Zadání konstrukčního cvičení

Transkript

1 Předmět : 34750/0 Kostrukčí cvičeí I Garat předmětu : Doc. Ig. Jiří Havlík, Ph.D. Ročík :.avazující, magisterské prezečí, kombiovaé Školí rok : Semestr : zimí Zadáí kostrukčího cvičeí Kostrukčě zpracujte tlačou staici dle obr.. Základí parametry tlačé staice jsou uvedey v tab.. Pohybový šroub má lichoběžíkový závit rovorameý dle ČSN Délku šroubu vyčívající z tělesa pohybového šroubu volte 5 ásobek velkého průměru šroubu. Šroub ukočete a obou kocích metrickým závitem podle průměru lichoběžíkového závitu. iimálí bezpečost z hlediska pevostího výpočtu je,5. Těleso pohybového šroubu avrhěte jako kompaktí celek s kuželíkovými ložisky (případě s axiálími a radiálími ložisky, evyjde-li úosost kuželíkových ložisek). Obr.

2 Tab. Číslo zadáí Zátěžá síla a šroub F š kn Rychlost pohybu šroubu m mi 0; 0; ,75; 0,50; 0,5 04; 05; ,75; 0,50; 0,5 07; 08; ,75; 0,50; 0,5 0; ; 0 0,75; 0,50; 0,5 3; 4; 5 5 0,75; 0,50; 0,5 6; 7; ,75; 0,50; 0,5 9; 0; 35 0,75; 0,50; 0,5 ; 3; ,75; 0,50; 0,5 5; 6; ,75; 0,50; 0,5 8; 9; ,75; 0,50; 0,5 3; 3; ,75; 0,50; 0,5 34; 35; ,75; 0,50; 0,5 37; 38; ,75; 0,50; 0,5 40; 4; ,75; 0,50; 0,5 43; 44; ,75; 0,50; 0,5 46; 47; ,75; 0,50; 0,5 49; 50; ,75; 0,50; 0,5 5; 53; ,75; 0,50; 0,5 55; 56; ,75; 0,50; 0,5 58; 59; ,75; 0,50; 0,5 v š Kostrukčí dokumetace bude obsahovat:. Celkový sestavý výkres. Výkres podsestavy tělesa pohybového šroubu (svařeec) a výrobí výkresy jedotlivých částí 3. Výkres podsestavy rámu tlačé staice (svařeec) a výrobí výkresy jedotlivých částí 4. Výkresy zbývajících vyráběých částí celkové sestavy. Výpočtová zpráva bude obsahovat: Všechy výpočty potřebé ke kostrukčímu řešeí tlačé staice Použitá literatura: [] Dejl, Z.: Kostrukce strojů a zařízeí I., ONTANEX, Ostrava, 000 [] oravec, V., Havlík, J.: Výpočty a kostrukce strojích dílů, VŠB-TU Ostrava [3] Němček,.: Řešeé příklady z částí a mechaismů strojů, VŠB-TU Ostrava, [4] Kříž, R.: Strojické tabulky II.-pohoy., ONTANEX, Ostrava, 997 [5] Kříž, R., Trčka, J.: Tabulky materiálů pro strojíreství,. část, ONTANEX, Ostrava, 999 [6] Fiala, J.: Strojické tabulky III., SNTL, Praha, 989 [7] Předášky a cvičeí z ČaS [8] Firemí literatura-prospekty atd.

3 etodický postup F š. 0 kn; v 0,8 m mi. Návrh pohybového šroub a jeho pevostí kotrola. Volba materiálu pohybového šroubu a matice pohybového šroubu ateriál pohybového šroubu vole dle výrobce pohybových šroubů KS Kuřim ( , dle [5] pro t 40: R R m mi e mi 740Pa 540Pa Vzhledem k tomu, že šroub může mít průměr větší ež 40 mm je volea mez kluzu: R e 500Pa Dovoleé apětí v tahu: kš Re 500 Pa kš 0 součiitel bezpečosti vole 0 vzhledem k tomu, že šroub bude amáhá a vzpěr dovt 50. Návrh pohybového šroubu Předběžý výpočet průměru jádra šroubu: d 4 F ,3 š k 3 dovt 50 60,3 mm βk součiitel zahrující vliv smykového apětí podle d 3 a výrobce pohybových šroubů KS Kuřim vole šroub Tr 80x0, : d=80 mm velký průměr závitu šroubu d=75 mm středí průměr závitu šroubu d3=69 mm malý průměr závitu šroubu Ph=0 mm stoupáí závitu šroubu D=70 mm malý průměr závitu matice 3

4 .3 Pevostí kotrola pohybového šroubu Pohybový šroub je amáhá smykovým apětím od mometu třeí v závitech a tlakovým ebo tahovým apětím od síly působící a šroub. Dále je uto zkotrolovat šroub a vzpěrou pevost. Úhel stoupáí závitu šroubu: P 0 arcta h arcta, 43 d 75 Úhel třeí v závitové drážce f z 0, arcta arcta 7, cos cos fz β je součiitel třeí v závitové drážce vrcholový úhel závitu šroubu šroub je samosvorý omet třeí v závitu šroubu d F ta ta,43 7, Nmm 69, Nm z š 0 Smykové apětí ve šroubu: 6 z , 7 Pa 3 3 d 69 3 Tlakové ebo tahové apětí ve šroubu 4 F š t 9, 4 d3 69 Redukovaé apětí: 4 9,4 Pa 40,7 36, red t 4 Pa 4

5 Bezpečost vůči mezi kluzu: k š R e red ,4 3,7,5 vyhovuje Pozámka: Součiitel bezpečosti je v tomto případě vysoký. Pohybový šroub bude avrže a součiitel bezpečosti vzhledem ke vzpěru..4 Zbylé parametry a pohybovém šroubu Délka šroubu vyčívající z tělesa pohybového šroubu l š 5 d mm Potřebé otáčky matice šroubu š v š P h 0,8 0,0 80mi Účiost šroubu š ta ta ta,43 ta,43 7,08 0,5 5% Výška matice šroubu h P 4 F š dov d D p , mm 5 pdov dovoleý tlak mezi šroubem z oceli a brozovou maticí (materiál matice ČSN 4 308, CuS8 pro tyče, ČSN 4 33, CuS pro odlitky) P=Ph rozteč závitu šroubu Volea matice h=00 mm. 5

6 .5 Výpočet pohybového šroubu a vzpěr Předpokládaé uložeí pohybového šroubu je kloub (šroub v matici šroubu) vedeý kloub(šroub musí být a koci zabezpeče tak, aby se emohl otáčet a současě musí být vede) Redukovaá (efektiví) délka šroubu: h 00 lef lš vz mm Poloměr setrvačosti šroubu: d3 69 i 7, 5mm 4 4 Štíhlost šroubu l ef i ,5 ezí štíhlost (rozlišuje oblast pružého a epružého vzpěru, λ λm pružý vzpěr, Eulerův vztah, λ<λm epružý (plastický) vzpěr, Tetmajerův vztah): m 5 E, 0 9 0,5 R 0,5 500 e Kritická síla dle Eulera 5 F kr E S mi E d3, N Vzpěrá bezpečost Fškr k švz 4, vyhovuje Fš 0000 Vzpěrá bezpečost má být větší ež 4. Nejmeší součiitel kostrukce je,5. usíme však uvažovat, že řetězový převod bude poháě asychroím motorem, který má záběrový momet přibližě dvakrát větší ež je jmeovitý a tím bude také záběrová síla ve šroubu přibližě dvakrát větší (musíme a tuto sílu staticky dimezovat šroub). usíme brát také do úvahy, že se etrefíme s mometem třeí v závitu šroubu přímo do příslušého jmeovitého mometu a proto volíme součiitel bezpečosti ve vzpěru šroubu větší ež 4. Po ávrhu pohou musíme překotrolovat, zda bude součiitel bezpečosti vůči max. síle větší ež,5. 6

7 . Návrh převodu řetězovými koly. Omezující parametry řetězového převodu Obvodová rychlost řetězového převodu má být 4 ms -, aby mohlo být použito mazáí tukem. Převodový poměr je vhodé volit 4. aximálí průměr haého řetězového kola vzhledem k maximálí obvodové rychlosti: vř max 4 60 d ř max 0,95m 950mm 80 ř. Návrh elektropřevodovky Vole předběžý převodový poměr řetězového převodu: i ř Požadovaý výstupí krouticí momet elektropřevodovky: 69 z př 37, iř l ř 0,98 0,95 Nm Požadovaé výstupí otáčky elektropřevodovky: i př š ř mi Požadovaý výko elektromotoru P 60 37, 6 909W 6, el př př 9 př 60 0,9 Vole elektromotor LA7, velikost 3, výko 7,5 kw, otáčky 455 mi -, poměr zaběrového a jmeovitého mometu,7, jmeovitý krouticí momet 49,5 Nm. aximálí výstupí momet převodovky při záběrovém mometu elektromotoru: mz m mjm př př max 093, 8 mjm př ,5,7 0,9 kw Nm 7

8 Volea čelí převodovka TC TOS Zojmo. Postup volby elektropřevodovky dle (může být volea i převodovka jiého výrobce). Požadovaý provozí součiitel zahruje provoz převodovky pro:rozběh s mírými rázy, erovoměrý provoz, středí urychlovaá hmota (trasportí pásy, výtahy, avijáky, hětací míchací stroje, dřevoobráběcí, tiskařské a textilí stroje), počet seputí 0 50, průměrý deí provoz 9 6 hod. Celkový provozí součiitel: S m,7 Hledaý tabulkový krouticí momet a výstupu převodovky: S,7 37, př m př 630, 9 Nm Protože je hledaý tabulkový krouticí momet meší ež maximálí výstupí momet převodovky, avrheme převodovku podle maximálího výstupího mometu. Volea elektropřevodovka TC6, ipř = 9,0, přmaxt = 80 Nm. Skutečý maximálí výstupí momet převodovky při záběrovém mometu mz mjm i př 49,5,7 9,0 0,9 prmax př 085, 9 mjm Skutečé výstupí otáčky převodovky Nm m př 6,3 mi i 9,0 př 455 aximálí záběrová síla ve šroubu při rozjezdu př max l ř iř ,98 0,95 Fs max 353 N d tg Vzpěrá bezpečost 75tg,43 7,08 Fškr k švz,7,5 - vyhovuje F 353 š max 8

9 .3 Výpočet a pevostí kotrola řetězového převodu Řetězový převod avrhujeme a skutečě odebíraý výko (vychází z mometu třeí v závitech šroubu), protože ve výpočtu jsou zahruty čiitelé rázu (počítá se s hacím a haým strojem). Potřebý převodový poměr řetězového převodu: i ř př š 6,3,0 80 Vole počet zubů hacího řetězového kola z = 7. Počet zubů haého řetězového kola: z z i 7,0 ř 34,34 Vole počet zubů haého řetězového kola z = 34. Skutečý převodový poměr řetězového převodu: i ř z z 34 7 Skutečé otáčky tělesa pohybového šroubu: šsk př i ř,3 6 80,65mi Skutečá rychlost pohybového šroubu: v šsk šsk P h 80,65 0,0 0,8065 mmi Odchylka od požadovaé rychlosti je meší ež 5%. Převod z hlediska kiematiky vyhovuje. Krouticí momet a hacím řetězovém kole: i z 69 ř 37, ř l ř 0,98 0,95 Výko a hacím řetězovém kole: P př ř Nm 6,3 37, 6 68 W 60 ř 6, 3 kw 9

10 Staoveí diagramového výkou: P Př 6,3, 0,5 D 6 kw κ čiitel výkou dle [4] str. 07, pro z = 7, čiitel rázů Y = 3, součiitel rázů y = 0,63, pro středí rázy μ čiitel mazáí dle [4] str. 07, bezvadé mazáí tukem, předpokládá se obvodová rychlost řetězového převodu do 4 ms - φ čiitel druhu řetězu dle [4] str. 07, předpokládá se volba řetězu dle ČSN 0 33 Korigovaý diagramový výko dle osové vzdáleosti: P PD,6, D 6 kw ρ čiitel vzdáleosti os dle [4] str. 07, vzdáleost os bude volea a = 40p Podle [4] str. vole řetěz 4B- (jedořadý) podle ČSN 0 33 Roztečý průměr hacího řetězového kola: p 38, d 07, 35mm si si z 7 Je uto zkotrolovat, zda eí roztečý průměr malý vzhledem k průměru výstupího hřídele převodovky. V tomto případě je průměr výstupího hřídele 50 mm. Roztečý průměr vyhovuje (je uto dbát, aby bylo dostatek místa a áboj). Roztečý průměr haého řetězového kola: p 38, d 4, 93mm si si z 34 Obvodová rychlost řetězového převodu: 6,35 vř d 0, obvodová rychlost vyhovuje,75 m s př 4 m s 0

11 Obvodová síla v řetězu ř 37, Fo N d 0,0735 Obvodová síla způsobeá obvodovou silou: * Ft m vř 7,,75 N m * hmotost kg řetězu dle [4], str. 96 Celková síla F Fo F N t Je uto zkotrolovat, zda je tato síla meší ež dovoleá radiálí síly a výstupí hřídel převodovky v tomto případě je to v pořádku. Součiitel statické bezpečosti proti přetržeí při zatížeí: k s F F Rm , řetěz vyhovuje FRm zatížeí při přetržeí dle [4], str. 96 Součiitel dyamické bezpečosti proti přetržeí při zatížeí: k s F Rm F Y , řetěz vyhovuje Tlak v kloubu řetězu: F 360 p p 6, 5 Pa A 554 A plocha kloubu řetězu dle [4], str. 96

12 Směrý tlak v kloubu řetězu: p, 7 Pa podle [4], str. 09 Čiitel třeí: 0,93 dle [4], str. Dovoleý tlak v kloubu řetězu: p D p y,7 0,93 0,63 3Pa p p p D řetěz vyhovuje Další postup: Rozměrový výpočet řetězového převodu Nakresleí základího řezu pohledu sestavy, tak aby se mohly provést základí pevostí výpočty Základí pevostí výpočty (pro statiku maximálí krouticí momet hřídele, části přeášející krouticí momet, šrouby atd., pro dyamiku jmeovitý krouticí momet ložiska s požadovaou životostí hod) Dokočeí sestavy a její rozkresleí