.00.00.006
КП.СМ.МС-41.00.00.007
КП.СМ.МС-41.00.00.008
КП.СМ.МС-41.00.00.009
КП.СМ.МС-41.00.00.010
КП.СМ.МС-41.00.00.011
КП.СМ.МС-41.00.00.012
КП.СМ.МС-41.00.00.013
КП.СМ.МС-41.00.00.014

Автоцементовоз МАЗ 6303.dwg

КП.ГПМ.00-12.05.00 СБ
Неуказанные предельные отклонения
размеров отверстий H14
Перегородка пористая
Труба соединительная
КП.СМ.МС-41.00.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.01.00.000
КП.СМ.МС-41.02.00.000
КП.СМ.МС-41.00.00.005
Компрессор пластинчатый
КП.СМ.МС-41.02.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.02.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.02.00.000 СП
КП.СМ.МС-41.02.01.000
Подшипник 318 ГОСТ83-38-75
Гайка М16 ГОСТ 5915-70
Шпилька М16x120 ГОСТ 22032-76
КП.СМ.МС-41.00.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.00.00.000 СП
КП.СМ.МС-41.02.02.000
КП.СМ.МС-41.02.00.003
КП.СМ.МС-41.02.00.004
КП.СМ.МС-41.02.00.005
КП.СМ.МС-41.02.00.006
КП.СМ.МС-41.02.00.007
КП.СМ.МС-41.02.00.008
КП.СМ.МС-41.02.00.009
КП.СМ.МС-41.02.00.010
КП.СМ.МС-41.02.00.011
КП.СМ.МС-41.03.00.000
КП.СМ.МС-41.04.00.000
КП.СМ.МС-41.00.00.006
КП.СМ.МС-41.00.00.007
КП.СМ.МС-41.00.00.008
КП.СМ.МС-41.00.00.009
КП.СМ.МС-41.00.00.010
КП.СМ.МС-41.00.00.011
КП.СМ.МС-41.00.00.012
КП.СМ.МС-41.00.00.013
КП.СМ.МС-41.00.00.014
КП.СМ.МС-41.02.00.004
КП.СМ.МС-41.02.00.003
СЧ 21-40 ГОСТ 1412-54
Неуказанные предельные отклонения
* Размер достигается инстр-том
СЧ 12-28 ГОСТ 1412-54
Техническая характеристика
Производительность пневморазгрузки
Производительность пневмосамозагрузки
Максимальная грузоподъемность
Число оборотов в минуту

Чертеж2.dwg

Неуказанные предельные отклонения
размеров отверстий H14
КП.СМ.МС-41.02.00.003
КП.СМ.МС-41.02.00.003
СЧ 21-40 ГОСТ 1412-54

Чертеж5.dwg

Компрессор пластинчатый
КП.СМ.МС-41.02.00.000 ВО
КП.СМ.МС-41.02.00.000 ВО
Техническая характеристика
Число оборотов в минуту

Чертеж3.dwg

КП.СМ.МС-41.02.00.004
КП.СМ.МС-41.02.00.004
Неуказанные предельные отклонения
* Размер достигается инстр-том
СЧ 12-28 ГОСТ 1412-54

расчет автоцементовоза.doc

1.Назначение краткое описание устройства и работы машины.
В строительстве широкое применение нашли автомобили-цементовозы для бестарной перевозки цемента занимающего значительный удельный вес в общем объеме перевозок строительных грузов. Цемент — пылевидный груз портится при увлажнении слеживается при перевозке и обладает абразив-ностью. Перевозка цемента в герметически закрытых емкостях на специализированном подвижном составе обеспечивает его сохранность при погрузке-разгрузке транспортировании а также защиту воздушного бассейна от попадания в атмосферу вредных веществ.
Пневмооборудование автоцементовоза состоит из ротационного компрессора приводимого в действие от двигателя автотягача через коробку отбора мощности влагомаслоотделителя коллектора с предохранительным клапаном и манометром и системы воздухопроводов с кранами. На воздухопроводе подачи воздуха к продувочной форсунке есть обратный клапан. Органы управления компрессором расположены в кабине водителя. Для контроля за давлением на цистерне установлен манометр а для самозагружающегося материаловоза – мановакууммет.
Самозагружающиеся автоцементовозы (золовозы) в отличие от обычных оборудованы устройствами для вакуумной самозагрузки бестарного цемента с забором его из бурта из амбарных складов и крытых вагонов. Оборудование для самозагрузки состоит из фильтров первой второй и третьей ступеней заборного сопла загрузочно-распределительной трубы сигнализатора уровня наполнения цистерны.
Управление разгрузкой осуществляется с помощью крана разгрузочного узла и кранов подачи воздуха к узлу аэрации инжектору и трубопроводу поддува. Кран разгрузочного узла открывает подачу материала в разгрузочный рукав. Кран аэрации открывает подачу воздуха к разгрузочному узлу в результате чего выгружаемый материал приводится во взвешенное состояние. Кран инжектора подает воздух в разгрузочный рукав. Кран трубопровода поддува открывает подачу воздуха к щелевым соплам в передней и задней частях цистерны для облегчения подачи материала к разгрузочному узлу. Разгрузка начинается с включения компрессора и создания давления в цистерне 08-1 кгссм2 контролируемого по манометру. После набора давления открывается кран инжектора при этом воздух подается в разгрузочный рукав. Далее открывается кран разгрузочного узла и начинается разгрузка. В процессе разгрузки производится периодическое открытие кранов аэрации и поддува. Об окончании разгрузки свидетельствует резкое падение давления в цистерне до нуля.
Цементовоз автомобильный предназначен для механизированной загрузки бестарного цемента из складов силосного и напольного типов крытых железнодорожных вагонов вагонов–цементовозов и транспортировки на склад потребителя.
Возможность работы от КОМ (коробки отбора мощности) электро и дизельного двигателя. Комплектация АБС и запасным колесом.
Автоцементовоз позволяет производить следующие операции:
- вакуумную самозагрузку из складов и крытых вагонов;
- гравитационную и пневматическую загрузку из складов – силосов;
- пневматическую перегрузку цемента из вагона – цементовоза в
- разгрузку в склады потребителя силосного и другого типов при
помощи собственной компрессорной установки;
- то же при помощи постороннего компрессора;
- доставку (перевозку) цемента по назначению
Анализ уровня техники в области машин заданного типа. Исследовательская часть проекта (патентная проработка). Выбор прототипа.
Рисунок 2.1 цементовоз Т-20
Отличительной особенностью цементовоза Т-20 является отсутствие рамы. Также в изделии используется цистерна оригинальной конструкции представляющая собой две соединенные под углом 400 емкости.
Загрузка цементовоза осуществляется через загрузочные горловины в верхней части цистерны. Разгрузка производится пневматическим способом с помощью установленного на полуприцепе компрессора или от внешнего компрессора через разгрузочный рукав.
Управление разгрузкой осуществляется с помощью крана разгрузочного узла и кранов подачи воздуха к узлу аэрации инжектору и трубопроводу поддува. Кран разгрузочного узла открывает подачу материала в разгрузочный рукав. Кран аэрации открывает подачу воздуха к разгрузочному узлу в результате чего выгружаемый материал приводится во взвешенное состояние. Кран инжектора подает воздух в разгрузочный рукав. Кран трубопровода поддува открывает подачу воздуха к щелевым соплам в передней и задней частях цистерны для облегчения подачи материала к разгрузочному узлу. Разгрузка начинается с включения компрессора и создания давления в цистерне 08-1 кгссм2 контролируемого по манометру. После набора давления открывается кран инжектора при этом воздух подается в разгрузочный рукав. Далее открывается кран разгрузочного узла и начинается разгрузка.
В процессе разгрузки производится периодическое открытие кранов аэрации и поддува. Об окончании разгрузки свидетельствует резкое падение давления в цистерне до нуля.
Для удобства и безопасности обслуживания имеется лестница и огражденная площадка.
Масса перевозимого грузат20
Вместимость полная (объем)м317
Производительность пневморазгрузкитмин05
Удельный расход электроэнергии при пневморазгрузкекВтч063
Максимальная дальность подачи материала не менее в том числе:м32
- по вертикали не менеем15
Мощность электродвигателя компрессоракВт18
Производительность компрессора по воздухулмин7000
Рабочее даление в цистерне не болееМПа012
Полная масса не болеекг25800
Габаритные размеры:
В качестве прототипа выберем автоцементовоз БЦМ-50 на базе УРАЛ-55571-30 так как он наиболее схож по конструктивным соображениям с автоцементовозом который необходимо рассчитать в данном курсовом проекте.
Рисунок 2.2 Автоцементовоз БЦМ-50
Рисунок 2.3 Автоцементовоз БЦМ-50
Технические характеристики
Рекомендуемые шасси УРАЛ-55571-30 УРАЛ-55571-40 КАМАЗ- 43118
Грузоподьемность кг 10000
Полезный объем м3 8.8
Полная масса цистерны кг 21075
Производительность пневморазгрузки тмин (м3мин) 1.1 + 0.1 (0.95 + 0.1)
Производительность пневмосамозагрузки при подаче по резинотканевому рукаву длиной 8 м тмин (м3мин) 0.6 + 0.1 (0.52 + 0.1)
Масса снаряженного полуприцепа кг 11075
Распределение полной массы цистерны:
- на переднюю ось кг 5445
- на заднюю тележку через оси кг16000
Дальность подачи м 32
Макс. угол подъема цистерны град 45
Привод подъема гидроцилиндр
Габаритные размеры цементовоза БЦМ-50
Компрессор цементовоза БЦМ-50
Тип привода гидравлический от КОМ тягача
Подъемный цементовоз БЦМ-50 используется для перевозки цемента и других пылевидных и порошкообразных материалов исключая токсичные и ядовитые по автомобильным дорогам 1-3 категорий.
Описание конструкции принципиальной кинематической схемы машины.
Цементовозы представляют собой специализированные автопоезда состоящие из седельных тягачей и полуприцепов-цистерн. Система разгрузки цементовоза — пневматическая от сжатого воздуха поступающего от компрессора который имеет привод от двигателя автомобиля-тягача
Рисунок 3.1 Схема пневматической разгрузки-загрузки автоцементовоза
Компрессор 7 подает сжатый воздух через влагомаслоот-делитель 8 к воздухораспределителю 11 затем через кран 9 по трубопроводу 6 к аэроднищу 14 а по трубопроводу 4 через кран 2 к форсунке 1 разгрузочного патрубка 3. В обратном направлении цемент не может перемещаться благодаря клапанам 5 и 10.
Аэроднище представляет собой лоток закрытый слоями пористой хлопчатобумажной ткани 13 уложенной на металлическую сетку 12. Проникая через эту сетку и слои ткани сжатый воздух дробит цемент на мелкие струйки и смешиваясь с ним придает ему текучесть. Выходя затем через разгрузочный патрубок 3 и форсунку 1 воздух увлекает за собой цемент и подает его по шлангу к месту назначения.
Определение основных параметров машины и рабочего оборудования
1 расчет технологических параметров
1.1 Расчет геометрических параметров компрессора
У пластинчатого компрессора обычно отсутствуют клапаны; своевременное начало сжатия нагнетания обратного расширения и всасывания достигается в результате соответствующего расположения кромок нагнетательного и всасывающего окон. Положение верхней кромки всасывающего окна (угол 1) выбирают так чтобы разобщение ячейки со всасывающим патрубком про исходило в тот момент когда объем ячейки достигает максимального значения. Положение нижней кромки всасывающего окна (угол 4) выбирается из условия равенства давления газа в ячейке и во всасывающем патрубке в начальный момент всасывания. Для нагнетательного окна положение верхней кромки (угол 2) должно быть выбрано так чтобы давление в ячейке и в патрубке в начальный момент нагнетания было бы равным положение нижней кромки окна должно соответствовать минимальному значению объема ячейки.
Рассмотрим закон применения объема ячейки в зависимости от угла поворота ротора.
Рисунок 4.1 Конструктивная схема пластинчатого компрессора
Найдем объем ячейки по формуле согласно [3]
Где - площадь поперечного сечения ячейки м2;
Найдем площадь поперечного сечения ячейки согласно [3]
где – угол между двумя соседними пластинами =03рад;
R – радиус цилиндра R=026 м;
е – эксцентриситет е=0031м;
Тогда объем ячейки равен
Найдем давление газа в ячейке при угле поворота ротора равным рад согласно [3]
Где р01 – давление газа во всасывающем патрубке р01=1 атм
Полную высоту пластины найдем по формуле согласно [3]
Эксцентриситет определяется из условия согласно [3]
Глубина паза согласно [3]
Длина ротора согласно [3]
Площадь кольца согласно [3]
Тогда всасываемый объем за один оборот будет равен
1.2 Расчет пневмотранспортного оборудования цементовоза
Основными данными которыми должны задаваться для расчета пневмотранспортного оборудования являются:
Грузоподъемность цементовоза на базе МАЗ 6303 М=12000 кг
Эксплуатационная производительность пневмотранспорта Gэ=1200 кгмин
Высота транспортирования цемента по трубопроводу h=15 м
Дальность транспортирования цемента по трубопроводу L=32 м
Максимально допустимое избыточное давление в смесительной емкости рм=80 кгсм2 (выбирается из конструктивных соображений)
Определение технической производительности установки
Максимальная концентрация смеси цемента с воздухом определяется
где Lпр – приведенная длина транспортного трубопровода Lпр=47 м
Техническая производительность определяется по формуле согласно [4]
Где V – общий объем емкости м3
Vц – объем занимаемый плотным цементом м3
Рм – максимальное абсолютное давление в емкости рм=81 кгсм2
Т – температура воздуха Т=310°К
R - универсальная газовая постоянная воздуха R=2927
- удельный вес цемента =1000 кгм3
- удельный вес воздуха =12 кгм3
Определение требуемой производительности компрессора
Общий весовой расход воздуха на пневмотранспортирование цемента находим по формуле согласно [4]
Расход воздуха необходимого для заполнения емкости. Освободившейся от цемента определяется по методике к.т.н И.С. Сегаля :
Производительности компрессора необходимая для пневморазгрузки емкости определяется по формуле согласно [4]
Где – коэффициент снижения подачи воздуха компрессором при увеличении рабочего давления в емкости
Этот коэффициент для воздуха равен согласно [4]
Определение диаметра транспортного цементопровода
Диаметр цементопровода может быть определен из уравнения согласно [4]
Определение удельного расхода воздуха на аэрацию цемента в емкости
Удельный расход воздуха qн при нормальных условиях в случае наклонно расположенной пористой перегородки может быть определен из экспериментальной зависимости
Где α – угол естественного откосааэрированного цемента или угол наклона аэролотка α=10° тогда
Удельный расход воздуха при максимальном давлении в емкости находится по формуле согласно [4]
Где р – абсолютное атмосферное давление атм
Удельный расход аэрирующего воздуха при нормальных условиях в случае горизонтально расположенной пористой перегородки может быть определен по формуле согласно [4]
Где dср – средний диаметр частиц определяемый по формуле согласно [4]
Где s – удельная поверхность для портландцемента марки «300»
Определение производительности аэролотков (по цементу)
Производительность аэролотков находится по формуле:
Где В – ширина пористой перегородки аэролотка м
hа – высота аэрированного слоя цемента м ha=005÷01
γа – насыпной вес аэрированного цемента кгм2
u – скорость течения цемента по аэролотку
Где i – уклон аэролотка %
Rг – гидравлический радиус сечения лотка в аэролотке
Где q изменяется в диапазоне от qн до qм
Насыпной вес аэрированного цемента равен согласно [4]
Где – пористость расширенного слоя цемента при найденном расходе воздуха q:
Где н – пористость насыпного цемента
Высота остаточного слоя цемента остающегося на аэролотке после работы:
Подставим найденные значения
Определение общей площади пористой перегородки
Расход воздуха на продувочную форсунку по экспериментальным данным принимаем равным 10-15 % от общего расхода воздуха. Или
Площадь пористой перегородки определяется по формуле согласно [4]
1.3 Определение мощности компрессора
Требуемую мощность компрессора определим по формуле согласно [4]
Где р1 – начальное давление нсм2 ;
р2 – конечное давление нсм2 ;
n – показатель политропы
V1 – объем сжимающего воздуха м3ч;
2 Конструктивный расчет
2.1 Расчет на прочность цистерны
Расчет будем производить согласно ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
1 Пробное давление Рп определим по формуле согласно [4]
Где Р – рабочее давление Р=11 МПа
[]20 – допускаемое напряжение для углеродистых сталей при температуре 20 °С []20=154 МПа
[]100 – допускаемое напряжение для углеродистых сталей при температуре 100 °С []100=149 МПа
Принимаем Рп=14 МПа.
2 Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям =1
3 Коэффициент прочности сварного шва φр для длины от 10 до 50 % контролируемых швов при стыковой сварке выполняемой автоматической и полуавтоматической сваркой с одной стороны с флюсовой подкладкой.
4 Прибавка к расчетной толщине стенки цистерны
Где с1 – прибавка для компенсации коррозии
где V – скорость коррозии V=0075 ммгод
с2 – прибавка для компенсации минусового допуска на лист
с3 – прибавка технологическая (на утоньшение стенки при вытяжке)
5 Расчетная толщина стенки цистерны
Где D – диаметр внутренней поверхности цистерны
φ – коэффициент прочности сварного шва φ=10
6 Толщина стенки с учетом прибавки с
Из расчета толщины стенки цистерна изготавливается из листа толщиной 85 мм удовлетворяет требованиям прочности по ГОСТ 14249-89.
7 Допускаемое внутреннее напряжение
Где [] – допускаемое напряжение при расчете для условий гидравлических испытаний
Где Re – предел текучести при температуре стенки 20°С Re=250 МПа
nт – коэффициент запаса прочности по пределу текучести nт=11
– поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям =10
Тогда допускаемое напряжение будет равным:
Пробное давление равное 142 МПа меньше допускаемого избыточного равного 182 МПа.
Эскизное конструирование машины. Обоснование компоновочных решений.
Целью данного курсового проекта была разработки автоцементовоза с полезным объемом цистерны 6 м3. За базовую модель тягача был выбран МАЗ-6303 с колесной формулой 6х4 и максимальной грузоподъемностью 20000 кг. Для реализации задуманного необходимо спроектировать цистерну подобрать компрессор.
Внутри цистерны под углом 50° с двух сторон приварены откосы образующие в нижней части цистерны желоб в который укладывается съемный аэролоток. Он состоит из короба внутри которого закладывается металлическая решетка. Решетка регулирует подачу воздуха по аэролотку и служит опорой для мягкой пористой перегородки. Аэролоток крепится по краям к цистерне. В верхней части цистерны имеется монтажный люк.
В нижней части цистерны крепится разгрузочный патрубок с краном продувочной форсункой и шаровой головкой служащей для быстрого крепежа гибкого цементопровода. Кран служит для регулирования производительности и быстрой остановки разгрузки цистерны а также для создания давления в цистерне.
Цистерна имеет уклон 6-8° в сторону разгрузки. Для обеспечения загрузки-выгрузки цемента цементовоз снабжается пластинчатым компрессором с приводом от ДВС через коробку отбора мощности карданный вал и клиноременную передачу. Для очистки нагнетаемого воздуха от влаги и масла имеется влагомаслоотделитель.
В послесоветское время заметно снизилось применение автоцементовозов. Это обусловлено тем что автоцементовоз неэффективен и экономически невыгоден при транспортировке цемента на расстояние более 200 км. В Республике Беларусь хорошо развита сеть железных дорог и поэтому более рационально перевозить цемент на железнодорожном транспорте. Но все же если нам надо перевезти небольшое количество цемента на расстояние не более 200 км лучшим вариантом будет использовать автоцементовоз.
В данной курсовом проекте был разработан автоцементовоз с полезным объемом цистерны 6 м3 на базовом автомобиле МАЗ 6303.