Системы управления дорожно-строительными машинами

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Назовите основные типы системы управления дорожных машин, их особенности и принципиальные схемы

Система управления дорожно-строительными машинами состоит из пульта управления с расположенными на них приборами, рукоятками, педалями, кнопками, системы передач в виде рычагов, тяг, золотников, трубопроводов, а также дополнительных устройств, позволяющих контролировать работу двигателей, механизмов привода и рабочего оборудования.

Системы управления делятся: по назначению - на системы управления тормозами, муфтами, двигателями, положением рабочего органа; по способу передачи энергии - на механические, рычажные, электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные; по степени автоматизации - на неавтоматизированные и автоматические. Неавтоматизированные могут быть непосредственного действия или с усилителями. В полуавтоматических системах автоматизированы отдельные элементы системы управления. В полностью автоматической системе оператор лишь подает сигналы о начале или окончании работы, а также настройке системы на определенную программу управления рабочим процессом машины.

Системы управления непосредственного действия с рычажно-механическим и гидравлическим управлением тормозом показаны на рисунке 1.1.

Схема управления, приведенная на рисунке 1а, применяется обычно для машин небольшой мощности при сравнительно малых количествах включений механизмов в час. Положительным свойством системы управления непосредственного действия является возможность плавного регулирования процесса управления рабочим элементом.

В большинстве мобильных строительных машин для земляных работ, кранах и других машинах для облегчения труда машиниста применяются, как правило, системы управления с усилителями гидравлического, пневматического и электрического действия.

К недостаткам гидравлических систем управления относят быстрое нарастание давления рабочей жидкости в исполнительных органах и, как следствие, резкое их включение и возникновение существенных динамических нагрузок в элементах конструкции.

Этот недостаток легко устраняется в пневматических системах управления (рисунок 1.2). Вследствие сжимаемости воздуха и установки дросселей время нарастания давления в исполнительных органах может легко регулироваться в необходимых оптимальных пределах. К недостаткам пневматических систем управления относятся: необходимость в тщательной очистке воздуха от механических примесей, масла и влаги; несвоевременное удаление конденсата из системы может привести к ее замерзанию в холодное время.

В системах автоматизированного управления рабочими органами, а также при рулевом управлении пневмоколесных машин применяются следящие системы гидропривода. Следящей называют такую гидравлическую систему, которая имеет обратную связь и в которой происходит усиление мощности. На рисунке 1.3 приведена схема рулевого управления следящего действия.

2. Как определить вынуждающую силу и статический момент дебалансов инерционных грохотов

Дебалансный вибровозбудитель представляет собой вал, на котором укреплен неуравновешенный груз, называемый дебалансом.

При вращении вала с угловой частотой ? из-зи неуравновешенности дебаланса массой m₀ возникает центробежная сила, равная произведению этой массы на угловое ускорение r₀?²:

где r_о - эксцентриситет дебаланса - расстояние от центра вращения вала до центра тяжести дебаланса.

Центробежная сила Fо, называемая вынуждающей силой, обеспечивает смещение центра тяжести грохота в точку О на амплитуду X_o(рис.2.1)

Поскольку вынуждающая сила за один оборот меняет свое направление на 360⁰, корпус качается с той же частотой вынуждающей силы по окружности с радиусом, равным амплитуде колебания. Тогда в машине возникает реакция, которая без учета сил упругости пружин и рассеяния энергии в системе,

где m -колеблющаяся масса, x₀ - амплитуда колебаний.

Из условия равновесия сил в динамической системе F0 и Rm получим:

откуда амплитуда колебаний:

где - статический момент дебаланса.

3. Как устроен и рассчитывается сушильный барабан?

Сушильные агрегаты предназначены для сушки и нагревания минеральных компонентов смеси до необходимой рабочей температуры. Сушильный агрегат состоит из цилиндрического сушильного барабана, вращающегося на опорных роликах, привода вращения сушильного барабана и топки с форсункой.

дорожный грохот барабан каток

Внутренне устройство сушильного барабана подразделяют на три конструктивные зоны (рис.3.1). В первой зоне расположены винтовые отгребающие лопасти 3, приваренные к обечайке барабана 5 и обеспечивающие интенсивное перемешивание материала от загрузочного торца 1, чтобы не было обратного пересыпания материала в загрузочную коробку.

Во второй зоне применяют подъемно - сбрасывающие лопасти 4, расположенные параллельно оси барабана. Перемещение материала барабана обеспечивается благодаря наклону барабана под углом 3-6⁰ .

В третьей зоне - зоне разгрузки, устанавливают плоские лопасти под углом 20 - 30⁰ к оси барабана, что ускоряет продвижение материала и предохраняет их от пережога радиационным излучением.

В сушильном барабане рассчитывают обечайку сушильного барабана и бандаж. Обечайку сушильного барабана рассчитывают по допускаемым напряжениям и на прогиб, а бандаж - на изгиб и контактную прочность.

При расчете обечайке сушильного барабана принимаются наиболее неблагоприятные условия загрузки: весь материал распределен в барабане между бандажами на длине L₀(рис.3.2); зубчатый венец находится в середине между бандажами; влиянием ненагруженных концевых участков барабана пренебрегаем; окружное усилие приложено вертикально.

Рисунок 3.2 - Схема нагружения барабана

Расстояние между бандажами определяем из выражения:

где l_о - длина концевых участков сушильного барабана, м.

Нагрузка на один 1 м длины барабана (кН/м):

Изгибающий момент барабана (в вертикальной плоскости) (кН/м):

где G_ЗВ - сила тяжести зубчатого венца, кН.

Крутящий момент барабана М_кр (кН/м) от действия окружного усилия ?W:

Расчетный суммарный момент от действия изгиба и скручивания (кН/м):

Момент сопротивления барабана как круглой полой балки (м³):

где D_Н - наружный диаметр обечайки барабана, D_Б - внутренний диаметр обечайки барабана, м.

Напряжение на стенке барабана (МПа):

Во избежание местных деформаций барабана, особенно в зоне его опирания на бандажи, допускаемое напряжение должно быть не более 25 МПа.

Проверка барабана на прогиб.

Во избежание изгиба барабана и нарушения работы приводного устройства прогиб барабана f (м) от распределенной и сосредоточенной нагрузок не должен превышать допускаемого значения. Если рассматривать сушильный барабан как балку с учетом наиболее неблагоприятных условий ее работы, то прогиб барабана:

,

где ₁ - прогиб от равномерно распределенной нагрузки, м.; ₂- прогиб от сосредоточенной нагрузки, м.; [] - допускаемый прогиб на метр длины барабана; [] = 0,0003 длины барабана.

где Е - модуль упругости стали, МПа; J - осевой момент инерции поперечного сечения барабана, м⁴.

Прогиб барабана от сосредоточенной нагрузки:

Осевой момент инерции поперечного сечения барабана:

Расчет жестких компенсаторов.

Зазор между башмаком и компенсатором е (м) для обеспечения возможности теплового расширения обечайки:

где ? - коэффициент линейного расширения стали; t₁ - максимальная температура обечайки, ^оС; t₂ - минимальная температура бандажа и обечайки при монтаже, ^оС.

Внутренний диаметр бандажа (м):

где h_К - высота компенсатора над обечайкой, м.

Ширина бандажа:

где q_К - допустимое линейное давление.

Действительное линейное давление q_Д (кН/м) должно быть меньше допустимого, и его определяют с учетом принятой ширины бандажа.

Напряжения смятия (МПа) бандажа и ролика в зоне их контакта:

.

4. Какие факторы влияют на степень уплотнения материалов?

Сущность процесса уплотнения состоит в том, что под воздействием механической нагрузки частицы уплотняемого материала сближаются в результате уменьшения пористости и удаления содержащегося в порах защемленного воздуха, а в некоторых случаях в результате вытеснения избытка влаги. При сближении частиц материала повышается его плотность и несущая способность.

Эффект уплотнения грунтов и дорожно - строительных материалов зависит от их физико - механических свойств, от величины, длительности и периодичности механической нагрузки, а также от способа ее приложения (постепенная статическая нагрузка, вибрация или удар).

Для качества уплотнения грунта важнейшим фактором является степень его влажности. Наилучшее уплотнение с наименьшей затратой механической энергии достигается при оптимальной влажности для данного грунта.

5. Схемы машин для уплотнения асфальтобетона, тяговый расчет вибрационного катка

Для уплотнения асфальтобетона применяются следующие виды катков:

- статического действия (с жесткими вальцами и пневмокатки)

- вибрационного действия

По числу и расположению вальцов катки статического действия делятся на:

одновальцовые (рис.5.1,а), одновальцовые с поддерживающими вальцами(рис.5.1,б) или колесами(рис.5.1,в); двухвальцовые(рис.5.1,г); трехвальцовые двухосные(рис.5.1,д); трехвальцовые трехосные(рис.5.1,е).

Рисунок 5.1 - Схемы расположения вальцов катков в плане.

На рисунке 5.2 представлена схема двухосного трехвальцевого катка:

На рисунке 5.3 представлена схема трехвальцового трехосного катка:

На рисунке 5.4 представлена схема пневмокатка:

На рисунке 5.5 представлена схема вибрационного катка:

Тяговый расчет самоходных катков.

При тяговом расчете катов исходят из следующего требования: сила тяги (окружное усилие) ведущих вальцов должна быть равна или больше суммы сопротивлений, возникающих при работе катка в наиболее тяжелых условиях, т.е.:

При этом общее сопротивление движению может быть найдено как:

где W₁ - сопротивление передвижению катка как тележки с учетом преодоления уклонов,

где G_M - вес машины; f - коэффициент сопротивления; i - уклон дороги.

W₂ - сопротивление от преодоления сил инерции при трогании с места:

где dV - изменение скорости за время dt;

W₃ - дополнительное сопротивление, развивающееся при движении катка на прямолинейных участках:

где G₁ - вес катка, приходящийся на направляющие вальцы;k₁ - опытный коэффициент сопротивления.

Также необходимо проверить возможность реализации силы тяги по условиям сцепления:

где G_СЦ - сцепной вес катка, равный весу, приходящемуся на ведущие вальцы; ?_СЦ - коэффициент сцепления.

Размещено на Allbest.ru