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 = G_ш + G_ст

G₁ = 600 + 1500 = 2100 кг = 2,1 т

Площадь подошвы шабота:

А_ш = 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  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 Е_п / G₁А_шb

 = 0,05  0,05  6 500 / (2,1  105  0,15) = 0,058321

3. Определение массы и размеров фундамента.

( 1 + )  G₀ V₀

G_ф = -----------------------   - G_ш - G_ст

а_ф  _z

Принимаем коэффициент неупругого сопротивления виброизоляции

_в = 0,12

Частоту собственных колебаний установленного на виброизолятор фундаментного блока принимаем:

f_z = 4,5 Гц

Производим проверку возможности возникновения резонанса при работе молота с непостоянной частотой ходов.

60  f_z 60  4,5

n_к = ---------- = ------------- = 2,7 = 3

N_max 100

= 1,36

Коэффициент восстановления скорости при ударе (для ковочных молотов):

 = 0,25

( 1 + 0,25)  0,05 6 0,375

G_ф = ------------------------  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:

Н_ф = 0,45 + 0,55 = 1 м

Площадь подошвы фундамента:

2,78

А_ф = --------- = 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:

А_к = 3,91  3,11 = 12,16 м²

Допускаемая амплитуда колебаний подфундаментного короба:

( 1 + )  G₀ V₀ _z (1+ 0,25)  0,05  6  28,3

а_к = ------------------------   = ------------------------  1,36 =

  А_к  С_z 1,7  12,16  40  10⁶

10,6

= ----------------  1,36 = 0,013  10^-6

826,88  10⁶

Расчёт виброизоляции. ь

К_zв = 1090000 Н/м

F_в = 174620 Н

G_у = 2,1+ 4,58 = 6,68т.

Общая жесткость всех виброизоляторов:

К_z = G_у  ²_z = 6680  (6,28  4,5)² = 5334832

Число пружинных виброизоляторов с учётом прочности пружин и веса установки:

G_{у x} g

n_в = ---------------------------

F_в – 1,5 а_ф  К_zв

66800 66800 n_в = --------------------------------------- = ------------- = 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.

К_zп = К_zв  n_в = 1090000  0,4= 43,6  10⁴ Н / м

Определяем жёсткость всех резиновых элементов.

К_zр = К_z - К_zп = 5334832 – 43,6  10⁴ = 4898832 Н/м

Коэффициент неупругого соединения всех виброизоляторов

К_zп  _п + К_zр + _р 43,6  10⁴  0,01 + 4898832  0,21

_в = --------------------- = ------------------------------ = 0,193

К_z 5334832

Часть веса установки воздействующая на резиновые виброизоляторы:

G_р = а_ф  К_zр = 0,003  4898832= 14696,496Н

Часть веса установки воздействующая на пружинные виброизоляторы:

G_п = G_у - G_р = 66800 Н – 14696,496 Н = 4,5453 Н

Статическая осадка пружинных виброизоляторов:

G_п 4,5453 стп = ----------- = ---------------- = 0,00001 м = 0,01 мм

К_zп 43,6  10⁴

Площадь поперечного сечения всех резиновых элементов:

G_р 14696,496

А_р = --------- = --------------- = 0,03674124 м²

 400000

= 0,4 МПа

Рабочая высота резиновых элементов:

Е_д  А_р 10  10⁶  0,0367 Н_1р = --------- = ----------------------- = 0,075м

К_zр 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

Н_р = Н_1р + ------ = 75 + ----- = 87,5 мм

8 8

Выбираем резиновый виброизолятор состоящий из восьми резиновых элементов размером: 100  125  125

Жёсткость одного виброизолятора:

К_zр = 8160000 Н/м

Максимальная рабочая нагрузка:

F_р = 36000 Н

Количество резиновых виброизоляторов:

1. По условиям жёсткости

К_zр 4898832

n  ------ = ----------- = 0,6 шт

К_zр 8160000

Принимаем 6 пружинных виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.

2. По условиям прочности:

G_р 14696,5

n  ----- = --------- = 0,4шт

F_р 36000

Принимаем 4 резиновых виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.(состоящий из 4 эл-ов)

Осадка резиновых виброизоляторов от статической нагрузки:

G_р  Н_1р 14696,496 0,075

стр = ----------- = ---------------------------------------- = 0,001 м= 1мм

Е_ст  А_р 0,125  0,125  4  4  4,2  10⁶

Е_ст = 4,2 МПа (статический модуль упругости резины)