ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 734
Скачиваний: 2
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 11
из
39
тормозом
14
и
редуктора
15
.
Винт
соединён
с
выходным
валом
редуктора
муфтой
16
.
13 14 15 16
9 10
8
6 7 12
3 11
5
1
2 4
P
Рис
. 3.
Схема
винтового
толкателя
Мощность
электродвигателя
привода
винтового
толкателя
рассчиты
-
вают
через
усилие
и
скорость
толкания
аналогично
расчёту
,
приведённому
выше
.
Определение
общего
передаточного
числа
привода
и
выбор
редук
-
тора
возможны
после
расчёта
винта
и
гайки
толкателя
.
Расчёт
винта
и
гайки
толкателя
Основным
критерием
надёжной
работы
винтового
толкателя
являет
-
ся
износостойкость
резьбы
винтовой
пары
,
средний
диаметр
которой
рас
-
считывают
по
формуле
:
]
[
2
p
P
d
π
Ψ
=
ср
, (4.1)
где
P
–
осевая
сила
,
действующая
на
винт
и
гайку
,
Н
;
Ψ
=
H
/
d
ср
–
отношение
высоты
гайки
к
среднему
диаметру
резьбы
(
принимают
для
цельных
гаек
Ψ
=
1,2…2,5
и
для
разъёмных
Ψ
=
2,5…3,5;
большие
значения
Ψ
относят
к
большим
диаметрам
);
[
p
] –
допускаемое
давление
,
зависящее
от
материалов
винтовой
пары
и
условий
её
эксплуатации
,
МПа
(
для
закалённой
стали
по
бронзе
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 12
из
39
[
p
]
=
10…13
МПа
;
для
незакалённой
стали
по
бронзе
[
p
]
=
8…10
МПа
;
для
незакалённой
стали
по
чугуну
[
p
]
=
5…6
МПа
).
Для
винтовых
толкателей
принимают
при
небольших
усилиях
трапе
-
цеидальную
резьбу
(
ГОСТ
9484–81),
при
больших
–
упорную
(
ГОСТ
10177–82)
или
прямоугольную
по
следующим
соотношениям
:
ра
-
бочая
высота
профиля
резьбы
h
=
0,1
d
ср
;
наружный
диаметр
резьбы
d
н
=
d
ср
+
h
;
внутренний
диаметр
резьбы
d
в
=
d
ср
–
h
;
шаг
резьбы
S
=
2
h
.
Если
резьба
многозаходная
с
числом
заходов
Z
,
то
ход
резьбы
S
1
и
угол
наклона
ϕ
определяют
соответственно
по
формулам
:
S
1
=
z
S
,
tg
ϕ
=
S
1
/
π
d
ср
.
Прочность
винта
толкателя
,
работающего
одновременно
на
растяже
-
ние
и
кручение
,
проверяют
по
формуле
наибольших
касательных
напря
-
жений
:
р
]
[
σ
≤
τ
+
σ
=
σ
2
2
4
, (4.2)
где
напряжения
от
растяжения
σ
=
Р
/
F
=
4
P
/
(
π
d
в
2
)
и
напряжение
от
кру
-
чения
τ
=
M
кр
/
W
=
[
P
tg
(
ϕ
+
ρ
)(
d
ср
/
2
)
+
M
оп
]
/
W
. (4.3)
В
этих
формулах
:
P
–
осевая
сила
винта
;
ϕ
–
угол
подъёма
винтовой
линии
;
ρ
–
угол
трения
(
arctg
ρ
=
µ
;
при
слабой
смазке
для
стали
по
бронзе
µ
=
0,1
и
для
стали
по
чугуну
µ
=
0,15);
d
ср
–
средний
диаметр
нарезки
;
W
=
0,2
d
в
3
–
момент
сопротивления
сечения
винта
при
кручении
.
Крутящий
момент
M
оп
от
сил
трения
в
подпятнике
зависит
от
его
конструкции
.
Для
подпятника
скольжения
в
виде
кольцевой
пяты
момент
равен
(
) (
)
[
]
2
2
3
3
3
2
r
R
r
R
P
M
−
−
µ
=
оп
, (4.4)
где
R
и
r
–
наибольший
и
наименьший
радиусы
кольцевой
пяты
.
Для
подпятника
в
виде
упорного
шарикового
подшипника
этот
мо
-
мент
равен
M
оп
=
P
µ
1
d
1
/
2, (4.5)
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 13
из
39
где
µ
1
=
0,01…0,03 –
коэффициент
трения
подшипника
качения
;
d
1
–
диаметр
цапфы
в
упорном
подшипнике
.
Допускаемое
напряжение
на
растяжение
рекомендуют
принимать
[
σ
] =
σ
Т
/
3,
(4.6)
где
σ
Т
–
предел
текучести
материала
винта
.
Число
оборотов
винта
толкателя
n
в
определяется
отношением
V
(
м
/
мин
)
к
ходу
резьбы
S
1
(
м
),
об
/
мин
:
n
в
=
V
/
S
1
.
(4.7)
Тогда
общее
передаточное
число
привода
винтового
толкателя
–
i
=
n
д
/
n
в
,
(4.8)
где
n
д
–
число
оборотов
выбранного
электродвигателя
под
нагрузкой
,
об
/
мин
.
5.
РЫЧАЖНЫЙ
ТОЛКАТЕЛЬ
В
отличие
от
конструкций
толкателей
,
у
которых
штанга
с
большим
ходом
и
движется
возвратно
-
поступательно
в
результате
реверсивного
вращения
электродвигателя
,
у
рычажного
толкателя
возвратно
-
поступательное
движение
толкающего
устройства
происходит
при
непре
-
рывном
вращении
электродвигателя
в
одном
направлении
.
Обычно
ры
-
чажные
толкатели
рассчитаны
на
малые
и
средние
толкающие
усилия
со
скоростями
движения
2…3
м
/
мин
и
ходом
толкателя
в
пределах
200…600
мм
.
Преобразование
вращательного
движения
двигателя
в
возвратно
-
поступательное
движение
толкающего
устройства
в
рычажном
толкателе
с
электрическим
приводом
происходит
следующим
образом
(
рис
. 4).
Электродвигатель
вращает
входной
вал
1
редуктора
2
с
кривошипом
3
на
выходном
валу
4
.
Кривошип
соединён
шатуном
5
с
рычагом
6
,
закреп
-
лённым
на
валу
7
.
На
этом
же
валу
насажены
несколько
коротких
рычагов
8
,
к
которым
одним
концом
шарнирно
присоединены
толкающие
штанги
9
.
Штанги
проходят
через
окна
печи
и
другим
концом
скользят
по
направляющей
плите
внутри
печи
.
При
движении
вперёд
штанги
проталкивают
через
на
-
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 14
из
39
гревательную
печь
весь
ряд
длинных
заготовок
на
величину
хода
.
При
обратном
движении
штанг
между
ними
и
концом
ряда
заготовок
подаётся
следующая
заготовка
,
после
чего
цикл
повторяется
.
9
8
6 7
3
5
1
2
4
P
Рис
. 4.
Схема
рычажного
толкателя
Кинематический
расчёт
рычажного
толкателя
сводится
к
выбору
размеров
рычажной
системы
для
обеспечения
заданного
хода
толкателя
и
определению
передаточного
числа
.
Механизм
толкателя
можно
рассматривать
как
шестизвенный
–
AB
,
BC
,
CDE
,
AD
,
EF
и
F
(
рис
.5).
Точки
A
и
D
зафиксированы
друг
относи
-
тельно
друга
,
поэтому
их
также
следует
рассматривать
как
звено
.
Точки
C
,
D
и
E
также
жёстко
зафиксированы
друг
относительно
друга
,
и
поэтому
звено
CDE
рассматривается
как
единое
.
Изменяемые
углы
ϕ
3
и
ϕ
4
отличаются
друг
от
друга
на
величину
∆
ϕ
34
,
являющуюся
постоянным
па
-
раметром
для
конкретного
конструктивного
исполнения
звена
DCE
.
A
B
C
E
F
D
ϕ
1
ϕ
2
ϕ
3
ϕ
4
ϕ
5
∆
ϕ
34
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 15
из
39
Рис
. 5.
Кинематическая
схема
рычажного
толкателя
Механизм
толкателя
можно
условно
разделить
на
четырёхзвенный
механизм
ABCD
и
кривошипно
-
шатунный
DEF
,
синтез
которых
подробно
рассмотрен
в
литературе
[2,5,6,10,11,13].
Начнём
синтез
рычажного
толкателя
с
рассмотрения
механизма
DEF
,
изображённого
на
рисунке
6
а
.
Имеем
:
H
=
D
1
F
2
–
D
1
F
1
,
где
D
1
F
2
=
l
DE
cos
ϕ
42
+
l
EF
cos
ϕ
52
и
D
1
F
1
=
l
DE
cos
ϕ
41
+
l
EF
cos
ϕ
51
.
Тогда
,
учитывая
,
что
l
DE
/
l
EF
=
δ
,
получим
:
(
)
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
ϕ
−
ϕ
δ
+
ϕ
−
ϕ
⋅
=
51
52
41
42
1
cos
cos
cos
cos
DE
H
l
. (5.1)
Выразим
cos
ϕ
51
и
cos
ϕ
52
через
углы
ϕ
41
и
ϕ
42
.
Из
полученного
выра
-
жения
определяем
sin
ϕ
51
и
,
преобразовывая
его
,
определяем
cos
ϕ
51
:
2
41
51
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
ϕ
+
−
=
ϕ
EF
DE
e
l
l
sin
cos
. (5.2)
Аналогичное
выражение
можно
записать
и
для
углов
ϕ
52
и
ϕ
42
.
В
кинематической
схеме
предлагаемой
для
задания
на
курсовой
про
-
ект
эксцентриситет
равен
нулю
,
поэтому
,
подставляя
(5.2)
в
(5.1)
и
учиты
-
вая
,
что
e
= 0,
получим
:
(
)
(
)
(
)
2
41
2
42
41
42
1
1
1
ϕ
⋅
δ
−
−
ϕ
⋅
δ
−
δ
+
ϕ
−
ϕ
=
sin
sin
cos
cos
H
DE
l
. (5.3)
Таким
образом
,
задаваясь
ходом
толкателя
H
,
углами
ϕ
41
,
ϕ
42
и
δ
,
можно
определить
длины
звеньев
DE
и
EF
.
Синтез
четырёхзвенного
механизма
будем
осуществлять
по
мини
-
мальному
углу
давления
в
начале
проталкивания
заготовок
,
углу
ϕ
31
обра
-
зованному
между
крайним
положением
коромысла
DC
и
горизонтальной
прямой
,
а
также
коэффициенту
λ
=
l
BC
/
l
AB
(
рис
. 6,
б
). (
Угол
давления
–
угол
между
вектором
силы
,
приложенной
к
ведомому
звену
(
без
учёта
трения
),
и
вектором
скорости
приложения
силы
.)