Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ)

Кафедра «Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы»

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Спецэлектропривод и автоматика»

Выполнил студент

Группы ТДМ – 312 Гришин И.

Проверил: Заломов В. А.

Москва 2009г.

1. Назначение машины ЩОМ – 850

Щебнеочистительная машина предназначена для очистки от засорителей и расколовшихся кусков щебня на стрелках пероганах и стационарных путях с отбором засорителей в специальный подвижной состав, а также для уплотнения поверхности среза перед укладкой геотекстиля или дарнита и укладкой очищенного балласта под путевую решетку послойно с уплотнением в два слоя, а также для вырезки балласта (без очистки). Функционирование рабочих органов, передвижение машины во время работы обеспечивается собственной энергетической установкой.

Машина состоит из двух модулей: щебнеочистительного и энергетического.

2. Технические данные щебнеочистительной машины.

- Производительность при работе на пути на сухих балластах - 850 [м³/ч], влажностью до 5 % и засорённостью 35%.

- Производительность по очистке 800 – 850 [м³/ч].

- Производительность по вырезке 450 – 600 [м³/ч].

- Максимальная глубина очистки балласта ниже уровня подошвы шпал 600 [мм].

- Минимальная глубина очистки балласта ниже уровня подошвы шпал 200 [мм].

- Максимальная ширина вырезки балласта до 5,2 [м].

- Минимальная ширина вырезки балласта – 3,9 [м].

- Содержание засорителей оставшихся в щебне после очистки не более 5%.

- Ширина укладки геотекстиля – 4500 [мм].

- Ширина распределения нижнего слоя очищенного щебня 3 – 3,5 [м].

- Степень уплотнения нижнего очищенного слоя по относительной осадке не менее 15%.

- Скорость движения машины при работе:

режим повышенной скорости от 0,6 до 5 [км/ч].

режим пониженной скорости 0,06 – 0,6 [км/ч].

- Транспортная скорость в составе поезда до 90 [км/ч].

- Силы тяги: режим повышенной скорости 7.

режим пониженной скорости 27.

- Масса не более: щебнеочистительный модуль - 120 [т].

энергетический модуль - 80 [т].

3. Устройство машины и её составные части

Для снижения тягового усилия используется электромагнитный подъёмник. Рабочие органы машины приводятся в действие только от электродвигателей. В рабочем режиме колёсные пары вращаются от тягового электродвигателя через раздаточный редуктор и карданные передачи. Питание тягового электродвигателя происходит от генератора через терристорный преобразователь. Питание же электродвигателей и рабочих органов щебнеочистительной машины происходит то генератора тягового модуля. Машина имеет выгребное устройство (выгребная скребковая цепь). Одна из основных составных частей ЩОМ является загрузочный конвейер.

4. Блок-схема алгоритма расчета

5. Расчёт конвейера промежуточного

Исходные данные для проектирования.

- Транспортируемый груз смесь с засорителями плотностью – [γ]=1,8 [т/м³].

- Скорость конвейера 3,15 [м/с].

- Конвейер устанавливается на щебнеочистительном модуле.

- Работает в интервале температур -10+25 С°.

- Машина работает в две смены по 6 часов в смену, 12 часов в сутки, 240 дней в году.

- Плановая максимальная объёмная производительность [Пmax] = 850 [м³/ч].

- Коэффициент готовности конвейера [Кг] = 0,85.

- Расчётный коэффициент рабочего использования конвейера по времени [Квв] = 0,95.

Проектирование конвейера по времени

1) В сутки:

tпст

Квc = ——;

tпсN

Где, tпст = 12 – время работы конвейера в сутки.

tпсN = 24 – количество часов в сутках.

Квc = —— = 0,5

2) В год:

tпг

Квг = ——;

tпгN

Где, tпг = 240 – количество рабочих дней в год.

tпгN = 360 – количество дней в году.

240

Квг = —— = 0,67;

360

Расчётная объёмная производительность конвейера

Пmax ∙Кн

Прм = ————;

Кг ∙Квв

Где Кн =1,1 – 1,5 коэффициент неравномерности загрузки. Принимаем при равномерной загрузке Кн = 1,1.

Кг=0.85- коэффициент готовности конвейера;

Квв=0.95- коэффициент использования конвейера повремени;

850 ∙ 1,1

Прм = ————— = 1158 [м/ч³].

0,85 ∙ 0,95

Определение ширины ленты.

B=1.1

Где К_п = 550 – коэффициент площади сечения насыпного груза на ленте (для αж = 30º и груза средней подвижности)

α_ж – угол наклона

V = 3,15 м/с – скорость движения ленты

Кв - коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере

0.05- Запас по производительной ширине ленты

=1.1

=1,002 м

Выбираем ширину ленты по ГОСТу больше расчетной величины

В=1200мм=1.2м (ГОСТ 20-85);

Применяем желобчатые ролико-опоры с роликами

-d[мм];

-l

[мм]-расстояние между роликами верхней ветви- рабочей;

-l

[мм]-расстояние между роликами нижней ветви- холостой;

Определение погонных нагрузок.

q_л = 10∙Gл [H/м] – погонная нагрузка то массы одного метра ленты;

Где, Gл = 16,1 [кг] – масса одного метра ленты;

q_л = 10∙16,1=161 Н/м

Погонная нагрузка от массы транспортируемого насыпного груза;

10 ∙ Qр

qг = ————

3,6 ∙ r

10 ∙ 2084

qг = ————— = 1838 Н/м

3,6 ∙ 3,15

Где, Q_р – расчётная массовая производительность конвейера.

Кн

Qр = Qс ∙ ———

Кв ∙ Кг

1,1

Qр = 1530 ∙ ————— = 2084 м/ч

0,95 ∙ 0,85

Где Qс – заданная в техническом задании плановая средняя массовая производительность конвейера.

Qс = Пmax ∙ j

Qс = 850 ∙ 1,8 = 1530 м/ч

- Погонная нагрузка от массы вращающихся частей нижней холостой ветви ленты конвейера;

10 ∙ G_рн

q_рн = ————

ℓ_рн

Где, Gрн = 14,5 [кг] – масса вращающихся частей роликовых опор на нижней ветви.

10 ∙ 14,5

q_рн = ———— = 112 Н/м

1,3

- Погонная нагрузка от массы вращающихся роликовых опор на верхней рабочей ветви ленты конвейера;

10 ∙ G_рв

q_рв = ————

ℓ_рв

Где, Gрв = 16,5 [кг] – масса вращающихся частей роликовых опор на верхней ветви.

10 ∙ 16,5

q_рв = ———— = 254 Н/м

0,65

Определение общего усилия сопротивления движению ленты наклонного конвейера;

W∑_н= Кg ∙ L_Г ∙ C ∙( q_г + q_рв+q_рн+2∙q_л) + q_г ∙Н

Где, Кg= 4,5 - коэффициент учёта дополнительных сопротивлений;

L_Г = 5,65 [м] - длинна горизонтальной проекции между осями концевых барабанов;

C = 0,035 – коэффициент сопротивления движения ленты по роликам опорам в тяжёлых производственных условиях летом.

Н = 1,94 [м] - длина вертикальной проекции между осями кольцевых барабанов;

W∑_н= 4,5 ∙ 5,65 ∙ 0,035∙(1838 + 254 +112+2∙161) + 1838 ∙1,94 =5813 H

Определение мощности приводного двигателя

P ∙ V

N = К_з ∙ ————

1020 ∙ f

Где, Кз = 1,1– коэффициент запаса и не учтённых потерь.

Р = 5813 – тяговое (окружное) усилие на приводном барабане равное общему усилию сопротивления движения ленты.

V = 3,15 – скорость ленты конвейера.

f = 0,8 – общий коэффициент полезного действия всех механизмов привода.

5813 ∙ 3,15

N = 1,1 ∙ —————— = 22 кВт

1020 ∙ 0,8

На конвейере установлен трёх барабанный привод. Коэффициент трения ленты о поверхность барабана равен:

μ₁= μ₂= μ₃= μ = 0,3

Общий угол обхвата.

a = a₁+a₂+ a_{3 +}a = 193˚ + 157˚ + 192˚ = 542˚ = 9,46 рад

Тяговый фактор.

T = е^μα

T = е^0,3^·^9,46=17,1

Окружное усилие.

W₀ = ——

T – 1

17,1

W₀ = ——— = 1,06 Н

17,1 – 1

Расчётное натяжение ленты на барабанном приводе.

е^μα∙ P ∙ Кзр

S_нб = —————

е^μα_{– 1}

Где, К_зр = 1,15 – расчётный коэффициент запаса прочности ленты.

17,1∙ 5813∙ 1,15

S_нб = ———————— = 7100 H

17,1-1

Коэффициент натяжения ленты.

K > 1

К₀

К = ————————

К_пр ∙ К_ст∙ К_т∙ К_р

Где, К₀= 7 – номинальный запас прочности;

Кпр = 0,95 – коэффициент неравномерности работы прокладок;

Кт = 0,9 – коэффициент конфигурации трассы конвейера;

Кст = 0,9 – коэффициент прочности стыкового соединения (вулканизированный);

Кр = 0,95 – коэффициент режима работы конвейера;

К = ————————— = 9,58

0,95∙ 0,9∙ 0,9∙ 0,95

Необходимое по расчётному натяжению количество прокладок тягового каркаса основы резинотканевой ленты;

K ∙ Sнб

i= ———

Sр₁ ∙ B

Sр₁ = 200 [Н/мм]– предел прочности на разрыв одной прокладки.

9,58 ∙ 7100

i= ————— = 0,3

200 ∙ 1200

Принято количество прокладок i = 3. Принятое количество прокладок удовлетворяет условию прочности:

Sр₁200

— = — = 20,9 ≤ Sg₁≤ 25 [Н/мм]

K9,58

Где, Sg₁- допускаемая нагрузка на одну прокладку ленты;

Диаметр приводных барабанов

Электропривод щебнеочистительной машины (стр. 1 из 3)