Диплом сельского хозяйства. Диплом V5. 1 Техникоэкономическое обоснование проекта

• Название: 1 Техникоэкономическое обоснование проекта
• Анкор: Диплом сельского хозяйства
• Дата: 16.03.2023
• Размер: 0.63 Mb.
• Имя файла: Диплом V5.docx
• Тип: Реферат; #993566
• страница: 12 из 15

4.4 Расчет основных параметров тележки

Расчет рамы

Нагрузки на изгиб рамы складываются из масс устанавливаемого (снимаемого) колеса и подъемной рамы, передающих усилия через гидроцилиндр на центральную балку.



Рисунок 4.6 – Схема нагружения балки рамы

Определяем нагрузку на раму:

кН∙м (4.1)

где Р-суммарная нагрузка на балку, Н

l-длина балки, м

Подставляем значения в формулу (4.1) и получаем

³ кН∙м

Из условий прочности при прямом изгибе определяем размеры сечение балки

σ = (4.2)

где Wx – момент сопротивления, см³

(4.3)

для Ст3 равна 160МПа

(4.4)

где К коэффициент запаса прочности равный 1,8

подставляем числовые значения в формулу (4.4) и получаем



подставляем числовые значения в формулу (4.3) и получаем

Wx=14,767 см³

По сортаменту ГОСТ 8639-82 выбираем профильную трубу квадратного сечения, с моментом сопротивления ближайшим большим расчетному. Принимаем трубу квадратного сечения с моментом сопротивления 14,91см³, наружный размер которой 60мм., а толщина стенки 4мм. [12].

Расчет консольно закрепленного швеллера

Снимаемое или устанавливаемое колесо опирается на ролики, произведем расчет швеллера, который является остовом ролика.

Так как колесо опирается на два ролика, нагрузку делим на 2


Рисунок 4.7 – Схема нагрузки швеллера

Определим нагрузку на швеллер согласно [13].

кН∙м (4.5)

где P – нагрузка на швеллер, Н

L – длина швеллера, м

Подставляем значения в формулу (4.5) и получаем

Мхмах = 1,5∙10³ σ Н∙м

Из условий прочности при прямом изгибе определяем размеры сечения швеллера

σ = (4.7)

где Wx – момент сопротивления, см³

Wx (4.8)

для Ст3 равна 160MПа

(4.9)

где К коэффициент запаса прочности равный 1,6

Подставляем числовые значения в формулу (4.9) и получаем



подставляем числовые значения в формулу (4.8) и получаем

Wx=15 см³

По сортаменту ГОСТ 8240-89 выбираем швеллер №6,5 c моментом сопротивления равным 15см³ .[14]

Расчет подшипников

Согласно [15] расчет подшипников будет производиться по статической грузоподъемности, т.к. они не будут испытывать осевую нагрузку, а вращаться при малых оборотах.

Выбираем подшипники по статической грузоподъемности из [16].

Шариковый радиальный подшипник (Подшипник 104 ГОСТ 8338-75). Его параметры приведены в таблицах 4.1-4.5

Таблица 4.1 – Размеры и характеристика шарикового радиального однорядного подшипника №104

1	2	3
Геометрия
Внешний диаметр	42,000	мм
Внутренний диаметр	20,000	мм
Диаметр тела качения	6,350	Мм
Число тел качения	9,000
Число рядов тел качения	1,000
Точность
Радиальные биения внешн. кольца	0,020	Мм
Радиальные биения внутр. кольца	0,013	Мм
Условия работы
Радиальная сила	1000,000	Н
Скорость вращения	10,000	об/мин
Коэфф. Динамичности	2,000
Тип нагрузки	Постоянная
Резюме
Средняя долговечность	172318,705	Час

Продолжение таблицы 4.1

1	2	3
Максимальное контактное напряжение	2368,919	Н/кв.мм
Выделение тепла	93,847	Дж/час
Динамическая грузоподъемность	9386,951	Н
Радиальные биения	21,529	Мкм
Боковые биения	-0,325	Мкм
Момент трения	0,025	Н x м
Потери мощности	0,026	Вт

Таблица 4.2 – Момент трения, (Н x м)

Математическое ожидание	0,025
Дисперсия	0,000
Стандартное отклонение	0,008

1	2		3		4		5
0,031		0,023		0,026		0,022		0,017
0,028		0,024		0,030		0,013		0,035
0,024		0,029		0,011		0,040		0,017
0,030		0,015		0,037		0,035		0,019
0,033		0,021		0,023		0,027		0,024
0,026		0,023		0,034		0,031		0,015
0,016		0,026		0,038		0,017		0,038
0,015		0,019		0,024		0,017		0,041
0,016		0,032		0,017		0,026		0,017
0,022		0,019		0,016		0,032		0,022
0,038		0,017		0,011		0,035		0,030
0,019		0,037		0,026		0,023		0,031

Продолжение таблицы 4.2

1	2	3	4	5
0,035	0,011	0,024	0,025	0,027
0,027	0,023	0,020	0,035	0,023
0,020	0,024	0,028	0,021	0,028
0,028	0,019	0,026	0,017	0,029
0,028	0,027	0,018	0,040	0,010
0,023	0,021	0,041	0,009	0,038
0,021	0,022	0,029	0,022	0,016
0,022	0,043	0,020	0,021	0,029

Рисунок 4.8 – Гистограмма момента трения



Рисунок 4.9 – График момента трения
Таблица 4.3 – Потери мощности (Вт)

Математическое ожидание	0,026
Дисперсия	0,000
Стандартное отклонение	0,008

1	2		3	4	5
0,033		0,024	0,027	0,023	0,017
0,029		0,025	0,031	0,014	0,037
0,026		0,030	0,012	0,042	0,018
0,031		0,016	0,038	0,037	0,019
0,035		0,022	0,024	0,029	0,025
0,027		0,024	0,036	0,033	0,016
0,017		0,027	0,040	0,018	0,040
0,016		0,020	0,025	0,017	0,043
0,017		0,034	0,018	0,027	0,018
0,023		0,020	0,017	0,034	0,023

Продолжение таблицы 4.3

1	2	3	4	5
0,039	0,018	0,011	0,037	0,031
0,020	0,039	0,027	0,024	0,032
0,037	0,011	0,025	0,026	0,028
0,028	0,024	0,021	0,037	0,025
0,021	0,025	0,029	0,022	0,030
0,029	0,020	0,027	0,018	0,030
0,029	0,029	0,019	0,042	0,011
0,024	0,022	0,043	0,009	0,040
0,022	0,023	0,031	0,023	0,016
0,023	0,045	0,021	0,022	0,030

Рисунок 4.10 – Гистограмма потерь мощности



Рисунок 4.11 – График потерь мощности
Таблица 4.4 – Радиальные биения, (мкм)

Математическое ожидание	21,529
Дисперсия	13,242
Стандартное отклонение	3,621

1	2		3		4		5
22,363		21,346		17,280		19,313		25,412
24,396		16,264		17,280		17,280		26,429
28,461		26,429		21,346		22,363		20,330
22,363		26,429		22,363		26,429		23,379
20,330		20,330		24,396		20,330		17,280
19,313		17,280		22,363		22,363		19,313
23,379		21,346		25,412		20,330		21,346
16,264		19,313		18,297		22,363		24,396
19,313		21,346		14,231		21,346		23,379
19,313		19,313		23,379		29,478		19,313

Продолжение таблицы 4.4

1	2	3	4	5
23,379	18,297	22,363	29,478	19,313
24,396	22,363	19,313	20,330	22,363
21,346	13,214	29,478	20,330	21,346
22,363	25,412	18,297	24,396	18,297
20,330	19,313	19,313	26,429	19,313
20,330	14,231	18,297	24,396	17,280
18,297	21,346	17,280	21,346	14,231
28,461	21,346	26,429	15,247	26,429
22,363	25,412	22,363	26,429	24,396
27,445	22,363	15,247	26,429	21,346

Рисунок 4.12 – Гистограмма радиальных биений

Таблица 4.5 – Боковые биения

Математическое ожидание	-0,325
Дисперсия	67,126
Стандартное отклонение	8,152

10,165	7,115	8,132	4,066	-5,082
-1,016	2,033	8,132	-16,264	-1,016
1,016	6,099	-15,247	8,132	-1,016
1,016	-20,330	-1,016	8,132	-2,033
9,148	4,066	-2,033	-1,016	2,033
3,049	0,000	8,132	11,181	0,000
-14,231	-5,082	6,099	-2,033	15,247
1,016	-5,082	-2,033	-10,165	9,148
-1,016	9,148	1,016	5,082	-2,033
-3,049	-10,165	-22,363	-3,049	-4,066
12,198	3,049	-29,478	-4,066	1,016
-5,082	4,066	7,115	2,033	7,115
12,198	-4,066	-4,066	-3,049	6,099
2,033	0,000	-4,066	4,066	4,066
0,000	-3,049	-1,016	-4,066	3,049
6,099	0,000	0,000	-8,132	5,082
6,099	6,099	-2,033	15,247	-3,049
-5,082	-11,181	11,181	-17,280	0,000
-6,099	-9,148	0,000	-2,033	-17,280
-19,313	10,165	3,049	-1,016	2,033

Рисунок 4.13 – Гистограмма боковых биений


Рисунок 4.14 –Поле биений

Расчет болтового соединения

Каждый из двух роликов будет крепиться к подъемной раме с помощью резьбового соединения, проведем расчет минимального диаметра резьбы с помощью программы Microsoft Excel, рабочее окно которой приведено на рисунке 4.15



Рисунок 4.15 – Рабочее окно программы Microsoft Excel

Минимальный диаметр резьбы 4,96 мм, с условием запаса прочности в разрабатываемой конструкции примем болтовое соединение с диаметром резьбы 8мм.
Расчет сварного шва

Выполним расчет сварного шва под действием изгибающего момента по формуле согласно [17].

σ (4.10)

где Mи – изгибающий момент, Н м

W – Момент сопротивления, см³

(4.11)

Подставляем числовые значения в формулу (4.11) и получаем

750 Н м

для швеллера №6,5 равен 15 см³

для Ст3 при изгибающем моменте равен 160 МПа

Подставляем числовые значения в формулу (4.10) и получаем

σ

Условие прочности σ при полученном значении соблюдается(50 160). Исходя из свойств используемого материала, рекомендуется использовать электроды марок Э42, Э42А [17].
Подбор подъемного оборудования

Необходимое усилие для подъема складывается из сумм масс груза и подъемной рамы и равно 3,5 кН. Проектируемая высота подъема рамы 100мм.

Определим площадь цилиндра по формуле:

(4.12)

где: F- площадь цилиндра, мм²

P – необходимое усилие, Н

g – давление, МПа

Подставляем числовые значения в формулу (4.12) с учетом того что рабочие давление в современно изготавливаемых цилиндрах равно 16МПа, получаем:

F=218,75мм²

Соответственно диаметр цилиндра должен быть больше 17мм.

Взяв во внимание то, что цилиндр должен поднимать груз на высоту 100мм, принимаем гидравлический домкрат модели ДУ 5П 100 [32] который полностью удовлетворяет наши требования. Его характеристики приведены в таблице 4.6

Производитель рекомендует использовать гидравлический домкрат ДУ 5П 100 вместе с ручным насосом НРГ-8004, но для удобства использования разрабатываемой тележки подберем гидравлический насос с ножным приводом с подобными характеристиками. Это модель ННГ 7010 с характеристиками приведенными в таблице 4.7
Таблица 4.6 – Характеристика гидравлического домкрата модели ДУ 5П 100

Усилие, тс	Ход штока, мм	Рабочий объем масла см3	Диаметр штока, мм	Диаметр цилиндра, мм	Масса, кг
5	100	80	25	45	2

Таблица 4.7 – Характеристика гидравлического насоса с ножным приводом ННГ 7010

Полный объем бака, л	Полезный объем, л	Давление, 1-я/2-я ступень, МПа	Производительность за двойной ход, 1-я/2-я ступень, см3	Габариты BxHxL, мм	Масса, кг
1,0	0,8	3/70(63)	18/3	125х150х530	5,5

Для соединения этого оборудования потребуется рукав высокого давления, производитель гидравлического домкрата рекомендует использовать

РВД – 2000.

Выбранное оборудование позволит без особых усилий для рабочего поднимать или опускать колесо. А соответственно облегчит операцию по снятию или установке колес.