Расчет пневмопривода

Определим угол наклона поперечного сечения в месте приложения силы Р (рисунок 5.5), для этого приложим в этой же точке единичную безразмерный изгибающий момент. Эпюра изгибающих моментов от приложенного момента изображена на рисунке 5б, значение максимального изгибающего момента 1. Угол наклона рассчитывается по такой же формуле, для конкретного случая она приобретает вид:

d = 12×(P×a2/2 + 2×R2×b2/3) /(E×h4), м (5.22)

d = 12×(1342,4946×0,22/2+ 1917,8494×0,32/3)/(2×1011×0,0224) = 0,7618, град

Рассчитаем на прочность точки опоры выше рассчитанных стержней , которые представляют собой валы, закрепленные на подшипникх скольжения. Расчеты проводим по наиболее нагруженному валу. Материал вала принимаем Сталь 40 (ГОСТ 1050 – 88) [1] допускаемые напряжения на изгиб у которой определены ранее [s] = 170 МПа. Из выше проведенного расчета Р = 3260,3440 Н, при этом расстояния принимаем равными: а = 60 мм, b = 60 мм.

Определим реакции опор (рисунок 5.5): т.к. схема нагрузки вала симметрична , то R = P = 3260,3440 H. Максимальный изгибающий момент М = R×a =195,6206Н.

Рассчитаем требуемый диаметр вала:

d = 3Ö32×М/(p×[s]), м (5.23)

d = 3Ö32×195,6206/(p×170×106) = 0,0227 м.

Принимаем диаметр вала d = 0,024 м.

Так как вал установлен на подшипниках скольжения, то определим диаметр вала под подшипник dП, и отношение b = LП/dП, где LП – длинна вала в подшипнике. Материал подшипника скольжения принимаем бронзу, для которой допускаемое удельное давления [p] = 8,5 МПа.

b = Ö0.2×[s]/[p], м (5.24)

b = Ö0,2×170/8,5 = 2,

dП = Öb×R/(0.2×[s]), м (5.25)

dП = Öb×3260,3440/(0,2×170) = 0,0138 м,

Принимаем dП = 0,014 м.

Перемещение стержней крепления пневмоцилиндра, а следовательно и вращение валов опор будет осуществляться усилием руки человека, поэтому тепловой расчет подшипников скольжения проводить нецелесообразно.

Рассчитаем болты крепления опор с подшипниками скольжения к раме. Принимаем для расчета, что болты изготовлены из Стали 40 (ГОСТ 1050 – 88) [1] и на каждую опору ставиться по 3 болта без зазора. Условие прочности болта на срез:

tср = 4×Q/(i×p×z×d2) <[tср] (5.26)

где tср – расчетное напряжение на срез, МПа;

[tср] = 0,2×sт, допускаемые напряжения на срез, МПа;

Q – сила действующая на соединение, Н;

i – число плоскостей среза;

d – диаметр не нарезанной части болта;

z – число болтов.

Для принятых болтов [tср] = 0,2×340 = 68 МПа,

Определим диаметр болтов:

d = Ö4×Q/(i×p×z×[tср]), м (5.27)

d = Ö4×3260,3440/(1×p×3×68×106) = 0,0045, м;

принимаем ближайший больший диаметр d = 0,006 м.

Определим силу трения скольжения в подшипниках, для расчета передачи «винт – гайка». По рисунку 5.4а суммарная сила трения в подшипниках:

Fтр = f×(R1 + R2), Н (5.28)

где f – коэффициент трения скольжения между сталью и бронзой 0,12.

Fтр = 0,12×(3260,3440 + 1917,8494) = 621,3832 Н,

Рассчитаем передачу «винт – гайка» [4]. В процессу работы винт подвергается сжатию и кручения, поэтому принимаем за расчетную силу Fв = 1.2×Fтр = 1,2×621,3832 = 745,6599 Н.

Для винта принимаем Сталь 10 (ГОСТ 1050 – 88) [1], предел текучести которой sт = 210 МПа, определим допускаемые напряжения, задаваясь коэффициентом запаса прочности конструкции n = 2.

[s] = 210/2 = 105 МПа,

Внутренний диаметр винта

d1 = Ö4×Fв/(p×[s]), м (5.29)

d1 = Ö4×745,6599/(p×105×106) = 0,003, м

принимаем d1 = 0,012 м, т.к. увеличили диаметр в несколько раз расчеты на прочность проводить нет необходимости.

Шаг резьбы:

S = d1/4, м (5.30)

S = 0,012/4 = 0,003 м.

Наружный диаметр резьбы:

d = 5/4×d1, м (5.31)

d = 5×0,012/4 = 0,015 м.

Средний диаметр резьбы винта:

d2 = (d + d1)/2, м (5.32)

d2 = (d + d1)/2 = (0,012 + 0,015)/2 = 0,0135 м.

Ход винта принимаем равным L = 0,16 м.

Рассматривая винт как стрежень с шарнирным креплением концов, необходимо проверить его на продольную устойчивость:

Радиус инерции круглого сечения:

i = d1/4, м (5.33)

i = 0,012/4 = 0,003, м.

Гибкость винта

j = L/i <100 (5.34)

j = 0,16/0,003 = 53,3333 <100.

Определим необходимый вращающий момент:

М = 0,088×Fв×d2, Нм (5.35)

Еще о транспорте:

Расчет грузов промышленности
Как уже указывалось, в районе ст. Новоасбест на базе месторождения железных руд проектируется строительство металлургического комбината производительностью 800 тыс. т. проката. В составе комбината прокатный, сталеплавильный и доменные цехи. Производительность сталеплавильного цеха устанавливается п ...

Навигационно-гидрографические условия
Черное море. Общие сведения. Черное море - средиземное море Атлантического океана - является самым восточным из морей и представляет собой вытянутый с запада на восток глубокий водоем между Европой и Малой Азией. Наибольшая длина по параллели 42° 30¢ северной широты от вершины Бургасского зали ...

Эксплуатационные материалы системы питания автомобиля
А) карбюратор Б) топливный бак В) топливопроводы Г) топливный насос Д) воздухоочиститель Е) впускной трубопровод Последовательность действий при устранении дефектов системы питания Дефекты системы питания карбюраторных двигателей и их устранение Основной неисправностью системы питания является нару ...