Определение мощности электродвигателя аллигаторных ножниц
Цель работы: Изучение конструкции и назначение аллигаторных ножниц, определение мощности и подбор электродвигателя. Исходные данные приведены в таблице 2.1.
Теоретическая часть
Аллигаторные ножницы (рис. 2.1) состоят из станины, в приливах стоек которой закреплены опоры качающихся челюстей 1. Челюсть при резании совершает качательное движение, получаемое через шатун 2, коленчатый вал 3, зубчатую 4, 5 и клиноременную 6 передачи от электродвигателя 7. В ступице большого зубчатого колеса располагается муфта включения 8 с поворотной шпонкой. Остановка челюсти в открытом положении производится при помощи тормоза периодического действия 9, сблокированного с муфтой включения; управление ими – электромагнитное. К литым стани-
не и челюсти крепится сменный
Рис.2.1 – Кинематическая схема режущий инструмент – ножи 10.
аллигаторных ножниц
При
работе ножниц по мере опускания верхней
челюсти изменяется угол наклона ножа
(
).
Наибольшее усилие резания
будет в том случае, когда нож пройдет
около
пути
,
(2.1)
где
-
коэффициент, учитывающий соотношение
между пределами прочности при срезе и
растяжении;
-
толщина разрезаемого металла;
-
угол наклона верхнего ножа (
);
-
коэффициент надреза, характеризующий
величину внедрения ножей, при которой
происходит разрыв металла, в данном
случае стали в холодном состоянии;
- прочность разрезаемого металла (так
для углеродистых сталей
).
На
ножи, кроме усилия резания, действуют
в горизонтальной плоскости распорное
усилие
.
Рассмотрим
расчет челюсти на прочность. Под действием
силы
и
че-люсть
нагружается изгибающими моментами в
сечении А-А
(рис.2.1) относительно оси
;
(2.2)
относительно
,
(2.3)
где
- расстояние от линии резания до оси
качания челюсти (рис.2.1).
Распорное усилие вызывает также крутящий момент
,
(2.4)
где
- расстояние от точки приложения усилия
до центра тяжести сечения по вертикали
( в данном случае
).
Максимальные напряжения от изгибающих моментов определяются:
Растяжение по нижней поверхности тела челюсти
;
(2.5)
сжатие по верхней поверхности тела челюсти
,
(2.6)
где
и
-
моменты инерции сечения А-А
соответственно
относительно осей
и
(
,
);
и
-
внешние размеры сечения;
и
-
внутренние размеры сечения;
- допускаемые напряжения при изгибе
(
).
Напряжение кручения
,
(2.7)
где
-
минимальная толщина наружного контура
стенки;
-
площадь, ограниченная средней линией
замкнутого контура сечения А-А
(для
рассматриваемого случая
);
- допускаемые напряжения при кручении(
).
Мощность
привода для предварительного выбора
электродвигателя определяют с учетом
работы
и
потерь на трение в опорах
,
(2.8)
где
-
коэффициент, учитывающий соотношение
между пределами прочности при срезе и
растяжении;
- коэффициент работы резания;
-
коэффициент надреза;
-
высота сечения металла;
-
площадь сечения разрезаемого металла.
Мощность электродвигателя привода ножниц, кВт:
,
(2.9)
где
-
работа, кДж;
-
частота вращения вала электродвигателя
(в данной работе можно принять 400…1000
мин-1);
-
коэффициент перегрузки электродвигателя
(
).
Для более точного и окончательного выбора электродвигателя, после предварительного выбора строят диаграмму моментов с учетом изменения момента усилия резания на кривошипе, выбирают маховик, уточняют параметры электродвигателя.
Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, кинематическую схему и расчетную часть со всеми пояснениями; в конце работы необходимо сделать вывод, в котором необходимо указать выбранный двигатель (см. приложение) с его характеристиками. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Объясните принцип работы и конструкцию аллигаторных ножниц.
2. Назовите типы применяемых ножниц для разделывания металлического лома.
3. Назовите недостатки аллигаторных ножниц.
4. Назовите источники получения металлического лома и способы его пере-работки.
Таблица 2.1. Исходные данные к работе №2:
№ вар |
про- филь* |
|
|
|
|
|
|
№ вар |
про- филь |
|
|
|
|
|
|
мм |
мм |
||||||||||||||
1 |
квадр |
90 |
1000 |
1200 |
500 |
1100 |
450 |
16 |
круг |
100 |
1100 |
1200 |
500 |
1100 |
450 |
2 |
квадр |
85 |
1000 |
1250 |
490 |
1150 |
420 |
17 |
круг |
95 |
1100 |
1250 |
490 |
1150 |
410 |
3 |
квадр |
95 |
1000 |
1240 |
510 |
1120 |
440 |
18 |
круг |
105 |
1100 |
1230 |
480 |
1130 |
400 |
4 |
квадр |
100 |
1000 |
1230 |
480 |
1130 |
400 |
19 |
круг |
90 |
1100 |
1240 |
500 |
1140 |
410 |
5 |
квадр |
105 |
1000 |
1220 |
490 |
1120 |
410 |
20 |
круг |
85 |
1100 |
1210 |
510 |
1130 |
440 |
6 |
квадр |
110 |
1200 |
1200 |
510 |
1100 |
450 |
21 |
круг |
95 |
900 |
1200 |
490 |
1120 |
450 |
7 |
квадр |
95 |
1200 |
1250 |
500 |
1160 |
460 |
22 |
круг |
90 |
900 |
1250 |
510 |
1150 |
460 |
8 |
квадр |
100 |
1200 |
1210 |
490 |
1110 |
400 |
23 |
круг |
85 |
900 |
1230 |
500 |
1130 |
410 |
9 |
квадр |
90 |
1200 |
1230 |
510 |
1120 |
420 |
24 |
круг |
80 |
900 |
1220 |
490 |
1110 |
420 |
10 |
квадр |
95 |
1200 |
1240 |
520 |
1140 |
440 |
25 |
круг |
95 |
900 |
1240 |
510 |
1120 |
470 |
11 |
квадр |
100 |
800 |
1200 |
500 |
1100 |
450 |
26 |
круг |
120 |
1300 |
1200 |
500 |
1110 |
450 |
12 |
квадр |
95 |
800 |
1250 |
480 |
1170 |
420 |
27 |
круг |
115 |
1300 |
1250 |
490 |
1150 |
430 |
13 |
квадр |
105 |
800 |
1230 |
490 |
1120 |
410 |
28 |
круг |
110 |
1300 |
1210 |
510 |
1140 |
440 |
14 |
квадр |
85 |
800 |
1220 |
500 |
1110 |
420 |
29 |
круг |
105 |
1300 |
1230 |
500 |
1120 |
420 |
15 |
квадр |
90 |
800 |
1240 |
480 |
1120 |
400 |
30 |
круг |
125 |
1300 |
1240 |
480 |
1130 |
400 |
* - профиль сечения разрезаемого металла.
Практическая работа №3