1. 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
2. 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
3. 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)