Дипломная работа: Разработка оборудования для уплотнения балластной призмы

Максимальный изгибающий момент в т.4 под дебалансом.

Приведённый момент:

,(2.64)

где α – коэффициент учитывающий соответствие центров касательного и нормального напряжения (α = 0,75 [4]); T – крутящий момент, Н·м.

T =Ft·d/2 ,(2.65)

где d – делительный диаметр шестерни (d = 0,25 м);

T =777·0,25/2=91,125 Н·м.

.

Диаметр вала по формуле:

,(2.66)

.

Окончательно принимается диаметр вала d = 0,04 м.

2.4.1.1 Выбор подшипников

Ранее принятый подшипник (см. п.2.4.1) проверяем на динамическую грузоподъёмность:

Стабл. >Cрасч,(2.67)

где Стабл. – динамическая грузоподъёмность взятая из таблицы [3], (Стабл. = 44,9 кН); Cрасч. – динамическая грузоподъёмность полученная методом расчёта, кН.

Cрасч. = L1/P·P,(2.68)

где p – показатель степени (для шарикоподшипников p = 3 [2]); L – номинальный ресурс подшипников, млн. об.; P – эквивалентная нагрузка, Н.

L = Ln·60·nII /106,(2.69)

где Ln – номинальный ресурс в часах (примем Ln=125 ч)

L = 150·60·1800/106=16,2 млн.об.

Эквивалентная нагрузка, Н:

P = R·V·Kδ·KТ , (2.70)

где R – радиальная нагрузка, Н (R = 12959 Н); V – коэффициент вращения (V=1,[2] стр. 359) Kδ – коэффициент, учитывающий нагрузки (Kδ =1,35,[2] стр. 362 ); KТ – температурный коэффициент (KТ =1 [2]).

P = 12959·1·1,35·1=17494,65 H.

Срасч.=16,21/3·17494,65=44266,67 H.

Условие (2.67) выполняется. Окончательно принимаем для дебалансного вала шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный (по ГОСТ 5720 – 75) [2]:

№ 1608 С=44,9 мм; d=40 мм; D=90 мм; B=33 мм.

2.4.2 Расчёт ведущего вала вибровозбудителя

Выполним эскизную компоновку элементов вала (рисунок 2.11, а).

На вал действуют две силы в двух плоскостях: Fr в плоскости y0z и Ft в плоскости x0z и действует крутящий момент T (рисунок 2.11, а, г).

Рисунок 2.11 – Эпюра моментов

Находятся реакции в опорах в плоскости z0y (рисунок 2.11, а):

;

.

;

.

Находится изгибающий момент в точках 1, 2, 3 (рисунок 2.11, в):

.

.

Находятся реакции в опорах в плоскости z0x (рисунок 2.11, г):

;

.

;

.

Находится изгибающий момент в точках 1, 2, 3 (рисунок 2.11, д):

;

.

Максимальный момент приложен в точке 3 под зубчатым колесом:

;(2.71)

.

Приведённый момент по формуле (2.64):

.

Тогда наименьший диаметр вала равен по формуле (2.66):

.

Конструктивно принимаем диаметр ведущего вала вибровозбудителя d=0,04м.

2.4.2.1 Выбор подшипников

По ГОСТ 5720 – 75 выбран радиальный сферический двухрядный шарикоподшипник [2]:

№1208 C = 19кН; d = 40 мм; D = 80 мм; B = 18 мм.

Проверяют его на динамическую грузоподъёмность по условию (2.67).

Эквивалентная нагрузка по формуле (2.70):

.

Срасч.=16,21/3·865,15=2189 H < Стаб.

Условие (2.67) выполняется – подшипник выбран верно.

2.5 Расчёт и выбор шпонки

Размеры призматических шпонок (рисунок 2.12): ширина b, высота h, глубина паза t1 и ступицы t2 выбираем в зависимости от диаметра вала.

Длину шпонки принимаем из стандартного ряда на 5 – 10 мм меньше длины ступицы.

Рисунок 2.12-Призматическая шпонка

Выбранную шпонку проверяют на смятие:

;(2.72)

где  - допускаемое напряжение смятия, МПа, для H7/h6  = 80 … 120 МПа) ;  - расчётная длина шпонки, мм (lp=l – b).

Результаты расчётов сведём в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Результаты расчетов

№ вала	1 (ведущий)	2 (вал-шестер.)	2 (вал-дебал.)
Т, Нм	120,43	97,125	97,125
d, мм	40	40	40
в, мм	12	12	12
h, мм	8	8	8
t1, мм	5	5	5
t2, мм	3,3	3,3	3,3
l, мм	36	36	80
lр, мм	24	24	68
, МПа	76	61,3	21,6
, МПа	80	80	80

Прочность по условию (2.72) достаточна.

Шпонка призматическая (по ГОСТ 23360-78) [2].

Для соединения вал-зубчатое колесо: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.

Для соединения вал-шестерня: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.

Для соединения вал-дебаланс: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.

2.6 Выбор и расчёт подвески виброплиты

Эскизная компоновка виброплиты приведена на (Рисунке 2.13).

Подвеска виброплиты соответствует подвеске уплотнителя откосов, установленного на машине ВПО- 3000. Разница в том, что механизм подъёма и опускания – гидравлический.

Расчёт подвески виброплиты сводится к расчёту и выбору гидроцилиндров и расчёту рессор.

2.6.1 Расчёт и выбор гидроцилиндров

Для определения длины хода поршня Xпор и усилия на штоке Fшт изобразим в масштабе расчётную схему рабочего оборудования (Рисунок 2.15).

Усилие на штоке определим для двух неблагоприятных случаев нахождения виброплиты.

1)  Виброплита находится в нижнем положении при подъёме (вертикальная статическая сила прижатия Fвст к балласту (Рисунок 2.15) не действует) (Рисунок 2.14).

Рисунок 2.14-Схема к определению усилия на штоке

Рисунок 2.15-Расчетная схема к определению длины хода поршня и усилия на шток

: ;

, (2.73)

где  - масса рабочего оборудования, кг [5].

,(2.74)

где  - приведённая масса виброплиты, кг (=460 кг);  - масса рамы, кг (=682 кг [5]);  - масса установки электродвигателя, кг;  - масса элементов присоединения, кг ( Принято =100кг);  - масса щеки, кг (=72 кг [5]).

,(2.75)

где  - масса электродвигателя, кг (=160кг);  - масса элементов установки, кг (Принято =70кг).

.

Тогда:

В итоге:

.

2)  Виброплита находится во взаимодействии с балластом (действует FВТЯГСТ) (Рисунок 2.16).

: ;

,(2.76)

где  - вертикальная статическая сила прижатия виброплиты к балласту, Н (Принято =).

Рисунок 2.16 - Схема к определению усилия на штоке

.

Определяем минимально необходимую площадь рабочей поверхности поршня в поршневой полости, м2:

,(2.77)

где - номинальное давление в гидроцилиндре, Па (=10 Мпа); 2 – устанавливается два гидроцилиндра.

.

Тогда минимально необходимый диаметр поршня для прижатия плиты к балласту найден из формулы:

. (2.78)

.(2.79)

.

Определяется минимально необходимая площадь рабочей поверхности поршня в итоговой полости при подъёме виброплиты из рабочего положения:

.(2.80)

.

Минимально необходимый диаметр поршня при подъёме определяется из формулы:

,(2.81)

где  - диаметр штока.

Учитывая отношение рабочих площадей , преобразована формула (2.81):

,(2.82)

Из формулы (2.82):

.(2.83)

Минимально необходимый диаметр поршня при подъёме (втягивании) равен:

.

Выбирается большой диаметр т.е. D=80.7 мм.

При известных Xпор=440 мм, D=80.7 мм и φ=1.65 выбираем два гидроцилиндра [6,стр.90] с: Dп=100 мм, dшт=63 мм, Lход=450 мм.

Габаритные размеры показаны на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 – Габаритные размеры гидроцилиндра

2.6.2 Расчёт рессорной подвески

На рессорные подвески действует горизонтальная статическая сила сопротивления балласта (Рисунок 2.14) FСТГ и FСТВ.

Определяется изгибная прочность рессор и подбираются сечения bxh.

Изобразим расчётную схему рессорной подвески (Рисунок 2.18).

Рисунок 2.18 – Расчетная схема рессорной подвески

, (2.84)

где  - статическая горизонтальная сила сопротивления балласта, воспринимаемая одной рессорной подвеской, Н.

, (2.85)

где - приведённый коэффициент жёсткости балласта (=Н/м (см.п.2.1.3); - длина отклона рессоры от  (Рисунок 2.18), м (Примем =0.1м).

,(2.86)

где  - изгибающий момент, действующий на рессорную подвеску от , .

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8