Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Кафедра ДСМ МАДИ, ПО Стройтехника


20.09.2012
Расчет параметров вакуум-прессового оборудования. Страница 2

Расчёт параметров прессового оборудования.

К числу параметров, без знания которых нельзя приступить к геометрическому конструированию прессового оборудования, относятся объём прессовой камеры, ход и площадь уплотняющего пуансона, усилие прессования, внутренний диаметр гидроцилиндра привода пуансона, номинальное давление гидросистемы, скорость штока гидроцилиндра, расход рабочей жидкости гидросистемы привода пуансона. Рассмотрим в качестве исходной схему прессовой установки (Рис. 2), в которой уплотняющий пуансон связан с гидроцилиндром привода одним штоком.



Рис. 2. Схема привода уплотняющего пуансона вакуум-прессового агрегата: 1 — прессовая камера; 2 — уплотняющий пуансон; 3 — шток гидроцилиндра привода пуансона; 4 — поршень гидроцилиндра привода пуансона; 5 — гидроцилиндр привода пуансона

Объём прессовой камеры.

Размер прессовой камеры определяется выбранными размером и формой  готового снежного блока. Экспериментально установлено [Быков В.Ю.], что добиться двухкратного уплотнения снежной массы при однократном приложении нагрузки практически невозможно, поэтому для практических целей достаточно выдержать соотношение:



где Vкам — объём  прессовой камеры; Vбл — объём готового снежного блока.

Характерными размерами готового снежного блока  можно, в зависимости от его формы, считать:
  • для кубической — длина ребра куба aбл,
  • для цилиндрической — диаметр его поперечного сечения dбл и его длина lбл,
  • для сферической — диаметр сферы dбл.
Последний из вариантов носит скорее умозрительный характер, т. к. во-первых, расчёты показывают, что при сферической форме  выигрыш в грузоподъёмности практически исчезает, во-вторых, промышленный вариант такого оборудования достаточно сложен в изготовлении и эксплуатации.

Ход уплотняющего пуансона.

Снежный блок кубической или цилиндрической формы можно получить в ходе соосного сжатия снежной массы, при этом минимально необходимый ход поршня hпуан зависит от его площади Sпуан и объёма прессовой камеры Vкам.



где для кубического блока
для цилиндрического блока

Усилие прессования.

При прессовании снега с вакуумированием давление под пуансоном  pпуан (кПа), необходимое для достижения заданной плотности ρ (кг/м3), рассчитывают [2] по эмпирической формуле



а усилие прессования, развиваемое пуансоном Wпуан (кН), по формуле



Площадь поршня Sпорш (м2) гидроцилиндра привода пуансона



где pцил — рабочее давление в гидросистеме, Па; ηм — механический КПД гидроцилиндра.

Внутренний диаметр гидроцилиндра Dцил (м) привода пуансона



Минимальный ход штока поршня гидроцилиндра hпорш (м)



Продолжительность рабочего хода штока гидроцилиндра tшт (м/с)

(1)

где Qнас — расход насоса гидросистемы привода пуансона, м3/c; ηоб — объёмный  КПД гидроцилиндра.

Скорость движения уплотняющего пуансона vпуан (м/с)
Так как hпуан = hпорш и  tпуан = tшт, то

(2)

Таким образом, скорость уплотнения снежной массы, а, следовательно, и производительность снегопогрузчика при своевременном удалении газовой фазы будет зависеть только от расхода насоса гидросистемы и диаметра её гидроцилиндра. В частности, при использовании рассматриваемой схемы (Рис. 2) наиболее эффективным конструктивным способом повышения скорости уплотнения является уменьшение диаметра гидроцилиндра привода уплотняющего пуансона. Увеличение расхода насоса в этом смысле будет менее эффективным.

Если прессовое оборудование проектируется под уже существующую машину (или шасси), то скорость уплотнения снежной массы будет определяться возможностями гидравлического оборудования базовой машины. Если же цель проектирования -  увеличение производительности снегопогрузчика, то в качестве исходной характеристики следует принимать скорость уплотнения. В этом случае потребуется разработка независимой системы гидропривода прессового оборудования.

Ещё одним фактором, ограничивающим свободу действий проектировщика, является необходимость поддерживать в гидроцилиндре привода уплотняющего пуансона давление, достаточное для уплотнения снежной массы. Это означает, что при уменьшении диаметра гидроцилиндра давление жидкости в нём должно возрастать.

<< Расчет параметров цилиндрической щетки с учётом характера взаимодействия ворса со смётом и подстилающей поверхностью | Оптимизация параметров конструкции телескопической стрелы автомобильного крана по массе >>

На главную Архив: научные публикации
Кафедра ДСМ МАДИ, ПО «Стройтехника». Copyright 2007 . Смотрите условия использования материалов сайта