Модернизация пневмоочистительной машины ПОМ-4 (стр. 6 из 8)
Диаметр фундаментальных болтов
dф=1,25;
мм.Приняты болты М30.
Толщина ребер жестокости h3=8 мм.
Диаметр винтов, крепящих подшипники М10, количество винтов z=6, толщина фланцев h4=10 мм, толщина стенки h5=7 мм [3].
Основной материал заготовок - листовой прокат. Для подшипниковых узлов приняты бруски, к которым привариваются фланцы и стенки корпуса. В брусках сверлятся и растачиваются отверстия под подшипники, затем они разрезаются и привариваются к другим корпусным деталям.
Перед сборкой элементов корпуса фланцы механически обрабатывают (фрезеруют и шлифуют). Чистовая расточка отверстий под подшипники выполняется после скрепления болтами элементов корпусов. Предварительно отверстия под болты центрируют двумя цилиндрическими штифтами, либо калибровочными чистыми болтами.
В корпусе мультипликатора предусмотрены захваты для транспортирования всего мультипликатора либо его корпусов с собранными деталями. Нижняя часть корпуса выполнена расширенной (тангенциальной) для увеличения объемов заливаемого масла до 32 л и повышения устойчивости мультипликатора.
3.9 Уплотнения
Уплотняющие устройства предназначены для предотвращения утечки масла из внутренней полости мультипликатора и попадания грязевых частиц внутрь корпуса. Приняты манжетные уплотнения, которые используют при окружной скорости J<20 м/с [1].
Для быстроходного вала принята манжета 1.1-80´105-1 по ГОСТ 8752-79, для тихоходного вала - 1.1-95´130-1. Поверхность вала под уплотнением должна быть закаленной до твердости HRС 40, параметр шероховатости Ra=0,32 мкм. Допуск вала под уплотнение должен соответствовать h11. Параметр шероховатости отверстия Ra=2,5 мкм. Для извлечения манжет в крошках предусмотрены по 2 отверстия [1].
Запрессовать манжету в посадочное отверстие следует с помощью специальной оправы равномерным нажатием по всей торцовой поверхности [3].
3.10 Смазка
Принята картерная смазка. При скорости J<5 м/с реализуется кинематическая вязкость
=22 мм2/с [4]. Минимальная вязкость обосновывается также низкими рабочими температурами в зимнее время работы ПСМ-П. По аналогии с локомотивами (электровоз ВЛ10) принята осерненная смазка З (зимняя). Глубина погружения тихоходного колеса - на 0,25 r2=0,25×0,5×308,8»40 мм. Объем масла 32 л.В подшипниках качения небольшие силы трения скольжения возникают между роликами и сепараторами, роликами и упорами колец. При высокой окружной скорости колес масло будет разбрызгиваться, попадать на стенки корпуса и в подшипники. Внутри корпуса также образуется масляный туман.
3.11 Порядок сборки мультипликатора
1. Поставить шпонки на подступичные части и хвостовики валов.
2. Впрессовать вал в один полушеврон с контролем длины запрессовки.
3. Напрессовать второй полушеврон до соприкасания с первым.
4. Установить дистанционные втулки с обоих сторон колес.
5. Нагреть в масле и надеть на шейки валов роликоподшипники: на тихоходном валу внутренне кольцо, на быстроходном валу - внутренне кольцо с роликовой обоймой. Собрать остальные детали.
6. Запрессовать манжету в сквозную крышку подшипника.
7. Установить крышку подшипника на валу.
8. Впрессовать валы в полумуфты: быстроходный вал - в пальцевую полумуфту, тихоходный вал - в ступочную полумуфту.
9. Закрепить и застопорить полумуфты гайками и шайбами с лапками.
10.Собрать нижние корпуса: установить тихоходный вал в сборе в нижний корпус. Покрыть плоскости разъема пастой "Герметик". Установить средний корпус, двумя цилиндрическими штифтами отцентрировать отверстия под болты и посадочные места подшипников, стянуть корпуса болтами с пружинными шайбами, провернуть вал.
11.Привинтить крышки подшипников, поставив под них набор регулировочных прокладок. Застопорить головки винтов проволокой попарно, для чего предварительно просверлить отверстия в головках.
12.Собрать крышку со средним корпусом: установить быстроходный вал в сборе, покрыть плоскости разъема пастой "Герметик", установить крышку корпуса, два цилиндрических штифта, стянуть крышку и средний корпус болтами с пружинными шайбами, провернуть вал.
13.Установить крышку люка с прокладкой и закрепить винтами.
14.Ввинтить контрольные пробки и пробку маслосливного отверстия с прокладками.
3.12 Проектирование муфты
Исходные данные.
Для снижения динамических нагрузок, устранения возможности резонансных разрушений и компенсирования несоосности принята муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Допускаемые смещения: осевое Dа=3 мм [4], радиальное Dz=0,3…0,6 мм [2], угловое Dα=1°[2]. Упругий элемент кольца тангенциального сечения или гофрированные резиновые втулки. Для обоих валов приняты одинаковые муфты, так как диаметры сопряженных с мультипликатором диаметры валов тягового электродвигателя и вентилятора приблизительно одинаковы. Расчетный момент Т2=4107 Н×м.
Основные размеры.
Муфта спроектирована специальной, так как выходной конец тягового электродвигателя не соответствует размерам стандартной муфты. Многие размеры приняты из ГОСТ 2229-55 для муфт МУВП.
D=400 мм - диаметр муфт;
Dо=300 мм - диаметр расположения осей пальцев;
dст=220 мм - диаметр ступицы;
l1=57 мм - толщина фланца пальцевой полумуфты;
l2=90 мм - толщина фланца втулочной полумуфты;
lст1=140 мм - длина пальцевой полумуфты;
lст2=170 мм - длина втулочной полумуфты;
Δ=5 мм - зазор между полумуфтами;
dп=38 мм - диаметр пальца;
М30- резьба хвостовика пальца;
dв=70 мм - диаметр резиновой втулки;
dо=72 мм - диаметр отверстия под втулки;
lв=72 мм - длина втулки;
z=10 - число пальцев.
Число пальцев определено из условия
Zdo£ 2,8Dо, откуда
Z=2,8 Dо/dп=2,8×300/72=11,7. (3.58)
Расчет на смятие.
Упругие элементы специальной муфты проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами. Рабочее напряжение смятия
Мпа. (3.59)Прочность достаточна, так как допускаемое напряжение
[sсм]=2МПа [4].
Расчет на изгиб.
Пальцы муфты изготавливают из стали 45 и рассчитывают на изгиб [4]:
МПа (3.60)В формуле (3.3) d1- толщина кольца на пальце; d1=10 мм.
Допускаемое напряжение материала пальцев
[sи]=0,4sТ, (3.61)
где sТ- предел текучести; sТ=280 МПа.
[sи]=0,4×280=112 МПа.
Прочность пальцев достаточна.
4. Проектирование оборудования охлаждения
4.1 Выбор оборудования охлаждения
Обоснование применения принудительного охлаждения.
Совершенно очевидна необходимость применения принудительного охлаждения для двигателя ТЛ-2К. Требования по эксплуатации двигателя и технические характеристики [20]: "…при напряжении на выводах 1500 В и количестве воздуха, прогоняемого для охлаждения машины, 95 м3/мин тяговые электродвигатели ТЛ-2К1 имеют следующие основные данные для длительной работы: мощность 560 кВт, ток 400 А, частота вращения якоря 820 об/мин, КПД 93,6%, максимальная частота вращения якоря 1690 об/мин, вес электродвигателя без шестерен 5000 кгс".
Рисунок 4.1 – Основные размеры и схема охлаждения двигателя ТЛ-2К
В стесненном рабочем пространстве машины ПОМ-4 для охлаждения двигателя ТЛ-2К выбран радиальный вентилятор 2D08 немецкой фирмы "ELEKTROR" (компания "ELEKTROR" основанная в 1923г - один из ведущих немецких производителей промышленных радиальных вентиляторов), который полностью обеспечит принудительное воздушное охлаждение двигателя рабочего органа.
Таблица 4.1 – Основные технические характеристики вентилятора 2D08
| Обозначение | 2D 08 |
| Цена без опоры, руб. | 85655 |
| Производительность м3/мин | 95 |
| Напряжение, В | 380 Δ |
| Частота, Гц | 50 |
| Сила тока, А | 10 |
| Потребляемая мощность, кВт | 5 |
| Частота вращения рабочего колеса, об/мин | 2910 |
| Емкость конденсатора, мкФ/В | 52 |
| Масса, кг | - |
Вентиляторы этой серии изготавливаются на основе алюминия, что выгодно выделяет их из числа прочих вентиляторов по таким характеристикам как масса и стойкость к коррозии. Лопасти крыльчатки выполнены из стойкой к коррозии нержавеющей стали, кроме того, двигатели этих вентиляторов не нуждаются в дополнительном охлаждении – они охлаждаются воздухом, проходящим через них. Для крепления на фланцах предусмотрены отверстия.
Рисунок 4.1 – Вентилятор 2D08
Для охлаждения мультипликатора выбран вентилятор 2D05 с характеристиками приведенными в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Основные технические характеристики вентилятора 2D05
| Обозначение | 2D 05 |
| Цена без опоры, руб. | 26714 |
| Производительность, м3/мин | 21 |
| Напряжение, В | 220/380 |
| Частота, Гц | 50 |
| Сила тока, А | 1,91/1,1 |
| Потребляемая мощность, кВт | 0,35 |
| Частота вращения рабочего колеса, об/мин | 2770 |
| Емкость конденсатора, мкФ/В | 8,4 |
| Масса, кг | - |
Рисунок 4.2 – Вентилятор 2D05
В качестве воздуховода между вентилятором 2D08 и двигателем ТЛ-2К спроектирован коллектор, объединяющий два потока воздуха и направляющий воздух непосредственно во входное отверстие двигателя рабочего органа. Воздух, произведя теплообмен, покидает двигатель из выходного отверстия с другой стороны.
Для подвода воздуха от вентилятора 2D05 к нижней части мультипликатора с находящимися на ней теплообменными ребрами используется воздуховод.