3. Расчёт одного из основных рабочих механизмов асфальтоукладчика

В качестве рабочего механизма асфальтоукладчика АСФ-К-3-02 для расчёта был выбран шнековой механизм.

Шнековый механизм предназначен для равномерного распределения асфальтобетонной смеси, подаваемой питателями, перед рабочей плитой по всей ширине укладки.

Механизм позволяет изменить положение шнеков по высоте в зависимости от толщины укладываемого покрытия.

Шнек выполнен в виде двух половин, имеющих различное направление линии спирали. Привод каждого из шнеков – автономный, при помощи гидромотора, планетарного редуктора и закрытой цепной передачи.

Механизм крепится на заднем щите рамы асфальтоукладчика.

Основные части:

- цепной редуктор

- два кронштейна

- два шнека

- два планетарных редуктора

- балка

- болты

Оба шнека собраны из отдельных секций – перьев. Перья крепятся на валу шнека специальными болтами повышенной прочности и гайками.

3.1 Основные параметры

Шнековый механизм в асфальтоукладчике АСФ-К-3-02 является двойным. Центральная часть вала является третьей опорой и крепится к редуктору насосов.

Габаритные размеры:

длина (L) – 4500 мм,

диаметр (l) – 380 мм,

лопасти – 160 мм,

диаметр вала 60 мм,

частота вращения (N) – 0….70 мин^-1,

шаг секции – 320 мм,

6 спиралей на каждую из 2х сторон,

длина одного шнека – 1920 мм,

центральная часть вала – 660 мм,

производительность (Q) – 1750 м³/ч (при полном заполнении шнековой камеры).

При изготовлении шнекового механизма асфальтоукладчика АСФ-К-3-02 используется сталь марки 38Х2МЮА – жаростойкая релаксационностойкая сталь.

Диапазон рабочих температур: 0….450 ^*С.

Плотность: ρ=7710 кг/м³.

Данная сталь не склонна к хрупкости, мало применяется для сварных конструкций.

3.2 Нахождение воздействующих сил

Единственная нагрузка, действующая на вал и лопасти шнекового механизма, это сила сопротивления смеси осевому смещению.

Средняя плотность асфальтобетонной смеси: ρ = 2200 кг/м³.

Объём шнековой камеры:

V_к = (D - d) * (L - l) = (380 - 60) * (4500 - 660) = 0.54 м³,

где: D – диаметр шнекового механизма;

d – диаметр вала шнекового механизма;

L – общая длина шнекового механизма,

l – длина двух шнеков.

Объём, занимаемый лопастями в камере шнекового механизма, составляет около

10% от общего объёма камеры.

V_c = V_к * 0,9 = 0,54 * 0,9 = 0,486 м³,

где: V_к – объём камеры; V_к = 0.54 м³;

k – коэффициент, учитывающий объём лопастей и «перьев» в камере,

k = 0.9.

Масса смеси:

М_с = V * ρ = 0,486 * 2200 = 1069 кг.

Силы, действующие на шнековый механизм:

- радиальная (Fr);

Fr = m * g = 1069 * 9.81 = 11.5 кН*м;

где: m – масса смеси, (m = 1069 кг);

g – ускорение свободного падения; g = 9.81 м/с²;

- осевая (N);

N = k * m * g = 0.65 * 1069 * 9.81 = 6.8 кН*м;

где: k - коэффициент сопротивления смещению смеси, k = 0,65.

- окружная (Q);

Q = Fr * tg28° = 11.5 * 0.62 = 7.2 кН*м.

где: α – угол наклона лопасти шнека к перпендикуляру оси вала.