Проект совершенствования организации ремонта машин в колхозе "Мир" Дебёсского района Удмуртской Республики

валах, кратность обозначает количество опор, где возможны

потери мощности на трение, 0,99.

Сила тяги F=1410H [24]. Скорость движения сеялки при севе по агротребованиям 8...12км/ч или 2,2...3,3м/с. Расчёт производится на максимальной скорости

 

h=0,96Ч0,98Ч0,994=0,89.

P=1410Ч3,3/0,89=5,2кВт

 

5.4.2 Выбор электродвигателя

При выборе электродвигателя учитывается определённая по расчётам мощность.

Мощность выбранного для  привода электродвигателя должна быть не менее расчётной.

В ряду нестандартных мощностей  электродвигателей выше расчётной  мощности подходит электродвигатель мощностью P=5,5кВт с синхронной частотой вращения nн=750 мин-1.

При больших частотах вращения возникают затруднения с реализацией  передаточного отношения. Двигатель  марки ЧА132М8УЗ с частотой вращения, с учётом скольжений, nc=720 мин-1.

 

5.4.3 Расчёт передаточного  отношения

Расчёт передаточного  отношения производится, используя  данные по сеялке С3-3,6.

Определение частоты вращения колеса сеялки:

 

np=60Чn/pЧD (5.4

 

где n - скорость движения сеялки, м/с

D - диаметр колеса сеялки, м (D=1,245)

 

nр = 60Ч3,3/3,14Ч1,245=50,6 мин-1

 

Определение передаточного  отношения привода

 

iо=nном/nр, (5,5

 

где nном - номинальная частота  вращения вала электродвигателя, мин-1;

nр - частота вращения  колеса сеялки, мин-1

 

iо=720/50,6=14,2

 

Общее передаточное отношение  разбивается на передаточные отношения  цепной, ременной и передачи с опорного катка на колесо сеялки

Передаточное отношение  опорного катка на колесо сеялки:

 

iк=D/D1, (5,6)

где D1 - диаметр опорного катка, м.

 

iк=1,245/0,3=4,15.

 

Передаточное отношение  ременной передачи iр=1...2.

Передаточное отношение  цепной передачи:

 

iц=i0/iк, (5.7)

 

где i0- передаточное отношение  привода;

iк - передаточное отношение  опорного катка на колесо сеялки.

 

iц=14,2/4,15=3,4.

 

Определение общего передаточного  отношения:

 

iобщ.=iкЧiрЧiц (5.8)

iобщ=4,15Ч2Ч3,4=28,2

 

Таким образом, наименьшая скорость на стенде получается:

 

nmin=nномЧpЧD/60Чiобщ . (5.9)

nmin=720Ч3.14Ч1.245/60Ч28.2=1.7м/с (6,2 км/ч).

 

5.4.4 Расчёт цепной передачи

По передаточному отношению  цепной передачи определяем число зубьев малой ведущей звёздочки:

 

Z1=Z/iц, (5.10)

 

где Z - число зубьев ведомой  звёздочки, число зубьев применяемой

звёздочки z=50;

iц - передаточное число  цепной передачи.

 

Z1=50/3.4=14.7.

 

За ведущую звёздочку  берём звёздочку с числом зубьев z1=15. Цепь берём с шагом i=19,05 с условием, что допускает работу звёздочки  с числом зубьев не менее 15 и частотой вращения 900 мин-1.

Проверка коэффициента запаса прочности цепи:

 

S=Q/к0Ft+Fv+Ff, (5.11)

 

где Q - разрушающая нагрузка, Н (Q=31,8Ч103);

к0 - динамический коэффициент, к0=1,25;

Ft - окружная сила, Н;

Fv - центробежная сила, Н;

Ff - сила от провисания  цепи, Н.

Ft=P/V, H (5.12)

 

где Р - мощность электродвигателя, Вт;

V - скорость движения цепи, м/с.

 

V=Z1ЧtЧn1/60Ч103, м/с , (5.13)

 

где z1 - число зубьев ведущей  звёздочки;

t - шаг цепи, мм;

n1 - частота вращения ведущей  звёздочки, мин-1.

 

V=15Ч19,05Ч720/60Ч103=3,43 м/с .

Ft=5,5Ч103/3,43=1604Н .

Fv=qЧV2, Н (5.14)

 

где q - масса одного метра  цепи, кг/м (1,9 кг/м).

 

Fv=1,9Ч3,432=22,4Н.

Ff=9,81ЧkfЧqЧa, Н. (5.15)

где kf - коэффициент, учитывающий  расположение цепи, kf=1,5;

а- межосевое расстояние звёздочек, а=0,35.

 

Ff=9,81Ч1,5Ч1,9Ч0,35=9,78Н,

S=31,8Ч103/(1,25Ч1604+22,4+9,78)=15,6.

 

Допустимое значение коэффициента запаса прочности S=10,7 при nс=750 мин-1, следовательно  подобранная цепная передача применима  в данном приводе.

5.4.5 Проверка ременной  передачи

Для привода вариатора  используется клиноремённая передача (Г-1700Ш ГОСТ 12841-80).

 

Рисунок 5.3 Ремень клиновой:

 

Дано:

Размеры ремня:

высота h=19мм;

ширина a=32мм.

Межосевое расстояние шкивов 370мм.

Максимальный диаметр  шкива 400мм.

Скорость вращения ведущего шкива 212мин-1.

Сравнивая данные с табличными и монограммой выбора сечения  клинового ремня видно, что выбранный  вариатор с ремнём позволяет использовать его на стенде.

Ремень способен работать при вращении 800мин-1, передавать мощность до 8,3кВт.

 

5.4.6 Расчёт валов

Проектирование валов  начинается с определения реакций  в точках опор. Силу, действующую  на валы считают распределённой, величину силы определяют по массе сеялки.

 

Рисунок 5.4 Эпюры моментов:

 

Уравнение реакций в опорах:

 

еМА=0; Rb(a+b)-P1a=0. (5.16)

еМb=0; - RA(a+b)+P1b=0. (5.17)

 

Выражаем и определяем величины реакций:

 

Rb=P1Чa/(a+b), (5.18)

Ra=P1Чb/(a+b), (5.19)

 

где P1 - сила давления сеялки на валы катков, равная половине массы  сеялки С3=3,6, равная 7,25кH.

 

Rb=7,25Ч0,225/(0,225+0,345)=2,86kH.

Ra=7,25Ч0,345/(0,225+0,345)=4,38kH.

 

Приступим к определению  диаметра вала опорного катка:

 

(5.20)

 

где - эквивалентный момент, HЧм;

- предел выносливости  для Ст 45, 240МПа.

 

, кНЧм , (5.21)

 

где -крутящий момент, кНЧм;

- изгибающий момент, кНЧм.

 

=10N/n, кНЧм (5.22)

 

где N - мощность электродвигателя, кВт;

n - число оборотов двигателя,  мин-1.

 

=10Ч5,5/720=0,076 кНЧм.

=RaЧa, кНЧм . (5.23)

=4,38Ч0,225=0,986.

 

По данным расчётов строятся эпюры изгибающих и крутящих моментов.

По эпюрам видно, что опасное  сечение находится в точке  приложения силы P1.

Определение величины эквивалентного момента в опасном сечении:

 

кНЧм

 

Определение минимального диаметра вала катков:

 

.

 

Диаметр вала принимается  равным 35мм.

 

5.4.7 Расчёт подшипников  под валы

Номинальную долговечность  подшипника определяем по формуле [9]:

 

L=(C/P)P, (5.24)

 

где C - динамическая грузоподъёмность для подшипника однорядного,

средней серии с внутренним диаметром кольца под вал 35мм,

 

C=33,2 кН;

p - показатель степени  для шарикоподшипников, p=3;

P - эквивалентная нагрузка, кН.

При отсутствии осевой нагрузки:

 

P=nЧFrЧkdЧkT, (5.25)

 

где n -коэффициент равный 1,2;

Fr - радиальная нагрузка, Н;

kd - коэффициент, учитывающий  условия работы подшипника, kd=1,2;

kT - температурный коэффициент, kT=1,05.

Радиальная нагрузка на подшипник  определяется весом сеялки С3-3,6 и  весом катков и подшипников катков. С учётом выше перечисленных фактов Fr принимается равной Fr=4550Н.

 

P=1,2Ч4550Ч1,2Ч1,05=6879,6Н.

L=(33,2/6,9)3=111,4 млн. оборотов.

 

Определение номинальной  долговечности:

 

Ln=106ЧL/60Чn, (5.26)

 

где n - частота вращения кольца подшипника, n=105,8 мин-1.

 

Ln=106Ч111,4/60Ч105,8=17548,84.

 

По результатам расчётов выбирается шариковый радиальный подшипник  однорядный 80307 ГОСТ 7242-81, который удовлетворяет  условиям работы.

5.4.8 Расчёт сварочного  шва

Рассчитывается сварочный  шов рамы для крепления электродвигателя. Сварка произведена ручная электродуговая, в нахлёст.

Толщина свариваемой рамы 5мм, следовательно толщина шва, т.е. его катет будет не менее 4мм.

При расчёте предлагается условие, что относительный поворот  деталей свариваемых вокруг центра тяжести фигуры, образованной сечениями  швов, происходит только за счёт деформации швов.

В этом случае:

 

tўmax=МрРmax/JрЈ[t'] (5.27)

 

где Мр - приложенный момент, нЧм;

рmax - максимальное расстояние оси центра тяжести до точки максимального  напряжения, создаваемое в швах, м;

Jр - полярный момент  инерции;

[t] - допускаемые напряжения  в сварных швах.

 

Jр =Jy+Jz, (5,28)

 

где Jy, Jz - осевые моменты  инерции, м4.

 

Рисунок 5.5 Схема рамы под  электродвигатель, загруженная моментом при передаче крутящего момента  цепной передаче:

 

Рисунок 5.6 Поперечное сечение  сварного шва:

 

Jy=0,12n(a3+12ac22+6hc12), (5.29)

 

где к - катет шва, м;

h - суммарная длина сварных  швов, м;

а - длина перпендикулярного  шва, м;

с1,с2 - коэффициенты.

 

с1=а(а+0,7к)/2(2а+h), (5.30)

с1=0,2(0,2+0,7Ч0,003)/2(2Ч0,2+0,4)=0,03.

с2=h(а+0,7к)/2(2а+h), (5.31)

с2=0,4(0,2+0,7Ч0,003)/2Ч(2Ч0,2+0,4)=0,05.

Jy=0,12Ч0,003Ч(0,23+12Ч0,2Ч0,052+6Ч0,4Ч0,003)=0,58Ч10-5м4.

Jz=0,06ЧкЧ[6a(h+0,7к)2+h3] . (5.32)

Jz=0,06Ч0,003Ч[6Ч0,2(0,4+0,7Ч0,003)2+0,43]=4,64Ч10-5м4.

Jр=0,58Ч10-5+4,64Ч10-5=5,22Ч10-5м4.

t'max=561Ч0,05/5,22Ч10-5=5,4Ч103н/м2.

 

Полученное значение t'max Ј[t]=18Ч103н/м2, следовательно сварной  шов выдержит момент, создаваемый  электродвигателем.

 

5.4.9 Расчёт размерной цепи

Приводится расчёт допусков размерной цепи соединения гайки-толкателя  с рычагом в механизме регулирования, которое осуществляется с помощью  кольца. Рассматривая расстояние АD(см. рис. 5.7) видно, что оно зависит  от взаимного положения центра отверстия  под момент и шайбы. Шайба в  свою очередь упирается в толкатель, толкатель в выступ кольца.

Составляется размерная  цепь:

свободное расстояние - шайба;

шайба - толкатель;

толкатель - выступ кольца;

выступ кольца - торец  кольца;

торец кольца - центр отверстия;

центр отверстия - свободное  расстояние.

Производится расчёт допусков размерной цепи. Шайба в свою очередь  упирается в толкатель. Условия:

 

А1=3мм; А2=20мм; А3=6мм; А4=31мм.

DА=А4-А1-А2-А3=2мм.

 

Устанавливаются допуски [21] .

Определяется значение iAi [21] и по найденным значениям определяется коэффициент точности размерной  цепи: