Конструирование защитного механизма устройства РП-2К (Специальная часть дипломного проекта), страница 5

Материал штанги сталь 3, нормативный коэффициент устой­чивости [пу] = 2, диаметр внешний D = 15 мм, диаметр внут­ренний d = 10 мм, модуль упругости Е = 2,1-10" Па.

Рис. 2.18. Схема нагрузок

и реакций в штанге

При заданном значении коэффициента запаса на устойчивость допускаемая ве­личина силы [Р] определится так:

Для определения Ркр (сила необходимая на преодоление силы трении стопора о пластину) необходимо вычислить гибкость штанги:

imjn

где /а - коэффициент учитывающий положение штанги, /а=2;

1 - длина штанги;

 imin - минимальный радиус инерции,

L   где Jrain - минимальный осевой момент инерции поперечного сечения штанги,

[   ]    = ^.(1_с4) = ^1^--(1-0,6674) = 1992Д8,мм4 [              64                       64

гдеС = <Ш = 10/15 = 0,667;

S - площадь поперечного сечения штанги,

S = — -0-С2),мм2 4

%=7l2^1 = ш,08.

4,51

Полученное значение Х> \,ред = 100 для стали 3, следовательно, величина кри­тической силы может быть определена по формуле Эйлера:

,2;E.J      JJ^2±WU??W ""       (ц-l)2                 (2-255)2

тогда fp] = ^E_=15858!67 = 7929j34a

[пу]          2

Сила трения FTp = f-NB = 0,08-37,64 = 3,01 кН, где f- коэффициент трения сталь по стали, f = 0,08.

На преодоление силы трения необходимо 3,01 кН, а штанга может выдержать 7,93 кН, делаем вывод, что проверка штанги на устойчивость удовлетворяется.

2.10. Расчет пластины упорной

Пластина выполняет роль упора в юбку штока гидростойки. Она не должна деформироваться, чтобы не произошел перекос штанг и их не заклинило. На рис. 2.I9. указываем основные силы и реакции возникающие в пластине упор­ной при ее взаимодействии со штоком:

Реакции в пластине это сложение сил на преодоление силы трения, силы воз­никающей в пружине, вес штанги:

1)  Ftp = 3,01kH;

2)  F,,p = Fnp-n = 35,5-2 = 71 Н;

3)  Pm = P'mT-n=10-2 = 20H, где n - количество пружин и штанг.

Результаты и их анализ

Целью специальной части являлось создания конструкции защитного механиз­ма прибора РП-2К на основе прочностного анализа.

В результате произведенных расчетов была получена конструкция нового За­щитного механизма.

При расчете стопора получаем следующие параметры: диаметр 15 мм. Также произведен расчет пальца диаметр которого равен 8 мм. При расчете косынки толщиной 6 мм в опасном сечении получаем ширину 61,5 мм принимаем 64 мм. При расчете пружины получаем диаметр прутка равный 2 мм, 4,25 витка и угол закручивания 15°. Рассчитав штангу на устойчивость получили допусти­мое усилие 7,93 кН, а реальное всего 3,01кН. При расчете пластины упорной толщиной 8 мм в опасном сечении получаем ширину 50 мм принимаем 50 мм. Анализируя результаты, делаем вывод о том, что элементы защитного меха­низма проходят по всем прочным характеристикам и удовлетворяют допусти­мым значениям. В устройство прибора внесены следующие изменения:

•        Изменено расположение скобы по отношению к хомуту

•        Жёсткая связь хомута со скобой заменена на шарнирное соединение.

•        К скобе с помощью электросварки симметрично крепятся косынки в ре­зультате чего изменились габариты скобы.

Изменились габариты устройства по высоте с 210мм до 340мм.

ВЫВОДЫ

Сконструированный защитный механизм удовлетворяет всем требованиям:

надежная защита устройства РП-2К от механических повреждений при посадке механизированной крепи насухо

срабатывание защитного механизма происходит без непосредственного присутствия человека

обладает компактностью, простотой конструкцией

установка прибора в рабочее состояние, после срабатывания защитного механизма осуществляется без особых затруднений. Конструкция защитного механизма обеспечивает надежное удержание прибора и своевременный отвод металлоконструкции устройства в безопасное положе­ние.

Рекомендации

С целью уменьшения вертикальных габаритов устройства в сборе с защитным механизмом, возможно поднятие хомута к скобе РП-2К с доработкой конст­рукции.