Записка. 1 Назначение, область применения, классификация скреперов 5 2 Анализ научнотехнической литературы и патентный обзор 8

• Название: 1 Назначение, область применения, классификация скреперов 5 2 Анализ научнотехнической литературы и патентный обзор 8
• Дата: 08.03.2022
• Размер: 0.71 Mb.
• Имя файла: Записка.docx
• Тип: Реферат; #386267
• страница: 6 из 7

4 Расчет на прочность

4.1 Расчет гидроцилиндров подъёма ковша

Рис. Схема действующих сил на гидроцилиндр


;


=136 kH

Мы применяем гидроцилиндры с односторонним штоком, работающими на втягивание штоков (как наиболее нагруженный режим работы).

Диаметр гидроцилиндра определяется по формуле:
D
где F_ВЫТ - заданное усилие на штоке при вытягивании, кН;

P_с - перепад давления на гидроцилиндре, кПа;

_МЦ - механический КПД гидроцилиндра (_МЦ=0,95);

 - коэффициент мультипликации. При расчете гидроцилиндров мы задаемся величиной =1,6 по ОСТ 22-1417-79.

Рассчитываем диаметр первых двух гидроцилиндров:

D

Принимаем гидроцилиндры 1.16.О.У-140 90 800 ОСТ 22-1417-79.

4.2 Расчёт крепления пальца
Палец рассчитываем по напряжениям среза.

На соединение будет действовать поперечная внешняя нагрузка F. Её величину принимаем изходя из наихудшего случая, когда, =136 кН.

Расчётная схема для расчёта пальца представлена на рисунке.

Исходные данные:

; ; ; ;

Материал пальца Сталь 30Х, у которой ;

Материал рамы скрепера Сталь 45, у которой .

Палец изготавливают из стали 45 (ГОСТ 1050-98) с пределом прочности

. Для определения геометрических размеров вычерчиваем палец(рисунок 18)



Рис. - Расчетная схема пальца.

Расчёт.

Условие прочности по напряжениям среза определим по формуле:
,
где i – число плоскостей среза (i=2);

d – диаметр пальца (d=50 мм);

F – поперечная сила (F=291 кН);

допускаемое напряжение среза, ;

Крепление гидроцилиндра и рамы элевтора к ковшу:

.

Следовательно, условие прочности по напряжением среза выполняется.

Условие прочности по напряжениям смятия определим по формуле:

где толщина проушины гидроцилиндра, ;

допускаемое напряжение смятия, ;

4 Проверочный расчёт ведущего вала

Исходные данные к расчёту:









Материал вала - Сталь 45, термообработка – улучшение, , .



Рис 2. Геометрические параметры вала.
1.1 Определение геометрических параметров вала.

Приближенно оцениваем средний диаметр вала:



где – крутящий момент на валу;

– допускаемые напряжения ( ).

;

Определяем силы в зацеплении:

Окружная сила.





Радиальная сила

;

;
Определяем нагрузку на выходном конце вала:







Где -осевая сила;



Определение реакций опор.

Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и вращающих моментов (рис 1.3):

в вертикальной плоскости















;
;
;


в горизонтальной плоскости

;












Просчитываем предполагаемые опасные сечения:
;

;



Расчёт вала на усталостную прочность.
Расчёт на прочность ведётся по опасному сечению вала. При совместном действии напряжений кручения и изгиба должно выполняться условие:



где S- коэффициент запаса сопротивления усталости;

- допускаемый запас сопротивления усталости.

Запас сопротивления усталости S находим по формуле:



где – коэффициенты запаса усталостной выносливости по напряжению изгиба и кручения соответственно;

Запас сопротивления усталости при изгибе:



Запас сопротивления усталости при кручении:


где - пределы выносливости ;

- коэффициенты концентрации напряжений в опасном сечении

при изгибе и кручении соответственно;

, - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;

, – средние напряжения циклов изгиба и кручения;

, – коэффициенты, корректирующие влияние средних напряжений циклов изгиба и кручения на сопротивление усталости.

Пределы выносливости определяются по формулам:

;


;

;
Определяем напряжение изгиба:

;

;
Определяем напряжение кручения:



;
Амплитуды переменных составляющих циклов напряжений согласно принятому выше условию при расчёте вала будут следующие:

28,8 МПа;


;
Рассчитаем коэффициенты концентрации напряжений в опасном сечении

при изгибе и кручении:






где , - эффективные коэффициенты концентрации напряжений ;

, – коэффициенты, учитывающие размеры вала ;

, - коэффициенты, учитывающие качество поверхности ;

, – коэффициенты, учитывающие наличия поверхностного упрочнения .

и зависят от вида концентраций напряжений в опасном сечении. Величину отношения для валов определяют по таблице справочника . Для посадок с натягом – по эмпирической формуле:



где – коэффициент, учитывает размеры вала;

– коэффициент, учитывает материал вала;

– коэффициент, учитывает влияние посадки.

Определяем эти коэффициенты











где - удельное давление посадки на вал ( ).

Подставляем полученные значения в формулу



Величину отношения определяют по зависимости:



;

В зависимости от шпоночного паза и по таблице находим

и
Величины, учитывающие размеры вала оцениваем по формулам:





где - диаметр колеса в мм .

Значение определяем по формуле:




Значение увеличивают в 1,5 раза :





Рассчитаем величины, учитывающие размеры вала:





Определяем величины отношений и :





Выбираем наибольшие значения отношений:

и .

Рассчитаем коэффициенты, учитывающие качество поверхности по формулам:

при изгибе при :



где – шероховатость поверхности.



при кручении :

;

Рассчитаем коэффициенты концентрации напряжений в опасном сечении:

при изгибе :

при кручении :

Величины , зависят от механических характеристик материала. По ГОСТ 25.504-82 рекомендуют :




МПа;



Рассчитываем запас сопротивления усталости при изгибе:



Рассчитываем запас сопротивления усталости при кручении:



Рассчитываем запас сопротивления усталости:



Сравниваем с допускаемым запасом сопротивления усталости:



Усталостная прочность обеспечена.

4.3 Расчет подшипников ведущего вал


Выбираем роликовый радиально-упорный конический подшипник основного конструктивного исполнения повышенной грузоподъемности с нормальным углом контакта ; предназначенного для восприятия радиальной и осевой силы.

Исходные данные:

Радиальная нагрузка: кН

Суммарная осевая нагрузка: кН

Принимаем продолжительность работы подшипника часов

-коэффициент изменения внешней нагрузки

-температурный коэффициент подшипникового узла

Предварительно принимаем подшипник 3611 ГОСТ5721-75:

B=40 мм

D=110 мм

d=50 мм

=110 кН

=150 кН

Определив отношение , по таблице[8], определяем значение е:



Находим отношение




где V-коэффициент вращения (V=1, при вращении внутреннего кольца по отношению к направлению нагрузки)

Из таблицы [8], определяем коэффициенты радиальной и осевой нагрузок: X=0,56; Y=1,47.

Находим эквивалентную динамическую нагрузку:

,кН



Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность:

кН

кН

где L_h=500000-продолжительность работы, час

р=3,33-для роликоподшипников

Т.к. , то условие динамической грузоподъемности выполняется.

Принимаем роликовые радиально-упорные конические двухрядные подшипники 3611 по ГОСТ5721-75.
5 Охрана труда
К работе допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию, прошедшие инструктаж, достигшие восемнадцатилетнего возраста.

Во избежание несчастных случаев необходимо:

а) перед началом работы провести техническое обслуживание;

б) при работе и техническом обслуживании разрешается пользоваться только исправным инструментом в соответствии с его назначением;

в) при ремонтных работах скрепера должен находиться в нижнем положении с креплением на специальных опорах;

г) назначаются лица, ответственные за безопасную эксплуатацию и ремонт оборудования;

д) перед началом работы производится визуальный осмотр оборудования;

е) скрепер держать в чистоте и исправном состоянии.

Категорически запрещается:

а) проводить ремонт оборудования при работающем гидравлическом приводе скрепера;

б) проводить ремонт оборудования без использования специальных опор;

в) работать с поврежденным оборудованием;

г) недопустимо попадание металлических предметов в рабочее оборудование;

д) сливать отработанное масло на землю, для этих целей должно быть предусмотрено централизованная система сбора масел и в дальнейшем масло должно передаваться для регенерации;

е) работа машины с токсичностью отработавших газов выше допустимой.

К работе на скрепере допускаются только лица, прошедшие подготовку, изучившие техническое описание и инструкцию эксплуатации и прошедшие инструктаж по технике безопасности. Проведенный инструктаж должен быть оформлен документально. Запреща­ться привлекать к работе лиц, не подготовленных и не прошедших соответствующий инструктаж.

Перед началом работы необходимо осмотреть скрепер, рабочее оборудование, крепление сборочных единиц. Убедившись в их полной исправности, можно приступать к работе.

Перед пуском двигателя необходимо проверить, чтобы рычаги управления находились в выключенном положении. Переезжать через бугры, канавы и другие препятствия рекомендуется под прямым углом, на малой скорости, с выпрямленным (соосным) положением полурам. При переездах по дорогам с низким коэффициентом сцепления (заснеженным, влажным), а также на уклонах, поворотах косогорах и в других сложных условиях нужно соблюдать особую осторожность, не допуская резких поворотов и торможений. Допустимая скорость – не более 11,11 м/с (40 км/ч).

Запрещается работа на скрепере при неисправных рулевом управлении, тормозах, электрическом освещении и сигнализации.

В данном разделе курсового проекта проведен поиск и анализ возможных вредных воздействий на организм человека разработанных сборочных единиц и узлов. Так как на скрепера используются пневмогидроаккумуляторы, то они должны устанавливаться в закрытых и защищенных местах, дабы избежать поражения осколками людей и уязвимых частей и агрегатов в случае взрыва пневмогидроаккумулятора.