Таблица 3.1 - Расчет возможныхпотерь давления соблюдениево всех гидроаппаратах

Наименование предел и модель обычно гидроаппарата		А МПас/м3	В МПас2/м3	Этап изготовленцикла	Qmaxм3/C
1	2	3	4	5	6	7
Фильтр 1ФГМ16-10	0	153.7	591715	подъем	0,00009	0,185
Обратный гидроклапан МКОВ1 6/3Ф	0,05	235,7	444996,2	подъем	0,00009	0,073
Дросселирующий гидрораспределитель Г61-41	0	119,04	113378,7	подъем	0,00008	0,011
Теплообменник Г44-23	0	153,8	591716	спуск	0,00004	0,015

Потери диаметрдавления в напорной потерилинии ,МПа,

Потери давления основаниив сливной линии , МПа,

Местные потери давления определяются по формуле (3.12).

где - коэффициент местного сопротивления;

n_М - число местных сопротивлений;

f_стj - площадь внутреннего сечения трубопровода перед j - тым сечением.

Расчет местных потерь произведем на участке 3-4 для одного из местных сопротивлений:

диаметр трубопровода - 0,016, м;

максимальный расход жидкости Q_max = 0,00067, м³/с;

коэффициент местного сопротивления = 0,3, [1];

количество местных сопротивлений n = 1.

Таким образом, общие местные потери составят:

Быстрый подвод БП:

- Напорная линия Р_М = 0,0109, МПа;

- Сливная линия Р_М = 0,0569, МПа.

Определяем заготовкапотери давления в штамповки трубопроводах.

Потери давления снятипо длине.

справочникЧисло Рейнольдса (Rе) рассчитывается по формуле (3.13).

где R_ei - критерии учебное Рейнольдса для i-го отвод участка трубопровода;

Q_i - расход коэффициент жидкости i-го участка допустимое трубопровода;

d_i - внутренний двигатель диаметр i-го участка плотность трубопровода;

х - кинематическая вала вязкость масла.

Потери нашедавления р_i, на измерения вязкое расход трение определяются по формуле (3.14).

где к - коэффициент подача гидравлического трения косиловой на i-м участке:

при челаминарном режиме угловая к = 0,62;

причрезвычайной турбулентном режиме подрек = 7,8

L_i - длина участка критериитрубопровода на i-м диамеучастке;

Q_i - расход степенной жидкости i-го участка валковой трубопровода;

d_i - внутренний длине диаметр i-го участка.

Расчет исполнениепроизводим для посадкиподъёма.

Участок 3-4:

Режим нормалитечения ламинарный.

Для основноеостальных участков обуви трубопровода расчет линейная производим аналогично. Результаты примемрасчетов сводим щев таблицу 3.2 и 3.3.

Таблица 3.2 - Потери размерыдавления по длине

Этап цикла	Линия	Qmax,м3/с	Учас- ток	dст, zmax м	fст,м2	U, м/с	Rei	Li,м	ДPi, МПа	ДPl, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Подъ?м вибро аварийное ж?лоба	ВС	810-5	3-4	0,01	7,8510-5	1,25	374	0,5	0,055	0,132
	Н	810-5	9-10	0,006	2,810-5	3,5	624	0,7	0,077
	С	410-5	5-6;7-8	0,006	510-5	0,9	169	6	0,03	0,03

Потери давления наибольшийна длине напорного станоктрубопровода; ,МПа;

Потери давления стационарныена длине сливного центртрубопровода; , МПа.

Таблица 3.3 - Суммарные заданные потери давления

Линия	Этап отвод цикла	PГА,МПа	Pl,МПа	РМПА	PУ,МПа
1	2	3	4	5	6
Н	П	0,454	0,132	0,0109	0,586
С	П	0,015	0,03	0,0569	0,045

Пооторая полученным даннымлокнистой уточняем расчет насоснойявим установки по давлению, формула (3.15).

Насосная конвейераустановка соответствует учитывающийзаданной схеме.

3.3 Проектирование привода ленточного конвейера

3.3.1 Разработка и описание кинематической схемы привода

исходные данные:

- тяговое усилие ленты: F_т = 30,4, кН;

- скорость движения: v=2, м/с;

- диаметр приводного барабана D = 1040, мм;

- базовая долговечность привода L_h = 10100, час;

- угол наклона конвейера б=14°.

Кинематическая схема привода показана на рисунке 3.6

Рисунок 3.6 - Кинематическая схема:

1-Вал электродвигателя; 2-Входной вал редуктора; 3-Выходной вал редуктора; 4-Приводной вал конвейера



3.3.2 Энергокинематический расчет привода

Требуемая мощность на приводном валу конвейера расчитывается по формуле (3.16).

где v - скорость движения ленты,

F_т - тяговое усилие ленты.

Р_пр= 2 • 30,5 = 61, кВт,

Определение КПД привода по формуле (3.17).

, (3.17)

где з_ЗП = 0,97

з_М = 0,98

з_ПК=0,995 [1, табл. 2.2, стр 40, 41]

Определение мощности электродвигателя по формуле (3.18).

(3.18)

Номинальная мощность электродвигателя Р_НОМ =75, кВт.

Определение частоты вращения приводного вала осуществляется по формуле (3.19).



(3.19)

где D - диаметр приводного барабана.

Определить передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности. Типы двигателей указаны в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Тип электродвигателя

Тип двигателя	Номинальная мощность , кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Частота вращения приводного вала рабочей машины, об/мин	Передаточное число привода
1	2	3	4	5
4А250S2У3	75	2960	37	80
4А250S4У3	75	1480	37	40
4А280S6У3	75	985	37	26.6
4А280М8У3	75	735	37	19.8

Выбираем двигатель 4А250S4У3 номинальной мощности Р_НОМ = 75 кВт, номинальная частота вращения N_НОМ= 1480 об/мин.

Передаточное число привода 40

Мощность электродвигателя, кВт: Р₁ = 75, кВт,

Мощность на входном валу редуктора определяется по формуле (3.20).

Мощность на выходном валу редуктора определяется по формуле (3.21)

, кВт, (3.21)

Мощность на приводном валу определяется по формуле (3.22).

, кВт, (3.22)

Частота вращения электродвигателя, об/мин:

n₁=1480, об/мин;

Частота вращения входного вала редуктора, об/мин:

Частота вращения выходного вала редуктора, об/мин:

Частота вращения приводного вала, об/мин:

Угловая скорость электродвигателя определяется по формуле (3.23).

, с^-1 , (3.23)

Угловая скорость входного вала редуктора, с^-1:

Угловая скорость выходного вала, с^-1:

Угловая скорость приводного вала, с^-1:

Вращающий момент на выходном валу электродвигателя определяется по формуле (3.24).

(3.24)

Вращающий момент на входном валу редуктора определяется по формуле (3.25).

(3.25)

Вращающий момент на выходном валу редуктора определяется по формуле (3.26).

, Нм, (3.26)



Вращающий момент на приводном валу определяется по формуле (3.27).

, Нм, (3.27)

3.3.3 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала исполнительной машины 1-я ступень под полумуфту:

Диаметр ступени определяется по формуле (3.27).

, мм, (3.27)

где

Принимаем d₁=165 мм, [1, табл. 13, 15, стр. 313]

Длина ступени определяется по формуле (3.28).

(3.28)

2-я ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник определяется по формуле (3.29).

, мм, (3.29)

, мм,

Принимаем d₂=170 мм

, мм,

3-я ступень под барабан:

Принимаем , мм,

, мм,

, мм,

Длина третьей ступени определяется конструктивно.

Приводной вал исполнительной машины имеет следующий вид, показанный на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Эскиз приводного вала исполнительной машины

3.3.4 Уточненный расчет приводного вала

Расчет усилия от муфты, установленной на тихоходном валу редуктора по формуле (3.30).

(3.30)

Тяговое усилие ленты:

В виду наклона ленты на 14° к горизонту раскладывается F_т на горизонтальную F_т^' и вертикальную F_т^'' и рассчитывается по формуле (3.31).

F_т^' = F_т •cos 14°, Н, (3.31)

F_т^' = 30500 • 0.97 = 29585, H,

F_т^'' = F_т• sin 14°, Н,

F_т^'' =30500 • 0,242 = 7380, H.

Определение опорных реакций и построение эпюр.

На рисунке 3.8 показаны эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Рисунок 3.8 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов

Вертикальная плоскость



Эпюра:

М_изг: М_А=М_В=0;

М_С=36900,78=2878, Нм,

Горизонтальная плоскость

,

Эпюра:

М_изг: М_в=0; М_Д=0;

Суммарные опорные реакции определяются по формуле (3.32) и (3.33).

, Н, (3.32)

(3.33)

Определение запаса прочности

1) Опасное сечение под опорой А, имеющей d=170 мм, М_изг=7456, Н•м;

М_кр=16970, Н•м;

Амплитуда нормальных напряжений определяется по формуле (3.34).

(3.34)

Амплитуда цикла касательных напряжений определяется по формуле (3.35).

, МПа, (3.35)

Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений определяется по формуле (3.36) и (3.37).

(3.36)

, (3.37)

где K_У =1,1 - коэффициент поверхностного упрочнения, [1, стр. 259]

K=1,7; K_ф=1.45; - эффективный коэффициент концентрации напряжений

К_d=0,71 - коэффициент влияния абсолютных размеров;

К_F=1 - коэффициент влияния шероховатости поверхности.

Пределы выносливости в расчетном сечении, МПа;

Коэффициент запаса прочности:

Общий коэффициент запаса прочности:

Условие прочности выполняется.

Запас прочности по сечению.

Принимаем М = М_max = 15272 Нм,

М_кр= 16970 Нм;

d = 180 мм;

Амплитуда нормальных напряжений:

Амплитуда цикла касательных напряжений:

Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности:

Общий коэффициент запаса прочности:

Условие прочности выполняется.

3.3.5 Проверка долговечности подшипников

Проверка на долговечность подшипников по наиболее нагруженной опоре В (R_в=19920Н). Определяется по формуле (3.38).

,Н, (3.38)

где - радиальная нагрузка, действующая на подшипник;

V - коэффициент вращения;

V=1 - для радиально-сферических подшипников;

X - коэффициент радиальной нагрузки(X=1);

Y - коэффициент осевой нагрузки;

- динамический коэффициент, (=1,2);

- коэффициент, температуры (=1,05).

кН,

Определяем ресурс подшипника № 111534 ГОСТ 28428-90 по формуле (3.39).

,час, (3.39)

где n - частота вращения, мин^-1;

С - динамическая грузоподъемность, Н;

Р - эквивалентная нагрузка, Н;

P - степенной показатель (p = 3).

час,

После определения расчетной долговечности подшипника, ее сравнивают с рекомендуемым значением долговечности подшипников. Подшипник пригоден к эксплуатации, если выполняется условие уравнения (3.40).

, час. (3.40)

где - рекомендуемое значение долговечности подшипника.

,

Условие выполняется

Для проектируемого привода приводного вала ленточного конвейера выбираем подшипник № 111534 ГОСТ 28428 - 90 с внутренним диаметром d=170 мм, наружным D=310 мм, шириной колец В=80 мм.

3.3.6 Подбор муфт

Муфты выбираем по диаметру валов и расчетному момент.

Муфта между электродвигателем и редуктором по формуле (3.41).

, (3.41)

где К_р - коэффициент режима нагрузки,

, Н•м,

Выбираем муфту МУВП-8 710-50-I. ГОСТ 21424-93,

Т_ном=710 Н•м> 605 Н•м;

Муфта между редуктором и приводным валом конвейера.

Т_р2=1,25•17580=21975, Н•м,

Выбираем муфту 2500-165-1 ГОСТ 21424-93,

Т_ном=25000 Н•м> 21975, Н•м.

3.3.7 Подбор шпонок и проверка на прочность

Для соединения приводного вала с барабаном по Ш 185 используем призматическую шпонку 45х25х100 ГОСТ 23360-78 [1, табл. 8, стр. 725]

Проверка на смятие по формуле (3.42).

(3.42)

Проверка на срез по формуле (3.43).

где Т - вращающий момент на валу;

l - длинна шпонки;

d - диаметр вала;

b - ширина шпонки;

Р - выступ шпонки от шпоночного паза.

Условия прочности выполнены.

Для соединения приводного вала с валом на выходе редуктора используем призматическую шпонку 32х25х110 ГОСТ 23360-78

Проверка на смятие:

Проверка на срез:

Условия прочности выполнены.

Для соединения с валом на входе редуктора и выходным валом электродвигателя используем призматическую шпонку 25х20х60 ГОСТ 23360-78

Проверка на смятие:

Проверка на срез:

Условия прочности выполнены.

Общий вид конструкции показан (чертеж 5-6 приложение 1).

3.4 Проектирование токарного резца со сменными металлорежущими пластинками

Резец - режущий инструмент, для обработки деталей различных форм, размеров, материалов и точности. Является основным инструментом, применяемым при токарных работах.

В качестве материала для корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с = 650 МПа и допустимым напряжением на изгиб = 210 МПа. Сечение державки резца прямоугольное.

Материал для твердосплавной режущей пластинки берем ВК6

Определяем главную составляющую силы резания, по формуле (3.44).

где - постоянный коэффициент;

t - глубина резания, мм;

- подача, мм/об;

- суммарный поправочный коэффициент.

, определяется по формуле (3.45):

Определяем размер квадратного сечения державки резца

При условии, что h = b, ширина прямоугольного сечения корпуса резца

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса резца b = 20 мм.

Высота корпуса резца:

,

Принимаем h = 20мм.

Определяем прочность и жесткость корпуса резца

Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца определяется по формуле (3.46).

где f = 0,1 мм - допускаемая стрела прогиба резца при черновом точении;

Е = 2 МПа - модуль упругости материала корпуса;

L = 60 мм - вылет резца;

J - момент инерции прямоугольного сечения корпуса резца.

Проверка прочности и жесткости:

,

4444 2582 37036

Резец обладает достаточной прочностью и жесткостью.

Конструктивные размеры резца выбираем по ГОСТ 18871-73: общая длина резца L = 140 мм; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 8 мм, пластина P6M5, форма №4305 по ГОСТ 2379-77.

На рисунке 3.9 показан общий вид конструкции резца.



Рисунок 3.9 - Эскиз резца



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения ВКР разработан технологический процесс корпусной детали, а также спроектирован автоматизированный участок ГПС для их изготовления.

В состав участка входит роботизированный складской комплекс, напольный промышленный робот с захватом заготовок, ленточный конвейер металлорежущие станки, токарно-фрезерный комплекс Biglia 658 и фрезерный 4-х координатный обрабатывающий центр Matsura H.Plus300.

Разработан технологический маршрут обработки. Подобран режущий инструмент, приспособления и измерительный инструмент для каждой операции.

В конструкторской части был спроектирован захватной механизм промышленного робота, предназначенный для захвата заготовок, и модернизирован его следящий гидропривод. Проведены расчеты по проектированию привода ленточного конвейера. Спроектирован проходной токарный резец со сменными металлорежущими пластинками из твердого сплава.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Методические рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ, курсовых проектов/работ для студентов очной, очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения / ост. А.Н. Тритенко, О.В. Сафонова. - Вологда: ВоГУ,2016. - 123с.

2. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 Т. /В.И. Анурьев. - М.: Машиностроение, 2001. - Т.1. - 728 с.; Т. 2 - 559 с.; Т. 3 - 615с.

3. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - Москва: Высшая школа, 1984. - 189с.

4. Андросов, А.А. Основы конструирования машин / А. А. Андросов, В. В. Спиченков, Ю. Е. Андрющенко. - Ростов: Издательский центр ДГТУ, 2002. - 78с.

5. Вайсон, А.А. Подъемно-транспортные машины: учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины, строительные, дорожные машины и оборудование» / А.А. Вайсон. - М: «Машиностроение», 1989. - 536с.

6. Семенченко, Д.И. Методические указания по назначению режимов резания сталей инструментального производства / Семенченко Д.И. - МГТУ "МАМИ", кафедра АССИ, 2003. - 207с.

7. Нефедов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию и режущим машинам./ Н.А. Нефедов, К.А.Осипов - М.:Машиностроение, 1999. - 286с.

8. Добрыднев, И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учеб.пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием»/ И.С. Добрыднев. - М.: Машиностроение, 1985. - 184с.

9. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущий инструмент / Аршинов В.А., Алексеев Т.А. М.: «Машиностроение», 1975. - 456с.

10. Ординарцев, И.А. Справочник инструментальщика / Ординарцев И.А., Филиппов Г.В., Шевченко А.Н. и др. Л., «Машиностроение. Ленинградское отделение», 1987. - 846с.

11. Гудилин, Н.С. Гидравлика и гидропривод: учебник для вузов/Н.С. Гудилин, С.Т. Хасанов. - М.: Наука. 1982. - 503с.

12. Колпаков, В. Н. Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования. Методические указания к выполнению курсовой работы/ В.Н. Колпаков. - Вологда: ВоГТУ. - 1999. - 89с.

13. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы. Справочник/ В.К. Свешников.- М.: Машиностроение, 1995. - 225 с.

14. ГОСТ 16491--80. Протяжки шпоночные. Технические условия: утв. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.05.80 № 2237. - Взамен ГОСТ 16491-70; введ. 01.01.81. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1980. - 6с.

15. Конюх, В. Л. Основы робототехники : учеб. пособие для вузов / Конюх В. Л. - Ростов-на-Дону : Феникс , 2008 . - 282 с.

Размещено на Allbest.ru