Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Курсовая работа

Механические вибраторы строительных и дорожных машин

1 Задание на проектирование

Спроектировать виброблок с дискретно-регулируемой (от min до max) возбуждающей (возмущающей) силой, имеющей следующие параметры:

1.1 Максимальная возбуждающая сила Pmax=4000 H =4 kH

1.2 Конструктивная схема виброблока № Г

1.3 Тип корпуса подшипника виброблока Ц

1.4 Форма дебалансного элемента № 6

1.5 Привод виброблока – асинхронный электродвигатель. Синхронная

частота вращения ротора электродвигателя 3000 об/мин

1.6 Частота вращения дебалансного вала виброблока n=2000об/мин

1.7 Глубина регулирования возмущающей силы виброблока Грег=80%

Грег= Pmin=Pmax(1-Грег)=4(1-0.80)=0.8 kH

1.8      Время необходимое для изменения (регулирования)возмущающей силы виброблока не менее 5 минут

1.9      Дебалансный вал виброблока должен быть закрыт быстросъемным защитным кожухом

1.10    Опоры дебалансного вала расположить на общей соединительной пластине, предназначенной для крепления виброблока на объекте использования

2 Принципиальная схема и расчет элемента виброблока

Форма дебалансного виброблока

Принципиальная схема элемента виброблока

2 Расчеты

2.1 Выбор материала деталей. Вал виброблока и дебалансный элемент выполняем из стали 45.

2.2      Определить размеры поперечного сечения вала виброблока

Fвал=πd2/4=РmaxnE/[Tср] – площадь сечения вала

nE –суммарный коэффициент запаса прочности (nE2.5)

[Tср]–допускаемые напряжения при срезе [Tср] <65МПа=650 ктс/см2

Fвал=4000·2.5/65·106=0.0001538 м2 =1.538 см2

Диаметр расчетного сечения d== 1,4см = 14 мм

2.3      Выбрать подшипники качения опор виброблока из расчета³3000часов непрерывной работы.

Ln-долговечность работы подшипника Ln=106/60n(c/Rэ) γ

n-число оборотов вала виброблока (n=2000об/мин)

Rэ - эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник, которая в первом приближении Rэ =(1…1,5)Рmax=1.2·4000=4800 Н

γ-показатель степени (γ=3 для шариковых подшипников)

с- табличная грузоподъемность подшипника.

В результате подбора удовлетворяющим условию оказывается подшипник 1311, средняя серия:

2.4 Определить мощность приводного электрического двигателя

N= kн.п*fРmax πdкn/η , [Вт]

kн.п = (1÷1,5) – коэффициент неучтенных потерь, f = 0,01 – коэф. трения качения, dк –диаметр отверстия внутреннего кольца (d=0.055 м; η=0.94; π=3.14; Pmax=4000 H; n=2000об/мин=50об/с)

N=0.01*4000*3.14*0.055*50/0.94=294 Вт=0.294 кВт

Возьмем электродвигатель асинхронный трехфазной серии 4А с синхронной частотой вращения 3000 об/мин

4А63А2У N=0.37 кВт n=2770 об/мин

2.5 Спроектировать дебалансный элемент, имеющий, при данной форме и размерах, максимальную величину радиальной координаты центра масс. При проектировании считаем Rd/d03,

где d0- диаметр вала в месте установки дебаланса

d0=65 мм Rd=75 мм

Координату центра масс определяем с помощью подвеса натуральной модели дебаланса на оси, не совпадающей с центром масс: Rц=12мм

2.6      Спроектируем опоры качения виброблока, состоящие из корпуса подшипника и уплотнительных устройств. ............