Компоновка дебалансов

2.1.3.1 Компоновка дебалансов

Неуравновешенные части дебалансов в сечении имеют форму кругового сектора. Значение r₀ (расстояние от оси вращения до центра тяжести дебаланса) зависит от угла сектора φ₀ внешнего R_в и внутреннего r_в радиусов дебаланса (рисунок 2.6).

Угол φ₀ по рекомендациям [1] назначается 120˚. Радиус R_в предварительно определяется выражением:

R_в = 0,5· В_К – δ_Д – b_К, (2.21)

где δ_Д – зазор между дебалансом и стенкой корпуса, м (δ_Д = 0,045 м); b_К – толщина корпуса виброплиты, м (b_К = 0,01 м).

R_в = 0,5·0,35 – 0,02 – 0,01 = 0,12 м.

Рисунок 2.6 – Схема компоновки дебалансов

Расстояние от оси вращения до центра тяжести дебаланса:

.(2.22)

Внутренний радиус дебаланса:

,(2.23)

где δ_ст – ширина ступицы, м (принимается конструктивно δ_ст=0,02 м)

.

Тогда

.

При требуемых силе F_в’ , частоте ω и установленном r₀ определяется масса неуравновешенной части дебаланса:

;(2.24)

.

Площадь дебаланса, м² :

;(2.25)

.

Длина дебаланса, м:

 ,(2.26)

где ρ – плотность металла, кг/м³ (ρ =7800 кг/м³).

.

2.2 Мощность, необходимая при виброобжатии балласта

Затраты мощности при виброподбивке шпал представлены в виде:

Р_в = Р_б + P_вс, (2.27)

где Р_б – средняя мощность, необходимая для преодоления сопротивлений колебаниям виброплиты от балласта и рессорной подвески, Вт; P_вс – мощность, необходимая для преодоления внутренних сопротивлений вибровозбудителя, Вт.

,(2.28)

где φ - фаза вынужденных колебаний по отношению к фазе возмущающей силы, град; F_в – максимальная вынуждающая сила, Н (F_в=90·10³Н).

,(2.29)

где h – коэффициент демпфирования, с^-1 (h = 7,2 с^-1); ω₀ – частота свободных колебаний плиты с учётом жёсткости балласта, с^-1 (ω₀=55,26 с^-1).

По формуле (2.28) находится:

.

Мощность  находится по формуле:

,(2.30)

где P₀ – мощность, необходимая для преодоления диссипативных сопротивлений вращению, Вт.

Р₀ =0,5·F_в · d_в·ω·f_n, (2.31)

где f_n – приведённый коэффицент трения в подшипниках дебелансного вала, f_n = 0,001 ( [3] стр.148).

P₀ = 0,5·90·10³·0,04·188,4·0,001 = 339,12 Вт

Находится P_ВМ :

P_ВМ = 0,02 · P_{0 ,} (2.32)

P_ВМ = 0,02 · 339,12 = 6,7 Вт

Находим Р₃₃ по формуле:

,(2.33)

где η_з – КПД зубчатой передачи синхронизатора (η_з = 0,96 – [2] стр. 23); m – количество зубчатых зацеплений (m=4).

P_зз= (4246 +339,12) · (1 – 0,96⁴) = 690,7 Вт.

Тогда:

P_вс’= 339,12 + 6,7 + 690,7 = 1036,8 Вт.

В итоге суммарные затраты мощности равны:

P_в = 1036,6 + 4246 = 5282,3 Вт.

В некоторые моменты работы виброплиты могут возникнуть ситуации, такие как совпадение фазы вынужденных колебаний с фазой возмущающей силы.

Максимально возможные значения Р_б возможно при sin2 φ₀ =1:

.

Максимально возможные потери мощности в зубчатом зацеплении:

P₃₃^max = (25570+339,12)(1-0,96⁴) = 3801,1 Вт.

Тогда мощность P_ВС’ ^max:

P_ВС’ ^max = 339,12 + 6,7 + 3801,1 = 4146,9 Вт.

В итоге максимально возможная мощность, затрачиваемая на виброподбивку шпал равна:

P_в^max = 25570 + 4146,9 = 29716,9 Вт.

Для того чтобы учесть возрастание сопротивления на виброподбивку шпал, при попадании плиты в резонанс, при выборе двигателя возьмём среднее значение мощности P_в^ср:

P_в^ср = (5282,6 +29716,9)/2 =17499,7 Вт ≈17,5 кВт.

Потребная мощность двигателя вибровозбудителя подбивочной плиты, кВт:

P_в^ср = P_в^ср / η_n,(2.34)

где η_n – КПД передачи от двигателя до ведущего вала вибровозбудителя (η_n = 0,98).

P_дв = 17,5/0,98 =17,85 кВт.

Выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором ([2] стр.27) таблица 2.1:

Таблица 2.1 – Характеристики асинхронного двигателя 4А160М2У3

Находится крутящий момент на валу двигателя, H·м:

Т_max = 9550 · P_H/ n_H ;(2.35)

Т_max = 9550 · 18,5/ 1467= 120,43 H·м.

Учитывая разность частоты вращения валов дебалансов и частоты вращения вала двигателя устанавливается дополнительный вал с зубчатым колесом повышающим частоту вращения вала дебаланса (рисунок 2.7).

Для передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущему валу дебалансов устанавливается карданный вал от ГАЗ – 53 [8], который рассчитан на P_max = 84,6 кВт ; Т_max = 284,4 H·м ; n = 2000 об/мин.

1 – двигатель; 2 – карданный вал; 3 – ускоряющее зубчатое колесо; 4 – дебаланс; 5 – синхронизирующие зубчатые шестерни.

Рисунок 2.7 – Привод виброплиты

2.3 Расчёт цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления

Исходные данные:

Максимальный крутящий момент на тихоходном валу Т_{max I} = 120,43 H·м

Частота вращения ведущего (ведомого) вала n_II = 1800 об/мин

Частота вращения ведомого (ведущего) вала n_I = 1467 об/мин

Материал шестерни ст 40Х У

Материал колесаст 40Х ТВ4

Передаточное отношение:

u₂₁ = n_II/ n_I =1800/1467 =1,22.

I – тихоходный вал; 1 – зубчатое колесо; II – быстроходный вал; 2 – шестерня.

Рисунок 2.8 – Зубчатая передача внешнего зацепления

Расчёт произведён на ЭВМ (программа ДМ – 1).

Похожие работы

Разработка оборудования для дозировки балласта

Скачать

48635

3

23

... обобщающим показателем, определяющим эффективность внедрения новой техники, является экономический эффект, в котором находят отражение все показатели, характеризующие новую разработку [16]. Годовой экономический эффект от оборудования для дозировки балласта: , (4.1) где  - годовая выручка от использования устройства, руб;  - годовые затраты на эксплуатацию устройства, руб. Годовая выручка ...

Разработка технологического процесса усиленного капитального ремонта бесстыкового пути с очисткой щебеночного балласта с применением машины ЩОМ-1200 и укладкой геотекстиля

Скачать

80737

9

1

... для отделения засорителей. Очищенный щебень возвращается в путь, а засорители грузятся в составы для засорителей СЗ-240-6 и вывозятся с перегона. ·  Выработка машины ЩОМ-1200 по очистке щебеночного балласта с укладкой геотекстиля составляет 220 м в час. Выправка пути со сплошной подбивкой шпал производится: ·  Машиной ВПО-3000 в плане и по уровню сразу после укладки ·  рельсошпальной решетки ...

Рельеф и его использование для градостроительных нужд

Скачать

44852

2

1

... геологического риска. Защитные мероприятия: создание водоотводящих систем, наблюдение за оседанием территории. V.    Неопасная. Процессы, обусловливающие геологический риск, отсутствуют. Возможно градостроительное использование без ограничений. Защитные мероприятия: предотвращение чрезмерного увлажнения территории; поддержание в необходимом техническом состоянии водонесущих коммуникаций; ...

9-этажный жилой дом со встроенными помещениями

Скачать

150249

46

0

... жилую часть всего дома Наименование работ Стоимость, руб в ценах 1984 г в ценах 1996 г Стоимость жилого дома с встроенными помещениями 9555515 79826772000 Стоимость встроенных помещений 1033155 8630976800 Стоимость жилой части 8522360 71195795000 Стоимость одной блок - секции 426118 3559789700 Стоимость 1 м2 жилья ...