d – диаметр отверстия в пресс-масленке.
Р=
Осевое усилие на винте нагнетателя N подсчитываем по формуле:
N= 
(4.2)
где Д- диаметр поршня
Из конструктивных соображений (минимизация габаритов) примем Д=320мм (0,32 м),тогда
N=
Крутящий момент на червячном колесе необходимый для подъема винта с поршнем, определим по формуле.
где Дср -средний диаметр опорного торца гайки;
– средний диаметр вала;
– коэффициент трения на торце гайки (= 0,15);
– угол подъема резьбы;
– угол трения (=6о)
Угол подъема резьбы можно подсчитать, исходя из геометрических размеров винта
где t -шаг резьбы, равный 5 мм
При среднем диаметре резьбы винта нагнетателя, равном 30,5 мм, получим угол подъема резьбы равен 3о
Крутящий момент на гайке, перемещающей винт с поршнем, можно записать в виде выражения,
где m -крутящий момент на червяке;
I – передаточное отношение редуктора;
– к.п.д. червячной передачи (для однозаходного червяка …= 0,7 0,75)
При передаточном отношении редуктора i=42, получим
m = 
Потребная мощность электродвигателя может быть определена из выражения
W= 
(4.3)
где n-частота вращения электродвигателя (примем n= 1000 мин -1)
W= 
Принимаем двигатель АО 51-6 мощностью 0,6 кВт с частотой вращения 900 мин-1
1. Расчет винта нагнетателя
Диаметр винта определяется по условию износостойкости с использованием выражения…
где - коэффициент высоты гайки;
- коэффициент высоты резьбы;
- допускаемое напряжение смятия.
Значение коэффициента высоты гайки выбирается в пределах = 1,2…2,5, значение допускаемого напряжения смятия выбираем из условия: материал винта -закаленная сталь, материал гайки -бронза, при этом =11…13 МПа. На винте принята упорная резьба для которой = 0,75
По стандарту выбираем резьбу 32х5:
d= 32 мм, d2=30,5мм, t=5 мм
Проверим выбранный винт на самоторможение. Условие самоторможения винта
Принимая, что для смазочного винта, коэффициент трения f = 0,1, получим…
Угол подъема резьбы равен 3о, поэтому обеспечивается вполне достаточный запас самоторможения.
Так как стержень винта работает на сжатие и имеет большую свободную длину (L= 0,5), его необходимо проверить на прочность с учетом устойчивости. Эта проверка производится по формуле:
где -.внутренний диаметр резьбы, равный 29 мм;
– коэффициент уменьшения допускаемых напряжений для сжатых стрежней ;
– допускаемое напряжение.
Допускаемое напряжение определяется с учетом коэффициента запаса прочности, который примем равным S=2.
Для стали 35, из которой изготовлен винт, 320МПа, допускаемое напряжение для материала винта равно…
Коэффициент уменьшения допускаемых напряжении зависит от гибкости стержня, которая определяется по формуле.
(4.4)
где L-длина свободной части винта (L=500)
Этой гибкости соответствует величина коэффициента, равная 0,8.Тогда получим
Условие устойчивости стержня толкающего винта электромеханического нагнетателя выполняется.
3. Расчет прочности емкости нагнетателя
Допускаемые напряжения в элементах сосуда, работающего под давлением, подсчитывается по формуле…
где -предел прочности металла цилиндра на растяжение;
nВ- коэффициент запаса прочности.
Для сосудов работающих под давлением менее 1,6 МПа, коэффициент запаса прочности принимается равным nВ =35
Материал цилиндра -сталь Ст-3,для этой стали =363….461 МПа
Толщина стенки сосуда определяется по формуле…
где S-толщина стенки сосуда, м;
Дв- внутренний диаметр сосуда (цилиндра),м;
Р- давление в сосуде;
С -прибавка к расчетной толщине стенки на коррозию (С=1 мм);
-коэффициент прочности швов.
При отсутствии сварки =1, тогда по нашим данным.
S=
Принимаем толщину стенки емкости электромеханического нагнетателя равную 2 мм.