- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.2. Порядок выполнения работы
- •2.1 Основные положения
- •2.2 Порядок выполнения работы
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕЙЕРА
- •4.1 Общие сведения
- •4.2 Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 РАСЧЁТ ДОМКРАТОВ
- •5.2 Порядок выполнения работы
- •5.4 Порядок выполнения работы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Таблица 4.2
|
|
|
Варианты задания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номиналь- |
|
Механиче- |
Скорость |
Скорость |
|
|
|
|
движения |
|
|||
|
|
ное усилие |
Давление |
ский КПД |
движения |
|
|
|
Номер |
жидкости в |
|
||||
|
на штоке |
жидкости |
силового |
поршня V, |
|
||
|
варианта |
трубопроводе |
|
||||
|
Fн, Н |
р, МПа. |
цилиндра (η) |
м/с |
|
||
|
|
|
|
||||
|
СибА |
ДИ |
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
VТ, м/c |
|
|
1 |
5000 |
6,3 |
1,0 |
4 |
|
|
|
2 |
6000 |
12,5 |
0,98 |
3 |
3 |
|
|
3 |
6500 |
16 |
1,0 |
3 |
2 |
|
|
4 |
5500 |
10 |
0,98 |
2 |
3 |
|
|
5 |
5000 |
12,5 |
1,0 |
3 |
4 |
|
|
6 |
7000 |
16 |
0,98 |
2 |
4 |
|
|
7 |
8000 |
12,5 |
1,0 |
3 |
3 |
|
|
8 |
9000 |
10 |
0,99 |
3 |
2 |
|
|
9 |
10000 |
10 |
1,0 |
2 |
3 |
|
|
10 |
12000 |
16 |
0,99 |
3 |
4 |
|
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные элементы конвейера.
2. Какие нагрузки учитываются при проектировании конвейеров?
3. Перечислите основные параметры конвейера.
Лабораторная работа №5 РАСЧЁТ ДОМКРАТОВ
Цель работы:
• изучить устройство винтовых гидравлических домкратов;
• приобрести практические навыки расчета основных параметров домкратов.
23
5.1. Основные положения проектирования винтовых домкратов
Винтовые домкраты – устройства, в которых для подъема и удерживания груза используют винтовую пару с самотормозящей
резьбой. Грузоподъемность винтовых домкратов колеблется от 2 до |
|
СибАДИ |
|
20 т. |
|
Простейш й в нтовой домкрат изображен на рис. 6.1, а. По кон- |
|
струкц |
в нт 4 представляет собой цилиндрический стержень с |
резьбой на знач тельной части длины [1]. Гайка 3 установлена в корпусе 5 неподв жно. Перемещение винта осуществляется вращением рукоятки 1. Гайку в ольшинстве случаев выполняют в форме втулки с фланцем для осевого крепления. Резьбу винтов выполняют трапецеидальной формы, как наи олее технологичной и прочной, чем прямоугольная, допуская незначительное снижение КПД резьбовой пары. Передача ус л я на перемещаемый груз производится через пяту 2, которая не вращается. В некоторых случаях используют самоустанавливающуюся конструкцию (рис. 6.1, б), где сферический нажимной торец винта опирается в конусную часть пяты.
В качестве материалов винтов используют сталь марок 45, 50, А45, А50 без термической о ра отки или марок У10, 65Г, 40Х, 40ХГ с термической о ра откой. Для уменьшения износа гайки изготавливают из бронзы марок БрОФ10-1, БрОЦС6-6-3, БрАЖ9-4. При небольших нагрузках в качестве материала гаек используют антифрикционный чугун марок АЧВ-1, ЧС-3 и др.
Основными причинами выхода из строя винтов и гаек передач является износ резьбы, поэтому в качестве критерия работоспособности резьбы винтовой пары принимаю давление между резьбами
винта гайки.
24
СибАР с. 6.1. Схема винтовогоДИдомкрата:
1 – рукоятка; 2 – пята; 3 – гайка; 4 – винт; 5 – корпус; d – номинальный диаметр резьбы винта;
D – наружный диаметр гайки; Н – высота гайки; δ – высота буртика гайки; d3, d4 – диаметр соответственно опорной части отверстия пяты; F – осевая си-
ла, действующая на винт; Fр – усилие на рукоятке домкрата; L – длина рукоятки; |
|||||
D1 |
– наружный диаметр фланца гайки; R – радиус сферического торца винта; |
||||
|
φ – угол конуса пяты |
|
|||
|
При проектировочном расчете передач винт-гайка определяют |
||||
средний диаметр резьбы dср, м [3, 4, 5]: |
|
|
|||
|
dср |
2F |
|
, |
(5.1) |
|
k |
||||
|
|
|
|
где F – осевая сила, действующая на винт, Н; k=h/ dв – отношение высоты гайки к среднему диаметру резьбы (для целых гаек k=1,2…2,5,
для разъемных гаек k=2,5…3,5); [ ]– допустимое напряжение в резь-
бе, Н/м2 (табл. 5.1).
По полученному значению среднего диаметра dср по ГОСТ 948481 «Резьба трапециидальная. Профили» выбирают для трапецеидальной, резьбы шаг Р, средний диаметр dср резьбы и наружный диаметр dн . Для прямоугольной или упорной резьб пользуются другими ГОСТами.
Для самоторможения необходимо, чтобы , где – угол подъема винтовой линии; – угол трения. При коэффициенте трения
25
в паре винт-гайка f = 0,1, |
|
= 5,5 , =4…5 . |
|
||
Затем проверяют условие самоторможения винта, [4] |
|||||
|
arctg P / dср , |
(5.2) |
|||
Если , необходимо уменьшить шаг винта. |
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица 6.1 |
Допустимые напряжения для материалов деталей передач |
|||||
винт-гайка скольжения |
|
||||
Параметр |
|
Материал |
|
Значение, Н/м2 |
|
|
винта |
гайки |
|
||
|
|
|
|
||
Допуст мое давлен е в паре |
|
Закаленная |
Бронза |
|
(10…13) · 106 |
|
сталь |
|
|
|
|
винт-гайка |
|
Незакаленная |
Чугун |
|
(8…10) · 106 |
|
|
сталь |
|
(5…6) · 106 |
|
Допуст мое напряжен е при |
|
– |
Бронза |
|
(42…55) · 106 |
|
|
|
(20…24) · 106 |
||
смятии для матер ала гайки |
|
Чугун |
|
||
Допуст мое напряжен е при |
|
|
Бронза |
|
(34…44) · 106 |
растяжен для матер ала |
|
– |
Чугун |
|
(20…24) · 106 |
гайки |
|
|
|
|
|
Допустимое напряжение при |
|
Сталь 45 |
– |
|
130 · 106 |
растяжении или сжатии для |
|
|
|
|
|
|
Сталь 50 |
– |
|
170 · 106 |
|
материала винта |
|
|
|||
Приведенный угол трения определяют по формуле |
|
||||
|
|
пр arctgfпр , |
(5.3) |
где fпр – приведенный коэффициент трения в резьбе (для ходовой трапецеидальной резьбы fпр =1,03; f – действительный коэффициент тре-
ния в резьбе, f =0,15). |
|
|
|
|
|
|
|
|
СибАД2 И |
||||||||
Крутящий момент Мкр, Н · м, прилагаемый к винту: |
|
|||||||
M |
кр |
F |
y |
dср |
tg M |
т |
, |
(5.4) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
где Мт – момент трения на опорной поверхности пяты, зависящий от конструкции опоры, Н·м.
Для конструкции, представленной на рис. 6.1, а: |
|
|||||
M т |
1 |
Ff1 |
d 3 |
d 3 |
, |
(5.5) |
|
3 |
4 |
||||
|
3 |
|
d32 |
d42 |
|
|
26
где f1 – коэффициент трения в контакте между пятой и винтом, f1 =0,1…0,2; d3, d4 – диаметр соответственно опорной части с винтом и отверстия пяты, м.
Для конструкции, представленной на рис. 6.1, б: |
|
M т Rf1Fctg / 2 , |
(5.6) |
где R – радиус сферического торца винта, м; – угол конуса пяты, |
|
град. |
|
Наружный д аметр гайки D, м, определяют из условия прочности ее тела на растяжение с допущением, что вся сила F воспринимается той частью гайки, которая расположена вне фланца [3]:
|
4F |
|
D |
р d 2 , |
(5.7) |
где [ р] – допуст мое напряжение при растяжении для материала гайки, Н/м2 (см. табл. 6.1).
Наружный д аметр фланца гайки D1, м, определяют из условия
прочности на смят е: |
|
|
|
|
4F |
|
|
D |
|
d 2 , |
(5.8) |
см |
где [ см] – допустимое напряжение при смятии для материала гайки, |
|
Н/м2 (см. табл. 6.1). |
|
Высота H, мм, и число витков z гайки |
|
H=kd2, |
(5.9) |
z=H/P. |
(5.10) |
При z 10 необходимо либо увеличить диаметр резьбы, либо пе- |
|
реходить на другие материалы. |
|
Высота буртика гайки , мм, [3] |
|
=0,25H. |
(5.11) |
Длину винта выбирают конструктивно в зависимости от требуемой высоты подъема lп. Для домкратов рекомендуется lп=(8…10)d.
Сильно нагруженные винты необходимо проверять на проч- |
||||||||||
Синость при совместномбдействииАкрученияДрастяженияИ: |
||||||||||
пр |
|
4F |
2 |
М |
кр |
М |
т |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
сж , |
(5.12) |
||||
d12 |
0,2d13 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где [ пр] – эквивалентное напряжение для опасной точки винта, Н/м2; [ сж] – допустимое напряжение при растяжении или сжатии для материала винта, Н/м2 (см. табл. 6.1).
27