5.Распределители асфальтобетонной смеси

Для распределения асфальтобетонной смеси по ширине укладываемой полосы применяют шнековые распределители.

Основным параметром шнекового распределителя является производительность П_ш , определяемая по формуле (4) и численно равная 183,75 т/ч.

Для шнеков асфальтоукладчика принимается диаметр шнека D_ш равный шагу шнека t_ш=0,3 м.

Частота вращения шнека [1] равна

, (10)

где: D_ш =0,3 м – диаметр шнека;

t_ш =0,3 м – шаг шнека;

К_пр – коэффициент снижения производительности из-за проскальзывания и прессования материала, К_пр = 0,9;

К_з – коэффициент заполнения сечения, К_з = 0,7.

об/мин.

Важным с точки зрения нормальной работы шнека являются координаты расположения шнека в шнековой камере (рисунок 6).

Анализ конструкции показывает, что координаты расположения шнека в шнековой камере практически не зависят от диаметра шнека D_ш.

Рисунок 6 – Координаты расположения шнека в шнековой камере

Расстояние от шнека до дороги H_ш=300 мм. Расстояние от шнека до отражательного щита рабочего органа А_ш=270 мм. Расстояние от шнека до переднего щита С_ш=240 мм. Расстояние от шнека до нижней кромки рабочего органа S_ш=400 мм.

6.Трамбующий брус

Масса трамбующего бруса [1] определяется по формуле:

, (11)

где: l_бр = 0,03 м – толщина трамбующего бруса (по оси движения машины);

В=3 м – ширина укладываемой полосы;

h=0,06 м – толщина укладываемого слоя;

кг/м ³ – объёмная масса уложенной смеси.

кг.

Эксцентриситет вала трамбующего бруса [1], м:

r=0,05·h, (12)

r=0,05·0,06=0,003 м.

Ход трамбующего бруса равен 5 мм.

Скорость вращения эксцентрикового вала трамбующего бруса определяется из выражения;

, (4.3) об/мин.

7.Расчет мощности двигателя

Необходимая мощность двигателя асфальтоукладчика подсчитывается как сумма мощностей, затрачиваемых на работу механизмов машины: N₁ – мощность на передвижение укладчика; N₂ – мощность на работу скребковых конвейеров; N₃ – мощность на привод распределительных шнеков; N₄ – мощность на работу трамбующего бруса; N₅ – мощность привода вспомогательных механизмов

Мощность N₁ расходуемая на передвижение асфальтоукладчика, определяется в зависимости от суммы всех сопротивлений, возникающих при движении машины:

, (13)

где: _m=0,7 – коэффициент полезного действия трансмиссии;

v=0,081 м/с – рабочая скорость передвижения машины.

кВт.

Мощность N₂ расходуется на перемещение и подъем материала, на преодоление сил трения, возникающих между слоями смеси, находящейся на скребковом питателе и в бункере:

, (14)

где: W_c – сопротивление перемещению смеси и цепи со скребками, Н

W_с=20000·l_c·h_з·L_n·f_m·₁ , где:

l_с =0,5 м – длина скребков;

h₃ =0,8 м – высота подъёма заслонки;

L_п =5 м – длина транспортера;

f_m=0,2 – коэффициент сопротивления транспортированию смеси;

= 1,8 т/м ³ – насыпная объёмная масса асфальтобетонной смеси.

W_с=20000·0,5·0,8·5·0,2·1,8=14400 Н.

v_с=14,8 м/мин=0,247 м/с – скорость движения скребков;

_с=0,9 – КПД привода питателя:

кВт.

Мощность привода распределительных шнеков N₃ определяется по формуле:

, (15)

где L_с – максимальный путь перемещения смеси. Для двух шнеков L_с=В=3 м;

_см=5 – коэффициент, характеризующий свойства смеси;

К_зп=1,2 – коэффициент запаса;

К_ш=0,6 – коэффициент, учитывающий расход смеси через распределительные шнеки;

_ш=0,9 – КПД привода шнека.

кВт.

Мощность привода трамбующего бруса N₄ расходуется на преодоление сил трения бруса об асфальтобетонную смесь и выглаживающую плиту, а так же на преодоление сил сопротивления смеси при ее уплотнении подошвой трамбующего бруса (рисунок 7)

Рисунок 7 – Схема сил, действующих на трамбующий брус

Сила трения трамбующего бруса о выглаживающую плиту равна:

,

где: W^’'₂ – сопротивление перемещению призмы перед брусом (без влияния части смеси, увлекаемой отражательным щитом);

S_пр – давление поджимной пружины.

Без большой погрешности расчет можно упростить, не учитывая давление пружины, но подставить полное значение W₂=1752 Н

Таким образом:

,

где: =0,2 – коэффициент трения трамбующего бруса о плиту,

Н.

Сила трения трамбующего бруса об асфальтобетонную смесь при его возвратно-поступательном движении;

,

где: =0,5 – коэффициент трения скольжения рабочих органов по смеси,

Н.

Суммарное сопротивление сил трения равно:

,

Н.

Работа суммарной силы трения за один оборот вала привода трамбующего бруса:

А_тр=4·F_тр·r_бр,

где: r_бр – эксцентриситет вала привода трамбующего бруса,

r_бр=0,05·h,

r_бр=0,05·0,06=0,003 м,

А_тр=4·1226,4·0,003=14,7 Дж.

Удельное сопротивление со стороны смеси при движении бруса вниз при малой ширине бруса можно принять постоянным и равным P₁, то есть равным давлению под передней кромкой выглаживающей плиты. Тогда суммарная сила давления бруса на смесь при его движении вниз равна

Р=Р₁·F_бр ,

где: Р₁=10000 Па;

F_бр=В·l_бр,

где: l_бр=0,03 м – ширина кромки ножа бруса. Так как частично уплотнение происходит не только кромкой, но и скосом, примем ширину рабочей кромки равной толщине ножа;

F_бр=3·0,03=0,09 м ²;

Р=10000·0,09=900 Н.

Работа на уплотнение смеси равна

А_уп=2·r_бр·P,

А_уп=2·0,003·900=5,4 Дж.

Суммарная работа:

А=А_тр+А_уп,

А=14,7+5,4=20,1 Дж.

Мощность N₄, расходуемая на работу трамбующего бруса

, (16)

где: =1,3 – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки за счет инерции и веса самого груза;

n_бр=2000 об/мин=33 об/с – угловая скорость вала привода бруса;

_бр=0,9 – КПД привода бруса:

кВт.

Мощность привода вспомогательных механизмов (топливного насоса и воздуходувки систем обогрева выглаживающей плиты) составляет N₅= N₆=2 кВт.

Общая мощность двигателя асфальтоукладчика равна сумме мощностей, расходуемых на передвижение машины и работу его механизмов;

N=N₁+N₂+N₃+N₄+N₅+ N₆ , (17)

N=3,6+3,95+12,25+0,97+2+2=24,77 кВт.

По расчетной мощности выбирается двигатель Д-144-66 с мощностью 37 кВт.