26
Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice Tema de casa I. Scopul lucrării Scopul acestei lucrări este de a înțelege funcționarea pulverizatoarelor (turbofrezei) de zăpadă de capacitate mare. II. Cerinţe impuse maşinilor (instalaţiilor) Pulver izatoa re (turbo freze) de zăpadă (de mare capaci tate)

Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PULVERIZATOare

Citation preview

Page 1: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Universitatea Politehnica Bucuresti

Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice

Tema de casa

I Scopul lucrării

Scopul acestei lucrări este de a icircnțelege funcționarea pulverizatoarelor (turbofrezei) de zăpadă de capacitate mare

II Cerinţe impuse maşinilor (instalaţiilor)

Pulverizatoare

(turbofreze) de zăpad

ă

(de mare

capacitate)

Icircn timpul iernii datorită temperaturilor scăzute și a căderii zăpezii circulaţia pe drumurile publice și pe pistele aeroporturilor poate deveni impracticabilă datorită depunerii zăpezii și formării poleiului sau a gheţii fiind necesară deszăpezirea carosabilului sau icircmprăştierea de materiale speciale pentru uşurarea traficului

Zăpada se poate depune pe carosabil prin ninsoare liniştită sau prin viscolire

La grosimi ale stratului de zăpadă afacircnată pacircnă la 10 cm autovehiculele sunt nevoite să-şi reducă viteza pacircnă la 15 kmh la grosimi de 10-25 cm se pun lanţuri la roţile motoare iar la straturi de zăpadă de peste 25 cm circulaţia practic se icircntrerupe

Combaterea icircnzăpezirilor datorate viscolului se poate face pe două căi prin măsuri constructive icircnălţarea platformei fată de terenul

icircnconjurător sauadoptarea de taluzuri line icircn debleu cunoscut fiind faptul că sectoarele de drum icircn rambleu cu icircnălţimea de 05-12 m sunt neicircnzăpezibile iar debleurile foarte mici sau cele foarte adacircnci nu se icircnzăpezesc deoarece depresiunea curenţilor de aer fiind insuficientă nu se formează vacircrtejuri

prin dispozitive de protecţie contra icircnzăpezirilor crearea de obstacole icircn calea vacircntului pentru oprirea zăpezii icircnainte de a ajunge pe platforma drumului

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori și garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii și constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului (gredere buldozere tractoare sau autocamioane cu iarnă) pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor și turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Utilajele cu lamă se folosesc numai atunci cacircnd grosimea zăpezii nu depăşeşte 40 cm Cacircnd pe carosabil a rămas un strat subţire de zăpadă finisarea curăţirii se face cu utilaje care au și perie mecanică cilindrică Lucrările de deszăpezire propriu-zise constau icircn icircndepărtarea zăpezii cu ajutorul turbofrezelor de zăpadă atacirct pentru straturi mai groase de 40 cm cacirct și pentru zăpada adunată icircn cordon la marginea carosabilului sau pe acostament de către formaţia de patrulare folosită la curăţirea zăpezii

III Analiza constructivă și funcţională a maşinilor

Auto-turbofreza Tip Supra 4001 Producator Schmidt

1 Autovehiculul purtator

11ConceptAcest autovehicul purtător a fost special construit pentru folosirea

echipamentului rotativ pentru curățarea zăpezii Fiind dotată opțional cu o placă de cuplare frontală mărimea 3 și cu priza de putere (PTO) mărimea 1 frac34 (conform standardului DIN 76060 formularul B) este posibilă utilizarea mai multor echipamente pentru folosirea autospecialei tot timpul anului Viteza axului prizei de putere a autovehiculului poate fi ajustată pacircnă la maxim 1300 rpm Poate ajunge la o putere de pacircnă la 180 kW

Sistemul articulat de virare al autovehiculului purtator oferă multe avantaje la icircndepărtarea zăpezii

asigură urmărirea cu mare precizie a unui traseu prestabilit de curățare a zăpezii pe măsură ce aceasta este tăiată cu ajutorul turbofrezei

este posibilă de asemenea curățarea zăpezii tasate sau icircnghețate icircn curbe stracircmte (foarte potrivită pentru icircntreținerea pe timp de iarnă a drumurilor de munte)

forța de tracțiune acționeazăicircn direcția de icircnaintare a turbofrezei la fiecare unghi de cotire a utilajului

permite folosirea unor axe robuste cu diferențiale blocabile și reductoare planetare exterioare

suprapunerea turbofrezei peste traiectoria roților este minimăAutovehiculul purtător și turbofreză sunt acționate cu ajutorul unui

singur motor diesel de icircnaltă performanță Icircntregul sistem alcătuit din motor transmisie și pompe hidraulice este montat icircn spatele vehiculului și este ușor accesibilă prin ridicarea hidraulică a capotei de la motor Un oblon instalat pe capota poate fi acționat electric pentru prevenirea pătrunderii zăpezii frunzelor sau apei cacircnd autospecială nu este folosită Oblonul este acționat automat la o temperatură corelată a motorului pentru disiparea căldurii

Cabina șoferului este foarte confortabilăși oferă o vizibilitate excelentă Aceasta dispune de un sistem de basculare ce oferă acces rapid la motorul hidraulic la transmisia mecanicăși la părțile de comandăși fracircnare hidraulică

Odată cu icircmbunătățirea modelului SUPRA 4000 ținta cea mai importantă a fost acționarea cacirct mai ușoarăși sigură a utilajului ținacircnd cont de standardele medicale și ergonomice chiar șiicircn condiții dificile de muncă

Rezervorul de motorină folosește drept ajutor pentru virarea la mersul cu spatele și protejează caroseria autovehiculului purtător icircmpotriva deteriorărilor la ciocnireProtecțiile roților conțin compartimente de depozitare pentru accesorii și lanțuri pentru zăpadă

12Motor Motor diesel Mercedes-Benz OM 501 LA Putere 315 kW (428 CP) la 1800 rpm Răcire cu apă 6 cilindri icircn V la 90deg Supraalimentat cu răcire intermediară Injecție directă de icircnaltă presiune cu sistem pompă-duză pe fiecare

cilindru Management complet electronic al motorului Reguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo Ungere la presiune cu ulei pacircnă la o pantă de maxim 40deg Radiator pentru răcirea apei a uleiului hidraulic filtrarea aerului Pompe și motoare hidraulice pentru manevrarea vehicolului și a frezei

ca și sisteme de comandă hidraulice

13DirecțieDatorită construcției articulate a mașinii se obține un unghi de cotire

dreapta sau stacircnga de pacircnă la 35deg sistem de manevrare hidraulic cu transmisie hidrostatică a puterii către cei 2 cilindri pentru virarea utilajului Icircn

cazul unei funcționări defectuoase a motorului o pompă de urgență pentru manevrare permite virarea autovehiculului

14AxeDouă axe rigide cu reductoare planetare exterioare diferențiale

blocabile ce pot fi cuplate sau decuplate pe ambele axe suspensii cu arcuri lamelare pe ambele axe (fațăși spate) cauciucuri late cu profile specifice

15TransmisieTransmisia hidrostatică are posibilitatea reglării liniare a vitezei Sunt

disponibile 3 game de viteze selectabile printr-un sistem electrohidraulic 2 pentru regim de lucru și cealaltă pentru regim de deplasare

Icircn regimul de lucru multitudinea posibilităților de ajustare a vitezei este datoratăunei pompeși a unui motor pentru deplasare cu debit variabil la o viteză constantă a motorului autovehiculului Eficiența optimă a acesteia este obținută datorită unei funcționări reglate automat a tracțiunii icircn regimul de lucru

Transmisia hidrostaticăeste complet reversibilă Aceasta ajută foarte mult la o curățare rapidă de zăpadăa intersecțiilor

Icircn regim de deplasare reglarea vitezei este realizată proporțional cu viteza motorului Ajustarea pompei hidraulice depinde icircn acest moment de viteza motoruluiIcircn regim de deplasare se dezvoltă o putere de aproximativ 180 kWCa urmare poate fi atinsă o viteză de pacircnă la 40 kmh chiar șiicircn timpul urcării unei pante Datorită instalării unui schimbător de viteze ldquoECOrdquo este posibilă scăderea turației motorului cu 300 rpm Ca urmare emisia de zgomote și consumul de carburant sunt scăzute simțitor Ca opțiune este de asemenea posibilăși o vitezăicircn regim de deplasare de 50 kmh

Icircn cazul funcționării defectuoase sau a defectării unui sistem electronic este posibilă totuși curățarea zăpezii icircntr-un mod restrictiv precum și deplasarea autovehiculului

16Sistemul de franareSistem de fracircnare hidrostatică activ la oprirea motorului cu 3 circuite și

sistem servo fracircne cu lamele integrate icircn axe fracircnă pentru parcare activă pe toate roțile lumini de control lampă de avertizare pentru presiune

17Sistemul electric Voltaj de funcționare 24 V Alternator de mare performanță 28 V 100 A Acumulatori 2 x 12 V cu 143 Ah fiecare Oprire automată a tuturor circuitelor electrice Conexiuni sub formă de mufe pentru un control și o reparație mai

ușoare Faruri cu becuri halogen H4 Semnal de avertizare 2 lumini reversibile

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 2: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Icircn timpul iernii datorită temperaturilor scăzute și a căderii zăpezii circulaţia pe drumurile publice și pe pistele aeroporturilor poate deveni impracticabilă datorită depunerii zăpezii și formării poleiului sau a gheţii fiind necesară deszăpezirea carosabilului sau icircmprăştierea de materiale speciale pentru uşurarea traficului

Zăpada se poate depune pe carosabil prin ninsoare liniştită sau prin viscolire

La grosimi ale stratului de zăpadă afacircnată pacircnă la 10 cm autovehiculele sunt nevoite să-şi reducă viteza pacircnă la 15 kmh la grosimi de 10-25 cm se pun lanţuri la roţile motoare iar la straturi de zăpadă de peste 25 cm circulaţia practic se icircntrerupe

Combaterea icircnzăpezirilor datorate viscolului se poate face pe două căi prin măsuri constructive icircnălţarea platformei fată de terenul

icircnconjurător sauadoptarea de taluzuri line icircn debleu cunoscut fiind faptul că sectoarele de drum icircn rambleu cu icircnălţimea de 05-12 m sunt neicircnzăpezibile iar debleurile foarte mici sau cele foarte adacircnci nu se icircnzăpezesc deoarece depresiunea curenţilor de aer fiind insuficientă nu se formează vacircrtejuri

prin dispozitive de protecţie contra icircnzăpezirilor crearea de obstacole icircn calea vacircntului pentru oprirea zăpezii icircnainte de a ajunge pe platforma drumului

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori și garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii și constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului (gredere buldozere tractoare sau autocamioane cu iarnă) pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor și turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Utilajele cu lamă se folosesc numai atunci cacircnd grosimea zăpezii nu depăşeşte 40 cm Cacircnd pe carosabil a rămas un strat subţire de zăpadă finisarea curăţirii se face cu utilaje care au și perie mecanică cilindrică Lucrările de deszăpezire propriu-zise constau icircn icircndepărtarea zăpezii cu ajutorul turbofrezelor de zăpadă atacirct pentru straturi mai groase de 40 cm cacirct și pentru zăpada adunată icircn cordon la marginea carosabilului sau pe acostament de către formaţia de patrulare folosită la curăţirea zăpezii

III Analiza constructivă și funcţională a maşinilor

Auto-turbofreza Tip Supra 4001 Producator Schmidt

1 Autovehiculul purtator

11ConceptAcest autovehicul purtător a fost special construit pentru folosirea

echipamentului rotativ pentru curățarea zăpezii Fiind dotată opțional cu o placă de cuplare frontală mărimea 3 și cu priza de putere (PTO) mărimea 1 frac34 (conform standardului DIN 76060 formularul B) este posibilă utilizarea mai multor echipamente pentru folosirea autospecialei tot timpul anului Viteza axului prizei de putere a autovehiculului poate fi ajustată pacircnă la maxim 1300 rpm Poate ajunge la o putere de pacircnă la 180 kW

Sistemul articulat de virare al autovehiculului purtator oferă multe avantaje la icircndepărtarea zăpezii

asigură urmărirea cu mare precizie a unui traseu prestabilit de curățare a zăpezii pe măsură ce aceasta este tăiată cu ajutorul turbofrezei

este posibilă de asemenea curățarea zăpezii tasate sau icircnghețate icircn curbe stracircmte (foarte potrivită pentru icircntreținerea pe timp de iarnă a drumurilor de munte)

forța de tracțiune acționeazăicircn direcția de icircnaintare a turbofrezei la fiecare unghi de cotire a utilajului

permite folosirea unor axe robuste cu diferențiale blocabile și reductoare planetare exterioare

suprapunerea turbofrezei peste traiectoria roților este minimăAutovehiculul purtător și turbofreză sunt acționate cu ajutorul unui

singur motor diesel de icircnaltă performanță Icircntregul sistem alcătuit din motor transmisie și pompe hidraulice este montat icircn spatele vehiculului și este ușor accesibilă prin ridicarea hidraulică a capotei de la motor Un oblon instalat pe capota poate fi acționat electric pentru prevenirea pătrunderii zăpezii frunzelor sau apei cacircnd autospecială nu este folosită Oblonul este acționat automat la o temperatură corelată a motorului pentru disiparea căldurii

Cabina șoferului este foarte confortabilăși oferă o vizibilitate excelentă Aceasta dispune de un sistem de basculare ce oferă acces rapid la motorul hidraulic la transmisia mecanicăși la părțile de comandăși fracircnare hidraulică

Odată cu icircmbunătățirea modelului SUPRA 4000 ținta cea mai importantă a fost acționarea cacirct mai ușoarăși sigură a utilajului ținacircnd cont de standardele medicale și ergonomice chiar șiicircn condiții dificile de muncă

Rezervorul de motorină folosește drept ajutor pentru virarea la mersul cu spatele și protejează caroseria autovehiculului purtător icircmpotriva deteriorărilor la ciocnireProtecțiile roților conțin compartimente de depozitare pentru accesorii și lanțuri pentru zăpadă

12Motor Motor diesel Mercedes-Benz OM 501 LA Putere 315 kW (428 CP) la 1800 rpm Răcire cu apă 6 cilindri icircn V la 90deg Supraalimentat cu răcire intermediară Injecție directă de icircnaltă presiune cu sistem pompă-duză pe fiecare

cilindru Management complet electronic al motorului Reguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo Ungere la presiune cu ulei pacircnă la o pantă de maxim 40deg Radiator pentru răcirea apei a uleiului hidraulic filtrarea aerului Pompe și motoare hidraulice pentru manevrarea vehicolului și a frezei

ca și sisteme de comandă hidraulice

13DirecțieDatorită construcției articulate a mașinii se obține un unghi de cotire

dreapta sau stacircnga de pacircnă la 35deg sistem de manevrare hidraulic cu transmisie hidrostatică a puterii către cei 2 cilindri pentru virarea utilajului Icircn

cazul unei funcționări defectuoase a motorului o pompă de urgență pentru manevrare permite virarea autovehiculului

14AxeDouă axe rigide cu reductoare planetare exterioare diferențiale

blocabile ce pot fi cuplate sau decuplate pe ambele axe suspensii cu arcuri lamelare pe ambele axe (fațăși spate) cauciucuri late cu profile specifice

15TransmisieTransmisia hidrostatică are posibilitatea reglării liniare a vitezei Sunt

disponibile 3 game de viteze selectabile printr-un sistem electrohidraulic 2 pentru regim de lucru și cealaltă pentru regim de deplasare

Icircn regimul de lucru multitudinea posibilităților de ajustare a vitezei este datoratăunei pompeși a unui motor pentru deplasare cu debit variabil la o viteză constantă a motorului autovehiculului Eficiența optimă a acesteia este obținută datorită unei funcționări reglate automat a tracțiunii icircn regimul de lucru

Transmisia hidrostaticăeste complet reversibilă Aceasta ajută foarte mult la o curățare rapidă de zăpadăa intersecțiilor

Icircn regim de deplasare reglarea vitezei este realizată proporțional cu viteza motorului Ajustarea pompei hidraulice depinde icircn acest moment de viteza motoruluiIcircn regim de deplasare se dezvoltă o putere de aproximativ 180 kWCa urmare poate fi atinsă o viteză de pacircnă la 40 kmh chiar șiicircn timpul urcării unei pante Datorită instalării unui schimbător de viteze ldquoECOrdquo este posibilă scăderea turației motorului cu 300 rpm Ca urmare emisia de zgomote și consumul de carburant sunt scăzute simțitor Ca opțiune este de asemenea posibilăși o vitezăicircn regim de deplasare de 50 kmh

Icircn cazul funcționării defectuoase sau a defectării unui sistem electronic este posibilă totuși curățarea zăpezii icircntr-un mod restrictiv precum și deplasarea autovehiculului

16Sistemul de franareSistem de fracircnare hidrostatică activ la oprirea motorului cu 3 circuite și

sistem servo fracircne cu lamele integrate icircn axe fracircnă pentru parcare activă pe toate roțile lumini de control lampă de avertizare pentru presiune

17Sistemul electric Voltaj de funcționare 24 V Alternator de mare performanță 28 V 100 A Acumulatori 2 x 12 V cu 143 Ah fiecare Oprire automată a tuturor circuitelor electrice Conexiuni sub formă de mufe pentru un control și o reparație mai

ușoare Faruri cu becuri halogen H4 Semnal de avertizare 2 lumini reversibile

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 3: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

III Analiza constructivă și funcţională a maşinilor

Auto-turbofreza Tip Supra 4001 Producator Schmidt

1 Autovehiculul purtator

11ConceptAcest autovehicul purtător a fost special construit pentru folosirea

echipamentului rotativ pentru curățarea zăpezii Fiind dotată opțional cu o placă de cuplare frontală mărimea 3 și cu priza de putere (PTO) mărimea 1 frac34 (conform standardului DIN 76060 formularul B) este posibilă utilizarea mai multor echipamente pentru folosirea autospecialei tot timpul anului Viteza axului prizei de putere a autovehiculului poate fi ajustată pacircnă la maxim 1300 rpm Poate ajunge la o putere de pacircnă la 180 kW

Sistemul articulat de virare al autovehiculului purtator oferă multe avantaje la icircndepărtarea zăpezii

asigură urmărirea cu mare precizie a unui traseu prestabilit de curățare a zăpezii pe măsură ce aceasta este tăiată cu ajutorul turbofrezei

este posibilă de asemenea curățarea zăpezii tasate sau icircnghețate icircn curbe stracircmte (foarte potrivită pentru icircntreținerea pe timp de iarnă a drumurilor de munte)

forța de tracțiune acționeazăicircn direcția de icircnaintare a turbofrezei la fiecare unghi de cotire a utilajului

permite folosirea unor axe robuste cu diferențiale blocabile și reductoare planetare exterioare

suprapunerea turbofrezei peste traiectoria roților este minimăAutovehiculul purtător și turbofreză sunt acționate cu ajutorul unui

singur motor diesel de icircnaltă performanță Icircntregul sistem alcătuit din motor transmisie și pompe hidraulice este montat icircn spatele vehiculului și este ușor accesibilă prin ridicarea hidraulică a capotei de la motor Un oblon instalat pe capota poate fi acționat electric pentru prevenirea pătrunderii zăpezii frunzelor sau apei cacircnd autospecială nu este folosită Oblonul este acționat automat la o temperatură corelată a motorului pentru disiparea căldurii

Cabina șoferului este foarte confortabilăși oferă o vizibilitate excelentă Aceasta dispune de un sistem de basculare ce oferă acces rapid la motorul hidraulic la transmisia mecanicăși la părțile de comandăși fracircnare hidraulică

Odată cu icircmbunătățirea modelului SUPRA 4000 ținta cea mai importantă a fost acționarea cacirct mai ușoarăși sigură a utilajului ținacircnd cont de standardele medicale și ergonomice chiar șiicircn condiții dificile de muncă

Rezervorul de motorină folosește drept ajutor pentru virarea la mersul cu spatele și protejează caroseria autovehiculului purtător icircmpotriva deteriorărilor la ciocnireProtecțiile roților conțin compartimente de depozitare pentru accesorii și lanțuri pentru zăpadă

12Motor Motor diesel Mercedes-Benz OM 501 LA Putere 315 kW (428 CP) la 1800 rpm Răcire cu apă 6 cilindri icircn V la 90deg Supraalimentat cu răcire intermediară Injecție directă de icircnaltă presiune cu sistem pompă-duză pe fiecare

cilindru Management complet electronic al motorului Reguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo Ungere la presiune cu ulei pacircnă la o pantă de maxim 40deg Radiator pentru răcirea apei a uleiului hidraulic filtrarea aerului Pompe și motoare hidraulice pentru manevrarea vehicolului și a frezei

ca și sisteme de comandă hidraulice

13DirecțieDatorită construcției articulate a mașinii se obține un unghi de cotire

dreapta sau stacircnga de pacircnă la 35deg sistem de manevrare hidraulic cu transmisie hidrostatică a puterii către cei 2 cilindri pentru virarea utilajului Icircn

cazul unei funcționări defectuoase a motorului o pompă de urgență pentru manevrare permite virarea autovehiculului

14AxeDouă axe rigide cu reductoare planetare exterioare diferențiale

blocabile ce pot fi cuplate sau decuplate pe ambele axe suspensii cu arcuri lamelare pe ambele axe (fațăși spate) cauciucuri late cu profile specifice

15TransmisieTransmisia hidrostatică are posibilitatea reglării liniare a vitezei Sunt

disponibile 3 game de viteze selectabile printr-un sistem electrohidraulic 2 pentru regim de lucru și cealaltă pentru regim de deplasare

Icircn regimul de lucru multitudinea posibilităților de ajustare a vitezei este datoratăunei pompeși a unui motor pentru deplasare cu debit variabil la o viteză constantă a motorului autovehiculului Eficiența optimă a acesteia este obținută datorită unei funcționări reglate automat a tracțiunii icircn regimul de lucru

Transmisia hidrostaticăeste complet reversibilă Aceasta ajută foarte mult la o curățare rapidă de zăpadăa intersecțiilor

Icircn regim de deplasare reglarea vitezei este realizată proporțional cu viteza motorului Ajustarea pompei hidraulice depinde icircn acest moment de viteza motoruluiIcircn regim de deplasare se dezvoltă o putere de aproximativ 180 kWCa urmare poate fi atinsă o viteză de pacircnă la 40 kmh chiar șiicircn timpul urcării unei pante Datorită instalării unui schimbător de viteze ldquoECOrdquo este posibilă scăderea turației motorului cu 300 rpm Ca urmare emisia de zgomote și consumul de carburant sunt scăzute simțitor Ca opțiune este de asemenea posibilăși o vitezăicircn regim de deplasare de 50 kmh

Icircn cazul funcționării defectuoase sau a defectării unui sistem electronic este posibilă totuși curățarea zăpezii icircntr-un mod restrictiv precum și deplasarea autovehiculului

16Sistemul de franareSistem de fracircnare hidrostatică activ la oprirea motorului cu 3 circuite și

sistem servo fracircne cu lamele integrate icircn axe fracircnă pentru parcare activă pe toate roțile lumini de control lampă de avertizare pentru presiune

17Sistemul electric Voltaj de funcționare 24 V Alternator de mare performanță 28 V 100 A Acumulatori 2 x 12 V cu 143 Ah fiecare Oprire automată a tuturor circuitelor electrice Conexiuni sub formă de mufe pentru un control și o reparație mai

ușoare Faruri cu becuri halogen H4 Semnal de avertizare 2 lumini reversibile

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 4: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

forța de tracțiune acționeazăicircn direcția de icircnaintare a turbofrezei la fiecare unghi de cotire a utilajului

permite folosirea unor axe robuste cu diferențiale blocabile și reductoare planetare exterioare

suprapunerea turbofrezei peste traiectoria roților este minimăAutovehiculul purtător și turbofreză sunt acționate cu ajutorul unui

singur motor diesel de icircnaltă performanță Icircntregul sistem alcătuit din motor transmisie și pompe hidraulice este montat icircn spatele vehiculului și este ușor accesibilă prin ridicarea hidraulică a capotei de la motor Un oblon instalat pe capota poate fi acționat electric pentru prevenirea pătrunderii zăpezii frunzelor sau apei cacircnd autospecială nu este folosită Oblonul este acționat automat la o temperatură corelată a motorului pentru disiparea căldurii

Cabina șoferului este foarte confortabilăși oferă o vizibilitate excelentă Aceasta dispune de un sistem de basculare ce oferă acces rapid la motorul hidraulic la transmisia mecanicăși la părțile de comandăși fracircnare hidraulică

Odată cu icircmbunătățirea modelului SUPRA 4000 ținta cea mai importantă a fost acționarea cacirct mai ușoarăși sigură a utilajului ținacircnd cont de standardele medicale și ergonomice chiar șiicircn condiții dificile de muncă

Rezervorul de motorină folosește drept ajutor pentru virarea la mersul cu spatele și protejează caroseria autovehiculului purtător icircmpotriva deteriorărilor la ciocnireProtecțiile roților conțin compartimente de depozitare pentru accesorii și lanțuri pentru zăpadă

12Motor Motor diesel Mercedes-Benz OM 501 LA Putere 315 kW (428 CP) la 1800 rpm Răcire cu apă 6 cilindri icircn V la 90deg Supraalimentat cu răcire intermediară Injecție directă de icircnaltă presiune cu sistem pompă-duză pe fiecare

cilindru Management complet electronic al motorului Reguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo Ungere la presiune cu ulei pacircnă la o pantă de maxim 40deg Radiator pentru răcirea apei a uleiului hidraulic filtrarea aerului Pompe și motoare hidraulice pentru manevrarea vehicolului și a frezei

ca și sisteme de comandă hidraulice

13DirecțieDatorită construcției articulate a mașinii se obține un unghi de cotire

dreapta sau stacircnga de pacircnă la 35deg sistem de manevrare hidraulic cu transmisie hidrostatică a puterii către cei 2 cilindri pentru virarea utilajului Icircn

cazul unei funcționări defectuoase a motorului o pompă de urgență pentru manevrare permite virarea autovehiculului

14AxeDouă axe rigide cu reductoare planetare exterioare diferențiale

blocabile ce pot fi cuplate sau decuplate pe ambele axe suspensii cu arcuri lamelare pe ambele axe (fațăși spate) cauciucuri late cu profile specifice

15TransmisieTransmisia hidrostatică are posibilitatea reglării liniare a vitezei Sunt

disponibile 3 game de viteze selectabile printr-un sistem electrohidraulic 2 pentru regim de lucru și cealaltă pentru regim de deplasare

Icircn regimul de lucru multitudinea posibilităților de ajustare a vitezei este datoratăunei pompeși a unui motor pentru deplasare cu debit variabil la o viteză constantă a motorului autovehiculului Eficiența optimă a acesteia este obținută datorită unei funcționări reglate automat a tracțiunii icircn regimul de lucru

Transmisia hidrostaticăeste complet reversibilă Aceasta ajută foarte mult la o curățare rapidă de zăpadăa intersecțiilor

Icircn regim de deplasare reglarea vitezei este realizată proporțional cu viteza motorului Ajustarea pompei hidraulice depinde icircn acest moment de viteza motoruluiIcircn regim de deplasare se dezvoltă o putere de aproximativ 180 kWCa urmare poate fi atinsă o viteză de pacircnă la 40 kmh chiar șiicircn timpul urcării unei pante Datorită instalării unui schimbător de viteze ldquoECOrdquo este posibilă scăderea turației motorului cu 300 rpm Ca urmare emisia de zgomote și consumul de carburant sunt scăzute simțitor Ca opțiune este de asemenea posibilăși o vitezăicircn regim de deplasare de 50 kmh

Icircn cazul funcționării defectuoase sau a defectării unui sistem electronic este posibilă totuși curățarea zăpezii icircntr-un mod restrictiv precum și deplasarea autovehiculului

16Sistemul de franareSistem de fracircnare hidrostatică activ la oprirea motorului cu 3 circuite și

sistem servo fracircne cu lamele integrate icircn axe fracircnă pentru parcare activă pe toate roțile lumini de control lampă de avertizare pentru presiune

17Sistemul electric Voltaj de funcționare 24 V Alternator de mare performanță 28 V 100 A Acumulatori 2 x 12 V cu 143 Ah fiecare Oprire automată a tuturor circuitelor electrice Conexiuni sub formă de mufe pentru un control și o reparație mai

ușoare Faruri cu becuri halogen H4 Semnal de avertizare 2 lumini reversibile

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 5: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

cazul unei funcționări defectuoase a motorului o pompă de urgență pentru manevrare permite virarea autovehiculului

14AxeDouă axe rigide cu reductoare planetare exterioare diferențiale

blocabile ce pot fi cuplate sau decuplate pe ambele axe suspensii cu arcuri lamelare pe ambele axe (fațăși spate) cauciucuri late cu profile specifice

15TransmisieTransmisia hidrostatică are posibilitatea reglării liniare a vitezei Sunt

disponibile 3 game de viteze selectabile printr-un sistem electrohidraulic 2 pentru regim de lucru și cealaltă pentru regim de deplasare

Icircn regimul de lucru multitudinea posibilităților de ajustare a vitezei este datoratăunei pompeși a unui motor pentru deplasare cu debit variabil la o viteză constantă a motorului autovehiculului Eficiența optimă a acesteia este obținută datorită unei funcționări reglate automat a tracțiunii icircn regimul de lucru

Transmisia hidrostaticăeste complet reversibilă Aceasta ajută foarte mult la o curățare rapidă de zăpadăa intersecțiilor

Icircn regim de deplasare reglarea vitezei este realizată proporțional cu viteza motorului Ajustarea pompei hidraulice depinde icircn acest moment de viteza motoruluiIcircn regim de deplasare se dezvoltă o putere de aproximativ 180 kWCa urmare poate fi atinsă o viteză de pacircnă la 40 kmh chiar șiicircn timpul urcării unei pante Datorită instalării unui schimbător de viteze ldquoECOrdquo este posibilă scăderea turației motorului cu 300 rpm Ca urmare emisia de zgomote și consumul de carburant sunt scăzute simțitor Ca opțiune este de asemenea posibilăși o vitezăicircn regim de deplasare de 50 kmh

Icircn cazul funcționării defectuoase sau a defectării unui sistem electronic este posibilă totuși curățarea zăpezii icircntr-un mod restrictiv precum și deplasarea autovehiculului

16Sistemul de franareSistem de fracircnare hidrostatică activ la oprirea motorului cu 3 circuite și

sistem servo fracircne cu lamele integrate icircn axe fracircnă pentru parcare activă pe toate roțile lumini de control lampă de avertizare pentru presiune

17Sistemul electric Voltaj de funcționare 24 V Alternator de mare performanță 28 V 100 A Acumulatori 2 x 12 V cu 143 Ah fiecare Oprire automată a tuturor circuitelor electrice Conexiuni sub formă de mufe pentru un control și o reparație mai

ușoare Faruri cu becuri halogen H4 Semnal de avertizare 2 lumini reversibile

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 6: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Lumini pentru lucru fațăși spate (opționale) Instalație completă de lumini conform standardului german StVZO

(ldquoSafety Motor Vehicle Safety Standardsrdquo)

18Cabina șoferului Cabina izolată fonic interior ergonomic cu 2 locuri vizibilitate

excelentă instalație de icircncălzire electrică parbriz geamuri laterale și geamurile din spate

Parbriz icircnclinat negativ pentru evitarea acumulărilor de zăpadă Ștergătoare mari paralele pentru parbriz cu 3 viteze și revenire

automată Ștergător parbriz spate cu 2 viteze (opțional) Oglinzi laterale icircncălzite (opțional ndash reglare electrică) Volan pe partea dreaptă Scaun șofer cu suspensie independentăși reglabil pe icircnălțime

(suspensie independentă pentru scaun pasager disponibilă ca echipament opțional)

Centuri de siguranță automate Trapă etanșă icircncălzită cu posibilitate de deschidere poate fi de

asemenea folosităși ca ieșire de urgență Icircncălzire cu apă caldă prin schimb de căldură cu faze multiple de

icircncălzire duze plasate la nivelul picioarelor și duze ajustabile pentru dezghețarea parbrizelor fațăspate

Panou central situat pe partea pasagerului cu siguranțe automate

Toate conexiunile electrice ce duc la cabina șoferului sunt adunate icircntr-un panou central ce este ușor accesibil prin deschiderea unui capac

Amplasare funcțională a tuturor elementelor pentru control ndash toate comenzile pentru condus sunt plasate pe partea stacircngă iar panoul ergonomic de comandă pentru freză operabil cu o singură macircnă este dispus pe partea dreaptă

Opțional ștergător parbriz spate regulator de tensiune pentru stație emisierecepție pregătire instalare radio

Opțional cabina se poate ridica pacircnă la 700 mm

InstrumenteLămpi martor pentru presiunea uleiului din motor al temperaturii apei și

al nivelului uleiului hidraulic plus oprire automată a motorului diesel la supraicircncălzire Cacircnd este depășită temperatura de răcire maximă admisă aceasta este reglată automat pe o viteză foarte scăzută de funcționare Defecțiunile apărute sunt memorate pentru a fi evaluate ulterior cu ajutorul unui aparat de diagnosticare Panoul de bord mai cuprinde

Vitezometru (analog) Turometru (analog) Afișaj multifuncțional cu 8 butoane cu simboluri

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 7: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Lămpi de control adiționale și comutatori pentru acestea

2 Turbofreza

Utilajul este echipat standard cu o turbofreză pentru curățarea tuturor tipurilor de zăpadă de pe drumuri din parcări etc și pentru icircncărcarea zăpezii icircn camioane

21 Descrierea frezeiFreza cu tambur pentru tăiere și turbină pentru aruncare reprezintă un

mecanism icircn 2 faze ce permite aruncări ale zăpezii pe distanțe mariFreza este alcătuită dintr-un tambur robust o turbină de aruncare cu un

jgheab de aruncare ce se poate roti spre stacircnga sau spre dreapta ndash gama de pivotare 105deg (45deg spre stacircnga și 30deg spre dreapta pacircnă la linia orizontală) Freza este echipată cu potcoave limitatoare ajustabile pentru a asigura spațiul dintre pămacircnt și marginea tamburuluiFreza este protejată de borduri deflectoare pentru a evita lovirea obstacolelor

Opțional la freză poate fi fixată o placă turnantă rotativă (la 225deg) și echipată alternativ fie cu un jgheab scurt de evacuare pentru situații dificile fie cu un jgheab pentru icircncărcare (gama de rotație 225deg) cu clapa de evacuare hidraulică Icircn regim de deplasare icircntregul sistem cu tobogan pentru evacuare poate fi pliat la un unghi de 85deg printr-o telecomandă acționată hidraulic

Siguranța turbofrezei este realizată prin reglarea automată a presiunii hidraulice și ulterior printr-o protecție suplimentară a tamburului cu știfturi de siguranță

Datorită transmisiei reversibile a turbofrezei există posibilitatea răsucirii acesteia icircn sens opus direcției de rotație ceea ce va facilita icircndepărtarea posibilelor obiecte străine

22 Reglarea pozitiei turbofrezeiAceasta se realizează prin ridicarea și coboracircrea icircn paralel a frezei prin

folosirea unor cilindri hidraulici cu dublă acțiuneTurbofreza poate fi ajustatăicircn ambele părți cu pacircnă la maxim 10deg Toate funcțiile sunt acționate de la un panou central de comandă aflat icircn cabinașoferului

Inclinarea hidraulică a turbofrezei față de axul mașiniiUnghiul de icircnclinare

3deg către spate 8deg către față

23 Montarea și demontarea turbofrezeiPartea atasata frontal este fixata prin 2 buloane de autovehiculul

purtator Montarea și demontarea se realizeaza prin aceste buloane impreuna cu instalareadezinstalarea cilindrilor de inclinare Cilindrii cu dubla

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 8: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

actiune pentru ridicare și coborare sunt folositi pentru depresuizarea și reglarea cuplarii

Auto-turbofreză tip SUPRA 4001 pentru spulberareași icircncărcarea zăpezii ndash SCHMIDT

Date tehniceDimensiuni autovehicul purtător

Lungime aprox 6500 mm

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 9: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Icircnălțime de spulberare aprox 2400 mmLățime (cufără freză) aprox 1940 mm

Icircnălțime (cufără semnal de avertizare)

aprox 2860 mm

Icircnălțime de lucru tambur 1500 mmAmpatament 2300 mmCauciucuri 40570 R 20 MPT

Lățimea de curățare a frezei aprox 300 mmBracaj unghi de pivotare 35deg de fiecare

Capacitate rezervor

rezervor motorină cu capacitate de 530 l ce permite o operațiune de

curățare neicircntreruptă a zăpezii timp de aproximativ 8 ore depinzacircnd de

construcția și echipamentul adiționalGreutate proprie 9200 ndash 9700 kg

Diametru de bracaj lt 9 m

MotorProducator Mercedes-Benz

Tipul OM 501 LA

Construcție

motor cu 6 cilindri icircn V la 90deg injecție directă de mare presiune PLD

supraalimentare cu răcire intermediară

Capacitate 11950 cmsup3Performanță 315 kW (428 CP) la 1800 rpmCuplu maxim 2000 Nm la 1080 rpm

Reglajmanagement complet electronic al

motoruluiReguli privind emisiile de noxe ldquoEUROMOT IIrdquo

Răcire recircularea apei aprox 145 lLubrifiere lubrifiere prin circulatie la presiune

Sistem electricAlternator 28 V 100 ADemaror 24 V 62 kW

Acumulatori 2 x 12 V 143 Ah fiecareIluminare Becuri cu halogen H4

TransmisieTipul Hidrostatica cu pompa și motor

hidraulice cu debite variabile cutie de viteze mecanica cu 2 viteze

i1 = 553

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 10: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

i2 = 184

Viteza

Pacircnă la aprox 40 Kmh icircn regim de lucru aprox 40 Kmh icircn regim de

deplasare (standard) aprox 50 Kmh icircn rdquoregimul de deplasare

(optional)

TurbofrezaCapacitate de aruncare pacircnă la 3500 th

Latime lucru freza 2600 mmDiametru tambur 1100 mmDiametru turbina 1150 mmInaltime de lucru aprox 1500 mm

Inaltimea de ridicare aprox 350 mmDistanta de aruncare a zapezii ajustabila intre 5 ndash 40 m

Culoare Sasiu și parti ornamentale RAL 5010 (albastru) Motor auxiliar RAL 2011 (portocaliu)

Culori speciale la comanda

Autospeciala SUPRA pentru curatare zapada - Dotari standard ndash

bull Șasiu articulat și 2 puncte rigide de reducție a axelor cuplarea și decuplarea diferențialelor blocabile și suspensii cu arcuri lamelare pe axele fațăși spate

bull Discuri de fracircnă multiple integrate icircn axe fracircnă cu lamele pentru parcare cu acțiune pe toate roțile

bull Cabina șoferului foarte confortabilă cu un interior ergonomic icircnconformitate cu ultimele precizări cu referire la medicina industrială

bull Echipament de iluminare conform regulilor germane StVZO bull Parbriz față cu unghi de icircnclinare negativ bull Oglinzi laterale incalzite electric bull Volan pe partea dreapta bull Trapa cu geam bull Motor izolat fonic cu pompe hidraulice (vezi capitolul Date tehnice)

pentru regimurile hidrostatice de deplasare și de lucru ale turbofrezei bull Capota a motorului cu sistem de inclinare hidraulic și oblon ajustabil

automat

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 11: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

bull Turbofreza (vezi capitolul Date tehnice)

Documentebull 1x manual cu instructiuni de folosire mai multe copii pot fi de

asemenea comandatebull 1 x lista cu piese de rezerva mai multe copii pot fi de asemenea

comandate bull Culoare RAL 2011 dispozitivul de ridicare ndash RAL 7021 (gri inchis) bull Certificat de calitate CE și declaratie de conformitate

IV Elemente de calcul

Calculul parametrilor ventilatorului-aruncătorEvacuarea zăpezii din maşină și aruncarea la distanţă a acesteia se

realizează cu ajutorul ventilatorului aruncător

Fig 1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (a)1carcasă 2disc 3palete 4fereastră de aspiraţie Sracord de legătură econductă ce

transport pneumatic 7deflector curb 8clapetă de reglare a distanţei de aruncare

Acesta are un efect combinat de ventilare și aruncare icircn funcţie de densitatea particulelor de material la particule uşoare efectul principal icircl constituie ventilarea iar la particule mai grele efectul principal este aruncarea

Calculul capacităţii de lucru a ventilatorului-aruncătorse face pentru particule grele icircn ipoteza că pe fiecare paietă se dispune aceeaşi cantitate de material iar forma acesteia are secţiunea are secţiunea triunghiulară

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 12: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Fig1 Schema de calcul pentru ventilatorul- aruncator (b)

Volumul de material aruncat de o paletă a ventilatorului este egal cu

VpiquestV rz (1)

unde- Vr - volumul de material debitat la o rotaţie a ventilatorului- z -numărul de palete de pe rotor

Volumul de material (zăpadă) debitat la o rotaţie a rotorului poate fi determinat cu relaţia

VriquestMrρ v

=QlowastTρ v

=Qlowast2πρ vlowastω

=Qlowast2πRρ vlowastvp [m3](2)

unde- Mr este masa de material debitat la o rotaţie- Q este debitul de lucru al maşinii - T este perioada rotaţiei ventilatorului-aruncător - pv este masa voiumică a materialului - R este raza exterioară a carcasei ventilatorului - ρ şi vp- viteza unghiulară respectiv periferică a rotorului

Avacircnd icircn vedere fig1 b volumul de material de pe o paletă poate fi calculat şi cu relaţia

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 13: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Vpcongblowasth2

2lowast(tgβ+tgѰ 0) [m3](3)

unde- b este lăţimea unei palete (lăţimea carcasei ventilatorului) - Ѱ0 - unghiul de taluz natural al materialului - b - icircnăiţimea materialului de pe o paletă - h=R-r (r -raza interioară a paletelor rotorului)

Din egalitatea relaţiilor (1) şi (3) se deduce debitul ventilatorului icircn situaţia icircn care se cunosc parametrii constructivi ai acestuia şi caracteristicile materialului de lucru (zăpada)

Qiquest

(Rminusr ) sup2R

lowastblowastρvlowastzlowastvplowast(tgβ+tgѰ 0)

4 π (4)

Valoarea debitului Q data de aceasta relatie reprezinta debitul teoreticde material al ventilatorului-aruncator considerand un coefficient de umplere ku egal cu unitatea kult1 debitul real este egal cuQr= kuQ (5)

Valoarea debitului Qrnu trbuie sa depaseasca valoarea debitului determinate din conditia de inainte a masinii cuviteza vmQr=BHzvmρv (6)unde

- B - inaltimea de lucru a turbofrezei- Hz - inaltimea zapezii din fata acesteia

Viteza materialului la capatul conductei de transport depinde de viteza periferică a rotorului ventilatorului-aruncător deci de turația acestuia

Viteza periferică a rotorului se determină din condiția ca rotorul să fie capabil să refuleze materialul dincolo de conducta de transport prevăzută cu deflectorul curb la o distanță corespunzătoare

Consideracircndu-se că viteza de aruncare inițială a particulelor v0 este egală cu viteza periferică a rotorului vp icircn cazul neglijării pierderilor de viteză la capătul porțiunii verticale a conductei de transport H viteza particulelor este

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastH (7)unde

- g este accelerația gravitaționalăViteza aerului icircn conductă (fără material) este dată de relația

va=v0radic 2lowastηlowastkε+1 (8)

unde- η este randamentul ventilatorului(η=04-05)- ε este coeficientul pierderilor de viteză icircn conductă- k este coeficientul de viteză

Coeficientul k are valoarea rezultată din expresia

k=1

1+ tgβlowasttgα (9)

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 14: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

unde- α este unghiul format de direcția vitezei absolute a particulelor de

material cu direcția vitezei perifericeCoeficientul pierderilor de viteză prin frecare ε poate fi calculat cu

relația

ε=λlowastHd (10)

unde- λ este coeficient de rezistență- d este diametrul conductei de transport

λ=0125+0011d (11)

Icircn cazul particulelor grele curentul de aer fracircnează icircn prima fază deplasarea icircn conductă icircn timp ce icircn faza finală ajută la deplasarea particulelor

Consideracircnd că pierderea de viteză a particulelor icircn conducta de transport la cota H este egală cu pierderea de viteză a curentului de aer rezultă că viteza acestora poate fi calculată cu relaţia

vH=radicv ₀2minus2lowastglowastHlowastradic 2lowastηlowastkε+1 (12)

Deplasarea particulelor de material pe zona curbăa conductei de transport seconsideră că se face icircn flux continuu cu alunecare pe peretele conductei chiar de la icircnceputul zonei curbe neglijacircndu-se rezistenţa aerului asupra particulelor fiind mică

Forţele care acţionează asupra unei particule de masă m icircn această zonă sunt

forţa degreutate -mg forţa centrifugă - Fc = mR1Θ2 forţa de inerţie ndash F i=mR1Ӫ reacțiunea normală a conductei - N forţa de frecare cu conducta- F=μN μfiindcoeficientul de frecare

dintre particule și conductă (fig2)

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 15: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Fig2Scheme de calcul pentru deplasarea particulelor la ventilatorul-aruncător

Ecuaţiile diferenţiale ale mişcării particulei pe zona curbă sunt

(13)

unde v ndash viteza de deplasare a particulelor de material pe zona curbăIcircn cazul icircn care se neglijează greutatea particulelor icircn raport cu celelalte

forţe precum și influenţa curentului de aer atunci ecuaţia diferenţială a mişcării particulei pe această zonă se poate scrie astfel

minusdvv2

= μR1

lowastdt (14)

unde R1este raza de curbură a conductei circulare de transportExpresia vitezei particulei pe zona curbă a conductei de transport este

v=R1lowastv1

R1+μlowastv1lowastt (15)

Spațiul parcurs la un moment dat de o particulă pacircnă la capătul zonei curbe este

S=R1μ (lnv1-lnv2) (16)

unde v2 este viteza de evacuare a particulei (icircn punctul 2 al porţiunii curbe)Dar spaţiul parcurs de particule pacircnă la ieşirea din zona curbă este

S=R1 θ2 (17)Din egalitatea celor două expresii ale spaţiului S rezultă relaţia vitezei

particulei la ieşirea de pe zona curbă a conductei de transport

v2=v1e-μθ2 (18)

care arată că pierderea de viteză la deplasarea particulei pe această zonă este proporţională cu coeficientul de frecare al particulelor cu carcasa şi cu unghiul la centru al zonei curbe (porţiunea 1-2)

Avacircnd icircn vedere că icircn acest calcul s-au neglijat pierderile de viteză pe traseu datorate greutăţii proprii a particulelor de material se introduce un coeficient de corecţie krsquolt1 care să arate această influenţă (krsquose determină experimental)

v2=krsquov1e-μΘ2 (19)

La ieşirea din zona curbă particulele trebuie să aibă o viteză suficient demarepentru a putea parcurge icircn zbor o distanţă apreciabilă astfel icircncacirctmaterialulevacuat să nu se aglomereze pe marginea străzii

Calculul distanţei de aruncare a materialului Ajunse la capătul porţiunii curbe a conductei de transport (punctul 2 ndash fig2) particulele de material au

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 16: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

viteza v2 cu direcţia tangentei la carcasa circulară cu unghiul G2la centru Din punctul 2 pacircnă cacircnd ating solul particulele parcurg traiectorii parabolice (curba 2 -3)

Alegacircnd un sistem de axe cu originea icircn punctul de lansare 2 se pot scriecomponentele vitezei v2pe cele două direcţii

(20)

unde φ=θ-π2 este unghiul corespunzător punctului de lansare (fig 3 ) Scriacircnd teorema energiei cinetice pe zona 2-3 (perioada de zbor)

(21)

(22)unde Ha este icircnălţimea de dispunere a conductei circulare faţă de sol

Aplicacircnd principiile mecanicii analitice pe zona de zbor se obţin ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulei de masă m

(23)

care pentru punctul de contact al materialului cu solul se pot scrie

(24)

Determinacircnd expresia timpului de zbor t3 din ecuaţia a doua și icircnlocuind-o icircn prima ecuaţie se obţine relaţia de calcul a distanţei de aruncare a particulelor de material faţă de axa rotorului ventilatorului

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 17: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

(25)

Pentru o distanţă La impusă calculul invers ne poate conduce la viteza particulei icircn punctul 2 şi mai departe la viteza periferică a rotorului

Puterea necesară antrenării ventilatorului-aruncătorpoate fi calculată ca o sumă de puteri

Pav=P0+Ps+Pf (26)unde P0 este puterea necesară pentru mersul icircn gol al ventilatorului Ps -puterea necesară imprimării energiei cinetice materialului Pf - puterea necesară deplasării materialului cu frecare pe carcasă

Puterea necesară la mersul icircn gol poate fi calculată cu relaţiaP0=Aω+Bω3 [W] (27)

icircn care A este lucrul mecanic al forţelor de frecare (J) ω - viteza unghiulară a rotorului (s-1) Bω2 - lucrul mecanic necesar icircnvingerii rezistenţei aeruluiA=μ0Grrf [J] (28)

(29)

unde μ0 este coeficientul de frecare icircn lagăre Gr - greutatea rotorului rf - raza fusului lagărului ρa - densitatea aerului (124 kgm3) Sp - aria suprafeţei frontale a unei palete zp - numărul de palete ξ - coeficient de proporţionalitate (raportul icircntre viteza medie a curentului de aer şi viteza centrului suprafeţei frontale a paletei) rc - raza centrului suprafeţei frontale a paletei g - acceleraţia gravitaţională (ξ=055-1)

Puterea Ps pentru dezvoltarea unei energii cinetice materialului astfel icircncacirct acesta să primească icircntr-un interval scurt de timp (infinit mic) o viteză egală cu viteza periferică a rotorului consideracircnd că viteza iniţială a particulelor pe direcţia lui vr este nulă se poate scrie

Ps=Qlowastv sup2 p2 [W] Ec=

mlowastv sup2 p2 [W] Q=

mt (30)

unde Q este debitul de material al ventilatorului (kgs) vp - viteza periferică a rotorului (ms)

Puterea necesară icircnvingerii forţelor de frecare dintre particule și carcasa ventilatorului este egală cuPf=Ffvp[W] (31)unde Ffeste forţa de frecare rezultantă dintre particule și carcasă

Ff=μmcRcω2 [N] (32)unde mc - masa de material existentă la un moment dat icircn carcasă Rc - raza centrului de masă al materialului de pe o paletă u - coeficientul de frecare dintre material și carcasă

Consideracircnd că la un moment dat numai jumătate din numărul paletelor sunt icircncărcate cu material și Rcasymp R se poate scrie

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 18: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Pf=μπQvp2 (33)

V Concluzii

Icircn concluzie degajarea drumurilor de acces acoperite cu zăpadă constituie o problemă deosebit de importantă atacirct pentru economie cacirct şi pentru siguranţa circulaţiei icircndepărtarea zăpezii de pe carosabil poate fi realizată cu mijloace mecanice de diverse tipuri de la plugurile cele mai simple care depun zăpada pe marginea carosabilului pacircnă la maşinile cele mai complexe de tipul frezelor şi turbofrezelor de mare capacitate capabile să arunce zăpada degajată la distanţe foarte mari (pulverizatoare de zăpadă)

Mijloacele de apărare icircmpotriva pericolului de icircnzăpezire icircn timpul viscolelor pot fi cu caracter permanent sau temporar Cele cu caracter permanent curent utilizate se referă la realizarea unor perdele de protecţie din arbori şi garduri fixe la o distanţă de 15-35 m de marginea drumului icircn timp ce mijloacele cu caracter temporar se aplică numai pe timpul iernii şi constau din realizarea unor panouri montate icircn mod provizoriu (parazăpezi)

Odata cu instalarea iernii turbofrezele sunt foarte utile atacirct pentru șosele cacirct și pentru trotuare

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 19: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx

Bibliografie

httpwwwxlabrofilesfirefightersAuto-turbofreza_Supra_4001pdf

Page 20: Pulverizatoare (Turbofreze) de Zapada de Mare Capacitate.docx