Задание на проектирование.
Масса падающих частей молота:
G0 = 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:
G1 = Gш + Gст
G1 = 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:
аф = 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:
Rн = 0,2 МПа
Коэффициент упругого равномерного сжатия грунта в основа-
–нии фундамента:
Сz= 40 ( 106 н / м3
Плотность грунта:
(z = 1800 кг / м3
Угол естественного откоса грунта:
( = 250
Уровень грунтовых вод на 2м ниже пола цеха.
Временная нагрузка на пол цеха и перекрытия фундаментного короба:
F = 20000 н / м2
1. Проверка напряжений в подшаботной прокладке при ударе падающих частей.
( = 0,05 G0 V0 (Еп / G1Ашb
( = 0,05 ( 0,05 ( 6 (500 / (2,1 ( 105 ( 0,15) = 0,058321
2. Определение массы и размеров фундамента.
( 1 + () ( G0 V0
Gф = ----------------------- ( ( - Gш - Gст аф ( (z
Принимаем коэффициент неупругого сопротивления виброизоляции
(в = 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
(= 1,36
Коэффициент восстановления скорости при ударе (для ковочных молотов):
( = 0,25
( 1 + 0,25) ( 0,05 (6 0,375
Gф = ------------------------ ( 1,36 – 2,1 = --------- ( 1,36 – 2,1
= 3,916т
0,003 ( 2( ( 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
(ф = --------- + 1,9 ( 1,1 ( 0,55 = 2,78 м3
2,4
Полагаем min толщину 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 ( 1,31 = 2,78 м2
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 + () ( G0 V0 (z (1+ 0,25) ( 0,05 ( 6 ( 28,3
ак = ------------------------ ( ( = ------------------------ ( 1,36
=
( ( Ак ( Сz 1,7 ( 12,16 ( 40 ( 106
10,6
= ---------------- ( 1,36 = 0,013 ( 10-6
826,88 ( 106
Расчёт виброизоляции. ь
Кzв = 1090000 Н/м
Fв = 174620 Н
Gу = 2,1+ 4,58 = 6,68т.
Общая жесткость всех виброизоляторов:
Кz = Gу ( (2z = 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 ( Кzв
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.
Кzп = Кzв ( nв = 1090000 ( 0,4= 43,6 ( 104 Н / м
Определяем жёсткость всех резиновых элементов.
Кzр = Кz - Кzп = 5334832 – 43,6 ( 104 = 4898832 Н/м
Коэффициент неупругого соединения всех виброизоляторов
Кzп ( (п + Кzр + (р 43,6 ( 104 ( 0,01 + 4898832 (
0,21
(в = --------------------- = ------------------------------ = 0,193
Кz
5334832
Часть веса установки воздействующая на резиновые виброизоляторы:
Gр = аф ( Кzр = 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
(стп = ----------- = ---------------- = 0,00001 м =
0,01 мм
Кzп 43,6 ( 104
Площадь поперечного сечения всех резиновых элементов:
Gр 14696,496
Ар = --------- = --------------- = 0,03674124 м2
( 400000
(= 0,4 МПа
Рабочая высота резиновых элементов:
Ед ( Ар 10 ( 106 ( 0,0367
Н1р = --------- = ----------------------- = 0,075м
Кzр 4898832
Поперечный размер b резинового 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:
Кzр = 8160000 Н/м
Максимальная рабочая нагрузка:
Fр = 36000 Н
Количество резиновых виброизоляторов:
1. По условиям жёсткости
Кzр 4898832
n ( ------ = ----------- = 0,6 шт
Кzр 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
(стр = ----------- = ---------------------------------------- = 0,001
м= 1мм
Ест ( Ар 0,125 ( 0,125 ( 4 ( 4 ( 4,2 ( 106
Ест = 4,2 МПа (статический модуль упругости резины)