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 ´ 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 + 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)