диплом (новый вариант) (1233639), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1- поршень; 2- ушко; 3- бак топливный; 4- фильтр; 5- насос топливный; 6- кольцо ловитель; 7- кольцо компрессионное; 8- подшипник верхний; 9- шабот; 10- подшипник нижний; 11- кольцо амортизатора; 12- амортизатор; 13- держатель; 14- маслопровод для смазки шабота; 15- горловина сливная; 16- захват нижний; 17,23,25- горловина заливная; 18- бак водяной; 19- патрубок выхлопной; 20- болт; 21- бак масляный; 22- маслопровод для смазки шабота; 24- захват верхний; 26- упор взвода; 27- кошка; 28- болт стопорный; 29- труба направляющая; 30- направляющая кошки; 31- табличка; 32- упор сброса; 33- крышка продольного паза; 34- ухо; 35- крышка; 36- масляный насос;

37- цилиндр.

Рисунок 14- Общий вид МСДТ-2500-005

Таблица 1- Технические характеристики молота МСДТ-2500-005.

2.2 Определение основных параметров пружины сжатия

Масса воздуха поступающего в цилиндр определяется по закону состояния идеального газа:

где - давление окружающего воздуха. По исходным данным ;

- полный объем цилиндра. Для данного молота, ;

- молекулярный вес воздуха. ;

R- универсальная газовая постоянная. R=0,0821 л·ат/моль·К;

- температура окружающего воздуха. По заданию .

Тогда, энергия необходимая для нагрева данной массы воздуха с 243˚ до 800˚К будет определятся:

где - удельная теплоемкость воздуха. Принимается по справочным данным. Для температуры окружающей среды 243˚К ;

- перепад температур. Для нагрева воздуха с 243˚К до 800˚К, .

Кинетическая энергия молота в момент удара по шаботу:

где Q- вес ударной части молота. ;

H- высота сбрасывания молота. H=1,7м;

L_с- энергия, расходуемая на сжатие воздуха;

L_тр- энергия, расходуемая на трение, падающей ударной части.

где - коэффициент, учитывающий потери на трение в цилиндре. При запуске молота в условиях низких температур вязкость смазки увеличивается и .

Тогда,

Энергия обеспечиваемая аккумулятором, определяется как:

(6)

Усилие аккумулятора, необходимое для обеспечения заданной энергии, должно быть достаточным, но не более: . В противном случае молот будет отрываться от сваи.

По результатам расчета строится график зависимости энергии пружины от температуры окружающей среды:

Рисунок 14 График зависимости энергии пружины для дизель-молота от температуры окружающей среды

Из графика видно, что дизель-молот МСДТ-2500-005 заведется гарантировано при температуре окружающей среды 266˚К (-7˚С).

В качестве аккумулятора энергии, будет использоваться пружина сжатия, ввиду простоты конструкции, изготовления и экономичности.

Определяется рабочее усилие пружины:

где - ход пружины. Определяется исходя из высоты сбрасывания ударной части, величины предварительной деформации пружины и запаса. Высота сбрасывания ударной части кошкой . Величина предварительной деформации пружины . Величина запаса на ход пружины принимается . Тогда, общий ход пружины составляет
.

2.2 Тепловой расчет дизель-молота

Результатом данного расчета будет являться определение основных параметров молота: мощности, расхода топлива, скорости в момент удара, ускорения, а также частоты ударов.

Дизельные топлива, применяемые в современных дизель-молотах имеют следующий состав:

Углерод (С)=0,86

Водород (Н)=0,13

Кислород (O)=0,01

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива:

Или в молях:

Действительное количество воздуха:

где - коэффициент избытка воздуха, равный 1,3-1,7. Принимается /1/.

Или в молях:

Определяется состав продуктов сгорания:

Тогда:

Коэффициент молекулярного изменения равен:

Определяются параметры в начале и в конце процесса сжатия. Температура в конце впуска с учетом теплообмена определяется по формуле:

где - повышение температуры за счет теплообмена со стенками. /1/.

где - давление остаточных газов. Принимается /1/;

- Температура остаточных газов. Принимается

Подставляя полученные значения в формулу (12), получается:

Величина коэффициента термического КПД определяется по формуле:

Величина коэффициента остаточных газов определяется по формуле:

Показатель политропы сжатия определяется по формуле:

где - температура в конце сжатия. Гарантировано обеспечивается за счет пружинного аккумулятора. /1/

Давление в конце сжатия определяется:

Максимальное давление в цилиндре равно:

где - коэффициент выделения тепла. Для трубчатых дизель-молотов с ударным распыливанием рекомендуется принимать Принимается /1/.

Температура сгорания определяется из следующего уравнения:

где - низшая теплопроводная способность топлива. Для топлива применяемого в дизель-молотах /1/;

- средняя молярная теплоемкость воздуха. Для t_с=527˚К /2/;

- средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении. Определяется из выражения:

где - объемные доли газов в смеси;

- средняя молярная теплоемкость газов при постоянном объеме.

-средняя молярная теплоемкость газов при постоянном объеме. .

Тогда,

Подставляя полученные значения в формулу (19), получается:

Откуда,

Степень предварительного расширения определяется по формуле:

Давление в конце процесса расширения рассчитывается по формуле:

где n₂- показатель политропы расширения. Принимается n₂=1,28.

Температура в конце процесса расширения рассчитывается по формуле:

Среднее индикаторное давление нескругляемой диаграммы определяется по следующей формуле:

При переходе от среднего индикаторного давления нескругляемой диаграммы к действительному среднему индикаторному давлению, используется следующая формула:

где - коэффициент полноты диаграммы, равный . Принимается /1/.

Среднее эффективное давление, определяется по формуле:

где - механический кпд дизель-молота. . Принимается /1/.

Удельный индикаторный расход топлива:

Эффективный расход топлива:

Ускорение при падении ударной части при помощи аккумулятора, определяется по формуле:

где - сила сопротивления трения. /1/;

Тогда, полное время цикла дизель-молота, определяется из выражения:

Частота ударов молота с применением аккумулятора, определяется из выражения:

3 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ

3.1 Расчет параметров пружины сжатия

Исходными данными для проектирования пружины являются:

• ход пружины h_пр=2500 мм

• усилие пружины при рабочей деформации (предварительно) F₂=1928,24Н

• диаметр проволоки d=30мм

• наружный диаметр пружины D₁=308мм

Рисунок 15 Расчетная схема пружины

Индекс пружины определяется по формуле:

Жесткость одного витка пружины определяется по формуле:

Номинальный расчетный шаг пружины в свободном состоянии

Максимальный расчетный шаг пружины в свободном состоянии

Окончательный шаг пружины в свободном состоянии определяется по условию:

Характеристики

Список файлов ВКР