Лабораторная работа № 10 Изучение конструкции щетки для летнего содержания дорог и определение ее технико-эксплуатационных показателей

Задание к лабораторной работе

1. Изучить конструкцию щетки и трансмиссию ее привода.

2. Вычертить конструктивную схему щетки (рис. 10.1).

3. Определить эксплуатационную производительность щетки, количество ворса на ней и мощность привода.

4. Заполнить таблицы 10.1 и 10.2.

Оборудование: мерная линейка, секундомер.

Таблица 10.1

Измеренные данные

№ п/п	Наименование параметра	Результаты замера
1	Частота вращения гидромотора, n г..м, с-1
2	Передаточное число редуктора (цепной передачи), iр
3	Поступательная скорость, vм, м/с
4	Длина ворса, l, м
5	Радиус щетки, Rщ,м
6	Деформация ворса h, м
7	Диаметр ворса, d, м
8	Ширина щетки, В, м

Таблица 10.2

Наименование параметра	Вычисленные значения
Частота вращения щетки, nщ ,об/мин
2. Количество ворса iворс
3. Мощность привода щетки на трение, Nто, кВт
4. Мощность привода щетки на деформацию ворса, Nдеф., кВт

Щётка применяется в качестве сменного рабочего органа в составе погрузчика универ­сального компактного АМКОДОР 211.

Щётка предназначена для подметания асфальто- и цементобетонных покрытий.

Таблица 10.3

Основные технические характеристики

Наименование параметра	Значение
Ширина щетки, мм	2000
Угол поворота в плане, градус	±30
Привод вращения щётки	Гидромотор от гидросистемы погрузчика МГП-160
Масса щётки, кг	250

Щётка (рис. 10.1) представляет собой конструкцию, состоящую из следующих состав­ных частей: корпуса 1, щётки 2, привода щётки, опорных колёс 6 и опор.

Рис. 10.1. Щетка:

1 – корпус; 2 – вал щетки; 3 – ворс; 4 – гидромотор; 5 – цепная передача;

6 – опорное колесо; 7 – подшипник; 8 – кожух; 9 – муфта

Корпус 1 представляет собой несущую сварную конструкцию, на которой устанавли­ваются все остальные составные части. Щетка представляет собой вал 2 с навитым на него ворсом 3, установленный на двух самоустанавливающихся подшипниках 7.

Привод щётки включает в себя гидромотор 4 и цепную передачу 5 с натяжным устрой­ством, закрытую кожухом 8.

Устройство опорного колеса 6 показано на рисунке 10.2. Опорные колеса служат для обеспечения необходимого расстояния ворса щётки от убираемой поверхности. Для компенса­ции износа ворса щётки они имеют регулировку установки по высоте.

Щётка может быть установлена на шасси погрузчика только вместо поворотного буль­дозерного отвала. После установки щётки на сцепку бульдозерного отвала необходимо по­средством разрывных муфт соединить рукава высокого давления гидросистемы щётки с гид­росистемой погрузчика, поднять опоры, служащие для предотвращения смятия ворса щётки при длительном её хранении без погрузчика и зафиксировать их фиксатором.

Рис. 10.2. Опорное колесо

1 – шина; 2 – ступица; 3 – ось; 4 – гайка; 5 – обод; 6, 7 – кольца запорные;

8 – масленка; 9 – стойка

При нажатии на одну из педалей ножного блока гидравлического управления, располо­женного в передней части пола кабины, рабочая жидкость от насоса рабочего оборудования погрузчика подаётся в гидромотор 4 (рис. 10.1) привода щётки, крутящий момент которого посредством цепной передачи 5 передаётся на вал щётки 2.

Перед снятием щётки с погрузчика необходимо опустить опоры и зафиксировать их.

Смазку трущихся поверхностей производить смазкой Литол-24 ГОСТ 21150-87, а цеп­ной передачи – смазкой графитной УСсА ГОСТ 3333-80 с периодичностью один раз в месяц.

Определение технико-эксплуатационных показателей щетки

1. Суммарная мощность привода щетки составляет

, кВт

где N_тр – мощность, необходимая на трение ворса о поверхность дорожного покрытия, кВт;

N_деф – мощность, потребная на деформацию ворса, кВт;

N_В – мощность, необходимая для определения сопротивления воздуха, кВт;

N_П – мощность, необходимая для отделения частиц смета от дороги, кВт.

Для летних условий можно принять N_В и N_П =0, т.к. отделение частиц не требует значительных усилий.

С учетом этих уточнений можно рассчитать суммарную мощность на привод щетки по следующей формуле:

, кВт

где Q – производительность гидромотора,

Р – перепад давлений на входе и выходе из гидромотора, Па;

2. Движение щетки относительно дороги является сложным, и поэтому мощность N_тр определяется как сумма двух мощностей, т.е.:

где – мощность в переносном движении;

– мощность в относительном движении.

В свою очередь составляющие мощности N_тр (кВт) можно определить следующим образом:

где P – вертикальная реакция дороги на ворс в Н;

f_В – коэффициент трения ворса о дорожное покрытие, (табл. 10.4);

– КПД передачи от двигателя к щетке, ( = 0,65-0,75).

Таблица 10.4

Значения коэффициентов трения f_В

Диаметр ворса в мм	Коэффициент трения
1,45…0,62	0,36
1,45…0,62	0,44
0,82…1,52	0,34
0,63…1,0	0,40
2,0…2,7	0,40

3. Мощность, необходимая на деформацию ворса, определяется по выражению:

где M – изгибающий момент, действующий на ворсинку, ;

– угловая скорость щетки.

4. Количество ворса на щетке определяется по формуле:

(10.1)

где – ширина очищаемой щеткой полосы, см;

– коэффициент неравномерности размещения ворса на щетке, (рекомендуется принимать равным 2,0-2,5);

– диаметр ворса в см; для стального ворса обычно принимают равным 0,04-0,06 см; капронового ворса – 0,25 см);

угол, определяющий часть ворса, находящегося каждый момент в контакте с дорогой;

= 2,6 ^. ₁

где ₁ – угол поворота ворсинки при контакте с дорогой до ее вертикального положения

₁= аrccos (10.2)

где r – радиус щетки, см;

h – максимальная деформация ворсинки, см, (в зависимости от состояния дорожного покрытия принимают равным в пределах 1 – 2,5 см);

Преобразуем формулу (10.1) с учетом (10.2) и получим:

В приведенной формуле соотношение принимают в зависимости от конструкции щетки. Для цилиндрической щетки отношение колеблется в пределах 2 – 1,2, где верхний предел соответствует неизношенной, а нижний – изношенной.

5. Эксплуатационная производительность щетки определяется по выражению:

,м²/ч

где – скорость подметания, м/с;

В – ширина подметания, м;

К_в – коэффициент использования машины по времени (K_в = 0,75-0,85).