Расчет на прочность кронштейна поперечной балки

5. Расчет на прочность кронштейна поперечной балки

Кронштейн поперечной балки испытывает деформацию изгиба. Проверку на прочность производим по условию

σ_max=M_max^изг/W_z < [σ] , (39)

σ_max– максимальное напряжение изгиба в балке, МПа,

M_max^изг – максимальный изгибающий момент,

W_z – осевой момент сопротивления поперечного сечения,

[σ] – допускаемое напряжение изгиба, для материала Сталь 3

[σ]=120МПа.

Рисунок 5 - Расчетная схема для проверки на прочность кронштейна поперечной балки.

M_max^изг = R_1*l₃, (35)

примем l₃ = 0,013 м

M_max^изг = 11460_*0,025 = 147 Н_*м

W_z = h²_*b/6 , (36)

W_z = 0,016²_*0,008/6=1,3_*10^-6м³

σ_max=147/1,3_*10^-6 = 114,6 МПа < [σ] = 120 МПа

следовательно, условие прочности не выполняется

 

6. Расчет на прочность сварного шва

 

При сварке проектируемой грузовой платформы используем угловые швы. Рассчитаем их на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла по формуле

r = P / (0,7_*K_*L) < [τ_cp] , (37)

Р – усилие в соединении,

К – величина катета углового шва,

L – общая длина рассчитываемого шва,

[τ_cp] – допускаемое напряжение при срезе

Р = k_*Q = 10_*22940 = 229400 Н, (38)

[τ_cp] = 0,6_*[σ_p] = 120 МПа , (39)

τ = 229400 / (0,7_*0,005_*1,5) = 43,7 < [τ_cp]

следовательно, условие прочности сварного шва выполняется

 

7. Определение параметров электродвигателя (мотора-редуктора)

Принимаем скорость подъема U= 1,2 м/мин.

Частота вращения винта

n = U/p , (40)

n = 1,2/0,003 = 400 об/мин

принимаем n = 315 об/мин

Передаточное число от электродвигателя к винту

i = n_дв/n , (41)

i = 1500/315 = 4,76

Требуемая мощность двигателя

N_дв = N_м /η_общ , (42)

где Nм – требуемая мощность для подъема груза

η_общ – общий КПД привода.

N_м = V_*F_a , (43)

где V – скорость подъема груза, V=1,2м/мин=0,02м/с,

F_a – вес автомобиля, F_a=38200 Н.

N_м = 0,02_*38200 = 764 Вт

η_общ = η_под.к*η_в-г*η_ред*η_цеп.п , (44)

где η_под.к – КПД подшипников качения,

η_в-г – КПД самотормозящейся передачи винт-гайка,

η_ред – КПД редуктора,

η_цеп.п – КПД цепной передачи

η_общ = 0,98_*0,4_*0,96_*0,95 = 0,36

N_дв = 764 / 0,36 = 2122 Н

Принимаем электродвигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный 4АМ90L4У3, у которого n_ном = 1425 об/мин, N_ном = 2,2 кВт.

Уточняем передаточное число

i = 1425/315 = 4,52

Выбираем мотор-редуктор МР1-315-16, у которого максимальная допускаемая мощность 18,5 кВт, частота вращения входного вала 1500 об/мин, частота вращения выходного вала 315 об/мин.

8. Расчет стоимости подъемника

Затраты на изготовление изделия

З_пр = З_н + З_пс + З_он + З_пок , (45)

где З_н – затраты на изготовление нестандартных деталей,

З_пс – заработная плата производственных рабочих,

З_он – общепроизводственные накладные расходы,

З_пок – затраты на приобретение стандартных деталей.

З_н = З_по + З_м , (46)

где З_по – заработная плата производственных рабочих, занятых на изготовлении нестандартных деталей,

З_м – стоимость материала заготовок.

З_по = Т_д*И_с*К_д , (47)

где Т_д – средняя трудоемкость изготовления нестандартных деталей,

И_с – среднечасовая ставка производственных рабочих, И_с=30руб/ч,

К_д – коэффициент, учитывающий начисления к основной заработной плате, К_д=1,38.

З_по = 20_*30_*1,38 = 828 руб

З_м = Ц_{м *} Q_з , (48)

где Ц_м – цена 1кг материала заготовки, Ц_м=350руб/кг,

Q_з – общая масса материала заготовок, Q_з = 1,4 кг

З_м = 350_*1,4 = 490 руб.

З_н = 828 + 490 = 1318 руб.

З_пс = Т_{с *} И_{с *} К_д , (49)

где Т_с – трудоемкость сборки изделия

З_пс = 18 _* 30 _* 1,38 = 746 руб

З_он = (З_{ф *} З_об)/100 , (50)

где З_ф – фонд заработной платы,

З_об – процент накладных расходов, З_об=30%

З_он = (1318+746)_*30/100 = 619 руб.

З_пр = 1318+764+619 = 2682 руб.

Литература

 

1.         Карнаухов И. Е. Детали машин, подъемно-транспортные машины и основы конструирования. – М.: ВСХИЗО, 1992.

2.         Хакимов Р. Т. Расчет основных механизмов электромеханического подъемника. – С-Пб.: СПбГАУ, 2007.

3.         Федоренко В. А., Шошин А. И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение, 1992.

4.         Аверьянова Г, А. Расчеты на прочность, жесткость и устойчивость деталей машин. – Великие Луки: ВГСХА, 1995.

5.         Отраслевой каталог/НПО «Редуктор». – М.: ВНИИТЭМР,1969.