Проектирование технологического процесса и оборудования для ремонта колёсномоторного блока тележки тепловоза, страница 2

.

Диаметр поршня домкрата , м

,                                                     (1.2)

.

Принимаем D₁ = 160 мм.

Из конструктивных соображений принимаем диаметр штока d₁ = 100 мм.

Расчетную скорость υ поршня (без утечек жидкости) определим, приравняв объем, описываемый поршнем в единицу времени, к объему жидкости q, поступающей в цилиндр.

Объем, описываемый поршнем ,

,                                                    (1.3)

где – скорость перемещения поршня, м/мин.

Объем жидкости подаваемый насосом ,

,                                                    (1.4)

где q – подача насоса, ;

n – частота вращения якоря электродвигателя, .

.

Скорость перемещения поршня ,

,                                                     (1.5)

,

.

Объём цилиндра ,

,                                                      (1.6)

где Н – ход поршня, м.

.

Скорость опускания поршня при подаче масла в штоковую полость ,

,                                                (1.7)

.

Время полного подъёма поршня , мин

,                                                      (1.8)

.

Время полного опускания поршня , мин

,                                                    (1.9)

1.2.1.2 Расчет цилиндра на прочность

Расчет цилиндра на прочность производим по отдельным элементам – корпусу и штоку.

Толщина стенки цилиндра , м

,                                     (1.10)

где  – допускаемое напряжение для материала цилиндра по окружности, МПа [5], [] = 95 МПа;

 – испытательное давление в цилиндре, = 15 МПа;

 – коэффициент Пуассона, для стали  = 0,3

 м.

Принимаем  = 20 мм.

Напряжение в стенке гидроцилиндра , МПа

,                                                  (1.11)

где  – наружный диаметр цилиндра;

 – внутренний диаметр цилиндра.

 МПа.

Условие прочности штока выполняется, т. к. .

1.2.1.3 Расчет гидроцилиндра на устойчивость

Общую длину цилиндра с выдвинутым штоком L, мм

,                                                    (1.12)

1620<2000

 Следовательно, расчет на продольный изгиб не производим, т. к. условие на продольный изгиб выполняется.

Напряжение (сжатия) штока от нагрузки Q, МПа

,                                                     (1.13)

где f – площадь поперечного сечения штока, .

,                                                (1.14)

где  – наружный диаметр штока, м, =0,1 м;

– внутренний диаметр штока, = 0,06 м.

.

 МПа.

Для стали 35 [] = 95 МПа, условие прочности  [] выполняется.

Толщину плоского донышка цилиндра , м

,                                         (1.15)

 м.

Принимаем = 30 мм.

Приведенное напряжение  в стенке штока , МПа

,                                  (1.16)

где  – напряжение в стенке цилиндра от нагрузки, МПа;

 – напряжение в стенке штока от давления, МПа

                                                 (1.17)

 МПа

 МПа

Для штока из стали 35 при пульсирующей нагрузке [5],  [] = 95 МПа. Условие прочности штока выполняется т. к. < []

1.2.1.4 Расчет болтов крышки гидроцилиндра

Исходные данные:

– испытательное давление p = 15 МПа;

– диаметр цилиндра = 160 мм;

– количество болтов z = 12 шт;

– материал болтов – сталь 40ХГОСТ1412–61.

Силу, приходящую на один болт , кН

[],                                          (1.18)

где  – внутренний диаметр резьбы, м;

[] – допускаемое напряжение на растяжение при переменной нагрузке [5], [] = 120 МПа.

Расчетная схема болтового соединении приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема болтового соединения

Усилие действующее на крышку при давлении жидкости , кН

,                                                   (1.19)

 кН.

Силу, действующую на один болт, , кН

,                                                     (1.20)

 кН

Внутренний диаметр резьбы болта, ,м

,                                                  (1.21)

 м.

По таблице 60 [5] принимаем резьбу М20×1,5, у которой   = 18,376 мм.

1.2.1.5 Подбор электродвигателя для привода шестеренчатого насоса

Теоретическую мощность для привода насоса , кВт

,                                               (1.22)

где  – перепад давления, Па;

– теоретическая подача,

,                                                   (1.23)                

 кВт

По [14] принимаем электродвигатель асинхронный, типа 4А100S4У3 с номинальной мощностью = 3 кВт, частотой вращения n = 1500 .