Разработка технологической схемы системы приготовления и раздачи кормов свинарника, страница 6

L_o – длина горизонтальной проекции наклонного транспортера в м;

ω_о – коэффициент сопротивления при перемещении материала в винтовом транспортере, выбираемый в зависимости от физико – механических свойств материала;

Н – высота подъема в м.

4.6 Прочностные расчёты

Расчет сварного соединения.

Данное сварное соединение имеет шов в нахлёстку и расположен относительно нагрузки перпендикулярно, то есть шов лобовой ( рис 1).

Рисунок 1 – Сварное соединение

Исходные данные, необходимые для расчета сварного соединения, это длина шва L=80 мм, высота и ширина шва h=b=3 мм, тип шва – сплошной.

По данным характеристикам сварного соединения  шов проверяется на прочность по условию среза и растяжения.

Т_ср<[τ]_ср                                                                               (31)

σ_р<[σ]_р                                                    (32)

где [τ]_ср – допустимое напряжение сварного шва на срез, [τ]_ср=140 МПа.

[σ]_р – допустимое напряжение сварного шва на растяжение,[σ]_р =80МПа.

Условие прочности на срез имеет следующий вид:

τ_ср=F/А_ср,

А_ср=h·b/2,

τ_ср =2·F/h·b,

τ_ср=2·306/0,003·0,003=68МПа.

Так как у нас нагрузка действует на шов переменно, то необходимо учесть коэффициент переменной нагрузки γ, для нахлестного соединения γ=2.

Т_ср=  τ_ср·2=136МПа.

Т_ср< [τ]_ср так как 136 МПа < 140МПа,

Условие прочности на срез выполняется.

Условие прочности на растяжение имеет следующий вид:

σ_р=F/A_р,                                                         (33)

А_р=h·L/2?

τ_ср= 2·F/h·  L,

τ_ср=2·306/0,003·0,08=2,55МПа,

Так как у нас нагрузка действует на шов переменно, то необходимо учесть коэффициент переменной нагрузки γ, для нахлестного соединения γ=2.

∑_р=σ_р·2=2,55·2=5,1 МПа,

∑_р<[σ]_р так как 5,1МПа< 80МПа,

Условие прочности на срез выполняется.

4.7 Расчет болтового соединения

Данное соединение без зазора, поэтому диаметр болтов определяем из условия прочности на срез.

F

F

Рисунок 2 – Резьбовое соединение

τ_ср=F/(A_ср·z),

А_ср=π·d²/4,

Выражаем диаметр болтов:

d=, где [τ]_ср – допустимое напряжение на срез, для стали 45  [τ]_ср=140 МПа.

,

Принимаем диаметр ботов d=10 мм.

4.8 Расчет оси на прочность

Планка в нашем примере работает на изгиб и крученее, поэтому необходимо произвести проверку на выносливость к изгибу. Рассмотрим планку как балку, заделанную наглухо. На планку действует распределенная нагрузка, но так как она может быть сосредоточена в одной точке (например случаи возникновения кладок и посторонних предметов), то мы приложим  силу в опасном для планки, как балки место. Данной точкой выберем конец планки, тогда изгибающий момент будет иметь следующий вид:

М_и=АС·Р,                                                                          (34)

где АС – расстояние от конца пальца, до крепления данного пальца на транспортере;

М_и=0,35·306=107,1Н·м.

Условие устойчивости пальца изгибу имеет следующий вид:

σ_и=М_и/W_р, где W_р – полярный момент сопротивления сечения при изгибе.

W_р=b·h²/6, где h – высота пальца (h=0,005м);

b – ширина пальца (b=0,01м);

W_р=0,01·0,005²/6=0,04см³.

[σ]_и – допустимое напряжение на изгиб, для Ст3 [σ]_и= 80 МПа.

σ_и=107,1/0,04=0,026 МПа.

Так как σ_и<[σ]_и, то палец устойчив к напряжениям на изгиб.

5 Экономическое обоснование

5.1 Определение стоимости конструктивной разработки

Для экономической оценки эффективности конструктивной разработки необходимо определить затраты на изготовление конструкции.

С_к=З_пр+З_к ;

где З_пр – прямые эксплуатационные производственные затраты на изготовление конструкции, р.

З_к – косвенные затраты, р;

З_пр=С_пи+С_м+З_общ+О_сн, где С_пи – стоимость покупных изделий, р;

С_м – стоимость материалов, р;

З_общ – заработная плата на изготовление и сборку, р;

О_сн – отчисления на социальные нужды, р.

З_к =Р_оп+Р_ох, где Р_оп – общепроизводственные расходы, р;

Р_ох – общехозяйственные расходы, р.

Затраты на покупные изделия, узлы и агрегаты представим в виде таблицы.

Таблица  5.1– Затраты на материалы и комплектующие детали