Расчет подвески двигателя

Расчет подвески ведем по наибольшей массе разбираемого двигателя Q=7000 H, которая представляет собой равномерно распределенную нагрузку по длине подвески.

Строим эпюру изгибающих моментов.

Рисунок 3.5. Действие силы на подвеску и эпюра изгибающих моментов

Наибольший изгибающий момент имеет место в зацеплении подвески.

М_max=q^. , (3.10)

где q-распределенная нагрузка, кН/м (q=7 кН/м);

l-длина, м.

М_max=5^. 7^. 0.1=3.5 кН^. м=3500 Н^. м.

Подбираем круглое поперечное сечение балки.

Условие прочности при изгибе:

, (3.11)

где М_max-максимальный изгибающий момент, кН·м;

W_n-момент сопротивления, см³;

-допустимое напрежение при изгибе, Мпа;

= /S=240/1, 6=150 Мпа.

W_n= ^. 10^-3 м³=23 см³.

Так как для круга W_n=0.1^. d³,

то d= см.

По конструктивным соображениям принимаем из двух труб диаметром 60 мм., что полностью удовлетворяет расчетным данным.

3.7 Расчёт рамы на прочность

Распределение действующих сил на раме.

Рисунок 3.5. Схема нагружения рамы установки

Максимальная нагрузка находится по формуле:

, (3.12)

где - максимальный изгибающий момент;

- момент сопротивления сечения;

- допустимая нагрузка, ·м;

=160 мПа

=q^.L, (3.13)

где Q- нагрузка равная общему весу стенда с навесным оборудованием и двигателем установленным на нём, кг;

Q=700+300 кг=10000 Н;

L- длина пролёта; L=1, 166 м.

=10000^.1, 166=11660 ·м

Так как нагрузка распределена на два несущих швеллера рамы, то изгибающий момент будет в два раза меньше и составляет 5830 Н^.м.

Момент сопротивления сечения равен:

= , (3.14)

- допустимое напряжение, мПа;

Допустимые напряжения для стали при лёгких и средних режимах работы =160 мПа

= =36, 4 см³

Для материала рамы выбираем швеллер № 12 ГОСТ 8240 – 89

Момент сопротивления сечения = 50, 6см³

3.8. Конструкция и расчёт ходовых колёс установки

Для перемещения выбираем чётыре ходовых колеса два из которых поворотные. Определяем диаметр ходового колеса:

, (3.15)

где R_max – наибольшая нагрузка на одно колесо, Н

R_max=G/Z_k, (3.16)

где Z_k – количество колёс

G – вес установки с навесным оборудованием и установленным двигателем, Н.

R_max=10000/4=2500 Н

Исходя из конструкции рамы и установочных размеров выбираем ходовые колёса диаметром 160мм. С допустимой статической нагрузкой 2500Н.[7]

3.9. Расчёт опор подвески двигателя.

Схема нагружения стойки вала стенда показана на рис. 3.6.

Рисунок 3.6. Схема нагружения стойки вала стенда

,

F1 = F2

= =27 см³

Для опоры используем швеллер №8 ГОСТ 8240 – 89

Момент сопротивления сечения = 34.8см³

3.10. Расчёт сварных соединений.

Пользуясь рисунком 3.6 производим расчёт швов сварных соединений стоики вала стенда.

Расчёт сварных швов производим на сжатие и растяжение.

F1=F/4, так как в устройстве использовано две опоры

F3 = F4 = F1^.sin36⁰

F1=

F1=

F1 = F1 = 4321^. sin36⁰=2540H

Рассчитываем сварной шов на сжатие

, (3.18)

где F-сила действующая на свариваемые детали, Н.

F= F4/2

F=2540/2=1270H

- толщина более тонкой свариваемой детали, м;

=7, 4мм.

l - длинна шва, м.

l = 80мм.

при сжатии равна

, (3.19)

где S – коэффициент запаса прочности (1, 4…1, 6)

, при сварке электродами марки Э50 составляет 50Мпа.

условие выполняется ,

Расчёт шва на растяжение.

при растяжении равна при сжатии

(3.20)

условие выполняется ,

Данный расчёт показал, что опоры имеют большой запас прочности, это способствует повышения надёжности всего устройства в целом.