Механические вибраторы строительных и дорожных машин

Тип работы:
Лабораторная работа
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

[Введите текст]

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

Лабораторно-практическая работа

Механические вибраторы строительных и дорожных машин

Пермь 2013

Задание

Спроектировать вибровозбудитель (виброблок) с дискретно-регулируемой (от минимума до максимума) возбуждающей (возмущающей) силой, имеющие следующие параметры:

Максимальная возбуждающая сила PMAX=4кН;

Конструктивная схема виброблока №Б;

Тип корпуса подшипниковой опоры виброблока — Ц;

Форма дебалансного элемента № 6;

Привод виброблока — асинхронный электродвигатель. Синхронная частота вращения ротора электродвигателя 3000 об/мин;

Частота вращения дебалансного вала виброблока n=2500об/мин;

Глубина регулирования возмущающей силы виброблока

;

Время, необходимое для изменения (регулирования) возмущающей силы виброблока — не более 5 минут;

Дебалансный вал виброблока должен быть закрыт быстросъемным защитным кожухом;

Опоры дебалансного вала расположить на общей соединительной пластине, предназначенной для крепления виброблока на объекте использования;

Конструктивный анализ механического вибровозбудителя 3,1,2(аргумент анализа — 3А);

1. Принципиальная схема элемента виброблока и форма дебалансного виброблока

Рис. 1

Рис. 2

2. Расчетная часть

2. 1 Выбор материала деталей

Вал виброблока и дебалансный элемент выполняем из стали 45.

Определение размеров поперечного сечения вала виброблока.

Fвал=рd2/4=РmaxnE/[Tср] - площадь сечения вала

nE-суммарный коэффициент запаса прочности (nE2. 5)

[Tср]-допускаемые напряжения при срезе [Tср] < 65МПа=650 ктс/см2

Fвал=4000·2. 5/50·106=0. 0002 м²

Откуда диаметр расчетного сечения

d== 0,0159 м= =15,9 мм

Принимаем 16 мм.

Выбор подшипников качения опор виброблока из расчета 3000часов непрерывной работы.

Ln-долговечность работы подшипника Ln=106/60n (c/Rэ)г

n-число оборотов вала виброблока (n=2500об/мин)

Rэ — эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, которая в первом приближении Rэ =(1…1,5)Рmax=1. 5·4000=6000 Н

г-показатель степени (г=3 для шариковых подшипников)

с- табличная грузоподъемность подшипника.

В результате подбора удовлетворяющим условию оказывается подшипник 111 308, средняя серия:

Шарики

nпред, об/мин,

при смазке

Масса, кг

типов

d2,

наим.

D2,

наиб.

D

B

r

б0

Dw

z

C

Co

плас-тичной

жид-кой

1000 или 111 000

40

90

23

2,5

10

11,11

15

23 300

12 400

6300

8000

0,50

43,0

71

Определение мощности приводного электрического двигателя.

N= kн. п*f*Рmax*р*dк*n/з, [Вт]

kн.п = (1ч1,5) — коэффициент неучтенных потерь,

f = 0,01 — коэффициент трения-качения,

dк -диаметр отверстия внутреннего кольца (d=0. 040 м),

з=0,94 — коэффициент полезного действия,

р=3. 14;

N=1*0. 01*4000*3. 14*0. 04*41. 6/0. 94

N=222,69Вт

Выбираем электродвигатель асинхронный трехфазной серии 4А

Модель 4А56В2У; N=0. 25 кВт; n=2770 об/мин.

Проектирование дебалансного элемента, имеющего, при данной форме и размерах, максимальную величину радиальной координаты центра масс. При проектировании считаем Rd/d03,

где d0- диаметр вала в месте установки дебаланса

d0=40 мм; Rd=100 мм;

Координата центра масс: Rц=20,94 мм (Определена с помощью «Компас»)

Рис. 3

Проектирование опор качения виброблока, состоящих из корпуса подшипника и уплотнительных устройств. Корпус подшипника цельный, имеет лапы для крепления. Уплотнительные устройства — резиновые армированные манжеты ГОСТ 8752–79; d=45 мм.

Смазку для подшипников принимаем солидол жировой С1 (ГОСТ 1033- 79) по экономическим соображениям.

2. 2 Составление расчетной схемы

Определение расстояния между опорами.

L (2030).

L (2030)

L (2030)

L316,29 мм.

Примем расстояние между опорами L=170мм.

Рис. 4

Определение реакций опор:

P1=P2=2 кН

L=170 мм

l=72 мм

МА=0: Р1*l +RВ *(L) -Р2*(l+L)=0

RВ= (Р2*(l+L) -Р1*l)/ L=2 кН

МB=0: RА *(L) — Р1*(l+L) + Р2* l=0

RА=(Р1*(l+L) -Р2* l)/ (L)=2 кН

Проверка:

Рmax+ RА+RB=0

-4000+2000+2000=0 — реакции определены верно.

Выполнение проверки долговечности подшипников:

Rэ=1,1*RA=2,2 кН

Повторим расчет подшипников на долговечность:

Ln=106/60·2500(23 300/2200)3=7919,7 часов

Подобранный подшипник подходит, так как полученная долговечность больше требуемой (3000 часов).

2. 3 Проектирование фрагмента клиноременной передачи

Подбираем ведомый шкив, зная диаметр ведущего шкива (dвед=100) и число оборотов в минуту электродвигателя и виброблока, т.к. линейная скорость ремня приводного и ведущего шкива одинаковы, =>

;;

;;

щЭД=2рn/60=2770*3,14*2/60=289,9 рад/с;

V=щ*R=289,9*0,1=28,99м/с;

мм,

мм, => диаметр ведомого шкива равен 140 мм.

Расчет, подбор и установка крепежных болтов (4шт.):

Рассчитаем болты из условия, что нагрузка на один не будет превышать Pmax=1000 H (т.к. схема симметрична, то нагрузка на все болты распределяется одинаково, исключая небольшие погрешности)

Учтем силы трения:

Fтр=f*N; Fтр>1000 Н;

0,1*N> 1000 Н;

N> 10 000 Н;

Принимаем N=10 000 Н.

у=N/F[у], где[у]=125 МПа (сталь 40Х), тогда отсюда

F=N/[у];

F=10 000/125·106=80·10−6м2=80 мм2;

d==10,1 мм, тогда принимаем болты М12.

Расчет массы дебалансного элемента:

Pmax=mщ2R=> m=Pmax/щ2R — масса дебаланса.

Угловая скорость вращения дебаланса:

щ=рn/30=3,14·2500/30?261,8 рад/с

Rц — расстояние от оси вращения дебалансного вала до центра масс дебаланса (Rц=20,94 мм из чертежа, см. 5стр.).

виброблок дебаланс двигатель подшипник

Расчет толщины дебаланса:

Плотность материала дебаланса с=7800кг/м3;

m=V*с;

Откуда

V=2,787/(7800*2)=178,65 см³

S*b=V

S= 132. 74 мм² (определена с помощью программы «Компас 3D»

Тогда толщина:

b=178,65/132,74=1,346см=13,46 мм

Составим график величины и направления возмущающей силы виброблока в зависимости от угла поворота дебалансных элементов.

Рис. 5

Pmin=Рmax (1-Грег)

Pmin=4000(1−0,6)=1600Н

Psum=P*2*Cosб — возмущающая сила на определенном угле поворота:

б=66,42

б=78,5

б=101,5

б=113,58

PSUM=4000

PSUM =1600

PSUM=800

PSUM=0

PSUM=-800

PSUM =-1600

PSUM=-4000

Рис. 6

Литература

1. Механические вибраторы строительных и дорожных машин. Под редакцией В. П. Шардина.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой