Расчет основных параметров рабочих органов машины Для строительства асфальтобетонных покрытий
Исходными параметрами для расчета являются: ширина и толщина укладываемого слоя покрытия, необходимый темп производства работ, параметры, характеризующие свойства укладываемого материала. Расчет предусматривает: определение технической производительности и
параметров отдельных рабочих органов, выполнение тягового расчета в рабочем и транспортных режимах, определение кинематических параметров гидросистемы и мощности. Затем выполняют расчет на прочность и надежность.
Производительность (т/ч) пластинчатого питателя
П = Fvp0k, ka, (13.32)
где F — площадь сечения материала, ограниченная высотой подъема заслонки, м2; v — скорость движения скребковой цепи питателя, v = 0,5^-0,6 м/с; р0 — насыпная плотность укладываемой смеси, с0 = 1,8 т/м3; к, — скоростной коэффициент производительности, kr = 0,8; ky — коэффициент уплотнения смеси, ку = 1,05.
Площадь (м2) сечения материала определяют исходя из заданной производительности:
F = П/ (vp0ktky) . (13.33)
При заданной ширине питателя определяют высоту поднятия заслонки (м):
h = F/B, (13.34)
3 ‘ п ’
где Вп — ширина питателя.
Производительность (т/ч) распределяющего шнека
Пш =36QQD? itmnp0kiki (13.35)
где Ош — диаметр шнека, Dm = 0,2-^0,4 м; tm — шаг шнека, tm ~ Dj п — частота вращения шнека, п = 70-^80 с’1; kn — коэффициент снижения производительности вследствие проскальзывания и прессования материала, kn = 0,9; ks~ коэффициент заполнения сечения, k3 = 0,7.
Производительность (т/ч) укладчика непрерывного действия
/7 = В h v р k, (13.36)
у с г, у~к в ’
где Вс — ширина слоя, м; hc — толщина укладываемого слоя, м; v —
рабочая скорость укладчика, м/ч; рк — насыпная плотность уплотненного материала, т/м3; k — коэффициент использования рабочего времени, k = 0,8. ‘
в
Возможную ширину укладки (м) определяют, задаваясь рабочей скоростью и толщиной укладки:
В = П /(hv р k ) . (13.37)
С у С у К в
Тяговый расчет выполняют для установления развиваемого приводом асфальтоукладчика тягового усилия, необходимого и достаточного для преодоления сил сопротивлений, возникающих при работе машины:
(13.38) |
Т > SW, где SW = W + W„+W+W
с ’ с I 2 3 4
Суммарная сила сопротивления передвижению складывается из сил сопротивлений: передвижению самого асфальтоукладчика трению рабочих органов по укладываемой смеси W2; перемещению перед рабочими органами асфальтоукладчика призмы смеси W3 и перемещению от толкания самосвала W4.
Сила сопротивления передвижению асфальтоукладчика в рабочем режиме определена выше.
Сила сопротивления трению рабочих органов по укладываемой смеси
(13.39)
где Оро~ сила тяжести рабочих органов и механизмов, воспринимаемая покрытием через выглаживающую плиту, Н; / — коэффициент трения скольжения рабочих органов по укладываемой смеси.
(13.40) |
Сила сопротивления перемещению призмы смеси перед рабочими органами укладчика
W=G/u,
3 пр~ пр
где Gnf — вес призмы смеси, Н; jU — коэффициент внутреннего трения укладываемой смеси, ц = 0,8.
Вес призмы (кН)
(13.41)
где Нп — высота призмы, м.
С? ила сопротивления передвижению при толкании самосвала
(13.42) |
W4=(Ga + Gj(fK±i) ,
где Ga — вес заправленного самосвала, Н; Ga6 — вес смеси в кузове в момент начала выгрузки, Н; / — коэффициент сопротивления перекатыванию колес самосвала, / = 0,02+0,03.
* К
Так как коэффициент сопротивления перекатыванию колес с жесткими шинами по щебеночному основанию может быть выше и действительный вес самосвала может превысить конструктивный, принимают fK = 0,06. Принимают также, что максимальный угол продольного уклона
дороги при работе на рабочих режимах равен 6°, при транспортных переездах — 10°. Коэффициент сопротивления перекатыванию колес машины в этом случае / = 0,03.
Суммарное тяговое усилие по сцеплению
Ш <Р (р, (13.43)
СЦ СЦ’СЦ ’
где Р — нагрузка, приходящаяся на ведущий мост в рабочем режиме на различных уклонах, Н; <рсц — коэффициент сцепления ведущих колес с основанием, для щебеночного или асфальтобетонного основания ер = 0,3-5-0,5.
сц „
Общая мощность складывается из мощности, необходимой на привод питателей Nг шнека Nr трамбующих брусьев N3, вибрационных плит
EN. = n/Nl + n2N2 + n3N3 + n4N4 , (13.44)
где пґ п, п3, п4~ число соответственно питателей, шнеков, трамбующих брусьев, вибрационных плит.
Мощность привода питателей (кВт)
N,= WvkJ 1000 , (13.45)
где W — сила сопротивления перемещению смеси и цепей со скребками, Н; v — скорость движения цепи, м/с, v = 0,5+0,6 м/с; kd — коэффициент динамичности, принимают kd — 1,2+1,3.
Сила сопротивления перемещению
W=bhL(opgg, (13.46)
где b — ширина питателей, м; h3 — высота щели под заслонкой, м; L — длина питателя, м; — коэффициент сопротивления транспортированию, принимают со = 0,2+0,3.
Мощность привода распределяющих шнеков (кВт)
N2= allLcO’gKj 1000, (13.47)
где а — коэффициент, учитывающий расход смеси, а = 0,6; Я — производительность шнеков, кг/с; L — максимальный путь перемещения смеси, м; со/ — коэффициент, характеризующий свойства смеси, а>х — 5; в формулу введен коэффициент запаса Кз = 1,5, учитывающий возможный подпор смеси под действием питателя.
Мощность привода трамбующего бруса расходуется на преодоление сил трения об асфальтобетонную смесь и выглаживающую плиту, а так
же на преодоление сил сопротивления среды при ее уплотнении подошвой трамбующего бруса.
Сила трения (Н) трамбующего бруса об асфальтобетонную смесь при его возвратно-поступательном движении
Fmp^=Wnpf,, (13.48)
где W — сила сопротивления перемещению призмы смеси перед брусом без учета влияния части смеси, увлекаемой отражательным щитом, Н; /, " коэффициент трения бруса по смеси, f= 0,5-Ю,6.
Сила сопротивления перемещению призмы смеси (Н)
W = G и, (13.49)
пр пр ~ пр ‘
где G — вес призмы смеси, Н; рпр — коэффициент внутреннего трения
укладываемой смеси, р, = 0,7-0,8.
Вес смеси, находящейся перед брусом (кН):
G =bh L о„п (13.50)
пр пр nf^O 4
где hnp — высота призмы, м; Lnp — длина призмы, м.
Сила трения о выглаживающую плиту (Н)
F = (S + W )[, , (13.51)
ПР 4 ПР ПГ 1 бр ’ 4 ‘
где Snp — усилие поджатия пружины, Н; / — коэффициент трения трамбующего бруса о плиту, / = 0,2-J-0,3.
Суммарное сопротивление трению (Н)
F — F,+F. (13.52)
тр трамб пл
Работа суммарной силы трения за один оборот вала привода
А = 4eF, (13.53)
тр ’ ‘
где е — эксцентриситет вала привода трамбующего бруса, е = 0,005-Ю,007 м.
Удельное сопротивление смеси при движении бруса вниз при малой его ширине принимают постоянным, что равно давлению под кромкой выглаживающей плиты р = 0,01 МПа. Суммарная сила воздействия бруса на смесь при его движении вниз (Н)
P = p, F6p, (13.54)
гДе Fбр — площадь контакта трамбующего бруса со смесью, м2, Fgp ~ bd {d — ширина кромки борта бруса, d ~ 0,015 м).
Смесь частично уплотняется скосом плиты, поэтому ширину рабочей кромки принимают равной толщине ножа d = t.
Работа уплотнения смеси (Нм) за один оборот вала привода
А = 4еР. (13.55)
ЦП ‘ ‘
Суммарная работа (Нм)
А — А + А. (13.56)
тр цп ‘ ‘
Мощность, расходуемая на работу трамбующего бруса (кВт):
N3= /Зпбр/1000, (13.57)
где — коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки за счет инерции бруса, /3 = 1,3+1,4; пб — частота вращения вала привода бруса, п, =25+35 об/с.
Р t п
Мощность привода виброплиты и вибробруса (кВт) определяют по эмпирической формуле
N=k, F. (13.58)
4 уд в. пл
где kyd — эмпирический коэффициент, й^=1,2 + 1,6 кВт/м2; F — площадь контакта виброплиты с асфальтобетоном, Fem = 1пяЬпл (I — длина плиты, м; bnj — ширина плиты, м).