Экзаменационный билет № 26

1. Конструкции битумоплавильных котлов и их принцип действия.

2. Особенности тягового расчета дорожных машин с гидрообъемной трансмиссией.

3. Система индексации универсальных одноковшовых строительных экскаваторов.

2. Характеристика основных видов работ при техническом обслуживании дорожных машин.

1. Назначение битумоплавильных котлов и их принцип действия.

В битумонагревательных котлах производится обезвоживание битума (выпаривание воды) и нагрев его до рабочей температуры. При нагреве обводненного битума он сильно вспенивается и может переливаться через горловину котла. Выпаривание влаги - процесс очень энергоемкий и длительный. Каждый процент влаги, содержащейся в битуме, увеличивает расход энергии и время подготовки битума на 20 %. Для предотвращения вспенивания битума при его нагреве в открытых котлах применяют механический и химический способы пеногашения. При механическом пеногашении используют принципы разрушения паровых пузырьков на поверхности битума волнами от вращающихся лопастей, распыливанием битума центробежной форсункой и ускоренным удалением паров воды из мелких капель битума. Химическое пеногашение производится введением 5-6 капель полисилоксанового каучука СКТН-1 на 10 т битума. Нагрев битума в битумонагревательных котлах производится жаровыми трубами и котлами с экранными трубами. Битумонагревательные агрегаты с жаровыми трубами выпускают двух типов: периодического и непрерывного действия. Битумонагревательные агрегаты периодического действия оснащенную одним насосом для подачи готового битума, а непрерывного действия -дополнительным насосом для непрерывной циркуляции нагреваемого и выпариваемого битума.

Битумонагревательный агрегат непрерывного действия (рис.1) представляет собой цистерну с теплоизоляцией, оснащаемую выносной топкой и жаровыми трубами. Разогретый в цистерне битум подается циркуляционным насосом в смеситель, куда поступает также битум из хранилища с температурой 90°С. Из смесителя битум поступает в цистерну через центробежный пароотделитель и далее по наклонному лотку - в противоположный конец цистерны. Стекая по лотку тонким слоем, битум дополнительно обезвоживается, кроме того, при работе циркуляционного насоса битум в нижней части цистерны движется вдоль жаровых труб, что исключает образование застойных зон непрогретого или обводненного битума. Недостаток битумонагревательных агрегатов непрерывного действия заключается в малой производительности при подготовке обводненного битума, достоинство - в отсутствии элементов, работающих под давлением.

Рис. 1. Схема битумонагревателя непрерывного действия: 1 - пароотделитель;

2 - испарительная камера; 3 - разделительная перегородка; 4 - лоток; 5 - топка;

6 - корпус битумонагревателя; 7 - указатель уровня; 8 - жаровая труба; 9 -насос выдачи готового битума; 10 - насос внутренней циркуляции; 11, 12 -патрубок и кран подачи сырого битума; 13 - смеситель.

В трубчатом битумонагревательном агрегате (рис. 2) процесс нагрева битума идет непрерывно. Сырой битум насосом непрерывно перекачивается по змеевику (экранным трубам), расположенному по периферии зоны горения топлива. Конвективным и радиационным потоком тепла битум в трубах нагревается до рабочей температуры, вода в битуме переходит в парообразное состояние, а давление паробитумной смеси возрастает до 0,5-0,6 МПа. Далее битум поступает в подогреваемую расходную емкость через форсунку и центробежный пароотделитель. Поскольку битум и пар нагреты до 150-160°С, пар отделяется очень быстро, а температура битума при этом не снижа­ется, в отличие от битумонагревателей с жаровыми трубами, где процесс выпаривания воды идет за счет тепла битума.

Преимущества битумонагревателей с экранными трубами заключаются в высокой производительности и быстром получении обезвоженного битума с рабочей температурой. Недостатки битумонагревателей с экранными трубами состоят в следующем: во-первых, система экранных труб работает под давлением; во-вторых, существует сложность выведения битумонагревателя на рабочий режим, так как перед розжигом форсунки трубы должны быть за­полнены битумом при его непрерывной циркуляции и до выхода на рабочий режим циркуляция должна осуществляться с возвратом битума в битумохранилище, и в-третьих, ввиду высокой интенсивности нагрева битум в трубах нагревается в жестком режиме с образованием карбенов и карбоидов, причем даже возможно коксование битума. Для очистки от кокса и возможных твердых осадков поворотные колена экранных труб выполняют съемными и располагают вне зоны горения топлива.

2Простейшей схемой гидрообъемной трансмиссии яв­ляется такая, в которой вал насоса непосредственно соединен с валом двигателя, а вал гидромотора — с ведущим колесом. При этом используют высокомоментные гидромоторы. Чаще при­меняют схему с промежуточными редукторами, которые устанав­ливают между двигателем и насосом и между гидромотором и колесом.

Для выбора гидромашин необходимо знать:

1)тяговое усилие машины и коэффициент сцепления ее дви­жителей с поверхностью качения;

2)скорость движения машины;

3)номинальную мощность и соответствующую частоту вра­щения вала двигателя;

4)радиус ведущих колес;

5)эксплуатационную массу машины;

6)нагрузку, приходящуюся на ведущие колеса (сцепной вес

машины);

7)передаточные числа главной передачи и промежуточных

редукторов и их КПД;

8)общую схему привода, число гидромоторов и их связь с ведущими колесами.

Тяговырасчет проводят в следующей последовательности. Вычисляют максимальный вращающий момент, который должен развиваться одним гидромотором,

М_{ГМ MAX}= M_{K MAX}/Z_ГМU_Pη_P (369)

где М_{K тах} — максимальный момент на движителях машины;

M_{K MAX}=G(γ_Pϕ_СЦ+ƒ_K)r_d (370)

Z_гм — число гидромоторов в трансмиссии; U_p и η_p —- передаточное число и КПД конечных передач и промежуточных редукторов.

По значению М_{гм тах} или по соответствующей ему мощности выбирают гидромотор из числа выпускаемых промышленностью, учитывая его технические характеристики.

По рабочему объему гидромотора V_M (м³/об) и по величине M_ГМ (Н-м) определяют давление р (Па) рабочей жидкости в гидро­системе

P=M_ГМ/0,159V_Mη_{M ГМ} где η_{M ГМ—}механический КПД гидромотора

Минимальное давление p_mln находят по формуле приМ_ГМ min = ψ_CGr_d ( для транспортного режима работы), а макси­мальное — при М_к maxТребуемое передаточное число конечных передач (промежуточ­ных редукторов)

U_P=n_ГМr_d/2,654V

где V — заданная скорость машины, км/ч.

Правильность выбора гидромотора проверяется по окружному усилию на ведущих колесах

Р_к = M_ГМZ_ГМU_Pη_P

Усилие Р_к для транспортного режима работы не должно быть меньше силы сопротивления дороги при установившемся движе­нии машины и должно удовлетворять условию

(Р_к — ω_BV²)≥ Gψ_C,

а при работе на тяговом режиме

(Р_K- Gψ_C) ≥ W_P.

Насос выбирают по требуемому для гидромоторов расходу жидкости Q_M (м³/с) при максимальной скорости движения v_max машины для транспортного режима и при рабочей скорости v для тягового режима работы:

Q_{M MAX} = V_Mυ_MAXU_PZ_ГМ/r_dη10⁶

Q_{M MIN} = V_MυU_Pz_ГМ/r_dη10⁶

Подачу насоса определяют по формулам:

Qh mах ⁼ Qm mах/η_O Q_H min = Qm min/η_O

Где η_О — объемный КПД насоса.

Передаточное число редуктора, установленного между дви­гателем и насосом,

Up = п_л/п_Н

Где n_д и n_H — номинальные частоты вращения валов двигателя и насоса (об/мин).

Правильность выбранного насоса проверяют по условию

N_Д = Q_HP/1000η_{M H,}

где η_{М Н}—механический кпд гидромотора

3Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. Размер экскаватора, от которого зависят его рабочие параметры, производительность и т. п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте.В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эскплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки. Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топливом и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста).система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса означают по порядку их расположения: первая - размерную группу, вторая - тип ходового устройства, третья - исполнение рабочего оборудования и четвертая - порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В...) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-3322А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию, прошедший первую модернизацию.