Реферати українською » Промышленность, производство » Розрахунок двостійкового електромеханічного підйомника


Реферат Розрахунок двостійкового електромеханічного підйомника

>ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ДоРАСЧЕТНОМУЗАДАНИЮ

 

«Розрахунок основних механізмів

>двухстоечного електромеханічного підйомника»


>Оглавление

 

1. Пристрій і принцип роботивинтового електромеханічногоподъемника

2. Розрахунок силовий гвинтовій передачі

3. Розрахунок опорних роликів

4. Перевірка на міцність поперечної балки

5. Розрахунок на міцність кронштейна поперечної балки

6. Розрахунок на міцність зварного шва

7. Визначення параметрів електродвигуна (>мотора-редуктора)

8. Розрахунок вартості підйомника

Література


1. Пристрій і принцип роботивинтового електромеханічногоподъемника

Розглянемо пристрій2-стоечногонапольного підйомника (рис. 1). Він з двохкоробчатих стійкий і поперечини 2. У кожній стійці розміщений гвинт 3, яким переміщаєтьсягрузоподъемная балка 4 з розсувнимиподхватами 5.Ходовие гвинти наводяться у обертання від електродвигуна 6 через редуктор 7, встановлений одній із стійкий.Вращение в інший гвинт передається з допомогою ланцюгової передачі 8, змонтованою всередині поперечини 2.

Підіймач кріпиться до підлогианкерними болтами 9. Завзяті ролики 10 звільняють гвинт відизгибающих зусиль.

Малюнок 1 –Винтовой електромеханічний підйомник.


2. Розрахунок силовий гвинтовій передачі

Середній діаметр гвинта і гайки:

>d2 = (>Q/*>k1*>k2*[>q]), (1)

деQ – вагу, що припадає кожну стійку,

>k1 - ставлення ваги гайки h саме до середнього діаметру різьби, приймаємо

>k1=h/d2 = 1,6

>k2 – коефіцієнт, залежить від виду різьби, длятрапецеидальной різьбиk2 = 0,5

[>q] –допускаемое тиск для різьби, [>q] = 10МПа.

З урахуванням запасу міцності, який буде необхідний ходового гвинта підйомника, приймаємотрапецеидальнуюоднозаходную праву різьблення з діаметромd2 =34мм і кроком h = 3 мм.

Приймаємо матеріал гвинтовій кори:

для гвинта – Сталь 45;

для гайки –БрОЦС-6-6-3.

Перевіряємо умовасамоторможения гвинта:

L<, (2)

де L – кут підйому гвинтовій лінії,

> – кут тертя, для гвинтовій пари сталь-бронза =4.

L =arctg (>p/( *d>cp ), (3)

де р – крок різьби, р = 3 мм.

L =arctg (3/(3,14 * 34)) =1,6,

оскільки1,6<4, то умовасамоторможения виконується.

Коефіцієнт корисної дії гвинтовій пари

> =tgL/tg (L +), (4)

> =tg1,6/tg (1,6 + 4) = 0,4

Виконаємо перевірку гвинта на міцність з урахуванням спільної дії деформації стискування і крутіння. Умова міцності:

>ін < [>], (5)

деін – наведене напруга від дії деформації стискування і крутіння

[>] –допускаемое напруга.

>ін = (>>сж2+>42), (6)

де>сж – напруга стискування,

> – дотичне напруга.

>>сж =4Q/( * >d22) , (7)

>Q =d>cp2*>*>k1*>k2*[>q] = 0,0342*3,14*1,6*0,5*10*106=22940кН

>>сж = 4 *22940/3,14*0,0342= 32*106Па = 32МПа,

> = М>кр/Wр ,

де М>кр – крутний момент, доданий до гвинту,

Wр – полярний момент опору


М>кр = 0,5*>Q*>d22*>tg(L+)+Мп , (9)

де Мп – момент тертя на опорах гвинта

Мп = 0,25*>d2*>Q*>f0 , (10)

деf0 – коефіцієнт тертя в підшипниках,f0=0,01

Мп = 0,25*0,034*22940*0,01 = 2468 М*м

М>кр = 0,5*22940*0,0342*>tg(1,6+4)+2468 = 2516 М*м ,

W>p =*>dв3/16 , (11)

>dв =d2-H1-aз , (12)

де М1 – висота профілю, М1=1,5 мм,

aз – зазор по вершині різьби, aз = 0,25.

>dв = 34-1,5-0,25=32,25 мм

>Wр = 3,14*0,032253/16 = 6,6*10-6мм3

> = 2516/6,6*10-6 = 38,1МПа

>ін = √(322+4*38,12)=82,6МПа,

>ін = 82,6МПа < [>] = 160МПа,

отже, умова міцності виконується.

Далі виконуємо перевірочний розрахунок гвинта на подовжній вигин з перерізу.

Гнучкість стрижня

> =*>l/>min , (13)

де – коефіцієнт наведеної довжини стрижня,

l – довжина стрижня, l =1,5м,

>>min – мінімальний радіус інерціїрассчитиваемого перерізу стрижня.

> =1*>2 , (14)

де1 – коефіцієнт, враховує спосіб закладення кінців стрижня,1= 0,7;

>2 – коефіцієнт, враховує зміна форми стрижня за довжиною,

>2= 1

> = 0,7*1=0,7

>>min =d>min/4 , (15)

>d>min – мінімальний діаметр стрижня, що дорівнює внутрішньому діаметру різьби,d>min =32,25 мм.

>>min = 32,25/4 = 8,06 мм.

> = 0,7*1,5/8,06 = 130

Визначаємо за таблицею коефіцієнт зменшеннядопускаемого напруги при подовжньому вигині, при =130 для матеріалу Сталь 45=0,33

>Допускаемое напруга при розрахунку стійкість

[>у] =*[>] , (16)

[>у] = 0,33*160 = 52,8МПа

Запас стійкості

nу = [>у]/>>сж , (17)

nу = 52,8/32 = 1,65

оскільки nу = 1,65 більше необхідного nу = 1, то запас стійкості достатній.

Необхідна число витків різьби в гайці

Z = 4*>Q/(*[g]*(>dзв2 –dв2)), (18)

де [g] –допускаемое удільне тиск у поєднаннівинт-гайка, для пари сталь-бронза приймаємо [g] = 12МПа,

>dзв – зовнішнє діаметр гвинта,

>dв – внутрішній діаметр гвинта.

Z = 4*22940/(3,14*12*(0,0342 – 0,032252)) = 27

Висота гайки

h =p*>z = 3*27 = 81 мм

>Наружний діаметр гайки

Dзв = √((4*>Q*>k/(*[>>p]))+>dзв2 , (19)

деk – коефіцієнт запасу міцності,k=1,5,

[>р] – дозволене напруження як у гайці на розтягнення, [>>p] = 40МПа.

Dзв = √((4*22940*1,5/(3,14*40))+32,252 = 69,5 мм.


3. Розрахунок опорних роликів

Навантаження однією гвинт підйомника

>Q = Ga*K>p/n , (20)

де Ga – сила ваги автомобіля, Gа= 38200 М,

Дор – коефіцієнт нерівномірності розподілу сили ваги постойкам, Дор = 1,2.

>Q = 38200*1,2/2 = 22940 М.

Довжина плечаподхвата

>СD =0,25*B + L (21)

B – ширина автомобіля,В=1,5м,

L – запас по ширині набік,L=0,25…0,4м.

>СD = 0,25*1,5 + 0,3 =0,68м

>АК=(0,3…0,5)*>СD =0,27м (22)

>СК=(0,5…0,1)*АК = 0,08 м (23)

Сили, які діють ролики, визначають, виходячи із системи рівнянь

> Ма = R>k*АК –Q*CD

> X = Ra­ – R>k = 0 (24)

Звідки

R>k =Q*>CD/АК = 22940*0,68/0,27 = 57724 М (25)

Контактні поверхні роликів піддаютьсятермообработке.

>Рассчитаем ролики по контактним напругам. Умова міцності:

[>>k] < 0,418 (>q*Eін/>rін) , (26)

де Єін – наведений модуль пружності,

>rін – наведений радіус кривизни,

>q – розподілена навантаження

Оскільки ролик та спрямовуюча виготовлені вже з матеріалу, то

Є1= Є2= Єін= 2*105МПа , (27)

>1/ін=>1/r1+1/r2 (28)

>r1 – радіус ролика, діаметр роликів приймемоd=0,06м, тодіr1=>0,03м,

>r2 – радіус спрямовуючої,r2=∞

>1/ін=>1/r1= 1/0,03 = 33,3

Після підстановки отриманих успіхів у рівняння (26) одержимо


>q < (([>>k]*>d)/(2*0,174*E*P.S)) , (29)

де P.S – коефіцієнт запасу, P.S = 1,2…1,3,

[>>k] – допущені напруги при об'ємної загартуванню,

[>>k] = 2,8*>т = 2,8*650 = 1820МПа (30)

>q < (((1820*106)2*0,034)/(2*0,174*2*1011*1,2))

>q < 1348439

Довжина ролика

l = Rдо />q , (31)

l = 57724/1348439 = 0,04 м

>Ролики у процесікачения по котрі спрямовують створюють додаткове зусилля в гвинті

>Qg = R>k*>f*>z , (32)

деf – коефіцієнт тертякачения,f=0,01,

>z – Кількість роликів в стійці,z = 2

>Qg = 57724*0,01*2 = 1154 М

>Уточненное зусилля на гвинті

>Qу =Q +Qg , (33)

>Qу = 37670 + 1154 = 39354 М.


4. Перевірка на міцність поперечної балки

>Поперечная балка відчуває деформацію вигину. Виконаємо її перевірку на міцність. Перевірку виробляємо за умовою

>>max=M>max>изг/W>z < [>] , (34)

>>max – максимальне напруга вигину в балці,МПа,

M>max>изг – максимальнийизгибающий момент,

W>z – осьової момент опору поперечного перерізу,

[>] –допускаемое напруга вигину, для матеріалу Сталь 3

[>]=120МПа.

Малюнок 3 – Розрахункова схема для перевірки на міцність поперечної балки.

M>max>изг = R1*l1, (35)

Значимість реакції R1 знайдемо із системи двох рівнянь

R1+ R2 =Q

R1*l1 = R2*l2 , (36)

Вирішуючи систему рівнянь, одержимо


R1=Q*l1/(l1+l2) , (37)

R1= 11460 М

M>max>изг = 11460*0,015 = 114,6Н*м

W>z = (b*h2 – b*h12)/6, (38)

h, h1,>b,b1 – розміри поперечногосечении балки.

Малюнок 4 – Схема перерізу поперечної балки

h 0,024
>h1 0,02
b 0,014
>b1 0,01

W>z = (0,0242*0,02 – 0,0142*0,01)/6 = 4,1*10-6 м3

>>max= 114,6/4,1*10-6= 28МПа < [>] = 120МПа

отже, умова міцності виконується

5. Розрахунок на міцність кронштейна поперечної балки

>Кронштейн поперечної балки відчуває деформацію вигину. Перевірку на міцність виробляємо за умовою

>>max=M>max>изг/W>z < [>] , (39)

>>max – максимальне напруга вигину в балці,МПа,

M>max>изг – максимальнийизгибающий момент,

W>z – осьової момент опору поперечного перерізу,

[>] –допускаемое напруга вигину, для матеріалу Сталь 3

[>]=120МПа.

Малюнок 5 - Розрахункова схема для перевірки на міцність кронштейна поперечної балки.

M>max>изг = R1*l3, (35)

приймемо l3 = 0,013 м

M>max>изг = 11460*0,025 = 147 М*м

W>z = h2*>b/6 , (36)

W>z = 0,0162*0,008/6=1,3*10-6м3

>>max=147/1,3*10-6 = 114,6МПа < [>] = 120МПа

отже, умова міцності не виконується

 

6. Розрахунок на міцність зварного шва

 

При зварюванні проектованої вантажний платформи використовуємо кутові шви.Рассчитаем їх у зріз в перетині, Року Польщі через бісектрису прямого кута за такою формулою

>r =P / (0,7*K*L) < [>>cp] , (37)

Р – зусилля у поєднанні,

До – величинакатета кутового шва,

L – загальна довжинарассчитиваемого шва,

[>>cp] –допускаемое напруга при зрізі

Р =k*>Q = 10*22940 = 229400 М, (38)

[>>cp] = 0,6*[>>p] = 120МПа , (39)

> = 229400 / (0,7*0,005*1,5) = 43,7 < [>>cp]

отже, умова міцності зварного шва виконується

 

7. Визначення параметрів електродвигуна (>мотора-редуктора)

Приймаємо швидкість підйому U= 1,2м/мин.

Частота обертання гвинта

n =U/p , (40)

n = 1,2/0,003 = 400 об./хв

приймаємо n = 315 об./хв

>Передаточное число від електродвигуна до гвинту

і = n>дв/n , (41)

і = 1500/315 = 4,76

>Требуемая потужність двигуна

N>дв = Nм />>общ , (42)

деNм – необхідна потужність на підйом вантажу

>>общ – загальний ККД приводу.

Nм = V*Fa , (43)

де V – швидкість підйому вантажу,V=1,2м/мин=0,02м/с,

Fa – вагу автомобіля, Fa=38200 М.

Nм = 0,02*38200 = 764 Вт

>>общ =>под.к*>>в-г*>ред*>>цеп.п , (44)

де>под.к – ККД підшипниківкачения,

>>в-г – ККДсамотормозящейся передачівинт-гайка,

>ред – ККД редуктора,

>>цеп.п – ККД ланцюгової передачі

>>общ = 0,98*0,4*0,96*0,95 = 0,36

N>дв = 764 / 0,36 = 2122 М

Приймаємо електродвигун асинхроннийкороткозамкнутий трифазний4АМ90L4У3, яка має n>ном = 1425 об./хв, N>ном = 2,2 кВт.

Уточнюємо передатне число

і = 1425/315 = 4,52

Вибираємомотор-редукторМР1-315-16, яка має максимальнадопускаемая потужність 18,5 кВт, частота обертання вхідного валу 1500 об./хв, частота обертання вихідного валу 315 об./хв.


8. Розрахунок вартості підйомника

Витрати на виготовлення вироби

Зін = Ззв + З>пс + Звін + З>пок , (45)

де Ззв – видатки виготовлення нестандартних деталей,

З>пс – вести виробничих робочих,

Звін – загальновиробничі накладні витрати,

З>пок – видатки придбання стандартних деталей.

Ззв = Зпо + Зм , (46)

де Зпо – вести виробничих робочих, зайнятих на виготовленні нестандартних деталей,

Зм – вартість матеріалу заготовок.

Зпо = Тбуд*Із*Добуд , (47)

де Тбуд – середня трудомісткість виготовлення нестандартних деталей,

Із –среднечасовая ставка виробничих робочих, Із=>30руб/ч,

Добуд – коефіцієнт, враховує нарахування до основний заробітної плати, Добуд=1,38.

Зпо = 20*30*1,38 = 828 крб

Зм = Цм * >Qіз , (48)

де Цм – ціна 1 кг матеріалу заготівлі, Цм=>350руб/кг,

>Qіз – загальна маса матеріалу заготовок,Qіз = 1,4 кг


Зм = 350*1,4 = 490 крб.

Ззв = 828 + 490 = 1318 крб.

З>пс = Тз * Із * Добуд , (49)

де Тз – трудомісткість складання виробу

З>пс = 18 * 30 * 1,38 = 746 крб

Звін = (Зф * Зпро)/100 , (50)

де Зф – фонд зарплати,

Зпро – відсоток накладних витрат, Зпро=30%

Звін = (1318+746)*30/100 = 619 крб.

Зін = 1318+764+619 = 2682 крб.


Література

 

1.Карнаухов І. Є. Деталі машин, підйомно-транспортні машини та основи конструювання. – М.:ВСХИЗО, 1992.

2.Хакимов Р. Т. Розрахунок основних механізмів електромеханічного підйомника. –С-Пб.:СПбГАУ, 2007.

3. Федоренко У. А.,Шошин А. І. Довідник по машинобудівному кресленню. – Л.: Машинобудування, 1992.

4.Аверьянова Р, А. Розрахунки на міцність, жорсткість і стійкість деталей машин. – Великі Луки:ВГСХА, 1995.

5. Галузевийкаталог/НПО «>Редуктор». – М.:ВНИИТЭМР,1969.


Схожі реферати:

Навігація