Механические вибраторы строительных и дорожных машин

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Курсовая работа

Механические вибраторы строительных и дорожных машин

1 Задание на проектирование

Спроектировать виброблок с дискретно-регулируемой (от min до max) возбуждающей (возмущающей) силой, имеющей следующие параметры:

1.1 Максимальная возбуждающая сила P_max=4000 H =4 kH

1.2 Конструктивная схема виброблока № Г

1.3 Тип корпуса подшипника виброблока Ц

1.4 Форма дебалансного элемента № 6

1.5 Привод виброблока – асинхронный электродвигатель. Синхронная

частота вращения ротора электродвигателя 3000 об/мин

1.6 Частота вращения дебалансного вала виброблока n=2000об/мин

1.7 Глубина регулирования возмущающей силы виброблока Г_рег=80%

Г_рег= P_min=P_max(1-Г_рег)=4(1-0.80)=0.8 kH

1.8      Время необходимое для изменения (регулирования)возмущающей силы виброблока не менее 5 минут

1.9      Дебалансный вал виброблока должен быть закрыт быстросъемным защитным кожухом

1.10    Опоры дебалансного вала расположить на общей соединительной пластине, предназначенной для крепления виброблока на объекте использования

2 Принципиальная схема и расчет элемента виброблока

Форма дебалансного виброблока

Принципиальная схема элемента виброблока

 

2 Расчеты

2.1 Выбор материала деталей. Вал виброблока и дебалансный элемент выполняем из стали 45.

2.2      Определить размеры поперечного сечения вала виброблока

F_вал=πd²/4=Р_maxn_E/[T_ср] – площадь сечения вала

n_E–суммарный коэффициент запаса прочности (n_E2.5)

[T_ср]–допускаемые напряжения при срезе [T_ср] <65МПа=650 ктс/см²

F_вал=4000·2.5/65·10⁶=0.0001538 м² =1.538 см²

Диаметр расчетного сечения d== 1,4см = 14 мм

2.3      Выбрать подшипники качения опор виброблока из расчета³3000часов непрерывной работы.

L_n-долговечность работы подшипника L_n=10⁶/60n(c/R_э) ^γ

n-число оборотов вала виброблока (n=2000об/мин)

R_э - эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, которая в первом приближении R_э =(1…1,5)Р_max=1.2·4000=4800 Н

γ-показатель степени (γ=3 для шариковых подшипников)

с- табличная грузоподъемность подшипника.

В результате подбора удовлетворяющим условию оказывается подшипник 1311, средняя серия:

					Шарики				nпред,об/мин, при смазке		Масса,кг типов	d2, наим.	D2, наиб.
dк	D	B	r	α0	Dw	z	C	Co	плас-тичной	жид-кой	1000 или 111000
55	120	29	3,0	9	15,08	15	40600	22900	4000	5000	1,58	64,4	111

2.4 Определить мощность приводного электрического двигателя

N= k_н.п*fР_maxπd_кn/η , [Вт]

k_н.п = (1÷1,5) – коэффициент неучтенных потерь, f = 0,01 – коэф. трения качения, d_к –диаметр отверстия внутреннего кольца (d=0.055 м; η=0.94; π=3.14; P_max=4000 H; n=2000об/мин=50об/с)

N=0.01*4000*3.14*0.055*50/0.94=294 Вт=0.294 кВт

Возьмем электродвигатель асинхронный трехфазной серии 4А с синхронной частотой вращения 3000 об/мин

4А63А2У N=0.37 кВт n=2770 об/мин

2.5 Спроектировать дебалансный элемент, имеющий, при данной форме и размерах, максимальную величину радиальной координаты центра масс. При проектировании считаем R_d/d₀3,

где d₀- диаметр вала в месте установки дебаланса

d₀=65 мм R_d=75 мм

Координату центра масс определяем с помощью подвеса натуральной модели дебаланса на оси, не совпадающей с центром масс: R_ц=12мм

2.6      Спроектируем опоры качения виброблока, состоящие из корпуса подшипника и уплотнительных устройств. Корпус подшипника цельный, имеет лапы для крепления.

Уплотнительные устройства - резиновые армированные манжеты ГОСТ 8752-85 (без пыльника).

d_В = d_к + 5=60 мм

диаметр вала, dВ мм	наружный диаметр, мм	ширина, В мм
60	85	12

Смазку для подшипников возьмем солидол жировой (ГОСТ 1033- 79).