Создание дорожной фрезы (холодное фрезерование) на базе МТЗ-80
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
уле:
, где (33)
Vшт - скорость движения штока, принимаем Vшт =0,05м/с.
Расход, необходимый для двух гидроцилиндров:
Мощность необходимая на привод насоса:
Выбираем насос по давлению Р=16 МПа и расходу не менее Q=20 л/мин.
Аксиально- поршневой тип 210 №12 с рабочим объемом 11,6 см3/об при n= 2800 об/мин, что соответствует расходу Qн = 32480 см3/мин = 32,48 л/мин. При этом насос работает при давлении в гидроцилиндре базовой машины Рн =16 МПа.
5. Прочностные расчеты
.1 Прочностной расчет барабана фрезы
Для расчета нам необходимо выяснить и определить число зубьев, находящихся на фрезе. Общее число зубьев на фрезерном барабане- 35 шт, зубья расположены по четырем расходящимся винтовым линиям.
Принимаем, что на один зуб фрезы действует рассчитанная ранее нагрузка: она рассчитывается исходя из следующих величин:
(34)
-результирующая сила действующая на барабан фрезы.
Для расчета напряжения, возникающего на одном зубе, разделим усилие, действующее на фрезу на количество зубьев, находящихся в забое.
Данная нагрузка условно действует на 1см2, что взято с некоторой неточностью в сторону увеличения нагрузки.
Для дальнейшего расчета напряжений растяжения- сжатия определим:
(35)
Теперь для расчета необходимо определить минимальную толщину стенки барабана, способную выдержать рассчитанную выше нагрузку.
Толщина стенки барабана будет определяться из формулы:
(36)
Принимаем толщину стенки 20мм. В качестве материала барабана принимаем наиболее дешевый и удобный для технологической обработки, прочность которого удовлетворяет заданным условиям сталь 20.
5.2 Прочностной расчет сварных соединений металлоконструкции
Так как рама фрезы является сварной конструкцией, то необходимо проверить на прочность сварные соединения.
Материал, из которого изготовлена рама фрезы- Ст-3 сп.
Выбираем согласно номеру швеллера, учитывая условия равнопрочности сварного соединения, момент сопротивления сечения W=16см2 .
В нашей конструкции усилие, приходящееся на один шов равно F=7000Н
Принимаем в сварном шве высоту катета шва 4 мм, тогда длина сварного шва определиться из формулы:
(37)
Таким образом, выбранный шов будет длиной 26мм.
Определим длину швов, прикрепляющих швеллеры друг к другу.
Соединение также проектируем по условию равнопрочности целому изделию.
Горизонтальный катет швов к1=5мм, вертикальный к2=5мм.
Длину шва определим из формулы:
<, где (38)
Миз- изгибающий момент, действующий на сварной шов;
l- длина шва;
к- изгибающий момент;
Из этой формулы мы найдем длину шва:
(39)
Вычисленная длина шва является минимальной, чтобы обеспечить условие прочности, поэтому принимаем длину шва с запасом- 5см.
Таким образом, длина принятого нами шва показывает, что свариваемый швеллер будет обварен непрерывным швом по всей поверхности соединения.
5.3 Прочностной расчет на срез пальцев шарниров
Так как рама фрезы должна быть прикреплена таким образом, чтобы обеспечить возможность подъема фрезы в транспортное положение и, наоборот, опускание фрезы в рабочее положение, установим в месте соединения рамы фрезы с рамой шасси шарнир.
Выбираем материал для пальца шарнира - сталь 20Х.
Проверим палец на срез и определим его диаметр.
,
где (40)
Р - усилие, действующее на палец шарнира;
Fср - площадь среза пальца шарнира, которая равна
,
где (41)
d - диаметр пальца (см. рис.32)
-допускаемое напряжение на срез
=120 Н/мм2-для стали 20Х
Определим усилие, действующее на палец шарнира.
Вертикальную составляющую определим по формуле:
,
где (42)
Для дальнейших расчетов принимаем ориентировочно массы составляющих узлов.
Mрамы=350кг-масса рамы механизма,
mдв- масса двигателя привода фрезы (mдв=450кг)
Массу фрезы определим ориентировочно по формуле
,
dф- диаметр барабана фрезерного рабочего органа (dф=0,3м),
В- ширина барабана фрезерного рабочего органа (В=0,7м),
- толщина стенки барабана фрезы ,
- плотность стали
mп- масса двух подшипниковых узлов в сборе (принимаем mп=100кг)
Масса фрезы:
Тогда
Горизонтальная составляющая:
Ргор=W1ф=3600Н
Общее результирующее усилие, действующее на палец шарнира найдем из формулы:
(44)
Полученное усилие Ррез=10003,4Н действует на все четыре пальца привода фрезы. Определим усилие, приходящееся на два пальца:
Р=Ррез/2=10003,4/2=5001,7Н. (45)
Тогда диаметр пальца определим по формуле:
(46)
Принимаем диаметр пальца d=30мм.
Проведем расчет толщины проушины.
Толщину проушины определим из условия:
, где (47)
- допускаемые напряжения на смятие,
=280 Н/мм2
b- толщина проушины.
(48)
Принимаем b=20 мм.
Схема для расчета пальца.
Рис.38
5.4 Расчет сварного соединения кронштейна зуба
Определим допускаемое напряжение растяжения основного металла, принимая для Ст3 [7,табл. П3]
(49)
Из уравнения прочности при растяж