Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Рис. 4.
Расчѐтная схема и результаты анализа устойчивости машины 
(2) 
Зависимость коэффициента запаса прочности от нагрузки
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
25
30
35
40
45
50
Нагрузка,т
К
о
эф
ф
и
ц
и
ен
т 
за
п
ас
а 
п
р
о
чн
о
ст
и
Сталь 40Х, d=25мм
Сталь 20Х2Н4А, d=25мм
Сталь 30ХГСА, d=25мм
Сталь 18ХГТ, d=25мм
Сталь 40Х, d=30мм
Сталь 20Х2Н4А, d=30мм
Сталь 30ХГСА, d=30мм
Сталь 18ХГТ, d=30мм
Bsin(pt) 
G
п
z 
O
c 
ψ 
Зависимость колебаний от времени
0
5
10
15
20
25
30
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Время, с
К
о
л
еб
ан
и
я
 п
о
 в
ер
ти
ка
л
ь
н
о
й
 
о
си
, м
м
с=1500Нс/мм, Р=15000 Н"
с=700нс/мм, Р=10000Н
с=1000Нс/мм, Р=10000Н
с=700Нс/мм, Р=15000Н
с=700Нс/мм, Р=20000Н
с=2000Нс/мм, Р=10000Н
c=700Нс/мм,y=1500
с=1500Нс/мм, Р=10000Н
 































 

















2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
p
m
c
p
m
arctg
pt
sin
p
m
p
m
c
m
pt
sin
B
P
t
m
m
c
sin
e
a
x
t
m





 
т
d
ql
n


3
2
3
2


---

Актуальные проблемы расчета и конструирования машин и механизмов. Моделирование,
управление, автоматизация проектирования механических систем 
________________________________________________________________________________ 
235 
где 
B
- радиальная составляющая усилия на движителе, Н;
p
- частота вынужденных 
колебаний с
-1
; 
Р
- сила тяжести машины, Н; 
с
- жесткость опоры кН/м; 
ψ
- диссипа-
тивные потери в опоре кНс/м; 
а
- амплитуда колебаний в обратном захвате, мм 
Применение одномассовой расчетной схемы адекватно отображает реальные 
процессы работы, т.к. предлагаемая машина симметрична относительно продольной 
оси, а распределенные по платформе массы редуктора и электродвигателя могут быть 
приведены к центру тяжести машины за счет использования стандартных методов 
механики. 
Поэтому предложено располагать передачу в горизонтальной плоскости, что 
позволит исключить влияние силовой нагруженности системы перемещения на фор-
мирование трассы прокола. 
Проведѐнный анализ прочностных характеристик цевочных реек (рис. 5) при 
помощи системы APM Winmachine позволил определить наиболее целесообразные 
места и способы закрепления реек с точки зрения теории устойчивости. 
Рис. 5.
Вариант конструктивной реализации цевочной рейки
Расчетная зависимость для определения коэффициента запаса устойчивости 
системы имеет вид: 
 
 
у
у
n
P
l
EJ
n


2
min
2


(3) 
Результаты исследования представлены на рис. 6 и 7. Проводя их анализ можно 
отметить, что для обеспечения необходимой и достаточной устойчивости системы 
целесообразно фиксировать не только нижнюю полку рейки, но и верхнюю.

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
236