Расчет рабочего числа витков пружины

Рабочее число витков пружины при модуле сдвига определяется по формуле:

 

                       i = (l * G *D) / 8 * Р_кон * С³,                         (4.19)

 

где G - модуль сдвига,G = 8 * 10⁸ Н/м,

 

                       i = (0,03 *8 * 10⁸ * 0,04) / 8 * 32 *1000 =3,81.

 

Принимаем рабочее число витков i = 4 шт.

Для обеспечения надежной опоры поверхности на каждом конце пружины добавляют по 1,25 опорных витка, частично сточенных перпендикулярно оси пружины.

Общее число витков пружины, будет равняется:

 

                       i_о = i * 2 * 1.25,                                             (4.20)

 

                                 i_о = 4 * 2 * 1,25 = 6,5 шт.

 

Расчет длины пружины

Длину пружины сжатой до соприкосновения витков можно рассчитать по формуле:

 

                       Нd = (i_о - 0,5) *d,                                                   (4.21)

 

                       Нd = (6,5 - 0,5) * 4 = 24 мм.

 

Зазор между витками пружины в нагруженном состоянии принимают d_р=1мм.

 

Расчет шага пружины

Расчет шага нагруженной пружины производят по формуле:

 

                       h = d +( l / i ) + d_р,                                                   (4.22)

 

              h = 4 + (40 / 4) + 1 = 15,0 мм.

 

Полный ход пружины до предельного сжатия находят по формуле:

 

                       l_пред = l + i * d_р,                                              (4.23)

                       l = 40 + 4 * 1 = 44 мм.

 

Сила сжатия пружины до соприкосновения витков определяется по формуле:

 

                       Р_пред = Р_кон(l_пред / l ),                                       (4.24)

 

                       Р_пред = 32 *(44 /40) = 35,2 Н

 

 

Расчет длины заготовки

 Расчет длины заготовки проволоки находят по формуле:

 

                       l_заг = (П * D * i_о) / cosa,                                          (4.25)

 

где a - угол подъёма витка

                       tg a = h / ПD,                                                (4.26)

                       tga = 15 / (3,14*40) = 0,119;

a = 6,8⁰ @ 7⁰ ;

                       l_заг = (3,14 * 40 * 6,5)/ cos 7⁰ = 822,5 мм.

Расчет резьбовых соединений

 

Проверим на прочность резьбовые соединения плунжера, тяги, муфты и шатуна которые при работе испытывает нагрузку Р=32 Н. Резьба деталей М8 с наружным диаметром d=8 мм и шагом S=1,5мм. Коэффициент трения в резьбе f=0,18.

Необходимо определить коэффициент запаса прочности для опасного сечения винта, если материал - сталь 40 с пределом текучести s_т=320 Мпа. Дополнительные данные: внутренний диаметр резьбы d₁=7,063 мм, средний диаметр резьбы d_ср=7,485 мм.

Момент в резьбе рассчитывается по формуле:

 

                       М_р=Q_рd_срtg(l+r)/2,                                       (4.27)

 

где l - угол подъема винтовой линии, град;

r - угол трения, град;

 

                       l=arctg(S/pd_ср),                                             (4.28)

 

                       r= arctg(f/cos(µ/2)),                                      (4.29)

 

                       l= arctg(1,5/3,14*7,485)=1,65⁰;

 

                       r= arctg(0,18/cos(60/2))=11,75⁰;

 

              М_р=32* (7,485 /2*10³)*tg(1,65+11,75)=28,5*10³ Н*м.

 

Опасным сечением является поперечное сечение в нарезной части винта, выше гайки. Для опасного сечения нормальное напряжение смятия расчитывают по формуле:

 

                       s_с=(4Q_p/pd₁²),                                                (4.30)

 

                       s_с=(4*32/3,14*7,063 ²)=0,85 МПа.

 

    Для опасного сечения напряжение при кручении

                       t_к=16М_р/pd₁³,                                                (4.31)

                  t_к=16*28,5/3,14*7,063 ³=0,41 МПа.

 

Закон изменения эквивалентного напряжения

 

                       s_э^III=(s_c²+4t_к²)^-2,                                           (4.32)

 

              s_э^III=(0,83²+4*0,41²)^-2=0,54 Мпа.

 

Коэффициент запаса по отношению к пределу текучести

 

                       n_т=s_т/s_э^III,                                                      (4.33)

 

                       n_т=320/1,17=274.

 

Такой коэффициент более чем достаточен, но исходя из конструкторских соображений оставляем резьбу соединений М8. Имея такой коэффициент запаса прочности, расчеты на срез и смятие резьбы производить нецелесообразно.               

 

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА

ПРОИЗВОДСТВЕ

 

Организация работы по созданию здоровых и безопасных

Условий труда

 

В начале каждого календарного года работодатель издает приказ о назначении ответственных лиц за организацию работы и состояние охраны труда в каждом цехе. Ответственность в цехах возлагается на начальников цехов, в сменах – на сменных мастеров, а в автопарке на инженера-механика.

На ООО «Хлебозавод №5» организована служба по охране труда в лице инженера по охране труда. На предприятии проводится обучение работников безопасным приемам труда. Обучение главных специалистов и работодателя проводится 1 раз в 3 года, после чего они проходят аттестацию в вышестоящей организации.

Начальники цехов, участков и мастера проходят обучение 1 раз в год и аттестуются комиссией предприятия согласно положению «Об организации проведения и обучения техники безопасности».

Вводный инструктаж при поступлении на работу проводит инженер по охране труда. Первичный инструктаж на рабочем месте проводят начальники участков (цехов) или инженер-механик по хлебозаводу. Повторный инструктаж проводит начальник цеха 1 раз в 3 месяца. Целевой (разовый) инструктаж проводится при оформлении наряда-допуска.

В качестве пропаганды безопасных приемов труда проводится наглядная агитация, беседы и лекции по охране труда.

На предприятии отсутствует кабинет по охране труда, но в административном здании предприятия находится кабинет инженера по охране труда, где размещены наглядные пособия по пропаганде безопасных приемов труда, в цехах имеются уголки по техники безопасности.

Расследование несчастных случаев на предприятии ведется в строгом соответствии с требованиями положения «Об учете и расследовании несчастных случаев на производстве». По результатам расследования составляется акт по форме Н1 и регистрируется в журнале учета.

Контроль, за состоянием охраны труда, ведет инженер по охране труда. На предприятии проводится 3-х ступенчатый контроль. Ежегодно на предприятии составляется соглашение по охране труда с указанием конкретных мероприятий и затрат на них.

Планирование работы по охране труда заключается в ежегодной разработке плана работы инженера по охране труда. На предприятии строго соблюдается трудовое законодательство по охране труда женщин и молодежи.

Периодически на ООО «Хлебозавод №5» проводится аттестация рабочих мест по условиям и охране труда. Состояние рабочих мест анализируется по освещенности, запыленности, шуму, вибрации, влажности, температуре и другим факторам. На предприятии издан приказ на проведение особо опасных работ, а также их перечень.

Перед тем, как допустить работников к выполнению особо опасных работ, выписывается наряд-допуск, проводится целевой инструктаж по охране труда, проверяется наличие медицинского заключения, письменного согласия работника, а также обеспечение средствами индивидуальной защиты.

Согласно типовым производственным нормам производится выдача работникам спецодежды, спецобуви, средств индивидуальной защиты (очки, респираторы, специальные противогазы, средства защиты от электрического тока), обеспечение молоком сварщиков, разовая выдача молока при малярных работах, ежемесячное обеспечение рабочих моющими средствами.

Перед поступлением на работу обязательным является прохождение медицинского осмотра. Согласно приказу министерства здравоохранения ежегодно проводятся медицинские осмотры на выявление профилактической вредности.

 В каждом цехе согласно правилам техники безопасности имеются пожарные щиты с инвентарем (ящик с песком, лопаты, ведра, огнетушители, ломики).

Согласно правилам эксплуатации проводится освидетельствование и испытание паровых и водогрейных котлов с отметкой в паспорте.