Проектирование новой установки высокого давления для наружной мойки автомобилей, страница 8

Выходные переменные

№ПК	d, м	D, м	B, м	C, Н	[C], Н
206	0,03	0,062	0,016	13084	75300

4.7. Расчёт и подбор сечения рамы

1. Подобрать сечение рамы профиля равнобокого уголка из стали 3 длиной 1,09 м, шириной 0,659 м, нагруженного нагрузкой q=2кН/м, при =160 КПа, [7].

2. Ввиду симметрии изгибающей нагрузки расчёт ведём по одной наиболее нагруженной стороне рамы (длиной l=1,09 м).

Эпюру изгибающих моментов рассчитываем по точкам, вычисляя сумму произведений сил на соответствующие плечи:

для данного случая:                   

М_и=2*1,09²/8=0,29 кН*м

Эпюра изгибающего момента приведена на рис.4.1.

рис. 4.1

3. Вычислить требуемый момент сопротивления :

W_x=M_и/[]

W_x=0,29/(160*10³)=74,38*10^-4 м³=74,38 см³

Из таблиц сортамента [7] выбрать уголок равнобокий №3,2, у которого W_x=78,4 см³, (при этом W_x будет недонапряжение < 5%, что допустимо) по ГОСТ 8239-72.

Расчётная схема уголка равнобокого профилем №3,2 показана на рис 4.2.

рис.4.2

4.8. Расчёт сварочного шва рамы

1. Произвести расчёт сварочного соединения двух равнобоких уголков с толщиной сечения =4 мм, перекрытых одной накладкой (см. рис 4.3.). Допускаемое напряжение на срез для швов []=110 МПа, [7]. Допускаемые напряжения =160 МПа, [7].

Расчётная схема сварочного соединения приведена на рис 4.3.

рис.4.3

2. Чтобы оставить место для размещения фланговых швов, принимаем ширину накладки несколько меньше ширины уголка b_y, то есть по теореме Пифагора

b_y=c²=2*a², или                                    мм.

Тогда                                         b_н=b_y -2*,

b_н=59,7-2*0,4=58,9 мм

      3. По условию прочности  площадь сечения накладки должна быть не меньше площади сечения уголка, то есть b_{н *н}F_y. Отсюда толщина накладки _н0,4*9,52/(2*8,45)=0,26 см. Принимаем _н =0,3 см.

4. Необходимую рабочую длину фланговых швов l_фл определим из условия

F_фл=(8,45+59,7)*0,7*k*l_ф=0,5

При k==0,004                       l_ф*1,41=0,5,

l_ф=36,8 см.

4.9. Выбор колёс для установки

Из табл.2.4 известно, что нагрузка, приходящаяся на колёса установки составляет q=200 кгс.

1. Исходя из нагрузки указанной [5] выбрать переднее поворотное колесо со следующими параметрами

1) D=160 мм  - наружный диаметр колеса;

2) B=50 мм - ширина колеса;

Конструктивные параметры (см. рис.4.4) колеса равны: H=210 мм; А=80 мм; d=25 мм; h=80 мм.

Схема переднего поворотного колеса

1 - стержень; 2 - кронштейн; 3 - колесо.

рис.4.4

2. Из [6] выбрать задние неповоротные колёса.

Основные параметры этих колёс такие же как у переднего поворотного. Дополнительные характеристики приведены на рис.4.5: L=190 мм; L₁=130 мм; A₁=160 мм; A₂=100 мм; d₁=11 мм.

Схема заднего неповоротного колеса

1 - площадка; 2 - кронштейн; 3 - колесо.

рис.4.5

4.10. Расчёт нагревательного элемента установки

В автомобильных моечных установках используют паровые нагревательные элементы. Их расчёт  заключается в следующем.

1. Определить полное количество тепла в единицу времени:

Q_полн =Q_полезн + Q_потери, Вт

Q_полезн=П*С_в(t₂ -t₁ ), Вт, где П - количество воды, подогреваемой в единицу времени,(из требований                          П=0,32 ),кг/сек;

С_в - теплоемкость воды при данной температуре ( находим из [3]                 С_в=4,253),кДж/кг* ^оC ;

t₂ - конечная температура нагрева воды,  (принимаем  t₂=150), ^оC;

t₁ - начальная температура воды (принимаем t₁=10), ^оС.

Q_полезн=0,32*4,253*(150-10)=190,5 Вт

Q_потери=К₁*F_ст.рез(t₂ -t₁), Вт, где К₁ - коэффициент передачи через стенки подогревателя для                                   однослойной изоляции;

F_ст.рез - суммарная площадь стенок резервуара, (принимаем                           F_ст.рез=0,0176 м²).

 Вт/м²*град,

 Вт/м²*град,

Q_потери=0,44*0,0176*(150-10)=1,08 Вт

Q_полн=190,5+1,08=191,58 вт

2. Вычислить поверхность нагрева змеевиков:

где T_Н – температура подаваемого пара, ^оС;