Нахождение воздействующих сил. Расчёт шнекового механизма асфальтоукладчика

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 20Следующая ⇒

3.2 Нахождение воздействующих сил

Единственная нагрузка, действующая на вал и лопасти шнекового механизма, это сила сопротивления смеси осевому смещению.

Средняя плотность асфальтобетонной смеси: ρ = 2200 кг/м³.

Объём шнековой камеры:

V_к = (D - d) * (L - l) = (380 - 60) * (4500 - 660) = 0.54 м³,

где: D – диаметр шнекового механизма;

   d – диаметр вала шнекового механизма;

L – общая длина шнекового механизма,

l – длина двух шнеков.

Объём, занимаемый лопастями в камере шнекового механизма, составляет около

10% от общего объёма камеры.

V_c = V_к * 0,9 = 0,54 * 0,9 = 0,486 м³,

где: V_к – объём камеры; V_к = 0.54 м³;

     k – коэффициент, учитывающий объём лопастей и «перьев» в камере,

 k = 0.9.

Масса смеси:

М_с = V * ρ = 0,486 * 2200 = 1069 кг.

Силы, действующие на шнековый механизм:

- радиальная (Fr);

Fr = m * g = 1069 * 9.81 = 11.5 кН*м;

где: m – масса смеси, (m = 1069 кг);

g – ускорение свободного падения; g = 9.81 м/с²;

- осевая (N);

N = k * m * g = 0.65 * 1069 * 9.81 = 6.8 кН*м;

где: k - коэффициент сопротивления смещению смеси, k = 0,65.

- окружная (Q);

Q = Fr * tg28° = 11.5 * 0.62 = 7.2 кН*м.

где: α – угол наклона лопасти шнека к перпендикуляру оси вала.

3.3 Расчёт шнекового механизма асфальтоукладчика

3.3.1 Нахождение нагрузок, действующих на шнеки

Оба шнека асфальтоукладчика АСФ-К-3-02 являются абсолютно идентичными, и нагрузка действующие на них равны. Поэтому данные, полученные при расчёте одного шнека также применимы ко второму.

На расчётную схему расставляем осевые и радиальные силы, действующие на механизм (рис. 53). Для проведения расчёта на схеме меняем опоры на шарнирные.

Далее проводим статический расчёт и находим крутящий момент (М_x), момент инерции относительно оси Z (М_z), момент инерции относительно оси Y (М_y) и приведённый момент (М).

Крутящий момент находится путём умножения окружной силы Q на плечо её действия, т.е. на радиус шнекового механизма.

Моменты инерции Mz и My находятся через систему статических уравнений равновесия механизма.

Приведённый момент равен квадратному корню из суммы квадратов Mz и My.

Рисунок 53 – Расчётная схема и эпюры моментов кручения и крутящих моментов, действующих на шнек асфальтоукладчика АСФ-К-3-02

1) Сумма моментов М_x., действующих по оси Х:

М_x = Q * a = 7.2 * 0.19 = 1.36 кН*м.

2)  Сумма моментов М_z, действующих по оси Z:

∑М_а = 0;

Fr * l - R_c * 2l = 0;

R_b = Fr * l / 2l = 11.5 * 0.96 / 2 * 0.96 = 5.72 кН.

∑М_b = 0;

-Fr * l + R_a * 2l = 0;

R_a = Fr * l / 2l = 11.5 * 0.96 / 2 * 0.96 = 5.75 кН.

∑Y = 0;

R_a - Fr + R_c = 0;

5.75 – 11.5 + 5.75 = 0;

0 = 0.

Участок 1. 0 ≤ Х₁ ≤ 0.96 (м);

M_z = R_a * x₁Ι₀ = 0Ι_0.96 = 5.52 кН*м.

Участок 2. 0 ≤ Х₂ ≤ 0.96 (м);

M_z = R_b * x₂Ι₀ = 0Ι_0.96 = 5.52 кН*м.

3)  Сумма моментов М_y., действующих по оси Y:

∑М_а = 0;

Q * l - R_c * 2l = 0;

R_b = Q *l / 2l = 7.2 * 0.96 / 2 * 0.96 = 3.6 кН.

∑М_b = 0;

-Q₁ * l₁ + R_a * 2l = 0;

R_a = Q * l / 2l = 6.8 * 096 / 2 * 0.96 = 3.6 кН.

∑Y = 0;

R_a - Q + R_c = 0;

3.6 – 7.2 + 3.6 = 0;

0 = 0.

Участок 1. 0 ≤ Х₁ ≤ 0.96 (м);

M_y = R_a * x₁Ι₀ = 0Ι_0.96 = 3.47 кН*м.

Участок 2. 0 ≤ Х₂ ≤ 0.96 (м);

M_y = R_c * x₂Ι₀ = 0Ι_0.96 = 3.47 кН*м.

4) Суммарный момент M, действующий на левый шнек:

M = (M²_z + M²_y)^1/2 = (5.52² + 3.47²)^1/2 = 6.6 кН*м.

где: М_z, - сумма моментов действующих по оси Z;

  М_y - сумма моментов., действующих по оси Y.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов