Материал: КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Шупранов Д.А.1

Среднее давление на поверхность днища при торможении, МПа:

Растягивающие напряжения, возникающие в днище при торможении, МПа:

Максимальное напряжение в днище цистерны, МПа:

Условие прочности:

Условие выполняется, так как наибольшее растягивающее напряжение при повороте транспортного средства меньше предельно допустимого.

9 Расчет устойчивости цистерны на опрокидывание

Нарушение устойчивости цистерны в продольном и поперечном направлении возможны при аварии (как правило, характерно для нарушения продольной устойчивости). К случаям поперечного нарушения устойчивости относится боковое скольжение и опрокидывание, которые могут возникнуть при движении по наклонной плоскости или радиусу, а также от воздействия бокового давления. Вероятность бокового опрокидывания зависит от соотношения ширины транспортной базы и высоты центра тяжести цистерны.

Вероятность бокового опрокидывания оценивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокидывания:

где B – ширина колеи;

Z – высота центра тяжести.

Ширина колеи для автомобиля КАМАЗ 43118-46 равна 2 м, высота центра тяжести равна 1,3 м [1].

Ускорение опрокидывания, м/с²:

Скорость опрокидывания, м/с:

где R – радиус поворота базы автомобиля, м;

Радиус поворота базы автомобиля КАМАЗ 43118-46равен 12,3 м [1].

Скорость скольжения автомобиля при повороте:

где – коэффициент сцепления шин с дорогой;

Для сухого грунта принимаем коэффициент сцепления шин с дорогой равным 0,55.

При повороте боковой занос возникает раньше, чем опрокидывание, учитывая поперечный крен на повороте 6-7%, предельную скорость поворота рассчитывается и уменьшается на 30%, м/с:

Опрокидывающий момент, Н м:

где – эквивалентный радиус цистерны.

Удерживающий момент, Н м:

Условие устойчивости:

Условие выполняется, ограничение скорости при повороте автомобильной цистерны не требуется.

10 Выбор насосного оборудования

Требуемая производительность насоса, м³/ч:

где n – количество отсеков;

V – объем отсеков, м³.

Принимаем насос 1СВН-80А с номинальной производительностью [5].

Секундный расход, м³/с:

где Q_н – номинальная производительность, м³/ч.

Диаметр необходимого трубопровода, м:

где W – скорость перекачивания, м/с.

Для расчетов принимаем .

Принимаем [3].

Уточняем скорость перекачивания:

Давление во всасывающем трубопроводе:

где Р_а – атмосферное давление, Па;

– высота взлива НП, м;

ξ – коэффициент местных потерь;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления;

L – длина всасывающего трубопровода, м.

Высота взлива .

Длину всасывающего трубопровода примем равной 3 м.

Коэффициент гидравлического сопротивления:

где – число Рейнольдса;

где η – кинематическая вязкость НП, м²/с.

Кинематическая вязкость бензина при t = 20^oС равна 0,7 мм²/с.

Так как Re> 2400, то режим течения жидкости турбулентный.

Коэффициент гидравлического сопротивления:

Коэффициент местных потерь складывается из гидравлического сопротивления напорного трубопровода:

где – сопротивление входа;

– сопротивление фильтра грубой очистки;

– сопротивление задвижки;

– сопротивление задвижки;

– сопротивление задвижки;

– сопротивление выхода.

Сопротивление входа равно 0,45; сопротивление задвижки 0,47; сопротивление вентиля 0,51; сопротивление фильтра грубой очистки 0,5; сопротивление выхода 0,81.

Давление во всасывающем трубопроводе:

Потери в нагнетательном трубопроводе:

где L – длина нагнетательного трубопровода, м.

Длину нагнетательного трубопровода примем равной 3 м.

Напор, создаваемый насосом на выходе, должен быть больше потерь в нагнетательном трубопроводе:

где Н – напор, создаваемый насосом на выходе, м.

Напор, создаваемый насосом 1СВН-80А на выходе, равен 26 м.

Условие выполняется. Насос подходит.

11 Подбор технологического оборудования

11.1 Волнорезы

Волнорезы предназначены для предотвращения возникновения гидроудара при торможении и трогании автоцистерны, они усиливают надежность всей конструкции цистерны.

Для обеспечения беспрепятственного наполнения (опорожнения) автоцистерны, очистке ее внутренних поверхностей, крепление волнорезов осуществляют с помощью болтовых соединений с ребрами жесткости цистерны.

В нашем случае используем болты М12x30 (12 шт.) [5].

Площадь волнореза составляет не менее 70% поперечного сечения цистерны, толщина волнореза должна быть не менее толщины стенки цистерны. Минимальный размер сечения отверстия в волнорезе 380 мм, максимальный 720 мм.

Волнорезы должны быть вогнуты (с глубиной прогиба не менее 11,3 см) или должны иметь гофры для обеспечения эквивалентной прочности цистерны.

Волнорезы разделяют цистерну на отдельные секции объемом не более 7,5 м³. Таким образом, число волнорезов для проектируемой цистерны: 1 шт. [4].