Экономика и менеджмент \ Организация производства и менеджмент

Разработка конструкции манипулятора при контрольном осмотре двигателей после стендовой обкатки. Анализ известных конструкций, страница 2

Условие прочности при изгибе:

                                                    (4.5)

где  - допустимое напряжение, для СтЗ - = 150МПа;

Wx - момент сопротивления сечения, см 3 .

Из формулы (4.5) определяем момент сопротивления сечения Wx и по нему из справочных таблиц определяем номер швеллера и его габариты:

,

см3.

что соответствует швеллеру номер 12 :  швеллер 12 ГОСТ 8240-72

Ст З  ГОСТ 380-94 .

4.3.2 Расчёт диаметра вала поворотной рамы

Наиболее нагруженным будет вал со стороны привода цилиндра, так как он будет испытывать не только консольную нагрузку (изгиб), но и передавать крутящий момент от цилиндра на раму.

Расчёт вала ведётся на изгиб с кручением, для чего:

1. Задаём крутящий момент Т=2 кН (крутящий момент принимаем большим ввиду того, что центр тяжести дизелей неизвестен).

2. Определяем изгибающий момент на валу аналогично пункту 4.3.1.

Рисунок 4.6 - Эпюра изгибающих моментов

кН, так как центр тяжести дизеля не известен;

м – расстояние от фланца вала до опоры (подшипника).


Справа

Условие прочности на изгиб с кручением [5]:

                                                                                          (4.7)

где  - изгибающий момент , Н.м ;

- крутящий момент, Н.м ;

 - допускаемое напряжение для валов и вращающихся осей

,                                           (4.8)

где - предел выносливости материала, МПа ;

=1,3 - 3 - коэффициент запаса прочности ;

 - коэффициент режима нагрузки, = l ;

 - коэффициент концентрации напряжений , ;

МПа.

Момент сопротивления  сечения, см3 :

                                                           (4.9)

Подставив формулы (4.8) и (4.9) в формулу (4.7) имеем :

мм.

Диаметр вала принимаем из ближайшего большего значения :

мм.

        4.3.3 Выбор подшипников качени

Размеры подшипников выбираем из справочника по диаметру вала.

Имеем: подшипник 214 ГОСТ 8338-75 шарикоподшипник радиальный однорядный [1].

Допускаемая динамическая нагрузка подшипника С=47,9 кН, что значительно больше максимального веса двигателя (Р=17 кН) [1].

4.3.4 Расчёт шпоночного соединения

Размеры шпонки bхh выбираем из справочных таблиц по диаметру вала,  d = 65 см.

Шпонка призматическая:

b=20 mm, h=12 мм.

        Длину шпонки 1Р находим из условия прочности на смятие [5]:

                                                          (4.10)

где   - окружная сила, Н.                                                   

,                                                                   (4.11)

 - передаваемый крутящий момент, Н.м;

- диаметр вала, м;

 - расчетная площадь смятия паза в ступице, м2;

,                                                       (4.12)

- высота сечения шпонки, м;

 - глубина паза вала, м;

 - расчётная длина шпонки;

 - допускаемое напряжение на смятие, МПа.

,

       Длину шпонки выбираем из стандартного ряда длины в большую сторону.

мм .

Шпонка 20x12x100    СТСЭВ 189-75

4.3.5 Выбор привода поворотной рамы

Для того, чтобы получить малую частоту вращения и большой крутящий момент Мкр=2 кН.м предлагаем в качестве привода поворотной рамы применить гидравлический цилиндр. Это даёт возможность фиксирования углового положения осматриваемого двигателя, повышения качества контроля.

Проведём расчёт диаметра штока гидроцилиндра [11]:

                                       (4.13)

где - максимальное давление на шток, кН;

z - количество штоков, z=l;

- к.п.д. цилиндра, [11].

мм.

По нормальному ряду выбираем Дшт=100 мм [11].

По справочным данным принимаем гидроцилиндр ЦС-10 ГОСТ 6540-68, гидрораспределитель РС-8, гидронасос НШ-10 [11].

Составляем схему гидропривода .

Б- бак, Ф - фильтр, Н - насос, КП - клапан предохранитеный,                                                       Р - распределитель, ГЦ - гидроцилиндр.

Рисунок 4.7 - Схема гидропривода.

      4.4 Инструкция по эксплуатации манипулятора

При установке двигателя на манипулятор проводятся следующие операции:

1. Вывести поворотную раму в горизонтальное положение.

2. Установить на поворотную раму кронштейн передний.                         

3. Установить на заднюю часть блока цилиндров двигателя кронштейн задний (по месту крепления двигателя на раме трактора).

4. Зацепить специальную скобу (используемую в ПЧ – 24  для транспортирования двигателей кран-балкой) за монтажные болты (проушины).

5. Зацепить крюк кран-балки за скобу.

6. Поднять двигатель.

7. Переместить двигатель (кран-балкой) для установки на поворотную раму.

8. Опустить двигатель на поворотную раму.

9. Зафиксировать двигатель на раме.

10. Повернуть двигатель в требуемое положение для осмотра нажатием на кнопку пуска эл.двигателя.

Снятие двигателя с манипулятора проводится в обратной последовательности установке, предварительно вернув поворотной раме горизонтальное положение.

 

Скачать файл