CC BY
14
УДК 625.144.5
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ВЫРЕЗАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЩЕБНЕОЧИСТИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Н.Г. Гринчар, П.А. Сорокин, М.Ю. Чалова, Д.С. Федасов
Представлены теоретические обоснования эффективности модернизации скребково-цепного рабочего органа щебнеочистительных машин. Приведен вариант исполнения предлагаемой модернизации, а также оценка вариативности конструктивных параметров роликовой опоры лопатки вырезающего устройства.
Ключевые слова: щебнеочистительные машины, баровая цепь, мощность вырезающего устройства, скребок, роликовая опора.
Существующие высокопроизводительные щебнеочистительные машины и комплексы оснащены баровым вырезающим устройством [1]. При работе щебнеочистительных машин основные нагрузки возникают в зоне вырезки балласта и в рабочем желобе вырезающего устройства.
Традиционное баровое вырезающее устройство представляет собой цепь, имеющую звенья со скребками, соединенные посредством шарниров. Силы трения скольжения, возникающие в зоне вырезки и перемещения балласта по желобу, отрицательно влияют на мощностной баланс машины, ведут к большим энергетическим потерям [1].
С целью избежания этого явления было предложено следующее техническое решение: в подошвах скребков вырезающего устройства установить опорные ролики (рис.1). Таким образом, перемещение лопатки по щебню осуществляется не волочением, а перекатыванием опорного ролика [2].
Рис. 1. Лопатка модернизированного вырезающего устройства: 1 - скребок; 2 - опорный ролик
210
Мощность на звездочке привода барового рабочего органа щебнео-чнстнтельной машины до модернизации; кВт:
N3B = -^-(iqkpkzhV« + 0,5pgf2BhVMkp + ^ + pgL,(sina, +
(1скр Ьц
+ft cos аж)ЬУмкр + 2fíGUL*cosa*M + Р^с„ьжсо5ажуц ^ + (1)
LUB ' ^скр
Мощность на звездочке привода барового рабочего органа щебнео-чистительной машины после модернизации, кВт:
N3B = (kikpkzhV« + 0,5pgf2BhVMkp + ^ + р§Ьж sin ажЬУмкр) +
^скр
(2)
1скр
где ki - расчетное удельное сопротивление балласта резанию; кр - коэффициент, учитывающий угол резания; к2 - коэффициент разрыхления щебня в шпальных ящиках; кр - коэффициент разрыхления загрязненного щебня; кк - коэффициент трения качения для пары «асфальт - сталь»; R -радиус опорного ролика; fi - коэффициент трения стали по балласту; f2 -коэффициент трения балласта по балласту; р - плотность разрыхленного балласта; g - ускорение свободного падения; цскр - КПД скребкового рабочего органа; Нж - высота подъема вырезанного щебня по желобу; Ьж -длина рабочего желоба; - сила тяжести цепи; Ьц - общая длина цепи; SCKp - площадь скребка; аж - угол наклона желоба в рабочем режиме; В -ширина вырезки щебня; h - толщина вырезаемого щебня.
Как видим, во втором случае коэффициент трения скольжения заменяется коэффициентом трения качения (см. формулы (1) - (2).
Сравним результаты скорости движения машины и скорости цепи вырезающего устройства на примере щебнеочистительного комплекса ЩОМ-1200.
Рабочий диапазон скоростей движения щебнеочистительных машин типа ЩОМ-1200 лежит в диапазоне от 0,06 до 6 м/с.
Рабочий диапазон скоростей движения вырезающей цепи машин типа ЩОМ-1200 лежит в диапазоне от 1,8 до 3,8 м/с.
Зависимость мощности от скорости машины и скорости вырезающей цепи носит линейный характер. Как видно из графика (рис.1, 2), увеличение скорости цепи отрицательно влияет на энергоемкость процесса по сравнению с возрастанием скорости машины при постоянной скорости цепи.
Как следует из рис. 2, б, максимальная мощность 339,5 кВт достигается при значениях скорости движения машины 0,177 м/с и скорости модернизированного вырезающего устройства 4 м/с, значение мощности при аналогичных скоростях машины и цепи традиционного вырезающего устройства составляет 436,7 кВт (рис. 2, а).
211
500 400 300 200 100 о
1щт»ш,
__ ш
□ 400 500
□ 300-400 а 200300
□ 100-200 ■ 0-100
Скорость цепи.
М'С
Скорость МЭШГТНЫ. М'ГС
Скорость ыатшшы.м с
Скорость цепи, и'с
Рис. 2. Зависимость затрат мощности (В=3,9м 11=0,4 м) при вырезке балласта: а - традиционным вырезающим устройством; б - модернизированным вырезающим устройством
На мощность привода вырезающей цепи, помимо скорости машины и скорости цепи, также влияют радиус опорного ролика и коэффициент трения качения. При Фм=$ц диаметр опорного ролика изменяется в пределах от 12 до 56 мм, коэффициент трения качения кр=2,5...8 мм. График зависимости представлен на рис.3 и носит нелинейный характер.
2,5 5 3,5 4 45
5 5,5 6 6,5 7 7,5 Коэффициент трения, ш
Рис. 3. График влияния вариативности
Исходя из графика влияния вариативности (рис. 4), оценим изменение мощности при максимальных и минимальных значениях радиуса роликовой опоры скребка (рис. 4).
12 16 20 24 28 32 36 № 52 56
Радиус опорной роликовой опоры, мм
Рис. 4. Изменение разницы максимума и минимума потребляемой мощности в зависимости от конструктивных параметров роликовой опоры
212
Максимальная разница 20 кВт (рис. 4) получается при минимальном радиусе роликовой опоры.
Несмотря на то, что при расчетах диапазон изменения радиуса опорного ролика более чем в 3,5 раза, процентные изменения мощности в самых негативных вариантах составили 6,5 %. Такой результат можно считать удовлетворительным [3].
Список литературы
1. Путевые машины: учебник / М.В. Попович [и др.]; под общ.ред. М.В. Попович, В.М. Бугаенко. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009. 820 с.
2. Вырезающее устройство щебнеочистительной машины: пат. №178588 РФ Опубл. 11.04.2018. Бюл. №11.
3. Ковальский В.Ф., Федасов Д.С., Чалова М.Ю. Модернизация скребково-цепного устройства щебнеочистительных машин // Мир транспорта. 2016. № 4. С. 70 - 77.
4. Ковальский В.Ф. Системный анализ и синтез статических и динамических параметров гидрообъемного привода скребковой цепи щебне-очистительных машин: дис. ... д-ра техн. наук. М., 2005. 240 с.
5. Чалова М.Ю. Совершенствование метода расчета параметров скребково-цепного исполнительного устройства щебнеочистительных машин нового поколения: дис. ... канд. техн. наук. М., 2015. 144 с.
Гринчар Николай Григорьевич, д-р техн. наук, доц., профессор, nggrin@yandex. ru, Россия, Москва, Российский университет транспорта (МИИТ),
Сорокин Павел Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, pavalsorarambier. ru, Россия, Москва, Российский университет транспорта (МИИТ),
Чалова Маргарита Юрьевна, канд. техн. наук, доцент, margari-ta_chalova@,mail. ru, Россия, Москва, Российский университет транспорта (МИИТ),
Федасов Дмитрий Сергеевич, аспирант, fedasovds@,gmail. com, Россия, Москва, Российский университет транспорта (МИИТ)
INFLUENCE OF DESIGN DATA ON POWER INDICATORS THE UPGRADED CUTTING-OUT DEVICE SHCHEBNEOCHISTITELNY CARS
N.G. Grinchar, P.A. Sorokin, M.Yu. Chalova, D.S. Fedasov
The article presents theoretical grounds for the effective modernization of the scraper-chain working organ of crushed-stone machines. The variant of execution of the proposed modernization is given, as well as an assessment of the variability of the design parameters of the roller support of the scraper blade.
Key words: crushing machine, bar chain, cutting device power, scraper, roller support.
Grinchar Nikolay Grigorievich, doctor of technical sciences, professor, nggrin@yandex. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),
Sorokin Pavel Alekseevich, doctor of technical sciences, professor, paval-sor a ramhler. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),
Chalova Margarita Yurievna, candidate of technical sciences, docent, margarita chalova amail. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),
Fedasov Dmitriy Sergeevich, postgraduate fedasovds a gmail. com, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT)
УДК 621.941.01
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОРПУСА БЛОКА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Е.Н. Родионова, И.А. Матвеев
Приведены данные статистического анализа точности механической обработки корпуса блока системы управления. Показана методика контроля погрешностей размеров обрабатываемых поверхностей деталей. Установлено, что все параметры с запасом точности укладывается в допуски, заданные конструкторской документацией. Сделан вывод о высокой стабильности технологического процесса токарной обработки заготовки, полученной отрезкой из горячекатаной толстостенной трубы.
Ключевые слова: токарная обработка, погрешности точения, статистический анализ, точностная надежность.
Важнейшими задачами, стоящими перед оборонной промышленностью, являются освоение и выпуск новых видов вооружения, обладающих высокими качествами, усовершенствованными боевыми характеристиками, а также конкурентоспособностью на внешнем рынке. К таким изделиям относятся РСЗО «Торнадо-С», выпускающиеся на предприятии АО «НПО «СПЛАВ». Одной из ответственных корпусных деталей изделия является «Корпус блока системы управления».
В современном машиностроении для повышения эксплуатационных характеристик подобных изделий и снижения их материалоемкости используют тонкостенные корпуса из высокопрочной сложнолегированной стали, изготавливаемые с применением комплексной технологии при комбинировании обработки резанием и давлением [1 - 4]. В этих случаях
214
