Пособие А.И. Кудрина
.pdf
(1.14) на участке l1d1, имеющем местные сопротивления в виде сетки ξвк = 9,7; всасывающего клапана ξвк = 7,0; задвижки ξз = 5,5; одного калена ξк = 0,2.
|
|
|
|
3 |
0,125 |
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0125 23,6 10 |
|
4 |
16 23,6 10 |
|
1000 |
|
6 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Р |
|
9,7 7,0 5,5 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,047 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
1 |
|
|
0,12 |
|
|
|
0,12 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа.
1.24. Потери давления на участке l2d2, имеющем местные сопротивления в виде задвижки и четырех колен,
|
|
|
22 |
|
|
16 23,6 10 |
3 |
2 |
1000 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|||||||
Р |
|
5,5 4,0 0,2 0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,02 |
|
2 |
0,12 |
2 3,14 |
2 |
0,12 |
4 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
МПа.
1.25. Потери давления на участке l2d2, имеющем местные сопротивления в виде задвижки и четырех колен,
|
|
Q |
|
23,6 10 |
3 |
3 |
|
Q |
|
|
11,8 10 |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
3 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
м3/с.
hK hH
|
IV |
5 |
|
4 |
|
IV |
|
|
|
3

































6 I 

























2
1
II |
III |
IV |
Рис. 3. Гидравлическая схема установки:
1 – сетка; 2 – клапан всасывающий; 3 – задвижка; 4 – насос; 5 – рамка моющая; 6 – щетка ротационная; I…IV – расчетные участки.
Примечание. Рамка смачивания (ополаскивания) и консоли условно не показаны
Hð
Hê
Hî
l
1
Hn
3 |
L |
|
2
H î á
Рис. 4. Очистные сооружения первого контура: 1 – канава; 2 – песколовка; 3 – контейнер
1.26. Потери давления в каждой ветви, имеющей по три колена
|
|
|
|
3 |
|
|
16 11,8 10 |
3 2 1000 |
|
6 |
|
|
|
РЗ |
3 |
0,2 |
0,021 |
|
|
|
|
|
10 |
0,015 |
МПа. |
||
0,06 |
2 3,142 |
0,064 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.27. В конце участка l3d3 часть воды уходит через ответвления на другие рамки. Поэтому расход через каждую моющую рамку, как уже было рассчитано в п. 1.18. составляет 5,21 10 3 м3/с. В рамке поток раздваивается. Расход через половину рамки
Q |
1 |
|
Q |
M |
2,6 |
10 |
3 |
|
|||||||
M |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Этот расход путевой (рис.1.18), причем в истекает через nм' nм / 2 3,5 распылителя.
м3/с.
каждой половине рамки вода Коэффициент сопротивления
насадка с коническим распылителем (1.14)
|
|
|
1 |
|
1 |
0,08. |
|
Н |
0,963 |
2 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Местное сопротивление представлено одним коленом, имеющим ξК = 0,2. С учетом изложенного, потери давления на участке l4d4 (1.16)
Такими потерями можно пренебречь, как и потерями в рамках смачивания (ополаскивания) и щеточных консолях.
|
|
0,08 |
|
1,25 |
|
16 2,6 10 |
3 |
2 |
1000 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
5 |
||||||||
Р |
|
|
|
0,2 0,33 0,021 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
7,3 10 |
||
4 |
3,5 |
0,06 |
2 3,14 |
2 |
|
0,06 |
4 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
МПа.
1.28. Общие потери напора равны сумме потерь на отдельных участках
Р 0,047 0,02 0,015 0,082
МПа.
1.29. Преодолеваемое насосом установки геометрическое давление
Р |
h |
h |
|
|
g 10 |
6 |
2 6 1000 9,8 10 |
6 |
0,078 |
Н |
|
|
|||||||
2 |
В |
Н |
|
|
|
|
|
|
МПа.
1.30.Давление насоса проектируемой установки (1.18)
Р1,6 0,082 0,078 1,76 МПа.
1.31.Мощность на привод насоса (1.9)
N |
23,6 10 |
3 |
1,76 10 |
6 |
||
|
|
|||||
102 |
0,72 0,9 9,8 |
|||||
|
||||||
64,1
кВт.
1.32. Для расчета привода щеток примем радиус вращающейся щетки r = 0,6 м; высоту щетки h = Н – 0,1 = 2,4 – 0,1 = 2,3 м; частоту вращения щеток n = 150 1/мин; угол деформации (рис. 1.20) α = 60о.
Линейная скорость на поверхности щеток (1.21)
V |
|
|
2 3,14 0,6 150 |
9,4 |
|
Л |
60 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
м/с.
1.33. Площадь сегмента деформируемой части щетки (1.24)
|
|
3,14 0,62 |
60 |
|
0,62 |
sin 600 |
2 |
SС |
|
|
|
|
|
|
0,03 м . |
360 |
|
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
1.34. Масса нитей, подверженных деформации (1.23)
m 0,03 2,3 1200 0,02 1,66 кг.
1.35.Центробежная сила (1.22)
1,66 9,42 РЦ 0,6
244
Н.
1.36. Мощность на привод одной щетки (1.20)
W 2,2 244 9,4 0,1 504
1.37. Общая мощность привода щеток (1.25)
Вт.
W |
504 2 1008 |
|
|
Вт
1 кВт.
1.38. Скорость конвейера моечной установки (1.26)
Vа
|
6,28 0,6 150 |
4,71 |
|
120 |
|||
|
|
м/мин.
Если установка не имеет щеток и расчет скорости конвейера не производится, можно принять Vа = 3…9 м/мин.
1.39. Время мойки одного автомобиля (1.27)
t
6,675 4,71
1,41
мин = 85 с.
1.40. Средний расход воды на мойку одного автомобиля
QСР Qt 23,6 10 3 0,85 2 м3.
1.41. Число автомобилей, проходящие через мойку в течение часа
Nа |
60Va |
|
60 4,71 |
28 шт, |
|
La K H |
6,675 1,5 |
||||
|
|
|
где КН =1,3…1,5 – коэффициент автомобилей.
1.42. Часовой расход воды
Q |
Q |
N |
a |
2 28 |
Ч |
СР |
|
|
неравномерности поступления
56 |
м3/ч. |
1.43. При расчете очистных сооружений первого контура (рис.4) сначала определяется площадь сечения потока воды через песколовку (1.28)
F |
23,6 10 |
3 |
|
||
0,15 |
|
|
|
|
0,16
м2.
1.44. Расчетная глубина проточного слоя песколовки
Н Р |
|
F |
|
0,16 |
0,16 |
м, |
|
В |
1 |
||||||
|
|
|
|
|
где В = 1м – принимаемая ширина песколовки. 1.45. Длина песколовки (1.29)
L 1,3 |
0,16 0,15 |
1,7 |
|||
18 |
10 |
3 |
|||
|
|
||||
|
|
|
|||
м.
1.46. Глубина от пола до уровня воды в песколовке (1.31)
Н П Н К 0,03l 1,2 0,03 7 1,41 |
м, |
где НК = 1,2…1,4 м – глубина канавы на посту майки; l › La = 7 м – длина канавы.
1.47. Общая глубина песколовки (1.30)
Н |
об |
1,41 0,16 1,3 |
|
|
1.48. Объем приемного резервуара (1.32)
V |
|
900 23,6 10 |
3 |
|
ПР |
|
|||
|
|
|
|
2,87 м.
21 м3.
1.49. Площадь водного зеркала гидроциклонов (1.33)
|
|
23,6 10 |
3 |
12,4 |
||
F |
|
|||||
|
|
3 |
||||
В |
|
1,9 |
10 |
|
||
|
|
|
|
|
||
1.50. При диаметре одного гидроцилиндра зеркала одного гидроциклона (1.34)
м2.
D = 1,8 м, площадь водного
|
|
3,14 1,8 |
2 |
|
F |
|
2,54 |
||
|
||||
ВСР |
|
4 |
|
|
|
|
|
м2.
1.51. Количество гидроцилиндров (1.35)
N |
r |
|
12,4 1 5,88
2,54
шт.
Округлено Nr = 6 шт.
1.52. Требуемая мощность фильтров (1.36)
|
|
3600 23,6 10 |
3 |
|
F |
|
8,3 |
||
|
||||
Ф |
|
10 |
|
|
|
|
|
м2.
1.53. Объем резервуара очищенной воды
VРЕЗ 0,5QЧ 0,5 56 28 м3.
1.54. Объем камеры бензомаслоуловителя
VБН 15 LBHОБ 15 1,7 1,0 2,87 0,98 м3.
1.55. Объем бака для сбора нефтепродуктов в сточных водах: 900 мг/л –
после мойки грузовых автомобилей; 850 мг/л мг/л – после мойки легковых автомобилей.
В данном случае
|
|
CZT |
Q |
0,9 1,5 8 |
56 |
|
V |
|
|
Ч |
|
||
БН |
|
|
850 |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
Н |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
– после мойки автобусов; 75
0,71 |
м3, |
где С = 0,9 кг/м3 – содержание нефтепродуктов определяется исходя из их содержания в сточных водах; Z = 1,5 – количество рабочих смен в сутках; Т = 8 ч – продолжительность рабочей смены; γН = 850 кг/м3 – плотность нефтепродуктов.
ПРИМЕР 2. Рассчитать тянущий тросовой конвейер периодического действия для трехпостовой линии ТО – 1 автомобилей ЗИЛ – 431410. Расчетную схему конвейера принять в соответствии с рис. 2.6. Сила веса автомобиля 43000 Н.
2.1. Тяговое усилие (2.1)
F |
3 43000 0,03 3870 |
Т |
|
Н.
2.2. Сила предварительного натяжения троса (2.2) при угле охвата тросом барабана α = π
F |
|
3870 |
|
е |
|
|
|
||
0 |
|
2 |
|
е |
|
|
|
0,0153,14 0,0153,14
1 |
|
82560 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Н.
2.3. Суммарное усилие в верхней, наиболее нагруженной ветви (2.3)
82560 |
|
4 |
172860 |
|
F |
|
3870 |
||
|
2 |
|
|
|
Н.
2.4. В соответствии с ГОСТ 3067 – 74 на усилие 172860 Н рассчитан трос диаметром 20 мм. Исходя из диаметра троса dТ, диаметр барабанов приводной и натяжной станции
dб 20 30 dТ 25 20 500 мм = 0,5 м.
2.5. Скорость конвейеров периодического действия составляет от 7 до 25 м/мин. Если скорость 15 м/мин, то частота вращения ведущего барабана
(2.4)
n |
15 |
9,55 |
||
3,14 |
0,5 |
|||
|
|
|||
об/мин.
2.6. Потеря тягового усилия за счет трения в подшипниках барабанов (2.7)
F |
2 82560 3870 1 0,995 844 |
П |
|
Н.
2.7. Требуемое передаточное число редуктора приводной станции при частоте вращения вала электродвигателя nдв=1000 об/мин
i |
1000 |
104,7. |
|
9,55 |
|||
|
|
Такое большое передаточное число может иметь червячный редуктор. Средний КПД червячных редукторов ηр = 0,75.
2.8. Предварительная мощность электродвигателя конвейера (2.6)
N
3870 844 15 1,5 60 1000 0,75
2,4
кВт.
Такая мощность может передаточным числом iК
быть передана редуктором РЧУ – 160 – 63 с
63 и КПД ηр = 0,71.
2.9. Так как требуемое передаточное число редуктора приводной станции не совпадает с передаточным числом подобранного редуктора, необходимо между электродвигателем и редуктором установить ременную передачу с передаточным отношением (2.8)
i |
|
|
n |
дв |
|
1000 |
1,66. |
|
|
|
|
||||||
р |
n i |
|
9,55 63 |
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
К |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.10. КПД ременной передачи ηП = 0,96. Окончательно
N |
3870 844 15 1,5 |
2,64 |
|||
60 |
1000 0,71 |
0,96 |
|||
|
|
||||
кВт.
ПРИМЕР 3. Рассчитать транспортирующий цепной конвейер периодического действия для трехпостовой линии ТО – 1 автомобилей ЗИЛ
– 431410. Расчетную схему конвейера принять в соответствии с рис.2.4. Сила веса автомобиля 43000 Н.
3.1. Конвейер имеет две несущие цепи, перемещающие в направляющих, расположенных по обе стороны осмотровой канавы. Предварительное тяговое усилие на перемещение автомобиля без учета веса цепи (2.1)
F |
N |
П |
G |
П |
, |
т |
|
A |
|
где φ – коэффициент трения качения стальных колес малого диаметра по стальным направляющим. Поскольку в направляющих всегда имеются грязевые отложения, в данном примере φ = 0,05;
φП = 0,75 – коэффициент одновременности передачи тягового усилия.
F |
3 43000 0,05 0,075 4837 |
m |
|
Н.
3.2.Предварительный размер цепи выбирается конструктивно. Обычно для транспортирующих (несущих) цепных конвейеров берутся втулочноколесные цепи. Так как в широко распространенных справочниках нет втулочно-колесных цепей, для расчета можно взять цепь роликовую пластинчатую М 224 по ГОСТ 588 – 74. Такая цепь имеет наибольшую ширину 98 мм, при разрушающей нагрузке параметрами в качестве направляющих можно использовать швеллер № 12 по ГОСТ 8240 – 72 (рис.
5).
3.3.Длина линии обслуживания (2.12)
L |
Л |
3 13000 0,05 0,075 4837 |
|
|
Н.
3.4. Длина одной цепи, движущейся по направляющим в верхней и нижней частях конвейера (2.13).
Сила веса цепи
G |
Ц |
|
LЦ 46 8,76 9,8
2 23 46 3949 Н.
м.
3.5. Сила трения цепи в направляющих (2.15)
FЦ 3949 0,05 197 Н.
3.6. Статическая тяговая нагрузка на цепь
Р |
Р |
Р |
Ц |
4837 197 5034 |
СТ |
т |
|
|
Н.
3.7. Диаметр начальной окружности звездочки (2.16) при числе зубьев Z =
6
|
180 |
|
|
|
||
D0 |
0,4 / sin |
|
|
0,8 |
м. |
|
6 |
||||||
|
|
|
|
|
||
а) |
3 |
б) |
|
4 |
|
|
|
2 
















5 
1 






Рис.5. Конструкции направляющих:
а) конвейер цепной транспортирующий; б) конвейер несущий пластинчатый;
1 – швеллер; 2 – цепь; 3 – траверса; 4 – пластина; 5 - тележка
N, кВт |
N |
М, Нм |
|
|
|
|
М |
|
70 |
|
700 |
65 |
NХ |
650 |
|
|
|
60 |
|
600 |
|
МХ |
|
55 |
|
550 |
50 |
|
500 |
800 |
900 1000 1100 1200 |
nр , об/мин |
Рис. 6. Результаты расчета параметров нагружателя
3.8. При расчете приведенной массы по формуле (2.22) следует учитывать массу автомобилей, транспортируемых одной цепью. Для двухцепного конвейера
q |
N |
П |
т |
Д |
6450 |
|
|
||||
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
кг,
где mД = 4300 кг – масса одного автомобиля. Тогда приведенная масса
М = 6450 + 1,5 ∙ 8,76 ∙ 54 = 7160 кг.
Здесь: длина цепи одной ветви конвейер,
L 2L |
Л |
|
в,
где в = 4 м – длина
сбегов цепи.
3.9. Динамическая нагрузка на цепь (2.19), рассчитанная для скорости конвейера 0 12 м/мин (0,2 м/с) составляет
|
|
|
7160 |
0,2 |
2 |
60 |
|
|
Р |
|
|
|
1192 |
||||
ДИН |
6 |
2 |
0,4 |
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Н.
3.10. Полная нагрузка на цепь (2.21)
S |
Р |
5034 1192 6224 |
|
|
Н.
С учетом коэффициента запаса прочности К = 5 – 6, максимальная нагрузка на цепь составляет не более 6168 ∙ 6 = 37000 Н, что в 6 раз меньше разрушающей нагрузки, т. е. цепь проходит по условию прочности.
3.11. Сопротивление тягового органа при огибании звездочек и вследствие трения в подшипниках вала звездочек
W |
6224 1 0,97 |
ЗВ |
|
3.12. Расчетное усилие на выходном установившегося движения двух цепей
186 Н.
валу редуктора в период
РУ
6224 186 2 12821
Н.
3.13. Сила инерции, действующая дополнительно на тяговый орган в период пуска конвейера (2.24)
Р |
2 7460 0,2 / 0,75 3818 |
ин |
|
Н.
3.14. Суммарное усилие на тяговом органе в период пуска (2.23)
Рпуск 12821 3818 16639 Н.
3.15. Мощность электродвигателя приводной станции в период установившегося движения конвейера (2.26) при использовании червячного редуктора и ременной передачи
N |
|
|
12821 0,2 |
3,56 |
||
У |
1000 |
0,75 0,96 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
кВт.
3.16. Мощность в период пуска (2.24)
