книги из ГПНТБ / Машины для строительства и содержания осушительных дрен

тором класса 3 тс, по энергетическим

возможностям

трактора

могут быть повышены до 5,5 км/ч.

П р и

работе

на т я ж е л ы х

минеральных

грунтах

второй-

третьей

категорий кротодренажные

машины

на тракторе

класса

3 тс

могут п р о к л а д ы в а т ь

дрены на

глубину

до 0,8 м. Пр и

боль­

шей

глубине прокладки

дрен

тяговое

сопротивление превышает

4 тс, и дл я агрегатирования

кротодренажных машин

требуется

трактор

класса

6 (10) тс.

Водопровод (см.

рис. 102). В

трубе

нагнетательного

водо­

провода возникают

н а п р я ж е н и я

где

Р — м а к с и м а л ь н о

возможное

давление

рабочей

жидкости,

ограничиваемое прочностью шлангов и п а р а м е т р а м и

насоса, в

кгс/см2 ; Da — наружный

диаметр

трубы

водопровода

в см; S —

т о л щ и н а

стенки

трубы

в

см;

[а] = (0,3-^0,5) а в р — допускаемое

н а п р я ж е н и е дл я материала

трубы.

Объем воздушного колпака подсчитывается из условия по­

стоянного

нахождения

в

нем

среднего

объема воздуха:

V в ср

max ' в min

2

где

Увср,

Ув max,

min — соответственно

значения

среднего,

н а и б о л ь ш е г о и наименьшего объемов воздуха в колпаке .

Степень неравномерности колпака

Ув max

Ув min

AQ

Ув с р

Ув ср

О б ъ е м жидкости, заключенной

м е ж д у уровнями

жидкости

или

воздуха:

^ ж

max

min =

т н

^ в min>

AQ

=

0,017FS,

где

F — п л о щ а д ь

поршня насоса

в см;

S — ход поршня

насоса

в см.

Гидравлические

потери

гидросистемы.

Наличие

большой

трубопроводов

и некоторое

количество

включенных в

водоток

приспособлений

(кран,

клапан) создают

значительные

потери

давления .

Потери д а в л е н и я в

шланге

hz =

0,0827Я

,

где

Х = 0,.0163ч-0,0170 — коэффициент

сопротивления

треник>

по

длине

водопровода;

L — длина

шланга,

в

м;

Q — расход

воды в м 3 /с; dBH — внутренний д и а м е т р

шланга,

в мм.

Д л и н а

трубы, потери в которой эквивалентны

по

величине

местному

сопротивлению:

где

£ м — коэффициент,

зависящий

от

вида

местного

сопротив ­

ления:

Вид местного сопротивления

gM

Повороты водопровода на различные углы

0,3—0,5

Краны переключений потока

5—7

Гидравлические параметры

дренопромывочной

машины.

рукции насадка .

Экономичность

работы

н а с а д к а

определяется

максимальной

энергией

JVy n

(удельной м о щ н о с т ь ю ) ,

получае ­

мой ж и д к о с т ь ю

на выходе из н а с а д к а

при минимальном

расходе

воды, т. е. максимальной

величиной отношения

общей

мощности

в ы т е к а ю щ и х из

н а с а д к а

струй Л^0 бЩ

к о б щ е м у

расходу

ж и д ­

кости <2общ:

Собщ

Общий напор,

р а з в и в а е м ы й

насосом,

теряется

в

шланге,

штуцере и реактивном насадке:

Д л и н а водоподводящего

ш л а н г а

большинства

дренопромы -

вочиых машин

100—200

м, поэтому,

р а с с м а т р и в а я

его ка к

про ­

стой напорный трубопровод, потери напора по длине

Я ш л

=

ALQ\

где А—удельное

сопротивление

шланга,

п о к а з ы в а ю щ е е

вели­

единицу

длины

шланга

при расходе,

равном

единице.

Потери напора в штуцере

Q 2

|

б

Q2

Q2

/

ьвх

I ьвых

Н

V

I

6

V

V

= 2

о

&ВЫХ

„

п

о

'

о

2£

OSbx T вшивых

wnw:

,2...2

где | в х — к о э ф ф и ц и е н т

местного сопротивления при входе в

штуцер;

даш

— п л о щ а д ь проходного

сечения

штуцера; | В ы х —

коэффициент

местного

сопротивления при выходе жидкости из

ш т у ц е р а в

реактивный насадок;

w0 — п л о щ а д ь

проходного

се­

чения реактивного насадка (за штуцером) .

Потери

напора в реактивном насадке будут

с к л а д ы в а т ь с я

из потерь,

возникающих при истечении жидкости через перед­

ние и задние отверстия, а

т а к ж е

из потерь, возникающих

при

разделении

общего потока

жидкости . П р и м е м

за расчетную

кости

из призматических

резервуаров при постоянном напоре.

Р а с х о д через насадки

при постоянном напоре

где (л — коэффициент

расхода через

насадок; w — сечение на­

с а д к а ;

Н0 — потери напора в насадке .

Так

как истечение

из

передних и

задних отверстий рассмат ­

напора через переднее отверстие насадка будут равны

потерям

напора через тыльное отверстие.

Потери

напора:

через

переднее

отверстие

Н

е р ~

о

2

2 '

п

через тыльное

отверстие

лт

=

здесь Q2

и

Qi — расходы

жидкости

через

переднее

и

тыльное

отверстия;

и 2

и u,i — коэффициенты

расхода

переднего

и

заднего

отверстий;

ш 2

и до4 — площади

сечений переднего

и заднего от­

верстий

насадка .

Согласно

изложенному

^ п е р

^ з а д >

откуда

Q2,

И2

ш 2

(15)

Of

v?M

Ч а щ е

всего реактивные

насадки

выполняются

с одним перед­

отверстий п общий расход через реактивный насадок

(равный

общему расходу через промывочную магистраль)

Q = Qa + lQi-

( 1 6 )

С о с т а в им систему

уравнений, с в я з ы в а ю щ у ю

р а с х о д и потери

напора в промывочной

магистрали:

Я о б щ =

ALQ2

+

—

—

(- •

-

-

2

£

2g|j|a|

Q =

Qa + nQi.

Р е ш и в у к а з а н н у ю

систему

уравнений относительно Q, полу­

чим основную ф о р м у л у дл я расчета

общего расхода

промывоч ­

ной магистрали

с реактивным

н а с а д к о м :

^

/

ALA-

-

Я о б щ

}'

1

/

-

1в*и>0 + 1выхШш

Н а й д е м расход Q2 через переднее

отверстие

насадка . И з фор ­

мулы (15)

(

Подставим полученное в ы р а ж е н и е

в ф о р м у л у

(16):

П

П I

Л < ? г М - 1 ^ 1

=

Q 2 ( ^ 2 ^ 2 + " r H ^ l )

Ч =

ч

Щ Ш 2

(^2^2

•

Отсюда

Q2

=

Q\HW2

Р а с х о д через одно тыльное

отверстие

Q 1 = =

Q - Q 2

Скорость истечения воды соответственно через переднее и

тыльное отверстия:

Мощность в ы т е к а ю щ и х из

н а с а д к а струй

определяется ка к

кинетическая энергия секундной массы вытекающей

ж и д к о с т и :

мощность передней

струи

мощность задних

струй

J V , =

п r 1

v? =

-;

О б щ а я мощность

вытекающих

струй

реактивного

н а с а д к а

N

= N1 +

N2.

В а ж н о й характеристикой

реактивного насадка является раз ­

в и в а е м а я реактивная

тяга,

облегчающая продвижение ш л а н г а

п о дренопроводу в процессе

промывки . Р е а к т и в н а я

сила, созда­

в а е м а я

истекающей жидкостью, и н а п р а в л е н н а я

по

оси

реактив ­

ного насадка:

д л я

передней

струи

к г

W2yv22

;

=

8

д л я

задних струй

Ri =

nwxyxfi

а,

cos

g

где а — угол наклона

задних отверстий

к оси насадка .

О б щ а я реактивная

тяга

насадка,

направленна я

вперед

R

= Ri —

R2.

Приведенные формулы позволяют рассчитать основные

характеристики

промывочных устройств. Д л я выбора

наиболее

эффективной конструкции промывочного

насадка

воспользуемся

мость

позволяет

определить п а р а м е т р ы реактивных насадок,

обеспечивающие эффективную промывку при

минимальном рас­

ходе воды.

Д л я

проверки

влияния диаметров переднего и задних отвер­

стий на работу насадка принимаем равным: диаметр

переднего

отверстия

d2—1,5;

2,0; 2,5; 3,0 мм; диаметр

задних

отверстий

4Л — 2,0; 2,5;

3,0;

3,5; 4,0; 4,5; 5; 5,0 мм; число

задних

отверстий

л — 2;

3;

4;

6; 8;

угол

наклона

осей задних

отверстий а = 1 2 ° ;

коэффициент

расходов

отверстий

Ц2 = ^1 = 0,97.

Расчет

промывочных магистралей с различными вариантам и

задних

отверстий. Увеличение числа задних отверстий

и умень­

ш е н и е

их

д и а м е т р а

соответствует

возрастанию

мощности

(рис. 1 2 7 , а ) .

Н а и б о л ь ш а я

удельная

мощность

(наиболее экономичный

р е ж и м

работы

насадка)

соответствует

минимальному

числу от­

верстий

и их

минимальному

диаметру

(рис. 127,6).

Н а и б о л ь ш е е распространение

получили

реактивные н а с а д к и

с одним передним

ц е н т р а л ь н ы м отверстием. К а к видно из графи ­

ка на

рис. 127, в,

переднее отверстие

в

пределах диаметров .

1,5—3

м м не о к а з ы в а е т существенного

в л и я н и я на о б щ у ю мощ ­

ность

н а с а д к а ,

лишь

несколько с м е щ а я

максимум мощности при

увеличении

д и а м е т р а

переднего

отверстия

в сторону меньших:

д и а м е т р о в

задних

отверстий.

N.кгс-м

70

60

50

40

30

20

3,0 3,5 4,0 4,5

50

Ь 10

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 50

20 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 d мм

а)

'

S)

., пгс-м

'в)

кгс-м

кгс-м

Nudrir~

N.

* 160

2,0

2,5 3,0 3,5 4,0 45 50

20 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5й,мм

г)

Рис. 127. Функциональная

зависимость основных

параметров насадков:

а — общей

мощности от диаметра

переднего

отверстия

( Я о д щ = 2 0

кгс/см2 , л=3); б — удель­

ной мощности от числа

и диаметра задних

отверстий

( ^ 0 б щ ~ ^

к г а / с м

2 .

^=1.5 мм); в —

общей

мощности и расхода

от

числа

и

диаметра

задних

отверстий

( Я о ^ щ = 2 0

кгс/см2 ,

d2 = 1,5 мм); г — реактивной

силы

тяги

от диаметра

переднего и задних

отверстий

( ^ 0 б щ = "

—20 кгс/см2 ,

п=3); д — мощности

от общего

напора («=3, <fc=l,5 мм); / — d2 =2 мм; 2 —

d2 = i,5

мм; 3 — d2 =3 мм; 4 — я=2; 5 — п = 3;

6 — п=%;

7-

общ

ЛЬ кгс/см2 ;

8 — Иобщ "

-20

кгс/см2 ; 9 — Я 0 ^ щ = 25 кгс/см2

М о щ н о с ть передней струи

возрастает

с

увеличением

диа ­

метра

переднего

отверстия

и

уменьшением д и а м е т р о в задних,

отверстий

(рис. 127,г) .

П е р е д н я я

струя

реактивного

н а с а д к а

служит

дл я р а з м ы в а наносов,

в результате чего его перемеще ­

ние

облегчается. О д н а к о

при этом у м е н ь ш а е т с я о б щ а я

реактив ­

ная

тяга

н а с а д к а .

Увеличение общего

напора

воды

в промывочной

магистрали

в ы з ы в а е т

возрастание общей

и удельной мощности

(рис. 127, д) ..

П р и

этом

наибольший

прирост

мощности

н а б л ю д а е т с я

в

и н т е р -

конструкции насадка (с

одним и тем ж е диаметром

dy и d2).

С целью эффективного

использования мощности и

экономич­

задних

отверстий (п = 3).

Д и а м е т р

задних отверстий целесооб­

разно

иметь равным 2—3

мм. При

этом достигается н а и б о л ь ш а я

расхода

воды. Д и а м е т р

переднего отверстия

(с точки зрения

общих

характеристик

н а с а д к а )

д о л ж е н

быть

минимальным .

•Однако

при встрече реактивного

насадка

с большим количест­

Основным методом замеров при

исследовании д р е н а ж н ы х

м а ш и н в настоящее время является

тензометрический метод,

сальность,

достаточно высокая

точность

измерения

изменяемого

п а р а м е т р а ,

а

т а к ж е возможность

синхронно

и

одновременно

записать в

виде линий на одной

ленте

множество изучаемых

и изменяемых

параметров .

Основными

п а р а м е т р а м и

тензодатчиков

являются б а з а

где

8 Л =

относительное изменение сопротивления

д а т ч и к а ; 4

:Si=

—

относительное удлинение детали на длине,

равной

базе

датчика .

К о э ф ф и ц и е нт тензочувствительности

датчиков

с решетками-

из константановой проволоки

(такие датчики получили

н а и б о л ь ­

шее распространение)

изменяется от 1,9

до 2,1.

Выбор датчиков связан с величиной

их

базы,

типом

у с и л и ­

тельной и регистрирующей а п п а р а т у р ы ,

а т а к ж е с

н а п р я ж е н и е м

принятых источников

питания

измерительной

схемы

датчиков .

Н о р м а л ь н а я

работа

тензодатчиков с

исследуемой

конструк­

цией в о з м о ж н а

только при

тщательной

приклейке

д а т ч и к а .

В С К В « М е л и о р м а ш »

ч а щ е всего пользуются

следующей

техно­

краски,

ж и р о в и грязи . Поверхность о б р а б а т ы в а ю т н а ж д а ч н о й

бумагой

различной крупности зерен до чистоты ш л и ф о в к и ( V 6 ) .

новку

датчиков

так,

чтобы после

наклейки

п р о д о л ь н а я

ось

датчика

с о в п а д а л а

с

направлением

исследуемой

д е ф о р м а ц и и .

Грани и сами датчики протирают

ацетоном.

Д а т ч и к и

при­

клеивают клеем Б Ф - 2 . Клей наносят на д е т а л ь и датчик в

д в а

приема. П о с л е приклеивания датчики сушат в течение

двух

часов

при

комнатной

температуре .

З а т е м датчики

п р и ж и м а ю т '

через

слой

поролона

толщиной 20 мм металлическими

н а к л а д ­

ками

и п о м е щ а ю т

д л я

полимеризации клея на 24 ч в сушильный

ш к а ф .

Температура

при полимеризации

п о д д е р ж и в а е т с я

100—

110° С.

После извлечения

исследуемой

д е т а л и

из

сушильного'

ш к а ф а металлические

н а к л а д к и снимают,

проверяют и з о л я ц и ю

наклеенных

датчиков

и монтируют соединительные

провода . Д л я

защиты

датчиков

от

влаги

их п о к р ы в а ю т

эпоксидной

смолой

Э Д - 5 .

П р и

использовании

обычных

тензодатчиков

т е м п е р а т у р ­

формации

решетки датчика

и

изменению его сопротивления на

некоторую величину. Чтобы

исключить

влияние этого

фактора-

па результаты

исследований,

у с т а н а в л и в а ю т

т е м п е р а т у р н ы е

к о м ­

пенсационные

датчики.

Эти

датчики

обычно

н а к л е и в а ю т

на

дополнительную пластину,

которая

имеет

тот

ж е химический5

состав и температуру, что и исследуемая деталь, но

не реаги ­

рует на

д е ф о р м а ц и и

от сил

или

моментов.

Ч т о б ы

пластина

Обычно д е т а л и

д р е н а ж н ы х

м а ш и н

подвергаются

с л о ж н ы м

д е ф о р м а ц и я м ,

включающим'

с ж а т и е

или р а с т я ж е н и е ,

изгиб и

кручение. Тензодатчик, наклеенный

на

д е т а л ь , реагирует о д н о ­

временно на все эти компоненты. В

то

ж е время

при

исследо­

ваниях д р е н а ж н ы х

м а ш и н

нередко

возникает

н е о б х о д и м о с т ь

измерить одну

или

несколько

с о с т а в л я ю щ и х с л о ж н о й

д е ф о р м а ­

ции в отдельности. Эта з а д а ч а

решается

при п о м о щ и нескольких,

тензодатчиков,

включенных в схему моста.

других

элементарных

деформаций, а т а к ж е

обеспечив

темпера ­

турную

компенсацию

моста.

Некоторые типовые случаи включения тензодатчиков в мост

при различных видах деформации на деталях, сечения

которых

имеют две оси симметрии, показаны на рис.

128.

При

измерении

деформации

р а с т я ж е н и я - с ж а т и я ,

имеющей

место на д е т а л я х

д р е н а ж н ы х

машин

без

и с к а ж е н и я

другими

видами

деформации, обычно применяют схему расположения и

включения

тензодатчиков

в

полумосты,

и з о б р а ж е н н у ю

на

рис.

128, а.

П р и

измерении

деформации р а с т я ж е н и я - с ж а т и я

с

исключением изгиба тензодатчики R1 и R2 наклеивают на верх­

ней

и нижней плоскости

балки

(рис.

128,6).

Компенсационные

датчики

RK

наклеивают

на

компенсационную

пластину. Т а к у ю

ж е

схему применяют

при

измерении

деформации

р а с т я ж е н и я -

с ж а т и я ,

если имеется кручение и изгиб.

Д е ф о р м а ц и ю

чистого

изгиба

можно измерить двумя

путями .

П р и

первом

на

деталь

наклеивают

один

рабочий

датчик

R1,

стину

(рис. 128, в ) ,

при

втором

(рис. 128, г ) ' — о б а

датчика R1

и R2

с л у ж а т

рабочими .

Последний

вариант применяют

т а к ж е

при

измерении

д е ф о р м а ц и и изгиба

на неподвижных

и в р а щ а ю ­

щихся

д е т а л я х

с исключением

р а с т я ж е н и я - с ж а т и я .

Р а с п о л о ж е ­

ние

тензодатчиков

позволяет

компенсировать р а с т я г и в а ю щ и е

( с ж и м а ю щ и е )

усилия, если чувствительность датчиков к

д е ф о р ­

щества

перед

первым

б л а г о д а р я

вдвое большей

чувствитель­

ности,

а

т а к ж е лучшей

возможности компенсировать темпера­

турные

влияния .

П р и кручении круглого стержня по его поверхности дей­

ствуют наибольшие нормальные н а п р я ж е н и я — р а с т я г и в а ю щ и е

и

с ж и м а ю щ и е ,

численно

равные касательным

н а п р я ж е н и я м

по

сечениям,

н а п р а в л е н н ы м

под углом

45° к его оси. В

связи с этим

тензодатчики

д л я з а м е р а д е ф о р м а ц и и

кручения

ориентируют

под углом 45° к образующей .

Схемы

р а с п о л о ж е н и я

датчиков

на

детали

и включение

их

кручения

с

исключением

изгиба

на в р а щ а ю щ е й с я детали

и

кручения

с

исключением

изгиба

и р а с т я ж е н и я - с ж а т и я

на

вра ­

щ а ю щ е й с я

д е т а л и показаны соответственно на рис. 128,

д,

е,

ж.

П р и измерении перерезывающей силы Р определяется

обычно

разность

д е ф о р м а ц и й в местах наклейки датчиков. Схема

рас ­

измерении перерезывающей силы с

исключением влияния изги­

б а ю щ и х моментов М„ и реакций RA

и RB

в опорах

показана на

рис. 128,з.

а — ж)

Измерительные полумосты (рис.

128,

соединяются