Расчет мощности холостого хода и КПД привода

Определение расчетных нагрузок

Пружинные разрезные кольца

Пружинные разрезные кольца (см.прил.4.13.) по ГОСТ 13942-68 и ГОСТ 13943-68 применяются для осевого закрепление различных деталей на валах и в корпусах. Особенно часто они используются для закрепления подшипников качения, в частности радиальных шарикоподшипников.

Кольца устанавливаются в канавки, выполненные на валах или в отверстиях корпусов. Кольца имеют отверстия под цилиндрические концы острогубцев (см. прил.4.13, в), с помощью которых они разжимаются или сжимаются при установке в канавки и демонтаже.

При использовании колец необходимо учитывать, что они могут воспринимать весьма ограниченные осевые нагрузки, например, силу тяжести деталей на вертикальных валах.

Нецелесообразно устанавливать кольца в нагруженной части вала, например, посередине вала, поскольку канавка под кольцо сильно снижает прочность вала.

Так как кольца выступают из канавки на небольшую величину, то у деталей, упирающихся в кольца, необходимо делать фаски минимальной величины.

Размеры, определяющие положение канавок под кольца, рассчитываются методами расчёта размерных цепей. Толщина колец приведена в табл.5.1.

Таблица 5.1.

Толщина пружинных разрезных колец

Диаметр вала, мм	Толщина кольца, мм	Диаметр отверстия, мм	Толщина кольца, мм
16 – 32 35 – 45 50 – 60 65 – 85 90 – 100	1,1 1,6 2,5 2,8	24 – 37 40 – 75 80 – 100 105 – 145 150 – 170	1,1 1,6 2,5 2,8

Для крепления подшипников с канавками на наружном кольце применяют кольца, изображенные в прил. 4.13., б. Под такие кольца стандартизированы только размеры канавок, сами кольца проектируется как оригинальные детали.

Примеры использования колец для крепления подшипников приведены в прил.4.14.

Разработав (эскизно) конструкцию КС, можно вычислить расчетные нагрузки, необходимые для проверки прочности элементов привода. Для этого предварительно определим КПД привода.

Мощность холостого хода N_ХХ на данной ступени скорости определяется по приближенной зависимости

[кВт],

где:

k=30…50 – коэффициент, зависящий от качества изготовления и вязкости масла;

d_СР – средний диаметр шеек под подшипник всех валов, кроме шпинделя, см;

d_Ш – диаметр шеек шпинделя, см;

ån_i – сумма частот вращения всех валов, кроме шпинделя, мин^-1;

n_Ш – частота вращения шпинделя, мин^-1;

k_Ш – коэффициент, зависящий от типа шпиндельных опор; для опор качения k_Ш=1,5.

При курсовом проектировании потери холостого хода определяем для максимальной частоты вращения шпинделя и в расчетной точке.

При максимальной частоте вращения шпинделя n_max=4000 мин^-1 с учетом уточненных величин передаточных отношений найдем частоты вращения валов I и II (см. рис. 3.2. и п.4.2.)

;

.

Из конструкции диаметры валов d_СР=6см, d_Ш=10см.

Тогда

.

Для расчетной точки (соответствующей номинальной частоте вращения двигателя и низшему диапазону регулирования, когда мощность и момент на шпинделе имеют максимальные величины, см. п.3, рис.3.2 и 3.3) – частоты вращения валов составят

n₁= =950мин^-1;

n₂= n₁ i₁=950×0,625=593мин^-1;

n_ш= n₁ i₁ i₂=950×0,625×0,317=189мин^-1.

Тогда

.

Коэффициент полезного действия h на данной ступени скорости определяется по формуле

где: N - мощность двигателя на данной ступени скорости

h _м– нагрузочный КПД муфты h _м=0,95…1,0;

h _зп– нагрузочный КПД зубчатой передачи; для высокоточных закрытых передач главных приводов h _зп=0,99;

h _пк– нагрузочный КПД подшипников; h _пк=0,995;

a, b – количество зубчатых передач и подшипников, работающих на данной ступени скорости – а=2, b=11.

При максимальной частоте вращения

h ⁴⁰⁰⁰= .

Для расчетной точки

h ^р= .

В дипломном проекте следует определить значения КПД для всего ряда частот вращения шпинделя и корректировать реализуемые нагрузочные характеристики (рис.3.3) с учетом уточненных величин передаточных отношений и КПД. Это необходимо для указания в технической характеристике станка эффективной мощности и крутящего момента при каждой частоте вращения шпинделя.

Дата добавления: 2014-12-07