Дипломная работа: Проект реконструкции технологического участка

(4.4)

гдев - угол подъема винтовой линии резьбы;

Угол подъема винтовой резьбы определяется по ее среднему диаметру:

(4.5)

где Р- шаг резьбы, мм;

i- число заходов резьбы;

d₂- средний диаметр резьбы, мм.

Средний диаметр резьбы винта, число заходов резьбы и шаг резьбы находятся в исходных данных

Для прямоугольных и трапецеидальных резьб угол трения с и коэффициент тренияf связаны зависимостью:

(4.6)

Гайка захватов выполнена из антифрикционного чугуна АЧС-4 ГОСТ 1585-85. Для данного материала значения с = 7°20' иf = 0,13.

Осевое усилиеQтребуемое для снятия тормозного барабана зависит от множества факторов, различно для каждого конкретного случая и не может быть точно определено.

Определим допустимое напряжение:

(4.7)

гдеу_т- предел текучести, МПа;

п- запас прочности.

[у]_р=380/3 = 126,67, Мпа.

Винт выполняется из углеродистой качественной конструкционной стали. Для данного материала при диаметре детали из справочников определяем предел текучести.

Запас прочностиппринимается равный 3.

Для винта принимаем Сталь35 ГОСТ 1050-88, предел текучести при данном диаметре составляету_т=380 МПа.

.

Рассчитанное эквивалентное напряжение меньше допустимого, условие прочности выполняется.

Расчет на износостойкость производится по среднему удельному давлению на рабочих поверхностях резьбы:

(4.8)

гдеz- число витков, ед;

H₁- рабочая высота профиля резьбы, м.

Число витковzпри длине гайкиlи шаге резьбыР:

, (4,9)

Допустимое удельное давление в паре сталь-чугун[q]=8 МН/м².

Рассчитанное удельное давление на рабочих поверхностях резьбы не во

много раз меньше удельного допустимого:

q=0,995 МН/м²? 8 МН/м²,

следовательно, износостойкость деталей обеспечена.

4.5.2 Расчет внутреннего захвата

Захват при снятии тормозных барабанов испытывает изгибающие нагрузки.

Поэтому захват рассматривают как балку, установленную на шарнирных опорах и рассчитывают на изгиб по формуле:

у = М/W_u? [у_u], МПа, (4.10)

где М-изгибающий момент в опасном сечении, Нм;

W_u- момент сопротивления сечения при изгибе, м;

[у_и]- допустимое напряжение на изгиб, МПа.

Сила, изгибающая балку зависит от осевой нагрузки на винтеQи количествазахватов:

(4.11)

F = 2000/3 = 666,7Н.

Данный съемник имеет 3 захвата.

Для вычисления изгибающего момента Мпрежде всего необходимо отыскать реакции. На рисунке 4.3 намечено предполагаемое направление этих реакцийR_A,Н_A, иR_B.

Рисунок 4.3 Расчетная схема захвата

Из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на ось балки получаем:

Н_A = 0 Н.

Составляя сумму моментов сил относительно точкиВ, получаем:

УM_A=R_Bl/2-F-l=0H;

отсюда:

R_B=2F, H,

R_B=2666,7=1333,4H.

Из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на ось балки:

R_А-R_В+F=0 Н,

отсюда:

R_А=R_В-F=2F-F=F,H;

R_А=666,7 Н

Изгибающий момент в точкеВ:

М_В=?R_А•l/2,H•m,

М_В=?666,7•0,17/2=?56,67H•m.

Изгибающий момент в точке С:

М_C=?R_A•l+R_B•l/2, H•м,

М_C=?666,7•0,17+1333,4•0,17/2=0 H•м.

Наибольший изгибающий момент имеет место посредине пролета, в сечении, гдеQ =0Н:

Момент сопротивления прямоугольного сечения находим по формуле:

(4.12)

гдеb- ширина сечения,b=0,016 м;

h- высота сечения,h=0,04 м.

W_u=0,016•0,04²/6=4,3•10^-6 м³.

Захват выполняется из углеродистой качественной конструкционной стали, применяемой для деталей, к которым не предъявляются повышенные требования прочности.

На основании расчетов делаем выводы: рассчитанное напряжение не превышает допускаемого напряжения при изгибе: у=15,8 МПа ? 75 МПа, следовательно, условие прочности для внутреннего захвата выполняется.

4.5.3 Расчет болта

Захваты между собой, а также захват и гайка захватов соединены между собой шарнирно. В качестве шарнира используются болты.Болт находится под действием поперечной (по отношению к оси болта) силы (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 Схема сил действующих на болт

Срез болта происходит в 2 сечениях, соответственно болт рассчитывается на напряжение среза:

(4.13)

гдеF- поперечная сила, действующая на болт, Н;

S- площадь сечения болта, м².

Площадь болта:

(4.14)

где d- диаметр болта, м.

Допустимое напряжение среза болта [??_ср]=15МПа.

Рассчитанное напряжение среза меньше допустимого, следовательно, условие прочности на срез болта выполняется, прочность обеспечена:

?? =1,67МПа ? 15МПа.

4.5.4 Расчет внешнего захвата

Захват для снятия тормозных барабанов испытывает напряжения растяжения, изгиба и среза.

Изгибающий момент возникает от силыF,действующей вдоль захвата на расстоянии е от центральной оси захвата (рисунок 4.5). Эта же сила вызывает растяжение. Наибольшие напряжения имеют места в месте шарнирного крепления захватов. В этом же сечении захват ослаблен отверстием для шарнира.

Рисунок 4.5 Расчетная схема захвата

Условие прочности при одновременном действии напряжения, растяжения и изгиба:

(4.15)

где у_р - напряжение растяжения, МПа;

у_u - напряжение изгиба, МПа.

Напряжение изгиба можно найти по формуле:

(4.16)

где М- изгибающий момент, Нм;

W_u- момент сопротивления сечения, м³.

Так как силаFдействует вдоль захвата, то изгибающий момент будет равный по всей длине балки до шарнира:

M=F•e,Н•м. (4.17)

Момент сопротивления сечения:

м³, (4.18)

где b - ширина сечения, м;

h- высота сечения, м;

d- высота отверстия, равная диаметру шарнира, м.

, м³.

Напряжение растяжения под действием силыFравно:

(4,19)

где S_захв? площадь сечения, м².

у_р =666,7/0,00068 = 0,98 Мпа.

Площадь сечения в месте крепления шарниром:

м², (4.20)

м².

Далее проверим условие прочности, на основании которого делаются выводы:

следовательно, прочность обеспечена.

Срез может произойти у основания губок захвата. Условие прочности при срезе:

(4.21)

гдеS_захв- площадь сечения губок у основания, м².

у_ср =666,7/0,0001 = 6,67 Мпа.

Определим сечение губок захвата, оно прямоугольное. Допустимое напряжение среза [у_ср] = 29МПа, сравнивая с расчетным делаем выводы:

у_ср =6,67 МПа ? 29МПа,

следовательно среза губок не произойдет, прочность обеспечена.

4.5.5 Расчет сварных соединений

Расчет ведется для сварочных швов, соединяющих внешние захваты с упором захвата.

Расчет ведется по допускаемым напряжениям. Условие прочности для соединения встык:

(4.22)

где l? длина сварного шва, м;

S-толщина стыкуемых элементов,S= 0,016 м;

Р - расчетная нагрузка, Н.

у_{св р} = 2000/0,045•0,016, Мпа.

При соединении встык с косым швом:

(4.23)

где h- высота захвата, h = 0,04м;

в - угол наклона, в = 63,4°.

Длина шва:

l= 0,04/sin63,4^° = 0,045 м.

Допускаемое напряжение для сварного шва при растяжении принимается для ручной сварки с толстой обмазкой электродов

[у_{св р}] = 129 МПа.

Проверяем условие прочности сварных швов:

у_{св р}= 2,77 МПа ? 129МПа,

следовательно, прочность сварных швов обеспечена, при этом запас прочности равен:

130 / 2,77 ? 47.

4.5.6 Расчет винта на кручение

Расчет ведется в месте соприкосновения рукояти и винта, что является наиболее опасным сечением.

(4.24)

где F - поперечная сила, действующая на винт,

S - площадь сечения рукояти.

Площадь данного наиболее опасного сечения рассчитываем по формуле (4.14):

S = 3,14•0,02²/4 = 0,000314 м².

Поперечная сила:

(4.25)

гдеl - плечо (длина рукояти),

М - момент на винте,

F = 168,42/0,234 = 719 Н.

Тогда

ф = 719/2•0,000314 = 1,15 МПа ? 19 МПа,

ф ? [ф_ср].

Рассчитанное напряжение меньше допустимого, условие прочности выполняется.

4.6 Требования к эксплуатации и обслуживанию съемника

-По мере необходимости смазывать винт и чашку упора графитной смазкой ГОСТ 3333-80 или Литол 24 ГОСТ 21150-77, предварительно очистив от грязи;

- не подвергать воздействию агрессивной средыводы и грязи, особенно трущиеся элементы;

- своевременно протирать съемник;

- проверять сварные швы на наличие трещин, следить за сохранением геометрических размеров съемника;

- не допускать большого перекоса оси винта съемника по отношению к оси снимаемой детали;

- не центрировать съемник и не вращать упорные винты при затянутом нажимном винте.

4.7 Требования техники безопасности при работе со съемником

При выполнении работ съемником необходимо уделять особое внимание технике безопасности.

Правила техники безопасности при работе со съемником:

-непосредственно перед началом работ, необходимо убедиться, что съемник находится в исправном состоянии, проверить инструмент на предмет допустимого уровня нагрузки;

-при работе со съемником, необходимо надевать спецодежду и защитные очки;

-перед демонтажем детали аккуратно и внимательно ознакомиться с конструкцией узла, с обстановкой с целью уточнения свободного пространства, наличия острых кромок и выступов конструкции;

-устанавливать съемник необходимо непосредственно по центру демонтируемой детали, при этом первоначально придерживая его до полной фиксации детали;

-обеспечивать как можно более полный контакт лапок с демонтируемой деталью;

-запрещается использовать электрическую или пневматическую дрель в качестве привода для съемника, а также пользоваться удлинителями для увеличения прикладываемого крутящего момента;

-при работе внимательно следить за ходом выпрессовки, своевременно прекратить работу при возникновении возможности соскальзывания губок съемника со снимаемой детали;

- к работе со съемником допускаются только лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Несоблюдение данных инструкций может привести к серьезным травмам людей и повреждениям окружающих предметов, а также поломке самого съемника.

5. Экономическая часть

5.1 Оценка инвестиций

Для реконструкции ПТБ ИП Тарабычин необходимо произвести затраты на реконструкцию здания, проведение санитарно-технических работ, приобретение технологического оборудования, его доставку и монтаж.

Производим пристройку из кирпичной кладки на 6 метров длиной 30 метров. Также строим с торца здания помещение для очистных сооружений Стоимость работ по возведению здания представим в виде таблицы 5.1.

Таблица 5.1

Стоимость строительства

Сметная стоимость строительства зданий (З_стр) ПТБ площадью 197 м² составляет 3230800 руб.

Для изменения движения по территории предприятия и совершенствования стоянки требуется усовершенствовать покрытие в некоторых местах территории. Стоимость укладки асфальтобетонного покрытия (З_а/б) площадью 1000м² 500 000 руб. (снятие грунта, основание из щебня, слоя асфальта 5-7 см) из расчета 500 руб/м².

Для организации ПТБ АТП необходимо приобрести дополнительное оборудование и инструмент, указанный в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Перечень технологического оборудования