ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 19.05.2016 106 листов печать (1208379), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Выбор величины рабочего давления при проектировании гидропривода производится в соответствии с нормальным рядом давлений, установленным ГОСТом. При выборе, расчете и проектировании гидроприводов необходимо руководствоваться ГОСТ 15445-67 и МН 3610-625./4/
Из нормального ряда давлений примем рабочее давление Рр = 2,5 МПа, а пробное давление 40 МПа.
Рабочее давление определяет возможный длительный рабочий режим гидропривода, а на пробное давление производится его испытание.
3.3 Расчет основных параметров гидроцилиндра
Определим внутренний диаметр силового гидроцилиндра по формуле, мм:/9/
(3.1)
где − рабочее давление рабочей жидкости, МПа;
− поправочный коэффициент, учитывающий влияние потерь давления в линиях нагнетания и слива, а также трения в уплотнениях штока и поршня гидроцилиндра (
= 1,15…1,30);
Р – тяговое усилие привода.
Принимаем Р = 20000 Н, Кр = 1,3, Pp= 40Мпа
По вычисленному диаметру подберем ближайший нормализованный.
Ближайшим нормализованным размером является диаметр 32 мм./7/ Следовательно, примем D =32мм .
Определяем диаметр штока через коэффициент мультипликации / 21/
(3.2)
где Ψ коэффициент мультипликации Ψ =2,0 при р >5 Мпа
По вычисленному значению диаметра штока, примем ближайший равный 22 мм./7/
С учетом принятых стандартных диаметров D и dш определяют общее действительное давление в гидроцилиндре при отсутствии противодавления в сливной линии по выражению
(3.3)
где S - рабочая площадь поршня, при стандартных диаметрах определяется по выражениям:
- для гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком при подаче жидкости в поршневую полость/21/
(3.4)
- для гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком при подаче жидкости в штоковую полость
(3.5)
С учетом выбранного диаметра цилиндра и штока пересчитывают коэффициент мультипликации:
(3.6)
Рабочее давление pд в гидроцилиндре
(3.7)
где ɳм - коэффициент механического КПД гидроцилиндра (0,93–0,97)
pсл= (0,05–0,10) р
Манжеты для уплотнения штока и поршня (см рисунок 3.5) гидроцилиндра выбираем по ГОСТ 14896-84. (см.таблицу 3.1) /13/
Таблица 3.1-Размер манжет
Обозначение типа размера манжет | Диаметр уплотняемой детали | d1 | d2 | ||
цилиндра D | штока d | номин | пред откл | ||
32×22 | 32 | 22 | 22,3 | 19 | ± 0,5 |
Рисунок 3.5. Манжеты для уплотнения цилиндров диаметром 25-60 мм и штоков диаметром 15-50 мм
В процессе работы силового гидроцилиндра часть рабочего давления затрачивается на преодоление сил трения в конструктивных элементах гидроцилиндра, силы противодавления, динамических нагрузок, возникающих при разгоне и торможении поршня гидроцилиндра.
Поршень должен развивать такое тяговое усилие Р, которое за вычетом сопротивлений должно преодолевать заданную полезную нагрузку./4/
Сила трения манжет о стенку цилиндра, Н.
(3.8)
где − коэффициент трения манжеты о стенку цилиндра (принимается равным 0,15);
− диаметр цилиндра, см;
− высота манжеты (длина прилегания манжеты к стенке цилиндра), см;
− давление в рабочей полости цилиндра, МПа;
− давление вытесняемой жидкости (0.2−0.3 МПа).
Сила трения в сальнике с мягкой набивкой, Н,
(3.9)
где − коэффициент трения мягкой набивки о шток, принимаемый равным 0,2;
− диаметр штока, см;
− длина сальника, см;
− давление в полости цилиндра, прилегающей к уплотнению, МПа.
Для цилиндров с односторонним штоком потери на трение /4/
(3.10)
При расчете сил инерции полагают, что разгон перемещаемых частей происходит с ускорением a, нарастающим пропорционально времени t при коэффициенте пропорциональности к, т.е. a = к t. Следовательно,
Подставив вместо его значение, получим
Откуда
Силы инерции, Н,
(3.11)
где − масса перемещаемых частей, кг;
− наибольшая скорость их движения, м/с (максимальная скорость перемещения, которую могут обеспечить гидроприводы, составляет 1 − 1,5 м/с);
− продолжительность разгона, которая практически находится в пределах 0,05 − 5 с (меньше величины относятся к более легким перемещаемым частям и меньшим скоростям, большие к тяжелым частям и большим скоростям),
Сила на преодоление противодавления в противоположной полости цилиндра, Н,
(3.12)
где − активная площадь поршня в противоположной полости цилиндра, см2;
− давление вытесняемой жидкости, МПа.
Подставит полученные значения величии ,
и
, подсчитанный по формулам (3.6), (3.7), (3.8), в выражение (3.9) и решив его относительно
, получим формулу для расчета тягового усилия:
(3.13)
3.4 Расчет гидроцилиндра на прочность
Прочностными расчетами устанавливают значения толщины стенок гильзы цилиндра δ. Корпус гидроцилиндров изготавливают из стальных поковок и стальных труб. При давлении жидкости выше 20 МПа применяют кованую сталь, при давлении до20 МПа – стальные трубы. Штоки и поршни гидроцилиндров изготавливают из стальных поковок.
Толщину стенки гильзы цилиндра определяют по формуле / 9/
(3.14)
где Ру– условное давление, равное(1,2–1,3)Рд;
μ– коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона);
[σ] – допустимое напряжение на растяжение;
n– коэффициент запаса прочности(при прочностных расчетах при давлениях до30 МПа принимается n= 3).
Значения коэффициентов [σ] и μ принимаются в зависимости от материала цилиндра (см.таблицу 3.2).
Таблица 3.2 – Значение коэффициентов
Материал | Стальное литьё | Легированная сталь | Чугун | Высокопрочный чугун | Бронза |
[σ] МПа | 80-100 | 150-180 | 25 | 40 | 42 |
µ | 0,25-0,30 | 0,25-0,30 | 0 | 0 | 0,25 |
Для расчёта принимаем сталь легированную
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЕДИНОЙ
ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕВИЗИИ
4.1 Эффективность производства и её показатели
Разработка мероприятий по совершенствованию техники и технологии базируется на выявлении «узких мест» в производстве, ликвидация которых обеспечит эффективность производства. Анализируя применяемую технику и технологию ремонта, определяют, где требуются наибольшие затраты труда, времени и средств, и намечают, что необходимо внедрить в технологию ремонта, чтобы снизить затраты, а тем самым увеличить производительность труда./6/
Повышению эффективности производства способствует также четкая организация труда, поиск лучшего обслуживания рабочих мест, внедрение передовых методов труда, улучшение материально – технического снабжения, своевременная подготовка и расстановка рабочих кадров, улучшение условий труда. Одним из важных факторов эффективности производства является режим экономии. В подразделении особое внимание должно быть уделено более полному использованию деталей и узлов, снимаемых с вагонов, качественному использованию оборудования применяемого при ремонте или техническом обслуживании подвижного состава.
Эффективность производства – достижение наивысших результатов при наименьших затратах в результате наиболее рационального использования машин и оборудования, экономии материальных и финансовых ресурсов, устранении непроизводственных потерь и расходов производства. Эффективность производства характеризуется системой показателей, важнейшими из которых являются темпы роста объёма производства за счет роста производительности труда; снижение себестоимости ремонта и технического обслуживания вагонов; экономия от снижения себестоимости; годовой экономический эффект от применения новой техники и прогрессивной технологии; сумма капитальных вложений и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений.
4.2 Режим работы. Расчёт фондов рабочего времени
В настоящее время вагонные участки работают с прерывным технологическим процессом с сохранением баланса рабочего времени, исходя из двухсменной работы при пятидневной рабочей неделе с продолжительностью рабочей смены 8 часов. Таким образом, обеспечивается сохранение суммарной продолжительности рабочего времени одной недели равной 40 часам односменной работы. Для работающих во вредных и тяжелых условиях продолжительность рабочего времени принимается 36 часов в неделю /3/.
Годовой баланс времени работы депо при односменной работе по своей величине будет равен годовому фонду времени одного явочного рабочего с нормальной продолжительностью рабочего дня. Годовой баланс времени работы депо при многосменной работе определяется по формуле /3/:
(4.1)
где - количество календарных дней в текущем году;