1.
Задание на проектирование.
Масса падающих частей молота:
G
0
= 50 кг.
Скорость падающих частей молота в момент удара:
V0
= 6 м / с
Частота ударов молота в минуту:
N
= 100
Масса шабота и станины молота:
G
1
=
G
ш
+
G
ст
G
1
= 600 + 1500 = 2100 кг = 2,1 т
Площадь подошвы шабота:
Аш
= 1,05м2
(1,5 ´0,7)
Отметка подошвы шабота относительно пола цеха:
2,125 м.
Допускаемая амплитуда колебаний фундаментного блока:
а
ф
= 3 мм.
Толщина подшаботной прокладки из дубовых брусьев:
b = 0,15мм.
Допускаемая амплитуда колебаний грунта или подфундамент-
-ного короба:
а = 0,25 мм.
Нормативное сопротивление грунта:
R
н
= 0,2 МПа
Коэффициент упругого равномерного сжатия грунта в основа-
–нии фундамента:
С
z
= 40
´10
6
н / м
3
Плотность грунта:
r
z
= 1800 кг / м
3
Угол естественного откоса грунта:
j = 25
0
Уровень грунтовых вод на 2м ниже пола цеха.
Временная нагрузка на пол цеха и перекрытия фундаментного короба:
F =
20000 н / м
2
2.
Проверка напряжений в подшаботной прокладке при ударе падающих частей.
s = 0,05
G
0
V
0
ÖЕ
п
/
G
1
А
ш
b
s
= 0,05
´0,05
´6
Ö500 / (
2,1
´ 105
´0,15) =
0,058321
3.
Определение массы и размеров фундамента.
( 1 +
e)
´G
0
V
0
G
ф
= -----------------------
´b
-
G
ш
-
G
ст
а
ф
´wz
Принимаем коэффициент неупругого сопротивления виброизоляции
gв
= 0,12
Частоту собственных колебаний установленного на виброизолятор фундаментного блока принимаем:
fz
= 4,5 Гц
Производим проверку возможности возникновения резонанса при работе молота с непостоянной частотой ходов.
60 ´fz
60 ´4,5
nк
= ---------- = ------------- = 2,7 = 3
Nmax
100
b= 1,36
Коэффициент восстановления скорости при ударе (для ковочных молотов):
e
= 0,25
( 1 + 0,25) ´ 0,05 ´6 0,375
Gф
= ------------------------ ´1,36 – 2,1 = --------- ´1,36 – 2,1 = 3,916т
0,003
´
2
p´
4,5 0,08478
При глубине подшаботной выемки равной 0,55 м и размерах выемки в плане 1,9
´
1,1 м получаем объём фундаментного блока вместе с объёмом подшаботной выемки.
3,916
u
ф
= --------- + 1,9
´
1,1
´
0,55 = 2,78 м
3
2,4
Полагаем minтолщину подшаботной части фундаментного блока 0,45м.
Общая высота фундамента:
Нф
= 0,45 + 0,55 = 1 м
Площадь подошвы фундамента:
2,78
Аф
= --------- = 2,78 м2
1
Полагаем размеры фундаментного блока в плане:
2,11
Полагаем толщину стенок подфундаментного короба 0,3 м.
Ширина прохода между боковыми гранями фундаментного блока и подфундаментного короба 0,6м.
Площадь подошвы подфундаментного короба:
Ак
= 3,91 ´3,11 = 12,16 м2
Допускаемая амплитуда колебаний подфундаментного короба:
( 1 + e) ´G0
V0
wz
(1+ 0,25) ´0,05 ´ 6 ´28,3
ак
= ------------------------ ´b = ------------------------ ´1,36 =
ƒ´Ак
´Сz
1,7 ´12,16 ´40 ´106
10,6
= ---------------- ´1,36 = 0,013 ´10-6
826,88 ´106
Расчёт виброизоляции. ь
Кz
в
= 1090000 Н/м
Fв
= 174620 Н
Gу
= 2,1+ 4,58 = 6,68т.
Общая жесткость всех виброизоляторов:
Кz
= Gу
´w2
z
= 6680 ´(6,28 ´4,5)2
= 5334832
Число пружинных виброизоляторов с учётом прочности пружин и веса установки:
Gу
x
g
nв
= ---------------------------
Fв
– 1,5 ´аф
´ Кz
в
66800 66800 nв
= --------------------------------------- = ------------- = 0,4 штук
174620 – 1,5 ´0,003 ´1090000 169715
Принимаем 4 пружинных виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.
Определяем жёсткость всех пружинных виброизоляторов.
Кz
п
= Кz
в
´nв
= 1090000 ´0,4= 43,6 ´104
Н / м
Определяем жёсткость всех резиновых элементов.
Кz
р
= Кz
- Кz
п
= 5334832 – 43,6 ´104
= 4898832 Н/м
Коэффициент неупругого соединения всех виброизоляторов
Кz
п
´gп
+ Кz
р
+ gр
43,6 ´104
´ 0,01 + 4898832 ´0,21
gв
= --------------------- = ------------------------------ = 0,193
Кz
5334832
Часть веса установки воздействующая на резиновые виброизоляторы:
Gр
= аф
´ Кz
р
= 0,003 ´4898832= 14696,496Н
Часть веса установки воздействующая на пружинные виброизоляторы:
Gп
= Gу
- Gр
= 66800 Н – 14696,496 Н = 4,5453 Н
Статическая осадка пружинных виброизоляторов:
Gп
4,5453 Dстп = ----------- = ---------------- = 0,00001 м = 0,01 мм
Кz
п
43,6 ´104
Площадь поперечного сечения всех резиновых элементов:
Gр
14696,496
Ар
= --------- = --------------- = 0,03674124 м2
s400000
s= 0,4 МПа
Рабочая высота резиновых элементов:
Ед
´Ар
10 ´106
´0,0367 Н1р
= --------- = ----------------------- = 0,075м
Кz
р
4898832
Поперечный размер bрезинового элемента:
75 £b£ 1,5 ´75
75 £ 100£ 112
Принимаем b = 100 мм
Полная высота резинового элемента ( в ненагруженном состоянии)
b 100
Нр
= Н1р
+ ------ = 75 + ----- = 87,5 мм
8 8
Выбираем резиновый виброизолятор состоящий из восьми резиновых элементов размером: 100 ´125 ´ 125
Жёсткость одного виброизолятора:
Кz
р
= 8160000 Н/м
Максимальная рабочая нагрузка:
Fр
= 36000 Н
Количество резиновых виброизоляторов:
1. По условиям жёсткости
Кz
р
4898832
n< ------ = ----------- = 0,6 шт
Кz
р
8160000
Принимаем 6 пружинных виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.
2. По условиям прочности:
Gр
14696,5
n> ----- = --------- = 0,4шт
Fр
36000
Принимаем 4 резиновых виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.(состоящий из 4 эл-ов)
Осадка резиновых виброизоляторов от статической нагрузки:
Gр
´Н1р
14696,496´0,075
Dстр = ----------- = ---------------------------------------- = 0,001 м= 1мм
Ест
´Ар
0,125 ´0,125 ´ 4 ´ 4 ´ 4,2 ´106
Ест
= 4,2 МПа (статический модуль упругости резины)