Розрахунок двостоєчного електромеханічного підйомника
ДО РОЗРАХУНКОВОГО ЗАВДАННЯ
«Розрахунок основних механізмів
двостоїчного електромеханічного підйомника»
1. Пристрій та принцип роботи гвинтового електромеханічного підйомника
2. Розрахунок силової гвинтової передачі
3. Розрахунок опорних роликів
4. Перевірка на міцність поперечної балки
5. Розрахунок на міцність кронштейна поперечної балки
6. Розрахунок на міцність зварного шва
7. Визначення параметрів електродвигуна (мотора-редуктора)
8. Розрахунок вартості підйомника
1. Пристрій та принцип роботи гвинтового електромеханічного підйомника
Розглянемо пристрій 2-стійкового підйомника для підлоги (рис. 1). Він складається з двох коробчатих стійок і поперечки 2. У кожній стійці розміщений гвинт 3, яким переміщається вантажопідйомна балка 4 з розсувними підхватами 5. Ходові гвинти приводяться в обертання від електродвигуна 6 через редуктор 7, встановлений на одній зі стійок. Обертання на інший гвинт передається за допомогою ланцюгової передачі 8, змонтованої всередині поперечки 2.
Підйомник кріпиться до підлоги анкерними болтами 9. Упорні ролики 10 звільняють гвинт від зусиль, що згинають.
Малюнок 1 – Гвинтовий електромеханічний витяг.
2. Розрахунок силової гвинтової передачі
Середній діаметр гвинта та гайки:
де Q - вага, що припадає на кожну стійку,
k1 - відношення ваги гайки h до середнього діаметра різьблення, приймаємо
k2 – коефіцієнт, що залежить від виду різьблення, для трапецеїдального різьблення k2 = 0,5
[q] – допустимий тиск для різьблення, [q] = 10 МПа.
З урахуванням запасу міцності, необхідного для ходового гвинта витягу, приймаємотрапецеїдальне однозахідне праве різьблення з діаметром d2 = 34мм і кроком h = 3 мм.
Приймаємо матеріал гвинтової кори:
для гвинта - Сталь 45;
для гайки - Бр ОЦС-6-6-3.
Перевіряємо умову самогальмування гвинта:
де σсж - напруга стиснення,
τ – дотична напруга.
де Мкр - крутний момент, що додається до гвинта,
Wр – полярний момент опору
де Мп – момент тертя на опорах гвинта
де f0 - коефіцієнт тертя в підшипниках, f0 = 0,01
де Н1 - висота профілю, Н1 = 1,5 мм,
aс - зазор по вершині різьблення, aс = 0,25.
Wр = 3,14 * 0,03225 3 / 16 = 6,6 * 10 -6 мм 3
τ = 2516/6,6 * 10 -6 = 38,1 МПа
σпр = √(32 2 +4*38,1 2 )=82,6 МПа,
де [g] – допустимий питомий тиск у поєднанні гвинт-гайка, для пари сталь-бронза приймаємо [g] = 12 МПа,
dн – зовнішній діаметр гвинта,
dв – внутрішній діаметр гвинта.
h = p * z = 3 * 27 = 81 мм
Зовнішній діаметр гайки
де k - Коефіцієнт запасу міцності, k = 1,5,
[σр] - допустима напруга в гайці на розтяг, [σp] = 40 МПа.
3. Розрахунок опорних роликів
Навантаження на один гвинт підйомника
де Ga - сила ваги автомобіля, Gа = 38200 Н,
Кр – коефіцієнт нерівномірності розподілу сили ваги по стойкам, Кр = 1,2.
Q = 38200 * 1,2 / 2 = 22940 Н.
Довжина плеча підхвату
B - ширина автомобіля, В = 1,5 м,
L - запас по ширині на бік, L = 0,25 ... 0,4м.
CD = 0,25 * 1,5 + 0,3 = 0,68м
Сили, що діють на ролики, визначають виходячи із системи рівнянь
Контактні поверхні роликів піддаються термообробці.
Розрахуємо ролики за контактною напругою. Умови міцності:
r1 - радіус ролика,діаметр роликів приймемо d=0,06м, тоді r1=0,03м,
Після підстановки отриманих результатів рівняння (26) отримаємо
qізг /Wzізг - максимальний згинальний момент,
Wz - осьовий момент опору поперечного перерізу,
[σ] – напруга вигину, що допускається, для матеріалу Сталь 3
Малюнок 3 – Розрахункова схема перевірки на міцність поперечної балки.
Величину реакції R1 знайдемо із системи двох рівнянь
Вирішуючи систему рівнянь, отримаємо
Mmax изг = 11460 * 0,015 = 114,6 Н * м
h, h1, b, b1 – розміри поперечного перерізу балки.
Малюнок 4 – Схема перерізу поперечної балки
| h | 0,024 |
| h1 | 0,02 |
| b | 0,014 |
| b1 | 0,01 |
σmax = 114,6/4,1* 10 -6 = 28 МПаізг /Wzізг - максимальний згинальний момент,
Wz - осьовий момент опору поперечного перерізу,
[σ] – напруга вигину, що допускається, для матеріалу Сталь 3
Малюнок 5 - Розрахункова схема перевірки на міцність кронштейна поперечної балки.