147388 (594347), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

На рисунке 3.6 изображена схема сил действующих на балку в крайнем положении.

Рисунок 3.6 – Схема сил, действующих на балку в крайнем положении.

Необходимо определить реакцию А действующую на ось в опасном сечении, так называемую перерезывающую силу.

Чтобы определить реакцию А необходимо составить уравнение моментов относительно точки В.

М (В) Q · ( а + б ) - А · б = 0(3.19)

А= Р · ( а + б ) / б.

А = (100 · (1,15 + 0,12))/0,12 = 1058,3 Н.

Определим напряжение среза оси ролика.

Напряжение среза определяется по формуле:

τ_ср = Q / F,(3.20)

где Q – действующая внешняя нагрузка, Н;

F – площадь сечения среза, м².

F = π ∙ d² / 4 ,(3.21)

где d – диаметр среза.

По конструктивным соображениям принимаем ось диаметром 12 мм.

F = 3,14 · 0,012² / 4 =113 · 10^-6 м².

В конструкции необходимо 4 оси, поэтому полученное значение необходимо увеличить в 4 раза.

F = 113 · 10^-6 ·4 = 452 ·10^-6 м².

τ_ср = 1058,3 / 452 ·10^-6 = 2,34 МПа.

Условие прочности на срез [4];

τ_ср = А / F ≤ [τ_ср],(3.22)

где [τ_ср] - максимальное допускаемое напряжение на срез, МПа

[τ_ср] = (0,2…0,3) [σ_т],(3.23)

где [σ_т] – предел текучести стали.

Для изготовления оси выбираем сталь 25, [σ_т] = 290 МПа

тогда, [τ_ср] = 0,2 · 290 = 58 МПа

2,34 МПа < 58 МПа.

Условие прочности на срез выполняется.

3.4.4 Расчет ушка на отрыв и сдвиг

Ушко находится в точке С (рисунок 3.4). Сначала рассчитаем ушко на отрыв. Необходимо выполнение условия:

(3.24)

где [σ] – допускаемое напряжение, МПа, [σ] = 120 МПа;

F – площадь поперечного сечения ушка, м².

Площадь поперечного сечения ушка найдем по формуле:

(3.25)

где d – диаметр ушка, м².

Условие на прочность выполняется.

Рассчитываем ушко на сдвиг. Необходимо выполнение условия:

(3.26)

где – допускаемое напряжение, МПа, = 60 МПа;

F – площадь поперечного сечения ушка, м².

Площадь поперечного сечения ушка найдем по формуле:

(3.27)

где d – диаметр ушка, м².

Условие на сдвиг выполняется.

3.4.5 Расчет оси обоймы на срез и смятие

Рассчитаем на срез оси обойм поворотной трапеции.

Расчет производим аналогично произведённому ранее расчету осей тележки.

На рисунке 3.7 представлена схема расположения сил, действующих на оси.

Рисунок 3.7 - Схема сил, действующих на оси.

На оси действуют разнонаправленные перерезывающие силы F1 и F2, причем F1 = - F2.

Сила, действующая на верхнюю ось

F1 = ((Q / 2) · L1) / h,(3.28)

где, Q - приложенная к воронке сила, Н;

L1 – расстояние от точки приложения силы до центра оси, м;

h – расстояние между осями, м.

F1 = (( 100 / 2) · 0,986 ) / 0,1 = 493 Н

Напряжение среза определим по формуле

τ_ср = F1 / F,

где, F – площадь опасного сечения, м

Так как ось имеет два опасных сечения, в знаменателе ставим две площади оси.

τ_ср = 493 / 2 · 113 · 10^-6 = 2,18 МПа

2,18 МПа < 60 МПа

Условие прочности на срез выполняется.

3.4.6 Расчет наиболее нагруженного сварного соединения пластина – втулка рисунок 3.8.

Рисунок 3.8 - Схема сил действующих в сварном соединении пластина – оси.

На данное стыковое соединение действует изгибающий момент М и силы F1и F2.

Так как шов стыковой условие прочности

М / W+ F1/ F ≤ (3.29)

где М - изгибающий момент, Н м;

W – момент сопротивления шва, м³;

F1- продольная сила, Н;

F – площадь сечения свариваемого участка, м²;

- максимально допустимое напряжение растяжения, МПа.

Момент сопротивления шва;

W = а · б³ / 16,(3.30)

где, а и б – соответственно толщина и ширина привариваемой пластины, м.

W = 0,02 · 0,133³ / 16 = 2,94 · 10^-6 м³

Изгибающий момент М

М = 1,15 · 100 = 115 Н м

Продольная сила

F1 = М / в ,

F1 = 115 / 0,133 =865 Н

Площадь сечения свариваемого участка

F = 0,133 · 0,02 = 2660 · 10^-6 м²

39,1 + 0,33 = 39,43 МПа

39,43 МПа ≤ 120 МПа

Условие прочности выполняется.

3.5 Технико - экономическая оценка конструкторской разработки

3.5.1 Расчет стоимости конструкции

Затраты на изготовление устройства для слива масла:

С_т = С_д + С_п + С_зп +С_н +С_р, (3.31)

где С_д– затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках, руб.;

С_п – стоимость покупных материалов, руб.;

С_зп – затраты на заработную плату рабочим, занятым на сборке конструкции, руб.;

С_н – накладные расходы, руб.;

С_р– затраты на установку желоба и бака, руб.

Стоимость материалов необходимых на изготовление конструкции:

С_р = ∑ Q_i C_кгi (3.32)

где Q_i – масса какого-либо материала, требуемого для изготовления устройства, кг;

С_кг – стоимость i-го материала за 1 кг, руб./ кг.

Ниже приведена таблица 3.1 стоимости материала необходимого для изготовления конструкции.

Таблица 3.1 - Стоимость материалов необходимых для изготовления устройства.

С_р=38,3+6,2+13,6+39,7+55,8+9,8+32,8+88,4+26,2+223,6+99,3+2842+622+ +275,1+203,7+378,8=4955,3 руб.

Затраты на изготовление деталей на металлорежущих станках:

С_д = С_пол + С_мз, (3.33)

где С_пол– полная зарплата рабочих, занятых изготовлением деталей на станках, руб.;

С_мз– стоимость материалов заготовок, руб.

Полная заработная плата состоит из основной, дополнительной заработной платы и заработной платы, начисленной по социальной строке.

С_пол= С_осн+ С_доп+ С_соц, (3.34)

где С_осн– основная зарплата рабочих, руб.;

С_доп – дополнительная зарплата рабочих, руб.;

С_соц – начисление по соцстроке, руб.

Основная зарплата,

С_осн = П ∙ Т_{ш.к .}∙ С₄ ∙ К_д, (3.35)

где Т_ш.к.– штучно - калькуляционное время, ч;

С₄ – часовая тарифная ставка по среднему разряду, руб./ ч.

К_д – коэффициент, учитывающий доплаты к основной зарплате, (К_д= 1,025).

П – число деталей в партии

Значение Т_ш.к. находят по формуле:

Т_{ш. к.}= Т_п/з + Т_шт, (3.36)

где Т_пз – подготовительно-заключительное время, ч;

Т_шт – штучное время, ч;

Т_{ш. к} = 4,36 + 18,4 = 22,76 ч

Тогда основная зарплата, руб.

С_осн= 1∙ 22,76∙ 29,7 ∙ 1,025 = 692,8 руб.

Дополнительная зарплата, руб.

С_доп.= 0,2 ∙ С_осн , (3.37)

где С_осн – основная зарплата, руб.

С_доп= 0,2 ∙ 692,8 = 138,5 руб.

Полная заработная плата:

С_пол= 692,8 + 138,5 + 72,2 = 903,6 руб.

Стоимость материалов заготовок

С_м.з.= m ∙ Ц, (3.38)

где Ц - средняя цена 1 кг заготовок, руб.;

m - общая масса заготовок, кг.

С_м.з.= 12,47 · 34,58 = 431,2 руб.

Тогда затраты на изготовление деталей на станках:

С_д = 903,6+ 431,2 = 1334,8руб.

Характеристики

Список файлов ВКР