М36х300
|
20
|
Ст.3
|
чугун
|
чугун
|
100
|
100
Необходимое усилие предварительной затяжки для
болтов М24х125 определяется по следующей формуле:
,
где к - коэффициент затяжки
резьбового соединения (к=1,25-1,75);
Р - внешняя осевая сила (Р=50 кН);
χ - коэффициент
основной нагрузки.
,
где λ0 - податливость
болта;
λ1, λ2 - податливость
промежуточных деталей.
,
где l0 - деформируемая длина болта;
мм,
где - высота гайки, =19 мм;
- высота головки болта, =15 мм.
Е0 - модуль упругости материала
(сталь Е0=2,1·105 МПа);- площадь поперечного сечения болта:
= =,
в
= 22,917 мм - внутренний диаметр резьбы болта.
мм/Н.
Податливость
промежуточного деталей вычисляем, используя теорию профессора И.И. Бобарыкова.
Так
как l>d для податливость рассчитаем последующей формуле:
,
где
D0 - диаметр кольцевой опорной поверхности (D0=34,2 мм);- диаметр отверстия в
промежуточной детали (d0=25 мм);
φ=22…27˚;
Е1
- модуль упругости промежуточной детали (чугун Е1=1,2·105 МПа);
Е2
- модуль упругости промежуточной детали (сталь Е2=2,1·105 МПа);
мм/Н.
,
мм/Н.
Тогда,
.
.
Определяем
крутящий момент необходимый для затяжки резьбового соединения, Н·м:
,
где М1 - момент сопротивления между
гайкой и опорной поверхностью промежуточной детали, Н·м:
,
где μ1 - коэффициент
трения на торце гайки (μ1=0,18);
r1 - средний радиус опорной
поверхности, мм:
М2 - момент сопротивления в резьбе,
Н·м
,
где dср - средний диаметр резьбы,
(dср=23,35 мм);
β - угол подъема винтовой линии (β=1,70);
ρ - угол трения в резьбе (ρ=
1+β=1+1,7=2,70).
Длина рукоятки ключа, м:
,
где T- рабочее усилие (Т=200 H).
м.
Так как для затяжки резьбовых
соединений необходим ключ с длиной рукоятки равной 1,125 м, то затяжку будем
производить с помощью гидроключа.
Необходимое давление в цилиндре
гидроключа:
= Q0 / Fц ,
где Fц - площадь поперечного сечения
цилиндра (Fц = 50 см2).
Тогда,
= 6100 / 50=122 кг/см2.
По полученному значению необходимого
усилия предварительной затяжки выбираем гидроключ типа ГКТ 2036 (Обеспечиваемая
сила затяжки 220 кН).
Для определения усилия
предварительной затяжки и гидроключа для болтов М36х300 воспользуемся
программой, разработанной кафедрой МОЗЧМ RSVGK (рис.2.1).
Рисунок 2.1 - Результат работы программы
RSVGK
.2 Выбор метода контроля за силами
предварительной затяжки. Составление инструкции слесарю по сборке резьбовых
соединений
Отказы резьбовых соединений могут
происходить как при чрезмерном, так и при недостаточном усилии предварительной
затяжки. Поэтому его контроль - одна из ответственных операций монтажа.
Различают прямые и косвенные методы
контроля усилия предварительной затяжки. Косвенные - на измерении удлинения
болтов, угла поворота гайки и вращающего момента на ключе. Усилия в болтах определяют
различными тензометрами, которые обеспечивают высокую точность, но значительно
увеличивают стоимость резьбовых соединений.
Таблица 2.2 - Сводная таблица метода
контроля, силы предварительной затяжки и гидроключей
Наименование
|
Метод контроля
|
Сила предварительной затяжки, Q,
кН
|
Гидроключ
|
Болт М24
|
Прямой
|
61
|
Болт М36
|
Прямой
|
236
|
УО-30
|
Инструкция слесарю:
затянуть болт М24, применив силу предварительной
затяжки, равную 61 кН; контролировать силу предварительной затяжки по манометру
гидроключа создав давление Р=122 кг/см2;
затянуть болт М36, применив силу предварительной
затяжки, равную 236 кН; контролировать силу предварительной затяжки по
манометру гидроключа создав давление Р=473 кг/см2.
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ И РАЗБОРКИ ПОДШИПНИКОВ
Для подшипников устанавливаемых в механизме
составляем сводную таблицу (табл. 3.1).
Таблица 3.1 - Таблица подшипников
Наименование
|
Посадка
|
Зазор, мrм
|
|
|
Осевой
|
Радиальный
|
подшипник качения опорного ролика
2097732 ГОСТ 6364-78
|
|
440-500
|
65-100
|
В узлах металлургических машин, передающих
значительные осевые усилия или вращающие моменты, используют соединения с
гарантированным натягом, в которых диаметр вала всегда больше диаметра
отверстия. Прочность соединения достигается за счет разности диаметров (натяга)
без применения дополнительных деталей.
В зависимости от характера деформации
сопрягаемых деталей при сборке и разборке соединения монтируют с
гарантированным натягом различными способами:
приложением осевых сил;
нагревом охватывающей детали;
охлаждением охватывающей детали;
расширением охватывающей детали с помощью подачи
на контактную поверхность масла под высоким давлением.
Сборку соединений с приложением осевых сил
выполняют на прессах или вручную нанесением ударов по одной из сопрягаемых
деталей. Недостаток такого способа - неизбежное разрушение микрошероховатостей
контактных поверхностей, что уменьшает натяг, а, следовательно, и проектную
прочность соединения.
При сборке соединений нагревом охватывающей
детали или охлаждением охватываемой разрушение микрошероховатостей контактных
поверхностей исключается.
Нагрев деталей в горячем масле аналогичен
нагреву в кипящей воде с той только разницей, что в качестве нагревающей среды
(теплоносителя) здесь используется не вода, а минеральное масло.
Применение масла позволяет избежать выделений
пара и производить нагрев детали до температуры свыше 100ºС.
Это делает нагрев маслом незаметным при посадке шарико- и роликоподшипников.
Нагрев подшипников до температуры 80-90ºС
обычно осуществляется в электрических ваннах, заполняемых минеральным маслом с
достаточно высокой температурой вспышки. При нагреве подшипники подвешиваются,
укладываются на сетку или устанавливаются на специальные деревянные прокладки для
предотвращения непосредственного контакта с дном и стенками ванны, а также для
равномерного окружения подшипника со всех сторон слоем масла не менее 30-40 мм.
Нагрев продолжается 10-15 мин.
Схема нагрева в минеральном масле показана на
рисунке 3.1.
Определим температуру нагрева
подшипника 2097732 ГОСТ 6364-78 с посадочным диаметром Ø160 :
Т = ,
гдеКм=(2…3) - коэффициент, учитывающий
условия монтажа и конструктивные особенности детали, Км = 3;
α=(11…12)·10-6
град-1 - коэффициент линейного расширения;= 160 мм - диаметр контактной
поверхности;- натяг.
Натяг
определяется:=es-EI=0,028-0=0,028 мм.
Т
= =48 ºС.
Рисунок
3.1 - Схема нагрева в минеральном масле
Для
нахождения усилия распрессовки данного подшипника используем программу PKVS
разработанную кафедрой МОЗЧМ, в результате использования которой, получаем
следующие результаты (рис.3.2):
)Сила
распрессовки - 181,8 кН;
)Необходимый
съемник - 30 т.
Рисунок
3.2 - Результат работы программы PKVS
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ СМАЗКИ
Для узлов трения в механизме составляем сводную
таблицу (табл. 4.1).
Таблица 4.1 - Таблица узлов трения
Наименование
|
Кол-во
|
Вид смазочного материала
|
Технические параметры
|
|
|
|
d, мм
|
В, мм
|
n, об/мин
|
N, кВт
|
η
|
Подшипник 2097732 ГОСТ 6364-78
|
3
|
пластичный
|
270
|
150
|
26,2
|
-
|
-
|
Открытое зубчатое зацепление
|
1
|
жидкий
|
-
|
125
|
15
|
0,96
|
.1 Расчет систем пластичной смазки
смазка сборка резьбовый шихта
В соответствии с методикой ВНИИметмаш [5]
рекомендуется рассчитывать норму расхода пластичной смазки по следующей
формуле:
= 11. К1. К2. К3. К4. К5 ,
где 11 - минимальная норма расхода смазки;
К1 - коэффициент, учитывающий зависимость нормы
расхода смазки от диаметра подшипника (подшипники качения К1 = 1+
(d-100)·10-3);
К1 = 1+ (160-100)·10-3=1,06,
К2 - коэффициент, характеризующий зависимость нормы
расхода смазки от частоты вращения, К2 = 1;
К3 - коэффициент, учитывающий влияние качества
трущейся поверхности на норму расхода смазки (суммарная площадь дефектов
превышает 5% контактной поверхности, К3 = 1);
К4 - коэффициент, зависящий от рабочей температуры
подшипника Тр (если Тр = 75..150 °С, то К4 = 1,2,
если Тр < 75°С, то К4 = 1);
К5 - коэффициент учета нагрузки, если рабочая
нагрузка не превышает проектное значение, то К5 = 1.
= 11×1,06×
1×
1×
1. 1 = 11,66 см3/м2·ч,
Объем пластичной смазки, периодически подаваемой
питателем в подшипники качения:
= q·F·T,
где F - площадь контактной поверхности
подшипника;
=D·B=0,27·0,15=0,0405 м2 ,
где D - наружный диаметр подшипника;
B - ширина подшипника;
Т - продолжительность цикла смазывания (Т=2 ч).
= 11,66·0,0405·2=0,94 см3.
Выбираем питатели с ближайшим большим значением
номинальной подачи: 2М-01-1-К (01 - 1 см3/ход, номинальная подача в один отвод;
1 - число отводов).
Принимаем, что для автоматических станций
пластичной смазки резервуар заполняется один раз в сутки слесарем - смазчиком,
поэтому количество смазки, расходуемое за один цикл работы системы:
ц=Σаi·Vi,
где аi - количество двухлинейных питателей
данного типоразмера;- номинальная производительность питателя, см3/ ход.
ц=3·1·1=3 см3/ход.
уточный расход пластичной смазки:
c= nц . Qц ,
где nц - количество циклов смазки за сутки;
nц = ==12,c= 12.3=36 см3/сутки.
Расчетная подача насоса
автоматической системы пластичной смазки:
,
где β - коэффициент,
учитывающий уменьшение подачи при износе насоса (0,75-0,8);
Тн - время нагнетания смазки (при Т≥2
ч, Тн=15-20 мин).
см3/мин.
Число автоматических систем пластичной
смазки:
,
где Рк - подача принятого насоса
(Рк=50 см3/мин).
шт.
Принимаем 1 автоматическую станцию
подачи пластичной смазки.
.2 Расчет жидкой смазки
Проведем расчет жидкой смазки для
открытой зубчатой передачи по исходным данным: nв=3,43 об/мин, М=6520 Н·м,
U=14,08, η=0,96,
передаваемая
мощность 15 кВт.
Характеристики зубчатого зацепления:
, m=10 мм,
B=125 мм Дк=260 мм.
Сорт минерального масла определяется
вязкостью [5].
Вязкость масла, применяемого в
зубчатых зацеплениях:
,
где ВУ50 - условная вязкость масла
при 50˚С;- коэффициент зависящий от окружной скорости зубчатых колес;-
усилие на единицу длины зуба, Н/см.
,
где М - момент, передаваемый
зубчатым зацеплением; Дк - диаметр зубчатого колеса; В - длина зуба.
.
Определим окружные скорости зубчатых
колес:
Так как окружные скорости не
превышают 8 м/с то m=1,6.
Тогда,
Выбираем масло И-20А ГОСТ 20799.
Метод смазывания выбирают на основе
анализа теплового баланса.
Так как вся теплота, выделяющаяся в
узлах трения, отводится в окружающее пространство теплопередачей. Применяем
любой метод смазывания. В качестве метода смазывания выберем способ
разбрызгиванием. Объем масла подаваемого на зубчатое зацепление можно
рассчитать по передаваемой мощности:
,
где N=15 кВт- передаваемая мощность.
л.
ВЫВОДЫ
В курсовой работе были закреплены теоретические
положения лекций изучаемой дисциплины, получены навыки проектирование систем
смазки и разработки технологии монтажа.
Для привода распределителя шихты были определены
монтажные узлы и схемы их строповки; выбраны канаты для изготовления строп; произведён
расчёт сил затяжки резьбовых соединений, выбран метод контроля за силами
предварительной затяжки; разработана: технология сборки и разборки подшипников
качения и зубчатых зацеплений; проведён расчёт системы смазки.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Королёв
А.А. Механическое оборудование прокатных цехов чёрной и цветной металлургии.
-М: Металлургия, 1976.-544с.
Анурьев
В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.3.-5-е изд., перераб.
и доп. - М.: Машиностроение, 1979г-557 с., ил.
Целиков
А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Учебник. - 2-е изд., перераб.
и доп. - Г.: Металлургия, 1987. - 438с.
Седуш
В.Я. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин: Учебник. - 3 - изд.
перераб. и доп. - К.: УМК ВО, 1992. - 368 с.
Смазка
металлургического оборудования. Гедык П.К., Калашникова М.И. Изд-во
«Металлургия», 1971, 376 с.
Похожие работы на - Проектирование систем смазки и разработка технологии монтажа
|