4. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D=1000 119 / 3,14 39,3 = 964 об/мин

5. Определяем мощность резания

N = (Pz x V) / (102 x 60)

Pz = Cp x t^Xp x S^Yp x V^np x Kp

Kp = Kmp x Kцp x Kгp x Kлp = 1 х 0,9 х 1,1 х 1 х 1 = 1,034 ? 1

Pz = 300 x 3,75 ¹ x 0,4 ^0,75 x 119 ^-0,15 x 1 = 276 кГ

N= (276 х 119) / (102 х 60) = 5,4 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=10 0,8=8 кВт

5,4 кВт < 8 кВт

6. Основное время

t_о= (L x i) / (n x S)

L = l + y + ?

y = t x ctg б = 2,4 ctg 60? = 2,4 х 0,58 = 1,4 мм

L= 3 + 1,4 + 2 = 6,4 мм

t_о= (6,4 х 1) / (964 х 0,4) = 0,02 мин

Ш89,8 мм, l = 6 мм

1. Устанавливаем глубину резания:

t = (D - d) / 2 = (94,6 - 89,8) /2 = 2,4 мм

2. Назначаем подачу на оборот

S = 0,5 - 1,1 мм/об;

Принимаем значение подачи S = 0,8 мм/об

Назначаем период стойкости резца

Тм = 60 мин

3. Скорость резания

V = Cv / (T ^m x t ^Xv x S ^Yv) x Kv

Kv = Kmv x Knv x Kuv x Kцv x Kц₁v x Krv x Kqv x Kov

Kv = 1 x 0,88 х 1 х 0,9 х 0,91 х 1,04 х 1 х 1 = 0,68

V = 340 / (60 ^0,2 x 3,1 ^0,15 x 0,8 ^0,45 ) x 0,68 = 96 м/мин

4. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D=1000 96 / 3,14 94,6 = 323 об/мин

5. Определяем мощность резания

N = (Pz x V) / (102 x 60)

Pz = Cp x t^Xp x S^Yp x V^np x Kp

Kp = Kmp x Kцp x Kгp x Kлp = 1 х 0,9 х 1,1 х 1 х 1 = 1,034 ? 1

Pz = 300 x 3,1 ¹ x 0,8 ^0,75 x 96 ^-0,15 x 1 = 395,25 кГ

N= (395,25 х 96) / (102 х 60) = 6,2 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=10 0,8=8 кВт

6,2 кВт < 8 кВт

6. Основное время

t_о= (L x i) / (n x S)

L = l + y + ?

y = t x ctg б = 2,4 ctg 60? = 2,4 х 0,58 = 1,4 мм

L= 6 + 1,4 + 2 = 9,4 мм

t_о= (9,4 х 1) / (323 х 0,8) = 0,04 мин

Ш83,6 мм, l = 8,8 мм

1. Устанавливаем глубину резания:

t = (D - d) / 2 = (88,4 - 83,6) /2 = 2,4 мм

2. Назначаем подачу на оборот

S = 0,5 - 1,1 мм/об;

Принимаем значение подачи S = 0,8 мм/об

Назначаем период стойкости резца

Тм = 60 мин

3. Скорость резания

V = Cv / (T ^m x t ^Xv x S ^Yv) x Kv

Kv = Kmv x Knv x Kuv x Kцv x Kц₁v x Krv x Kqv x Kov

Kv = 1 x 0,88 х 1 х 0,9 х 0,91 х 1,04 х 1 х 1 = 0,68

V = 340 / (60 ^0,2 x 3,1 ^0,15 x 0,8 ^0,45 ) x 0,68 = 96 м/мин

4. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D=1000 96 / 3,14 88,4 = 346 об/мин

5. Определяем мощность резания

N = (Pz x V) / (102 x 60)

Pz = Cp x t^Xp x S^Yp x V^np x Kp

Kp = Kmp x Kцp x Kгp x Kлp = 1 х 0,9 х 1,1 х 1 х 1 = 1,034 ? 1

Pz = 300 x 3,1 ¹ x 0,8 ^0,75 x 96 ^-0,15 x 1 = 395,25 кГ

N= (395,25 х 96) / (102 х 60) = 6,2 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=10 0,8=8 кВт

6,2 кВт < 8 кВт

6. Основное время

t_о= (L x i) / (n x S)

L = l + y + ?

y = t x ctg б = 2,4 ctg 60? = 2,4 х 0,58 = 1,4 мм

L= 8,8 + 1,4 + 2 = 12,2 мм

t_о= (12,2 х 1) / (346 х 0,8) = 0,04 мин

Ш70 мм, l = 25 мм

1. Устанавливаем глубину резания:

t = (D - d) / 2 = (74,8 - 70) /2 = 2,4 мм

2. Назначаем подачу на оборот

S = 0,6 - 0,9 мм/об;

l/d = 475/70 = 6,8 ? 7, k _L = 4,9

Sдоп = 2,6 k _LS k _цS = 2,6 х 4,9 х 1,41 = 1,9 мм/об

Принимаем значение подачи S = 0,8 мм/об

Назначаем период стойкости резца

Тм = 60 мин

3. Скорость резания

V = Cv / (T ^m x t ^Xv x S ^Yv) x Kv

Kv = Kmv x Knv x Kuv x Kцv x Kц₁v x Krv x Kqv x Kov

Kv = 1 x 0,88 х 1 х 0,9 х 0,91 х 1,04 х 1 х 1 = 0,68

V = 340 / (60 ^0,2 x 3 ^0,15 x 0,8 ^0,45 ) x 0,68 = 95,9 м/мин

4. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D=1000 95,9 / 3,14 74,8 = 408 об/мин

5. Определяем мощность резания за один проход

N = (Pz x V) / (102 x 60)

Pz = Cp x t^Xp x S^Yp x V^np x Kp

Kp = Kmp x Kцp x Kгp x Kлp = 1 х 0,9 х 1,1 х 1 х 1 = 1,034 ? 1

Pz = 300 x 3 ¹ x 0,8 ^0,75 x 95,9 ^-0,15 x 1 = 382,5 кГ

N = (382,5 х 95,9) / (102 х 60) = 6 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=10 0,8=8 кВт

6 кВт < 8 кВт

6. Основное время

t_о= (L x i) / (n x S)

L = l + y + ?

y = t x ctg б = 3 ctg 60? = 3 х 0,58 = 1,7 мм

L= 25 + 1,7 + 2 = 28,7 мм

t_о= (28,7 х 1) / (408 х 0,8) = 0,12 мин

7. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл = (0,12 + 0,12 + 0,04 + 0,95 + 0,02 + 0,04х3 + 0,04х2) + 0,65 + 0,039 + 0,039 + 0,039 = 1,45 +0,717 = 2,17 мин

8. Машинное время

Tм = (L x i) / (n x s) =

= 0,12 + 0,12 + 0,04 + 0,95 + 0,02 + 0,04х3 + 0,04х2 = 1,45 мин

Операция Резьбонарезная

Вихревое нарезание резьбы М30х2-8g

1. Устанавливаем глубину резания:

t = 2,3 мм

2. Назначаем подачу на один резец

S_z=0,4 - 0,6 мм, принимаем S_z = 0,5 мм

3. Назначаем подачу на оборот

S = S_z х z = 0,5 х 4 = 2 мм/об

Назначаем период стойкости резца

Тм = 120 мин

4. Скорость резания

V = Cv / (T^m x S_z^Xv x S^Yv) x Kv

Kv = Kmv x Kuv x Kcv

Kmv = 75/у_в = 75/85 = 0,88

Kv = 0,88 х 1 х1 = 0,88

V = 2330 / (120 ^0,5 x 0,5 ^0,5 x 2 ^0,5 ) x 0,88 = 191 м/мин

6. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D=1000 191 / 3,14 30 = 2195 мин^-1

7. Определяем мощность резания за один проход

N = (0,1S ^0,5 x S_z^0,4 x Z^0,5 x V^0,8 ) / D^0,8

N = (0,1 х 2 ^0,5 x 0,5 ^0,4 x 4 ^0,5 x 191 ^0,8 ) / 30 ^0,8 = 1,3 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=10 0,8=8 кВт

1,3 кВт < 8 кВт

8. Основное время

t_о= [(lo + lвр + lп) х р х D] / P x So x Z x n

t_о= [(37 + 2 + 2) x 3,14 x 30] / 2 x 0,6 x 4 x 2195 = 0,37 мин

9. Вспомогательное время

t_уст=0,1 мин

t_пер=0,14 мин

t_изм=0 мин

t_в=0,24 мин

10. Оперативное время

t_оп=t_о+t_в=0,37+0,24=0,61 мин

11. Время на обслуживание рабочего места 3,5%

t_обс=t_оп 0,035=0,61 0,035=0,021 мин

12. Время на отдых

t_отл=t_оп 0,04=0,61 0,04=0,024 мин

13. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл = 0,37 + 0,24 + 0,021 + 0,021 + 0,024 = 0,676 мин

14. Машинное время

Tм = (L x i) / (n x s) = (41 x 1) / ( 2195 x 0,6) = 0,03 мин

Операция Фрезерная

Фрезерование 2 лысок в размер 24_-0,52

1. Устанавливаем глубину резания:

t = (27-24) / 2 = 1,5 мм

2. Назначаем подачу на зуб инструмента

S_z=0,025 - 0,03 мм, принимаем S_z = 0,03 мм/зуб

3. Назначаем период стойкости фрезы

Тм = 60 мин

4. Скорость резания

V = Vтабл х Kmv x Knv = 39,22 х 1,2 х 0,9 = 42,36 м/мин

5. Частота вращения шпинделя

n = 1000 V / D = 1000 42,36 / 3,14 10 = 1304 об/мин

n_д = 1344 об/мин

6. Действительная скорость резания

Vд = (р х D x n_д ) / 1000 = (3,14 х 10 х 1344) / 1000 = 42,2 м/мин

7. Минутная подача

S_м = S_z x z x n_д = 0,03 х 6 х 1344 = 242 мм/мин

8. Определяем мощность резания за один проход

N = Nтабл х Kцv = 1,3 х 0,95 = 1,2 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=7,5 0,95=7 кВт

1,2 кВт < 7 кВт

9. Основное время

t_о= L / Sм

L = l + y + ?

y = 0,3D = 0,3 x 10 = 3 мм

L = 15 + 3 + 3 = 21 мм

t_о= 21 / 242 = 0,09 мин

10. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл = 0,09 + 0,24 + 0,021 + 0,021 + 0,024 = 0,4 мин

11. Машинное время

Tм = L х i / Sм = 21х2 / 242 = 0,17 мин

Операция Доводка центров

Шлифование центровых отверстий

1. Устанавливаем глубину резания:

t = 0,0025 - 0,01 мм, t = 0,02 мм

2. Частота вращения круга

n_к = 6000 об/мин

3. Скорость круга

V_к = (р х D_к х n_к ) / 1000 = (3,14 х 10 х 6000) /1000 =188 м/с

4. Скорость заготовки

V_з = (р х D_з х n_з ) / 1000 = (3,14 х 5 х 200) /1000 =3,14 м/мин

5. Минутная подача

S_м = 7000 м/мин

S_м = 7000 х КS_м1 х КS_м2 х = 7000 х 0,77 х 1 = 5390 м/мин

6. Подача на двойной ход

S_{t дв.х} = 0,004 мм/дв.ход

7. Мощность резания

N = С_N x V_з ^r x S ^y x d ^q x t ^x

N = 0,36 х 3.14 ^0,35 x 2 ^0,4 x 5 ^0,3 x 0,02 ^0,4 = 0,2 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=0,25 0,85= 0,21 кВт

0,2 кВт < 0,21 кВт

Nуд = Nрез / Вк = 0,21 / 10 = 0,02 кВт/мм

По табл. Nуд = 0,13 кВт/мм

0,02 кВт/мм < 0,13 кВт/мм

8. Основное время

t_о= (2Lh) / (S_м x S_{t дв.х} ) = (2 х 0,9 х 0,2) / (5390 х 0,004) = 0,02 мин

9. Вспомогательное время

t_в=0,34 мин

10. Оперативное время

t_оп=t_о+t_в=0,02+0,34=0,36 мин

11. Время на обслуживание рабочего места 3,5%

t_обс=t_оп 0,035=0,36 0,035=0,013 мин

12. Время на отдых

t_отл=t_оп 0,04=0,36 0,04=0,014 мин

13. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл = 0,02 + 0,36 + 0,013 + 0,013 + 0,014 = 0,42 мин

14. Машинное время

Tм = (L x i) / (n x s) = (0,9 x 1) / ( 5390 x 0,004) = 0,042 мин

Операция Шлифование резьбы

Шлифование резьбы М30х2-8g на длину 37 мм

1. Скорость круга

n_к = 1440 - 2660 об/мин

V_к = (р х D_к х n_к ) / (1000 х 60) = (3,14 х 250 х 2660) / (1000 х 60) = 34,8 м/с

Скорость заготовки

V_з = 15 - 55 м/мин, принимаем V_з = 35 м/мин

2. Частота вращения заготовки

n_з = (1000 x V_з ) / (р x dз) = (1000 х 35) / (3,14 х 30) = 371 об/мин

4. Назначаем глубину резания

t = 0,005 - 0,015 мм/ход станка

принимаем t = 0,005 мм/ход

5. Подача на оборот

S = S_д х Вк = 0,3 х 20 = 6 мм/об

6. Скорость станка

V_ст = (S x n_д) / 1000 = (6 х 371) / 1000 = 2 м/мин

7. Мощность резания

N = С_N x V_д ^r x S ^y x d ^q x t ^x

N = 2,65 х 35 ^0,5 x 6 ^0,55 x 1 x 0,005 ^0,5 = 2,9 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h=4,5 0,8= 3,6 кВт

2,9 кВт < 3,6 кВт

8. Основное время

t_о= [(L х h) / (n_з x S х t )] x k = [(37 х 0,2) / (37 х 6 х 0,005)] x 1,4 = 0,93 мин

9. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл = 0,93 + 0,36 + 0,013 + 0,013 + 0,014 = 1,33 мин

10. Машинное время

Tм = (L x i) / (n x s) = (37 х 1) / ( 371 x 6) = 0,017 мин

Операция Шлифовальная

Врезное шлифование

1. Скорость круга

n_к = 1440 - 2660 об/мин

V_к = (р х D_к х n_к ) / (1000 х 60) = (3,14 х 250 х 1930) / (1000 х 60) = 35 м/с

Скорость заготовки

V_з = 15 - 55 м/мин, принимаем V_з = 35 м/мин

2. Частота вращения заготовки

n_з = (1000 x V_з ) / (р x dз) = (1000 х 35) / (3,14 х 35) = 318 об/мин

4. Поперечная подача

Sп = t = 0,005 - 0,02 мм/дв.ход

принимаем t = 0,02 мм/дв.ход

5. Подача на оборот

S = 0,001 - 0,005 мм/об, принимаем S = 0,001 мм/об

6. Скорость станка

V_ст = (S x n_з) / 1000 = (0,005 х 318) / 1000 = 0,002 м/мин

7. Мощность резания

N = С_N x V_д ^r x S ^y x d ^q x b ^z

N = 0,14 х 35 ^0,8 x 0,005 ⁰ x 35 ^0,2 x 5 ¹ = 2,3 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h= 3 0,8= 2,4 кВт

2,3 кВт < 2,4 кВт

8. Основное время

t_о= [(L х h) / (n_з x S х t )] x k = [(5 х 0,02) / (318 х 0,001 х 0,02)] x 1,2 = 1,87 мин.

Продольное шлифование Ш35 мм, l = 356 мм

1. Скорость круга

n_к = 1440 - 2660 об/мин

V_к = (р х D_к х n_к ) / (1000 х 60) = (3,14 х 250 х 1930) / (1000 х 60) = 35 м/с

Скорость заготовки

V_з = 15 - 55 м/мин, принимаем V_з = 35 м/мин

2. Частота вращения заготовки

n_з = (1000 x V_з ) / (р x dз) = (1000 х 35) / (3,14 х 35) = 318 об/мин

4. Глубина резания

t = h = 0,005 - 0,015 мм/ход

принимаем t = 0,005 мм/ход

5. Подача на оборот

S = Sз х Вк = 0,2 х 25 = 5 мм/об

6. Скорость станка

V_ст = (S x n_з) / 1000 = (5 х 318) / 1000 = 1,6 м/мин

V_ст = 0,03 - 2 м/мин, принимаем V_ст = 2 м/мин

7. Мощность резания

N = С_N x V_д ^t x t ^x x S ^y x d ^q

N = 2,2 х 35 ^0,5 x 0,005 ^0,5 x 5 ^0,55 x 1 = 2,1 кВт

N_резN_шп

N_шп=N_д h= 3 0,8= 2,4 кВт

2,3 кВт < 2,4 кВт

8. Основное время

t_о= [(L х h) / (n_з x S х t )] x k =

= [(356 х 0,2)/(318 х 5 х 0,005)] x 1,4 = 4,17 мин

9. Штучное время

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_оо + t_отл =

= 4,17 + 1,87 + 0,36 + 0,013 + 0,013 + 0,014 = 6,44 мин

10. Машинное время

Tм = (L x i) / (n x s) = [(356 х 1) / ( 318 x 5)] + [(5 х 1) / ( 318 x 0,02)] = 1 мин

5.7 Технико-экономическая оценка разработанного технологического процесса

Критерием оптимальности разработанного технологического процесса может быть принят коэффициент материала определяющий отношение веса готовой детали к весу заготовки :

,

В массовом производстве этот коэффициент достигает значения 0,83; в серийном - 0,7, а в единичном его значение понижается до 0,4 - 0,6.

Для повышения коэффициента необходимо приближать форму заготовки к конфигурации готовой детали, повышать точность ее изготовления и улучшать качество ее поверхностей.

В нашем случае при изготовлении штока:

Чем выше коэффициент использования материала, тем меньше необходимо снимать припуски на обработку, меньше расходуется материала, электроэнергия, инструмент и т.п.

Выбор материала должен производиться с учетом уровня его эксплуатационных свойств, обеспечивающих максимальную долговечность деталей, и его стоимость. Также необходимо учитывать его технологические свойства, т.к. они позволяют применять наиболее экономичные и эффективные технологические процессы изготовления и упрочнения деталей с обеспечением низких значений трудоемкости, себестоимости, энергопотребления и материалоемкость.

Полученный коэффициент указывает на серийное производство штока.

Все операции технологического процесса разработаны с учетом требований и возможностей опытного производства ФГУП «ЦКБ ТМ», с использованием производственного оборудования, размещенного в цехах опытного производства.

РАЗДЕЛ 6. Технико-экономические показатели

6.1 Определение затрат на проектирование агрегата

Опытно-конструкторские работы включают следующие этапы создания технических устройств:

1 этап - техническое предложение;

2 этап - эскизное проектирование;

3 этап - рабочее проектирование;

4 этап - изготовление и испытание опытных образцов;

5 этап - монтаж оборудования;

6 этап - проведение специальных испытаний;

7 этап - уточнение технической документации.

Сметная стоимость разработки и отработки чертежно-технической документации по всем видам технических устройств определяется по нормативной трудоемкости в конструкторских человеко-днях.

Определяем затраты по каждому этапу проектирования:

а) Затраты на разработку технического предложения:

, где

- средняя стоимость конструкторского человеко-дня;

, где

- количество нормолистов;

- трудоемкость в человеко-днях на 1лист;

; ; руб.

руб.

б) затраты на разработку эскизного проекта

; ;

; ; руб.;

руб.

в) затраты на разработку рабочего проекта

; ;

; ;

руб.

6.2 Затраты на испытание и корректировку чертежно-технической документации

,

где

- коэффициент к трудозатратам на технико-рабочий проект для второй группы сложности;

руб.

Найдем общую стоимость проектных работ:

;

руб.

6.3 Определение затрат на изготовление опытных образцов

Для определения затрат на изготовление и заводские испытания опытного образца используются приближенные методы расчета.

Применяют метод, основанный на сопоставление удельной стоимости одной тонны веса технического устройства:

,

где

руб. - удельная стоимость 1 тонны веса опытного образца технического устройства;

кг - вес опытного образца технического устройства;

- коэффициент, учитывающий затраты на доработку опытного образца.

руб.

6.4 Определение затрат на изготовление технических устройств в условиях мелкосерийного и серийного производства

При определении затрат на изготовление устройства на этапе разработки конструкции невозможно в полной мере учесть все факторы из-за отсутствия необходимой информации. Поэтому воспользуемся одним из приближенных методов определения затрат, а именно, методом уравнения видов затрат:

Определим стоимость технического устройства:

,

где - заводская стоимость технического устройства;

- внепроизводственные расходы;

- плановая прибыль.

, где

- затраты i-го вида;

- относительные затраты i-го вида;

- для материалов и комплектующих элементов.

, где

- вес агрегата;

- средние затраты на 1 кг веса материалов и комплектующих элементов.

Тогда

руб. - стоимость материалов и комплектующих элементов.

руб. - заводская стоимость.

Стоимость технического устройства при и составляет:

руб.

6.5 Определение затрат на эксплуатацию

При определении этого вида затрат на этапе проектирования используются приближенные методы, основанные на использовании информации об эксплуатации технических устройств и учете изменений в конструкции и эксплуатации.

В нашем случае затраты на эксплуатацию будем определять в зависимости от сложности и надежности технических устройств:

, где

- среднегодовые затраты на эксплуатацию, являющиеся функцией надежности;

- коэффициент затрат на эксплуатацию;

- затраты на изготовление и монтаж технического устройства.

Затраты на изготовление и монтаж находим:

руб.

При установленном значении используется информация об относительных затратах на эксплуатацию аналогичного устройства:

Значение определяется из соотношения:

, где

- значение показателя надежности для рассматриваемого технического устройства;

- значение показателя надежности для сравниваемого технического устройства;

- коэффициент затрат на эксплуатацию устройства, обладающего уровнем надежности ;

- коэффициент связи.

.

Годовые затраты на эксплуатацию технического устройства будут равны:

руб.

Выводы:

В результате проведенного сравнительного анализа по определению затрат на проектирование, изготовление и эксплуатацию данного агрегата определили, что:

а) общая стоимость проектных работ:

руб.

б) стоимость изготовления и заводских испытаний опытного образца:

руб.

в) годовые эксплуатационные затраты:

руб.

РАЗДЕЛ 7. Расчет надежности кантователя

7.1 Показатели надежности

Под надежностью кантователя в настоящем расчете понимается вероятность безотказной работы при выполнении подъема или опускании изделия.

Определяется вероятность безотказной работы с учетом времени подъема или опускания за один цикл.

Показатели надежности рассматриваемого агрегата в основном складываются из показателя надежности гидросистемы.

7.2 Допущения и предпосылки

Оценка надежности производится из следующих допущений:

А) При возникновении одного отказа или нарушении инструкции по эксплуатации не должно быть аварии.

Б) Расчетное время работы элементов принимается равным времени операции, в которой этот элемент участвует.

В) В качестве основного критерия оценки надежности берется вероятность безотказной работы(б.в.р.) за время 1цикл подъема или опускания.

Г) Цикл агрегата включает в себя следующие операции:

- стыковка агрегата с карсет-опорой;

- подъем агрегата на 56?;

- подъем агрегата от 56? до 62?;

- опускание агрегата от 62? до 56?;

- опускание агрегата от 56? до 0?.

Д). Надежность элементов рамы, тележки, оголовка, водила и подкоса не оценивались, т.к. она обеспечивается необходимыми запасами прочности и подтверждаются расчетами.

7.3 Определение количественных показателей надежности

Условимся считать, что время безотказной работы (в.б.р.) агрегата распределено по экспоненциальному закону. Тогда в.б.р. определяется по формуле:

,

где л - интенсивность отказов, [1/час]. t - время работы агрегата, [час].

7.4 Расчет количественных показателей надежности по операциям

а) стыковка агрегата

В.б.р. определяется по формуле соответствующей структурной схеме представленной на рис. 1.

Рис. 32. Структурная схема расчета надежности при проведении операции «стыковки»

,

подставим значения л приведенные в табл. 1, получим:

P(t)=0,99998;

б) подъем агрегата на 56?.

В.б.р. определяется по формуле соответствующей структурной схеме представленной на рис. 34.

Рис. 33. Структурная схема расчета надежности при проведении операции подъема изделия на 56?

,

подставим значения л приведенные в табл. 1, получим:

P(t)=0,99934;

в) подъем агрегата от 56? до 62?.

В.б.р. определяется по формуле соответствующей структурной схеме представленной на рис. 3.

Рис. 34. Структурная схема расчета надежности при проведении операции подъема изделия от 56? до 62?

,

подставим значения л приведенные в табл. 1, получим:

P(t)=0,99973;

г) опускание агрегата от 62? до 56?.

В.б.р. определяется по формуле соответствующей структурной схеме представленной на рис. 4.

Рис. 35. Структурная схема расчета надежности при проведении операции опускания изделия от 62? до 56?

,

подставим значения л приведенные в табл. 1, получим:

P(t)=0,99997;

д) опускание агрегата от 56? до 0?.

В.б.р. определяется по формуле соответствующей структурной схеме представленной на рис. 5.

Рис. 36. Структурная схема расчета надежности при проведении операции опускания изделия от 56? до 0?

,

подставим значения л приведенные в табл. 1, получим:

P(t)=0,9997;

7.5 Расчет количественных показателей надежности циклов подъема, опускания

Цикл подъема рассчитывается как:

,

подставив числовые значения, получим

Цикл опускания рассчитывается как:



подставив числовые значения, получим

.

7.6 Оценка точности показателей надежности

Среднее квадратическое отклонение в.б.р. определяется по формуле:

,

где - в.б.р. элементов структурных схем на рисунках

- средние квадратические отклонения величин .

После подстановки числовых значений получим:

=16,35 ?

Нижняя доверительная граница величины P(t) определяется по формуле:

,

где Ц - квантиль нормального распределения, равный величене 1,28 при доверительной вероятности 0,9.

Тогда:

.

7.7 Выводы

В результате проведенного расчета приходим к выводу, что полученные значения в.б.р. за цикл подъема или опускания агрегата с учетом времени подъема или опускания удовлетворяют заданным требованиям ТЗ.

Таблица 10. Значения интенсивностей отказов

№ п/п	Наименование элементов	Кол-во эл-тов	(1/час)
1.	Клапан предохранительный	5	33
2.	Клапан обратный	10	2,5
3.	Насос ручной	1	24,2
4.	Насос 16/320	3	62
5.	Гидроцилиндр	5	0,08
6.	Гидрозамок	3	87,5
7.	Клапан подпорный	2	2,5
8.	Дроссель	10	88
9.	Распределитель	2	183
10.	Дроссель регулируемый	3	106
11.	Клапан нажимной	1	Р=0,9998
12.	Гидромультиплекатор Гидроаккумулятор	1	Р=0,9995
13.	Клапан электромагнитный	1	153
14.	Фильтр	2	5,3
15.	Маслобак	1	30
16.	Клапан управляемый	1	87,5
17.	Вентиль	1	100

Значение интенсивности отказов было расчитано с учетом поправочного коэффициента на эксплуатацию, который равен 1,2, по формуле

РАЗДЕЛ 8. Меры безопасности

8.1 Все операции на агрегате при использовании его по прямому назначению выполнять только по командам руководителя работ.

8.2 Немедленно докладывать руководителю работ о всех замеченных неисправностях.

8.3 Немедленно подавать команду СТОП, если замеченная неисправность или неправильное действие любого лица участвующего в работе, могут повлечь за собой повреждение кантователя, груза

ЗМ-65, аварию или несчастный случай.

8.4 Немедленно выполнять команду СТОП, поданную любым лицом, участвующим в работе.

8.5 При проведении работ переходить к следующей операции разрешается только после полного выполнения предыдущей.

8.6 Перед началом работ убедиться в отсутствии на рельсовом пути посторонних предметов, снега, льда.

8.7 Перед подъёмом рамы кантователя убедиться в отсутствии на агрегате незакрепленных принадлежностей, инструмента и т.п.

8.8 Запрещается находиться между кантователем и агрегатом ЭФ-65ТПА при их стыковке.

8.9 Запрещается находиться на раме кантователя во время ее подъёма.

8.10 К работам на лестницах допускаются лица, имеющие допуск к работам на высоте.

8.11 На лестнице мажет находиться не более одного человека.

8.12 Запрещается работать на лестнице без предохранительного пояса.

8.13 Стыковку и расстыковку штепсельных разъёмов производить только после снятия напряжения 380 В с агрегата.

8.14 В сырую погоду механизмами кантователя управлять в резиновых диэлектрических перчатках и подкладывать под ноги резиновый диэлектрический коврик.

8.15 При понижении сопротивления изоляции, при появлении напряжения на корпусах электрооборудования и металлоконструкциях кантователя работы прекратить, кантователя отключить от сети и до установления неисправности работ с кантователем не производить.

8.16 При обнаружении течи масла в гидросистеме работы с кантователем не производить до устранения неисправности.

8.17 Запрещается устранять неисправности в линиях гидросистемы, находящихся под давлением.

8.18 При работах с легковоспламеняющимися материалами(бензин, уайт-спирит) соблюдать правила пожарной безопасности согласно действующим инструкциям.

8.19 Тележка при хранении должна быть заторможена.

8.20 Работать на металлоконструкциях разрешается только при установленном ограждении.

8.21 Запрещается работать кареткой после опускания кантователя с грузом не убедившись в полном ослаблении тросов главного подъема агрегата ДПК-125.

8.22 Подъем и опускание груза кантователем 33-65К с помощью агрегата ДПК-125 производить только со сведенными канатами механизма главного подъема.

8.23 Средства контроля

Средства контроля предназначены для выдачи сигналов о срабатывании элементов и обеспечения безопасной работы.

Средства контроля обеспечивают:

- контроль положения замков оголовка;

- контроль положения каретки;

- контроль положения замков каретки;

- контроль положения водила;

- контроль положения рукояток гидрораспределителя Р1 и регулируемого дросселя Р2 блока гидроаппаратуры.

Средства контроля размещены на металлоконструкции оголовка, каретки опоры водила и в блоке гидроаппаратуры.

Средства контроля состоят из бесконтактных конечных выключателей БКВ МКРН.401161.003, узлов и деталей, воздействующих на выключатели, и элементов, обеспечивающих размещение и закрепление средств контроля на агрегате.

Бесконтактный конечный выключатель

БКВ МКРН.401161.003

БКВ предназначен для коммутации электрических цепей в системах электроавтоматики при воздействии управляющего элемента из конструкционной стали без непосредственного контакта с ним.

Технические характеристики

Расстояние срабатывания, мм………………………………..4,5

Напряжение питания, В……………………………………....15-30

Ток нагрузки, мА……………………………………………...400

Частота срабатывания, кГц…………………………………...0…5

Масса, кг……………………………………………………….2

Температура окружающей среды, °С………………………..-50…+50

Гарантийный срок эксплуатации - 10 лет в составе объекта в пределах гарантийного срока хранения.

Гарантийная наработка БКВ - 500 часов работы основного двигателя или 8000 км пробега объекта, в пределах гарантийного срока эксплуатации.

Конструкция БКВ неразборная, герметичная, неремонтопригодная. Все полости заполнены герметиком с целью исключения механических воздействий на блок электроэлементов.

РАЗДЕЛ 9. Применение ЭВМ

9.1 Описание используемых программ

При написании данного дипломного проекта мною использовались следующие программы:

- AutoCAD 2004 - 2006 - для разработки чертежей и спецификаций;

- Microsoft Word 2003 - для разработки пояснительной записки;

- Microsoft Excel 2003 - для расчета некоторых узлов и механизмов;

- Autodesk Inventor Professional 10-2008- для расчета вала механизма привода замка.

9.2 Описание проверочного расчета вала механизма привода замка

Данный расчёт был произведён в приложении программы Autodesk Inventor 11 Professional, Shaft Component Generator.

Вышеописанные программы в совокупности представляют собой систему твёрдотельного параметрического моделирования с поддержкой возможности проведения всех этапов проектирования в одной программной среде.

Рис. 37. Программа Autodesk Inventor Professional

Shaft Component Generator (Version: 11.0.290)

9.3 Исходные данные для проверочного расчета вала механизма привода замка

Расчетная схема

Исходные данные

Общая длина	мм	630
Число участков		6

Свойства материала (Сталь 40Х):

Модуль упругости	МПа	206000
Модуль сдвига	МПа	80000
Плотность	кг/м3	7860

Нагрузки

№ п/п	Координата (мм)	Радиальное усилиев плоскости ХУ (Н)	Радиальное усилие в плоскости XZ (Н)	Изгибающий момент в плоскости XY (Нм)	Изгибающий момент в плоскости XZ (Нм)	Разпределенные нагрузки в плоскостиXY (Н/мм)	Распределенные нагрузки в плоскости XZ (Н/мм)	Наклонная сила (Н)	Крутящий момент (Нм)
1	76	0	0	0	0	0	0	0	2579
2	607	0	0	0	0	0	0	0	-2579

9.4 Результаты проверочного расчета вала механизма привода замка

Опоры

Number	Номер элемента	Координата (мм)	Сила реакции опоры в плоскости XY (Н)	Сила реакции опоры в плоскости XZ (Н)	Сила реакции опоры (Н)	Относительное перемещение (мм)	Тип опоры	Наклон
1	3	76	70,431	0	70,431	0,0024826	подшипник однорядный роликовый	нет
2	6	607	67,8907	0	67,8907	0,0024917	подшипник однорядный роликовый	да

Результаты

Макс. напряжение	МПа	342
Угол закрутки	угол	0,7349
Масса	кг	14,106
Макс. перемещение	мкм	1,6548

Эпюры:

Эпюра 1: Угол закручивания

Эпюра 2: Крутящее напряжение

Эпюра 3: Суммарные напряжения

9.5 Выводы

По результатам расчета видно, что напряжения возникающие в детали ( вал поз. 7 чертеж «Привод замка» ДП.33-65К.13.00.00.000 СБ) равные=342 МПа меньше допустимых напряжений [_Т]=800 МПа для данного материала сталь 40Х, следовательно условие прочности вала выполняется.

РАЗДЕЛ 10. Перечень принятых сокращений

ГОСТ - государственный стандарт

ДПК - двухконсольный погрузчик-кантователь

ЕСКД - единая система конструкторской документации

ЗИ - заводские испытания

ЗИП - комплект запасных инструментов

ЗУ - защитное устройство

КД - конструкторская документация

МПС - Министерство путей сообщения

НТД - нормативно-техническая документация

ОКР - опытно-конструкторская работа

ОСТ - отраслевой стандарт

ПТЭ - плановая техническая эксплуатация

РТИ - резинотехнические изделия

СИ - средства измерений

ТЗ - техническое задание

ТО - техническое обслуживание

ТПК - транспортный пусковой контейнер

ТУ - технические условия

ЭД - эксплуатационная документация

РАЗДЕЛ 11. Перечень ГОСТов и ОСТов, использованных в ТЗ

№№ п/п	Пункт ТЗ	ГОСТ (ОСТ) и наименование
31	7.1	ГОСТ В 1.25-80
32	8.1	ГОСТ ВД 9.301-87 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования.
33	8.1	ГОСТ 9.305-84 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий.
34	5.8.8	ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
35	5.8.8	ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
36	2.1	ГОСТ 15.001-73. Разработка и постановка продукции на производство.
37	5.6.1	ГОСТ В 15.306-2003 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Обязательства гарантийные. Основные положения.
38	5.6.1, 5.6.2	ГОСТ РВ 15.702-94 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок установления и продления назначенных ресурса, срока службы, срока хранения.
39	5.4.4	ГОСТ В 15.705-86 Запасные части, инструменты и принадлежности. Основные положения.
310	5.8.1	ГОСТ В 20.39.101-76 Комплексная система общих технических требований к военной технике. Общие положения.
311	5.3.4	ГОСТ РВ 20.39.304-98 КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам.
312	5.8.1, 5.8.2	ГОСТ В 20.39.309-98 Комплексная система общих технических требований. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Конструктивно-технические требования.
113	5.8.3	ГОСТ В 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения.
14	5.5.2	ГОСТ 29.00.002-84. Эргономическое обеспечение и экспертиза.
115	5.3.1	ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических условий. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
116	5.11.2	ГОСТ 19005-81 Средства обеспечения защиты изделий ракетной и ракетно-космической техники от статического электричества. Общие требования к металлизации и заземлению.
117	5.5.5	ГОСТ В 21117-75
118	5.4.2	ГОСТ В 21256-89
119	5.4.4	ГОСТ 26441-85
220	5.7.2	ГОСТ 9238-83 Габариты приближения строений и подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524)мм.
221	8.1	ГОСТ 9-078-82
22	8.1	ОСТ 92-9498-81. Покрытия лакокрасочные для металлических поверхностей. Выбор системы технический требований.
23	5.8.6	ОТТ 1.1.10 Система общих технических требований к видам вооружения и военной техники. Системы и комплексы (образцы) вооружения и военной техники. Общие требования.
24	5.6.3	РТБ-95 Руководство по обеспечению выполнения нормативно-технических документов Федерального горного и промышленного надзора России при разработке, производстве, эксплуатации, модернизации и реконструкции объектов, подконтрольных органам государственного технического надзора в ВС РФ.
25	5.4.2	Положение РК 98 Положение о порядке создания, серийного производства и эксплуатации ракетных и космических комплексов

Список используемой литературы.

1. Козак С.А. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. М., Высшая школа, 1989. с.319

2. Александров М.П., Гохберг М.М. Справочник по кранам. т. 1,2.

Л., Машиностроение, 1988.

3. Александрова М.П., Решетникова Д.Н. Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций. М., 1987.

4. Иванов М.Г. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. М., Деан, 2001, с. 272

5. Ланг А.Г., Майзель В.С. «Портальные краны». Машгиз, Ленинград, 1953. - 208 с.

6. Бескин Ю.В. «Механизмы наземного оборудования ракетной техники. Конструкция и расчет». Москва, 1999.

7. Методика экономической оценки конструкторских решений в курсовом и дипломном проектировании. - Москва.: МАДИ, 1973 - 23 с.

8. Методика решения вопросов надежности в курсовых и дипломных проектах. - Москва.: МАДИ, 1973 - 23 с.

9. Методические указания по разработке технологического процесса изготовления детали (узла) средней сложности при выполнении курсовой работы и дипломном проектировании. - Москва.: МАДИ, 1972 - 19 с.

10. Методические указания по дипломному проектированию. - Москва.: МАДИ, 1983 - 27 с.

11. Конспекты лекций по дисциплинам: СИЛОВОЙ ПРИВОД, МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ АГРЕГАТОВ, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Размещено на Allbest.ru