Модернизация поливомоечной машины с целью расширения рабочей зоны путем возможности расширения различных насадок на базе КАМАЗ

Рассмотрим особенности эксплуатации. Поливомоечная техника на базе КАМАЗ рассчитана на эксплуатацию при температуре не ниже минус 30 градусов. Для нее характерно круглогодичное применение. Летом при помощи специальных режимов техника КО-806 способна обеспечить полив дорожного полотна водой, подметание обочин специальной щёткой. Большой объём цистерны позволяет перевозить воду и поливать растения, газоны и деревья в городских парках и скверах. В комплекте специальных насадок есть разъёмы, применяемые для тушения пожаров, поэтому поливомоечная техника нередко состоит в распоряжении пожарных частей. Эксплуатация в зимний период заключается в возможности подметания дорожного полотна от снежных осадков, грейдирования обочин от снежных заносов, а также разбрасывания пескосоляной смеси и других антиобледенительных составов и веществ, в том числе и жидких. Проделав ряд нехитрых операций, поливомоечная машина комплектуется специальной платформой для транспортировки убранного снега или других материалов, которые обладают сыпучей консистенцией.3.2 Технические характеристики поливомоечной машины на базе КАМАЗТехнические характеристики поливомоечной машины на базе КамАЗ-43253 приведены в табл. 3.1 и табл. 3.2.Таблица 3.1 – Общие технические характеристики поливомоечной машины на базе КамАЗ-43253ХарактеристикиЕд.измеренияПоказателиШассиКамАЗ-43253Длинам7,4-10Ширинам2,55-3,1Высотам5,2Масса в загруженном состояниит15,2Масса перевозимой водыт7,5Давление воды на выходеМПа0,8Масса перевозимых сыпучих материаловт7,5Ширина обрабатываемого участка в зависимости от производимой операции:- мойка- поливкам8,5- плугм20- щеткам2,5- посыпкам4-9Таблица 3.2 – Технические характеристики поливомоечной машины на базе КамАЗ-43253ХарактеристикиЗначениеДавление, создаваемое насосом, МПадо 1,2Угол установки щетки и плуга, град.60Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм9000–9520х3100х3200Вместимость, м3Цистерны8Масса, кгЗагружаемых сыпучих материалов7 000Поливомоечного спецоборудования, демонтируемого при смене спецоборуд.1 020Снаряженная8 060-8 575Полная15 500Ширина, мПоливка20Мойка8,5Снегоочистка2,5При распределении материалов4-9Удельный расход воды, дм/мПоливка0,70Мойка0,20Плотность посыпки дорожного полотна, г/м2Инертными материалами100-400Реагентами10-35Скорость движения, км/чПоливка20-30Мойка10-20Снегоочистка40При распределении материалов20-25Транспортная604 Анализ насадок дляполивомоечных машинНасадки, которые используются в поливомоечных машинах могут быть подразделены на поливочные и моечные.Установку поливочных насадок (рис. 4.1, а) обычно производят симметрично по отношению к продольной оси автомобиля, которые повернуты вверх под 15...20° к горизонту и развернутые в сторону на угол 10°.Моечные насадки обычно устанавливают повернутыми вниз под углом 10...12° к горизонту (рис. 4.1, б) и несимметрично повернутыми вправо относительно продольной оси машины для перемещения смываемых загрязнений с проезжей части дороги в сторону дорожного лотка, откуда загрязнения удаляются с помощью подметально-уборочных машин. Изменение положений насадок осуществляется с помощью гидропривода.Рисунок 4.1 – Схема установки насадок: а – для мойки, б – для поливкиПоливочные распылители по расположению отверстий:- вертикальные - с выбросом воды из распылителей в вертикальной плоскости;- горизонтальные - с расположением струй воды в горизонтальной плоскости.По форме отверстий:- перфорированные;- с мелкими отверстиями круглой формы; - щелевые.По способу регулировки: - с неизменяемым; - с регулируемым живым сечением.Моечные насадки разделяются по форме выходной щели:- с постоянной; - с переменной высотой щели.По конструкции и форме: - трубчатые;- лапчатые;- неподвижно закрепляемые;- с шарнирным закреплением.Моечные насадки лапчатого типа имеют наибольшее распространение в современных машинах. Вертикальный щелевой поливочный распылитель с регулируемой длиной выпускной щели относится к одному из наиболее рациональных типов.На поливомоечных машинах устанавливаются до двух-трех моечных насадков и два-три поливочных распылителя. Применяют также совмещенные поливочно-моечные сопла шарнирного типа.Примерно с конца 90-х гг. на дорогах появились новые поливомоечные машины с высоконапорным оборудованием, оснащенные фронтальной гребенкой с форсунками (давление воды на выходе из форсунок 2-2,5МПа) и уменьшенным до 0,45 л/м2расходом воды. Но при этом на машинах монтируются также и моечные сопла для проведения поливки и аэрации.Технология мойки машинами данного типа отличается в основном тем, что каждая машина моет только одну полосу движения, поэтому уменьшается ширина промываемой зоны. Это связано с главным недостатком фронтальной гребенки – ширина мойки совсем ненамного превышает габаритную ширину базовой машины, тогда как при использовании щелевых насадок ширина мойки в 1,5–2 раза больше ширины базовой машины и достигает 6-8 м.Схема процесса мойки и поливки приведена на рис. 4.2.Схема расположения насадки при мойке приведена на рис. 4.3.Рисунок 4.2 – Схема процесса мойки и поливкиРисунок 4.3 – Схема расположения насадки при мойкеПоливомоечные машины нового поколения имеют целый ряд отличий от классической схемы полива улиц. Самым главным отличием является наличие распределительной гребенки с горизонтальными соплами. Управлять такой гребенкой можно, регулируя ее положение, только из кабины водителя. Помимо сопел горизонтального вида, гребенка может иметь оснащена боковыми соплами, которые позволяют обслуживать дорожные покрытия очень большой ширины. В некоторых случаях, гребенка оснащена вертикальными соплами, это позволяет обрабатывать водным потоком вертикальные поверхности. Производители предусматривают подсоединение к гребенке моечного пистолета через специальный шланг.Очень эффективное приспособление поливомоечных машин – водяной многоступенчатый насос, с помощью которого давление в системе удерживается постоянно на отметке в 25 атмосфер. При этом вода из цистерны подаётся или одному потребителю или сразу нескольким. Оборудование столь высокого класса не только дает возможность улучшить качество очистки дорожного покрытия, но и уменьшить в несколько раз расход воды, если сравнивать с машинами старого образца.Насадок КО-829А.43.06.000 или другое название «Сопло в сборе» применяется на дорожно-комбинированных машинах КО-829А/Б/Д производства ОАО «КОММАШ» г. Арзмас в поливомоечном оборудовании.Общий вид насадка КО-829А.43.06.000 приведен на рис. 4.4.Рисунок 4.4 – Общий вид насадка КО-829А.43.06.000Насадок КО-829А.43.06.000 служит для мытья проезжей части дороги, а так же для увлажнения грунтового покрытия в летний период. На автомобиль устанавливается два сопла с разных сторон, в сборе с коленом для изменения направления подачи струи воды.Насадок КО-829А.43.06.000 крепится к трубе при помощи резьбы и контрирующей гайки. Перед ним установлен запорный кран для перекрытия подачи жидкости.Насадок или сопло применяется на поливомоечных машинах (рис. 4.5).Рисунок 4.5 – Общий вид насадка ООО «КОМСПЕЦТЕХ»Для мытья проезжей части дороги, а так же для увлажнения грунтового покрытия. На автомобиль устанавливается два сопла в сборе с коленом для изменения направления подачи струи воды.Насадок крепится к трубе при помощи резьбы и контрирующей гайки. Перед ним установлен кран для перекрытия подачи жидкости.Сопло-насадка КО713-3204000, предназначенное для поливомоечных машин МДК, КДМ, КО приведено на рис. 4.6.Рисунок 4.6 – Сопло-насадка КО713-3204000, предназначенное для поливомоечных машин МДК, КДМ, КОМоечная насадка поливомоечного оборудования REINEX (Германия) на базе КАМАЗ состоит из следующих конструктивных блоков:- основание с крепёжными элементами для плиты с насадкой;- устройство для подъёма и опускания;- поворотное устройство;- балка из нержавеющей стали с соплами;- блок водяных кранов.5 Выбор насадок для расширения рабочей зоны поливомоечной машины на базе КАМАЗ и результаты расчетов5.1 Выбор насадок для модернизации поливомоечной машины на базе КАМАЗСуществующие насадки имеют полость, сужающуюся в направлении к щелевому соплу. Такое выполнение приводит к тому, что скорость потока жидкости при подходе к соплу возрастает. Насадки этого типа имеют низкие гидравлические показатели. Коэффициент сопротивления таких насадков составляет0,25.Выбираемый насадок, имеет значительно более высокие гидравлические качества. Коэффициент сопротивления его в несколько раз меньше, чем у приведенных ранее насадков, и на рабочих режимах мойки соответствует величине 0,05, что является существенным преимуществом насадка.Указанное преимущество достигается выполнением поверхностей полости насадка и губок сопла с внутренней стороны очерченными по линиям тока движения жидкости, а также выполнением полости насадка расширяющейся в направлении к соплу. Последнее способствует снижению скорости потока жидкости перед истечением; в результате этого поток, почти не имея скорости, как бы выжимается статическим давлением через сопло. Струя при этом получается неразрывной по ширине на значительном расстоянии от насадки.Снижение гидравлических потерь и получение неразрывной по ширине струи, достигаемые при использовании предлагаемого насадка, позволяют при той же мощности, потребляемой насосом, от двигателя поливомоечной машины, значительно повысить ее производительность, улучшить качество мойки дорожного покрытия и расширить рабочую зону.Конструктивное выполнение сопла данного насадка позволяет осуществить шлифование и полирование выходных поверхностей и хромировать их, и тем самым повышает неразрывность струи по ширине.На рис. 5.1 изображен насадок с частичным продольным разрезом, на рис. 5.2 – вид насадка спереди с частичным изломом и на рис. 5.3 – разрез насадка по ААв соответствии срис. 5.1.Рисунок 5.1 – Насадок с частичным продольным разрезомРисунок 5.2 – Вид насадка спереди с частичным изломомРисунок 5.3 – Разрез насадка по АА в соответствии с рис. 5.1.Насадок состоит из корпуса 1 и образующих сопло дугообразных губок 2, привернутых к корпусу болтами.Внутренние поверхности корпуса насадка (верхняя а к нижняя б) параллельны между собой и параллельны оси насадка, совпадающем с осью подводящей трубы 3, от которой идет плавный переход в прямоугольное (поперечное) сечение насадка.Боковые поверхности в направлении к щели сопла выполнены расходящимися от оси насадка. Таким образом, полость насадка в направлении к щели сопла расширяется.От подводящей трубы 3 к поверхностям патрубка 4 и далее к поверхностям а, б и в стенок насадка имеются плавные переходы, которые, как и плавные переходы к губкам и поверхности с самих губок выполнены очерченными по линиям тока движения жидкости, определяемым по известным уравнениям гидравлики.Щелевой зазор сопла может быть именем в небольших пределах, обусловливаемых люфтами в отверстиях, через которые пропущены болты крепления губок к корпусу. Изменение зазора производят путем постановки в вырезы д на концах губок пластин 5 той или иной ширины. Эти пластины удерживают губки от сближения между собой при укреплении их болтами.5.2 Результаты расчетов при модернизации поливомоечной машины на базе КАМАЗПлощадь выходного сечения насадка рассчитывается по формуле:где – ширина полосы дороги, которая обрабатывается из насадка, примем – рабочая скорость поливомоечной машины, примем –величина расхода воды на 1 м2 дороги, среднее значение равно; – величина коэффициента расхода воды через предлагаемый насадок, для предлагаемого насадка –значение теоретической скорости выхода воды из насадка, для предлагаемого насадкаТогда:Чтобы получить постоянный эффект мойки и расхода воды необходимо выполнение условия:Значение средней высота щели насадка определяется по следующей формуле:где –значение площади выходного сечения насадка, м2; – значение длины дуги выходного сечения насадка, м, которое определяется по формуле:где R – значение радиуса дуги выходного сечения насадка, для предлагаемого насадка принимаем R=0,15 м; – значение центрального угла насадка, для предлагаемого насадка –.Тогда, значение длины дуги выходного сечения предлагаемого насадка составит:В соответствии с этим значение средней высота щели предлагаемого насадка составит:ЗаключениеВ работе выполнено модернизацию поливомоечной машины с целью расширения рабочей зоны путем возможности расширения различных насадок на базе КАМАЗ.При этом рассмотрена существующая технология и виды работ по содержанию городских и автомобильных дорог в летний период, выполнен анализ существующих дорожно-комбинированных машин, выяснено назначение, техническая характеристика поливомоечной машины на базе КАМАЗ.Далее был выполнен анализ насадок для поливомоечных машин с последующим выбором насадок для расширения рабочей зоны поливомоечной машины на базе КАМАЗ и приведены результаты расчетов. Выбранный насадок, имеет значительно более высокие гидравлические качества. Коэффициент сопротивления его в несколько раз меньше, чем у известных насадков, и на рабочих режимах мойки соответствует величине 0,05, что является существенным преимуществом насадка.Указанное преимущество достигается выполнением поверхностей полости насадка и губок сопла с внутренней стороны очерченными по линиям тока движения жидкости, а также выполнением полости насадка расширяющейся в направлении к соплу. Последнее способствует снижению скорости потока жидкости перед истечением; в результате этого поток, почти не имея скорости, как бы выжимается статическим давлением через сопло. Струя при этом получается неразрывной по ширине на значительном расстоянии от насадки.Снижение гидравлических потерь и получение неразрывной по ширине струи, достигаемые при использовании предлагаемого насадка, позволяют при той же мощности, потребляемой насосом, от двигателя поливомоечной машины, значительно повысить ее производительность, улучшить качество мойки дорожного покрытия и расширить рабочую зону.Конструктивное выполнение сопла данного насадка позволяет осуществить шлифование и полирование выходных поверхностей и хромировать их, и тем самым повышает неразрывность струи по ширине.В результате расчетов при модернизации поливомоечной машины на базе КАМАЗ установлено, что значение средней высота щели насадка составляет 11 мм, а значение длины дуги выходного сечения насадка – 157 мм.Список литературыБаловнев, В.И. Базовые автомобили и тягачи для строительных, дорожных и коммунальных машин: учеб. пособие / В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов; МАДИ (ТУ). – М., 2000. – 69 с.Баловнев, В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1994. – 432 с.: ил.Баловнев, В.И. Оптимизация и выбор инновационных систем и процессов транспортно-технологических машин: учеб. пособие /В.И. Баловнев. – М.: Техполиграфцентр, 2014. – 392 с.Дорожно-строительные машины и комплексы: учебник для вузов / В.И. Баловнев, С.В. Абрамов [и др.]; под общ. ред. В.И. Баловнева. –2-е изд., доп. и перераб. – М.; Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – 528 с.Ермилов, А.Б. Расчёт и проектирование машин для летнегосодержания дорог / А.Б. Ермилов; МАДИ. – М., 1988. – 89 с.Машины для городского хозяйства / Г.Л. Карабан, В.И. Баловнев, И.А. Засов, Б.А. Лифшиц. – М.: Машиностроение, 1988. – 272 с.Машины для содержания городских и автомобильных дорог. Кн. 1. Содержание дорог в летний период: учеб. пособие для вузов / В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов, А.Г. Савельев; под общ. ред. В.И. Баловнева. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Техполиграфцентр, 2013. – 333 с.Машины для содержания городских и автомобильных дорог. Кн. 2. Содержание дорог в зимний период: учеб. пособие для вузов / В.И. Баловнев, Р.Г. Данилов, А.Г. Савельев; под общ. ред. В.И. Баловнева. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Техполиграфцентр, 2013. – 343 с.Машины для содержания и ремонта городских и автомобильных дорог: учеб. пособие для вузов / В.И. Баловнев, В.И. Мещеряков, Р.Г. Данилов [и др.]; под общ. ред. В.И. Баловнева. – 2-е изд.,доп. и перераб. – М.; Омск: ОАО «Омский дом печати», 2005. – 768 с.Эксплуатация специальных автомобилей для содержания и ремонта городских дорог / В.И. Баловнев, Г.Л. Карабан, И.А. Засов[и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1992. – 263 с.Засов, И.А. Машины и механизмы для городского хозяйства: справочник / И.А. Засов, К.М. Полтев; под общ. ред. Я.М. Пиковского. –М.: Изд-во Мин-ва коммунального хозяйства РСФСР, 1956. – 687 с.Классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования / И.А. Урманов, А.П. Васильев [и др.].– М.: МТРФ, Росавтодор, 2002. – 12 с.Круглов, А. Машины для зимних дорог // М-Хобби. – 2010. – № 10. – С. 40–44. – № 11. – С. 24–27. – 2011. – № 2. – С. 46–49. –№ 3. – С. 38–41.Резер, С. М. Анализ работы транспортной системы России / С. М. Резер // Транспорт: наука, техника, управление. – 2014. – № 4. – С. 2–8Роль коммунальной техники в жизни современного человека. [Электронный ресурс]: 2011. – Орелстроймаш. – Режим доступа: http://orelstroymash.ruШимко Т. Г. Обзор российского рынка мусоровозной техники / Т. Г. Шимко // Твердые бытовые отходы. – 2014. – №6. – С. 40-46.