Тяговый расчет барового выгребного устройства  

            щебнеочистительной машины.

 

Цель работы: Определение перерабатывающей способности цепного скребкового органа; определение мощности двигателя цепного скребкового рабочего органа.

 

Исходные данные:

 

Поступательная скорость перемещения

 щебнеочистительной машины                                                     V_м =0,3 м/с

Скорость тяговой цепи скребкового рабочего органа                V₂=2,45 м/с

Шаг скребков                                                                                =0,125 м

Ширина вырезки щебня                                                      B_p =4,25м

Площадь поперечного сечения вырезаемого щебня         F_ср =0,64 м²

Общая длина скребковой цепи                                            L_ц =25

Общее количество скребков на цепи                                  n_с=84

Общий вес скребковой цепи                                                        G_ц= 25,9 Кн

Площадь скребка                                                                          F_ck=0,04 м

Коэффициент полезного действия

цепного скребкового рабочего органа                               =0,9

Коэффициент запаса мощности двигателя                          К_ск = 1,15-1,2

Расчетное удельное сопротивление

балласта резанию                                                                     К₀₁=550-700 кН/м²

Коэффициент, учитывающий угол резания

для углов резания скребков)                                              =0,75-0,83

Коэффициент разрыхления загрязненного щебня                К_р=1,25-1,3

Коэффициент, учитывающий разрыхление

 шпальных ящиков                                                                       К_1.1 = 0,6-0,7

Коэффициент заполения межскребкового пространства       К₄ = 0,8-0,85

                                                    Решение.

    Определяем перерабатывающую способность цепного скребкового рабочего органа м³/с, ограниченную допустимой скоростью V₂ тяговой цепи

=0,04*0,85*2,45=0,083 м³/с

где F_ck =0,04 м² площадь скребка;  

    К₄ = 0,8-0,85– коэффициент заполения межскребкового пространства;

    V₂= 2,45 м/с – скорость тяговой цепи. 

    Мощность N_ck двигателя цепного скребкового рабочего органа должна обеспечивать преодоление всех сопротивлений, возникающих при вырезке и транспортировании загрязненного щебня и определяется суммой:

    где N_1.1, N_1.2, N_1.3, N_1.4, N_1.5 – мощности, затрачиваемые на преодоление сил сопротивления резанию P_1.1, сил трения балласта о балласт в зоне вырезки P_1.2, сил трения скребков о балласт в зоне вырезки P_1.3, сил сопротивления движению вырезанного щебня по поверхности желоба P_1.4, сил трения тяговой цепи со скребками о поверхность желобов P_1.5, соответственно, кВт;

    N_1.6 – мощность, затрачиваемая на подъем щебня от места вырезки к месту разгрузки, кВТ;

    N_1.7 – мощность затрачиваемая на разгон щебня от нулевой скорости до скорости V₂ тяговой цепи, кВт;

     =0,9 - коэффициент полезного действия цепного скребкового рабочего органа;

    К_ск =1,15-1,2- коэффициент запаса мощности двигателя;

    Р_1.1-Р_1.5 – сопротивления, возникающие при движении цепного скребкового рабочего органа, кН.

 

    Сила Р_1.1 сопротивления балласта резанию зависит от его физико-механических характеристик, конструкции, режима работы цепного скребкового рабочего органа и с достаточной точностью, может быть определена по формуле

                      

где,

 К₀₁₌550-700 кН/м²; – расчетное удельное сопротивление балласта резанию;     

 - коэффициент, учитывающий угол резания ( =0,75-0,83- для углов резания скребков);

Q_тр= 0,25 м³/с – производительность щебнеочистительной машины по разрыхленному щебню;

К_р=1,25-1,3- коэффициент разрыхления загрязненного щебня;

V₂=2,45 скорость тяговой цепи скребкового рабочего органа, м/с;

К_1.1= 0,6-0,7 – коэффициент, учитывающий разрыхление шпальных ящиков  

 

Определяем производительность щебнеочистительной машины по разрыхленному щебню

 

                       м³;

 где ,       

F_ср=0,64 м² – площадь поперечного сечения вырезаемого щебня;

     V_м=0,3 м/с – поступательная скорость перемещения щебнеочистительной машины;

К_р=1,25-1,3 – коэффициент разрыхления загрязненного щебня;

Определяем максимальное количество скребков, находящихся в резании одновременно

                     

где,

     =0,125- м шаг скребков;

B_p =4,33м -ширина вырезки щебня;

L_ц =25 м- общая длина скребковой цепи;

n_ск =84– общее количество скребков на цепи, шт;

 

Силу Р_1.2 трения балласта о балласт в зоне его вырезки определяют с учетом веса вырезанного балласта по формуле

где =16 кН/м²- удельный вес разрыхленного вырезанного балласта ;

0,8-0,85 – коэффициент трения балласта по балласту.

 

     Сила Р_1.3 трения скребков о балласт в зоне вырезки зависит от веса скребковой цепи и определяется по формуле

     где 0,4-0,45 – коэффициент трения стали по балласту;

     G_ц =25,9 Кн -общий вес скребковой цепи, 

 

              Силу Р_1.4 сопротивления балласта перемещению скребковой цепью по поверхности загруженного желоба определяют по формуле

 

= ;

      где F_ск =04 м²-площадь скребка;

             L_ж  =10 – длина рабочего желоба;

              =35- угол наклона желоба в рабочем режиме, град;

             Н_ж =5 м- высота подъема вырезанного щебня по желобу к месту разгрузки;

             К₄ = 0,8-1,0- коэффициент заполнения желоба;

              = 0,15-0,2 – коэффициент трения стали по стали при сильном абразиве.

      Силу Р_1.5 трения скребковой цепи о поверхность обоих желобов при их равной длине определяют по формуле

=

    где = 0,15-0,2 – коэффициент трения стали по стали при сильном абразиве.

 

    При неодинаковой длине желобов силу Р_1.5 определяют как сумму сил для каждого желоба.

    Мощность N _1.6 ,_, затрачиваемая на подъем вырезанного щебня определяется по формуле:                                              

                            N_1.6 =

              Мощность N _1.7, затрачиваемая на  разгон определяют по формуле

                                                        

                                          N_1.7,=

_{где φ1-коэффициент} , учитывающий долю чистого щебня в общем объеме=0,6-0,7

           Мощность N_ck двигателя цепного скребкового рабочего органа опредилим по формуле

     

 

  В качестве привода с учетом компоновки выгребного устройства принимаем два электродвигателя.

Принимаем электрический двигатель переменного тока типа 4АМ250 4УЗ мощностью 90 кВт с числом оборотов n=1480 об/мин.