2. Разработка таблицы вариантов машины

При разработке вариантов машины следует предусмотреть вариант ручного управления (Z=3), вариант полуавтоматического управления (Z=3,5) и вариант автоматического управления (Z=4).

Применительно к конструктивной схеме машины (см. рис. 2) разработана таблица вариантов машины (см. табл. 1).

Таблица 1

Варианты проектируемой машины

№ п/п	Наименование механизма машины	Тип силового привода	Звенность, Z			q
			Варианты управления
			1	2	3
1.	Механизм перемещения дверей	Пневмопривод силовой	4	3,5	3	2
2.	Механизм загрузки и разгрузки рам тележек	Тележечный конвейер с электроприводом	4	3,5	3	1
3.	Механизм подъема рамы тележки	Пневмопривод силовой	4	3,5	3	1
4.	Механизм обмывки	Гидросистема (обмывочная силовая головка)	4	3,5	3	2
5.	Механизм вращения душевой системы	Электропривод	4	3,5	3	1
6.	Итого:		20	17,5	15	7
7.	Средняя звенность		4	3,5	3
9.	Уровень автоматизации		80	70	0

количество включений механизма в цикле работы машины.

Базовым вариантом будет считаться вариант машины с ручным управлением всеми механизмами.

Основным вариантом машины является вариант, отвечающий требованиям задания, имеющий автоматическое управление (звенность .

3. Методы расчета средней звенности и уровня автоматизации всех

вариантов машины

Определение средней звенности машины по данным табл. 1 осуществляется по формуле:

, (1)

где - звенность го механизма машины ( );

количество механизмов в машине;

Уровень автоматизации машины определяется по формуле

, (2)

где количество автоматических включений го механизма машины в цикле ее работы;

звенность го механизма машины, имеющего полуавтоматическое или автоматическое управление;

количество включений го механизма машины в цикле ее работы.

Результаты расчета средней звенности вариантов машины и уровня её автоматизации приведены в табл. 1.

Пример расчета средней звенности и уровня автоматизации машины (по данным табл. 1) для автоматического управления машиной (вариант 1):

;

.

4. Методы расчета параметров силовых головок машин

1. Расчет силовых головок моечных машин: (Расчет осуществляется по приведенной ниже программе)

При расчете параметров гидросистем моечных машин задаются данными, приведенными в табл. 2.

Таблица 2

Исходные данные

n, шт.	d, м	p, Па	,м/с	, м/с	H, м	, м	, м
50*	0,002	800000	7	2	3	3,5	2
, шт.	, шт.	,м2/с	, кг/м3
1	1	0,000025	1000	0,7	6	0,5

* Изменяемые данные.

В табл. 2 применены следующие обозначения:

n – число насадок (сопел);

d – диаметр сопла (1-10 мм);

p – давление жидкости перед соплом (2-40).10^5 Па;

скорость течения жидкости в нагнетательном (3-7 м/с) и - во всасывающем (1-2 м/с) трубопроводах;

H- расстояние между поверхностью жидкости в баке и душевой системой (2-4 м);

- длина нагнетательного (2,5 – 4,5 м) и - всасывающего трубопроводов (1,5-2,5 м);

количество колен в нагнетательном и всасывающем трубопроводах;

кинематическая вязкость жидкости (16-30).10^(-6) м^2/с.

плотность жидкости (1000 кг/м^3);

коэффициент расхода жидкости через отверстие (0,4 – 0,9);

- коэффициент сопротивления фильтра;

- коэффициент сопротивления колена;

Алгоритм расчета гидросистем моечных машин:

Определяем:

1. Площадь проходных сечений насадок, м²

;

2. Расчетную подачу, м³/с

;

3. Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода, м

;

4. Расчетный диаметр всасывающего трубопровода, м

;

5. Число Рейнольдса для нагнетательного трубопровода

;

6. Число Рейнольдса для всасывающего трубопровода

;

7. Принимаем значения коэффициента (характеризует режим течения жидкости) для нагнетательного и всасывающего трубопроводов:

Если , то ; Если , то .

Если , то ; Если , то .

8. Коэффициент потерь давления для нагнетательного трубопровода

;

9. Коэффициент потерь для всасывающего трубопровода

;

10. Потери давления для нагнетательного трубопровода, Па

;

11. Потери давления для всасывающего трубопровода, Па

;

12. Давление, которое должен развивать насос (для нижнего размещения бака), Па

;

13. Подачу насоса, м³/с

;

14. Мощность электродвигателя насоса, кВт

,

где коэффициент запаса на случай перегрузки двигателя;

полный кпд насосной установки (для поршневых насосов 0,6-0,9; центробежных насосов 0,75-0,92; шестеренчатых и пластинчатых 0,8);

кпд передачи: зубчатой 0,95; ременной 0,94; червячной 0,7…0,9; цепной 0,96; редуктора 0,92-0,97.

15. Длительность цикла обмывки при различных видах управления гидросистемой (ручное, полуавтоматическое, автоматическое), с:

Ручное управление: ;

Полуавтоматическое: ;

Автоматическое: .

Продолжительность обмывки определяется по данным табл. для соответствующего узла вагона по формуле:

, с,

где эмпирический параметр, определяющий расход энергии ( ) на обмывку заданного узла вагона.

Приближенные эмпирические формулы для расчета времени обмывки узлов вагона

Наименование узла вагона	Время обмывки, мин	Условие
Кузов грузового вагона (контейнер)		, Вт*
Тележка		, Вт
Колесная пара		, Вт
Корпус буксы		, Вт
Роликовый подшипник		, Вт
Соединительная балка		, Вт
Детали вагона (кассета с деталями)		, Вт

* Знак равно принимается для ручного управления, когда .

требуемая для данного узла мощность ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ УПРАВЛЕНИЯ, Вт.

Пример. Обмывается тележка. Согласно табл. параметр =249000 Вт*мин; мощность =16600 Вт для ручного управления. При полуавтоматическом и автоматическом управлении мощность должна быть больше. Примем для полуавтоматического управления = 18000 Вт, а для автоматического – =20000 Вт.

Тогда длительность цикла обмывки составит:

Ручное управление: =903,24 с.;

Полуавтоматическое управление: = 831,73 с.;

Автоматическое управление: = 747,24 с.

16. Стоимость гидросистемы (моечной силовой головки в одной камере).

Стоимость моечной силовой головки (для одной камеры) определяется по формуле для всех вариантов машины и всех видов управления:

,

где мощность силовой головки, кВт;

мощность электродвигателя насоса, кВт;

коэффициент коррекции.

Коэффициент коррекции определяется в зависимости от звенности силовой головки варианта машины (см. табл. 1):

для звенности <4:

;

Для звенности >=4:

.

17. Объем бака, м³

.

18. По результатам расчетов подбирается тип насоса и электродвигателя, используя данные приложений 4 и 5 [2].

ПРОГРАММА РАСЧЕТОВ

Результаты расчетов силовой головки сводятся в табл. формы СГ.

Таблица СГ 1

Вариант машины	Продолжительность цикла работы силовых головок, с.	Мощность приводов силовых головок, КВт	Стоимость силовых головок, руб.	Уровень автоматизации машины, , %
Вариант 1	747,24	54,05	148656,7	80
Вариант 2	831,74	27,4	75373,6	70
Вариант 3	903,24	23,49	64605,9	0