Дипломная работа: Модернизация путевой рельсосварочной машины

Статическое сопротивление передвижению Fпер, Н:

2.3.4 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Привод колес тельфера выполнен в виде цилиндрической зубчатой передачи (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 – Кинематическая схема зубчатой передачи

Расчёт параметров зубчатой передачи произведен на ЭВМ в программе APM Trans.

2.3.4.1 Алгоритм расчета основных параметров зубчатой передачи

 Межосевое расстояние [7]:

 ,    (2.37)

где  - численный коэффициент;  - передаточное отношение;  - крутящий момент на валу колеса,  [7]:

 ,                                      (2.38)

где  – коэффициент нагрузки ;  - допускаемое контактное напряжение, ;  - коэффициент ширины венца;  - численный коэффициент [7]:

 ,                                (2.39)

где  - коэффициент, учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями,  [7];  - коэффициент, учитывает неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, симметричное расположение колёс относительно опор,  [7];  - динамический коэффициент.

Ширина колеса [7]:

 .                                                       (2.40)

Ширина шестерни  [7]:

 .                                                        (2.41)

Окружная сила  [7]:

 .                                        (2.42)

 Модуль  [7]:

 ,                                (2.43)

где  – коэффициент нагрузки по изгибу.

Определение числа зубьев шестерни и колеса :

Суммарное число зубьев [7]:

 ,                          (2.44)

где  - угол наклона зуба,  [7].

Полученное значение округляется до ближайшего целого числа.

                                             (2.45)

где  - число зубьев шестерни;  - число зубьев колеса.

Делительные диаметры [7]:

  . (2.46)

Диаметры вершин [7]:

 .            (2.47)

 Диаметры впадин [7]:

 .                                      (2.48)

Рабочее контактное напряжение  [7]:

 .                    (2.49)

Перегрузка недолжна превышать 3%, а недогрузка не более 10%.

 Радиальная сила  [7]:

 . (2.50)

 Осевая сила  [7]:

 .                                   (2.51)

 Рабочее изгибное напряжение  [7]:

 ,                      (2.52)

где  - коэффициент наклона зуба,  [7];  - коэффициент, учитывающий форму зуба; - коэффициент, нагрузки:

 ,                                         (2.53)

где  - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба;  - коэффициент, учитывающий динамику.

Результаты расчёта цилиндрической зубчатой передачи в программе APM Trans сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Результаты расчета цилиндрической зубчатой передачи

3. Проектирование механизма перемещения кран-балки

Цель расчета: подобрать гидроцилиндры перемещения кран-балки, выполнить расчет роликов поддерживающих гидроцилиндры и проушин крепления гидроцилиндров.

Условия расчета:

- кран-балка должна перемещаться на расстояние 2000 мм от своего крайнего положения.

3.1 Выбор гидроцилиндров перемещения кран-балки

3.1.1 Определение сопротивлений передвижению кран-балки

По формуле (2.31) сопротивление от трения в ходовых частях , Н:

По формуле (2.32) сопротивление от уклона пути , Н:

 .

По формуле (2.35) распределенная нагрузка на единицу площади металлоконструкции pK, Па:

По формуле (2.35) распределенная нагрузка на единицу площади металлоконструкции pГ, Па:

По формуле (2.34) сопротивление от ветровой нагрузки на металлоконструкцию FК ,Н:

По формуле (2.36) сопротивление от ветровой нагрузки на металлоконструкцию FГ ,Н:

По формуле (2.33) сопротивление от ветровой нагрузки FВ, Н:

По формуле (2.30) статическое сопротивление передвижению Fпер, Н:

Диаметр гидроцилиндра D, м [8]:

  (3.1)

где Fшт – сила на штоке гидроцилиндра, Н; рном – номинальное давление в гидросистеме, рном=16 МПа; hцгм – КПД гидроцилиндра гидромеханический, hцгм=0,97.

Диаметр гидроцилиндра D, м:

Так как расчетный диаметр гидроцилиндра получился слишком мал, ввиду незначительных сил сопротивлений на перемещение кран- балки, то выбираем гидроцилиндр исходя из условия, что необходимо перемещать поперечную кран-балку на расстояние 2000 мм от ее крайнего положения.

Приняты 4 гидроцилиндра ГЦ01- 90x50x1120.

3.2 Проектирование поддерживающих роликов гидроцилиндров

Гидроцилиндры механизма перемещения поперечной кран-балки подвешиваются под ездовой балкой, так как два соединенных между собой гидроцилиндра имеют длину 2240 мм, то для исключения провисания гидроцилиндры подвешиваются на поддерживающие ролики.

3.2.1 Выбор поддерживающих роликов

По формуле (2.19) максимальная статическая нагрузка на ходовые колеса Fmax, кН:

Принят диаметр поддерживающих роликов D=100 мм.

По формуле (2.25) усредненная скорость передвижения ролика uС, м/с:

По формуле (2.24) полное число оборотов колеса за срок службы NС , об:

По формуле (2.23) приведенное число оборотов за срок службы N, об:

По формуле (2.22) допускаемое напряжение при приведенном числе оборотов N за срок службы [sN], МПа:

По формуле (2.21) рабочая ширина полки двутавра b, м:

Коэффициент динамичности KД :

По формуле (2.20) напряжения смятия при линейном контакте s, МПа:

.

Условие выполняется, принимаем диаметр ходовых колес тельфера D=100мм.

3.2.2 Выбор подшипников качения поддерживающих роликов

Предварительно принят шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный №1205 ГОСТ 5720 с параметрами  С=12,1 кН; С0=4,0 кН.

Из отношения  определен коэффициент осевого нагружения e.

e=0,37.

Определено отношение , где V - кинематический коэффициент, V=1.

По формуле (2.28) приведенная эквивалентная нагрузка P, кН:

По формуле (2.29) ресурс выбранного подшипника Lh, ч:

По формуле (2.27) расчетный ресурс L, млн.об:

По формуле (2.26) динамическая грузоподъемность подшипника С, кН

Окончательно принят шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный №1204 ГОСТ 5720 с параметрами  С=9,95 кН; С0=3,18.

Для нижнего ролика принят шарикоподшипник радиальный однорядный №204 ГОСТ 8338 с параметрами  С=12,7 кН; С0=6,2.

4 Определение стоимости модернизации машины ПРСМ

Основным обобщающим показателем, определяющим эффек­тивность внедрения новой техники и технологий, является эко­номический эффект, в котором находят отражение все показате­ли, характеризующие новую разработку.

Годовой экономиче­ский эффект определяется по формуле:

 ЭГ=РГ - ЗГ , (4.1)

где РГ — результаты от внедрения новой (модернизированной) техники за расчетный год, тыс. р.; ЗГ — затраты на эксплуатацию техники за расчетный год, тыс. р.

Результаты от внедрения техники, как базовой, так и новой, определяются по зависимости:

 РГ = ВГ ЦЕД , (4.2)

где ВГ — годовой объем работ, выполненных с помощью базовой или новой (модернизированной) техники, ед./год; ЦЕД — цена единицы продукции, р./ед.

Годовой объем работ, выполненных с помощью базовой или новой (модернизированной) техники, определяется по формуле:

 ВГ = вЭ к ТГ, (4.3)

где вЭ — эксплуатационная часовая производительность техники, ед./маш.-ч;

 к — коэффициент, учитывающий непредвиденные внутрисменные простои по организационным причинам, к = 0,75; ТГ — годовой фонд времени работы техники, маш.-ч/год.

 ед./год.

Цена единицы продукции определяется по формуле:

 ЦЕД = СЕД (1 + НР)(1 + ПН) , (4.4)

где СЕД — себестоимость единицы продукции, р./ед.; НР — норма накладных расходов, НР =30 %; ПН — норма плановых накоплений по согласованию с заказчиком, ПН =35 %.

Себестоимость единицы продукции, вырабатываемой с по­мощью базовой или новой (модернизированной) техники, опре­деляется по формуле:

 СЕД = СМ-Ч / вЭ ,  (4.5)

где СМ-Ч — себестоимость одного машино-часа работы машины, р./маш.-ч.

 СМ-Ч = ЗПЛ + ЗРЕМ + ЗР.М. + ЗЭЛ + ЗН.Р + ЗАМ , (4.6)

где ЗПЛ — затраты на заработную плату экипажа машин, р./ч; ЗРЕМ — затраты на заработную плату ремонтных рабочих, р./ч; ЗР.М. — затраты на техническое обслуживание и ремонт машины, р./ч; ЗЭЛ — затраты на ГСМ, р./ч; ЗН.Р — накладные расходы в со­ставе себестоимости, р./ч; ЗАМ – затраты на амортизацию.

 ЗПЛ = СтЧ КР КПР КНАЧ , (4.7)

здесь СтЧ — тарифная часовая ставка рабочего определенного разряда, р./ч; КР – районный коэффициент; КПР – коэффициент премирования, КПР=1,25… 1,75; КНАЧ – коэффициент, учитывающий начисления на заработную плату, КНАЧ = 1,356.

 р./ч.

 ЗРЕМ = СтЧ КР КПР КНАЧ РУД , (4.8)

где РУД – удельная трудоемкость ТО и Р, РУД = 0,4р./маш.-ч.

 р./ч.

 ЗР,М, = ЗРЕМ КПЕР-РМ , (4.9)

где КПЕР-РМ — коэффициент перехода от заработной платы ре­монтников к стоимости ремонтных материалов, КПЕР-РМ = 2.

 р./ч.

 ЗГСМ = WГСМ ЦГСМ , (4.10)

где WГСМ — расход дизельного топлива, WГСМ = 51 л/ч; ЦГСМ — стоимость дизельного топлива, ЦГСМ = 16,4 руб./литр.

 р./ч.

 ЗНР = ЗПЛ ННР , (4.11)

где ННР — норматив накладных расходов, ННР =0,27…0,3.

  р./ч.

 ЗАМ = , (4.12)

где НА — норма амортизации; Ц — стоимость машины.

 НА =  100% (4.13)

где ТСЛ — срок службы установки, ТСЛ = 20 лет.

НА =  100% = 5%

 Ц = ЦБ ± ΔК, (4.14)

где ЦБ — стоимость новой машины, ЦБ = 15 млн.р.

Затраты на разработку и эксплуатацию техники рассчитываются по формуле:

 ЗГ = И + ЕН К , (4.15)

где И— годовые текущие затраты, р.; ЕН — нормативный коэф­фициент эффективности капиталовложений, ЕН =0,12…0,15; К или ΔК — капитальные затраты, связанные с созданием новой тех­ники или ее модернизацией, р.

 И = СМ-Ч ТГ , (4.16)

Капитальные затраты К или ΔК определяются по калькуляции затрат на модернизацию новой техники по сле­дующим статьям затрат: материалы, покупные комплектующие изделия, основная заработная плата производственных рабочих, дополнительная заработная плата производственных рабочих, накладные расходы, прибыль.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5