4.3.1 Проверочный расчет подшипников качения
Опорные ролики вращаются в подшипниках качения. Необходимо проверить подшипники качения на требуемую грузоподъемность. Конструктивно предусмотрено, что один опорный ролик вращается в двух подшипниках 304 ГОСТ 8338-75.
Основные критерии работоспособности подшипников качения - его динамическая и статическая грузоподъемность. Номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов определяется согласно формуле:
,
(4.1)
где:
С – динамическая грузоподъемность подшипника по каталогу, кН;
Р – эквивалентная нагрузка, Н;
m– показатель степени выбирается от типа подшипника:m= 3 для шариковых,m= 3,33 для роликовых.
Базовая долговечность определяется по формуле:
,час
(4.2)
где n– частота вращения вала.
В данной конструкции подшипники необходимо проверять на статическое нагружение.
Максимальное усилие, воспринимаемое каждым подшипником, определяется по формуле:
,Н
(4.3)
где:
n– количество подшипников;
М – максимальная масса стенда М = 500 кг;
К – коэффициент запаса К = 1,5.
Таким образом:
Н
Основные параметры подшипника 304 ГОСТ 8338-75:
- посадочный диаметр подшипника на вал d=20 мм;
- посадочный диаметр подшипника в корпус D=52 мм;
- высота подшипника В=15 мм;
- динамическая грузоподъемность С=15,9 кН;
- статическая грузоподъемность С0=7,8 кН.
Таким образом, коэффициент запаса по статической грузоподъемности подшипников:
(4.4)
где:
С0 - динамическая грузоподъемность;
F– максимальное усилие, воспринимаемое каждым подшипником.
Подшипники обеспечивают требуемый запас прочности. Подшипники пригодны.
4.3.2 Расчет коэффициента полезного действия привода
Коэффициент полезного действия привода рассчитываем по формуле:
|
|
(4.5) |
где:
ηцеп.пер- КПД цепной передачи, 0,97;
ηмуфт- КПД муфты, 0,98;
ηред- КПД редуктора.
Определяем КПД редуктора:
(4.6)
где:
ηзуб.пер- КПД зубчатой цилиндрической передачи, 0,97;
ηпер.масла- КПД перемещение масла, 0,98;
ηпод.качения- КПД подшипников качения, 0,99.
В итоге получаем:
4.3.3 Расчет мощности электродвигателя
Необходимо провести проверочный расчет того, соответствует ли мощность данного электродвигателя для измерения максимальной тормозной силы, которую можно измерить на данном тормозном стенде.
Мощность электродвигателя определяется с учетом реализуемой максимальной тормозной силы и определяется по формуле:
,
кВт (4.7)
где:
P– необходимая мощность электродвигателя, кВт;
Va= 5 – скорость автомобиля, км/ч;
P
= 10-максимальная тормозная сила, кН.
кВт
В данном тормозном стенде установлен трехфазный асинхронный двигатель марки «Унителл» АИР 100S4У2 мощностью 3кВт. В итоге, получаем, что мощности данного элкектродвигателя хватит для измерения максимальной тормозной силы.