Материал: Проектирование земснаряда для дноуглубительных и очистных работ

Толщина отрезаемой стружки определяется по формуле, мм:

Отсюда

=3,5/(28*4)*1000=31мм

Для 3 категории грунта ()

земснаряд грунтонасосный рама надводный

Для 2 категории грунта (к4=23 кПа; к5=133 кПа; )

Примем

=60об/мин

5. Расчёт гидравлического механизма для передвижения сваи

На рисунке 6.1 показана схема гидравлического механизма

Рисунок 6.1 Схема гидравлического механизма

Ц - цилиндр, ГД- гидрозамок, РН- золотниковый распределитель, ДР- дроссель, К2- обратный клапан, К1- предохранительный клапан, Н- насос, ЭД- электродвигатель, Ф- фильтр, ОХ- охладитель, ГБ- гидробак.

.1 Режимы работы гидроприводов передвижения тележек свай

Оцениваются в зависимости от продолжительности работы гидроприводов под нагрузкой, учитывают коэффициентом Кn, числа включения гидропривода в час и степени использования номинального давления Kg. Режим гидропривода определяется по таблице 4.1 (1)

Режим работы - мягкий

Кg - менее 0,4

Кn - 0,1-0,3

Число включений в час - до 100

Номинальное давление Рном=0,63

5.2 Выбор марки рабочей жидкости

В соответствии с техническими требованиями в гидроприводах машин, работающих на открытом воздухе, в средне-климатической зоне следует применять масло МГ-30, имеющее вязкость 0,3*10-4 м²/с

.3 Определение диаметра гидроцилиндра

Внутренний диаметр гидроцилиндра зависит от направлений действий рабочих усилий. При работе штока на сжатие рабочей жидкости под давлением Р в поршневую полость и создаёт на штоке усилие Р. При этом в штоковой полости возникает сила сопротивления, которая вызвана противодавлением Рм

В этом случае диаметр гидроцилиндра

заданное рабочее усилие, кНрабочее давление при входе, мПа

- коэффициент мультипликации

- механическое КПД гидроцилиндра

 (1) Pm=0,4мПа

=0,93( с резиновыми манжетами)

5.4 Определение расхода, потребляемого гидроцилиндрами

При работе штока на выталкивание для получения заданной скорости рабочего хода в поршневую полость с площадью Fn следует подать теоретический расход (t л/мин)

=24

Где V- скорость штока, м/мин

Одновременно из штоковой полости Fm гидроцилиндр будет вытеснять теоретический расход л/мин

.5 Выбор насоса

Рабочий объём насоса gн (см³/об) должен соответствовать расходу гидропривода, приходящем на один оборот вала насоса

Выбираем насос НШ gn=98 см³/об

Р=10/13,5 мПа=1100/2000 мин-1

Выбранный насос должен развивать давление

Где Р - давление на входе в гидроцилиндр или гидромотор

 -полная потеря давления в гидроприводе от насоса до гидробака

.6 Гидравлический расчёт трубопроводов

.6.1 Расчёт диаметров труб и рукавов

Внутренний резинометаллического рукава определяется по формуле:

Где- расход жидкости на рассматриваемом участке, л/мин- средняя скорость жидкости, м/с

Исходные данные для расчёта гидравлических потерь

5.6.2 Расчёт гидравлических потерь

Гидравлические потери в гидролиниях слагаются из потерь на гидравлическое трение, потерь в местных сопротивлениях

И потерь в гидроаппаратах

Потри давления на трение (Па)

Где

- плотность

- коэффициент трениядлина участкасредняя скорость жидкости- диаметр шланга

Для вычисления коэффициента трения необходимо определить режим движения по числу Рейнольдца:

При минимальном движении Re< 2300 для резиновых рукавов

При турбулентном движении Re>2300

Расчёт потерь на трение

Расчёт потерь в гидравлических сопротивлениях

Перечень установленных гидроаппаратов

Суммарные потери в гидролиниях гидроцилиндра

Тип фильтра 1.2.40-25

Номинальный расход- 160 л/мин

Тонкость фильтрации- 25мкм

.7 Расчёт мощности гидропривода

Номинальная мощность гидропривода (кВт) равна мощности, потребляемой насосом.

6. Расчет технологических параметров работы установки и определение характеристик оперативных лебедок

.1 Скорость рабочих перемещений земснаряда

=Qp/60F

где Qp-расчетная производительность земснаряда по грунту, м³/ч;площадь поперечного сечения разрабатываемой траншеи, м²;

=100/60x0,15 =11 м/мин

Где

В - ширина грунтоприемника, м

В=0,45

=3,14x0,45/4=0,15 м²

Тяговое усилие лебедок.

Натяжение каната лебедки, кН

=RZ

Гдерезультирующая внешняя нагрузка на земснаряд, кН

6.2 Сопротивление воды

где Сох- коэффициент сопротивления подводной поверхности носового транца земснаряда при отрывном обтекании,

Сох=1,3;

рв - плотность воды, 1 т/м

Т,В - осадка и ширина корпуса земснаряда; Т=0,6 м и В=5.32 м;скорость движения земснаряда относительно воды;

Км - коэффициент учитывающий увеличение сопротивления при работе

земснаряда на мелководье, Км = 1,05... 1,1.

=1.3*1/2*0.6*5.3*0.182*1.1=0.076 кН

.3 Инерционные нагрузки

При плоском передвижении земснаряда инерционные нагрузки рассчитываются по формуле, Кн:

Где

рв- плотность воды, 1 т/м³

Кv -коэффициент присоединенных массе жидкости,=0,2;водоизмещение земснаряда, м

V=LxBxT

где L,B T-Длина, ширина и осадка земснаряда, м

=21*5.3*0.6=66.7 м³

/dt-ускорение центра масс земснаряда, 0,025 м/с2

Ри=1*(1-0,2)*66,7*0,025=1,34 кН

.4 Нагрузка на гибкий грунтопровод

Согласно экспериментальным данным на земснарядах, грунтопровод располагается по кривой, близкой к параболе. В связи с этим проекции силы Ргр натяжения грунтопровода в точке его присоединения к земснаряду (рис. 1 (7)), определяем по формулам, кН:

гp.x=qrpxBгp,

Вгр, Нгр - длина проекции головной части грунтопровода, передающей нагрузку на земснаряд

Вгр=100 м; Нгр=40 мгp - погонная нагрузка на грунтопровод, кН/м

где V-скорость течения, V=0,I6 м/с; fh-осадка грунтопровода, fn=0,2 м;коэффициент сопротивления формы грунтопровода,гp=0,3

При определении нагрузок на лебедки, учитывают силы, вызванные изменением количества движения водогрунтовой смеси в изогнутом плавучем грунтопроводе. Величины их проекций можно определить по выражениям. кН:

где - объемный вес водогрунтовой смеси,

 =20,4 кН/м³;ускорение силы тяжести, м/спроизводительность грунтового насоса, м³/с;скорость движения смеси в грунтопроводе, Vc=3,05 м/с;

 -угол между вектором скорости смеси и оси прорези, 45°.=0.443 кН=- 0,189 кН

Суммарная сила действующая со стороны плавучего грунтопровода на земснаряд определяем по формуле, кН:

Отсюда Ртр=1 кН

Эта сила направлена к оси прорези под углом:

гp=arctg(Prp.y-Py )/(Prp.x+Fx) Hp^arctgCO, 16-0,1 )/(0,15+0,19)=60°

.5 Ветровые нагрузки

При определении ветровой нагрузки, расчетное направление ветра принимаем совпадающей с направлением рабочего перемещения земснаряда. Центр приложения будем считать в точке, совпадающей с центром тяжести надводного борта и боковой поверхности надстройки земснаряда, т.е. приближенно на расстоянии 0,05-0,10 длины корпуса в нос земснаряда от мидель - шпангоута. Величину ветровой нагрузки на земснаряд определяем по формуле, кН: