Практичне заняття №2

2.3. Розрахунок обертачів з вертикальним шпинделем

Завдання № 2. Визначити діаметр шпинделя в небезпечних перерізах та потужність приводного двигуна одностоякового зварювального обертача (Рис.2) з вертикальним шпинделем за наступними вихідними даними, що наведені в таблиці 2.

Розв’язання

Найбільший згинальний момент буде в опорі А. В цьому положенні окружна сила Q=0, тому згинальний момент складає

нм.

Радіальні реакції опор шпинделя від сил G та Q:

, н;

, н;

Осьова реакція опори А_уп=G н

Рис.2. Розрахункова схема обертача з вертикальним шпинделем

Діаметр шпинделя в небезпечному перерізі А визначаємо з умови міцності

звідки м.

Для сталі 40Х з урахуванням згинання та кручення МПа.

Приймаємо діаметри підшипників в опорах d=d_A=d_B=d_уп мм.

Крутний момент, який може бути подоланий електроприводом, дорівнює моменту сил тертя в підшипниках

нм.

Окружна сила н.

Згинальний момент з урахуванням момента від окружної сили

нм.

Таблиця 2

Варіант	Вихідні дані
	G, H	l, мм	k, мм	e, мм	α0	D, мм	R, мм
1	1500	120	100	20	0	1000	250
2	1750	140	100	50	0	1100	270
3	2000	160	100	90	0	1200	280
4	2250	180	120	120	0	1300	300
5	2500	200	120	140	0	1400	300
6	2750	220	120	160	0	1500	350
7	3000	240	140	180	0	1200	400
8	3250	260	140	200	0	1300	350
9	3500	280	140	200	0	1500	300
10	3750	300	150	180	0	1400	300
11	4000	300	150	160	0	1400	350
12	4500	300	150	170	0	1500	350

Уточнюємо реакції опор з урахуванням окружної сили.

Визначаємо момент сил тертя в підшипниках з уточненими реакціями.

Еквівалентний момент від згинання та кручення

нм.

Уточнюємо діаметр шпинделя.

Частота обертання планшайби при швидкості зварювання V_з м/хв.

об/хв.

Кутова швидкість обертання планшайби 1/с.

Загальний к.к.д. привода

Визначаємо потужність приводного двигуна

вт.

Практичне заняття №3

2.4. Розрахунок обертачів з нахиленим шпинделем

Завдання № 3. Визначити діаметр шпинделя в небезпечних перерізах та потужність приводного двигуна одностоякового зварювального обертача з нахиленим шпинделем (Рис.3) за наступними вихідними даними, що наведені в таблиці 3.

Розв’язання

Визначаємо вантажний крутний момент

нм.

Нехтуючи тертям в підшипниках, визначаємо окружну силу на зубчастому колесі н.

Згинальні моменти в шпинделі на опорі А:

у вертикальній площині

нм;

у перпендикулярній нахиленій площині

нм.

Результуючий згинальний момент

нм.

Рис. 3. Розрахункова схема обертача з нахиленим шпинделем

Радіальні опорні реакції А_в та В_в у вертикальній площині від дії

сили G₁

н; н.

Радіальні опорні реакції А_н та В_н в перпендикулярній нахиленій площині від дії окружної сили Q та G₂

,

Результуючі реакції опор

н; н.

Аксіальна реакція н.

Таблиця 3

Варіант	Вихідні дані
	G, H	h, мм	l, мм	k, мм	e, мм	α0	D, мм	R, мм
1	2500	350	120	100	20	0	1000	250
2	3000	350	140	100	50	45	1100	270
3	3500	350	160	100	90	90	1200	280
4	4000	400	180	120	120	0	1300	300
5	4500	400	200	120	140	45	1400	300
6	5000	400	220	120	160	90	1500	350
7	6000	500	240	140	180	0	1200	400
8	6500	500	260	140	200	45	1300	350
9	7000	600	280	140	200	90	1500	300
10	7500	700	300	150	180	0	1400	300
11	8000	800	300	150	160	45	1400	350
12	8500	1000	300	150	170	90	1500	350

Діаметр шпинделя на опорі А визначається з розрахунку на згинання та кручення. Застосовуємо сталь 40Х для якої МПа

, звідки м.

Приймаємо d=d_А=d_B=d_уп м

Визначаємо момент сил тертя в підшипниках, прийнявши f=0,1

нм.

Повний крутний момент, який повинен бути подоланий приводом обертача

нм.

Загальний к.к.д. приводного механізма обертача, який включає циліндричний зубчастий редуктор η_з= 0,9 та черв’ячний редуктор η_ч=0,6

η₀=η_зη_ч=0,9٠0,6=0,54.

Частота обертання планшайби при швидкості зварювання V_з м/хв.

об/хв.

Кутова швидкість планшайби

рад.

Потужність приводного електродвигуна

вт.