Обоснование темы дипломного проекта

 

с^-1;

 

       Таким образом  мощность на поддержание колебаний  будет:

 

кВт;

 

       Определяем мощность, необходимую на преодоление трения в цапфах:

 

                                                                                   (2.3.7)

 

где f = 0,06 – коэффициент  трения качения подшипников;

       P = 150 кН– вынуждающая  сила всех дебалансов;

       d = 130 мм – диаметр вала;

 

кВт;

 

        Определяем мощность, необходимую для разгона дебалансов:

 

                                                                              (2.3.8)

 

где I = 1,0269– момент инерции;

       t = 3с– время разгона дебалансов;

 

кВт;

 

       Мощность  необходимая для привода вибратора  будет равна:

 

кВт;

 

       Таким  образом, мощность необходимая  для работы катка будет равна:

 

кВт;

 

       Номинальная мощность двигателя, установленного на катке – А-01М

 N_н = 95,5кВт. Следовательно, мощности двигателя хватает для работы катка.

 

              2.4 Расчет технической производительности катка

 

       Производительность  катка определяется по формуле:

 

                                                                   ;                                                        (2.4.1)

 

где В = 2м – ширина уплотняемой полосы;

      A = 0,25 - ширина перекрытия укатываемой полосы ;       

      Vср – средняя скорость движения катка, км/ч

       n – число проходов катка по одному месту: для крупнозернистого      

       асфальтобетона  – 4…6: для мелкозернистого – 4…12;

    

       Определяем  среднюю скорость движения катка:

 

                                                                      ;                                                (2.4.2)

 

   где L =24м – длина укатываемой полосы;

          tдв – среднее время движения катка за один проход, с;

          t_рев – время реверсирования, равное 1…2 с.

       Среднее время движения катка за один проход определяем по формуле:

 

                                                     ;                                                           (2.4.3)

 

;

 

       Средняя  скорость катка будет равна:

 

м/c;

 

м²/ч;

2.5 Выбор гидромотора привода вибратора

 

       Определяем  крутящий момент на дебалансном  валу:

 

 

       Определяем  момент, который необходимо развить  гидромотору:

 

 

       где i =1 – передаточное число;

              η_пр – КПД привода;

       Определяем КПД привода:

 

 

       где:  η_г.пр = 0, 8– КПД гидропривода;

             η_зм = 0,98 – КПД зубчатой муфты;

             η_п = 0,99– КПД подшипников;

КПД привода будет:

 

 

Таким образом, момент который  необходимо развить гидромотору:

 

 

       Выбираем  аксиально-поршневой гидромотор  типа  310.112.00, развивающий крутящий момент 289,5 Н·м с частотой вращения 1200-2400 с^-1.

 

2.6 Расчет дебалансов

 

       Определяем  полезную площадь торца дебаланса:

 

                                                                                                                                              (2.6.1)

 

где R = 0,1м – больший радиус дебаланса (см рис.9);

       r = 0,055м  – меньший радиус дебаланса;

 

м²;

 

       Масса  неуравновешенных грузов (дебалансов) определяется по формуле:

 

                                                                                                                                                      (2.6.2)

 

где L = 0,13м – толщина дебаланса, м;

       γ  = 7860 – плотность материала, из  которого сделан дебаланс, кг/м³;

 

 

       Определяем статический момент дебаланса:

 

                                                                  ;                                                                                    (2.6.3)

 

где: r = 0,04м – эксцентриситет, то есть расстояние от оси вращения до центра        

        дебаланса, м;

 

;

 

       Значение  вынуждающей силы центробежного  вибратора определяют по формуле:

                                                                                            (2.6.4)

 

где: z = 4 – число дебалансов;

                                                                     

кН;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Рисунок 9.- дебаланс

 

 

 

2.7 Расчет тормозов вибрационного катка

    

       При  расчете тормозов катков необходимо, чтобы значение тормозного усилия, которое может быть реализовано,  ограничивалось усилием отсутствием буксования вальцов с покрытием.

                                       Рис.10 Расчетная схема предельного угла подъема

 

       Это  возможно при условии:

 

                                                    ;                                               (2.7.1)

 

где φ – коэффициент  сцепления вальцов с покрытием, равный 0,5…0,6;

      C – расстояние от оси направляющего вальца до центра тяжести катка, м;

      L – база катка, м;

      G – сила тяжести катка, Н;

      α – угол подъема.

       Тормозное усилие:

 

                                                                      ;                                                     (2.7.2)

 

Предельное значение тормозного усилия:

 

                                                                      ;                                                                                 (2.7.3)

 

                                                              ;                                                 (2.7.4)

откуда

 

                                                                            ;                                                   (2.7.5)

 

 

- это предельный угол подъема, на который может взобраться каток 

 

2.8 Техническая характеристика катка

 

       Техническую характеристику скрепера сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Техническая  характеристика катка вибрационного  ДУ-58А.

 

Наименование  показателей	Значение
1	2
1 Масса катка,т:         - с балластом        - конструктивная 2. Ширина уплотняемой  полосы, мм 3. Скорость движения, км/ч:             транспортная              рабочая 4. Частота колебаний  вибратора, Гц 5. Наибольшая вынуждающая  сила, кН 6. Габаритные размеры, мм:             длина             ширина             высота с кабиной  7. Привод на ход  катка  8. Пневмоколеса:             размер шин, мм             давление в шинах, МПа  9. Валец вибрационный:             диаметр, мм             ширина, мм 10. Двигатель:         марка         номинальная мощность, кВт         частота вращения при номинальной  мощности мин-1       удельный расход топлива, г/кВт·ч	16±5% 15±10% 2000±2%   0-16 0-6,5 25±10; 150   5850 2350 3300 гидрообъемный   320-508 0,3-0,8   1600 2000   А-01М 95,5 1700 232

                 

               3. Расчет на прочность

 

                3.1 Расчет на прочность дебалансного вала катка

 

       Выполняем проектный  расчет вала и его опор. Исходные  данные для расчета: крутящий момент на валу М_гм = 94,4Н·м; частота вращения вала n = 2000 мин^-1; на выходном конце вала установлена зубчатая муфта; материал вала сталь 45, улучшенная, σ_В = 750 МПа, σ_Т = 450 МПа. Срок службы длительный, нагрузка переменная. Разрабатываем конструкцию вала (вал изображен на рис.11.) и по чертежу оцениваем его размеры: диаметр в месте посадки подшипников d_п = 130 мм; диаметр в месте посадки дебалансов d_д =135 мм.

 

 

 

 

            Рисунок 11. – дебалансный вал

 

       В нашем примере  вал нагружен: возмущающими силами от дебалансов; крутящим моментом на полумуфте, а также, вследствие некоторой несоосности соединяемых валов,  силой F_М. Расчетная схема представлена на рис.12.

 

 

                    Рисунок 12 Эпюры изгибающих и крутящих моментов

 

Определяем допускаемую радиальную нагрузку на выходном конце вала по формуле стр.263 /1/:

 

                                                   ;                                                   (3.1.1)

 

Н;

 

       Определяем реакции  в опорах и строим эпюры  изгибающих и крутящих моментов (см.рис.9). Рассмотрим реакции от  сил действующих в вертикальной плоскости. Определяем сумму моментов действующих относительно точки А.

 

                                                   ;                                                            (3.1.2)

 

                                                   ;                              (3.1.3)

 

;

 

       Из выражения  (3.1.3) определяем опорную реакцию  R_BВ:

 

;

 

кН;

 

       Определяем сумму  моментов относительно точки  В:

 

                                                              ;                                                 (3.1.4)

 

                                        ;                                      (3.1.5)

 

;

 

       Из выражения  (3.1.5) определяем опорную реакцию  R_AВ:

 

;

 

кН;

 

       Выполняем проверку  правильности выполнения расчетов:

 

                                                                              (3.1.6)

 

 

Расчет выполнен верно.

       Рассмотрим реакции  от сил действующих в горизонтальной  плоскости:

Определяем сумму моментов действующих  относительно точки А.

 

                                                         ;                                                    (3.1.7)

 

                                               ;                                                (3.1.8)