Модернизация привода приводных роликов устройства по взвешиванию и кантовке рулонов листовой стали

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВКР

1.1 Анализ состояния оборудования

1.2 Цель и задачи проектирования

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание работы комплекса по кантовке рулонов

2.2 Разработка энергокинематического расчета привода роликов

2.3 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса механической обработки детали

3.2 Расчет и проектирование протяжки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

ПАО «Северсталь» - один из крупнейших изготовителей металла в России. На данный момент процент продукции ПАО 64% от всем промышленной продукции города Череповца, 56% от всей Вологодчины. Так же ПАО «Северсталь» занимает лидирующие позиции по всей Российской Федерации, каждая пятая тонна российского мкталла произведена в Череповце. Появление ЧМК способствовало превращению Северо-Запада страны в одну из важнейших индустриальных баз, подобно Кузбассу, а так же Уралу. В течении дня на ПАО «Северсали» изготовляется до 19 000 тонн чугуна, 24 000 тонн стали, производится проката на 20 000 тонн .

Мощное энергетическое хозяйство, технически укомплектованная ремонтная база, специализированные лаборатории, а так же транспортные службы обеспечивают ПАО «Северсталь» полную надёжность и бесперерывную работу всех цехов и производств.

Одной из главных задач является задача охраны окружающей среды. Благодаря постоянному улучшению технологического процесса, появлению бессточных систем водоснабжения, а так же утилизации отходов загрязнение окружающей среды неминуемо понижается.

Увеличение промышленного производства в значительной мере обязано постоянным капитальным вложениям, которые используют для совершенствования и укрепления фондов. Один из главных критериев целесообразности вложений - увеличение доходов комбината. Именно от них отталкиваются при определении выгоды капиталловложений и в подсчёте сроков окупаемости.

Совершенствование, увеличение сортамента, качество выпускаемой продукции - это одни из главных направлений по которым ПАО «Северсталь» ведёт свою инвестиционную политику. Главнейшей задачей является - увеличение конкурентноспособности изготовляемого металла и поиск новых потребителей.

Большинство получаемой стали проходит через цеха прокатки, где металл принимает форму заготовок для переката или законченного изделия. Изготовляемый ПАО «Северсталь» прокат различен: холоднокатаный металл в рулонах и листах, тонкий и толстый горячекатаный лист, швеллеры, полосы в рулонах, катанку в мотках и бунтах, гнутые профили, прутки, уголки.

В связи с увеличением роста производства и возросшими требованиями к качеству изготовляемой продукции, что на сегодняшний день является одним из главных условий стабильной и экономически выгодной работы предприятия, остро встал вопрос доставки готовой продукции (листовой стали в рулонах) до потребителя с возможным наименьшим процентом брака при транспортировке.

Для достижения этой цели была сконструирована и запущена в работу установка по кантовке и взвешиванию рулонов. В задачи этой установки входит упаковка и переворачивание рулонов с боковой поверхности на торец, что позволяет снизить количество брака (смятия, деформации металла) при транспортировке. Комплекс имеет возможность совершать предусмотренные технологией операции сразу с двумя рулонами.

В настоящее время возникла необходимость увеличить производительность комплекса в связи с возросшими объемами продукции (рулонов).



1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВКР

1.1 Анализ состояния оборудования

Комплекс по кантовке и взвешиванию рулонов, рисунок 1.1, состоит из: весов, станины кантователя, платформы, привода роликов левого и правого, узла роликов ведомых, устройства весоприемного, рамы кантователя, буфера, стоек, платформы весов, балки, гидроцилиндров, рычагов, электродвигателей, редукторов и щита управления.

Рисунок 1.1 - Комплекс по кантовке рулонов:

1 - рама, 2 - рулон

Щиты доставляются в собраном виде и полностью готовыми к установке: с установленной аппаратурой, расключены трубные и электрические проводки, полностью готовые к работе. В комплекте с щитами идут крепежи для закрепления и установки.

По функциональному значению мы выбираем командные трубные проводки для стыковки между собой блоков автоматики и осуществления передачи командных сигналов от передающих блоков к исполнительному механизму (к гидроцилиндрам).

В зависимости от места прокладки и условий эксплуатации, используем внутренние электрические проводки, а по способу выполнения -- открытые.

Циклограмма работы комплекса по кантовке и взвешиванию рулонов представлена на рисунке 1.2:

Рисунок 1.2 - Циклограмма работы комплекса:

Уст. -- 3,5 мин.; Пр. -- м мин.; Упк. -- 7 мин.; К. -- 30 сек.; Разгр. -- 3,5 мин.; В. -- 30 сек.; Уст. -- Установка листовых рулонов на ролики; Пр. -- Взвешивание рулонов; Упк. -- Обвязка рулонов металлической лентой или упаковка бумагой; К. -- Кантование рулонов с боковой поверхности на торец; Разгр. -- Снятие рулонов с комплекса на дальнейшую загрузку в вагоны; В. -- Возврат кантователя в первоначальное положение

С помощью крана перемещают рулоны с прокатного стана или с места складирования рулонов к комплекту по взвешиванию и кантовке рулонов. С помощью подкрановых рабочих устанавливают рулоны на ролики кантователя,после чего рабочие покидают комплекс и оператор проводит взвешивание рулонов. После взвешивания рулонов, рабочие приступают к упаковке. Комплекс имеет возможность совершать предусмотренные технологией операции сразу с двумя рулонами, на упаковку родна предусматривается один рабочий, поэтому двое рабочих совершают свою работу каждый со своим рулоном. Для упаковки предусмотрен пульт управления вращения роликов на которых лежат рулоны. Каждый рабочий может вращать рулон, т.к. привод ля каждого из двух рулонов работают отдельно друг от друга. Упаковав рулоны рабочие отходят от комплекса на безопасное расстояние, после чего оператор, через блок управления дает команду на кантование (опрокидывание) рулонов. После того как рулоны скантовали, рабочие приступают к снятию рулонов с комплекса. Для этого с помощью крана, цепями зацепляют рулоны и везут к месту погрузки их в вагоны или к специальному месту складирования. После снятия рулонов с комплекса, оператор через блок управления дает команду кантователю вернуться в исходное положение.

Вернувшись в исходное положение комплекс готов к приему новой партии рулонов.

В связи с возросшими объемами продукции и увеличением массы рулонов возникла необходимость в увеличении производительности комплекса.

Модернизация комплекса заключается в следующем :

В связи с увеличением массы мы должны заменить четыре ролика, принимающие нагрузку рулона, на новые, рассчитанные на вес увеличенного по массе рулона.

В связи с увеличением массы заменить два гидроцилиндра на более мощные (гидроцилиндры кантователя).

Для сокращения времени упаковки (что составляет 50% времени обработки изделия) установить два автономных электродвигателя, вместо двух централизованных гидромоторов.

Выполнив все перечисленные требования мы добьемся сокращения времени обработки, при увеличении массы изделия.



1.2 Цель и задачи проектирования

Целью ВКР является модернизация привода приводных роликов устройства по взвешиванию и кантовке рулонов листовой стали ЛПЦ-1 ПАО "Северсталь". Чтобы добиться цели проекта необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ состояния системы автоматизации комплекса по кантовке рулонов;

- произвести рассчёт и спроектировать привод роликов;

- произвести рассчёт и спроектировать гидропривод кантователя комплекса, по опрокидыванию рулонов;

- разработать конструкцию комплекса;

- рассчитать и сконструировать протяжку для цилиндрического отверстия;

- разработать технологический процесс изготовления ролика.



2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание работы комплекса по кантовке рулонов

В связи с увеличением роста производства и возросшими требованиями к качеству изготовляемой продукции, что на сегодняшний день является одним из главных условий стабильной и экономически выгодной работы предприятия, остро встал вопрос доставки готовой продукции (листовой стали в рулонах) до потребителя с возможным наименьшим процентом брака при транспортировке.

Для достижения этой цели была сконструирована и запущена в работу установка по кантовке и взвешиванию рулонов. В задачи этой установки входит упаковка и переворачивание рулонов с боковой поверхности на торец, что позволяет снизить количество брака (смятия, деформации металла) при транспортировке. Комплекс имеет возможность совершать предусмотренные технологией операции сразу с двумя рулонами.

Двухступенчатый цилиндрический редуктор, через муфту соединенный с электродвигателем, приводит во вращение ролики, на которые сверху укладывается рулон стали. Вращаясь ролики вращают рулон стали, что позволяет произвести упаковку рулона, его обвязку.

2.2 Разработка энергокинематического расчета привода роликов

Анализ кинематической схемы привода

Данные для проектирования:

Вес рулона G = 18000 кг, диаметр D = 1600 мм, высота Н = 1600 мм, скорость вращения рабочих роликов n = 20 об/мин.

На рисунке 2.1 представлен эскиз привода роликов:



Рисунок 2.1 - Эскиз привода:

1 - рулон; 2 - ролик

При проектировании привода мы должны решать две основные задачи:

1. Создание привода, в полной мере отвечающего эксплутационным требованиям.

2. Создание привода, наиболее экономичного в изготовлении и эксплуатации.

На рисунке 2.2 представлена кинематическая схема привода роликов:

Рисунок 2.2 - Кинематическая схема привода:

1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - редуктор; 4 - цепная передача; 5 - ролик

Двухступенчатый цилиндрический редуктор, через муфту соединенный с электродвигателем, приводит во вращение ролики, на которые сверху укладывается рулон стали. Вращаясь ролики вращают рулон стали, что позволяет произвести упаковку рулона, его обвязку.

Энергокинематический расчет привода

Расчет КПД привода

Находим общий КПД привода с помощью формулы (2.1):

гдез1 = 0,98 -- КПД муфты;

з2 = 0,99 -- КПД одной пары подшипников;

з3 = 0,98 -- КПД одной пары зубчатых колес;

з4 = 0,92 -- КПД цепной передачи.

з = 0,98 · 0,994 · 0,982 · 0,92 = 0,832

Расчет мощности электродвигателя

Вес рулона G распределяется на оба ролика. По формуле (2.2) определяем силу Р:

гдеG -- вес рулона.

б = 260, = 0,899

Для определения крутящего момента Мкр, который необходимо приложить к ролику для проворачивания стального рулона, допустим, что сила Р действует не по оси ролика, а смещена на величину К, рисунок 2.1. Рулон не является жестким, а проминается, следовательно точка контакта его с роликом находится ниже теоретической. Примем величину К = 20 мм. Тогда крутящим момент определяется по формуле (2.3):

Мкр = Р · К, Н·м,

Мкр = 10010 · 0,02 = 1963, Н·м,

Зная крутящий момент, по формуле (2.4) определяем необходимую мощность электродвигателя привода роликов:

гдеn = 20 об/мин -- скорость вращения ролика;

Мкр = 1963 Н·м -- крутящий момент;

з = 0,83 -- КПД привода.

Поскольку скорость вращения роликов должна изменяться, то нам необходим электродвигатель постоянного тока, допускающих возможность регулировки числа оборотов. По справочнику [1], выбираем электродвигатель постоянного тока: ЭД 4ПНМ160МО4, N = 5 кВт, частота вращения

nдв = 1000 об/мин.



Расчет передаточного числа

Находим общее передаточное число привода от электродвигателя до ролика с помощью формулы (2.5):

Uоб = Uред · Uцел,

гдеUред -- передаточное число редуктора;

Uцел -- передаточное число цепной передачи.

Можем найти передаточное число привода с помощью формулы:

гдеnрол = 20 об/мин -- скорость вращения ролика.

При разбивке общего передаточного числа по ступеням рекомендуется передаточное число редуктора назначать из стандартного ряда. Uред = 40 [2].

Передаточное число цепной передачи определяем по формуле (2.7):

Задавшись диаметром ролика d = 315 мм, определим частоту вращения рулона по формуле (2.8):



Расчет угловых скоростей вращения и крутящих моментов на валах

Угловые скорости вращения на валах электродвигателя, тихоходного вала редуктора и вала ролика находятся по формулам (2.9), (2.10) и (2.11):

гдер = 3,14;

nэл/дв = 1000 об/мин;

nтих = 25 об/мин;

nрол = 20 об/мин.

Вращающие моменты на этих валах определяются по формулам (2.12), (2.13) и (2.14):



Ттих = 47,746 ·40 (0,98 · 0,994 · 0,982) = 1727, Н·м,

Тцеп = 1727 · 1,25 · 0,92 = 1986, Н·м,

Ттих = Тэл/дв · Uред · зред, Н·м,(2.13)

Тцеп = Ттих· Uцеп · зцеп, Н·м,(2.14)

Выбор редуктора

Выбор стандартного редуктора осуществляется по нормативным материалам (каталоги) справочники.

При выборе редуктора учитывается:

1. Конструктивные особенности привода, по которым выбирается редуктор.

2. Требуемое передаточное число.

3. Момент развиваемый на тихоходном валу или мощность на быстроходном.

4. Частота вращения быстроходного вала.

5. Диаметр вала электродвигателя.

В качестве редуктора выбираем двухступенчатый цилиндрический редуктор Ц2У-200-40 с передаточным числом Uред = 40.

Определим частоту вращения выходного (тихоходного) вала редуктора по формуле (2.15):

Расчет цепной передачи

Угловая скорость ведущей звездочки щ1 = щтих = 2,618, рад/сек,

Вращающий момент на звездочке Т1 = Ттих = 1727, Н·м,

Передаточное число цепной передачи Uцеп = 1,25,

Примем число зубьев ведущей звездочки z1 = 15,

По формуле (2.16) рассчитаем шаг приводной цепи.

гдеКэ -- коэффициент, определяется по формуле:

Кэ = Кд · Кн ·Кр · Ксм · Кп,

гдеКд = 1 -- динамический коэффициент (спокойная нагрузка);

Кр = 1 -- коэффициент регулирования натяжки цепи ;

Кн = 1 -- коэффициент наклона цепи (угол наклона до 600);

Ксм = 1 -- коэффициент смазки цепи;

Кп = 1,5 -- коэффициент периодичности работы (трехсменная).

Кэ = 1 · 1 · 1 · 1 · 1,5 = 1,5;

[Р] = 43, Н/мм2,-- допускаемое давление в шарнирах цепи;

m = 1 -- число рядов цепи.

Ближайшее стандартное значение шага цепи t = 45 мм, выбираем цепь приводную роликовую однорядную ПР - 44,45 - 17240 ГОСТ 13568 - 97, шаг цепи принимаем t = 45 мм, диаметр ролика d1 = 25,4 мм, ширина бочки ролика b3 = 25,4 мм, разрушающая нагрузка Fp = 172400 Н, масса погонного метра цепи равна q = 7,5 кг, kf = 6.

Допускаемая частота вращения малой звездочки, [n1] = 500, об/мин,

n1 = 25, об/мин, что меньше допускаемой.

Межосевое расстояние цепной передачи найдем по формулам (2.18) и (2.19):

aw = 12 · t, мм,

aw = 12 · 45 = 540, мм,

Определяем по формуле (2.20) число зубьев ведомой звездочки:

z2 = z1 · Uцеп,

z2 = 15 · 1,25 = 18,75

Берем z2 = 19.

Определяем число звеньев цепи по формуле (2.21), (2.22) и (2.23):

zУ = 15 + 19 = 34

z1 + z2,

Округляем до целого Lt = 42.

Определяем длину цепи по формуле (2.24):

Lц = Lt * t,

Lц = 42 * 45 = 1847, мм,

Уточняем межосевое расстояние по формуле (2.25):

По формулам (2.26), (2.27), (2.28) и (2.29) определяем делительные и наружные диаметры звездочек:

гдеd1 = 12,72 мм -- диаметр ролика цепи.



По формуле (2.30) найдём фактическую скорость движения цепи, м/с:

По формуле (2.31) найдём окружную силу передаваемую цепью, Н:

По формуле (2.32) найдём давление в шарнирах цепи: Н/мм2:

По формуле (2.33) найдём предварительное натяжение цепи, Н:



По формуле (2.34) найдём силу давления цепи на вал, Н:

Fцп = 1,15 * Ft + 2 * Fo,

Fцп = 1,15 * 6420 + 2 * 25,3 = 7433, Н,

Конструирование обода звёздочки.

По формуле (2.35) найдём ширину зуба, мм:

b = 0,93 * b3 - 0,15 ,

b = 0,93 * 25,4 - 0,15= 23,5, мм,

По формуле (2.36) найдём радиус закругления зуба, мм:

d3 = 25,4 (3, стр.100)

r = 1,7 * d3,

r = 1,7 * 25,4 = 43,2, мм,

По формуле (2.37) найдём расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закругления, мм:

h3= 0,8 * d3,

h3= 0,8 * 25,4 = 20,32, мм,

По формуле (2.38) найдём толщину диска, мм:



C = b + 2*r,

С = 23,5 + 2*2,5 = 28,5, мм,

По формуле (2.39) и (2.40) найдём диаметры проточки, мм:

Dc1 = t * ctg(180/z1)- 1,3*h3,

Dc1 = 45 * ctg(180/15)- 1,3*20,32 = 185,3, мм,

Dc2 = t * ctg(180/z2)- 1,3*h3,

Dc2 = 45 * ctg(180/19)- 1,3*20,32 = 243,3, мм,

Конструкция звёздочки представлена на рисунке 2.3:

Рисунок 2.3 - Конструкция звёздочки

Ориентировочный расчет приводного вала

Ориентировочный расчет вала производится только на кручение с целью определения минимально возможного диаметра вала.

Влияние изгиба не учитывается, а компенсируется понижением допускаемых напряжений при кручении.

Диаметр вала определяется по формуле (2.41):



гдеТкр = Трол = 1986 Н·м -- крутящий момент на ролике;

[фк] = 20 Н/мм2 -- допускаемое напряжение при кручении.

Примем ориентировочный диаметр вала d = 80 мм.

Предварительный выбор подшипников

Выбирая подшипники качения для приводного вала принимается во внимание диаметр вала под подшипником dп = 85 мм, а также практическое отсутствие осевых нагрузок на валу, что предполагает использование радиальных подшипников. Поскольку узел приводного вала является тяжело нагруженным по условиям эксплуатации и подвержен изгибам, то выбираем роликовый радиальный сферический подшипник № 3617 по ГОСТ 5721-75, у которого:

d = 85 мм, D = 180 мм, b = 60 мм, динамическая грузоподъемность С = 24900 кгс = 240020 Н.

Эскизная компоновка узла приводного вала

По найденным результатам и данным создаем компоновку узла приводного вала, рисунок 2.4:

Проверочный расчет приводного вала

Выполим проверочный расчет приводного вала с учетом изгибающих и крутящих моментов, рисунок 2.5.

Вал приводного ролика представляет собой консольную балку, лежащую на опорах А и В. Цилиндр ролика будем считать абсолютно жесткой , не испытывающей изгиб. Результирующую силу Р от веса рулона, приложенную посередине ролика, заменим на две силы Р/2, действующие на вал в точках С и D. На вал действует сила со стороны цепной передачи :

Рисунок 2.4 - Эскизная компоновка узла приводного вала

Рисунок 2.5 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов

Fоп = Fцп = 7433 Н.

Сила Р = 10010 кг = 98100 Н



Вес ролика mр = 40 кг = 392 Н

Общая сила равна Р = 98100 + 392 = 98492 Н.

Все силы, изгибающие вал, лежат в одной плоскости. Для того, чтобы определелить опасное сеченик вала построим эпюры сил Qу, изгибающих моментов Тх и крутящих моментов Ткр. Опорные реакции RА и RВ определяются из уравнений моментов относительно центров опор и уравнений проекций на ось Y формулы (2.42), (2.43), (2.44) и (2.45):

Для построения эпюр разбиваем балку на участки I, II, III и IV и проводим по ним расчет.

Анализируя эпюры изгибающих и крутящих моментов приходим к выводу, что наиболее опасным является сечение в точке С.

Для этой точки рассчитывается диаметр вала, формула (2.46):



гдеМи = Тх = 4998, Н·м -- изгибающий момент в т. С;

Мкр = 1963 Н·м -- крутящий момент на валу.

По формуле (2.47) определяется диаметр вала в опасном сечении:

где[у-1]и = 34 кг/мм2 -- предел выносливости при изгибе вала из стали 45.

Эта величина получилась меньше, чем при предварительном расчете, поэтому оставим ранее выбранный диаметр вала d = 80 мм в качестве диаметра в месте сварки вала к шайбе цилиндра.

Остальные диаметры и линейные размеры вала выбираем конструктивно с учетом стандарта СЭВ 514-77;

ь под подшипник качения dп = 85 мм;

ь под ступицу приводной звездочки dст = 80 мм;

ь длина цилиндра под ступицу звездочки

Определим lст с помощью формулы (2.48):

lст = (1,2 ч 1,5) · dст = 96 ч 120, мм,

Принимаем lст = 100 мм

Вал ролика представлен на рисунке 2.6:

Рисунок 2.6 - Вал ролика

Расчет ресурса подшипника

Расчетный ресурс подшипника определяется по формуле (2.49):

гдеn = 20 об/мин -- скорость вращения ролика;

С = 240020 Н -- динамическая грузоподъемность;

Р = 69700 Н -- эквивалентная нагрузка;

-- показатель степени для роликовых подшипников.

Согласно таблицы в справочнике [1], долговечность подшипников для машин круглосуточного использования должна быть Lh треб · 40000 часов.

В нашем случае Lh расч > Lh треб, значит выбранный подшипник № 3617 можно использовать для вала ролика.

Согласно выбранным подшипникам, определяем торцевые крышки с отверстиями для манжетного уплотнения 21 - 180*85 ГОСТ 18512 - 73 и торцевые крышки глухие 21 - 180 ГОСТ 18511 - 73. Манжетные уплотнения 1.1 - 85*120 - 1 ГОСТ 8752 - 79. (1, стр.119).

В корпуса РУ для подшипников качения ГОСТ 20226-82, помещены подшипники приводного вала.

Подбор муфты

Для осуществления передачи вращаемого момента от вала электродвигателя на вал редуктора необходимо использовать муфту. Выбор муфты осуществляется в зависимости от предаваемого момента и диаметров соединяемых валов. По моменту должно выполняться условие согласно формуле (2.50):

Мрасч · Мтреб

Мрачс определяется по формуле (2.51):

Мрасч = Мном · К1· К2, Н·м,(2.51)

гдеМном = Мэл/дв = 47,746 Н·м -- момент на валу электродвигателя;

К1 = 1 -- коэффициент безопасности;

К2 = 1,5 -- коэффициент учитывающий тяжелые условия работы.

Мрасч = 47,746 · 1 · 1,5 = 71,62, Н·м,

Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП 250-38-1-30-4Т2 по ГОСТ 21424-93 с передаваемым моментом Мтреб =250 Н*м.

Также при выборе, муфту необходимо проверить на ее быстроходность [n]. При этом должно выполняться условие согласно формуле (2.52):

nфакт · [n]

В нашем случае nфакт = 1000 об/мин -- скорость вращения вала электродвигателя. Максимальное число оборотов, передаваемое муфтой МУВП 250-38-1-30-4Т2 равно 4750 об/мин. Значит муфта подходит.

Расчет шпоночных соединений

Размер призматической шпонки для крепления ведомой звездочки на валу ролика выбираем по таблице в зависимости от диаметра вала:
dв = dст = 80 мм шпонка b x h = 22 х 14 мм.

Длину призматической шпонки выбираем из стандартного ряда в соответствии с расчетом на смятие по боковым сторонам шпонки формула (2.53):

гдеТ1 = Тцеп = 1986 Н·м;

h = 14 мм -- высота шпонки;

t1 = 9 мм -- заглубление шпонки в вал;

[усм] -- допускаемое напряжение смятия, находим по формуле (2.54):

где[s] -- допускаемый коэффициент запаса.

Для шпонок из чистотянутой стали 45Х принимаем у1 = 400 МПа. При реверсивной, мало меняющейся нагрузке [s] = 2,3

Длина шпонки:

l = lр + 8, мм,

l = 57,094 + 8 = 65,094, мм,



Примем окончательную длину шпонки l = 80 мм.

2.3 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

Определяем диаметр поршня гидроцилиндра с помощью формулы.

где p1 и p2 - давление в сливной и напорной полостях гидроцилиндра находим по формуле (2.56);

p1= 2/3 pН

p1= 2/3 ? 16 = 10,7, МПа,

Принимаем: p2 = 0,6 МПа,

Это коэффициенты, принимаем с учетом определённой конструкции ГЦ. d1 и d2 - это диаметры штоков в сливной и напорной полостях ГЦ.

По известному значению D из справочника [3] определяем стандартный гидроцилиндр, диаметр поршня которого Dст. > D:

Dст. = 360, мм,

По формуле (2.57) находим диаметр штока:

С помощью справочника [3] выбираем стандартное значение, ближайшее к расчетному: dст = 250 мм.

Выбранный гидроцилиндр проверяем на устойчивость работы по таблице 10.2 [3] исходя из требуемой длины хода. Для обеспечения устойчивого движения при длине хода 1000 мм, выбираем ГЦ Dст. =360 мм, dст = 250 мм.

Основные параметры гидроцилиндра по ГОСТ 6540-68:

Dст. = 360 мм, dст = 250 мм гидроцилиндр с односторонним штоком; рном=16 МПа.

Исполнительный гидродвигатель:

Гидроцилиндр 311 - 360х250х1000 ОСТ 2-Г25-1-86

Выбранный гидроцилиндр проверяем, согласно условия обеспечения максимального осевого усилия при рабочем ходе, т.е. Fст ? F ; Fст и

F - это эффективные площади в напорной полости стандартного и расчётного гидроцилиндра по формулам (2.58), (2.59) и (2.60):

F = р ? D 2 /4; F1 =3,14 ? 0,351 2 / 4 = 0,97, м2

Fст = р ? Dст 2 /4; F1 =3,14 ? 0,362 / 4 = 0,102, м2

Так как Fст > F выбор сделан правильно.

Fст шт = р ? (Dст 2 - dст2) /4; F1 =3,14 ? (0,36 2 - 0,252) / 4 = 0,053, м2

Начинаем состав принципиальной схемы гидропривода от гидроцилиндра, на схеме обозначаем гидроцилиндр, после на его гидролинии устанавливаем направляющие и регулирующие гидроаппараты сверяя с циклограммой работы привода и выбранным способом регулирования скорости. Затем объединяем сливную, дренажную и напорную линии отдельных участков схемы. Завершаем изображением на гидросхеме насоса (Н), дросселя(Д), фильтра (Ф), обратного клапана (КО), предохранительного клапана (КП).

Окончательно определяемся со схемой насосной установки после выбора её модели.

На рисунке 2.7 показан гидропривод кантователя комплекса по опрокидыванию рулонов.

Основные узлы привода:

Н - насосМ - эл. двигатель

МН - манометрКП -предохранительный клапан

КО - обратный клапанКД - клапан давления

РР - гидрораспределительДР - дроссель

БУ - блок управленияЦ - гидроцилиндр

Ф - фильтрНЛ - напоная линия

СЛ - сливная линияБ - гидробак.

Схема работы гидропривода

Осуществляем питание гидроцилиндра с помощью насосного агрегата (Н,М). Предохранительный гидроклапан служит защитой нашей системы от перегрузок (КП).Фильтр (Ф) устанавливаем в напорной линиии для увеличения надёжности.

Выполнение следующих операций обеспечено системой управления:

1. Подвод.

2. Отвод.

3. Стоп.

Схема гидропривода, описание



Рисунок 2.7 - Принципиальная схема гидравлическая гидропривода кантователя комплекса по опрокидыванию рулонов

В комплексе по опрокидыванию рулонов, за привод механизма кантователя отвечает «ГЦ». Насос «Н» отвечает за давление в системе, его приводим в движение с помощью электродвигателя «М». Фильтр «Ф» служит для очистки рабочей жидкости от механических примесей. Клапан обратный «КО» служит для предотвращения стока жидкости в гидробак «Б» во время остановки насоса. За контроль давления в данной гидросистеме отвечает манометр «МН».

Рабочая жидкость поступает через гидроблок управления, в состав которого входит обратный клапан «КО», клапан предохранительный «КП», дроссель «ДР» базирующийся на выходе (обеспечивающий регулируемый ход) и гидрораспределителя «РР» проходит в гидроцилиндр «ГЦ». Гидрораспределитель производит реверс загрузочного устройства кантователя, меняя направление потока рабочей жидкости в камерах гидроцилиндра.

Схема работы гидропривода

Подвод:

Насосную установку выбираем руководствуясь расходом рабочей жидкости, а так же давлением в гидроприводе.

Для «ГЦ» с двухсторонним штоком формула (2.61):

QПmax = VД max ? Fст

где Qmax - максимальные расходы жидкости при рабочем ходе;

Fст - эффективная площадь стандартного гидроцилиндра;

VД max - максимальная скорость при рабочем ходе;

VД max = 0,013м/с (по условию);

Qmax = 0,013 ? 0,102 = 0,00133 м3/с = 79,6, л/мин,

Qxшток = 0,013 ? 0,053 = 0,00069 м3/с = 41,34, л/мин,

Из полученных данных выбираем наивысшее.

Подача насоса должна быть больше Qmax:

Величина необходимого давления на выходе из насоса формула (2.62):



где - общие потери давления в линии, соединяющей гидроцилиндр с

насосом при прессовании.

Определить потери давления можно лишь после завершения разработки гидропривода, зная это выбор насосной установки производим рукаоводствуясь формулой (2.63):

Рн = 3 / 2 Р

Рн = 3 / 2 10,7 = 16, МПа;

По справочнику выбираем насосную установку:

Насосную установку 3С400. 2В 16 100 по ТУ 2-053-1843-87

Тип электродвигателя 4АМ90L4

Номинальная мощность, N - кВт37

Частота вращения вала, n - мин-11500

Тип насоса: НПл 80/16 ТУ2-053-1899-88

пластинчатый

Рабочий объём, Vо - см380

Номинальная подача, Qн - л / мин110

Давление на выходе, Рн - МПа16

Номинальный объём гидробака, л400

Масса установки, кгне более 452

УХЛ - вид климатического исполнения.

Проверка насоса на допустимое давление

Допустимое давление насоса по формуле (2.64):

Pд=60N?з / Q,



где N - мощность электродвигателя, кВт;

Q - подача насоса, л/мин;

з - полный КПД насоса.

Pд=60 ? 37 ? 0,8 / 110=16,1, МПа,

Выбираем гидроаппаратуру в первую очередь руководствуясь следующими параметрами: величинами расхода рабочей жидкости, а так же рабочего давления у линии, где находится аппарат. Номинальные значения давления и расхода - ближайшие большие к полученным значениям. Аппараты должны полностью соответствовать заданному монтажу - модульному. Выбирая аппаратуру руководствуемся справочником [17].

Гидроклапан предохранительный МКПМ-10/3-Р-1 ТУ2-053-1441-79

МКПМ - клапан предохранительный;

10 - диаметр прохода, dу, мм;

3 - исполнение по давлению 32 МПа;

Р - вид регулировочного устройства с рукояткой;

1 - исполнение по номинальному давлению настройки 0,5-12,5 МПа;

Qном - номинальный расход жидкости 63 л/мин;

Qmax - максимальный расход жидкости 100 л/мин;

рном - номинальный перепад давления 0,3 МПа;

Гидроклапан обратный КОМ 10/3 ТУ2-053-1841-87

КОМ - клапан обратный;

10 - диаметр прохода, dу, мм;

3 - исполнение по давлению 32 МПа;

Qном - номинальный расход жидкости 63 л/мин;

Qmax - максимальный расход жидкости 130 л/мин;

рном - номинальный перепад давления 0,2 МПа;

ро - давление открывания клапана 0,05 МПа;

Манометр МПТ100М-25-4 ТУ25-02,72-75

МПТ - манометр показывающий технический,

100 - диаметр корпуса в мм,

М - материал корпуса металл,

25 - верхний предел измерений 25 МПа,

4 - класс точности.

Фильтр напорный 3ФГМ16-05 ТУ 2.053.022 5228.030-90

2 - условный проход 32мм,

ФГМ - фильтр гидравлический механический,

32 - номинальное давление 32мПа,

25 - номинальная тонкость фильтрации 25 мкм,

Qном - номинальная пропускная способность 200 л/мин.

рном - номинальный перепад давления 0,08 мПа;

Гидрораспределитель РЕ10.44/В220 УХЛ4 ТУ2-053-1815-86

В - гидрораспределитель золотниковый;

Е - управление электромагнитное;

10 - диаметр условного прохода, мм;

44 - исполнение по схеме 44 [17];

В220 - переменный ток, 220вольт,

УХЛ - вид климатического исполнения,

4 - категория размещения.

Qном - номинальный расход жидкости 25…40 л/мин

Qmax - максимальный расход жидкости 100 л/мин;

Рном - номинальное давление 32 МПа

рном -перепад давления 0,3 МПа

Гидродроссель ДКМ 10/3 ТУ2-053-1397-78

ДКМ - дроссель;

10 - диаметр условного прохода, dу, мм;

3 - исполнение по давлению 32 МПа;

А - дросселируемая линия;

Qном - номинальный расход жидкости 63 л/мин;

Qmax - максимальный расход жидкости 160 л/мин;

рном - номинальный перепад давления 0,25 МПа;

Определяем внутренний диаметр нашего трубопровода с помощью формулы (2.65): привод подшипник шпоночный инструмент

где, Q - расход жидкости;

Uр - рекомендуемая скорость в трубопроводе

Uр - м / с; при Р = 16 МПа, 4 м/с,

Всасывающий трубопровод, Uв=1,6м/с,

Сливной трубопровод, Uс =2м/с.

Для участка 1 (1-2) трубопровод всасывающий

Для участка 2 (3-8) трубопровод напорный

Для участка 3 (9-10) напорно-сливной трубопровод

Для участка 4 (11-12) трубопровод напорно-сливной



Для участка 5 (13-14) трубопровод сливной

Допускаемая величина стенки трубопровода, формула (2.66):

где - максимальное давление жидкости мПа;

- предел прочности на растяжение материала трубопровода;

- коэффициент безопасности, выбираем

Делим трубопроводы на участки, затем осуществляем расчёт для каждого из них.

Для участка 1(1-2) трубопровод всасывающий

Для участка 2 (3-8) трубопровод напорный

Для участка 3(9-10) трубопровод напорно-сливной



Для участка 4 (11-12) трубопровод напорно-сливной

Для участка 5 (13-14) трубопровод сливной

Руководствуясь полученными данными будем использовать стальные бесшовные холоднодеформированные толстостенные трубы по ГОСТ 8734-75 из стали 10 ГОСТ 8733-79 [17, 312c]. Давление не выше 16 МПа используем соединение с развальцовкой по ОСТ 2 Г93-4-78.

Участок 1 (1-2) труба 45х2

Участок 2 (3-8) труба 38х6

Участок 3 (9-10) труба 32х5

Участок 4 (11-12) труба 32х5

Участок 5 (13-14) труба 40х2

Принципиальная схема гидроблока управления показана на рисунке 2.8:

Гидроблок управления включает в себя четыре аппарата:

- гидроклапан обратный КОМ 10/3 ТУ2-053-1841-87

- гидроклапан предохранительный МКПМ-10/3-Р-1 ТУ2-053-1441-79

- гидрораспределитель РР- РЕ10.44/В220 УХЛ4 ТУ2-053-1815-86

- дроссель ДР - ДКМ 10/3 ТУ2-053-1397-78

Указанные выше аппараты компонуются на корпусе ПЛ, нужно спроектировать его конструкцию. Аппараты крепляются к корпусу с помощью винтов. Во время проектирования корпуса гидроблока управления, обеспечивается его технологичность конструкции, простота и компактность, а также удобство сборки, подразумевается способ установки его на оборудование. Диаметры отверстий в аппаратах соответствуют отверстиям в корпусе, которые к нему крепятся. Между отверстиями толщина перемычек 3...5мм.

Рисунок 2.8 - Принципиальная схема гидроблока управления

Руководствуясь компоновкой производим сборочный чертеж гидроблока управления, указывая установочные, габаритные, а также присоединительные размеры. На основе сборочного чертежа блока управления производим рабочий чертеж корпуса. Зная сложность конструкции корпуса, отверстия пронумеровываются и их размеры заносим в таблицу 2.1.



Таблица 2.1 - Параметры отверстий корпуса ПЛ гидроблока управления

№ отверстия	Диаметр отверстия	Резьба	Глубина сверления	Номера соединяемых отверстий
Р	10	К3/8	35,8	Рр
Т	10	К3/8	38	Тр
А	10	К3/8	39,7	Ар
В	10	К3/8	39,7	Вр
Рр	10	-	40	Р
Тр	10	-	40	Т
Ар	10	-	40	А
Вр	10	-	40	В

Потери давления в гидроаппаратах находим с помощью формулы:

рга = ро + А Qmax + В Qmax2

где, ро - давление открывания и настройки гидроаппаратах;

Qmax - максимальный расход жидкости через гидроаппаратуру;

«А и В» - коэффициент апроксимизации экспериментальной зависимости потерь давления от расхода жидкости.

Величина Ро для обратных клапанов находится в справочнике [17], а для переливных, напорных, а также редукционных клапанов находится при расчете насосной установки и гидродвигателя. Для дросселей, распределителей, а также фильтров ро=0. Коэффициенты А и В находим по формулам (2.68) и (2.69):

А = Рном - Ро / 2 Qном

В = Рном - Ро / 2 Qном2

Расчет производим для цикла подвод.

Потери в линии нагнетания:

Расчёт потери в фильтре 2ФГМ32-05

Ро = 0; Qном = 200, л/мин; = 0,0033, м3 / с; Рном = 0,08, МПа;

Qмах = 110, л/мин; = 0,00183, м3/с;

А = (0,08 - 0) /2 0,0033 = 12,12, МПа с / м3;

В = (0,08 - 0) /2 0,000532 = 3673,1, МПа с2 / м6;

рга = 0 + 12,12 0,00183 + 3673,1 0,001832 = 0,0345, МПа;

Расчёт потери в обратном клапане КОМ 10/3

Ро = 0,05, МПа; Qном = 63, л/мин; = 0,00105, м3 / с; Рном = 0,2, МПа;

Qмах = 110, л/мин; = 0,00183, м3/с;

А = (0,2 - 0,05)/2 0,00105 = 71,4, МПа с / м3;

В = (0,2 - 0,05) / 2 0,001052 = 68027,2, МПа с2 / м6;

рга = 0,05 + 71,4 0,00183 + 68027,2 0,001832 = 0,41, МПа;

Расчёт потери в дросселе ДКМ 10/3 через обратный клапан

Ро = 0,05, МПа; Qном = 63, л/мин; = 0,00105, м3 / с; Рном = 0,2, МПа;

Qмах = 79,6, л/мин; = 0,00133, м3/с;

А = (0,2 - 0,05)/2 0,00105 = 71,4, МПа с / м3;

В = (0,2 - 0,05) / 2 0,001052 = 68027,2, МПа с2 / м6;

рга = 0,05 + 71,4 0,00133 + 68027,2 0,001332 = 0,27, МПа;

Расчёт потери в гидрораспределителе РЕ10.44/В220 УХЛ4



Ро = 0; Qном = 40, л/мин; = 0,00067, м3 / с; Рном = 0,3, МПа;

Qмах = 79,6, л/мин; = 0,00133, м3/с;

А = (0,3 - 0) / 2 0,00067 = 223, МПа с / м3;

В = (0,3 - 0) / 2 0,000672 = 334150, МПа с2 / м6;

рга = 0 + 223 0,00133 + 334150 0,001332 = 0,89, МПа;

Потери в линии слива:

Расчёт потери в гидрораспределителе РЕ10.44/В220 УХЛ4

Ро = 0; Qном = 32, л/мин; = 0,00053, м3 / с; Рном = 0,3, МПа;

Qмах = 41,34, л/мин; = 0,00069, м3/с;

А = (0,3 - 0) / 2 0,00067 = 223, МПа с / м3;

В = (0,3 - 0) / 2 0,000672 = 334150, МПа с2 / м6;

рга = 0 + 223 0,00069 + 334150 0,000692 = 0,31, МПа;

Расчёт потери в дросселе ДКМ 10/3

Ро = 0; Qном = 63, л/мин; = 0,00105, м3 / с; Рном = 0,25, МПа;

Qмах = 41,34, л/мин; = 0,00069, м3/с;

А = (0,25 - 0) /2 0,00105 = 119, МПа с / м3;

В = (0,25 - 0) /2 0,001052 = 113378,7, МПа с2 / м6;

рга = 0 + 119 0,00069 + 113378,7 0,000692 = 0,136, МПа;

Заносим расчет потерь давления в гидроаппаратах в таблицу 2.2.



Таблица 2.2 - Потери давления в гидроаппаратах при этапе цикла подвод

Наименование и модель гидроаппарата	Линия	о мП а	ном мПа	А мПас/м3	В мПас2/м3	Этап цикла	Qmax м3/C	га мПа
1		2	3	4	5	6	7	8
Фильтр 3ФГМ32-05	Н	0	0,08	12,12	3673,1	Подвод	0,00183	0,0345
Обратный гидроклапан КОМ 10/3	Н	0,05	0,2	71,4	68027,2	Подвод	0,00183	0,41
Дросселе ДКМ 10/3 через обратный клапан	Н	0,05	0,2	71,4	68027,2	Подвод	0,00133	0,27
Гидрораспределитель РЕ10.44/В220	Н	0	0,3	223	334150	Подвод	0,00133	0,89
Гидрораспределитель РЕ10.44/В220	С	0	0,3	223	334150	Подвод	0,00069	0,31
Дроссель ДКМ 10/3	С	0	0,25	119	113378,7	Подвод	0,00069	0,136

Потери давления в линии напорной рга.н = 1,6 МПа;

Потери давления в линии сливной рга.с. = 0,446 МПа;

Происходят потери давления по длине из за вязкого трения жидкости во время протекания в трубопроводе. В первую очередь это зависит от режима течения жидкости. Всего два режима: турбулентный и ламинарный, смена режимов происходит при критическом числе Рейнольдса (Rекр).

Поэтому число Рейнольдса (Rе), для каждого трубопровода, определяется в первую очередь, находим по формуле (2.70):

Rei = 21200 Qi / di х

где Rei - критерии Рейнольда для i-го участка трубопровода;

Qi - расход жидкости i-го участка трубопровода;

di - внутренний диаметр i-го участка трубопровода;

х - кинематическая вязкость масла;

В качестве жидкости используем минеральное масло ИГП-30 ГОСТ ТУ 38101413-78 класс вязкости по ISO 3448-68, группа по ISO6743/4-1981-НМ- масло антикоррозионными, антиокислительными и противоизносными присадками.

Затем сравниваем это число с Rекр, если Re< Rекр, значит, что режим течения рабочей жидкости ламинарный..

Для отверстий в корпусе гидроблока управления и для гладких круглых труб Rекр=2300, для рукавов Rекр =1600.

Для произведения расчета потерь давления трубопровод делится на участки, у которых идентичный диаметр и расход жидкости. Потери давления на вязкое трение:

При режиме ламинарном: рi = к L i Q i х / d i4

При режиме турбулентном: рi = к L i Q i2 / d i5

где к - коэффициент гидравлического трения на i-м участке, при ламинарном режиме к = 0,62, при турбулентном режиме к = 7,85

L i - длина участка трубопровода на i-м участке;

Q i - расход жидкости i-го участка трубопровода;

di - внутренний диаметр i-го участка трубопровода;

Произведём расчёт для подвода погрузчика, формулы (2.71) и (2.72):

Участок 3-6:

F3-8 =р(dСТ)2 / 4=3,14? 0,0262 / 4=0,00053, м2,

U3-8 =Q / F3-8 = 0,00183 / 0,00053 =3,45, м/с,

Re3-8 =21200 110 / 26 30 = 2989 ? Re.кр. = 2300

Режим течения турбулентный.



р3-8 = 7,85 0,5 1102 / 265= 0,12, МПа,

Так же расчитываем и для остальных участков, полученные значения заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Потери давления по длине при этапе цикла подвод

Этап цикла	Линия	Qmax, м3/с	Учас-ток	dст, м	fст, м2	U, м/с	Rei	Li, м	ДPi, МПа	ДPl, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Подвод	Н	0,00183	3-8	0,026	0,00053	3,45	2989	0,5	0,001	0,035
	Н	0,00133	9-10	0,022	0,00038	3,5	2556	9	0,034
	С	0,00069	11-12	0,022	0,00038	1,8	1328	10	0,032	0,0326
	С	0,00183	13-14	0,036	0,001	1,8	2160	0,5	0,0006

4. Потери давления на длине трубопровода напорного; Рlн = 0,035 МПа

5. Потери давления на длине трубопровода сливного; Рlc = 0,0326 МПа

Местные потери давления суммируются из потерь в местных сопротивлениях и находятся с помощью формулы (2.73):

Рм = 0,21 Q i2 / di 4 n /1 i ,

гдеQ i - расход жидкости i-го участка трубопровода;

di - внутренний диаметр i-го участка трубопровода;

n - количество однотипных местных сопротивлений

I - коэффициент i -го местного сопротивления, находится с помощью справочника [17].

Произведём расчёт для подвода.

Участок 3-8:

Рм = 0,21 1102 / 26 4 1,3=0,0072, МПа,

Таблица 2.4 - Местные потери давления

Этап цикла	Линия	Qmax, л/мин	Учас-ток	D, мм	Вид местного сопротивления	Кол - во			ДPмj, МПа	ДPм, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Подвод	Н	110	3-8	26	резкое сужение Ш30/Ш26	1	0,15	1,3	0,0072	0,0522
					тройник на проход 900 + ^	1	0,1
					резкое расширение Ш26/Ш30	1	0,5
					резкое сужение Ш30/Ш26	1	0,15
					резкое сужение Ш26/Ш10	1	0,4
	Н	79,6	9-10	22	резкое расширение Ш10/Ш22	1	1	7,8	0,045
					колено на 900	4	1,2
					вход в ёмкость	1	2
	С	41,34	11-12	22	вход в трубу	1	0,5	5,8	0,0089	0,016
					колено на 900	4	1,2
					резкое сужение Ш22/Ш10	1	0,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
					резкое расширение Ш10 /Ш36	1	2
					колено на 900	1	1,2
					вход в ёмкость	1	2

Для прочих местных сопротивлений расчет производим аналогично, результаты расчетов заносим в таблицу 2.4.

Потери давления от местного сопротивления в трубопроводе напорном;

РМН= 0,0522, МПа,

Потери давления от местного сопротивления в трубопроводе сливном;

РМС = 0,0167, МПа,

По полученным значениям потерь по: длине, давлению в гидроаппаратах, местных потерь найдём суммарные потери в сливной и напорной линиях. Полученные значения занесём в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Суммарные потери давления

Линия	Этап цикла	РГА	Pl	РМ	Р?
Н	П	1,6	0,035	0,0522	1,69
С	П	0,446	0,0326	0,0167	0,495

Исходя из полученных значений уточняем расчет насосной установки по давлению формула (2.74):

Рн Р1 + Рн

Рн 10,7 + 1,69 = 12,39, МПа;

16 МПа 12,39, МПа,

Насосная установка соответствует заданной схеме.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса механической обработки детали

Выбор состава технологических переходов

Технологический переход -- это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой или режимами работы станка. Изменение только одного из перечисленных элементов определяет новый переход. Следовательно, исходя из определении, разобьем операции на переходы.

1. Операция -- Токарная.

1. Подрезать торец в заготовке ш 125 мм длиной L = 310 мм. Заготовка прокат.

2. Проточить шейку ш 110 длиной L = 37 мм.

3. Проточить шейку ш 120 длиной L = 31 мм.

4. Выполнить то же самое со второй заготовкой из проката.

2. Операция -- Токарная

Заготовка -- поковка. D = 268 мм; d = 100 мм; L = 42 мм.

1. Подрезать торец.

2. Расточить отверстие ш 110.

3. Подрезать торец в размер L = 30 мм.

4. Проточить поверхность крышки ш 260.

5. Выполнить то же самое со второй заготовкой из поковки.

3. Операция -- Расточная

Заготовка -- литье. D = 325 мм; d = 250 мм; L = 1436 мм.

1. Расточить ш 260 длиной L = 60 мм.

2. Перевернуть объечайку, расточить ш 260 длиной L = 60 мм.

4. Операция -- Сварка

1. Сварить цапфу и крышку.

2. Сварить крышку и объечайку.

5. Операция -- Фрезерно-центровочная

1. Фрезеровать торцы в заготовке ролика в размер 1926 мм.

2. Центрование заготовки ролика.

3. Просверлить четыре отверстия на валах с торца длиной 30 мм и диаметром ш 12 мм.

6. Операция -- Токарная

1. Подрезать торец цапфы.

2. Подрезать торец обейчатки.

3. Проточить шейку ш 315 мм на длину L = 20

4. Проточить шейку ш 115 мм на L = 238 мм.

5. Проточить шейку ш 85 мм длиной L = 108 мм.

6. Проточить шейку ш 110 мм длиной L = 130 мм.

7. Подрезать второй торец цапфы в размер L = 1926 мм.

8. Подрезать второй торец обейчатки на L = 1430 мм.

9. Проточить шейку ш 115 мм на L = 238 мм.

10. Проточить шейку ш 85 мм на длину L = 108 мм.

11. Проточить шейку ш 110 мм на длину L = 130 мм.

7. Операция -- Фрезерная

1. Фрезеровать два шпоночных паза на валах ш 85 мм b = 22-0,03 длиной L = 100 мм.

8. Операция -- Шлифование

1. Шлифовать валы цапфы ш 85 мм и ш 110 мм.

Выбор схем базирования и закрепления

При установке деталей на станке различают следующие поверхности:

1. Поверхности с которых режущими инструментами снимается слой материала, обрабатываемые поверхности.

2. Поверхности определяющие положение детали при обработке, поверхности базы.

3. Поверхности, нак которые действуют зажимные силы.

4. Поверхности, которые служат для измерения выдержанного размера.

5. Необрабатываемые поверхности.

Базами являются точки, поверхности, линии и их совокупность. Базы различают технологические, сборочные и конструктивные.

Технологически базы различают на установочные и измерительные.

При выборе баз целесообразно совмещать базы измерительные и установочные.

Выбор режущих инструментов, оборудования и оснастки

Токарная операция.

Для подрезки торцов и проточки наружного диаметра выберем резец проходной отогнутый по ГОСТ 18877-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6.

Для обработки шеек ш 85, ш 110 и ш 120 мм резец проходной упорный по ГОСТ 18877-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6.

Для обработки шеек ш 85, ш 110 и ш 120 мм резец упорный проходной по ГОСТ 18879-73 с пластинкой выполненной из твердого сплава Т15К6.

Расточная операция.

Для расточки внутреннего диаметра обейчатки выберем резец токарный расточной для обработки глухих отверстий по ГОСТ 18883-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6.

Для расточки внутреннего диаметра крышки резец токарный расточной для обработки сквозных отверстий по ГОСТ 18882-73 с пластиной из твердого сплава Т15К6.

Фрезерная операция.

Для фрезеровки шпоночных пазов выберем фрезу концевую ш 22 по ГОСТ 17025-71 из стали Р6М5.

Сварочная операция.

Для сварки выберем электроды Э-46 по ГОСТ 9467-80.

Операция сверление.

Для сверления отверстий выберем сверло центровочное спиральное по ГОСТ 10903-77 ш 12 из стали Р6М5, цельное с коническим хвостовиком.

Шлифовальная операция.

Для шлифования цапфы выберем шлифовальный круг 23А25СТ16К.

Операция фрезеровка торцов.

Для фрезеровки торцов выберем фрезу торцевую насадную со вставными ножами по ГОСТ 8529-69.

Операция центрование.

Для центрования выберем комбинированное центровочное сверло по ГОСТ 14952-75 из стали Р6М5.

Все выбранные инструменты и их характеристики заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Выбор режущих инструментов

Операция	Инструмент	Материал режущей части	Элементы конструкции	Геометрия режущей части
Токарная
1. Подрезка торцов, обработка наружного диаметра	Резец проходной отогнутый	Т15К6	С напайкой	ц = 450
2. Обработка шеек ш 85, ш 110, ш 120	Резец проходной упорный	Т15К6	С напайкой	ц = 900
Расточная
1. Расточка внутреннего диаметра обейчатки	Резец токарный расточной для обработки глухих отверстий	Т15К6	С напайкой
2. Расточка внутреннего диаметра крышки	Резец расточной для обработки сквозных отверстий	Т15К6	С напайкой	ц = 600
Фрезерная
Операция	Инструмент	Материал режущей части	Элементы конструкции	Геометрия режущей части
1. Фрезерование пазов	Фреза концевая	Р6М5	Цельная
Сварочная
1. Сварка цапфы и крышки и крышки и обейчатки	Электрод Э-46
Сверление
1. Сверление отверстий	Сверло центровочное спиральное	Р6М5	Цельная
Шлифовальная
1. Шлифовка валов цапфы ш 85 и ш 110	Шлифовальный круг	23А25СТ16К
Центровочная
1. Сверление центровых отверстий	Сверло центровочное комбинированное	Р6М5	Цельная

Расчёт припуска на обработку

По методу профессора Кована произведём расчет припуска на наружный диаметр заготовки.

Минимальный припуск на диаметр при обработке наружной поверхности вращения формула (3.1):

гдеRzi-1 - высота микронеровностей (параметр шероховатости).

Шероховатость поверхности заготовки Rz 320, из этого следует,

Rz = 0,32 мм;

Rt - глубина дефектного поверхностного слоя Rt = 3 мм;

с - суммарное значение поверхностных отклонений для расчетной поверхности. Выбираем по ГОСТ 24643-81, данные зависят от размера заготовки, получаем следующее:

допуск формы цилиндрической поверхности- 0,2 мм,

допуск цилиндричности, округлости- 0,5 мм,

допуск торцевого биения- 0,8 мм;

допуск соосности, симметричности- 0,6 мм

Отсюда с = 0,2+0,5+0,8+0,6 = 2,1, мм,

еу - погрешность установки на выполняемом переходе. Находится как сочетание погрешностей закрепления ез и базирования еб.

еб = 0, т.к. измерительная база совмещена с установочной.

Значит еу = ез, примем еу = 0,3 мм.

Рассчитаем максимальный припуск формула (3.2):

2Zi max =2Zi min + Ti-1 + Ti,

гдеTi-1 - допуск на предшествующем переходе, принимаем Ti-1 =1,5 мм;

Тi - допуск на выполняемом переходе, для токарной операции,
Тi= 0,08 мм,

2Zi max = 10,88 + 1,5 + 0,08 = 12,46, мм,

Произведя расчёт припусков и допусков, найдём размеры заготовки:

- отливка Ш 325 ± 0,6 мм.

Выбор режимов резания

По справочникам выберем режимы резания и занесем их в таблицу 3.2.



Таблица 3.2 - Режимы резания

Операция	Скорость рез. v, м/мин	Подача S, мм/об	Глубина рез. t, мм
1. Токарная
1. Подрезать торец цапфы	168	0,6	3
2. Проточить шейки:
черновой	140	0,7	3
чистовой	235	0,3	2
1. Подрезать торец крышки	168	0,6	3
2. Расточить отверстие
черновой	140	0,7	3
чистовой	235	0,3	2
3. Проточить поверхность крышки
черновой	140	0,7	3
чистовой	235	0,3	2
2. Расточная
1. Расточить диаметр внутренний
черновой	140	1,8	3
чистовой	235	0,9	2
3. Сварка
1. Сварка ручная электродуговая	-	-	-
4. Горизонтально-расточная
1. Фрезеровать торцы	125	0,4	3
2. Центрование заготовки	30	0,05	6
5. Сверление
1. Просверлить отверстия	56	0,25	6
6. Токарная
1. Проточить шейки
Операция	Скорость рез. v, м/мин	Подача S, мм/об	Глубина рез. t, мм
черновой	140	0,7	3
чистовой	235	0,3	2
2. Подрезать торец обейчатки	168	0,6	3
3. Проточить наружный диаметр
черновой	140	2,0	3
чистовой	235	0,9	2
7. Фрезерная
1. Фрезеровать паз	12,5	2	3
8. Шлифование
1. Шлифовать цапфы	30	0,3	0,01

Уточненное нормирование времени операции

Находим норму штучного, на обслуживание, оперативного времени с помощью формул (3.3), (3.4) и (3.5):

tшт = to + tв + tоб + tф, мин

гдеtшт -- штучное время, мин;

to -- основное время, мин;

tв -- вспомогательное время, мин;

tоб -- время на обслуживание рабочего места, мин.;

tф -- время на физические надобности, мин.

tоб = tт.об + tо.об, мин,

гдеtт.об -- время на обслуживание техническое, мин.;

tо.об -- время на обслуживание организационное, мин.

tоп = tо + tв, мин,

гдеtоп -- время оперативное, мин.

Зная, что в процентах от оперативного времени находятся: норма времени на организационное, техническое обслуживание, а так же на физические надобности, то штучное время сможем найти по формуле (3.6):



В мелкосерийном производстве нормативы на естественные надобности и обслуживание рабочего места объеденяем и принимаем исходя из величины обрабатываемой детали, в размере 4,6%.

Следовательно (б + в + г + ) = 4,6.

Расчитаем основное время и расчётную длину обработки с помощью формул (3.7) и (3.8):

гдеL -- расчетная длина обработки, мм;

i -- число проходов;

S -- подача, мм/мин;

n -- число оборотов в мин.

L = L1 + L2 + L3, мм,

гдеL1 -- длина обрабатываемой детали, мм;

L2 -- длина врезания и подвода инструмента, мм;

L3 -- длины перебега, мм.

С помощью справочников выбираем следующее: длину перебега, длину подвода, режимы резания для токарной операции (для расчёта основоного времени).

Найдём число оборотов детали с помощью формулы (3.9):

Определяем основное время при фрезеровании шпоночной канавки, закрытой с двух сторон с помощью формулы (3.10):



гдеL -- длина шпоночной канавки, мм;

Dф -- диаметр фрезы, мм;

h -- глубина шпоночной канавки, мм;

t -- величина вертикального врезания на один ход фрезы, мм.

Основное время для круглого наружного шлифования с продольной подачей, расчётная длина обработки определяются по формулам (3.11) и (3.12):

гдеL -- длина продольного хода стола, мм;

а -- припуск на сторону, мм;

n -- число оборотов детали в минуту;

k -- коэффициент, учитывающий точность шлифования, k = 1,25 для ш 110 и k = 1,7 для ш 85;

Sпоп -- поперечная подача круга за один проход, мм;

Sд -- продольная подача в долях высоты круга на один оборот детали, Sд = 0,25 ч 0,3 высоты круга;

Вк -- высота круга, мм.

L = Lо - (0,2 ч 0,4) · Вк, мм,

гдеLо -- длина шлифуемой поверхности, мм.

С помощью припуска находим примерное число проходов, сводим полученные значения в таблицу 3.3.



Таблица 3.3 - Число проходов

Операция	L, мм	n, об/мин	i
1. Подрезать торец цапфы	66	445	2
Проточить ш 110	41
- черновой		400	2
- чистовой		800	2
Проточить ш 120	34
- черновой		400	1
- чистовой		630	1
2. Подрезать торец крышки	87	445	2
Расточить отверстие ш 110	40
- черновой		400	2
- чистовой		800	2
Подрезать торец	77	445	2
Проточить ш 260	34
- черновой		200	2
- чистовой		315	2
3. Расточить ш 260	56
- черновой		200	2
- чистовой		315	2
4. Фрезеровать торец цапфы	66	315	1
5. Центровать заготовку	25	315	1
6. Просверлить отверстие	34	148	1
7. Подрезать торец обейчатки	31	445	1
Проточить ш 315	1436
- черновой		160	2
- чистовой		250	2
Операция	L, мм	n, об/мин	i
Проточить ш 115	242
- черновой		400	2
- чистовой		630	2
Проточить ш 85	112
- черновой

Подобные документы

• Привод шаровой мельницы

  Энергетический и кинематический расчет привода. Определение передаточного числа привода и выбор стандартного редуктора. Эскизная компоновка привода. Проверка прочности шпоночных соединений и долговечности подшипников. Уточненный расчет и сборка привода.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.10.2011
  

• Проектирование силового электромеханического привода

  Проектирование и расчет привода, зубчатой передачи и узла привода. Силовая схема привода. Проверочный расчет подшипников качения, промежуточного вала и шпоночных соединений. Выбор смазочных материалов. Построение допусков для соединений основных деталей.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 29.07.2010
  

• Расчет привода

  Общий коэффициент полезного действия привода. Частота вращения приводного (выходного) вала, подбор электродвигателя. Расчет тихоходной ступени – прямозубой передачи. Эскизная компоновка редуктора. Проверочный расчет подшипников качения на долговечность.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.02.2015
  

• Модернизация подъемной тележки агрегата продольной резки

  Разработка кинематической схемы привода. Ознакомление с процессом предварительного выбора подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала. Расчёт и конструирование протяжки. Анализ технологичности детали. Определение типа производства.
  
  дипломная работа [333,8 K], добавлен 22.03.2018
  

• Проектирование привода ленточного конвейера

  Конструирование и расчет исполнительного механизма, подшипникового узла привода ленточного конвейера. Скорость ленты конвейера. Подбор муфт и конструирование барабана. Расчет вала, подшипников, шпоночных соединений, болтов. Конструирование рамы.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.02.2015
  

• Модернизация привода тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки листового проката

  Анализ работы самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки. Кинематическая схема привода. Расчет вала приводного ската. Разработка узлов агрегата продольной резки. Технологический процесс изготовления детали "Звездочка-ведущая".
  
  дипломная работа [904,8 K], добавлен 20.03.2017
  

• Проектирование привода цепного конвейера

  Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода, быстроходной и тихоходной ступени. Ориентировочный расчет валов редуктора, подбор подшипников. Эскизная компоновка редуктора. Расчет клиноременной передачи. Проверка прочности шпоночных соединений.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.10.2014
  

• Проектирование привода к пресс-валкам

  Оптимизация выбора привода. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Передаточное отношение привода. Скорость вращения валов. Выбор материалов зубчатой пары. Схема нагружения тихоходного вала. Выбор и проверка шпоночных соединений.
  
  курсовая работа [662,1 K], добавлен 06.05.2012
  

• Расчет редуктора привода конвейера

  Определение исходных данных для расчета привода. Расчет цилиндрических и цепных передач. Эскизная компоновка редуктора. Проектный расчет вала и шпоночного соединения. Выбор подшипников качения и расчет их долговечности. Конструирование корпуса редуктора.
  
  курсовая работа [605,3 K], добавлен 17.09.2010
  

• Проектирование привода ленточного транспортера

  Подбор электродвигателя и кинематический расчёт редуктора привода ленточного транспортера. Разработка эскизного проекта. Конструирование зубчатых колес. Расчёт торсионного вала, соединений, подшипников качения, валов на прочность, муфт и приводного вала.
  
  курсовая работа [1022,9 K], добавлен 15.08.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам