Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Пособие А.И. Кудрина

.pdf
Скачиваний:
217
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
3.72 Mб
Скачать

предварительный подбор цепи.

3.Рассчитать диаметр барабанов приводной и натяжной станций. Для цепного конвейера определить число зубьев звездочки и диаметр начальной окружности звездочки.

4.Уточнить величину тягового усилия с учетом динамических нагрузок. Уточнить параметры цепи.

5.Уточнить частоту вращения барабана приводной станции. Определить передаточное число редуктора.

6.Рассчитать мощность электродвигателя. Проверить его по условию (2.27). Подобрать электродвигатель. Для тросового конвейера, ввиду упругости тягового звена, такая проверка не производится.

3.ГАЙКОВЕРТЫ

3.1.Назначение и устройство гайковертов

Для выполнения крепежных работ с большими усилиями затяжки применяют электромеханические и пневматические гайковерты. Особенно большие моменты требуются при затяжке гаек крепления дисков колес и стремянок рессор.

Гайковерты делают ручными или передвижными (на тележках, перекатываемых по полу или передвигаемых но направляющим в осмотровых канавах)

Для гаек колес автомобилей используют электромеханические реверсивные инерционно-ударные гайковерты, например, мод. И-318 или И- 330.

Схема такого гайковерта показана на рис.3.1. Он смонтирован на трехколесной тележке со стойкой 2, по которой перемешается в вертикальном направлении каретка с плитой 3. На плите закреплены электродвигатель 4, приводимый им во вращение через клиноременную передачу 5 маховик 6, а также электромагнит 7 для включения в работу ударного механизма. При введении подвижной полумуфты 8, перемещаемой по шлицам вала 9, в зацепление с полумуфтой 10 крутящий момент от маховика 6 ударным импульсом передается на вал и торцевой ключ 11. Одновременно с включением электромагнита электродвигатель отключается. Величина крутящего момента на валу зависит от выбега маховика. Чем меньше выбег, тем больше момент. Поэтому наибольший момент достигается на последнем этапе заворачивания гайки или в начальной стадии ее отворачивания, т.е. когда он и требуется. Применение инерционноударного механизма позволяет достигать больших моментов (до 1,5кНм) при

сравнительно малой мощности двигателя, простой и легкой трансмиссии. Недостатком таких гайковертов является повышенная шумность при работе и сложность регулирования момента затяжки. Кроме того, вследствие амортизирующего действия трансмиссии гайковерта, момент не может быть увеличен беспредельно и в ряде случаев он

Для повышения крутящего момента и уменьшения шума применяют электромеханические гайковерты непосредственного действия (рис.3.2) с приводом вала ключа 1 через редуктор 2 с большим передаточным числом. Для предохранения вала от поломки служит кулачковая предохранительная муфта 3. С помощью гайки 4 можно регулировать величину момента на валу.

К числу таких гайковертов относятся электромеханические передвижные гайковерты дня гаек стремянок рессор грузовых автомобилей мод. И-319 и И-322, обеспечивающие регулируемый момент затяжки от 150

до 700 Н м .

Пневматические гайковерты, преимущественно ручные, хорошо зарекомендовали себя в серийном производстве автомобилей для выполнения однотипных операций, а в процессе ТО и ТР практически не применяются.

Рис.3.1. Инерционноударный гайковерт:

1 – тележка; 2 – стойка; 3 – плитка; 4 – электродвигатель; 5 – клиноременная передача; 6 – маховик; 7 – электромагнит; 8 – подвижная полумуфта; 9 – вал; 10 – полумуфта; 11 – ключ

Рис. 3.2. Электрический гайковерт: 1 – ключ; 2 – редуктор; 3 – муфта предохранительная; 4 – гайка регулировочная; 5 - электродвигатель

1.2, Расчет инерционно-ударного гайковерта

Расчет начинают с определения момента, необходимого для заворачивания гайки заданного размера (рис.3.3):

Т

з

Т

т

Т

р

,

 

 

 

 

Н м,

(3.1)

 

где Т т

- момент сил трения на опорном торце ганки,

резьбе, Н м; |

Н м;

Т

р

 

-момент сил в

Т

т

FfD

cp

/ 2,

 

 

 

Н м,

(3.2)

D

(D d

отв

) / 2.

cp

1

 

(3.3)

Здесь F- осевая сила, Н; f - коэффициент трения на торце гайки. При сухом трении сталь по стали f = 0,15.

Момент сил в резьбе

Tp 0,5Fd 2tg ,

Н м,

(3.4)

где

arctg( p / d

2

)

 

 

-угол

подъема резьбы, град;

d

2

 

d

0,54 p

- средний

диаметр резьбы,

d

-наружный диаметр резьбы;

p

- шаг резьбы;

arctgf

пр

 

-

угол трения в резьбе,

град;

f пр - приведенный коэффициент трения. Для

крепежных резьб, град;

f пр - 0,174, тогда =9,9 град.

После подстановок и преобразований

Т

л

0,5Fd

2

D

/ d

2

f tg ,

 

 

cp

 

 

(3.5)

Момент при отворачивании гайки будет несколько меньше:

Т0

0,5Fd 2 Dcp

/ d2 f tg ,

Н м.

Н м.

поэтому в расчетах используют формулу (3.5).

Осевую силу F рассчитывают исходя из условия прочности резьбы по напряжениям среза. Сильнее нагружена резьба винта, так как диаметр впадин меньше диаметра впадин гайки,

F d

HKK

м

,

1

 

 

(3.6)

Рис.3.3. К расчету сил и моментов в резьбовом соединении

где 0,6 т -допускаемые касательные напряжения среза, Н / м2 ;

Н 0,8d1

-высота гайка,

м; d1 d 1,08 р - диаметр впадин резьбы винта,

м; К = 0,87-

коэффициент

полноты треугольной резьбы;

К т = 0,6-

коэффициент

неравномерности распределения нагрузки по виткам резьбы. Для

большинства сталей т

250...400 10

6

Н / м

2

.

 

 

 

 

Следующим этапом является расчет диаметра вала ключа. В общем случае, с учетом коэффициента запаса

 

 

Т

з

0,8

0

W

,

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

(3.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

W0

- момент сопротивления

вала;

0

касательные напряжения; W 0,2d 3

Из (3.7)

 

 

0

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

d

вн

3

Т

з

/ 0,16

о

 

 

 

 

 

 

 

 

=,

50 10

6

 

м.

H / м

2

 

- допускаемые

Следующие шаг - расчет кулачковой сцепной полумуфты (рис.3.4). Полностью расчет муфты приводится в специальной литературе. В нашем случае можно воспользоваться рекомендациями во выбору основных размеров муфты в зависимости от диаметра вала:

d

вн

d

в

10

 

 

 

Dм 2dв .

мм,

Высота зубьев муфты h и их ширина

выбираются из табл.3.1.

Таблица

3.1

Размеры зубьев муфты

dв , мм

20…28

32…45

50…60

70…80

90…100

h,

мм

4

6

8

10

12

,

г рад.

45

36

30

30

30

Частота вращения маховика определяется наибольшей частоты вращения, при которой допускается включение муфты на ходу:

Рис.3.4. К расчету кулачковой муфты

Рис.3.5. Основные размеры маховиков: а – сплошного; б – кольцевого.

 

n

 

 

1000 60V

,

об / мин,

 

o

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.8)

 

 

 

 

 

 

где V 0,8

м / с - допускаемая окружная скорость;

диаметр кулачков.

Угловая скорость вращения маховика

D Dн

d

вн

 

/

2

- средний

 

т

o

,

 

 

 

 

 

30

 

(3.9)

Момент инерции маховика

1/ с.

J T

з

/ ,

 

 

(3.10)

 

 

где - угловое ускорение (замедление) маховика. Угловое ускорение

к2 ,

 

2

/ 2 ,

 

 

(3.11)

1/ с

2

,

 

где

- угол поворота маховика в процессе передачи

гайковерта. Приближенно

 

можно определить из угла

ключа:

 

 

момента на ключ закручивания вала

 

К,

в

 

(3.12)

рад,

где

К 10...15.

Угол закручивания вала ключа

 

в

Т

з

I / GJ

p

,

 

 

 

 

рад.

(3.13)

 

где l 20d - длина вала ключа: G 8 1010

H / м2 - модуль сдвига стали;

J p

dв

/ 32 - полярный момент ннершга сечения вала.

 

4

 

 

 

Определив и J , задаются конфигурацией маховика (рнс.3.5), его

размерами и исходя из этого находят его массу. Для сплошного маховика в виде диска

m 2J / r 2 ,

кг.

(3.14)

 

Для маховика в виде кольца

т 2J / r

2

r

2

,

кг.

 

 

2

1

 

 

(3.15)

Зная массу маховика и его радиус, можно найти толщину маховика Для сплошного маховика

 

h m / r

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.16)

 

 

 

 

 

 

 

Для маховика в виде кольца

 

 

 

 

 

 

h m / r

2

r

2

,

 

 

 

 

 

2

 

1

 

(3.17)

 

 

 

 

 

 

где

- плотность материала маховика, кг / м

. .

 

 

 

 

 

3

 

h

м.

Мощность электродвигателя определяется из условия достаточно интенсивного разгона маховика, ротора электродвигателя и преодоления потерь на трение в ременной передаче и подшипниках.

Энергия вращения маховика

W

J

2

/ 2,

 

вр

 

 

 

(3.18)

Мощность, необходимая для разгона,

N

p

W

/ t,

Вт,

 

вр

 

 

(3.19)

Дж

где

t

0,1...

0,2

с - время разгона.

Так как в массовой справочной литературе момент инерции ротора электродвигателя не приводится а пренебрегать им нельзя, берут коэффициент запаса мощности К з =2…3. В конечном итоге

N

 

N K

 

/

z

,

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

p

з

 

р

n

 

(3.20)

 

 

 

 

 

 

 

р 0,96...0,98 - КПД ременной передачи;

n

0,99-КПД подшипника;

Вт,

z -число подшипников.

На этом расчет гайковерта инерционно-ударного действия считают законченным. При детальном проектировании, кроме того, рассчитывают ременную передачу подбирают подшипники.

3.3. Методики расчета гайковертов

При расчете гайковерта инерционно-ударного действия придерживаются следующей методики.

1.Рассчитывают осевую силу, действующую вдоль болта и моменты сил трения на опорном торце гайки, в резьбе и момент сил на заворачивании гайки.

2.Определяют диаметр вала ключа и параметры сцепной кулачковой

муфты.

3.Задаваясь длиной вала ключа, определяют угол поворота маховика в процессе заворачивания гайки, замедление маховика и его момент инерции. Исходя из конфигурации маховика, рассчитывают его геометрические размеры.

4.Выполняют расчет мощности электродвигателя. Электромеханический гайковерт непосредственного действия

рассчитывают по следующей методике. 1.Определяют момент Т3.

2.Подбирают редуктор с выходным валом, рассчитанным на момент Т з , при частоте вращения 40...70 об/мин.

3.Исходя из передаточного числа редуктора подбирают электродвигатель с частотой вращения ротора 750, 1000, 1500 или 3000 об/мин.

4.Определяют мощность электродвигателя по формуле.

N T3 n , 9740i

(3.21)

где i - передаточное число редуктора; электродвигателя; - КПД редуктора.

n

-

к

частота вращения ротора

5.Рассчитывают предохранительную кулачковую муфту. Если предполагают изготовление гайковерта с регулируемым моментом, рассчитывают длину винта, по которому перемещается регулировочная гайка муфты.