Назначение, работа и устройство машины ВПО-3-3000, страница 5

h_ШП – толщина шпалы, м (h_ШП=0,18 м для деревянных шпал).

h^!_Б = 0,9· h_Б ,                                       (17)

где h_Б – толщина балласта, м (h_Б=0,35 м).

h^!_Б = 0,9·0,25 = 0,225 м

Н_К = 0,225 + 0,18 = 0,38 м

Длина корпуса виброплиты L_К , м:

L_К ≈ l ≈ 2,1 м                                         (18)

Ширина корпуса виброплиты В_К , м:

В_К = В_М – 0,5L_ШП – b_К + δ,                               (19)

где В_М – максимально допустимый вылет исполнительных органов путевых машин в сторону междупутья, м (В_М = 2,05 м);

b_К – вылет клина относительно корпуса, м.

b_К  = 0,06 м

В_К = 2,05 – 0,5·2,75 – 0,275 + 0 = 0,4 м

                        Рисунок 4 – Геометрические параметры виброплиты

3 Разработка возбудителя колебаний

На основании установленных геометрических параметров и режимных параметров и принципиальной схемы возбуждения колебаний подбивочного органа (дебалансный вибровозбудитель) производится компановка и расчет элементов вибровозбудителя для обеспечения колебаний с принятой амплитудой S_a и с частотой колебаний ν (рисунок 5).

Для данного вибровозбудителя рассчитывается требуемая вынуждающая сила F_B и соответственно конструкция дебалансов, обеспечивающих колебание виброплиты с заданной амплитудой (рисунок 6) [2].

Рисунок 5 – Расчетная схема виброплиты с дебалансным вибровозбудителем

Суммарная вынуждающая сила F_B, Н [2]:

                 (21)

где m_П – приведенная масса колеблющихся элементов виброплиты, кг;

ω₀ – угловая частота свободных колебаний плиты с учетом жесткости балласта, с ^-1;

ω – угловая частота вынужденных колебаний, с ^-1;

h – коэффициент демпфирования, с ^-1.

,                                        (22)

где m – масса виброплиты, кг (m=750 кг);

α_П – коэффициент приведения (α_П=1,3).

,                                        (23)

где b_C – суммарный коэффициент вязкостных сопротивлений, Н·с/м.

,                                       (24)

где b_Р – коэффициент сопротивления рессор, Н·с/м (b_Р=7·10³ Н·с/м);

b_б – коэффициент сопротивления балласта, Н·с/м.

,                         (25) где b_УД – удельный коэффициент вязкостных сопротивлений, Н·с/м⁴ (b_УД=26·10⁴ Н·с/м⁴);

b^!_УД - приведенный удельный коэффициент вязкостных сопротивлений, Н·с/м⁴ (b_УД=13·10⁴ Н·с/м⁴).

  

,                                      (26)

где с_С – суммарный коэффициент жесткости, Н/м.

,                                  (27)

где с_б – приведенный коэффициент жесткости балласта, Н/м;

с_Р - приведенный коэффициент жесткости рессорной подвески виброплиты, Н/м (с_Р=2·10⁶ Н/м).

,                        (28)

где с_УД – удельный коэффициент жесткости балласта, Н/м (с_УД=8·10⁷ Н/м);

с^!_УД - приведенный удельный коэффициент жесткости балласта, Н/м (с_УД=4·10⁷ Н/м).

Число пар дебалансов принимаем равное двум.

Рисунок 6 – Схема к разработке конструкции дебалансового вибровозбудителя

Вынуждающая сила одного дебаланса, Н:

                              (29)

где m₀ – неуравновешенная масса дебаланса, кг;

r₀ – расстояние от оси вращения до центра тяжести дебаланса, м [3].

                        (30)

где R_B – внешний радиус дебаланса, м;

r_B - внутренний радиус дебаланса, м;

ψ₀ – угол сектора, град (ψ₀ = 90⁰).

                         (31)

где δ_Д – зазор между дебалансом и стенкой корпуса, м (δ_Д=0,012 м);

b_К – толщина корпуса виброплиты, м (b_К=0,008 м).

                           (32)

где d_B – диаметр дебалансного вала, м.

Диаметр дебалансного вала находим из условия:

                                (33)

где σ – напряжение в опасном сечении, Па

М_ИЗГ – изгибающий момент, Н/м (М_ИЗГ=4208 Н, см. рисунок 7);

W – момент сопротивления в опасном сечении, м³;

[σ] – допускаемое напряжение в опасном сечении, Па ([σ]=150·10⁶ Па).

Рисунок 7 – Эпюра изгибающего момента

                                  (34)

                            (35)

Принимаем d_B=0,07 м

                                                      (36)

Высоту дебаланса h_Д находим из уравнения:

                      (37)

где ρ – плотность материала дебаланса, кг/м³ (ρ=7800 кг/м³ – для стали).

Так как по предварительным расчетам получилась блинообразная форма дебаланса, принимаем высоту дебаланса h_Д = 0,1 м и уменьшаем внешний радиус дебаланса:

                               (38)