Расчет и построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины

Нагрузочная диаграмма представляет собой зависимость усилия или момента сопротивления от времени или пройденного пути, при условий что щ — const. Но для построения нагрузочных диаграмм надо проанализировать весь процесс работы механизма, выяснив, какие усилия возникают в органах рабочей машины.

Расчет горизонтального транспортера.

При холостом ходе транспортера усилия, возникающие в цепи, состоят из двух составляющих:

Fхх=F1+F2, (3.1).

где F1=9,81· qц·Lпр·fцк — усилие от трения горизонтальной части цепи о стенки навозного канала, Н;

qц — масса погонного метра цепи, кг/м;

Lпг — длина цепи горизонтальной части транспортера, м;

fц — коэффициент трения цепи о стенки навозного канала.

F1=9,81· 6·140·0,5=4120,2 (Н).

F2=9.81· qц·Lпг·fцж — усилие от трения горизонтальной части цепи о стенки желоба, Н;

fцж — коэффициент трения цепи о стенки желоба.

F2=9,81· 6·140·0,3=2472,1 (Н).

Fхх=4120,2+2472,1=6592,3 (Н) В процессе работы транспортера под нагрузкой, помимо усилий холостого хода, возникают усилия, связанные с перемещением навоза по каналу. Эти усилия складываются из трех составляющих:

Fнав=F3+F4+F5, (3.2).

где F3=9,81(Gнг· fн+0,5·Gн·tн) — усилие трения навоза, находящегося на горизонтальной части транспортера о дно и стенки навозного канала, Н;

Gнг — масса навоза, находящегося на горизонтальной части транспортера, кг;

fн — коэффициент трения навоза о дно и стенки навозного канала.

Gн — масса навоза и подстилки, приходящейся на одну уборку, кг;

Nж — количество животных в помещений, шт;

qн — норма выхода навоза от одного животного, кг/сут.;

qп — норма расхода подстилки на одно животное, кг/сут;

(qн+qп)=35 кг/сут [Л5, стр.84].

Z — количество уборок навоза в сутки.

(3.3).

F3=9,81· (1050·0,96+0,5·1050·0,96)=14 832,7 (Н).

F4=9,81· (1050·0,99+0,5·1050·0,99)=15 296,2 (Н).

F5=N· P — усилие от заклинивания навоза между скребками и стенками навозного канала, Н.

Число скребков транспортера.

(3.4).

где L — длина транспортерной цепи, м;

а — шаг скребков, м;

Р — усилие от заклинивания навоза между скребками и стенками навозного канала, приходящееся на один скребок, Н.

F5=304· 15=4560 Н.

Fнав.=14 832,7+15 296,2+4560=34 688,9 Н Находим общее усилие в цепи транспортера при работе под нагрузкой:

Fнаг=Fхх+Fнав (3.5).

Fнаг=6592,3+34 688,9=41 281,2 Н Механические характеристики рабочих машин необходимо строить и рассчитывать как зависимость приведенного к валу двигателя момента сопротивлений от его условий угловой скорости.

Привидение моментов сопротивлений или усилий производится из условия равенства мощностей на валу электродвигателя и рабочей машины по формуле:

(3.6).

где Мс — момент сопротивлений, приведенный к валу двигателя, Н*м;

F — усилие в рабочем органе машины, совершающем поступательное движение, Н;

щу — угловая скорость поступательного движения рабочего.

органа, м/с;

зр — коэффициент полезного действия редуктора, принимаемый по справочным данным.

Время движения транспортера за один цикл определяется по выражению:

где Lг — длина горизонтального транспортера, м;

х — скорость горизонтального транспортера, м/с.

По полученным данным строим нагрузочную диаграмму рабочей машины приведенную к валу двигателя (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 — Нагрузочная диаграмма навозоуборочного транспортера приведенная к валу двигателя.

Расчет наклонного транспортера.

Усилие, возникающее в цепи наклонного транспортера при холостом ходе:

Fхх=9,81*qцн*Lцн*(fцж+fцк)*cosб, (3.8).

где qцн — масса погонного метра цепи, кг/м;

Lцн — длина цепи наклонного транспортера, м;

fцж — коэффициент трения о стенки желоба;

fцк — коэффициент трения транспортерной цепи о стенки навозного.

канала;

б — угол наклона выгрузной части транспортера.

Fхх=9,81*6*12*(0,5+0,3)*cos24=516,2 (м) Усилия, связанные с перемещением навоза по каналу. Эти усилия складываются из четырех составляющих:

Fнав=F1+F2+F3+F4, (3.9).

F1=9,81*(Gнн*fнк+0,5*Gнн*fнк)*cosб (3.10).

где Gнн — масса навоза, находящегося на наклонной части транспортера, кг.

Gнн=Qн*tн, (3.11).

где Qн — производительность наклонного транспортера, кг/с.

Т.к. производительность наклонного транспортера Qн=Qг — производительности горизонтального, то можно определить массу навоза на наклонном транспортере:

Gг — масса навоза находящегося на горизонтальном транспортере, кг.

tцг — время движения горизонтального транспортера за один цикл, с.

где Lн — длина наклонного транспортера, м;

хн — скорость движения транспортерной цепи наклонного транспортера, м/с.

Gн= 1,35*16,7=22,5 (кг).

F1=9.81*(22,5*0,96+0,5*22,5*0,96)*cosб=289,2 (Н).

F2=9,81*(Gнн*fнж+0.5*Gнн*fнж)*cosб (3.14).

где fнж — коэффициент трения навоза о желоб.

F2=9,81*(22,5*0,99+0,5*22,5*0,99)*cosб=298,3 (Н).

F3=9,81*Gнн*sinб — усилие, необходимое для подъёма транспортером навоза по наклонной части, Н.

F3=9,81*22,5*sin24=89,8 (Н).

F4=26*15=390(Н).

Fнав=289,2+298,3+89,8+390=1067,3 (Н).

Fнагр=Fхх+Fнав,.

Fнагр=516,2+1067,3=1583,5 (Н) Приведение моментов сопротивлений или усилий производится из условия равенства мощностей на валу электродвигателя и рабочей машины:

По полученным данным строим нагрузочную диаграмму рабочей машины приведенную к валу двигателя.

Рисунок 3.2 — Нагрузочная диаграмма наклонного навозоуборочного транспортера приведенная к валу двигателя.