СТО легковых автомобилей с разработкой стенда для ремонта шин
Дипломная работа - Менеджмент
Другие дипломы по предмету Менеджмент
ями от 350 до 500 мм.
3.4 Технологический и прочностной расчёт
Параметры для расчёта гидросистемы определяем из условия установившегося режима работы установки по усилию на штоке гидроцилиндра и скорости его перемещения .
Усилие определяется по моменту силы относительно оси крепления рычага разведения к раме из следующего равенства ,
, (3.1)
где - радиус-вектор точки приложения силы, м.
- сила разведения бортов покрышки, Н.
Рисунок 3.6 - Расчётная схема для определения усилия на штоке
где АВ - расстояние от нижнего крепления рычага разведения бортов шины до точки крепления штока гидроцилиндра, м;
АС - длина рычага разведения бортов покрышки, м.
Принимая силу разведения бортов покрышки F равную 1000 Н, а радиус-вектор точки приложения силы АС равный 0,716 м. с наибольшим углом его наклона определяем создаваемый при этом момент силы М, который не меняется при перемещении силы разведения бортов вдоль линии действия рычага относительно нижней точки его крепления по формуле (3.1)
Нм.
Затем определяем усилие на штоке гидроцилиндра по следующей формуле
. (3.2)
Принимая радиус-вектор АВ равный 0,29 м., определяем усилие на штоке
Н.
Принимаем для расчётов усилие на штоке гидроцилиндра = 2500 Н.
Ориентировочно скорость перемещения штока гидроцилиндра рассчитываем по следующей формуле , м/сек
, (3.3)
где ход штока, м.;
время операции, принимаемое по техническому заданию, сек.
Принимая ход штока равный 0,2 м. за время 4,0 сек. определяем скорость перемещения штока
.
Определяем мощность гидропривода по следующей формуле, кВт
, (3.4)
где коэффициент запаса по усилию;
коэффициент запаса по скорости.
Принимая коэффициент запаса по усилию 1,25, а коэффициент запаса по скорости 1,4 согласно литературного источника определяем мощность
кВт.
По полученной мощности из нормированного ряда значений задаём давление рабочей жидкости равное 1,6 МПа.
Полезную площадь гидроцилиндра и его диаметр рассчитываем по формулам:
, (3.5)
. (3.6)
Подставляя расчётные значения в формулы (3.5) и (3.6) определяем
,
Необходимую подачу насоса Q определяем по формуле,
. (3.7)
Подставляя ранее найденные значения в формулу (3.7) определяем подачу
Полученное значение подачи насоса округляем до ближайшего из ряда номинальных расходов и принимаем равное 0,32
Затем значение диаметра цилиндра и штока приводим в соответствии с рядом геометрических размеров силовых гидроцилиндров и принимаем следующие значения: диаметр цилиндра D=0,050 м., диаметр штока 0,02 м. и ход поршня равный 0,40 м.
Подбираем по номинальному рабочему давлению и подаче насос НМШ-25 с рабочим объёмом , номинальной подачей , номинальным давлением нагнетания 1,6 МПа и номинальной частотой вращения 1500 .
Затем принимаем гидрораспределитель кранового типа Р75-42.
Рассчитываем шток гидроцилиндра на продольный изгиб по формуле
, (3.8)
где наименьшая осевая сжимающая сила, Н:
коэффициент, зависящий от способов заделки концов штока (равен единице при шарнирном способе заделки);
модуль упругости материала, МПа (для стали МПа);
минимальный момент инерции поперечного сечения штока, ;
длина гидроцилиндра с выдвинутым штоком, м.
Момент инерции сплошного поперечного сечения штока равен
. (3.9)
Подставляя принятые значения в формулы (3.8) и (3.9) определяем
,
Н.
Полученное значение сжимающей силы должно быть больше действительного усилия на штоке гидроцилиндра, т.е.
Сравнивая значения данных сил (33892,4 2500), делаем вывод, что изгиба штока при работе гидроцилиндра не будет.
При расчёте данной конструкции принимаем открытую систему гидропривода, где насос засасывает рабочую жидкость из гидробака и подаёт её в одну из полостей гидроцилиндра через гидрораспределитель. Из противоположной полости гидроцилиндра рабочая жидкость через распределитель и фильтр возвращается в бак. Для предотвращения системы от перегрузок установлен предохранительный клапан.
Принципиальная схема объёмного гидропривода с открытой циркуляцией рабочей жидкости представлена в приложение В.
Далее производим расчет на прочность рычага разведения бортов пневматической шины на изгиб. Для этого определяем действующие на него силы и реакции опор для чего составляем расчётную схему и строим эпюры действующих сил и моментов, представленных на рисунке 3.7.
Анализируя представленную схему, делаем вывод, что рычаг испытывает напряжения от продольной силы N на участке АВ, поперечной силы Q на всём протяжении балки и изгибающего момента М с его максимальным значением в точке В. Так как линия действия силы штока гидроцилиндра направлена к оси рычага под углом , раскладываем её значение на горизонтальную и вертикальную составляющие по следующим зависимостям:
, (3.10)
. (3.11)
Подставляя в формулы (3.10) и (3.11) рассчитанные значения определяем
Н.,
Н.
Продольная сила является положительной, т. к. она действует на растяжение участка АВ балки АС и равна значению N=850H.
Далее определяем реакции в опорах крепления рычага. Для этого составляем и решаем уравнения моментов относительно этих точек по следующим зависимостям:
, (3.12)
, (3.13)
, (3.14)
, (3.15)
где сумма моментов относительно точек А