К параметрам, определяющим компоновку дозатора, относят: расстояние от ходового оборудования машины до основной подвески и опорных узлов рабочего оборудования . Схема компоновки дозатора электробалластера ЭЛБ-3МК показана на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема компоновки дозатора на электробалластере
В зависимости от основного назначения машины дозаторы и планировщики призмы устанавливаются в различных местах по её длине. При балластированных работах дозированию балласта предшествует выполнению подъемных работ. Поэтому дозаторы устанавливают перед устройствами для вывешивания решетки. С целью уменьшения изгибающих моментов в ферме подвеску рабочего органа и опорные узлы дозатора размещают ближе к ходовым тележкам. Это также облегчает вписывание дозатора в габарит подвижного состава на кривых участках пути. Предварительно расстояния приняты конструктивно и по прототипу .
2.2 Геометрические параметры дозатора
Расчет и выбор параметров дозатора производят с целью обеспечения возможности формирования балластной призмы в соответствии с заданным типом верхнего строения пути. Конструктивная схема дозатора представлена на рисунке 4. К геометрическим параметрам относят: параметры, определяющие расположение частей и элементов дозатора относительно рельсошпальной решетки или поверхности балластной призмы; размеры частей; параметры, определяющие взаимное расположение частей и элементов дозатора.
Требуемая толщина слоя балласта , м [2]:
, (1)
где – исходная толщина слоя балласта под шпалой, м;
– высота подъемки РШР, м.
Верхнее строение пути включает:
а) Шпалы железобетонные : длина шпалы Lшп =2,7 м;
ширина шпалы bшп=0,262м;
высота шпалы Ншп=0,15м.
б) Рельсы Р75: hр=h+5=0,192+0,005=0,195м (включает толщину подкладки) .
в) Плечо балластной призмы lпл=0,45м.
Для определения высоты рассматривается разность объемов балласта, задозированного в шпальных ящиках на длине , и балласта, находящегося под шпалами:
, где (2)
- объем шпалы; - объем задозированный под РШР;
- объем подъемки РШР.
,
.
Размеры щита дозатора определяют вписыванием его в подферменное пространство с учетом нижнего очертания габарита подвижного состава.
Длина щита дозатора , м [2]:
, (3)
Наибольшая высота щита , м [2]:
, (4)
где - расстояние от нижнего уровня головки рельса до нижнего пояса фермы, м ( [2 ]);
- расстояние от уровня головки рельса до самой нижней части дозатора, м ( из условия безопасности).
Боковое крыло проектируют с учетом поперечного профиля пути и размеров балластной призмы и щита.
Высота корня крыла ,м [2]:
Длина корня крыла ,м [2]:
, (5)
где x,y,z – координаты точек 1 и 2, м.
Координаты характерных точек крыла устанавливают по размерам элементов балластной призмы.
, (6)
где - длина балластной призмы поверху, м ( );
- угол наклона крыла дозатора к оси пути ().
Принят .
, (7)
(8)
Высота основной части крыла у его корня ,м [2]:
, (9)
Высота основной части крыла у козырька ,м [2]:
, (10)
Средняя высота откосной части крыла , м [2]:
Длина основной части крыла ,м [2]:
где - расстояние от уровня головки рельса до поверхности земляного полотна в точке 3, м ().
Высота подкрылка , м [2]:
Длина подкрылка принята из прототипа и равна [3]:
2.3 Кинематические параметры дозатора
К кинематическим параметрам дозатора относятся: скорость подъема дозатора; угловые скорости наклона и прикрытия крыла.
Кинематическая схема для определения скорости прикрытия крыла приведена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Кинематическая схема механизма наклона крыла
Угловую скорость наклона крыла определяют из условия безопасного производства работ. При проходе участка со скоростью крыло из рабочего положения () поднимают в положение с углом [2].
, (11)
. (12)
, (13)
2.4 Расчет cил, действующие на дозатор
Дозатор режет балласт и перемещает его вдоль и поперек пути. Для определения сил, действующих на части дозатора, составлена расчетная схема, которая приведена на рисунке 6. С учетом геометрической компоновки частей дозатора, их размеров и расположения относительно поверхности призмы рассчитывают силы сопротивления балласта резанию и волочению соответствующих элементов.
Глубина резания щитом , корнем крыла , его основной частью и подкрылком принимают из условия производства работ в начале сооружения отвода возвышения [2].
Рисунок 6- Силы действующие на дозатор
м,
Сила сопротивления балласта резанию для корня крыла , кН [2]:
, (14)
где к – коэффициент сопротивления балласта резанию, кПа (для щебня [3] );
– глубина резания щебня корнем крыла, м;
– длина режущей части корня крыла, м.
Сила сопротивления балласта волочению для корня крыла , кН [2]:
, (15)
где – плотность балласта, ( для щебня [3] );
- ускорение свободного падения, (),
- коэффициент внутреннего трения балласта ( [3] ).
Сила сопротивления балласта резанию щита , кН [2]:
, (16)
Сила сопротивления балласта волочению щита , кН [2]:
, (17)
Сила сопротивления балласта резанию подкрылка , кН [2]:
, (18)
Сила сопротивления балласта волочению подкрылка , кН [2]:
, (19)
Сила сопротивления балласта резанию для основной части крыла , кН [2]:
, (20)
где - коэффициент сопротивления балласта резанию с учетом прижатия режущей кромки крыла к обрабатываемой поверхности, кПа ( [2].
Сила на перемещение призмы волочения основной части крыла , кН [2]:
, (21)
где , (22)
, (23)
(24)
Н0- средняя высота откосной части крыла, м.
, (25)
Подставляя значение Fвво в формулу для определения (21), получим:
Сила трения балласта о поверхность крыла , кН [2]:
, (26)
Суммарная приведенная сила резанию крыла без подкрылка , кН [2]:
кН.
Суммарная приведенная сила волочению балласта крылом без подкрылка , кН:
2.5 Тяговый расчет машины
Цель расчета: определить тягу локомотива при дозировке пути и подобрать локомотив
Исходные данные: уклон – 0,015; радиус кривой – 250м.; остальные данные взяты в пояснительной записке
Рисунок 1 – Расчетная схема для определения действующих на машину сопротивлений
Суммарное сопротивление перемещению машины:
где к – коэффициент на неучтенные сопротивления;
- сопротивление перемещению при дозировке;
- сопротивление перемещению машины как повозки:
где - вес машины; - удельное сопротивление перемещению машины;
- сопротивление при движении на уклоне:
где - удельное сопротивление движению на подъеме:
- сопротивление при движении по кривой:
где - удельное сопротивление при движении по кривой:
- сопротивление при трогании с места:
где - удельное сопротивление при трогании с места:
где - нагрузка на колесную пару:
Предварительно принимаем тяговую силу и принимаем локомотив при условии:
Принят тепловоз ТЭ10 со следующими характеристиками:
Конструкционная скорость , км/ч ……………100;
Расчетная масса, т………………………………..129;
Тип электродвигателя……………………………ЭД107.
На рисунке 2 приведена тяговая характеристика тепловоза ТЭ10 для соответствующей силы тяги.
Рисунок 2 - Тяговая характеристика тепловоза ТЭ10
На рисунке 2 - касательная сила тяги тепловоза. По известной определяют избыточную силу тяги :
По графику определена скорость тепловоза при дозировке пути:
7,5км/ч = 2,08 м/с.
Данная скорость удовлетворяет, т.к. по прототипу скорость при дозировке 1,39 – 4,17 м/с.
2.6 Конструирование частей дозатора
При разработки металлоконструкции частей дозатора и узлов их соединений рассматриваются характерные случаи нагружения дозатора при реализации полной силы тяги локомотива. Первый случай – машина перемещается под уклон, оба крыла раскрыты на рабочий угол. Второй случай – машина перемещается на прямом горизонтальном участке, одно крыло раскрыто на наибольший рабочий угол, второе полностью прикрыто; третий случай – машина на прямом горизонтальном участке, одно крыло раскрыто на минимальный рабочий угол, второе полностью прикрыто. Первые два случая рассматриваются при расчете крыла на прочность.
При расчете крыла на прочность в первом приближении принимают следующую расчетную схему: крыло как балка на двух опорах с одной консолью; по длине балки действуют равномерно распределенные нагрузки qр.кр и qв.кр.
Рисунок 7- Схема сил действующих на крыло
Суммарная приведенная сила резанию и волочению крыла и , кН:
\
кН,
Определяем равномерно распределенные нагрузки qр.кр и qв.кр, Н/м [2]:
; (28)
, (29)
где и -суммарная приведенная сила резанию и волочению крыла, кН.
Н/м;
Н/м.
Определим реакции в опорах С и Е:
Мс=0: отсюда
МЕ=0:
Нам необходимо определить наиболее опасное сечение крыла, для этого составим эпюру изгибающего момента.
Рассмотрим участки:
1 участок
:
2 участок
Определение момента кручения крыла
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
