Модернизация одношпиндельного полуавтомата для токарной обработки колец подшипников
Задачи модернизации токарного автомата, доработка его основных узлов. Разработка конструкции автоматической загрузки и выгрузки колец. Кинематическая схема привода. Назначение автооператора, описание его функций. Конструирование режущего инструмента.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.03.2017 |
| Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи модернизации токарного полуавтомата
- 2. Конструкторская часть
- 2.1 Назначение полуавтомата
- 2.2 Разработка кинематической схемы привода
- 2.2.1 Разработка кинематической схемы привода
- 2.2.2 Энерго-кинематический расчет привода
- 2.2.3 Проектирование клиноременной передачи
- 2.2.4 Ориентировочный расчет и конструирование вала
- 2.2.5 Эскизная компоновка приводного вала
- 2.2.6 Проверка шпоночных соединений
- 2.2.7 Проверка подшипников качения
- 2.2.8 Проверочный расчет вала на выносливость
- 2.3 Разработка пневмопривода зажима заготовки
- 2.3.1 Расчет и выбор исполнительного пневмодвигателя (ПД)
- 2.3.2 Составление принципиальной схемы привода
- 2.3.3 Выбор компрессора
- 2.3.4 Расчет и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов
- 2.3.5 Разработка конструкции блока управления
- 2.3.6 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах
- 2.4 Разработка конструкции автооператора
- 2.4.1 Назначение автооператора
- 2.4.2 Описание основных функций и движений автооператора
- 2.4.3 Описание конструкции автооператора
- 2.4.4 Работа автооператора
- 2.5 Расчет и конструирование режущего инструмента
- 2.5.1 Обзор технологичности детали
- 2.5.2 Определение основных параметров протяжки
- 2.5.3 Проверка протяжки на прочность
- 2.5 4 Технические требования
- 3. Технологическая часть
- 3.1 Описание конструкции детали и ее назначение
- 3.2 Выбор заготовки и способа ее получения
- 3.3 Расчет припуска на обработку
- 3.4 Разработка маршрута технологического процесса изготовления детали "Ось"
- 3.5 Выбор типа и формы организации производства
- 3.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений
- 3.7 Выбор режущих инструментов
- 3.8 Выбор режимов резания
- 3.9 Схемы базирования и закрепления детали. Технологические наладки
- 3.10 Разработка программы ЧПУ для токарной операции
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Современный уровень производства на Вологодском подшипниковом заводе требует повышения эффективности функционирования и качества организации производственных систем, обеспечивающих получение более конкурентоспособной продукции при минимальной себестоимости. Как показывает мировой опыт, только автоматизированный производственный комплекс может дать максимальный экономический эффект при его использовании в машиностроительном производстве. Автоматизированное оборудование находит все более широкое применение в машиностроительном производстве.
В настоящее время машиностроение постепенно переходит к технологии без постоянного вмешательства человека, то есть человек не обязан постоянно выполнять производственный, его функции выполняются роботами и станками с ЧПУ. В таких реалиях роль инженера-технолога резко возрастает, он становится основной фигурой на производстве. Именно инженер-технолог разрабатывает и вводит в эксплуатацию новые технологические процессы для станков с ЧПУ, промышленных роботов, робототехнических комплексов, автоматических линий, и т.д. Он занимается проектированием участков и цехов, оснащенные таким оборудованием. От верности его решений зависит как производительность отдельных единиц, так и всего завода в целом.
Чтобы повысить эффективность производства при том же техническом уровне станков и тех же технологических процессах можно за счет улучшение организации производства путем перестановки оборудования по потоку движения деталей, путем организации производственных участков по предметному принципу, что сократит межоперационные маршруты движения деталей и внедрением автоматизированного производства. Все эти мероприятия по увеличению производительности производства не требуют крупных дополнительных вложений, но резко повышают производительность труда, сокращают штучное время, стимулирует снижении стоимость продукции и на этой основе обеспечивают рост прибыли и повышение рентабельности производства.
Цель работы - разработка модернизация токарного автомата и доработка его основных узлов и разработка конструкции автоматической загрузки и выгрузки колец. Таким образом, станок приобретает роль автомата и тем самым имеется возможность встраивания автомата в состав гибкой автоматической линии.
1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи модернизации токарного полуавтомата
Модернизация данного полуавтомата сводится к замене ручной загрузки автоматической системой смены заготовки (автооператор). Модернизированный полуавтомат с установленным на нем автооператором предназначен для формирования короткой автоматической линии в токарном производстве. Данная линия предназначена для обработки штучных заготовок (бубликов). В качестве штучных заготовок используется либо нарезанные кольца из трубы или же штучные поковки (штамповки) согласно отработанному технологическому процессу.
Основная цель внедрения современных методов производства - повышение качества и производительности производства, снижение себестоимости, трудоемкости и времени разработки.
"Современный уровень развития электроники, автоматизации и компьютеризации позволяет ученым и инженерам ставить и разрешать задачи создания новых устройств, которые освобождают человека от необходимости следить за производственным процессом и направлять его, то есть заменяют оператора, диспетчера. Управляющие машины могут выполнять самые разнообразные и часто довольно сложные задачи управления производственными процессами. Создание управляющих машин позволяет перейти от автоматизации отдельных станков и агрегатов к комплексной автоматизации конвейеров, цехов, целых заводов" [1].
"Автоматические рабочие машины и системы автоматических машин можно разделить на следующие виды.
Автомат - это машина, на которой все работы неоднократно осуществляются без участия человека, т.е. автоматически.
Если эта машина представляет собой металлорежущий станок, то на ней, как минимум, автоматически выполняются:
токарный автомат модернизация автооператор
1) ввод заготовок в рабочую зону, ориентация их, установка и закрепление;
2) все операции по непосредственному воздействию на заготовку, т.е. обработка;
3) все вспомогательные движения рабочих органов (холостые перемещения суппортов, столов, салазок, бабок и т.п.);
4) снятие обработанных изделий;
5) удаление отходов (стружки) из зоны обработки.
При этом человек осуществляет наладку автомата, заполнение заготовками и необходимыми материалами загрузочных устройств, периодический контроль обработки и подналадку, а также смену инструмента при его затуплении. На автоматах отдельных типов контроль обработки, подналадка автомата, а также частично смена инструмента могут также выполняться автоматически.
Полуавтомат отличается от автомата тем, что он автоматически выполняет только один рабочий цикл и для его повторения требуется вмешательство рабочего. Например, металлорежущий полуавтомат не имеет обычно автоматической загрузки, и рабочий должен вначале каждого цикла вручную установить и закрепить заготовку, пустить станок в ход, а иногда и снять обработанное изделие.
Автоматическая линия представляет собой группу станков-автоматов, объединенных общими транспортными устройствами и общим механизмом управления, или одну машину с несколькими рабочими позициями, осуществляющих без участия человека в определенной технологической последовательности, т.е. с последовательным перемещением и перезакреплением полуфабриката на различных рабочих позициях, комплекс операций части производственного процесса, для которой автоматическая линия предназначена" [2].
Одношпиндельные автоматы и полуавтоматы относят по классификации ЭНИМС к первому типу, а многошпиндельные - ко второму типу станков первой (токарной) группы, что находит отражение в обозначении моделей этих станков: 1112, 1Б125, 1Д118, ПОЗА, 1Ш6П, 1А225-6, 1К282, 1А240П-8, 1265М-8, 1283 и т.п.
Первоочередной задачей конструкторской части является модернизация токарного полуавтомата использованием автооператора.
"Токарные автоматы и полуавтоматы классифицируют по ряду признаков: степени универсальности, расположению шпинделей и их числу, виду заготовки и т.д. По виду заготовки разделяют станки, обрабатывающие отдельные заготовки или пруток: патронные (штучная заготовка) и прутковые. Различают одно- и многошпиндельные автоматы, и полуавтоматы с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя (шпинделей). В ряде случаев используют автоматы или полуавтоматы узкого назначения, например, для обработки шеек коленчатых или распределительных кулачковых валов либо колец подшипников и других поверхностей или деталей. Другие автоматы и полуавтоматы позволяют обрабатывать широкую номенклатуру поверхностей и деталей - это станки-автоматы универсального вида." [2]
По характеру выполняемой работы различают автоматы, выполняющие фасонно-отрезные, фасонно-продольные и токарно-револьверные работы. Фасонно-отрезные автоматы обрабатывают вращающуюся заготовку (пруток) резцами, перемещающимися по радиусу заготовки или касательно к ней, т.е. перпендикулярно к ее оси. Фасонно-продольные автоматы обтачивают вращающуюся и поступательно движущуюся заготовку (пруток) резцами, перемещающимися по ее радиусу. Сочетание этих движений позволяет обрабатывать фасонные детали большой длины. Револьверная обработка вращающейся заготовки (прутка) проводится последовательно рядом инструментов, закрепленных в револьверной головке.
Автооператоры многоцелевых станков бывают однозахватные и двухзахватные. Однозахватный автооператор захватывает инструмент и вытаскивает его из шпинделя, затем поворачивается и вставляет инструмент в свободную ячейку магазина. Магазин, вращаясь, подводит следующий инструмент в зону захвата. Далее действия автооператора, совершаются в обратной последовательности. При двухзахватном автооператоре время смены значительно уменьшается, так как инструменты одновременно захватываются в шпинделе и магазине [2].
В настоящее время на ВПЗ для предварительной лезвийной обработки поверхностей заготовок колец под раскатку для наружных колец подшипника 306 применяются токарные полуавтоматы модели SEL-101. Одинока эти полуавтоматы имеют ряд недостатков:
- ручная загрузка;
- отсутствие механической поштучной выдачи заготовки.
Эти недостатки существенно уменьшают производительность и увеличивают трудоемкость. Поэтому целью дипломного проекта является модернизация полуавтомата (замену ручной загрузки автоматической системой смены заготовки (автооператор). Исходя из поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
1. Анализировать состояния вопроса, цели и задачи модернизации токарного полуавтомата;
2. Разработать привод главного движения токарного полуавтомата;
3. Разработать пневмопривод зажима заготовки токарного полуавтомата;
4. Разработать конструкцию автооператора для токарного полуавтомата;
5. Рассчитать экономическую эффективность от модернизации
2. Конструкторская часть
2.1 Назначение полуавтомата
Токарный одно-шпиндельный полуавтомат предназначен для предварительной лезвийной обработки поверхности заготовок колец под раскатку для наружных колец подшипника 306. В качестве заготовки на данном автомате используется поковка (штамповка). Техническая характеристика базового исполнения токарного полуавтомата занесена в таблицу 1.
Таблица 1 - Техническая характеристика
|
Показатель |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
Количество одновременно обрабатываемых заготовок |
шт |
1; |
|
|
Частота вращения шпинделя |
об/мин |
600; |
|
|
Масса станка |
кг |
1800; |
|
|
Количество суппортов |
шт |
2; |
|
|
Рабочий ход суппортов |
|||
|
продольного суппорта |
мм |
23; |
|
|
поперечного суппорта |
мм |
11; |
|
|
Расстояние от оси шпинделя до верхней (базовой - зеркала суппорта) поверхности суппортов |
мм |
150 |
|
|
Торможение шпинделя двигателем; |
|||
|
Габариты обрабатываемой заготовки, |
|||
|
Внутренний диаметр |
мм |
40,5 |
|
|
Наружный диаметр |
мм |
57,8 |
|
|
Высота |
мм |
21,5 |
|
|
Материал заготовки |
Подшипниковая сталь ШХ-15, ШХ15В ГОСТ 801-78 |
||
|
Цикл обработки заготовки |
сек |
12 |
|
|
Показатель |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
Загрузка / выгрузка деталей |
вручную |
||
|
Показатель |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
Удаление стружки |
вручную |
||
|
Система подачи СОЖ |
централизованная |
||
|
Рабочее давление в пневмосети |
МПа (кгс/см2) |
0,4…0,6 (4 … 6) |
|
|
Параметры электродвигателя: |
|||
|
Тип электродвигателя: |
4АС132М8ЕУ3 |
||
|
Мощность |
кВт |
6,0 |
|
|
Частота вращения |
об/мин |
750 |
|
|
Встроенный электромагнитный тормоз |
|||
|
Масса |
кг |
93 |
|
|
Торцевое биение посадочной поверхности (под установку цангового патрона) шпиндельного вала, не более |
мм |
0,01 |
|
|
Радиальное биение посадочной поверхности (под установку цангового патрона) шпиндельного вала, не более |
мм |
0,01 |
|
|
Параллельность перемещения продольного суппорта на длине 50 мм относительно оси вращения шпинделя, не более |
мм |
0,02 |
|
|
Перпендикулярность перемещения продольного суппорта на длине 50 мм относительно оси вращения шпинделя, не более |
мм |
0,02 |
Одношпиндельный токарный полуавтомат устроен по принципу агрегатных станков, т.е. имеет модульную конструкцию.
Суппорта продольный и поперечный выполнены отдельно каждый в своем корпусе.
Работа полуавтомата. Заготовка вручную устанавливается в цанговый патрон и зажимается. Зажатие заготовки осуществляется от вращающегося пневмоцилиндра, установленного на конце шпиндельного вала.
Далее включается привод главного движения. Включается подача СОЖ.
После этого станок переходит в автоматический режим отработки технологической операции. Первоначально перемещается поперечный суппорт, а установленные в резцедержателе инструменты, осуществляет подрезку торца и снятие фаски на заготовке. Достигнув упора, срабатывает бесконтактный выключатель, команда от которого подается на быстрый отвод и начало перемещения продольного суппорта.
На продольном суппорте закреплены несколько резцов. При перемещении продольного суппорта производится точение наружной (внутренней - зависит от наладки) поверхности и снятие фаски. Достигнув упора, срабатывает бесконтактный выключатель, команда от которого подается в систему управления станка на быстрый отвод продольного суппорта.
После этого шпиндель тормозится. Подача СОЖ прекращается. Далее в ручном режиме производится удаление стружки и смена заготовки.
Рассмотрим более детально работу привода главного движения. Привод состоит из асинхронного электродвигателя с одной частотой вращения вала и клиноременной передачи.
На выходной конец вала электродвигателя (I вал) установлен шкив клиноременной передачи. Крутящий момент от электродвигателя клиноременной передачей (быстроходная ступень) передается на промежуточный вал (II вал). На втором конце вала установлен ведущий шкив тихоходной клиноременной передачи, посредством которого крутящий момент передается на шпиндельный вал (III вал).
2.2 Разработка кинематической схемы привода
2.2.1 Разработка кинематической схемы привода
Кинематическая схема привода токарного одно-шпиндельного полуавтомата приведена на рисунке 1. На кинематической схеме приняты следующие обозначения:
I вал - вал электродвигателя;
II вал - промежуточный вал;
III вал - шпиндельный вал;
М - электродвигатель;
Быстроходная ступень - клиноременная передача
ШБ1 - ведущий шкив;
ШБ2 - ведомый шкив;
Тихоходная ступень - клиноременная передача
ШТ1 - ведущий шкив;
ШТ2 - ведомый шкив;
Рисунок 1 - Кинематическая схема привода главного движения
2.2.2 Энерго-кинематический расчет привода
Для определения общего коэффициента полезного действия привода (далее КПД привода) необходимо первоначально выполнить анализ источников потерь мощности, входящих в состав привода кинематических элементов, начиная от электродвигателя до исполнительного органа устройства - бабки изделия [3].
В механических приводах потери мощности возникают во всех типах передач (подшипники, ременная передача, червячная пара, открытая цилиндрическая передача, предохранительная муфта).
Общий КПД рассматриваемого нами привода определяется по формуле (1):
зо = зрем2зп. к3, (1)
где: зрем - КПД ременной передачи,
зрем = 0,94 ё 0,96.
Принимаем для расчета окончательное значение зрем = 0,95;
зп. к. - КПД пары подшипников качения, зп. к. = 0,99.
Таким образом, подставляя значения в формулу, определяем коэффициент полезного действия привода:
зо = 0,952**0,993 =0,876
Подбор электродвигателя
Основными критериями подбора электродвигателя является частота вращения вала и требуемая эффективная мощность.
Требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле (2):
Nэлтр =, кВт, (2)
где Nэлтр - требуемая мощность электродвигателя, кВт;
Nэф - эффективная мощность, кВт;
hо - коэффициент полезного действия привода.
Согласно техническому заданию эффективная мощность должна быть не менее 4,5 кВт, а частота вращения шпиндельного вала n3 = 235 об/мин.
Подставляя значения величин в формулу, находим требуемую мощность электродвигателя:
Nэлтр= кВт
По справочным таблицам [4] назначаем стандартный трехфазный асинхронный электродвигатель общего применения, снабженный встроенным электромагнитным тормозом: Двигатель асинхронный 4АС132М8ЕУ3 ГОСТ 19523-81 и его данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2 - Техническая характеристика электродвигателя 4АС132М8ЕУ3 ГОСТ 19523-81
|
Наименование показателя |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
Мощность |
кВт |
5,5 |
|
|
Диаметр вала |
мм |
38 |
|
|
Длина выходного участка вала |
мм |
80 |
|
|
Масса |
кг |
93 |
|
|
Частота вращения вала |
|||
|
синхронная |
мин-1 |
750 |
|
|
асинхронная |
мин-1 |
720 |
Определение общего передаточного числа привода
Передаточное число привода определяем по формуле (3):
, (3)
где nI - частота вращения вала электродвигателя, об/мин;
nIII - частота вращения шпиндельного вала, об/сек.
Согласно техническому заданию частота вращения шпиндельного вала
nIII = 600 об/мин. Частота вращения вала электродвигателя nI = 720 об/мин.
Таким образом, общее передаточное отношение привода определяется:
3,064
Передаточному числу привода соответствует передаточное число двухступенчатого клиноременного редуктора.
Общее передаточное число привода необходимо разбить по ступеням. Привод представляет собой двухступенчатую клиноременную передачу. Следовательно, общее передаточное число выглядит следующим образом:
, (4)
где Uо - общее передаточное число привода,
UБ - передаточное число быстроходной ступени привода,
UТ - передаточное число тихоходной ступени привода.
Разобьем передаточное число таким образом, чтобы передаточное число быстроходной ступени привода было приблизительно равно передаточному числу тихоходной ступени, т.е. .
Таким образом, получаем следующую зависимость:
Определение максимальной мощности на валах
Максимальную мощность на валах определяем исходя из мощности электродвигателя. Мощность на валах определяется по формуле (5):
Ni = Ni-1 3з, кВт, (5)
где Ni-1 - мощность на предыдущем валу, кВт;
з - коэффициент полезного действия источников потерь.
I вал - вал электродвигателя
NI = Nэл = 5,5 кВт
II вал - промежуточный вал
NII = NI 3зрем3зп. к., кВт, (6)
NII = 5,530,9530,99 = 5,173 кВт
III вал - шпиндельный вал
NШ = NII 3зрем3зп. к2, кВт, (7)
NII = 5,17330,9530,992 = 4,817 кВт
Определение частот вращения валов
I вал:
nI = nэл = 720 об/мин
II вал:
nII = nI / Uрем, (8)
nII = 720/1,75 = 411,429 об/мин
Ш вал:
nIII = nII / Uрем, (9)
nIII = 411.429/1,75 = 235.102 об/мин
Определяем циклические частоты вращения валов по формуле (10):
, (10)
I вал:
с-1
II вал:
с-1
III вал:
с-1
Определение максимальных крутящих моментов на валах
Максимальный крутящий момент на валу определяется по формуле (11):
, (11)
Определим максимальный крутящий момент на I валу, дальнейший расчет сводим в таблицу 3:
Нґм
Таблица 3 - Основные параметры привода
|
Номер вала |
Мощность на валу, кВт |
Частота вращения, об/мин |
Частота вращения, рал/сек |
Крутящий момент, Н*м |
|
|
I вал |
5,5 |
720 |
75,360 |
72,983 |
|
|
II вал |
5,173 |
411,429 |
43,063 |
120,127 |
|
|
III вал |
4,817 |
235,102 |
24,607 |
195,755 |
2.2.3 Проектирование клиноременной передачи
Быстроходная ступень
По номограмме в зависимости от передающего момента и частоты вращения назначаем сечение ремня "В" ("Б”) по ГОСТ 1284.3-96 [6] и заносим в таблицу 4.
Таблица 4 - Параметры клинового ремня сечения В
|
Наименование показателя |
Обозначение показателя |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
расчетная ширина ремня |
bр |
мм |
14 |
|
|
ширина большего основания ремня |
b |
мм |
17 |
|
|
высота ремня |
h |
мм |
10,50 |
|
|
площадь поперечного сечения ремня |
А |
мм2 |
138 |
|
|
масса 1-го погонного метра ремня |
Q |
кг/м |
0,18 |
|
|
минимальный расчетный диаметр малого шкива |
Dр |
мм |
125 |
Определение диаметра ведущего шкива
Диаметр малого шкива назначаем предварительно исходя из расчета:
dБ1 ? (3 ё 4) 3, мм, (12)
где Тi - вращающий момент на валу, Н3м
Т1= 72,9833103 Н3м
dБ1 = (3?4) 3мм
Назначаем окончательно шкив диаметром dБ1 = 160 мм.
Расчетное значение диаметра большего шкива определяем по формуле (13), приведенной к виду:
dБ2 = dБ13U3 (1-Ег), мм, (13)
где Ег - коэффициент скольжения ремня Ег = 0,01…0,02;
U - передаточное число передачи;
dБ2 = 16031,753 (1-0,010) = 277,2
Согласно стандартному принимаем: dБ2 = 280 мм
Тогда фактическое передаточное число быстроходной ступени привода будет равно:
UфБ =; Uф=
Предварительный расчет межосевого расстояния
Для предварительного определения межосевого расстояния используются зависимости:
awmin= 0,55ґ (dБ1+dБ2) +h, мм, (14)
awmin= 0,55ґ (160+280) +10,5 = 252,5 мм
awmax = 2ґ (dБ1+dБ2), мм, (15)
awmax= 2ґ (160+280) = 880 мм;
С учетом вышесказанного aw= 252,2 ё 880 мм.
Назначаем конструктивно предварительно межосевое расстояние aw = 550 мм.
Выбор стандартной длины ремня
При предварительно выбранном межосевом расстоянии aw расчетная длина ремня определяется по формуле (16):
hp= 2 ґ ap+, мм, (16)
hp = 2 ґ 550 + мм
В соответствии с ГОСТ 1284.1-80 полученное расчетное значение длины округляется до ближайшего числа из ряда стандартных длин ремней. Окончательно принимаем hp= 1800 мм.
При окончательно установленной по ГОСТ 1284.1-80 длине ремня действительное межосевое расстояние будет равно:
aw=, мм, (17)
где = 0,5ґpґ (dБ1 + dБ2); у = (dБ2 - dБ1) 2.1
= 0,5ґ--p--ґ (160 + 280) = 691,15, у = (280 - 160) 2 = 14400
aw = = 551,589
Принимаем aw = 552 мм.
Для установки и замены ремней должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 2%, что составит:
(552ґ2) /100 = 11 мм.
Наибольшее межосевое расстояние должно быть установлено из расчета длины ремня, увеличенном до 5,5%:
Таким образом, конструкция натяжного устройства должно обеспечить изменение межосевого расстояния, с учетом вышесказанного, в пределах:
aw = 541 ё 602 мм
Угол обхвата малого шкива определяется по формуле (18):
a = 180° - 57,3°Ч (dБ2-dБ1) /aw, (18)
a = 180° - 57,3°Ч--(280-160) /552 = 168,326
Для успешной работы клиноременной передачи рекомендуется принимать [a] і 120°.
Для обеспечения высокой долговечности передачи число пробегов клинового ремня должно соответствовать условию
, с-1, (19)
где: V - скорость ремня, вычисленная по формуле (20):
, м/с, (20)
где: hр - окончательная длина ремня по ГОСТ, м;
[i] - допускаемое число пробегов, которое для клиноременной передачи равно 10 … 20.
, м/с
, с-1
Расчетную мощность, передаваемую одним ремнем определяют по следующей зависимости:
Рр = (РоґСбґСhґСu) /Ср, кВт (21)
где Рр - мощность, передаваемая одним ремнем в условиях типовой передачи, кВт, Ро = 2,0 кВт;
Сб - коэффициент угла обхвата, Сб = 0,99;
Сu - коэффициент передаточного отношения, Сu = 1,12;
Ср - коэффициент динамичности нагрузки и режима работы,
Ср = 1,1 (при 2х сменной работе и спокойной нагрузке, легкий режим);
Сh - коэффициент длины ремня, Сh = 0,98.
Таким образом:
Рр = 2,0ґ0,99ґ0,98ґ1,12/1,1 = 1,976 кВт.
Расчетное число ремней в передаче для обеспечения среднего ресурса эксплуатации по ГОСТ 1284-3-80:
Z = , (22)
где Р1 - мощность на ведущем валу передачи, кВт;
Рр - расчетная мощность, передаваемая одним ремнем;
Сz - коэффициент числа ремней при Z = 0,95.
Таким образом:
Z =
Принимаем Z = 3.
Величина силы предварительного натяжения ветви одного ремня для передач с закрепленными валами вычисляем по формуле (23):
Fo=, Н, (23)
где Р1 - мощность, кВт; V - окружная скорость, м/с; и - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил для сечения О,
и = 0,18 , Fo= Н
Сила, действующая на валы:
F ? 2ґFoґZґsin (б/2), Н, (24)
F ? 2ґ108,845ґ3ґsin (168,326/2) = 649,684 Н
Тихоходная ступень
По номограмме в зависимости от передающего момента и частоты вращения назначаем сечение ремня "В" ("Б”) по ГОСТ 1284.3-96 и заносим в таблицу 5 [6].
Таблица 5 - Параметры клинового ремня сечения В
|
Наименование показателя |
Обозначение показателя |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
расчетная ширина ремня |
bр |
мм |
14 |
|
|
ширина большего основания ремня |
b |
мм |
17 |
|
|
высота ремня |
h |
мм |
10,50 |
|
|
площадь поперечного сечения ремня |
А |
мм2 |
138 |
|
|
масса 1-го погонного метра ремня |
Q |
кг/м |
0,18 |
|
|
минимальный расчетный диаметр малого шкива |
Dр |
мм |
125 |
Определение диаметра ведущего шкива
Диаметр малого шкива назначаем предварительно исходя из расчета:
dТ1 ? (3 ё 4) 3, мм, (25)
где Тi - вращающий момент на валу, Н3м
Т1= 120,1273103 Н3м
dТ1 = (3ё4) 3 мм
Назначаем окончательно шкив диаметром dТ1 = 160 мм.
Расчетное значение диаметра большего шкива определяем по формуле (26), приведенной к виду:
dТ2 = dТ13U3 (1-Ег), мм, (26)
где Ег - коэффициент скольжения ремня Ег = 0,01…0,02;
U - передаточное число тихоходной ступени привода;
dТ2 = 16031,753 (1-0,010) = 277,2
Согласно стандартному принимаем: dТ2 = 280 мм
Тогда фактическое передаточное число быстроходной ступени привода будет равно:
UфТ =; UфТ =
Назначаем конструктивно предварительно межосевое расстояние тихоходной ступени aw = 550 мм (аналогично величине межосевого расстояния быстроходной ступени). Стандартную длину ремня принимаем такую же, как и для быстроходной ступени. Так как диаметры шкивов и длина ремня для тихоходной и быстроходной ступеней равны, то фактическое межосевое расстояние и угол обхвата меньшего шкива будут такие же, как и в быстроходной ступени.
Для обеспечения высокой долговечности передачи число пробегов клинового ремня должно соответствовать условию
, с-1, (27)
где: V - скорость ремня, вычисленная по формуле (28):
, м/с, (28)
где: hр - окончательная длина ремня по ГОСТ, м;
[i] - допускаемое число пробегов, которое для клиноременной передачи равно 10 … 20.
, м/с
, с-1
Рассчитаем мощность передаваемая одним:
Рр = (РоґСбґСhґСu) /Ср, кВт, (29)
где Рр - мощность, передаваемая одним ремнем в условиях типовой передачи, кВт, Ро = 1,5 кВт;
Сб - коэффициент угла обхвата, Сб = 0,99;
Сu - коэффициент передаточного отношения, Сu = 1,12;
Ср - коэффициент динамичности нагрузки и режима работы,
Ср = 1,1 (при 2х сменной работе и спокойной нагрузке, легкий режим);
Сh - коэффициент длины ремня, Сh = 0,98.
Таким образом:
Рр = 1,5ґ0,99ґ0,98ґ1,12/1,1 = 1,482 кВт.
Расчетное число ремней в передаче для обеспечения среднего ресурса эксплуатации по ГОСТ 1284.3-96 [4]:
Z = , (30)
где Р1 - мощность на ведущем валу передачи, кВт;
Рр - расчетная мощность, передаваемая одним ремнем;
Сz - коэффициент числа ремней при Z = 0,95.
Таким образом:
Z =
Принимаем Z = 4.
Величина силы предварительного натяжения ветви одного ремня для передач с закрепленными валами вычисляем по формуле (31):
Fo=, Н, (31)
где
Р1 - мощность, кВт;
V - окружная скорость, м/с;
и - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил для сечения О,
и = 0,18
Fo= Н
Сила, действующая на валы:
F ? 2ґFoґZґsin (б/2), Н, (32)
F ? 2ґ102,836ґ4ґsin (168,326/2) = 818,423 Н
2.2.4 Ориентировочный расчет и конструирование вала
Целью данной работы является модернизация привода, т.е. изменение частоты вращения шпиндельного вала. Целью данного раздела является проверка работоспособности (прочности) промежуточного вала.
Данный вал вращается на паре шариковых радиальных подшипников. Консольно на валу установлены шкивы, на одном конце закреплен ведомый шкив быстроходной ступени, а на втором конце - ведущий шкив тихоходной ступени. От осевого перемещения шкивы закреплены болтом посредством торцовой шайбы. На посадочных участках под шкивами предусмотрено шпоночное соединение, посредством которого производится передача крутящего момента. Далее на валу предусмотрено два участка под посадку подшипников качения и упорный буртик. Посадочный диаметр вала под шкивами d1 = 54 к6, под подшипниками d2 = 55 h6, диаметр упорного буртика d3 = 66. Эскиз вала представлен на рисунке 2.
Предварительную проверку проводим проверяя прочность вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Расчет проводим по условию прочности на кручение, согласно следующей формуле (33):
, мм, (33)
где: - момент на валу, Н?м,
МПа - допускаемые напряжения при кручении;
… 29,033 мм
Минимальный диаметр на данном валу - посадочный диаметр под шкивами d1 = 54 к6. Условие прочности выполняется d1 ? dmin. Вал удовлетворяет условиям прочности.
Промежуточный вал вращается на паре шариковых радиальных подшипниках. Посадочный диаметр подшипника на вал d2 = 55 h6. В данном узле подшипники качения воспринимают только радиальные нагрузки, от предварительного натяжения ремней и незначительные осевые нагрузки за счет несоосности ручьев шкивов. Осевая нагрузка в данном случае незначительна и, следовательно, ей возможно пренебречь. В данном узле установлены шариковые радиальные подшипники: Подшипник 211 ГОСТ 8338-75, чьи основные параметры заносим в таблице 6 [5].
Таблица 6 - Основные параметры подшипника 211 ГОСТ 8338-75
|
Наименование показателя |
Обозначение показателя |
Единица измерения |
Значение показателя |
|
|
посадочный диаметр подшипника на вал |
d |
мм |
55 |
|
|
посадочный диаметр подшипника в корпус |
D |
мм |
100 |
|
|
высота подшипника |
Н |
мм |
21 |
|
|
радиус скругления |
R |
мм |
2,5 |
|
|
динамическая грузоподъемность |
кН |
43,6 |
||
|
статическая грузоподъемность |
кН |
25 |
Рисунок 2 - Эскиз вала
2.2.5 Эскизная компоновка приводного вала
Приводной вал установлен на двух радиальных шариковых подшипниках в корпусе. Консольно с двух сторон вала установлены шкивы клиноременной передачи. Торец каждого шкива упирается в торец внутреннего кольца подшипника. Подшипники упираются в упорный буртик. От осевого перемещения шкивы закреплены с внешней стороны торцовыми шайбами. Шайбы крепятся к валу болтовым соединением. Наружные обоймы подшипников стягиваются торцовыми крышками. Крышки крепятся болтами непосредственно к корпусу промежуточного вала. Предварительный натяг обеспечивается сборкой. На посадочных поверхностях шкивов предусмотрено шпоночное соединение, посредством которого производится передача крутящего момента.
Корпус качается на оси, которая кронштейнами крепится к станине станка. За счет качания промежуточного вала производится натяжка ремней тихоходной ступени (клиноременная передача, соединяющая шпиндельный вал и промежуточный вал) [6].
Фиксация промежуточного вала (натяжка ремней) осуществляется двумя винтами и стопорится гайками. Компоновка приводного вала приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Компоновка вала
2.2.6 Проверка шпоночных соединений
Шпоночные соединения необходимо проверять на смятие. Условие прочности выражено следующей зависимостью:
, Мпа (34)
где: Т - момент на валу, Н?мм;
d - диаметр вала, мм;
?p = ?-b - рабочая длина шпонки, мм;
? - длина шпонки, мм;
b - ширина шпонки, мм;
h - высота шпонки, мм;
t1 - глубина паза вала, мм;
[у см] = 100 ё 120 МПа - допускаемое напряжение на смятие.
На промежуточном валу установлено две шпонки: одна под ведомым шкивом быстроходной ступени, вторая - под ведущим шкивом тихоходной ступени. Проверим шпонку, которая установлена под зубчатым колесом открытой цилиндрической передачи. Шпонка 16ґ10ґ50 ГОСТ23360-78 [5].
= 0,33 МПа < [усм]
Условие прочности выполнено. Данное сечение шпонки выбрано с большим запасом прочности
Условия прочности для шпонки, установленной на выходном валу электродвигателя соблюдаются, т.к. данные элементы привода стандартные.
2.2.7 Проверка подшипников качения
Основные критерии работоспособности подшипников качения - его динамическая и статическая грузоподъемность.
Номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов определяется согласно формуле (35):
, (35)
где: L - номинальная долговечность (ресурс) в миллионах оборотов;
С - динамическая грузоподъемность подшипника по каталогу;
Р - эквивалентная нагрузка;
р - показатель степени: для шарикоподшипников р = 3, для роликоподшипников р = 10/3.
Номинальная долговечность в часах определяется по формуле (36):
, (36)
где: Lh - номинальная долговечность в часах;
n - частота вращения вала.
Эквивалентную нагрузку определяют для подшипников каждой опоры и расчет долговечности необходимо проводить по наиболее нагруженной опоре. Эквивалентная нагрузка на каждую опору определяется как результирующая реакция, возникающая от составляющих действия сил на вал от клиноременной передачи.
Для определения эквивалентной нагрузки необходимо составить расчетную схему сил. Далее для каждой плоскости (горизонтальная и вертикальная плоскости) определить реакции в опорах. Далее найти суммарную реакцию в опорах.
На промежуточный вал действуют две составляющие: сила (Fб) от натяжения ремней быстроходной ступени клиноременной передачи и сила (Fт) от натяжения ремней тихоходной ступени клиноременной передачи.
Силы приложены к валу под различными углами. Расчетная схема вала приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Расчетная схема нагружения промежуточного вала
Для проведения расчета необходимо спроецировать и перенести силы, действующие на вал в одну плоскость (см. рисунок 5). Далее для каждой плоскости составляем расчетную схему и записываем уравнения статики, решая которые определяем реакции для каждой в каждой из опор.
Рисунок 5 - Схема распределения нагрузки на вал
Определим реакции, возникающие в опорах горизонтальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики. Расчетная схема для горизонтальной плоскости приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Расчетная схема для горизонтальной плоскости
Промежуточные расчеты приведены в курсовой работе "Расчет и проектирование привода полуавтомата"
Определим реакции, возникающие в опорах вертикальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики. Расчетная схема для определения реакций в вертикальной плоскости приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 - Расчетная схема для вертикальной плоскости
Промежуточные расчеты приведены в курсовой работе "Расчет и проектирование привода полуавтомата"
Расчет подшипников ведем по более нагружаемой опоре B согласно следующей формуле (37):
L = (С/Рэ) р, млн/об, (37)
где: L - долговечность
С - динамическая грузоподъёмность
Pэ - динамическая нагрузка
L= (43600/1657.584) 3 = 18198.389 млн/об,
Долговечность подшипников в часах
L h=, ч, (38)
где: Lh - долговечность в часах
n - частота вращения вала
L h= ч
Подшипники обеспечивают требуемую долговечность с большим запасом. Подшипники пригодны [4].
2.2.8 Проверочный расчет вала на выносливость
Коэффициент запаса прочности определяется по формуле (39):
S=, (39)
где: Sу - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
Sф - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;
[S] - допускаемый коэффициент запаса прочности [S] =2,5;
Промежуточные расчеты произведены в курсовой работе "Расчет и проектирование привода полуавтомата"
Определим коэффициент запаса вала в сечении 1-1:
прочность вала обеспечена.
Определим коэффициент запаса вала в сечении 2-2:
прочность вала обеспечена.
2.3 Разработка пневмопривода зажима заготовки
2.3.1 Расчет и выбор исполнительного пневмодвигателя (ПД)
Решение этой задачи производится на основании нагрузочных и скоростных параметров привода и кинематической схемы передаточного механизма между выходным звеном ПД с рабочим органом [7].
Данные:
движение рабочего органа поступательное
Задана наибольшая линейная скорость v Mах=0,3 м/с
Сила действующая на шток ПД в механизме подачи RП= 2 кН
Сила в механизме зажима RЗ=8 кН
Остальные параметры определяем.
Диаметр поршня определяют, исходя из заданного усилия R. Результирующая сила, преодолеваемая силами давления, равна сумме:
R=R1+R2+R3, кН, (40)
где: R1 сила вредного сопротивления, кН;
R2 сила полезного сопротивления, кН;
R3 вес подвижных частей, кН.
На основании параметров привода определяется максимальная скорость и нагрузка на выходном звене ПД. В нашем случае рабочий орган и выходные звено ПД совершает поступательное движение.
Тогда:
vдмах=vмах
v Mах=0,3 м/с
Диаметр поршня цилиндра механизма подачи (Ц2 и Ц3) определяется:
мм (41)
где: безразмерный коэффициент нагрузки, =0,75;
kТР коэффициент учитывающий трение, kТР =0,08;
pм магистральное давление, рМ =0,63 МПа =6,3кгс/см2.
Подставляя значения получим:
мм
Ближайшее большее стандартное значение DСТ=80 мм
Диаметр штока определяется по формуле (42):
, мм (42)
где: Р предел прочности материала.
мм
Примем стандартное значение dст=10 мм
Диаметр условного прохода присоединительных размеров DУ=6 мм.
Выбираем пневмоцилиндр 1212-080 Владикавказкого опытного завода пневмооборудования ГОСТ 15608-81 [7].
Определим расход во1здуха по формуле (43):
Q=0,785 (D2-d2) s pM/pa, м3/с, (43)
где: s ход поршня, s= 500 мм
pм и pa соответственно давление магистральное и давление атмосферное.
Q=0,785· ( (80·103) 2 - (10·103) 2) 0,5·0,63/0,1=0,0156 м3/с (0,935 м3/мин)
Диаметр поршня цилиндра механизма зажима (Ц1) определяется:
, мм (44)
где: безразмерный коэффициент нагрузки, =0,75;
kТР коэффициент учитывающий трение, kТР =0,08;
рМ магистральное давление, рМ =0,63 МПа =6,3кгс/см2;
Подставляя значения получим:
мм
Ближайшее большее стандартное значение DСТ=160 мм
Диаметр штока определяется по формуле (45):
, мм, (45)
где: Р предел прочности материала.
мм
Примем стандартное значение dСТ=10 мм
Диаметр условного прохода присоединительных размеров DУ=6 мм.
Выбираем пневмоцилиндр 1222-160 Владикавказкого опытного завода пневмооборудования [7].
Определим расход воздуха по формуле (46):
Q=0,785· (D2-d2) s·pM/pa, м3/с (46)
где: s ход поршня, s= 63 мм
pM и pa соответственно давление магистральное и давление атмосферное
Q=0,785· ( (160*103) 2 - (10*103) 2) 0,063·0,63/0,1=0,0079 м3/с
2.3.2 Составление принципиальной схемы привода
Составление принципиальной схемы пневмопривода начинаем от двигателя, т.е. наносим на схему ПД, а затем на его рабочих пневмолиниях регулирующие и направляющие аппараты в соответствии с циклограммой работы привода, способами регулирования скорости и управления торможением. В последнюю очередь изображаем пневмосхему питания, размещаем фильтры, предохранительные клапаны, влагопоглотители, маслораспылители и манометры.
Нужно предусмотреть разгрузку системы в положении "стоп", что достигается выбором соответствующей схемы пневмораспределителя.
Принципиальную схему ПП выполним в соответствии с ГОСТом на правила выполнения пневматических схем и условные графические обозначения их элементов [8].
Способы управления распределителями электромагнитное и от кнопки.
В качестве аппарата дроссельного регулирования скорости применяем гидродроссели.
Описание работы схемы приведено в курсовом проекте "Разработка пневмопривода зажима заготовки"
2.3.3 Выбор компрессора
Компрессор выбираем по расходу воздуха в пневмосистеме.
Максимальный расход воздуха в системе
Qmax=0,0156 м3/с (0,935 м3/мин)
Выбираем компрессорную станцию с водяным охлаждением 135 В-3/8 ГОСТ 28563-90 [8] и заносим основные параметры в таблицу 7.
Таблица 7 - Параметры компрессорной станции 135 В-3/8 ГОСТ 28563-90
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Единица изменения |
Значение показателя |
|
|
1 |
Производительность |
м3/мин |
2,7 |
|
|
2 |
Рабочее давление |
атм (МПа) |
8 (0,81) |
|
|
3 |
Мощность электродвигателя |
кВт |
28 |
|
|
4 |
Масса |
кг |
1270 |
2.3.4 Расчет и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов
Выбор пневмоаппаратуры производится из справочника литературы по величине расхода и рабочего давления в той линии, где устанавливаем аппарат, номинальные значения расхода и давления должны быть ближайшими большими к расчетным значениям.
Выбираемые аппараты должны соответствовать заданному способу монтажа, в нашем случае стыкового (или резьбового в случае отсутствия подходящих аппаратов стыкового исполнения).
ПР1
Из справочника выбираем пневмораспределитель ПБВ64-14 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики (таблица 8).
Таблица 8 - Технические характеристики пневмораспределителя ПБВ64-14
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Обозначение показателя |
Единица изменения |
Значение показателя |
|
|
1 |
Наибольший расход воздуха |
Qmax |
м3/мин |
0,9 |
|
|
2 |
Рабочее давление |
Рраб |
кгс/см2 |
2-6 |
|
|
3 |
Диаметр условного прохода |
ДУ |
мм |
15 |
|
|
4 |
Управление |
электропневматическое |
ПР2 и ПР3
Из справочника выбираем пневмораспределитель БВ64-15 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики (таблица 9).
Таблица 9 - Технические характеристики пневмораспределителя БВ64-15
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Обозначение показателя |
Единица изменения |
Значение показателя |
|
|
1 |
Наибольший расход воздуха |
Qmax |
м3/мин |
1,6 |
|
|
2 |
Рабочее давление |
Рраб |
кгс/см2 |
2-6 |
|
|
3 |
Диаметр условного прохода |
ДУ |
мм |
20 |
|
|
4 |
Управление |
электропневматическое |
РД редукционный клапан типа В57-14 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики.
Qmax = 0,8 м3/мин, ДУ=15 мм
МР Маслораспылитель типа П-МК06.10 Симферопольского ПО "Пневматика"
QНОМ = 1,25 м3/мин, РНОМ = 0,63 Мпа
ВО Фильтр влагоотделительный П-МК01.10 Симферопольского ПО "Пневматика"
ДУ=8 мм, QНОМ = 1,25 м3/мин, РНОМ = 1,0 Мпа
М Манометр по ГОСТ 240588 предел давления до 1,6 МПа.
Дроссели ДР1 и ДР2
ПГ77-12
QМАХ = 20 л/мин, РНОМ = 20 Мпа, ДУ=10 мм
Обратные клапаны ОК1 и ОК2
Г51-31
QНОМ = 16 л/мин, РНОМ = 20 Мпа, ДУ=8 мм
Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле (46):
d=, м, (46)
где Q максимальный расход воздуха в трубопроводе,
v рекомендуемая скорость воздуха в трубопроводе,
0 и соответственно плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении и давлении в трубопроводе.
Qmax=0,935 м3/мин =0,0156 м3/с
d==0,0175 м или 17,5 мм
Выбираем трубы бесшовные холодно и теплодеформированные из коррозионностойкой стали Труба 19х0,5 - 12Х18Н10Т ГОСТ9941-81
dст=dн - 2хд = 19 - 2.0,5 = 18 мм >17.5 мм
Используем соединение с развальцовкой 2-К1/2'' по ОСТ 26-17-01-83 [9]
2.3.5 Разработка конструкции блока управления
Пневмоаппаратуру компонуем в виде блока управления на специальной плите.
В нашем случае блок управления состоит из пневмораспределителя ПР1 стыкового исполнения и редукционного клапана КР1 резьбового присоединения.
Аппараты соединены на плите по схеме блока управления [10].
2.3.6 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах
Определение местных потерь давления и потерь давления в аппаратах.
Потери давления от прохода воздуха через аппараты а так же местные потери давления рассчитываются по формуле (47)
Др=51оu2г10-7, МПа (47)
где о - коэффициент местного сопротивления.
u - скорость течения воздуха в трубопроводах
г - удельный вес воздуха
Промежуточные расчёты приведены в курсовом проекте "Разработка пневмопривода зажима заготовки"
Др=51оu2г10-7=51х134х102х1,293х10-7=0,088 Па=0,088х10-6 Мпа
Определение потерь давления в трубопроводах
Потери давления по длине рассчитываются по формуле (48):
, МПа, (48)
где: в-коэффициент трения воздуха о стенки трубопроводов
Промежуточные расчёты приведены в курсовом проекте "Разработка пневмопривода зажима заготовки"
ДрУ=Др+Дрl=0,088х10-6+175,4х10-6=175,488х10-6 МПа
Отсюда находим рНтреб:
рНтреб=рм+ ДрУ., МПа, (49)
рНтреб=0,63 +0,00018=0,63018 МПа
0,63018<0,81
Условие выполняется, значит выбранный компрессор обеспечивает требуемое давление.
2.4 Разработка конструкции автооператора
2.4.1 Назначение автооператора
Данный автооператор разработан для установки на одно-шпиндельный токарный полуавтомат модели SEL 101. Основные технические характеристики занесены в таблицу 10. Модернизация данного полуавтомата сводится к замене ручной загрузки автоматической системой смены заготовки (автооператор). Модернизированный полуавтомат с установленным на нем автооператором предназначен для формировании короткой автоматической линии в токарном производстве. Данная линия предназначена для обработки штучных заготовок (бубликов). В качестве штучных заготовок используется либо нарезанные кольца из трубы или же штучные поковки (штамповки) согласно отработанному технологическому процессу.
Таблица 10 - Основные технические характеристики станка
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Единица измерений |
Значение показателя |
|
|
1 |
Модель станка |
SEL 101 |
||
|
2 |
Высота оси шпинделя от пола |
мм |
1090 |
|
|
3 |
Частота вращения шпинделя |
об/мин |
250 - 1800 |
|
|
4 |
Способ регулирования частоты вращения шпинделя |
ступенчатое, сменными шкивами клиноременной передачи |
||
|
5 |
Полное перемещение продольного суппорта |
мм |
140 |
|
|
6 |
Полное перемещение поперечного суппорта |
мм |
85 |
|
|
7 |
Рабочее перемещение продольного суппорта |
мм |
40 |
|
|
8 |
Рабочее перемещение поперечного суппорта |
мм |
15 |
|
|
9 |
Величина отскока инструмента на продольном и поперечном суппортах |
мм |
0,3 - 1,1 |
|
|
10 |
Величина рабочей подачи перемещения продольного и поперечного суппортов |
мм/ мин |
2700 |
|
|
11 |
Давление воздуха в пневмосети |
|||
|
минимальное |
МПа |
0,4 |
||
|
рабочее |
МПа |
0,5 - 0,6 |
||
|
12 |
Теоретическая сила сжатия продольного суппорта при давлении воздуха 0,5 МПа |
Н |
6200 |
|
|
13 |
Теоретическая сила сжатия поперечного суппорта при давлении воздуха 0,5 МПа |
Н |
6200 |
|
|
14 |
Теоретическое усилие, создаваемое цилиндром зажима заготовки при давлении воздуха 0,5 МПа |
Н |
1900 |
|
|
15 |
Перемещение зажимного цилиндра |
мм |
16 |
|
|
16 |
Вес станка |
кг |
1450 |
Автооператор должен обеспечить загрузку колец параметрами, согласно таблицы 11.
Таблица 11 - Параметры заготовки
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Единица измерений |
Значение показателя |
|
|
1 |
Диаметр внутреннего отверстия |
мм |
17 - 70 |
|
|
2 |
Диаметр наружной цилиндрической поверхности |
мм |
30 - 80 |
|
|
3 |
Максимальная ширина обрабатываемой детали |
мм |
40 |
2.4.2 Описание основных функций и движений автооператора
Автооператор должен включать в себя основные узлы, которые необходимы обеспечить следующие функции:
формирование небольшого накопления в цепочке входной лоток - цанговый зажим;
поштучную выдачу предварительно ориентированных колец на позицию загрузки;
перемещение заготовки и зажим ее на транспортирующей державке;
перемещение закрепленной и сориентированной заготовки в рабочую зону станка;
перемещение закрепленной заготовки в предварительно разжатый цанговый токарный патрон
удаление обработанной заготовки в отводящий лоток.
Основные движения автооператора
Исходя из описанных выше функций основные движения следующие:
перемещение колец;
перегрузка их из лотка на державку;
закрепление (фиксация) заготовки на державке;
перемещение державки из позиции загрузки в рабочую зону;
вставка заготовки в раскрытую цангу;
перемещение державки в исходное положение (позицию загрузки).
2.4.3 Описание конструкции автооператора
Рассмотрим конструкцию лотковой системы автооператора. Ее основные функции следующие:
Формирование предварительного (первичного) задела заготовок;
Предварительная ориентация заготовок;
Разделение и поштучная выдача заготовок в позицию загрузки.
Лотковая система включает в себя следующие основные узлы:
Лоток загрузки;
Ориентирующее устройство;
Отсекатель.
Конструкция лотка загрузки спроектирована таким образом, чтобы была возможность быстрой переналадки с типа на тип колец, параметры которых входят в диапазон обрабатываемых колец.
Конструкция лотка приведена на рисунке 8 лоток загрузки состоит из двух стенок (поз.1 и поз.2). Стенка (поз.2) является несущей. На стенках лотка с внутренней стороны болтами прикреплены накладки (поз.3). Две стенки между собой соединены шпилькой (поз.4) и гайками (поз.5). Таким образом, конструкция лотковой системы позволяет настроить на любую ширину кольца, входящего в диапазон обрабатываемых колец. Варианты настройки ширины лотковой системы приведены на рисунке 9. Накладки (поз.3) служат своего рода опорными поверхностями, по которым заготовки катятся. Лотковая система расположена под углом примерно от десяти до пятнадцати градусов к поверхности установки станка. Данный угол позволяет перемещаться (свободное качение) заготовкам к позиции загрузки.
Рисунок 8 - Конструкция лотковой системы и варианты настройки лотковой системы
Рисунок 9 - Настройка ширины лотковой системы
В конструкции лотковой системы приняты обозначения деталей следующими позициями:
Поз.1 - стенка лотка;
Поз.2 - несущая стенка лотка;
Поз.3 - накладка;
Поз.4 - шпилька;
Поз.5 - гайка;
Поз.6 - рычаг нижний;
Поз.7 - рычаг верхний;
Поз.8 - винт упорный нижнего рычага;
Поз.9 - кронштейн упорных винтов;
Поз.10 - винт упорный верхнего рычага;
Поз.11 - пружина;
Поз.12 - шторка передняя;
Поз.13 - шторка задняя;
Поз.14 - отсекатель.
К несущей стенке (поз.2) закреплены два подвижных рычага (поз.6 и поз.7). Плоскость дух рычагов перекрещиваются и образуют тем самым регулируемую призму. Данная призма позволяет совместить центр заготовки с осью цилиндра загрузки, находящегося в позиции загрузки. Нижний рычаг опирается на упорный винт (поз.8), в зависимости от длины которого производится поднастройка положения заготовки относительно центра позиции загрузки. Винт стопорится гайкой. Верхний рычаг (поз.7) плоскостью опирается на упорный винт (поз.10), в зависимости от длины которого производится поднастройка положения заготовки относительно центра позиции загрузки. Винт стопорится гайкой. Верхний рычаг прижимается в процессе поднастройки к упорному винту пружиной (поз.11).
В лотковой системе имеются две детали, которые относятся к сменным и конструкция (некоторые размеры и параметры) индивидуальна для каждой заготовки:
Подобные документы
Разработка гидропривода автоматического устройства для загрузки-выгрузки колец подшипников на кольцераскатный автомат. Проект компоновки расположения основных узлов, входящих в узел раскатки, таких как раскатник, опорный ролик, промежуточная опора.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 20.03.2017Назначение и краткая характеристика станка базовой модели. Основные недостатки конструкции. Описание основных узлов и датчиков линейных перемещений. Расчет модернизации привода главного движения, коробки скоростей и привода вращения осевого инструмента.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 20.01.2013Методы и современное оборудование, необходимое для холодной раскатки колец подшипников. Создание специальных раскатных машин. Состав и компоновка станка-автомата. Расчёт гидропривода подач и выбор гидроаппаратуры. Алгоритм обработки колец подшипников.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 27.10.2017Разработка черновых переходов при токарной обработке основных поверхностей. Описание и анализ конструкции станка 1П756ДФ3. Технологические характеристики и кинематическая схема станка. Настройка станка на выполнение операций, расчёт режимов резания.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 04.05.2012Оборудование для холодной раскатки колец подшипников. Состав и компоновка станка - автомата 1Б290-6. Расчёт и выбор гидроаппаратуры. Динамический расчёт гидропривода подач. Технологическое нормирование времени. Разработка управляющей программы для станка.
дипломная работа [835,1 K], добавлен 12.08.2017Технологичность конструкции детали. Определение припусков на механическую обработку и размеров заготовки. Назначение и область применения, технологические возможности полуавтомата. Описание конструкции станка. Художественное конструирование и эргономика.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.06.2010Виды шлифования. Шлифовальное оборудование. Круглошлифовальные, бесцентрошлифовальные станки. Проектирование сборочного цеха. Конструирование устройства для шлифования колец подшипников. Определение напряженно-деформированного состояния детали "Клин".
дипломная работа [3,4 M], добавлен 27.10.2017Обзор способов регулирования скорости и конструкций насосов для гидроприводов главного движения металлорежущих станков. Разработка конструкции насоса, гидропривода главного движения токарного станка. Выбор маршрута обработки детали, режущего инструмента.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 27.10.2017Анализ технологичности конструкции втулки и технологии её изготовления. Характеристика основных узлов токарного станка и оснастки для обработки детали. Расчет режимов резания. Установка и закрепление детали в приспособлении. Наладка режущего инструмента.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 20.11.2015Описание конструкции станка 1720ПФ30 и ее назначение, технические характеристики, и кинематическая схема. Выбор основных геометрических параметров коробки скоростей. Расчет режимов резания и определение передаточных чисел. Расчет шпиндельного узла.
курсовая работа [360,7 K], добавлен 13.06.2015