Антиплагиат (1233641), страница 6
Текст из файла (страница 6)
H=1,7м;Lс- э нергия, расходуемая на сж атие воздуха;Lтр- э нергия, расходуемая на трение, падающ ей ударной части.Lтр=QHφс (5)где φс- коэ ффиц иент, учитывающ ий потери на трение в ц илиндре. При запуске молота в условиях низких температурвязкость смазки увеличивается и φс=0,25.Lтр=24525∙1,7∙0,25=10423,13 ДжТогда,Lк=24525∙1,7-36090-10423,13=-4820,6 ДжЭнергия обеспечиваемая аккумулятором, определяется как:Lак=-Lк=4820,6 Дж (6)Усилие аккумулятора, необходимое для обеспечения заданной э нергии, долж но быть достаточным, но не более: Рак≪мсв.ммуд.чg.
В противном случае молот будет отрываться от сваи.Рак≪мсв.м-муд.чg=5400-2500∙9.81=28450 Н (7)По результатам расчета строится график зависимости э нергии пруж ины от температуры окруж ающ ей среды:Рисунок 14 График зависимости э нергии пруж ины для дизель-молота от температуры окруж ающ ей средыИз графика видно, что дизель-молот МСДТ-2500-005 заведется гарантировано при температуре окруж ающ ей среды 266˚К(-7˚С).В качестве аккумулятора э нергии, будет использоваться пруж ина сж атия, ввиду простоты конструкц ии, изготовленияиэ кономичности.Определяется рабочее усилие пруж ины:F2=Lпрhпр (8)где hпр- ход пруж ины. Определяется исходя из высоты сбрасывания ударной части, величины предварительной деформац иипруж ины и запаса.
Высота сбрасывания ударной части кошкой hпуск=1,7м. Величина предварительной деформац ии пруж иныhприж =0,3м. Величина запаса на ход пруж ины принимается hзап=0,5м. Тогда, общ ий ход пруж ины составляетhпр=hпуск+hприж +hзап=1,7+0,3+0,5=2,5м.F2=4820,62,5=1928,25Н2.3 Тепловой расчет дизель-молотаРезультатом данного расчета будет являться определение основных параметров молота: мощ ности, расхода топлива,скорости в момент удара, ускорения, а такж е частоты ударов.Дизельные топлива, применяемые в современных дизель-молотах имеют следующ ий состав:Углерод (С)=0,86Водород (Н)=0,13Кислород (O)=0,01Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива[36]:L0=10,2383С+8Н-О=10,23830,86+8∙0,13-0,01=14,5кгкг топлива (9)Или в молях:L0,=L0μ=14,9528,98=0,501молькг топлива (10)Действительное количество воздуха:L=αL0 (11)где α- коэ ффиц иент избытка воздуха, равный 1,3-1,7.
Принимается α=1,5 /1/.L=1,5∙14,5=21,8кгкг топливаhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13263411&repNumb=110/2419.06.2015АнтиплагиатИли в молях:L,=Lμ=21,828,98=0,752молькг топлива 12Определяется состав продуктов сгорания:СО2=C12=0,8612=0,07 мольH2=H2=0,132=0,065 мольN2=0,79L,=0,79∙0,752=0,594 мольO2=0,21L0,α-1=0,21∙0,501∙0,5=0,052 мольТогда:Мпр.сг=СО2+H2+N2+O2=0,07+0,065+0,594+0,052=0,783 мольКоэ ффиц иент молекулярного изменения равен:β0=Мпр.сгL,=0,7830,752=1,04Определяются параметры в начале и в конц е проц есса сж атия.
Температура в конц е впуска с учетом теплообменаопределяется по формуле:Та=Та,+δTa 13где δTa- повышение температуры за счет теплообмена со стенками. δTa=10˚К /1/.Та,=ер0T0εp0-prTr-T0Tr (14)где pr- давление остаточных газов. Принимается pr=1,01ат /1/;Tr- Температура остаточных газов. Принимается Tr=800˚К.Та,=13∙1,05∙24313∙1,05-1,01800-243800=256˚КПодставляя полученные значения в формулу (12), получается:Та=256+10=266˚КВеличинакоэ ффиц иента термического КПД определяется по формуле:ɳv=T0p0ε-1p0Taε-prTr=2431,0513-11,05266∙13-1,01800=0,965 (15)Величина коэ ффиц иента остаточных газов определяется по формуле:у=prT0ɳv(ε-1)Trp0=1,01∙2430,96513-1800∙1,05=0,025 (16)Показатель политропы сж атия определяется по формуле:n1=logεTсTa+1 (17)где Тс- температура в конц е сж атия.
Гарантировано обеспечивается за счет пруж инного аккумулятора. Тс=800˚К /1/n1=log13800266+1=1,43Давление в конц е сж атия определяется:рс=раеп1=1,05∙131,43=41,13кгсм2 (18)Максимальное давление в ц илиндре равно:pz=λpс (19)где λ- коэ ффиц иент выделения тепла.
Для трубчатых дизель-молотов с ударным распыливанием рекомендуется приниматьλ=1,4-1,5. Принимается λ=1,4 /1/.pz=1,4∙41,13=57,58 кг/см2Температура сгорания определяется из следующ его уравнения:β0+умсрпр.сгtz+543=mcvвtz+γmcvпр.сгtc+λ1+у1,985tc+273 (20) +ξzHиαL0где Ни- низшая теплопроводная способность топлива.
Для топлива применяемого в дизель-молотах Ни=10000кал/кг /1/;mcvв- средняя молярная теплоемкость воздуха. Для tс=527˚К mcvв=5,304 /2/;мсрпр.сг- средняя молярная теплоемкость про��уктовсгорания при постоянном давлении. Определяется из выраж ения:мсрпр.сг=rCO2mcpCO2+rH2mcpH2+rN2mcpN2+rO2mcpO2 (21)где ri- объемные доли газов в смеси;мср- средняя молярная теплоемкость газов при постоянном объеме.mcvпр.сг-средняя молярная теплоемкость газов при постоянном объеме. mcvпр.сг=мсрпр.сг-1,985.мсрпр.сг=0,070,7832(8,61+0,00485t+0,0650,78327,855+0,0013t+0,5940 ,78326,92+0,000613t+0,05260,78327,06+0,000813t=6,987+0,000876tТогда,mcvпр.сг=6,987+0,000876t-1,985=5,002+0,000876tПодставляя полученные значения в формулу (19), получается:1,04+0,0256,987+8,76∙10-4tz)tz+543=5,304∙527+0,0255,002+8,76∙10-4 ∙527527+1,41+0,0251,985527+273+0,85∙1040,7529,33∙10-4tz2+7,44tz-15903=0Откуда,tz=1752˚КTz=tz+273=1752+273=2025˚КСтепень предварительного расширения определяется по формуле:ρ=βTzλTс (22)β=β0+у1+у=1,04+0,0251+0,025=1,039 (23)ρ=1,039∙20251,4∙800=1,88Давление в конц е проц есса расширения рассчитывается по формуле:рЬ=pz(ρε)n2 (24)где n2- показатель политропы расширения.
Принимается n2=1,28.pb=57,58∙(1,8813)1,28=4,845кг/см2Температура в конц е проц есса расширения рассчитывается по формуле:ТЬ=Tz(ρε)n2-1=2025∙1,88131,28-1=1178,4˚КСреднееиндикаторное давление нескругляемой диаграммы определяется по следующ ей формуле:pi,=pcε-1λρ-1+λρn2-11-(ρε)n2-1-1n1-1(1-1εn1-1)=41,1313-11,41,88-1 +1,4∙1,881,28-11-(1,8813)1,28-11)=12,36кгсм2(25)-11,43-1(1-1131,43-При переходе от среднего индикаторного давления нескругляемой диаграммы к действительному среднему индикаторномудавлению, используется следующ ая формула:pi=pi,φ (26)где φ- коэ ффиц иент полноты диаграммы, равный φ=0,92…0,97.
Принимается φ=0,92 /1/.pi=12,36∙0,92=11,37кгсм2Среднее э ффективное давление, определяется по формуле:ре=ɳм∙pi (27)где ɳм- механический кпд дизель-молота. ɳм=0,7…0,8. Принимается ɳм=0,8 /1/.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13263411&repNumb=111/2419.06.2015Антиплагиатpe=0,8∙11,37=9,1кгсм2Удельный индикаторный расход топлива:gi=9215p0ɳvT0αL0pi=92151,05∙0,965243∙21,8∙11,37=155ги.л. с. ч.Эффективный расход топлива:ge=giɳм=1550,8=193,75гл.с.ч.Ускорение при падении ударной части при помощ и аккумулятора, определяется по формуле:a=Q+Рак-Ртрмуд.чгде Ртр- сила сопротивления трения.
Ртр=0,15Q=0,15∙24525=3679 Н /1/;a=24525+19794-36792500=13,95мс2Тогда, полное время ц икла дизель-молота, определяетсяиз выраж ения:t=22Нка=2∙2∙1,313,95=0,86 с (28)Частота ударов молота с применением аккумулятора, определяется из выраж ения:пак=60t=600,86=70удмин (29)3 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ3.1 Расчет параметров пруж ины сж атияИсходными данными для проектирования пруж ины являются:ход пруж ины hпр=2500 ммусилие пруж ины при рабочей деформац ии (предварительно) F2=1928,24Ндиаметр проволоки d=30ммнаружный диаметр пружины D1=308мм[42]Рисунок 15 Расчетная схема пруж иныИндекс пруж ины определяется по формуле:i=D1d-1=30830-1=9,3 (30)Ж есткость одного витка пруж ины определяется по формуле:с1=78500∙d8∙i3=78500∙308∙9,33=369,9Нмм (31)Номинальный расчетный шаг пруж ины в свободном состоянииtном=1,25F2с1+d=1,25∙1928,4369,9+30=36,5мм (32)Максимальный расчетный шаг пруж ины в свободном состоянииtмакс=πD1-dtan18018=3,14308-30tan10˚=154мм (33)Окончательный шаг пруж ины в свободном состоянии определяется по условию:tмакс≥t≥tном (34)154≥t≥36,5Шаг витков пруж ины в свободном состоянии принимается t=80мм.Максимальная деформац ия одного витка пруж ины определяется по формуле:S3=t-d=80-30=50мм (35)Сила пруж ины при максимальной деформац ии определяется по формуле:F3=с1∙S3=369,9∙50=18497Н (36)Расчетное число рабочих витков пруж ины определяется по формуле:прасч=L2-dd+F3-F2с1 (37)где L2- длина пруж ины при рабочей деформац ии.
Принимается L2=1610мм.прасч=1610-3030+18497-1928,24369,9=21,1Окончательно количество витков пруж ины принимается n=51.Ж есткость пруж ины определяется по формуле:с=с1n=369,951=7,3Нмм (38)Длина пруж ины в свободномсостоянии определяется из выраж ения:L0=n∙t+d=51∙80+30=4110мм (39)Длина пруж ины при максимальной деформац ии:L3=dn+1=3051+1=1560мм (40)Сила пруж ины при рабочей деформац ии:F2=с∙L0-L2 (41)где L2- длина пруж ины при рабочей деформац ии.
L2=L0-hпр=4110-2500=1610мм.F2=7,3∙4110-1610=18134,3НСила пруж ины при предварительной деформац ии:F1=с∙L0-L1=7,3∙(4110-3810)=2176,1Н (42)Полное число витков пруж ины:n1=n+1,5=51+1,5=52,5Угол подъема витка пруж ины:α=arctantπ(D-d)=arctan803,14(308-30)=5,2˚ (43)Длина развернутой пруж ины:Lразв=π∙n1∙D-dcosα=3,14∙52,5∙308-30cos5,2=29984мм (44)Масса пруж ины:мпр=πd247,85∙10-6Lразв=3,14∙3024∙7,85∙10-6∙29984==255,5кг (45)3.2 Установка пруж ины на дизель-молотПромышленные автоматы для навивки пруж ин, позволяют получить изделие любых размеров, однако длина навиваемыхпруж ин ограничена.
Станки для навивки пруж ин самых больших типоразмеров ограничиваются длиной навивки в 2500мм. Входе расчета, было определено, что длина пруж ины в свободном состоянии составляет L0=4110мм, что свидетельствует оневозмож ности ее изготовления в ц елом виде. Исходя из э того принимается решение осоздании пруж инной гирлянды изтрёх составляющ их. Меж ду собой пруж ины будут соединятся спец иальными шайбами , которые свободно перемещ аются, как внаправляющ ем ц илиндре молота, так и внутри приж имного колпака, который служ ит упором для всей конструкц ии, а такж есоздает предварительную деформац ию для пруж ин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
