Модернизация привода механизма натяжения стальной полосы агрегата продольной резки
Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса. Расчёт гидропривода перемещения верхнего ролика установки натяжения. Проектирование спирального сверла, предназначенного для операции, производимой в ходе изготовления сквозной крышки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.03.2018 |
Размер файла | 707,9 K |
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, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВКР
1.1 Оборудование
1.2 Недостатки оборудования
1.3 Цель дипломного проекта
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Описание работы агрегата
2.2 Расчёт и проектирование привода ролика
2.2.1 Расчёт привода
2.2.2 Выбор узлов привода
2.2.3 Проектирование и расчёт нестандартных зубчатых передач
2.2.4 Расчёт и конструирование приводного вала
2.2.5 Выбор подшипников качения
2.2.6 Уточнённый расчёт вала приводного
2.2.7 Выбор муфт
2.3 Расчёт и проектирование гидропривода перемещения верхнего ролика
2.3.1 Определение параметров ГД
2.3.2 Составление принципиальной схемы привода
2.3.3 Выбор насосной установки
2.3.4 Расчет трубопроводов и выбор гидроаппаратуры
2.3.5 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах
2.3.6 Проверка насосной установки
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса
3.1.1 Характеристика детали
3.1.2 Конструкция и предназначение зубчатого колеса
3.1.3 Технологичность детали
3.1.4 Способ изготовления заготовки
3.1.5 Заготовка из проката
3.1.6 Штамповка
3.1.7 Выбор заготовки
3.1.8 Припуски и допуски промежуточных операций
3.1.9 Определяем предварительное время операций
3.1.10 Определение типа производства
3.1.11 Оборудование
3.1.12 Приспособления
3.1.13 Режимы резания
3.1.14 Временное нормирование операции
3.1.15 Составление управляющих программ для ЧПУ
3.2 Расчёт и проектирование спирального сверла
3.2.1 Определение режима резания
3.2.2 Расчёт хвостовой части сверла
3.2.3 Параметры сверла
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Производство чёрных металлов - это одна из важнейших отраслей хозяйственного комплекса, которая служит фундаментом для развития многих отраслей промышленности и в первую очередь машиностроения.
Одним из крупнейших предприятий черной металлургии в России является ПАО «Северсталь».
Основным производством, которое включает в себя ПАО «Северсталь» является Череповецкий металлургический комбинат.
Череповецкий металлургический комбинат - крупнейший стальной актив дивизиона - основан в 1955 году. Значительный объём производимой на Череповецком металлургическом комбинате стали предназначен в дальнейшем для производства сортамента и листового проката.
Череповецкий металлургический комбинат - один из крупнейших российских производителей холоднокатаного конструкционного проката и проката с покрытием, который имеет широкое применение в производстве сельскохозяйственной техники, товаров народного потребления, бытовой техники, промышленной упаковки, электротехнической продукции, а также автомобилестроении.
В состав ПХЛ входят:
- цех травления;
- цех прокатки и отжига;
- цех отделки металла;
- цех покрытий металла №1, 2.
1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи ВКР
1.1 Оборудование
Заключительными этапами производства холоднокатаного листа является обрезание кромок, формирование листов обладающих необходимыми товарными размерами, упаковка. В ПХЛ ПАО «Северсталь» данные операции производятся в цехе отделки металла (ЦОМ). Данные операции выполняются благодаря тому, что цех оснащён агрегатами поперечной и продольной резки стального листа (АПР).
1.2 Недостатки оборудования
В ходе длительной эксплуатации агрегатов продольной резки (АПР), были выявлены конструктивные недоработки установки предварительного натяжения стальной полосы, следующего содержания:
Возникновение трещин и разрывов рамы установки предварительного натяжения в районе узла крепления верхнего ролика. Повышенный нагрев подшипников качения, а также выкрашивание зубьев ведомой шестерни в закрытой зубчатой передаче привода верхнего ролика.
1.3 Цель дипломного проекта
Модернизировать установку предварительного натяжения АПР путём решения следующих задач:
- проектирование и расчет привода верхнего ролика;
- проектирование и расчёт гидравлического привода перемещения верхнего ролика;
- проектирование технологического процесса изготовления деталей.
2. конструкторская часть
2.1 Описание работы агрегата
Натяжное устройство состоит из стальной рамы, в которой шарнирным способом установлены верхний и нижний ролики. С помощью гидропривода ролики перемещаются в положение позволяющее произвести заправку стальной полосы в зев барабана моталки. После завершения заправки ролики переводят в рабочее положение, в котором они обеспечиваю необходимое натяжение стальной полосы.
На рисунке 2.1 показана установка предварительного натяжения.
Рисунок 2.1 - Установка предварительного натяжения:
1- станина; 2- верхний ролик;3 - нижний ролик; 4 - гидравлический привод верх; 5 - гидравлический привод низ; 6 - редуктор; 7 - тормоз; 8 - электродвигатель; 9 - тахогенератор
2.2 Расчёт и проектирование привода ролика
Привод верхнего ролика натяжения состоит из тахогенератора ТП212-0,2-0,5-ЙМ1082-УХЛ/200В/ 1000об/мин /ГОСТ 24875-88 , соединённого муфтой с электродвигателем, данный электродвигатель вращает входной вал редуктора. С помощью промежуточного вала редуктор соединён с закрытой зубчатой передачей установленной на шарнирной раме. Данная зубчатая передача вращает ролик, при этом вращающий момент остается неизменным.
На рисунке 2.2 представлена схема привода ролика.
Рисунок 2.2 - схема привода: 1 - тахогенератор; 2 - электродвигатель; 3 - тормоз; 4 - редуктор; 5 - промежуточный вал; 6 - закрытая зубчатая передача; 7 - ролик
2.2.1 Расчёт привода
Расчет требуемой мощности привода произведем приближенным методом по методике представленной в [33].
По формуле 2.1 находим мощность электродвигателя :
(2.1)
где Рдв - требуемая мощность 65 кВт;
Ррм - мощность быстроходного вала, кВт;
- КПД .
По формуле 2.2 находим КПД:
(2.2)
где - КПД з.п.;
- КПД муфты;
- КПД п.к.
Кв
Рном ? Рдв
Выбираем электродвигатель постоянного тока 5АМ280S6 ГОСТ Р 51689-2000 (380В, 75кВт, 1000об/мин), крепление на лапах, в комплекте с полумуфтой для монтажа тахогенератора.
75 > 69,8 - соответствует условию
Габаритные и присоединительные размеры трехфазных электродвигателей 5АМ280S6 указаны в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Габаритные и присоединительные размеры трехфазных электродвигателей 5АМ280S6
L |
LC |
AD |
HD |
P |
AC |
E |
EA |
B |
BB |
T |
LA |
C |
R |
F |
FA |
A |
|
1110 |
1260 |
240 |
660 |
660 |
620 |
170 |
140 |
368 |
510 |
6 |
22 |
190 |
22 |
18 |
457 |
||
-- |
|||||||||||||||||
AВ |
AA |
H |
GD |
GF |
GA |
GC |
HA |
HC |
D |
DA |
K |
M |
S |
N |
45? |
22,5? |
|
560 |
120 |
280 |
14 |
11 |
85 |
69 |
30 |
545 |
80 |
65 |
24 |
600 |
24 |
550 |
-- |
22,5? |
|
Рисунок 2.2 - Габаритные и присоединительные размеры трехфазных электродвигателей 5АМ280S6
По формуле 2.3 определяем число оборотов:
(2.3)
N1 = 48,356·30 / 3,14 = 462 об/мин
Передаточное число привода по формуле 2.4
(2.4)
где Nном - ном. частота вращения электродвигателя, об/мин.
N1 - частота вращения выходного вала, об/мин.
В дальнейшем осуществляем определение кинематических и силовых параметров привода.
Мощность электродвигателя:
Рном=75кВТ.
Мощность б/х вала редуктора находим по формуле 2.5:
Р1=Рном·, кВт, (2.5)
Р1=75·0,93=69.75, кВт
Мощность т/х вала редуктора находим по формуле 2.6:
Р2=Р1·зз.п , кВт, (2.6)
Р2=69,75·0,96=67, кВт,
Частота вращения эл.двигателя:
Nном= 1000об/мин.
Частота вращения б/х вала редуктора:
N1=Nном
Частота вращения т/х вала редуктора:
N2=500, об/мин
Определяем по формуле 2.7 угловую скорость эл.двигателя:
щном = р·Nном : 30, рад/с (2.7)
щном = 3,14·1000:30 = 104,6 рад/с
Угловая скорость б/х вала редуктора:
Угловая скорость т/х вала редуктора по формуле 2.8:
(2.8)
Вращающий момент электродвигателя по формуле 2.9:
(2.9)
Вращающий момент б/х вала редуктора по формуле 2.10:
(2.10)
Вращающий момент т/х вала редуктора по формуле 2.11:
(2.11)
Т2=717·2·0,96=1125 Н·м,
2.2.2 Выбор узлов привода
1.Редуктор
Выбираем из справочника [20] 1ЦУ-200 ГОСТ Р 50891-96 межосевое расстояние 200 мм, передаточное число 2, допускаемый крутящий момент на тихоходном валу 2500 Нм.
В таблице 2.2 указаны габаритные и присоединительные размеры редуктора 1ЦУ-200 ГОСТ Р 50891-96.
Таблица 2.2 - Габаритные и присоединительные размеры редуктора 1ЦУ-200 ГОСТ Р 50891-96
Aw |
A |
A1 |
B |
B1 |
H |
H1 |
h |
L |
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
L5 |
d |
|
200 |
437 |
136 |
212 |
200 |
425 |
212 |
36 |
580 |
500 |
165 |
236 |
230 |
265 |
24 |
Рисунок 2.3 - Габаритные и присоединительные размеры редуктора 1ЦУ-200 ГОСТ Р 50891-96
Проверяем выбранный редуктор по формуле 2.12:
(2.12)
где uр.т. - необходимое передаточное число;
uр - фактическое передаточное число.
Выбранное передаточное число редуктора - соответствует условию.
Находим фактическое число оборотов барабанов по формуле 2.13
(2.13)
где nд - число оборотов двигателя, об/мин ;
2.Тормоз
Определяем тормозной момент по формуле 2.14[33]:
(2.14)
где Kт = 2 - коэффициента запаса торможения;
Q - нагрузка на ролик Q=3000, кг;
rб - радиус барабана, м;
змех - КПД всех механизмов.
Выбираем тормоз ТКГ-300 ГОСТ 16514-96, с максимальным тормозным моментом 800 Н·м [16].
Габаритные и присоединительные размеры тормоза ТКГ-300 указаны в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Габаритные и присоединительные размеры тормоза ТКГ-300
L |
H |
h |
A |
A1 |
a |
a1 |
B |
b |
b1 |
b2 |
D |
d |
h1 |
|
780 |
585 |
240 |
500±0,8 |
275 |
150±0,8 |
80±0,8 |
230 |
130 |
140 |
120 |
300 |
22 |
12 |
|
Рисунок 2.3 - Габаритные и присоединительные размеры тормоза ТКГ-300
2.2.3 Проектирование и расчёт нестандартных зубчатых передач
Выбор материала для изготовления зубчатых колёс.
1. Выбираем сталь для приводной шестерни:
- Сталь 45;
- термообработка - улучшение;
- твёрдость, 269…302 НВ1.
По формуле 2.15 определяем допускаемое напряжение НО1, Н/ммІ:
, Н/ммІ (2.15)
Н/ммІ
По формуле 2.16 определяем допускаемое напряжение fo1 , Н/ммІ:
, Н/ммІ (2.16)
Н/ммІ
2. Выбираем материал для промежуточной шестерни [19]:
- Сталь 45;
- термообработка - улучшение;
- твёрдость, 235…262 НВ2.
По формуле 2.17 определяем допускаемое напряжение НО2 , Н/ммІ:
Н/ммІ (2.17)
Н/ммІ
По формуле 2.18 определяем допускаемое напряжение fo2 , Н/ммІ:
, Н/ммІ (2.18)
Н/ммІ
3. Выбираем сталь для шестерни ролика [19]:
- Сталь 40;
- термообработка - улучшение;
- твёрдость, 192…228 НВ3;
По формуле 2.19 определяем допускаемое напряжение НО3 , Н/ммІ:
, Н/ммІ (2.19)
Н/ммІ
По формуле 2.20 определяем допускаемое напряжение fo3 , Н/ммІ:
, Н/ммІ (2.20)
, Н/ммІ
Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев шестерёнок [33].
По формуле 2.21 определяем число циклов перемены напряжений N1 млн циклов:
N1 = 573 ·48,356 · 43800·10-6=1108 млн.цикл.
Определение коэффициента долговечности для зубьев KHL1 по формуле 2.22:
(2.22)
Определение допускаемого контактного напряжения []H1 для зубьев приводной шестерни по формуле 2.23,:
(2.23)
Допускаемое контактное напряжение []H2 для зубьев пром. шестерни, по формуле 2.24:
(2.24)
Определение допускаемого контактного напряжения []H3 для зубьев шестерни ролика по формуле 2.25, :
(2.25)
Необходимое условие:
400<449<530
Условие выполняется.
Определяем по формуле 2.26 допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни:
(2.26)
Определение допускаемого напряжения изгиба для зубьев приводной шестерни по формуле 2.27,:
(2.27)
Определяем по формуле 2.28 допускаемые напряжения изгиба для зубьев промежуточной шестерни, :
(2.28)
Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни ролика по формуле 2.29,:
(2.29)
Необходимое условие:
130<148<179
Условие выполняется.
Расчёт закрытой нестандартной зубчатой передачи.
По формуле 2.30 определяем межосевое расстояние:
где - вращающий момент вала редуктора;
= 49,5;
- коэффициент ширины венца шестерни (0,28…0,36);
= 1.
Определение модуля зацепления по формуле 2.31:
(2.31)
где - вспом. коэффициент
- делительный диаметр колеса, мм.
- ширина венца
мм
m=5мм.
Определяем делительный диаметр по формуле 2.32, мм:
Определяем ширину венца шестерни по формуле 2.33, мм:
мм.
Определяем суммарное число зубьев шестерни по формуле 2.34:
(2.34)
Определяем фактические геометрические размеры зубчатого колеса.
Делительный диаметр по формуле 2.35, мм:
d=m·z1,мм (2.35)
d=5·52=260мм. Диаметр по вершинам зубьев, по формуле 2.36,мм:
(2.36)
Диаметр по впадинам зубьев по формуле 2.37, мм:
(2.37)
Ширина зубчатого венца по формуле 2.38, мм:
(2.38)
Определяем окружную силу Ft на шестерне по формуле 2.39:
(2.39)
Определение по формуле 2.40 окружной скорости колеса и степень точности передачи:
(2.40)
Определение по формуле 2.41 факт-е контактное напряжение зубьев:
(2.41)
где К - вспом. коэффициент,
- коэффициент распределения нагрузки между зубьями,
;
- коэффициент динамической нагрузки (выбирается по таблице)
Проверка напряжения изгиба зубьев по формуле 2.42:
(2.42)
где - коэффициент наклона зуба;
- коэффициент формы зуба шестерни
в зависимости от числа зубьев.
- [1]; ;
- коэффициент динамической нагрузки
Условие выполняется.
2.2.4 Расчёт и конструирование приводного вала
Проектный расчёт оси ролика [2].
Определяем по формуле 2.43 диаметр под шестерню D1, мм:
(2.43)
где Т2- вращающий момент т/х вала редуктора Т2=1125Н·М;
- допускаемое напряжение изгиба.
D1 = 85 мм
Определяем по формуле 2.44 диаметр под подшипник D2, мм:
D2=D1+2·t (2.44)
где t Ї высота заплечика подшипника.
D2=80+2·5,6=96,2мм.
D2=100мм.
Определяем диаметр под уплотнение подшипника по формуле 2.45, мм:
D3=D2+2·t (2.45)
D3=100+2·5,6=111,2мм
D3=115мм
2.2.5 Выбор подшипников качения
Выбираем подшипник №1220 ГОСТ 28428-90[1]:
- посадочный диаметр на вал, d, мм 100;
- посадочный диаметр в корпус, D, мм 180;
- высота Н, мм 34;
- динамическая грузоподъемность, кН 69,5;
- статическая грузоподъемность, кН 41,5.
Манжета 1.1-100 х 125-1 ГОСТ 8752-79.
2.2.6 Уточнённый расчёт вала приводного
Определение сил действующих в зубчатом зацеплении по формуле 2.46:
Окружная сила , Н:
(2.46)
где Н·м;
d2 =325 мм.
Н
Радиальная сила по формуле 2.47, Н:
,Н (2.47)
Н
Плоскость вертикальная
Реакции опор, Н:
;
;
Проверка:
Эпюра изгибающих моментов относительно оси Х, Н·м:
Мх1=0, Мх2=,
Мх4=,
Мх3=,
Мх5=,
Плоскость горизонтальная
Реакции опор по формуле 2.48,Н:
(2.48)
Построение эпюры для изгибающих моментов: МY1=
МY2=
МY5=
Эпюра крутящих моментов по формуле 2.49:
Mz= (2.49)
Составляющие опорных реакций суммируются геометрически, опорные реакции определяются по формуле 2.50 [14], Н:
, (2.50)
Рисунок 2.4 - Эпюры крутящих моментов
Н
Расчёты на прочность по формуле 2.51:
(2.51)
где Мкр - макс. крутящий момент;
Wp -момент полярной инерции.
Условие выполняется.
2.2.7 Выбор муфт
Соединение двигателя с редуктором, по формуле 2.52:
( 2.52)
где k = 1.5;
Шmax = 2,2;
Мдв.н - является ном. моментом на валу двигателя, Н·м;
Выбираем МУВП 4000-80-1.2-У3 ГОСТ 21424-93 [1].
Соединяющие редуктор и раму ролика:
Т2=1376 Н·м
Выбираем МУВП 2000-85-1.2-У3 ГОСТ 21424-93 [1].
2.3 Расчёт и проектирование гидропривода перемещения верхнего ролика
2.3.1 Определение параметров ГД
Для определение параметров ГД необходимы максимальное осевое усилие и максимальная скорость движения штока.
Макс. усилие по оси штока:
Rmax = 78.4 кН.
Макс. скорость передвижения рабочего органа:
Vmax = 0.1 м/с.
Макс. длина перемещения рабочего органа:
S = 125 мм
Выбор ГД
Выбираем конструкцию гидроцилиндра с односторонним штоком двухстороннего действия [17].
Задаемся по ГОСТ 12445-80 рабочим давлением p = 10 МПа.
Диаметр поршня D по формуле 2.53:
где и - давление соответственно в напорной и силовой полостях гидроцилиндра;
МПа; принимается МПа;
,
м.
При этом диаметр штока = 52 мм.
.
Выбираем гидроцилиндр 1-125 · 125 ОСТ2 Г29-1-77 [28]
Параметры гидроцилиндра:
мм;
мм;
рном = 16 МПа;
Гидроцилиндр с односторонним штоком.
Определяем эффектные площади по формулам 2.54, 2.55:
м2;
м2.
2.3.2 Составление принципиальной схемы привода
ГЦ - гидроцилиндр;
ДР1, ДР2 - дросселя с обратными клапанами;
Г31, Г32 - односторонний гидрозамок;
РР - распределитель с электроуправлением;
Н - насос;
Ф - фильтр напорный;
КП - предохранительный клапан;
ЭМ1, ЭМ2 - электромагниты золотника;
Описание работы привода по циклам:
1. Нейтральное положение
ЭМ1 и ЭМ2 отключены. Распределение жидкости следующим образом:
Н - Ф - КП - ГБ.
2. Быстрый подвод (БП)
Включен ЭМ1. Распределение жидкости следующим образом:
Н - Ф - Р(РР)А - ГЗ1 - КО(ДР1) - ПП(ГЦ)/ШП(ГЦ) - Д(ДР2) - ГЗ2 - В(РР)Т - ГБ
3. Быстрый отвод штока (БО)
Включен ЭМ2. Гидрораспределитель включается в правую по схеме позицию. Потоки жидкости распределяются следующим образом:
Н - Ф - Р(РР)В - ГЗ2 - КО(ДР2) - ШП(ГЦ)/ПП(ГЦ) - Д(ДР1) - ГЗ1 - В(РР)Т - ГБ
Рисунок 2.5 - Схема гидравлическая
2.3.3 Выбор насосной установки
Максимальный расход жидкости для гидроцилиндра с односторонним штоком происходит при быстром подводе и быстром отводе по формулам 2.56, 2.57 [28]:
где , - эффективные площади гидроцилиндра
- максимальная скорость движения штока, м/с.
Определяем максимальные расходы жидкости:
м3/с (72 л/мин),
м3/с (55,2 л/мин).
Необходимое давления на выходе из насоса по формуле 2.58:
рн=р1 +Дрн, МПа,
где Дрн - сумма потерь давления в линии при подъеме.
Для предварительного выбора насосной установки, принимаем:
МПа
Определяем модель насоса и насосной установки [28]:
1 - исполнение по высоте гидрошкафа; Н = 1350 мм;
М - исполнение по расположению и количеству агрегатов один агрегат за щитом;
П - расположение насосного агрегата правое;
Г48-84 - обозначение насосной установки;
УХЛ - исполнение климатическое;
- тип комплектующего насоса (в верху); тип электродвигателя (в низу);
24Г49-42 - номер насоса.
л/мин м3/с;
МПа;
МПа.
2.3.4 Расчет трубопроводов и выбор гидроаппаратуры
Выбор гидроаппаратуры [28]:
- Фильтр 3ФГМ 32 (ТУ 2 - 053 - 1778 - 86)
номинальное давление,
номинальный расход , (0,00167 м3/с)
условный проход ,
перепад давлений .
- Предохранительный клапан МКПМ 16/ЗМР (ТУ 2-053-1758-85)
тип монтажа - модульный
максимальное давление,
условный проход ,
номинальный расход , (0,00208 м3/с)
перепад давлений .
- Гидрораспределитель ВЕX16.34/В220 УХЛ 4 (ГОСТ 24679-81)
В - гидрораспределитель золотниковый;
ЕX - управление электрогидравлическое;
16 - диаметр условного прохода, мм;
34 - номер схемы в соответствии с табл.;
В - переменный ток;
220 - напряжение, В;
УХЛ4 - климатическое исполнение;
Номинальное давление - 25 МПа
Расход Qном= 80 л/мин (0,00133 м3/с)
Потери - 0,4 МПа.
- Дроссель с обратным клапаном МДКМ 16/3М (ТУ 2- 053-1799-86)
тип монтажа - модульный
номинальное давление,
условный проход ,
номинальный расход , (0,00167 м3/с)
перепад давлений ,
дроссель установлен в линиях А и В.
- Гидрозамок ГЗМ 16/3М (ТУ 2 - 053 - 1828 - 87)
тип монтажа - модульный
номинальное давление,
условный проход ,
номинальный расход , (0,00167 м3/с)
перепад давлений ,
гидрозамок установлен в линиях А и В.
Расчет трубопроводов
Внутренний диаметр по формуле 2.59:
где Uрек - рекомендуемая скорость течения жидкости, в трубопроводе, м/с [12].
Максимальная толщина стенки труб по формуле 2.60:
где МПа - предел прочности на растяжение материала трубопровода;
- коэффициент безопасности ;
Напорные трубы
Участки 1-2, 3-4:
л/мин =0,00123 м3/с; при pн = 16 МПа м/с.
м (19,8 мм).
Выбираем 28 х 3 ГОСТ 8734-75.
Проверка по :
мм > 19,8 мм.
Проверяем условие : Pmax = 17,5 МПа
мм
3 мм > 2,26 мм условие выполняется.
Напорно-сливные трубы
Участок 5-6:
л/мин = м3/с; м/с.
м (27,6 мм).
Выбираем стальную бесшовную трубу 34 х 3 ГОСТ 8734-75.
Проверка по :
мм > 27,6 мм.
Проверяем условие : Pmax = 17,5 МПа
мм
3 мм > 2,88 мм условие выполняется.
Участки 7-8:
л/мин =0,00092 м3/с; м/с.
м (24,2 мм).
Выбираем стальную бесшовную трубу 32 х 3,5 ГОСТ 8734-75.
Проверка по :
мм > 24,2 мм.
Проверяем условие : Pmax = 17,5 МПа
мм
3 мм > 2,57 мм условие выполняется.
Сливные трубы
Участок 9-10:
л/мин =0,0015 м3/с; м/с.
м (31 мм).
Выбираем стальную бесшовную трубу 40 х 4 ГОСТ 8734-75.
Проверка по :
мм > 31 мм.
Проверяем условие : Pmax = 0,9 МПа
мм
1 мм > 0,16 мм условие выполняется.
2.3.5 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах
Определение потерь давления в гидроаппаратах по формуле 2.61[17]:
?рга = ?ро + А ·Q + В ·Q2, МПа,
где ?ро - давление открывания, МПа;
А и В - коэффициенты аппроксимации;
Q - расход жидкости через аппарат, м3/с.
где Qном - ном. расход аппарата, м/с
?рном - потери при ном. расходе.
Расчет фильтра:
Ном. расход - 100 л/мин (0,00167 м3/с)
Потери давления - 0,05 МПа
Макс. расход фильтра Qмах = 73,9 л/мин (0,00123 м3/с)
А =
В =
?рга = 0 + 15 · 0,00123 + 8964,1 · 0,001232 = 0,032 МПа
Значения перепадов давления в аппаратах приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Значения перепадов давления в аппаратах
Линия |
Наименование гидроаппарата |
Дp0, МПа |
A, МПа · с/м3 |
B, МПа · с2 / м6 |
Qmax, м3/с |
ДpГА, Мпа |
|
Прижим ролика (БП) |
|||||||
Напорная |
Фильтр Ф |
15,0 |
8964,1 |
0,00123 |
0,032 |
||
Распределитель РР |
150,4 |
113064,6 |
0,00120 |
0,343 |
|||
Гидрозамок ГЗ1 |
74,9 |
44820,5 |
0,00120 |
0,154 |
|||
Дроссель Д1 |
59,9 |
35856,4 |
0,00120 |
0,123 |
|||
Сливная |
Дроссель Д2 |
59,9 |
35856,4 |
0,00092 |
0,085 |
||
Гидрозамок ГЗ2 |
74,9 |
44820,5 |
0,00092 |
0,107 |
|||
Распределитель РР |
150,4 |
113064,6 |
0,00092 |
0,234 |
- напорная линия МПа
- сливная линия МПа
Определяем потери давления по длине [12] :
Потери давления по длине обусловлены трением жидкости при ее движении в трубе.
Масло используемое в приводе: ИГП - 38 ГОСТ ТУ 38101413-78
Расчет потерь давления для участка 1-2 в условиях максимального расхода жидкости.
Для данного участка используем труба 28х3 ГОСТ 8734-75
L = 0,1 м;
dст = 0,022 м;
Qmax = 0,00123 м3/с
Таблица 2.5 - Потери давления по длине
Линия |
Qмах, м3/с |
Участок |
dст, м |
fст, м |
V, м/с |
Re |
л |
L, м |
?Р, МПа |
|
Прижим ролика (БП) |
||||||||||
Напор |
0,00123 |
1-2 |
0,022 |
0,00038 |
3,24 |
1779,6 |
0,0360 |
0,1 |
0,0008 |
|
0,00123 |
3-4 |
0,022 |
0,00038 |
3,24 |
1779,6 |
0,0360 |
0,1 |
0,0008 |
||
0,0012 |
5-6 |
0,022 |
0,00038 |
3,16 |
1736,2 |
0,0369 |
2,6 |
0,0193 |
||
Слив |
0,00092 |
7-8 |
0,025 |
0,00049 |
1,87 |
1171,4 |
0,0546 |
2,7 |
0,0092 |
|
0,00095 |
9-10 |
0,032 |
0,00080 |
1,18 |
945,0 |
0,0677 |
0,2 |
0,0003 |
||
- напорная линия МПа
- сливная линия МПа
Полный расчет местных потерь произведем для одного из местных сопротивлений участка 1-21:
- местное сопротивление - резкое сужение (вход в фильтр Ф22/Ф20), при отношении d0/d = 20/22 = 0,91 => ж = 0,15
- количество местных сопротивлений n = 1;
- расчетный диаметр - 0,020 м;
Таблица 2.6 - Местные потери давления
Линия |
Участок |
Qmax, м3/с |
fстi, м2 |
Вид местного сопротивления |
Параметр мест. сопротив. |
Кол-во мест. сопрот. |
о |
Дрмi МПа |
|
Прижим ролика (БП) |
|||||||||
Напорная |
1-2 |
0,00123 |
0,000314 |
Резкое сужение Ф22/Ф20 (Ф) |
d0/d = 0,91 |
1 |
0,15 |
0,0010 |
|
3-4 |
0,00123 |
0,000314 |
Резкое расширение Ф20/Ф22 (Ф) |
d0/d = 0,91 |
1 |
0,29 |
0,0020 |
||
3-4 |
0,00120 |
0,000201 |
Резкое сужение Ф22/Ф16 (Пл.) |
d0/d = 0,73 |
1 |
0,3 |
0,0048 |
||
4-5 |
0,00123 |
0,000380 |
Тройник Ф22 |
1 |
0,2 |
0,0014 |
|||
4-5 |
0,00120 |
0,000201 |
Колено Ф16 |
90 гр. |
3 |
1,3 |
0,0571 |
||
5-6 |
0,00120 |
0,000201 |
Резкое расширение Ф16/Ф28 (Пл.) |
d0/d = 0,57 |
1 |
1,24 |
0,0197 |
||
5-6 |
0,00120 |
0,000616 |
Вход в емкость |
1 |
2 |
0,0044 |
|||
Сливная |
7-8 |
0,00092 |
0,000201 |
Резкое сужение Ф25/Ф16 (Пл.) |
d0/d = 0,64 |
1 |
0,37 |
0,0035 |
|
8-9 |
0,00092 |
0,000201 |
Колено Ф16 |
90 гр. |
3 |
1,5 |
0,0335 |
||
8-9 |
0,00092 |
0,000201 |
Тройник Ф16 |
1 |
0,9 |
0,0009 |
|||
9-10 |
0,00092 |
0,000201 |
Резкое расширение Ф16/Ф32 (Пл.) |
D 0/d = 0,5 |
1 |
1,34 |
0,0116 |
- напорная линия МПа
- сливная линия МПа
2.3.6 Проверка насосной установки
Суммарные потери давления указаны в таблице 2.7
Таблица 2.7- Суммарные потери давления
Линии |
PГА, МПа |
Pl, МПа |
PМ, МПа |
p, МПа |
|
Прижим ролика |
|||||
Напорная |
0,653 |
0,0208 |
0,0893 |
0,763 |
|
Сливная |
0,426 |
0,0095 |
0,0495 |
0,485 |
Максимальные потери напорной линии:
МПа.
Номинальное давление насоса МПа.
Мпа.
Выбранная насосная установка удовлетворяет заданным условиям.
3. технологическая часть
3.1 Разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса
3.1.1 Характеристика детали
Данное зубчатое колесо предназначено для передачи крутящего момента в закрытой зубатой передаче расположенной на установке предварительного натяжения АПР. В изначальном чертеже детали не были указаны допуски на посадку фланца к зубчатому колесу. В технических требованиях отсутствовала информация необходимая для монтажа зубчатого колеса. В связи с конструктивной недоработкой соединения фланца с зубчатым колесом происходил обрыв крепежа, а также износ сопрягаемых поверхностей. С целью увеличения срока службы данного узла требуется внести корректировку производственных процессов изготовления детали.
3.1.2 Конструкция и предназначение зубчатого колеса
Зубчатое колесо предназначено для передачи крутящего момента от закрытоц зубчатой передачи на ролик установки натяжения АПР. деталь представляет собой цилиндрическое, прямозубое колесо диаметром 270 мм, устанавливаемое на подшипниках качения, с левой стороны зубчатого колеса находится крепление под фланец, с правой стороны зубчатого колеса проточка стопорного кольца.
Необходимым требованием является точность изготовления, устойчивость к высоким динамическим нагрузкам.
Материал зубчатого колеса - сталь марки 40Х по ГОСТ 4543-71.
Химический состав и механические свойства Ст.40Х приведены в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1 - Химический состав стали 40Х
С |
S |
P |
Cr |
|
0,36-0,44 |
<0,35 |
<0,035 |
0,8-1,1 |
Таблица 3.2 - Механические свойства стали 40Х
ут, МПа |
увр, МПа |
д5, % |
Ш, % |
|
750 |
900 |
10 |
45 |
3.1.3 Технологичность детали
Материал заготовки сталь 40Х ГОСТ 4345-71 [19], является технологичным, доступным, легко подвергающимся обработке.
Данная деталь обрабатывается путём механической, слесарной и термической обработки. Обработку детали можно произвести с помощью типового, стандартного оборудования.
3.1.4 Способ изготовления заготовки
Рассмотрим следующие способы: - прокат и - поковка.
Составим два варианта технологического процесса изготовления зубчатого колеса и выявим наиболее приемлемый вариант по себестоимости [15]. На рисунке 3.1 изображены эскизы заготовок.
Рисунок 3.1- Эскиз заготово
3.1.5 Заготовка из проката
Стоимость проката по формуле 3.1:
где - масса заготовки, кг;
Q1 = V1·г;
Q1 = 0,07·7,8·103=546кг;
Q2 = (V1 + V2 - V3) · г;
Q2 = 0.04·7.8·103=312кг
где - стоимость 1 тонны заготовок;
руб.
3.1.6 Штамповка
Стоимость штамповки:
руб.
3.1.7 Выбор заготовки
Выбираем второй вариант изготовления, т.к. в отличии от проката штампованная заготовка имеет форму приближенную к будущей детали, в связи с чем необходим меньший объём обработки. Данное обстоятельство значительно влияет на стоимость детали [15].
3.1.8 Припуски и допуски промежуточных операций
Расчитываем шейку подшипника с шероховатостью поверхности
1. Черновое точение, 14-й квалитет, , ;
2. Чистовое точение 10-й квалитет, , ;
3. Шлифование 8-й квалитет, , .
Мин. припуск на механическую обработку по формуле 3.2:
где - шероховатость предыдущего перехода, мм;
- величина слоя дефектного предыдущего перехода, мм;
- пространственные отклонения мм;
- погрешность установки, мм.
Определяем величину пространственных отклонений по формуле 3.3:
Определяем мин. припуски для обработки по переходам:
мм;
мм;
мм.
Определяем диаметры шейки ролика по переходам:
мм;
мм;
мм;
мм.
Определяем максимальные диаметры шейки ролика по переходам по формуле 3.4:
(3.4)
мм;
мм;
мм;
мм.
Определяем припуски обработки по переходам:
мм;
мм;
мм.
3.1.9 Определяем предварительное время операций
Условные обозначения в формулах [25]:
- длина прохода, мм;
- наибольший диаметр, мм;
- наименьший диаметр, мм.
Токарные операции с ЧПУ:
Наружные поверхности:
Ф325 L=100: мин.;
Ф170 L=107: мин.
Подрезка торца:
Ф95/Ф170 мин.;
Ф250/Ф325 мин.;
Ф200/Ф325 мин.
Точение внутренних поверхностей:
Ф140 L=14 мин.;
Ф130 L=100 мин.;
Ф121 L=25 мин.
Общее время: мин
Зубо-фрезерная:
Фрезеровать 63 зуба:
мин.
Вертикально-фрезерная:
Фрезеровать поверхность узел крепления фланца L=170, 2 прохода:
мин.
Вертикально-сверлильная:
Сверлить 4 отверстия Ф13.9:
Ф13.9 L=40: ;
Нарезать резьбу в 4-х отверстиях:
М16 L=40:
Общее время: мин.
Круглошлифовальная:
Шлифовать наружную поверхность Ф170 L=100:
мин.
Внутришлифовальная:
Шлифовать внутреннюю поверхность Ф130 L=100:
мин.
3.1.10 Определение типа производства
Определяем расчётное количество станков по формуле 3.5[25]:
где - время штучное для одной операции, мин;
- фонд времени годовой, час.;
- нормированный коэффициент загрузки для оборудования;
Для приближенных расчетов значение штучного времени можно принять следующим: .
Токарная: мин.;
шт.
Зубо-фрезерная:
мин.;
шт.
Вертикально-фрезерная:
мин.;
шт.
Вертикально-сверлильная:
мин.;
шт.
Кругло-шлифовальная:
мин.;
шт.
Внутри-шлифовальная:
мин.;
шт.
Определяем коэффициент фактической загрузки оборудования по формуле 3.6:
где - принятое количество рабочих мест, шт.
;
;
;
;
;
.
Количество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле 3.7:
;
;
;
;
;
.
Данные технологического процесса указаны в таблице 3.3.
Таблица 3.3 - Данные технологического процесса
Операция |
Тш |
Zр, шт. |
Р, шт |
О, шт |
||
Токарная |
27.13 |
0.075 |
1 |
0.075 |
10.0 |
|
Зубо-фрезерная |
62.37 |
0.172 |
1 |
0.172 |
4.36 |
|
Вертикально-фрезерная |
3.37 |
0.0093 |
1 |
0.0093 |
80.8 |
|
Вертикально-сверлильная |
3.38 |
0.0093 |
1 |
0.0093 |
80.4 |
|
Внутришлифовальная |
4.29 |
0.0118 |
1 |
0.0118 |
63.39 |
|
Круглошлифовальная |
3.14 |
0.0086 |
1 |
0.0086 |
86.75 |
|
ИТОГО |
6 |
325.73 |
.
На основании расчетных данных определяем, что производство будет мелкосерийным.
3.1.11 Оборудование
Выбранное из справочника оборудование указываем в таблице 3.4.
Таблица 3.4 - Оборудование
Металлорежущий станок |
Характеристика металлорежущего станка |
|
Токарно-винторезный 16К20Ф3С32 с ЧПУ |
Диаметр детали над станиной, мм 500.00 Диаметр детали над суппортом, мм 220.00 Длина детали, мм 1000 Вращение шпинделя, Min/Max, Об./Мин. 160.00/2240.00 Мощность дв., кВт. 11 |
|
Зубо-фрезерный - 53А50 с ЧПУ. |
Макс. диаметр изготавливаемых колёс, 500мм Макс. модуль зубьев изготавливаемых колес,8 мм Макс. угол наклона зубьев изготавливаемых колес, ±60 Макс. вертикальный ход фрезы,360 мм Макс. диаметр фрезы в суппорте,180 мм Перемещение фрезы в осевом направлении,200 мм Част Подача, 0,75-7,5 мм/об. Вертикальная 0,2-2,25 Радиальная0,13-2,6 . Вращения шпинделя, 40-405мин -1 Мощность гл. электродвигателя,8/10/12,5 кВт |
|
Вертикально-фрезерный - 6Т13 с ЧПУ ОРША-Ф32ГФ3 |
Размеры стола, мм 400x1250 перемещение стола, мм - продольное (X) 800 - поперечное (Y) 420 - вертикальное (Z) 420 Угол поворота шп. головки в продольной плоскости ± 45. Вращение основного шпинделя, об/мин 31,5...1600 Подача стола, мм/мин:- продольная (X) 12,5...1600- поперечная (Y) 12,5...1600 - вертикальная (Z) 4,1...430 Быстрый ход, мм/мин: - продольный (X) 4000 - поперечный (Y) 4000 - вертикальный (Z) 1330 Мощность основного шп. кВт 7,5 Масса станка, кг 3250 |
|
Вертикально-сверлильный - 2Н150 |
Макс. диаметр сверления в стали - 50 мм. Стол 500х500 мм. Макс. ход шп. - 300 мм. Частота вращения шп. об/мин 22…1000. Мощность основного шп., кВт 7,5 Масса станка, кг 1870 |
|
Кругло-шлифовальный - 3М151 |
Модель 3М151. Диаметр обрабатываемой детали, мм 200 Длина детали, мм 700 Мощность гл. двигателя, кВт. 10.00 Габариты станка 4635x2450x2170 Масса станка, кг. 6032 |
3.1.12 Приспособления
Выбранные приспособления для производства детали в таблице 3.5.
Таблица 3.5 - Приспособления станочные
Операция |
Приспособление |
|
Токарная с ЧПУ |
Патрон кулачковый |
|
Зубофрезерная |
Оснастка станка |
|
Фрезерная |
Оснастка станка |
|
Сверлильная |
Оснастка станка |
|
Круглошлифовальная |
Поводковый патрон |
|
Внутришлифовальная |
Поводковый патрон |
3.1.13 Режимы резания
Черновое точение внутренних поверхностей [23]:
Глубина резания мм.
Для данной операции выбираем подачу мм/об.
Длина рабочего хода по формуле 3.8:
где - длина резания, мм;
- величина врезания, мм;
- величина перебега, мм.
Длина резания: - 2 прохода мм;
- 3 прохода мм;
- 1 проход мм;
- 2 прохода мм;
мм.
Период стойкости инструмента мин. Материал пластины Т5К10.
Определяем скорость резания по формуле 3.9:
м/мин ; ; .
м/мин.
Частота вращения заготовки по формуле 3.10:
где - расчетная скорость резания, м/мин.
об/мин.
об/мин.
Действительная скорость резания по формуле 3.11:
где = 100 об/мин;
м/мин.
Основное время по формуле 3.12:
где ;
мин.
Зубо-фрезерная операция:
Глубина резания мм.
Рабочий ход:
мм;
Скорость резания:
м/мин; ; ; ;
м/мин.
Частота вращения:
об/мин;
об/мин.
Скорость резания действительная:
м/мин.
Минутная подача по формуле 3.13:
мм/мин.
Время основное по формуле 3.14:
мин.
Кругло-шлифовальная операция:
Диаметр шлифования Ф170;
Глубина резания мм.
Рабочий ход:
мм.
Продольная подача по формуле 3.15:
мм ()
мм/об
Частота вращения детали:
об/мин;
Скорость детали действительная:
м/мин;
Частота вращения:
об/мин;
Действительная скорость:
м/с.
Основное время по формуле 3.16:
, мин; |
(3.16) |
мин.
Результаты выбора режимов резания заносим в таблицы 3.5; 3.6; 3.7; 3.8.
Таблица 3.5 - Токарные операции
Операция |
Переход |
L, мм |
T, мм |
S, мм/об |
i |
nст., об/мин |
действ., м/мин |
Tо, мин |
|
Токарная с ЧПУ |
Черновое точение наружной поверхности Ф270 |
100 |
2 |
1.2 |
1 |
140 |
136.8 |
0.64 |
|
Чистовое точение наружной поверхности Ф270 |
100 |
1 |
0.25 |
1 |
310 |
321.3 |
1.37 |
||
Черновое точение внутренних поверхностей Ф95/Ф120/Ф130/Ф140 |
1097 |
3 |
0.8 |
2 |
100 |
43.96 |
13.71 |
||
Чистовое точение внутр. поверхностей Ф95/Ф120/Ф130/Ф140 |
1097 |
1 |
0.25 |
1 |
250 |
84.5 |
17.55 |
||
Расточка торца Ф200 торец на глубину 16 мм, точить фаску |
55 |
2 |
0.5 |
8 |
160 |
125.66 |
6.30 |
||
Торцевая подрезка Ф200/Ф250 |
75 |
3 |
0.6 |
1 |
170 |
175.57 |
0.81 |
||
Точить канавку Ф134х3 мм |
2 |
3 |
0.6 |
1 |
170 |
173.57 |
0.02 |
||
Токарная с ЧПУ |
Черновое точение наружной поверхности Ф180 |
107 |
2 |
1.2 |
1 |
160 |
141.3 |
0.32 |
|
Чистовое точение наружной поверхности Ф180 |
107 |
1 |
0.25 |
1 |
350 |
338.1 |
0.86 |
||
Подрезка торца Ф200/Ф250 |
77.5 |
3 |
0.6 |
1 |
170 |
173.57 |
0.93 |
Таблица 3.6 - Фрезерные операции
№ |
Операция |
Переход |
L, мм |
T, мм |
S, мм/зуб |
i |
nст., об/мин |
действ., м/мин |
Tо, мин |
|
040 |
Зубо-фрезерная |
65 зубьев m=5 |
100 |
0.4 |
0.1 |
65 |
280 |
140.67 |
14.06 |
|
050 |
Вертикально-фрезерная |
узел крепления фланца |
170 |
25 |
0.05 |
4 |
100 |
31.4 |
7.55 |
Таблица 3.7- Сверлильные операции
№ |
Операция |
Переход |
L, мм |
T, мм |
i |
S, мм/об |
табл.., м/мин |
nст., об/мин |
действ., м/мин |
Tо, мин |
|
060 |
Верткально- сверлильная |
4 отв. |
40 |
6.95 |
4 |
0.32 |
18.0 |
325 |
14.9 |
1.85 |
|
Зенковать 4 отв. |
1 |
0.25 |
4 |
0.52 |
400 |
22.1 |
20.2 |
0.14 |
|||
Нарезать резьбу Ф16 |
35 |
4 |
9.8 |
180 |
9.05 |
0.32 |
Таблица 3.8 - Шлифовальные операции
№ |
Операция |
L, мм |
T, мм |
S, мм/об |
nст., об/мин |
действ., м/мин |
nст.круга, об/мин |
круга, м/с |
Tо, мин |
|
090 |
Кругло-шлифовальная |
85 |
0.05 |
3.6 |
90 |
48.08 |
1590 |
25 |
0.098 |
|
100 |
Внутри-шлифовальная. |
100 |
0.06 |
4.8 |
100 |
51.8 |
1590 |
25 |
0.054 |
3.1.14 Временное нормирование операции
Для среднесерийном производства по формуле 3.17 определяем норму штучно-калькуляционного времени [27]:
Токарная с ЧПУ 1:
мин.
Токарная с ЧПУ 2:
мин.
Зубо-фрезерная:
мин.
Вертикально-фрезерная с ЧПУ:
мин.
Вертикально-сверлильная:
мин.
Кругло-шлифовальная:
мин.
Внутри-шлифовальная:
мин.
Нормы времени операций на станках указаны в таблице 3.9.
Таблица 3.9 - Нормы времени операций на станках
Операция |
Тв |
То |
Тоб+Тот |
Тшт |
Тпз |
n |
Тшк |
|||
Тус+Тзо |
Туп |
Тиз |
||||||||
Токарная с ЧПУ 1 |
0.54 |
0.2 |
0.98 |
40.4 |
4.04 |
46.16 |
18 |
500 |
46.2 |
|
Токарная с ЧПУ 2 |
0.54 |
0.2 |
0.98 |
2.11 |
0.21 |
4.06 |
18 |
4.1 |
||
Зубо-фрезерная |
0.74 |
0.32 |
0.28 |
14.06 |
1.14 |
16.81 |
15 |
16.84 |
||
Вертикально-фрезерная |
0.74 |
0.32 |
0.28 |
7.55 |
0.76 |
9.65 |
15 |
9.68 |
||
Вертикально-сверлильная |
0.63 |
0.22 |
0.26 |
2.31 |
0.23 |
3.65 |
15 |
3.68 |
||
Кругло-шлифовальная |
0.72 |
0.05 |
0.28 |
0.097 |
0.009 |
1.16 |
12 |
1.18 |
||
Внутри-шлифовальная |
0.72 |
0.05 |
0.28 |
0.054 |
0.005 |
1.11 |
12 |
1.13 |
3.1.15 Составление управляющих программ для ЧПУ [15]
Вертикально фрезерный станок 6Т13 с ЧПУ типа ОРША-Ф32ГФ3, обработка выступа на зубчатом колесе, имеются два фрезерованных паза и четыре отверстия. %
№ 001 G17
№ 002 Т01S500М03х+000000у+000000z+000000
№003 G01 х-013000у+007000 F0712 L301
№004 z-023800 L402
№005 х+026000 F0710 L103
№006 у-014000 F0712
№007 х-026000 F0710
№009 G40x+013000y+007000
№010 Т02 S500
№011 х-007000 L304
№012 z-023800 L405 M08
№013 z-002500 L406 F0610
№014 z +002500 F0712
№015 х+014000 L307
№016 z-002500 L408 F061
3.2 Расчёт и проектирование спирального сверла
Данное сверло предназначено для сверлильной операции, производимой в ходе изготовления сквозной крышки. Материал крышки сталь Ст3сп. Операция выполняется на станке с ЧПУ СФ16-02А
ув=380…490 МПа;
уm=10…250 МПа;
д=22…25%.
3.2.1 Определение режима резания
Требуется выполнить сверление шести отверстий 17h9мм, необходимых для монтажа сквозной крышки.
Определяем скорость резания по формуле 3.18:
, (3.18)
Принимаем Cv =9,8;
Т=25 мин;
S - подача S=0,25мм\об;
Кv=1;
q=0.4, m=0.2, y=0.5.
.
Обороты сверла по формуле 3.19:
, (3.19)
.
Определяем частоту вращения шпинделя, согласно с паспортными данными станка СФ16-02А 600 об\мин ;Vдейств=32 м\мин.
Крутящий момент по формуле 3.20:
, (3.20)
где Cм=0,0345;
q=2;
y=0,8;
кр=0,73.
.
Мощность резания по формуле 3.21:
, (3.21)
.
КПД станка по формуле 3.22, n=0.85:
, (3.22)
.
3.2.2 Расчёт хвостовой части сверла
Предварительно выбираем сверло с коническим хвостовиком по ГОСТ 10903-77 [7].
На рисунке 3.2 обозначены силы действующие на хвостовик сверла.
Рисунок 3.2 - Направление сил действующих на хвостовик сверла:
Q - сила, действующая к нормали образующей конуса;
, R - сила действующая в радиальном направлении
(3.23)
Момент трения между хвостовиком и втулкой по формуле 3.22:
(3.22)
Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию по формуле 3.23:
. (3.23)
,
Т dcр будет равно:
,
где =0,096;
- угол, который для конических хвостовиков свёрл принимается равным 1030', тогда sin1030I =0,02618.
Определяем осевую составляющую для сил резания:
, (3.24)
где Ср- коэффициент, принимаем Ср=150, чугун СЧ15;
D - диаметр сверления, м;
S - подача сверла, мм/об.
Для определения Км:
, (3.25)
где ув - временное сопротивление материала изделия, крышка сквозная чугун СЧ15, тогда ув=150Мпа.
.
Осевая составляющая для силы резания:
.
Диаметр середины конуса:
.
3.2.3 Параметры сверла
Серия сверла должна соответствовать следующему условию:
lо гост ? l0 расч.
На рисунке 3.3 указаны параметры рабочей части сверла.
Рисунок 3.3 - Параметры рабочей части сверла
Выбираем параметры по ГОСТ 10903-77 [7]:
- Длина рабочей части l0=80мм;
- Длина общая L=140мм;
- Длина хвостовика l2=53м
- Способ для заточки сверла - двойной с подточкой перемычки;
- Угол наклона канавки щ=300;
-Углы между кромками режущими: 2ц=1180; 2ц0=700;
- Задний угол б=120;
- Наклон поперечной кромки ш=550;
Подточенной часть перемычки: А=2,5мм, l=5мм.
Шаг канавки по формуле 3.26:
, (3.26)
Толщина сердцевины сверла:
D,мм....……….. 13,0--80,0;
dс,мм....…….. (0,14--0,25) D.
мм
Обратная конусность сверла:
D, мм…….…..........….. Cв.6;
Oбpaтнaя кoнycнocть, мм…..0,04--0,10;
Определяем 0,08мм.
Параметры вcпoмoгaтeльнoй зaднeй пoвepxнocти указаны в таблице 3.10.
Таблица 3.10 - шиpинa лeнтoчки (вcпoмoгaтeльнoй зaднeй пoвepxнocти)
D |
f0 мм |
B K мм |
|
15--20 |
1,2 1,6 1,8 |
0,6 |
Принимаем:
- f0=1,6мм
- К=0,6мм
Определяем ширину пера по формуле 3.27:
(3.27)
Определяем параметры профиля фрезы для нарезания канавки сверла по формуле 3.28:
; (3.28)
Наименьший радиус профиля Rк=СкD;
Ск=0,015·щ0,75;
;
мм.
Ширина профиля фрезы В по формуле 3.29:
(3.29)
Заключение
Результатом данного дипломного проекта является проработка следующих вопросов:
1. Произведен расчёт и проектирование механического привода установки натяжения стальной полосы АПР, в состав которого входит:
- Электродвигатель постоянного тока 5АМ280S6 ГОСТ Р51689-2000;
- Тахогенератор ТП212-0,2-0,5-ЙМ1082-УХЛ/200В/ 1000об/мин /ГОСТ 24875-88;
- Тормоз колодочный ТКГ-300 ГОСТ 16514-96;
- Редуктор 1ЦУ-200 ГОСТ Р 50891-96;
- Соединительная муфта МУВП 4000-80-1.2-У3 ГОСТ 21424-93;
- Соединительная муфта МУВП 2000-85-1.2-У3 ГОСТ 21424-93;
2. Произведен расчёт и проектирование гидропривода перемещения верхнего ролика установки натяжения АПР, в состав которого входит:
- насосная установка
- гидроцилиндр 1-125 125 ОСТ2 Г29-1-77.
3. Произведена разработка технологического процесса изготовления зубчатого колеса. стальной гидропривод сверло натяжение
4. Произведен расчёт и проектирование спирального сверла, предназначенного для сверлильной операции, производимой в ходе изготовления сквозной крышки.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. 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 - 615 с.
2. Бабук, В.В. Дипломное проектирование по технологии машиностроения / В. В. Бабук. -- Мн.: Вышэйш. школа, 1979.-- 464 с.
3. Балабанов, А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя / А. Н. Балабанов. - М.: Издательство стандартов, 1992. - 464 с.
4. Белов, С.В. Безопасность производственных процессов / С.В. Белов. - М.: Машиностроение, 1988. - 215 с.
5. Белов, С.В. Средства защиты в машиностроении. Расчет и проектирование. Справочник / С.В. Белов. - М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.
6. 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. - 536 с.
7. ГОСТ 10903-77. Сверла спиральные с коническим хвостовиком. Типы и основные размеры.
8. ГОСТ 2034--80.Сверла спиральные. 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. - 6 с.
9. ГОСТ 18217-90 Протяжки шпоночные. Конструкция: утв. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 01.02.1990 № 135. - Взамен ГОСТ 18217-80; введ. 01.01.91. - М.: ГК СССР по УКПиС, 1990. - 47 с.
10. ГОСТ 18218-90 Протяжки шпоночные с утолщенным телом. Конструкция: утв. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 01.02.1990 № 135. - Взамен ГОСТ 18218 - 80; введ. 01.01.91. - М.: М.: ГК СССР по УКПиС, 1990. - 9 с.
11. ГОСТ 18220-90 Протяжки шпоночные для пазов повышенной чистоты. Конструкция: утв. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 01.02.1990 № 135. - Взамен ГОСТ 18220 - 80; введ. 01.01.91. - М.: М.: ГК СССР по УКПиС, 1990. - 37 с.
12. Гудилин, Н.С. Гидравлика и гидропривод: учебник для вузов / Н.С. Гудилин, С.Т. Хасанов. - М.: Наука. 1982. - 503 с.
13. Денисов, Н.Ф. Расчет производительности машин и оборудования прокатных цехов / Н.Ф. Денисов. - М.: Высшая школа, 1985. - 181 с.
14. Добрыднев, И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учеб. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» / И.С. Добрыднев. - М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.
15. Зазерский, Е. И. Технология обработки деталей на станках с программным управлением / Е. И. Зазерский, С. Н. Жолнерчик. -- Л.: Машиностроение, 1975. -- 208 с.
16. Казак, С.А. Курсовое проектирование грузоподъемных машин / С.А. Казак. - М: «Высшая школа», 1989. - 319 с.
17. Колпаков, В. Н. Гидропневмопривод и гидропневмоавтоматика станочного оборудования. Методические указания к выполнению курсовой работы / В.Н. Колпаков. - Вологда: ВоГТУ. - 1999.
18. Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т.1 / А.Г. Косилова. - М.: Машиностроение, 1985. - 656 с.
19. Краткий справочник металлиста / под ред. П.Н. Орлова. -- М.: Машиностроение, 1987.-- 960 с.
20. Краузе, Г.Н. Редукторы. Справочное пособие / Г.Н. Краузе. - М: Машиностроение, 1972. - 144 с.
21. Кружков, В.А. Ремонт и монтаж металлургического оборудования / В.А. Кружков. - М.: Металлургия, 1985.- 384 с.
22. 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, 2014. - 79 с.
23. Монахов, Г.А. Обработка металлов резанием: справочник технолога / Г. А. Монахов. -- М.: Машиностроение, 1974. -- 598 с.
24. Обшемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках: в 2 ч. Ч. 2. - М.: Машиностроение, 1974. -- 200 с.
25. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на протяжных станках. -- М.: Машиностроение, 1969. -- 199 с.
26. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Массовое производств. -- М.: Машиностроение, 1974. -- 136 с.
27. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. -- М.: Машиностроение, 1974.-- 421 с.
28. Свешников, В. К. Станочные гидроприводы. Справочник / В.К. Свешников. - М.: Машиностроение, 1995. - 225 с.
29. Спиваковский, А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский. - М.: Машиностроение, 1968. - 735 с.
30. Филиппов, Г.В. Режущий инструмент / Г.В. Филиппов. - Л.: Машиностроение, 1981. - 276 с.
31. Чекмарёв, А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарёв. - М.: Высшая школа, 1976. - 318 с.
32. Шатин, В. П. Режущий и вспомогательный инструмент: справочник. / В. П. Шатин, П. С. Денисов. - М.: Машиностроение, 1968. -- 420 с.
33. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин / А.Е. Шейнблит. - Калининград: Янтар. Сказ, 2004. - 454 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование привода механизма натяжения стальной полосы агрегата продольной резки. Разработка и описание кинематической схемы привода. Выбор насосной установки гидропривода, определение потерь давления в трубопроводах исполнительного гидродвигателя.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 09.11.2016Анализ исходных данных, выбор типа производства, форм организации технологического процесса изготовления колеса зубчатого. Метод получения заготовки и ее проектирование, технологический маршрут изготовления. Средства оснащения, технологические операции.
курсовая работа [162,7 K], добавлен 31.01.2011Анализ 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 20.03.2017Расчет и проектирование привода установки. Конструирование пневмопривода прижима ролика. Расчет узла ролика вытаскивателя заготовок. Проектирование технологического процесса изготовления цапфы вала. Расчет и проектирование резца, выбор режимов резания.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 22.03.2018Проектирование привода аппарата для установки шайб подшипников. Расчет и конструирование выходного вала. Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников. Разработка технологического процесса изготовления червячного зубчатого колеса.
дипломная работа [949,7 K], добавлен 12.08.2017Разработка технологического процесса детали шестерня. Анализ работы привода наматывающего устройства. Требования к исходной заготовке. Расчеты проектирования привода. Описание конструкции, назначение и принцип действия агрегата. Выбор электродвигателя.
дипломная работа [558,2 K], добавлен 09.12.2016Расчет и проект привода сушильного барабана, рамы привода механизма вращения барабана, шлицевой протяжки. Разработка гидропривода перемещения резца устройства для обработки бандажей сушильного барабана, технологического процесса изготовления втулки.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 20.03.2017Анализ служебного назначения детали, физико-механических характеристик материала. Выбор типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали. Разработка технологического маршрута обработки поверхности и изготовления детали.
курсовая работа [76,5 K], добавлен 22.10.2009Разработка технологического процесса сборки узла "конический редуктор" и изготовления детали "коническое зубчатое колесо". Оформление технологической документации: маршрутная карта процесса изготовления вала, операционная карты операций процесса.
курсовая работа [70,6 K], добавлен 30.01.2011Основные дефекты металла при резке и методы их устранения. Расчет и проектирование привода тянущего ролика. Проектировочный расчет зубчатых передач. Расчет шпонок и шлицевых соединений. Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.03.2017