Антиплагиат Ведерников (1192228), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Такв скреплении типа КБ при отвинчивании и завинчивании приходится преодолевать различные по своей графической конфигурации моменты сопротивления. На рисунке 2.1 представленыграфики сопротивления гайки при завинчивании и отвинчивании, как, где ( - угол поворота гайки.При завинчивании гайки клеммного болта наблюдаются следующие характерные участки сопротивления: участок графика D-E - работа затрачивается на преодоление сопротивлениятрансмиссии и сопротивления в резьбе без нагрузки; участок E-F - 1 происходит сжатие пружинной шайбы до момента соприкосновения витков; участок F-G - сопротивлениезавинчиванию растет, происходит деформация витков шайбы (ограничение по крутящему моменту составляет 200 Нм).Анализ составляющих сопротивления вращению гайки показывает, что активные факторы не зависят от направления вращения и их величина определяется независимо от того,завинчивается или отвинчивается гайка. 1 Однако наблюдения говорят о том, что 1 при отвинчивании в первоначальный момент (момент «срыва» резьбового соединения)сопротивление отвинчиванию при наличии упругой шайбы значительно превышает момент затяжки этого же соединения.
1 Фактором, вызывающим это является, как сопротивлениерезанию торца гайки и верхней плоскости клеммы острыми кромками упругой шайбы ( 1 рисунок 2.2), так и совместная коррозия (“прикипание”) и загрязненность элементов скреплений.Так как за исключением 1 указанных факторов процесс отвинчивания зеркален процессу завинчивания, то линия А-В-С-D графика зеркально соответствует графику завинчивания. 1Линия А*-В соответствует дополнительному сопротивлению.Как видно из графиков наибольший момент необходимо приложить при отвинчивании гайки. Который составляет порядка 400 Нм. Этот момент необходимо приложить при поворотегайки на угол порядка 600…900 после чего момент сопротивления гайки отвинчиванию снижается в два и более раза.В отличие от скрепления типа КБ для скрепления типа ЖБР и ЖБРШ, у которых отсутствует пружинная шайба, соответствующие графики носят линейный характер.
При завинчиваниимомент сопротивления возрастает от ноля и ограничивается соответствующим моментом завинчивания – 180-200 Нм у скрепления типа ЖБР, 200-220 Нм у скрепления типа ЖБРШ.При отвинчивании может наблюдаться превышение первоначального момента сопротивления в отличие от нормативного в силу факторов характерных, как и для скрепления типа КБ заисключением сопротивления от режущего контакта гайки и шайбы.Двигатель вращательного действия и редуцирующее устройство являются традиционным исполнением рабочих органов для отвинчивания и завинчивания элементов скрепленийжелезнодорожного пути.
В качестве двигателя используются электродвигатели и гидромоторы, в качестве редуцирующего устройства – одно- или многоступенчатые редукторы спостоянным зацеплением (рисунок 2.3).Выбор двигателя должен однозначно производиться по максимальному крутящему моменту и требуемой интенсивности обработки скреплений. Для обеспечения требуемойпроизводительности частота вращения рабочего органа (шпинделя) у существующих гайковертных машин составляет порядка 500 об/мин. При этом максимальный крутящий моментдля отвинчивания одной гайки должен быть приложен не менее 400 Нм (40 кгм).
Необходимая мощность при этих условиях найдем какN=M(n/(975((), кВт (2.1)где М=40 кгм – максимальный крутящий момент на выходном валу;n=500 об/мин – частота вращения выходного вала,(=0,95 - к.п.д. передачиN= 40(500/(975(0,95) = 21,6 кВт.При использовании электрического двигателя, учитывая возможность реализовать им максимальный пусковой момент с коэффициентом, требуемый электродвигатель на одиншпиндель должен иметь мощность не менее кВт.Гидравлический двигатель не обладает свойством превышения номинального крутящего момента при пуске, если не применить соответствующую регулирующую аппаратуру, поэтомупри его применении необходимо подвести к нему всю требуемую мощность.
Определим требуемый расход Q из формулы мощности гидромотора N=Q((P((/612 при давлении вгидросистеме 100…250 кг/см2 и к.п.д (=0,9:Q = N(612/(P((=21,6(612/((100…250)(0,9)=147…59 л/мин.При расчете объема гидробака исходят из условия, что минимальный объем должен быть не менее 1,5-минутной производительности всех используемых насосов при условии ихкратковременной работы. При продолжительной работе и отсутствии разгрузки гидросистемы рабочий объем гидробака должен быть не менее 2,5-3 минутной производительностинасоса.
При использовании для вращения шпинделей гидромоторов емкость бака по принятым в расчете средним значениям составит более 1000 литров. Использование такогогидробака в агрегате конструктивно невозможно.В предыдущей главе отмечены три недостатка работы машины 1 ПМГ, выявленные в ходе ее эксплуатации: большой износ обрабатываемых гаек и торцевых ключей машины;высокий разброс осевого усилия в резьбе и низкая временная стабильность противоугонного усилия завинченных клеммных соединений.В 1 принятом в качестве аналога гайковерте конструкции ОКБ “Путевые машины” принцип работы отвинчивающего мотор-редуктора следующий (рисунок 2.4).Каждый мотор-редуктор, приводящий одновременно два шпинделя, содержит параллельно расположенные два ведомых вала 1 и 2, которые сочленены с приводным электродвигателем 3зубчатыми передачами, а со шпинделями 4 шарнирными соединениями 5 для возможности описывания каждым шпинделем некоего центрального угла с точкой закрепления в шарнире,что позволяет торцовому ключу 6 описывать окружность с радиусом, описывающем разброс положения гайки от ее номинального расположения.Торцовые ключи 6 на шпинделях смонтированы на шлицах для своего продольно-вертикального перемещения силовым гидроцилиндром 7, причем гидроцилиндр через траверсу 8перемещает сразу два торцовых ключа 6 двух рядом размещенных шпинделей.На валу электродвигателя жестко посажена шестерня 9, а на валах редуктора свободно посажены на шарикоподшипниках 10 зубчатые шестерни 11 и 12 для передачи вращения ведомымвалам через кулачковые муфты 13 и 14, жестко посаженные на них.
Шестерни 11 и 12 снабжены кулачками и относительно кулачковых муфт 13 и 14 имеют свободные хода, каждый разнойвеличины (( и (), что позволяет максимально разогнаться электродвигателю перед срывом с места каждой гайки и полностью использовать его маховой момент.После отвинчивания обеих гаек и остановки электродвигателя 3 шестерни 11, 12 и кулачковые муфты 13, 14 устанавливаются в исходное положение пружинами кручения 15.При такой конструкции мотор-редуктора с приводом двух шпинделей одновременно для обеспечения заданного рабочего цикла частота вращения каждого выходного вала должнаприближенно составлять 550 об/мин.
При этом крутящий момент для отвинчивания одной гайки должен быть не менее 25 кг(м. К.п.д. передачи принималась 0,95.Тогда необходимая мощность электродвигателя рассчитывалась какN = M( n / (975(() = 25(550 / (975(0,95) = 14,8 кВт.Этим условиям соответствует электродвигатель MTKF 112-6, который при ПВ=40% имеет мощность 5,0 кВт и коэффициент перегрузки 3,0. Общее количество электродвигателей приводашпинделей составляло 4 шт.Далее возникала задача определения углов ( и ( свободного хода каждой кулачковой муфты из условия получения равной частоты вращения электродвигателя при начале работы каждогошпинделя.На рисунке 2.5 представлены графики частоты вращения электродвигателя ( и величины его нагружения М в зависимости от угла поворота ротора при отвинчивании двух гаек с учетомповышенного сопротивления при их срыве и уменьшения усилия двухвитковой пружинной шайбы.Рисунок 2.5 - Графики частоты вращения электродвигателя ивеличины его нагружения в зависимости от угла поворота ротораНа графике углу ( соответствует ( 2, а углу ( - ( 5.
Конструктивно, из учета толщины кулачков, угол ( не может превышать величины 300(, поэтому задача сводится к определению угла ( 2, приэтом: ( 2= ((и, где и = 1,63 - передаточное число редуктора.При условии равенства ( 2 и ( 5, угол ( 2 определился равным 3,4 рад, при этом:(=( 2(360(/ (и(2()=3,4(360(/(1,63(2()=119,5(.Конструктивно угол был принят (=120(.Испытания такого мотор-редуктора показали его эффективность. Однако, как было указано в предыдущем разделе, он предназначен только для отвинчивания гаек и только скреплениятипа КБ, хотя в настоящее время на сети дорог также весьма распространенным скреплением является ЖБР, а также ЖБРШ.То есть гайковерт должен быть приспособлен для возможности не только отвинчивания, но и завинчивания и дотяжки гаек скрепления КБ и ЖБР, а также шурупов скрепления типа ЖБР65Ш.Для этого необходимо рассмотреть возможную конструкцию нового мотор-редуктора для условий отвинчивания, завинчивания и дотяжки элементов скреплений.Предлагаемый в данной дипломной работе вариант мотор-редуктора (рисунок 2.6) позволяет реализовать требуемые операции отвинчивания и завинчивания, а также подтягивания приминимальной энергоемкости, адекватно соответствуя требуемому графическому характеру преодолеваемых сопротивлений.Каждый мотор-редуктор состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, двух параллельно расположенных валов (ведущего вала 3 и ведомого вала 4) со свободно вращающимися наподшипниках 5 на валах шестернями 6 и 7 и с жестко посаженными кулачковыми втулками 8 и 9.
Валы 3 и 4 установлены в корпусе на подшипниках 10.Вал электродвигателя жестко соединен с ведущим валом 3 посредством муфты 11. Шестерни 6 и 7 снабжены кулачками 12 и 13 и относительно кулачковых втулок 8 и 9 имеют свободныехода.После отвинчивания или завинчивания гаек (шурупов) и остановки электродвигателя 2 шестерни 6, 7 и кулачковые втулки 8, 9 устанавливаются в исходное положение пружинамикручения 14 и 15.При отвинчивании гаек (шурупов) (рисунок 2.7, стадия 1) вращение от приводного электродвигателя 2 через ведущий вал 3, кулачковую втулку 8 и кулачек 12 передается шестерням 6 и 7.Рисунок 2.6 - Вариант мотор-редуктораРисунок 2.7 - Стадии операции отвинчиванияШестерня 7 начинает свободно проворачиваться вокруг ведомого вала 4, нагружая пружину кручения 15, так как ведомый вал не вращается, испытывая сопротивление вращению отгайки через шпиндель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
