Шнекороторный снегоочиститель на базе трактора Т-150
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?роизводительность снегоочистителя, т/ч; vе - переносная скорость ротора, м/с, равная скорости движения агрегата; k3 - коэффициент заполнения ротора; kр - коэффициент отношения длины ротора к его диаметру; r - плотность материала (снега), кг/м3; mр - количество роторов в снегоочистителе.
Определение конструктивных параметров
Исходные данные для расчета: снегоочиститель должен иметь исполнение, соответствующее параметрам трактора Т-150; дальность отбрасывания снега для дорожного исполнения 30 м (по прототипу ДЭ-226), производительность снегоочистителя в аэродромном исполнении - не менее 1000 м3/ч; нормальные условия работы снегоочистителя - в снеге плотностью до 0,3 г/см3; рабочий орган должен обеспечить разработку слежавшегося снега плотностью до 0,5 г/см3, высота разрабатываемого слоя снега до 1,0 м; рабочая скорость снегоочистителя - 5,1 км/ч (данные трактора).
Принимаем схему с одним ротором. Гидропривод от одного двигателя.
Грубо потребная мощность может быть оценена по формуле
(3.3)
где Q - часовая производительность снегоочистителя, т/ч; L - дальность отбрасывания снега ротором, м, L= 30 м.
По таблице 3.5 выбираем плотность снега 0,25 г./см3, или 0,25 т/м3. Тогда весовая производительность снегоочистителя составит Q = 250 т/ч. Подставляя значения в формулу (3.3), определяем мощность для привода ротора
кВт.
Ротор и двух шнековый питатель приводятся от одного двигателя.
Задавшись коэффициентом отношения диаметра ротора к его длине, по формуле (3.2) определяем диаметр ротора при параметрах:
vе = 5,1 км/час = 1,4 м/с - поступательная скорость ротора, равна скорости движения трактора Т-150 на первой задней передаче;
kз = 0,3 при максимальной плотности снега, подаваемого к ротору r = 0,3 г/см3;
kр = 0,375; mр = 1:
Принимаем диаметр ротора 960 мм. Ширина ротора определяется коэффициентом kр = 0,5. Тогда ширина ротора 0,325 960 = 325 мм. Принимаем 400 мм.
Поскольку высота убираемого снега по техническому заданию должна быть не менее 1000 мм, то с учетом сгруживания снега перед шнековым питателем принимает диаметр шнековой фрезы 440 мм. Шнек - однозаходный с шагом 460 мм. Принимаем два шнека с зазором между ними 200 мм.
Мощность, расходуемую на привод шнекового питателя, определим по формуле, рекомендованной ВНИИземмаш для практических расчетов
, (3.4)
где Nф - мощность на привод шнековой фрезы, л.с.; Q - производительность снегоочистителя, т/ч; ve - окружная скорость шнекового питателя, м/с.
Производительность шнекового питателя равна производительности ротора, Q=250 т/ч. Пусть на один шнек приходится половина производительности - 122 т/ч. Зададимся угловой скоростью вращения шнековой фрезы n = 250 об/мин. Тогда окружная скорость фрезы vф = (pn)/30 (Dф/2) = (3.14 250)/30 (0,44/2) = 5,7 м/с. Подставляя значения в формулу (3.4), получаем для одного шнека
или 3,6 кВт.
Тогда на два шнека необходима мощность 7,2 кВт.
Таким образом, для привода снегоочистителя необходима мощность 62,5 + 7,2 = 69,7 кВт. С учетом к.п.д. привода - 88 кВт. Мощность, снимаемая с ВОМа или с гидросистемы трактора ХТЗ-150К-09, составляет 80% от номинальной мощности, что составляет 96 кВт. Мощности достаточно. Однако плотность снега, равная 300 кг/м3, является почти предельной для работы снегоочистителя.
Проверим производительность шнекового питателя. Чтобы избежать уплотнения снега шнеками, их скорость вращения должна определяться условием [5].
(3.5)
где q - фактически транспортируемое шнеком количество снега, приходящегося на один шнек, т/ч, q = 250/2 = 125 т/ч;
dшн - диаметр шнека, м, dшн = 0,44 м;
tшн - шаг шнека, м, tшн = 0,46 м;
dв - диаметр вала шнека, м, dв = 0,1 м;
r - плотность снега, г/см3; r = 0,3 г/см3;
lшн - безразмерный коэффициент, характеризующий проскальзывание транспортируемого снега относительно шнека, lшн = 0,8.
Подставляя значения в формулу (3.5), получаем
Фактическая скорость вращения шнека 250 об/мин. Таким образом, производительность шнекового питателя достаточная. Уплотнения снега при работе снегоочистителя происходить не будет.
Угловая скорость ВОМ = 1000 об/мин. Таким образом, необходим редуктор. Примем передаточное отношение редуктора 4. Редуктор - конический и цилиндрический, поскольку вал шнека вращается поперек направления движения трактора, а оси вращения шнеков смещены относительно вала ротора.
На рисунке 3.2 показана схема привода снегоочистителя. Ротор установлен на валу на шлицах. Направление навивок шнеков - противоположное, чтобы снег транспортировался к центру шнеков к окну для подачи на ротор. Подача снега от шнеков к ротору осуществляется надвиганием снегоочистителя.
Рисунок 3.2 - Схема привода снегоочистителя
шнекороторный снегоочиститель трактор уборка
3.4 Конструктивный расчет шлицевого соединения
В качестве примера приведем прочностной расчет шлицевого соединения вала редуктора и шнека (рисунок 3.3).
Исходные данные:
Мощность, предаваемая одним шнеком, Nш = 7,2/2 = 3,6 кВт;
Диаметр шнека, dш = 0,44 м;
Частота вращения шнека, nш = 250 об/мин.;
Диаметр вала, dв = 36 мм;
Параметры соединения - d-8х36Н7х40Н ГОСТ 1139-980.
Боковые поверхности зубьев шлицевого соединения работают на смятие, а основание их - на изгиб и срез. Решающее значение имеет расчёт на смятие:
, (3.6)
где M кр - наибольший крутящий момент, передаваемый соединением;
y - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий по рабочим поверхностям зубьев (принимаем y = 0,75 по [6]);= 0,8 h z - пло