Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

И ПРОВЕРКА НА ОПРОКИДЫВАНИЕ

 

Цель работы: Изучение конструкции шестеренных клетей, их принципа работы, и ведение расчета на прочность зубчатого зацепления валка, а так же на опрокидывание клети.

 

Задание: Выполнить расчет на прочность зубчатого зацепления шестеренного

             валка и опрокидывание самой шестеренной клети, если известны сле-

             дующие исходные данные:  - максимальный момент, передавае-

             мый зубчатым зацеплением;  – межцентровое расстояние;  и  -

             длинна и диаметр шейки шестеренного валка;  – расстояние между

             болтами, установленными с одной и другой стороны шестеренной

            клети;  – число фундаментных болтов с одной стороны клети; –

             масса клети. Исходные  данные приведены в таблице 8.2.

 

Теоретическая часть

 

Максимальный крутящий момент, передаваемый зубчатым зацеплением

 

                                                                  ;                                         (8.1)

 

где  - максимальный момент, передаваемый зубчатым зацеплением, Н^.мм;  - коэффициент концентрации нагрузки и качества изготовления.

Как правило, разрушение шестерен происходит из-за контактного выкрашивания, поэтому проверку зацепления проводим по контактной прочности

 

                           ,                              (8.2)

 

где  – межцентровое расстояние, мм;  – ширина шестерни, мм;  - допускаемое напряжение на контактах смятия, для марок сталей 40Х, 60Х2МФ;  – передаточное число.

Ширину  шестерни необходимо выбирать от типа клети (узкие , средние  и широкие ). Тип клети необходимо выбирать самостоятельно.

Проверка зубьев по напряжениям изгиба у основания

 

                                                                                (8.3)

 

где  - коэффициент концентрации, зависящий от изготовления зуба, - при долблении ; при червячном фрезеровании  и при дисковом фрезеровании  (способ изготовления зуба выбрать самостоятельно); - коэффициент формы зуба, при числе зубьев до 29, ; при числе зубьев от 30 до 50, ; при более 50, ;  – число зубьев;  - нормальный модуль зацепления, мм.

Нормальный модуль выбирают в интервале и выбирают его по ГОСТ9563-60 в мм.

Суммарное число зубьев

                                                 ;                                          (8.4) где  - угол наклона зубьев ( ).

Таблица 8.1. Модуль зубчатого зацепления, мм (ГОСТ9563 - 60)

1-й ряд	1.00	1.25	2.00	2.50	3.00	4.00	6.00	8.00	10.00	16.00	20.00	_ _ _ _ _
2-й ряд	1.375	1.75	2.25	2.75	3.50	4.50	7.00	9.00	11.00	14.00	18.00	22.00	_ _

 

Суммарное число зубьев желательно принимать в пределах 36…58.

Допускаемые напряжения изгиба для сталей марок 40Х, 60Х2МФ .

Рис.8.1. К расчету шестеренного валка: а) силы, действующие в шевронном

зубчатом зацеплении; б) направление сил в торцевом сечении.

 

Проверка шестеренного валка на прочность. Угол в торцевом сечении шестерни

;

 

Зная , определим усилие, действующее в зубьях, в этом сечении. Из рис.8.1 находим

                                          ;                                              (8.5)

 

где  - максимальное окружное усилие в зацеплении шестерен.

Значение  можно определить из крутящего момента, передаваемого зацеплением

                                        ;                                                       (8.6)

 

где  - диаметр начальной окружности шестерни, ( ).

Это усилие, направленное под углом  к горизонтали, изгибает шейки шестеренного валка и воспринимается подшипниками. На каждую шейку действует усилие равное

                                           .                                                    (8.7)

 

Максимальное напряжение изгиба в сечении I - I между шейкой и шестеренкой равно

                                           .                                           (8.8)

 

Изгибающий момент в этом сечении будет равен произведению силы , действующей на шейку, на расстояние от оси шейки до опасного сечения I - I. Это расстояние можно принять равным половине длинны шейки шестеренного валка, т.е. , тогда

                                              ;                                        (8.9)

 

где  и  - длинна и диаметр шейки шестеренного валка.

Кроме напряжений изгиба в шейках шестеренных валков возникают так же напряжения кручения. Максимальные напряжения кручения будут в шейке шестерни со стороны двигателя (или редуктора)

 

                                                   ;                                     (8.10)

 

где  - максимальный крутящий момент, передаваемый шейкой двум шестерням от ведущего вала (или редуктора).

Результирующие напряжения в этой шейке от действия изгибающего и крутящего моментов будет равно

 

                                       .                                (8.11)

 

  Расчет шестеренной клети на опрокидывание. Для выбора диаметра болтов крепления шестеренной клети к фундаменту определяется усилия, действующие на болты с одной стороны (см. рис. 8.2)

                                               ;                                         (8.12)

 

где – вес клети,  – расстояние между болтами, установленными с одной и другой стороны шестеренной клети, - опрокидывающий момент, действующий на клеть.

Для того чтобы лапы плитовины не отходили от фундамента, каждый болт надо затянуть с усилием 20…30% больше растягивающего усилия, т.е. усилие в одном болту

  ;          (8.13)                                    

 

где  – число фундаментных болтов с одной стороны клети.

   Диаметр болта определяется из условия прочности

 

          ;            (8.14)

 

где  - допускаемые напряжения материала болта на растяжение.

   Опрокидывающий момент, дейс-твующий на клеть будет равен

 

;     (8.15)

 

Рис.8.3. К расчету шестеренной клети   где  - вращающий момент на верх-           

             на опрокидывание                     нем (неприводном) шестеренном валку,  

                                                                  - вращающий момент на нижнем (приводном) шестеренном валку.

Для определения максимального опрокидывающего момента рассматривается три случая работы клети:

1. Простой процесс прокатки (нормальная работа стана), т.е. , тогда ;

2. Поломан верхний шпиндель, т.е. , тогда  и весь крутящий момент будет предаваться нижним шпинделем ( ) и

3. Поломан нижний шпиндель, т.е. , тогда  и весь крутящий будет передаваться верхним шпинделем ( ) и .

Отчет о работе должен содержать : тему и цель работы, расчетные схемы и расчетную часть со всеми пояснениями; в конце работы необходимо сделать вывод, в котором необходимо указать основные параметры шестеренной клети и выбранные фундаментные болты, которые рассчитывают по максимальному опрокидывающему моменту. Если условия прочности не выполняются, то необходимо предложить решение возникшей проблемы. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы :

1) Объясните принцип работы шестеренной клети.

2) Почему в шестеренной клети передаточное число равно еденице

3) В каких целях используют шестеренную клеть

4) Изобразите кинематическую схему шестеренной клети для двадцативал-кового стана.

 

Таблица 8.2. Исходные данные для выполнения работы

- масса шестеренной клети

Вариант

Вариант

кНм мм мм мм т м - кНм мм мм мм т м - 1 0.8 460 340 320 60 1.5 3 16 1.8 500 360 340 66 1.8 4 2 1.0 460 340 320 32 2.0 3 17 1.9 500 360 340 64 2.6 4 3 1.1 460 340 320 34 1.8 3 18 2.0 500 340 340 72 2.8 4 4 1.2 460 340 320 42 2.2 3 19 2.1 500 340 340 74 1.8 4 5 1.3 460 340 320 64 2.4 3 20 0.6 400 300 280 40 2.0 4 6 1.4 460 320 300 62 2.2 3 21 0.7 400 300 280 40 1.2 4 7 0.9 460 320 300 38 1.8 3 22 0.8 400 300 280 60 1.5 4 8 1.5 460 320 300 68 2.2 3 23 0.9 400 280 280 36 1.2 4 9 1.6 460 320 300 66 2.0 3 24 1.0 400 280 280 38 2.2 4 10 .1.2 460 360 360 58 2.2 3 25 1.1 400 280 260 34 0.8 4 11 1.3 500 360 360 56 2.4 3 26 1.2 400 280 260 38 2.0 4 12 1.4 500 360 360 54 2.0 3 27 1.3 400 280 260 42 1.8 4 13 1.5 500 380 360 40 1.8 3 28 1.4 400 260 260 44 2.0 4 14 1.6 500 380 360 64 2.6 3 29 1.5 400 260 260 64 1.6 4 15 1.7 500 360 340 68 2.4 3 30 1.6 540 400 380 68 1.8 4

 

 

Литература

1. Гулидов И.Н. эксплуатация механического и транспортного оборудования прокатных цехов. – М.: Металлургия, 1991.

2. Вейс А.И. и др. средства огневой зачистки металла. – М.: Металлургия, 1987

3. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. – М.: Металлургия, 1987.

4. Пучкин А.Е. Эксплуатация, техническое оборудование и ремонт гидроприводов металлургического оборудования. – М.: Металлургия, 1991.

5. Плахин В.Д. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. – М.: Металлургия, 1983.

6. Ушаков Н.С. Мостовые и электрические краны. – Л.: Машиностроение, 1988.

7. Целиков А.И. , Полухин Н.И., Гребенин В.М. и др. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. – М.: Металлургия, 1988.

8. Федосов Н.М., Бринза В.Н., Астахов И.Г. – Проектирование прокатных цехов. М.: Металлургия, 1983.

Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. – М.: Металлургия, 1999

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А Технические данные двигателей постоянного тока производства завода «Электротяжмаш»

Типоразмер двигателя	Мощность	Напряжение	Ток	Частота вращения	Момент	Динамический момент инерции	Масса	КПД
	кВт	В	А	мин-1	кН м	103 кг-м2	103 кг	%
П2-18/70-0.315	315	440	925	36	83,6	1,2	25,8	78,2
П2-21/90-4	4000	750	5700	100/250	382	12,5	80,0	93,2
П2-23/85-7,1	7100	930	8120	100/180	678	32,2	102,5	94
П2-23/106-7,1	7100	930	8200	80/125	847,6	38,8	119	94,3
П2-23/170-8	8000	930	9250	50/80	1528	64	215	93,4
П2-24/71-6,3	6300	825	8050	160/315	378	—	81,8	95
П2-25/130-9	9000	930	10200	63/120	1364	77,5	169	94,8
П2-26/150-10	10000	930	11350	50/100	1910	121,2	202	94,7

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Технические данные реверсивных двигателей постоянного тока серии П2 21-25-го габаритов производства ПО ХЭМЗ

Типоразмер двигателя	Мощность	Ток	Частота вращения	Момент	Динамический момент инерции	Масса	КПД
	кВт	А	мин-1	кН м	103 кг-м2	103 кг кг	%
П2-630-215-86	3150	3650	90/150	334,25	13,63	69,4	92,5
П2-630-216-8С	3150	3680	71/125	423,7	16,68	65,4	91,7
ПВ2-630-217-8К	3150	3730	56/100	537,2	19,5	148	91,1
ПВ2-630-217-14К	7100	8075	125/150	542,4	20,05	150	94,3
П2-800-217-8С	3150	3710	56/100	537,2	19,6	107,35	91,1
П2-800-217-14С	7100	8075	125/150	542,4	20,05	108,15	94,3
П2-800-218-8С	3150	3750	45/80	668,5	22,4	125,5	90,1
П2-800-218-14С	7100	8130	90/125	753,4	22,85	127	93,7
П2-800-227-8С	4000	4710	50/100	764	29,8	121	90,9
П2-800-227-14С	8000	9080	100/125	764	30,25	123	94,4
П2-800-228-8С	4000	4830	40/80	955	38,5	146	89,3
П2-800-228-14С	8000	9130	80/125	955	39	148	93,7
П2-800-237-8С	4500	5300	45/90	955	43,8	148	90,9
П2-800-237-14С	9000	10200	90/100	955	47	150	94,5
П2-1000-238-8С	4500	5350	36/71	1193,7	53,8	166	89,8
П2-1000-238-14С	9000	10200	71/100	1210,6	57	168	94,0
П2-1000-247-8С	4500	5280	40/80	1074,4	63	162,5	90,8
П2-1000-247-14С	10000	11380	80/90	1193,7	63,5	164,5	94,5
П2-1000-248-8С	4500	5360	32/63	1343	80,25	189,5	89,9
П2-1000-248-14С	10000	11450	63/90	1515,9	83,45	191,5	93,7
П2-800-253-8С	5000	5720	90/125	530,5	52,5	101	93,7
П2-800-255-8С	5000	5740	63/100	758	60	118	93,2
П2-1000-257-8С	5600	6600	36/71	1485,5	82,3	200	90,7
П2-1000-257-14С	12 500	14200	71/90	1681,3	85,8	203	94,3

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В Технические данные двигателей постоянного тока производства ЛПЭО « Электросила»

Типоразмер двигателя	Мощность	Напряжение	Ток	Частота вращения	Момент	Динамический момент инерции	Масса	КПД
	кВт	В	А	мин-1	кН м	103 кг-м2	103 кг	%
МП4000-32	4000	930	4780	32/80	1193,8	60	190	90
МП6300-63	6300	930	7170	63/80	955	42,5	182	94
МП6300-40	6300	930	7370	40/80	1504	85	195	91,9
МП9000-63	9000	750	8960	50/80	1719	60	у208	93,7
МП 12500-63	12500	930	14150	63/90	1895	125	230	95
МШООО-315	1000	440	2480	315/800	30,3	0,45	13	93,6
МП5600-300	5600	930	6325	300/400	178,3	16	70	95,2
МП7100-125	7100	930	8000	125/250	542,4	42,5	110,6	95,4
2МП2000-315	2 х 1000	440	2 х 2480	315/800	2 х 30,3	0,91	27,2	93,6
ЗМП3000-315	3 х 1000	440	3 х 2480	315/800	3 х 30,3	1,4	39,6	93,3
2МП3200-300	2x1600	465	2 х 3660	300/500	2 х 50,9	2,5	45	93,9
2МП11200-300	2 х 5600	930	2 х 6325	300/500	2x178,3	27,5	116	95,2
2МП14200-200	2x7100	930	2 х 7985	200/400	2x339	60	165	95,6
2МШ4200-125	2x7100	930	2 х 8000	125/250	2x542	95,0	232	95,4
2МШ4200-50	2 х 6300	930	2 х 7280	50/100	2x1203	212,5	316	92,8