Силовой расчет дозатора. Усилия, действующие на щит. Сила трения нижних кромок крыльев о балласт. Общее сопротивление при дозировке

v_пр = d_м/t_пр,                                              ( 13 )

v_пр = 1.9/5.15 = 0.37 м/с

3.3. Силовой расчет дозатора.

Глубина резания щитом h_рщ, мм [ 5 ]:

h_рщ = 0.8h_р + h_д,                                           ( 14 )

где h_д - высота дозировки, мм (h_д=30 мм).

h_рщ = 0.8*180 + 30 = 174 мм

Глубина резания корнем крыла h_ркк, мм [ 5 ]:

h_ркк = h_рщ,                                                      ( 15 )

h_ркк = 174 мм

Глубина резания основной частью крыла h_ро, мм [ 5 ]:

h_ро = 0.65h_рщ,                                                ( 16 )

h_ро = 0.65*174 = 113 мм

Глубина резания подкрылком h_рп, мм [ 5 ]:

h_рп = h_ро                                                       ( 17 )

h_рп = 113 мм

3.3.1. Усилия, действующие на щит.

На щит действуют усилия: сила резания щита F_щ^р, сила сопротивления волочению F_щ^в.

Сила резания F_щ^р, Н [ 2 ]:

F_щ^р = kh_рщL_щ,                                                 ( 18 )

где k - удельное сопротивление резанию, Па ( k = 80000 Па ).

F_щ^р = 80000*0.174*2.575 = 35840 Н = 35.84 кН

Сила сопротивления волочению F_щ^в, Н [ 2 ]:

F_щ^в = (2/3)Н_щ²L_щrgf_б,                                         ( 19 )

где r - плотность балласта, кг/м³ (r = 1800 кг/м³);

g - ускорение свободного падения, м/с² (g = 9.81 м/с²);

f_б - коэффициент трения балласта о балласт (f_б = 0.7).

F_щ^в = (2/3)*0.95²*2.575*1800*9.81*0.7 = 19150 Н = 19.15 кН

3.3.2. Усилия, действующие на корень крыла.

Сила резания F_кк^р, Н [ 2 ]:

F_кк^р = kh_рккL_кк,                                               ( 20 )

F_кк^р = 80000*0.174*0.713 = 9925 Н = 9.925 кН

Сила сопротивления волочению F_кк^в, Н [ 2 ]:

F_кк^в = (2/3)Н_кк²L_ккrgf_б,                                       ( 21 )

F_кк^в = (2/3)*0.95²*0.713*1800*9.81*0.7 = 5302 Н = 5.302 кН

Сила трения балласта о крыло F_к^тр, Н [ 2 ]:

F_кк^тр = F_кк^вf_ст,                                                    ( 22 )

где f_ст - коэффициент трения балласта о крыло (f_ст=0.4).

F_кк^тр = 5302*0.4 = 2230 Н = 2.23 кН

3.3.3. Усилия, действующие на основную часть крыла.

Сила резания F_о^р, Н [ 2 ]:

F_о^р = kh_роL_ок,                                                  ( 23 )

F_о^р = 80000*2.42*0.113 = 21880 Н = 21.88 кН

Сила сопротивления волочению F_о^в, Н [ 2 ]:

F_о^в = (2/3)Н_ок²L_окrgf_б(1 + f_б/tgg),                               ( 24 )

где g - угол наклона основной части крыла к откосу балластной призмы (g = 70⁰).

F_о^в = (2/3)*0.7²*1.108*1800*9.81*0.7*(1 + 0.7/tg70⁰) = 5614 Н

Сила трения балласта о крыло F_о^тр, Н [ 2 ]:

F_о^тр = F_о^вf_ст,                                                       ( 25 )

F_о^тр = 5614*0.4 = 2245 Н = 2.245 кН

Проекции сил на горизонтальную плоскость:

F_о^р1 = F_о^рsinb,

F_о^в1 = F_о^вsinb,                                                    ( 26 )

F_о^тр1 = F_о^трsinb, где b - угол естественного откоса (b = 35⁰).

F_о^р1 = 21.88sin35 = 12.55 кН

F_о^в1 = 5.614sin35 = 3.22 кН

F_о^тр1 = 2.245sin35 = 1.29 кН

3.3.4. Усилия, действующие на подкрылок.

Сила резания F_п^р, Н [ 2 ]:

F_п^р = kh_рпL_п,                                                   ( 27 )

F_кк^р = 80000*0.113*1.108 = 10016 Н = 10.016 кН

Сила сопротивления волочению F_п^в, Н [ 2 ]:

F_п^в = (2/3)Н_п²L_пrgf_б,                                           ( 28 )

F_кк^в = (2/3)*0.57²*1.108*1800*9.81*0.7 = 2966 Н = 2.966 кН

Сила трения балласта о крыло F_п^тр, Н [ 2 ]:

F_п^тр = F_п^вf_ст,                                                      ( 29 )

F_п^тр = 2966*0.4 = 1186 Н = 1.186 кН

3.3.5. Сила трения нижних кромок крыльев о балласт.

Сила трения нижних кромок крыльев о балласт F_кром^тр, Н [ 5 ]:

F_кром^тр = F_ктf_ст,                                                ( 30 )

где F_кт - сила трения балласта о кромки (F_кт = 16000 Н).

F_кром^тр = 16000*0.4 =6400 Н = 6.4 кН

3.3.6. Приведенные силы, действующие на крыло.

Приведение сил сводится к суммированию одинаковых по характеру сил и нахождении силы, действующей на крыло в целом. Схема приведения сил изображена на рис.

Приведенная сила резания F_пр.кр.^р, кН [ 5 ]:

F_пр.кр.^р = F_кк^р + F_о^р + F_п^р,                                       ( 31 )

F_пр.кр.^р = 9.925 + 12.55 + 10.016 = 32.49 кН

Приведенная сила волочения F_пр.кр.^в, кН [ 5 ]:

F_пр.кр.^в = F_кк^в + F_о^в + F_п^в,                                       ( 32 )

F_пр.кр.^в = 5.302 + 3.22 + 2.966 = 11.488 кН

Приведенная сила трения F_пр.кр.^тр, кН [ 5 ]:

F_пр.кр.^тр = F_кк^тр + F_о^тр + F_п^тр,                                  ( 32 )

F_пр.кр.^тр = 2.23 + 1.29 + 1.186 = 4.702 кН

Схема приведенных сил.

 

                                                                                   a_р

                                        L_р

 

                                                   L_в

F_пр.кр.^р           F_пр.кр.^в

                                                             F_кк^р