Пример. Рассчитать мощность привода мчт – 250 при следующих данных:
Dн = 0,25 м; Dв=0,2 м; L = 1,06 м; N=40 об/мин; =0,00125 м; h=0,025 м; Qd=0,00032488 м3/с; Рг=7,4105 Па; е=0,02 м; k=130000 ;
n=0,3.
Решение.
Находим
и
:
,
.
Рассчитываем первое, второе и третье слагаемые мощности:
1-ое слагаемое:
Z1=
;
2-ое слагаемое:
Z2=
;
3-е слагаемое:
Z3=
.
Мощность привода
Z = 84852 + 273 + 24761 110 [кВт].
Выбираем электродвигатель привода П – 112, мощностью 125 кВт.
Расчет червяка на прочность
Задачей расчета на прочность является проверка запроектированных размеров червяка и определение максимально допустимого прогиба с целью недопущения скольжения витков червяка по внутренней поверхности корпуса [10, с.235].
На червяк действуют осевая сила Р, крутящий момент Mкр равномерно распределенная нагрузка q от собственного веса червяка. Силы р, q вызывают прогиб червяка.
,
где R – радиус червяка, м;
– угол наклона винтовой линии червяка;
Мкр – крутящий момент, Н м:
где Z – установленная мощность электродвигателя, Вт;
N – скорость вращения червяка, об/сек.
Гибкость, рассчитывается по следующей формуле:
где – коэффициент, зависящий от способа закрепления вала (обычно = 2);
d – диаметр внутреннего канала червяка, м;
D - наружный диаметр червяка, м;
L – длина червяка, м.
Если < 50, то расчет ведем по 1 варианту, если > 50, то расчет проводим по 2 варианту.
Первый вариант расчета червяка:
а) Максимальное касательное напряжение на поверхности червяка:
б) Нормальные напряжения, вызванные осевой силой Р и нагрузкой q:
где – плотность материала червяка, кг/м3.
в) Суммарные напряжения должны удовлетворять следующему условию:
г) Величина максимального прогиба определяется по следующей формуле:
[м]
где Е – модуль упругости материала червяка, Н/ м2;
J – момент инерции поперечного сечения червяка в месте заделки, м4.
Необходимо, чтобы выполнялось услови f’ max < δ, иначе нарезка червяка будет скользить по стенке цилиндра.
Второй вариант расчета червяка:
[м]
где А, к – коэффициенты, которые рассчитываются по формулам:
,
Полученный прогиб должен быть меньше зазора, установленного между червяком и внутренним диаметром цилиндра корпуса, то есть должно выполняться условие:
f’’ max < δ.
ПРИМЕР. Выполнить расчет на прочность червяка МЧТ – 250 при следующих данных: D=0,25 м; L=1,06 м; d=0,088 м; материал червяка – сталь, плотность сталист=7500 кг/м3; модуль упругости стали Е=201010 Н/м2; =20 ; Z=125 кВт – установленная мощность двигателя; N=40 об/мин.
Решение. Крутящий момент:
Осевое усилие:
Гибкость:
Т.к. гибкость меньше 50, тогда расчет ведем по первому варианту.
Максимальное касательное напряжение на поверхности червяка:
Нормальное напряжение:
мах =
293,3104
Суммарное напряжение по третьей теории прочности:
< доп
Максимальный прогиб:
Момент инерции поперечного сечения:
Площадь поперечного сечения червяка:
Нагрузка на червяк от собственного веса:
= 1,32 · 10 –5 м
< = 12510–5
м – то есть условие выполняется.
Литьевые машины:
а) расчет узла запирания формы 13;
б) расчет узла инжекции плунжерного типа 14, 15;
в) расчет узла инжекции с червячным пластификатором 10, 13, 48, 11, 16;
Вулканизационное оборудование:
а) проверочный расчет гидроцилиндра на механическую прочность 14, 17;
б) расчет толщины стенки и сферического днища вулканизационного котла 4, 18;
в) механический расчет форматора-вулканизатора 18, 19.
Механический расчет форматора-вулканизатора 18, 19
В механическом расчете форматора-вулканизатора предлагается производить расчет привода по методике описанной [18]. Приводы в форматорах-вулканизаторах предназначены для подъема и опускания паровых камер, в которых производится вулканизация автопокрышек.
В процессе работы форматора-вулканизатора звенья механизма привода преодолевают сопротивление формуемой покрышки, усилия затяжки пресс-форм, усилия отрыва верхних полуформ от покрышек, усилия при подъеме и опрокидывании паровых камер во время перезарядки форматора-вулканизатора.
При выключенном электродвигателе привода во время вулканизации покрышек звенья механизма привода воспринимают распорные усилия, действующие от давления теплоносителей.