3.3.1 Определение сил, действующих на фундамент

В станке действуют статические силы. Этими силами являются силы, вызываемые массой станка , массой фундамента и массой обрабатываемой детали .

Н,

Так как в рассчитываемом станке имеется передача, и осуществляется процесс фрезерования, то необходимо также учесть величину окружной силы.

Окружная сила F_окр, Н определяется по формуле:

, (3.27)

где N- мощность электродвигателя, кВт;

V_г - скорость резания, м/с.

Скорость резания V_г, м/с определяется по формуле:

V_г, (3.24)

где d- шлифовального круга, мм;

n - частота вращения шлифовального круга.

Подставляем числовые значения в формулу (3.23) получим:

Подставляем числовые значения в формулу (3.24) получим:

V_г;

Усилие натяжения ремня , Н определяется по формуле:

, (3.25)

Подставляем числовые значения в формулу (3.25) получим:

Н.

Определим динамические силы, вызванные дисбалансом инструмента и приведем их к эквивалентным статическим. При вращательном движении эквивалентная статическая сила , Н определяется по формуле:

, (3.26)

где m- вращающиеся массы (инструмента), кг;

e - эксцентриситет вращающихся масс, м (приложение Ж);

n - частота вращения инструмента, мин^-1;

K_дин-динамический коэффициент (K_дин = 1,5…2)

, (3.27)

Подставляя числовые значения в формулу (3.27) получим:

м

Подставляя числовые значения в формулу (3.26) получим:

3.3.2 Определение размеров фундамента

Допустимое удельное давление подошвы на грунт P, МПа не должно превышать нормативного давления грунта [p], МПа согласно условию:

,

где - коэффициент, учитывающий вид динамического воздействия, устанаваливающего оборудования ().

Определяем массу фундамента m_ф, кг по формуле

, (3.28)

где К_н- коэффициент нагрузки;

К_н = 0,6…1,5 - для оборудования, работающего со статическими нагрузками;

К_н = 2,0…3,0 - для оборудования, работающего с динамическими нагрузками.

Подставляем числовые значения в формулу (3.28) и получим:

кг

Исходя из допустимого давления на грунт Р, определяют основные размеры фундамента. Площадь нижней опорной поверхности F, м² определяется по формуле:

, (3.29)

где - суммарная нагрузка на грунт от масс, кг;

Р - допустимое давление на грунт, МПа.

Суммараня нагрузка определяется по формуле:

, (3.30)

где - сумма вертикальных сил, Н.

Сила натяжения ремня определяется по формуле:

(3.31)

Подставляя числовые значения в формулу (3.31) получим:

Н

Подставляя числовые значения в формулу (3.30) получим:

Подставляя числовые значения в формулу (3.29) получим:

м²

Высота фундамента h, мм определяется по формуле:

, (3.32)

где y- плотность материала фундамента, кг/м³;

Подставляем числовые значения в формулу (3.32) и получим:

м

3.3.3 Расчет фундамента на устойчивость

Моменты устойчивости фундамента относительно ребер aи b М_устa, М_устb соответственно определяются по формулам:

, (3.33)

, (3.34)

Подставляем числовые значения в формулу (3.32) и (3.33) и получим:

Нм;

Нм.

Моменты опрокидывания относительно ребер aи bМ_опра, М_опрb соответственно определяются по формулам:

, (3.35)

, (3.36)

где - суммавсех сил, действующих в направлении подачи, Н;

- сумма всех сил, действующих перпендикулярно направлению подачи, Н.

, (3.37)

где - усилие подачи, Н.

, (3.38)

где - сила трения заготовки о стол станка, Н;

F_сопр- сила сопротивления перемещения заготовки (сила для преодоления касательной силы резания), Н.

Горизонтальная составляющая усилия натяжения ремня F_XHP,определяется по формуле:

, (3.39)

Подставляя числовые значения в формулу (3.39) получим:

Н

Подставляя числовые значения в формулу (3.38) получим:

Н

Подставляя числовые значения в формулу (3.37) получим:

H

Подставляя числовые значения в формулы (3.36) и (3.35) получим:

Коэффициенты запаса против опрокидывания относительно ребер aи b, К_уста и К_устb соответственно определяются по формулам:

; (3.40)

(3.41)

Подставляем числовые значения в формулы (3.40) и (3.41) получим:

;

Устойчивость фундамента против скольжения основания по грунту заключается в определении удерживающей и сдвигающей сил.

Удерживающая сила Р_уд, Н определяется по формуле:

, (3.42)

где f-коэффициент трения подошвы фундамента по грунту.

Принимают f = 0,5 для сухого грунт; f = 0,3 для мокрого грунта и f = 0,2, если имеют место вибрации фундамента.

Подставляем числовые значения в формулу (3.42) и получим:

Н,

Сдвигающая сила Р_сдв, Н определяется по формуле:

, (3.43)

Подставляя числовые значения в формулу (3.41) и получим:

= 1961,9 Н

Коэффициент запаса против сдвига фундамента К_сдв определяется по формуле:

, (3.44)

Подставляяя числовые значения в формулу (3.44) получим:

,

На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что запас устойчивости фундамента против опрокидывания и против скольжения фундамента по грунту обеспечен.

3.3.4 Расчет фундаментных болтов

На фундаментные болты действуют вырывающие и затягивающие силы.

Вырывающие силы Р_выр, Н определяется по формуле:

, (3.45)

где l-расстояние от точки приложения горизонтальных сил до верхней плоскости фундамента, м;

с- расстояние между болтами, м.

Затягивающая сила на болтах Q_зат, Н определяется по формуле:

(3.46)

Внутренний диаметр болта d₀, мм определяется по формуле:

(3.47)

где - допустимое напряжение на разрыв материала фундаментного болта (для стали, обычно принимаемой для болтов = 50 МПа).

Подставляем числовые значения в формулу (3.45) и получим:

Н

Подставляем числовые значения в формулу (3.46) и получим:

Н

Подставляем числовые значения в формулу (3.45) и получим:

мм.

Значение рассчитанного диаметра при вырывной силе = 1162,6 Н, обеспечит высокую надежность и устойчивость станка ТЧПА-3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы для станка СВ-12 былорассчитано следующее:

- суммарное количество ремонтов по видам N(N_к = 0,273, N_cp = 0,273, N_т = 1,096, N_o = 3,014, N_ок = 0,273);

- трудоемкостьслесарных работ Р_сл на ремонт механической части оборудованияР_сл = 128,67;

- трудоемкость станочных работ Р_ст на ремонт механической частиоборудованияР_ст= 50,11;

- трудоемкость слесарных работ Р_э.сл на ремонт электрической части Р_э.ст = 82,53;

- трудоемкость станочных работ Р_э.ст на ремонт электрической частиР_э.ст = 17,69;

- трудоемкость технического обслуживания (таблица 2.3);

- численность рабочих на техническое обслуживания и ремонт по специальностям (таблица 2.4);

- расход материалов на ремонт оборудования за год наработки (таблица 2.6);

- вид и дата ремонта оборудования на следующий календарный год(окончание таблицы 2.7)

- Был спроектирован съемник и рассчитаны его параметры:

- средний диаметр трапецеидальной резьбы винтовой пары 9,188;

- запас устойчивости 4,1;

- Был проведен расчет конструкции домкрата и рассчитаны его параметры:

- КПД = ;

- удельное давление МПа.

- Был проведен расчет фундамента станка СВ-12 и рассчитаны его параметры:

- окружная сила = 256 Н;

- эквивалентная статическая сила = 68710 Н;

- удерживающая сила ;

- сдвигающая сила =1961,9 Н;

- вырывная сила для идеальных условий ;

- внутренний диаметра винта = 12 мм.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Воробьев, А.А. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ: учебное пособие по выполнению курсового проектирования для студентов специальностей 15040 очной формы обучения и направления 151000.62 / А.А. Воробьев, И.Н. Спицын. - Красноярск: СибГТУ, 2011. - 60с.

2 Типовая система технического обслуживания и ремонта метало- и деревообрабатывающего оборудования / Минстанкопром СССР, ЭНИМС; под ред. В.И. Клягина. - М.: Машиностроение, 1988. - 672с.

3 Монтаж и эксплуатация деревообрабатывающего оборудования [Текст]/В.В. Амалицкий [и др.]. - М.: МЛТИ, 1986. - 32 с.

4 Система технического обслуживания и ремонта деревообрабатывающего оборудования / Научно - исследовательский институт информации по машиностроению; под ред. А.В. Николаева. - М.: ВНИИДмаш, 1988. - 88 с.