Автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали

Обзор аналогов автоматической линии поперечной резки рулонной стали. Анализ валковой подачи. Расчет силовых гидроцилиндров подачи валковой, гидропривода поворота валков подающих. Конструкция гидравлического цилиндра и ее экономическая эффективность.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 04.04.2011
Размер файла 4,1 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.

Рисунок 4 - Расчетная гидравлическая схема привода валков подающих

Работа регулируемого насоса в математической модели описана формулами.

Расход на входе в насос:

,

где Рар_рег - параметр регулирования;

qнас - номинальный рабочий объем;

nном - номинальная частота вращения.

Расход на выходе из насоса:

,

где о ном - КПД объемный при номинальном режиме работы;

Рном - номинальное давление насоса;

Р2 - давление на выходе насоса.

Работа фильтра описана формулами.

Площадь проходного отверстия фильтра.

,

где dусл - диаметр условного прохода фильтра.

Расход на входе и выходе фильтра.

Р1 - давление на входе в фильтр;

Р2 - давление на выходе из фильтра.

Работа обратного клапана описана формулами.

Если

Р1 > Р2

То расход на входе и выходе обратного клапана описывается формулой

,

где dусл - диаметр условного прохода обратного клапана;

- коэффициент расхода обратного клапана;

- плотность масла;

Р1 - давление на входе в обратный клапан;

Р2 - давление на выходе из обратного клапана.

Иначе

Q1 = 0

Работа предохранительного клапана описана формулами.

Если

Р1 > Рнастр 106 ,

где Рнастр - давление настройки предохранительного клапана;

Р1 - давление на входе в предохранительный клапан.

То расход на входе и выходе предохранительного клапана описывается формулами.

,

где - коэффициент расхода предохранительного клапана;

dусл - диаметр условного прохода предохранительного клапана;

Р2 - давление на выходе из предохранительного клапана.

Иначе

Q1 = 0

Работа распределителя описана формулами.

Площадь проходного отверстия распределителя.

,

где dусл - диаметр условного прохода распределителя.

Расход через распределитель зависит от его позиции.

Если

Рос = 0,

то

Q1 =0 ;

Q2 =0 ;

Q3 =0 ;

Q4 =0 ;

Если

Рос = 1,

то

;

Q2 = Q1 ;

;

Q4 = - Q3 ;

Если

Рос = 2,

то

;

Q3 = Q1 ;

;

Q4 = - Q2 ;

где Рос - позиция распределителя;

Р1 - давление на входе в распределитель;

Р2 - давление на входе в распределитель;

Р3 - давление на выходе из распределителя;

Р4 - давление на выходе из распределителя

Гидравлический мотор описан формулами.

Мтр1 = Мтр ,

где Мтр - момент трения гидромотора.

Если

и 1=0

То движущий момент меньше момента трения.

,

где Р1 - давление на входе в гидромотор;

Р2 - давление на выходе из гидромотора;

qгм - рабочий объем гидромотора;

м_ном - КПД механический при номинальном режиме;

М1 - вращательный момент гидромотора.

Угловое ускорение гидромотора описано формулой.

,

где Jгм - момент инерции вращающихся масс гидромотора;

- коэффициент вязкого трения;

1 - угловая скорость гидромотора.

Угол поворота гидромотора описан формулой.

d1 = 1

Расход до гидромотора.

Расход после гидромотора.

,

где о_ном - КПД объемный при номинальном режиме;

Рном - номинальное давление гидромотора.

Работа клапана давления описана формулами.

Если

Р3 > Рнастр 106 ,

где Рнастр - давление настройки гидравлически управляемого клапана;

Р3 - давление в линии управления клапана.

То расход до и после клапана определяется формулами.

,

где dусл - диаметр условного прохода гидравлически управляемого клапана;

Р1 - давление на до гидравлически управляемого клапана;

Р2 - давление после гидравлически управляемого клапана.

Иначе клапан закрыт и расход до и после клапана рассчитывается по формуле.

Q1 = 0

Давление в трубопроводах описаны формулами.

Dery[1] := c1 (Q[9] - Q[12]);

Dery[2] := c2 (Q[13] + Q[11]);

Dery[3] := c3 ( - Q[10] + Q[14]);

Dery[4] := c4 (Q[15] - Q[16]);

Dery[5] := c5 (Q[5] + Q[3] - Q[8] - Q[0]);

Dery[6] := c6 ( - Q[4] - Q[2] + Q[7]),

где c1 - с6 - жесткости трубопроводов;

Q[i] - расходы в трубопроводах.

Текст программы расчета динамики гидропривода валков подающих приведен в приложении к дипломному проекту.

3.2 Результаты расчета динамики гидропривода валков подающих

Результаты расчета динамики гидропривода валков подающих показаны на рисунках 5 - 13

На рис. 5 показан расход масла перед гидромотором. На рис 6 показан расход масла после гидромотора. На рис. 7 показано давление масла перед гидромотором. На рис. 8 показано давление масла после гидромотора. На рис. 9 показана угловая скорость гидромотора. На рис. 10 показан угол поворота гидромотора. На рис. 11 показана нагрузка на гидромоторе. На рис. 12 показан расход после насоса. На рис. 13 показано давление после насоса

Q, м3

t,c

Рисунок 5 - Расход масла перед гидромотором

Q, м3

t,c

Рисунок 6 - Расход масла после гидромотора

Р, Па

t,c

Рисунок 7 - Давление перед гидромотором Р, Па

t,c

Рисунок 8 - Давление после гидромотора , с-1

t,c

Рисунок 9 - Угловая скорость гидромотора , рад

t,c

Рисунок 10 - Угол поворота гидромотора

М, Нм

t,c

Рисунок 11 - Нагрузка на гидромоторе Q, м3

t,c

Рисунок 12 - Расход после насоса Р, Па

t,c

Рисунок 13 - Давление после насоса

Максимальная нагрузка на гидромотор при вращении гидромотора привода валков подающих составляет 329 Нм. В динамических расчетах принимаем изменение нагрузки по циклограмме, показанной на рисунке 11. Нагрузка на гидромоторе плавно нарастает за время от 0 с до 2 с от 0 до 329 Нм. В дальнейшем нагрузка остается постоянной - 329 Нм. Через 5 секунд после начала расчета мы моделируем плавное возрастание момента нагрузки до 370 Нм. Такое значение момента сохраняется до 6,5 секунд и затем плавно уменьшается до 329 Нм.

В начале расчета после запуска привода расход насоса начинает расти. Мы устанавливаем такое значение параметра регулирования насоса, чтобы обеспечить заданную частоту вращения 120 об/мин (12,6 с-1). На рисунке 12 видно, что при работе привода расход насоса уменьшается. Часть расхода тратится на утечки в насосе. Они описаны в программе объемным КПД насоса.

Масло от регулируемого насоса поступает через фильтр к обратному клапану. Предохранительный клапан настроен на давление 16 МПа.

Далее масло поступает к распределителю масло и к гидромотору.

Позиция гидрораспределителя в программе задается постоянной.

Давление на выходе из насоса на рисунке 13 и перед гидромотором на рисунке 4 начинает расти. Сначала давления растут быстро до величины 2,5 МПа. В это время гидромотор вращается медленно. Постепенно частота вращения гидромотора увеличивается и рост давления замедляется. Расчетному значению момента нагрузки на валу гидромотора соответствует давление 11 МПа. При увеличении нагрузки давление в линии его питания и после насоса плавно возрастает до 12,2 МПа и затем уменьшается до 11 МПа.

Давление на сливе гидромотора показано на рисунке 8. Его величина определяется настройкой клапана давления и за все время расчета остается практически постоянной и равной 2 МПа.

Предохранительный клапан не открывается, так как он настроен на давление 16 МПа.

Угловая скорость гидромотора на рисунке 6 тесно связана с расходом гидромотора на рисунке 5.

В начале вращения гидромотора нагрузка на него определяется моментом трения в его подвижных частях, который задается в программе. В это время его вал начинает быстро вращаться и угловая скорость достигает 18 с-1. Это вызывает рост расхода до 7,110-4 м3/с, который на какое-то время становится больше подачи насоса 610-4 м3/с. В дальнейшем угловая скорость уменьшается до 12 с-1 и наконец устанавливается на значении 13,2 с-1.

Изменение нагрузки вызывает кратковременное изменение угловой скорости гидромотора. Но потом она становится равной 13,2 с-1.

Расход после гидромотора на рисунке 6 меньше расхода перед гидромотором на рисунке 5. Часть расхода тратится на утечки в моторе. Утечки описаны в программе объемным КПД мотора.

На рисунках 5 - 13 видно, что переходные процессы при разгоне гидромотора привода валков подающих и при изменении нагрузки носит затухающий характер. Это позволяет сделать вывод об устойчивости системы гидропривода валков подающих.

Время выхода гидромотора на установившийся режим работы - 2,1 с.

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Служебное назначение, конструкция гидравлического цилиндра и технологические требования к нему

Гидравлический цилиндр - гидравлическая машина, предназначенная для преобразования энергии потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении его из рабочей камеры. На рисунке 5.1 показана конструкция гидроцилиндра.

Рисунок 14 - Конструкция гидравлического цилиндра

Гидроцилиндр состоит из: цилиндра (1), плунжера (2), втулки (3,6), кольца (4), кольца фторопластового (5), крышки (7), шайбы (8) и болта (9).

Технические требования к цилиндру: не допускается овальность и конусность цилиндрических поверхностей, их относительное смещение должно составлять не более половины допуска на размер; давление, необходимое для перемещения штока в крайнее правое положение равно 0,5МПа; рабочий ход штока: 700±1мм; рабочее давление изменяется ступенчато от 0,8 до 18МПа.

4.2 Анализ размерной цепи гидравлического цилиндра

Размерная цепь - замкнутый контур, расположенных друг за другом независимых размеров, участвующих в решении поставленных задач. При проектировании технологических процессов, выборе средств и методов измерения возникает необходимость в проведении размерного анализа, с помощью которого достигается правильное соотношение взаимосвязанных размеров и определяются допустимые ошибки (допуски).

На рисунке 15 приведена размерная цепь гидравлического цилиндра.

Рисунок 15 - Размерная цепь гидравлического цилиндра

В таблице 1 приведены результаты расчета звеньев размерной цепи гидравлического цилиндра.

Проверка правильности назначения номинальных размеров осуществляется по формуле:

где А0 - номинальный размер замыкающего звена, мм;

- передаточное отношение составляющих звеньев;

Аi - номинальный размер составляющих звеньев, мм.

Таблица 1 - Результаты расчета размерной цепи гидроцилиндра

Номинальный размер А(I)

Передаточное отношение KSI I

Верхнее отклонение ES A(I)

Нижнее отклонение EI A(I)

Допуск TA (I)

Координата середины поля допуска

Ec A(I)

A0

0

-

0.3

0

0.3

0.15

A1

950

1

-0.15

-0.45

0.3

-0.15

A2

960

-1

0

-0.3

0.3

-0.15

Точность замыкающего звена обеспечивается неполной взаимозаменяемостью c корректировкой середины поля допуска 1-го звена на 0.01500мм.

Процент риска расчетный 8.3265 %.

Расчётное значение допуска замыкающего звена соответствует действительным значениям, следовательно, метод неполной взаимозаменяемости обеспечивает требуемую точность сборки гидроцилиндра. Для расчёта размерной цепи применялась программа RCW2. В этой программе необходимо ввести следующие параметры рассчитываемой размерной цепи:

1. Число звеньев.

2. Номинальные размеры каждого звена и их верхние и нижние предельные отклонения.

3. Задать передаточное отношение каждого звена.

4. Выбрать тип производства.

4.3 Определение типа производства плунжера гидравлического цилиндра

Такт выпуска рассчитывается по формуле:

,

где m = 1 - сменность работы;

Wд - годовая программа выпуска деталей;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования в часах.

Рассчитаем годовой фонд рабочего времени.

час

где В = 104 дня - количество выходных дней;

П = 8 дней - количество праздничных дней;

С = 8,2 ч - продолжительность смены;

Пр = 8 дней - количество предпраздничных дней;

с = 1 ч - время укорочения смены в предпраздничные дни;

n = 1 - количество рабочих смен в сутки;

Пв = 7 % - потери времени на проведение ремонтов, обслуживание, настройку и подналадку оборудования.

Рассчитаем годовую программу выпуска плунжера гидравлического цилиндра:

где Wпц = 1000 шт - годовой объем выпуска гидроцилиндров;

nд = 1 шт - количество плунжеров, входящих в гидравлический цилиндр;

1 = 10 % - процент деталей, выпускаемых на запасные части;

2 = 10 % - процент деталей, учитывающий выход в брак.

шт

Тогда такт выпуска деталей составит:

мин/шт

Рассчитаем коэффициент серийности по формуле:

где - среднее время выполнения операции на деталях разных наименований (мин/операция)

Принимаем в расчетах: t = 6 мин/операция

Условно и очень приблизительно приняты следующие распределения типов производства в зависимости от :

- поточно-массовое;

- крупносерийное;

- среднесерийное;

- мелкосерийное;

Следовательно, производство принимаем среднесерийным, т.к.

ксер = 16.

4.4 Описание технологического процесса сборки гидравлического цилиндра

При проектировании технологического процесса общей и узловой сборки важное место занимает технический контроль качества производимой продукции. Качество обеспечивается предупреждением и своевременным выявлением брака продукции на всех этапах производственного процесса.

При сборке гидравлического цилиндра проверяют:

- наличие необходимых деталей в собранных соединениях (выполняют осмотром);

- правильность положения сопрягаемых деталей (выполняют осмотром);

- герметичность соединения и плотность прилегания;

- затяжку резьбовых соединений;

- размеры, заданные в сборочном чертеже;

- внешний вид гидравлического цилиндра (отсутствие повреждений деталей, загрязнений и других дефектов, которые могут возникнуть в процессе сборки).

В функцию контроля входит также проверка предписанной последовательности выполнения сборочных переходов.

Выберем вид сборки и форму организационного технологического процесса сборки гидравлического цилиндра.

Выделяют следующие организационные формы технологического процесса сборки:

- Поточная, характерная для сборочных цехов, работающих по крупносерийному и массовому типу производства. Эта сборка обличается высокой степенью непрерывности производственного процесса и широким внедрением автоматизации и механизации.

- не поточная, характерная для сборочных цехов единичного и мелкосерийного типа производства.

В зависимости от конкретных производственных технологических условий сборка может быть:

- стационарной, которая осуществляется без перемещения собираемого изделия, на одном рабочем месте;

- подвижной, при которой изделие после окончания одной сборочной операции на одном рабочем месте перемещается на другое рабочее место, где выполняется следующая операция технологического сборочного процесса.

В технологической части дипломного проекта рассматривается изготовление мелкой партии гидравлических цилиндров в количестве 1000 штук. Поэтому выбираем не поточный стационарный вид сборки.

Для облегчения трудоемкого процесса сборки рабочие места оборудуются универсальными и специальными приспособлениями и инструментами.

Составим технологический процесс сборки гидравлического цилиндра.

На рисунке 16 приведена структурная схема сборки гидравлического цилиндра.

Рисунок 16 - Структурная схема сборки гидравлического цилиндра

Описание технологического процесса сборки гидравлического цилиндра приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Описание технологического процесса сборки гидравлического цилиндра

операции

Эскиз операции

Наименование деталей, подаваемых на сборку

Последовательность сборки

Время сборочных операций, мин

Оборудование и оснастка

1

Цилиндр (1), втулка (3).

В корпус цилиндра (1), установить втулку (3), предварительно смазав тонким слоем смазки ЦИАТИМ - 201.

7

Слесарный стол

2

Плунжер (2), цилиндр (1), кольцо (4).

Установить плунжер (2) в корпус цилиндра (1) и надеть на него кольцо (4), смазав тонким слоем смазки ЦИАТИМ - 201

7

Слесарный стол

3

Кольцо фторопласт (5)

Произвести уплотнение плунжера (2) кольцом фторопластовым (5).

7

Слесарный стол

4

Втулка (6), крышка (7), шайба (8),

болт (9)

Установить на плунжер (2) втулку (6), крышку (7) и закрепить на корпусе цилиндра (1) с помощью шайбы (8) и болта (9).

7

Слесарный стол

4.5 Технологический процесс изготовления гильзы

4.5.1 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность - соответствие требованиям экономичной технологии изготовления. Технологичной называется такая конструкция изделия, которая обеспечивает заданное эксплуатационное качество и позволяет изготавливать ее с наименьшими затратами труда и материалов.

Гильза предназначена, как правило, для установки в него шпинделя. Поскольку наружная поверхность выполнена гладкой с проточками, то гильза является неперемещаемой в узле.

Габаритные размеры детали: наружный диаметр 180 мм, внутренний диаметр 160мм, длина 410 мм. Масса детали составляет 1 килограмм. На наружной поверхности гильзы имеются проточки шириной 4, 6, 15 мм. И наружная, и внутренняя поверхности гильзы имеют фаски.

Выбор способа получения заготовки установлен конструктором. В качестве заготовки используется горячекатаный бесшовный трубный прокат с наружным диаметром D=194мм и внутренним диаметром d=154мм (ГОСТ 8732-78). Заготовку изготавливают путем отрезки на ленточно-отрезном станке от проката. Точность горячекатаного проката ориентировочно соответствует 12-14 квалитету.

4.5.2 Выбор вида и метода получения заготовки. Определение припусков на обработку и размеров заготовки

Припуском называют слой материала, который снимают с заготовки для получения готовой детали. Назначение рациональных припусков имеет важное технико-экономическое значение. Завышенный припуск при обработке резанием приводит к росту числа проходов и толщины снимаемой стружки, что соответственно вызывает увеличение усилий резания, увеличивает возможность возникновения значительных деформаций деталей процессе обработки и уменьшает точность их изготовления, повышает износ инструмента и перерасход электроэнергии. Заниженный припуск не позволяет удалять дефектный слой материала и получать требуемую точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей. Важно не только правильно выбрать припуск, но и добиться постоянства его размеров.

При определении припуска необходимо учитывать конфигурацию и размеры заготовки, назначенные методы обработки, характеристику выбранного оборудования и его фактическое состояние. Допускаемые отклонения величины припуска на обработку партии деталей определяются допуском на припуск, который представляет собой разность между наибольшим и наименьшим припуском. Слишком малые допуски усложняют обработку, слишком большие допуски увеличивают припуск на последующие операции. Допуск на общий припуск является одновременно и допуском на заготовку.

Произведём расчёт для поверхности 180h6. Результаты вычислений приведем в виде таблицы (приложение А). Значения Rz и Т определяем по т. 4.3-4.6 [3].

Расчётный минимальный припуск на обработку:

Далее для конечного перехода в графу “Расчётный размер” записываем наименьший предельный размер детали по чертежу. Для перехода, предшествующего конечному, определяем расчётный размер прибавлением к наименьшему предельному размеру по чертежу расчётного припуска:

Записываем наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру:

Записываем предельные значения припусков как разность наибольших предельных размеров и как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

(4)

Расчет по указанным формулам сведен в таблицу 5.

Определяем общие припуски, суммируя промежуточные припуски на обработку:

мм.

мм.

Рассчитываем общий номинальный припуск:

, (5)

где Нз - нижнее отклонение размера заготовки. Из т.3, стр. 120 [1]

Нз=0,4мм.

Нд - нижнее отклонение размера диаметра. По чертежу Нд=0,025 мм.

мм.

Рассчитываем номинальный диаметр заготовки:

(6)

мм.

Произведём проверку правильности выполнения расчётов:

(7)

мкм.

мкм.

Аналогично и для остальных равенство выполняется.

Приведём схему расположения припусков и допусков на обработку поверхности 140h6.

Таблица 5 - Расчёт припусков поверхности 180h6:

Технологические переходы обработки поверхности 140g6().

Элементы припуска, мкм.

Расчётный припуск 2zmin, мкм.

Расчётный размер dp, мм.

Предельный размер, мм.

Предельное значение припуска, мкм.

Допуск , мкм

Rz

T

dmin

dmax

1.Заготовка

300

400

410

--

182,641

182,6

183,5

--

-

900

2.Обтачивание предварительное

50

50

21

2220

180,481

180,5

180,9

2100

2600

400

3.Обтачивание чистовое

30

30

14

242

180,179

180,179

180,204

321

696

25

4.Шлифование тонкое

5

15

8

148

180,031

180,031

180,039

148

165

8

4.5.3 Обоснование выбора технологических баз

Базирование - это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Базами могут служить плоскости, отверстия, наружные и внутренние диаметры, центральные фаски и даже профильные поверхности, если по отношению к ним следует выдерживать размер, ограниченный допуском.

По назначению базы подразделяются на конструкторские (основные и вспомогательные), технологические и вспомогательные. Конструкторские базы используются для определения положения детали в изделии. Технологические базы используют в процессе изготовления или ремонта для определения положения заготовки или детали при обработке относительно инструмента. Технологическими базами заготовка устанавливается в приспособление станка. Измерительные базы используют при проведении измерений. Технологические базы подразделяются на черновые и чистовые. Черновые базы (необработанные поверхности) заготовки соприкасаются с установочными элементами приспособления, чистовые базы (обработанные поверхности) служат для установки в приспособление.

При базировании заготовок и деталей необходимо соблюдать основные правила: 1) постоянство баз; 2) единство (совмещение) конструкторских, технологических и измерительных баз.

В качестве черновых баз выбираются поверхности:

· обеспечивающие устойчивое положение заготовки в приспособлении;

· необрабатывающиеся и обрабатывающиеся поверхности с наименьшим припуском, от которых задаются размеры или положение других обрабатываемых поверхностей;

· наиболее чистые и точные;

· используемые только один раз, т.к. после первой операции появляются более чистые и точные поверхности.

В первой технологической операции необходимо обрабатывать поверхности, которые будут основными чистовыми базами. Это позволяет обеспечить принцип единства баз. Для чистовых баз выбирают поверхности, руководствуясь следующими правилами:

· выбранная поверхность должна использоваться на всех технологических операциях, кроме первой;

· при отделочных операциях установка должна производиться на основные базы, чтобы при обработке деталь занимала то же положение, что и при работе в изделии;

· базой должна быть поверхность, от которой размер задаётся с наименьшим допуском.

Операция

Схема базирования

Обработка торцов

Обработка наружной цилиндрической поверхности и канавок

Обработка внутренней цилиндрической поверхности

Таблица 4 Ї Схемы базирования

От способа базирования будут зависеть смещения и погрешности при обработке, а, следовательно, и качество готовой детали.

Для третьей схемы базирования пространственное отклонение заготовки (проката) равно:

,

где кор - величина коробления обрабатываемой поверхности, мм.

Величину коробления обрабатываемой поверхности определяем по формуле:

,

где к - удельная кривизна заготовок (при токарной обработке), мкм/мм.

Значение к берём из т. 4.8 [3]; к = 1 мкм/мм.

мм.

Определим погрешность установки:

,

где б - погрешность базирования, мм.

Так как деталь устанавливается по длине, то погрешность базирования равна допуску на размер L: б=4 мм;

з - погрешность закрепления, мм. Из таблицы 4.11 [3] в осевом направлении з=0,13 мм, в радиальном направлении з=0,8 мм.

пр - погрешность положения заготовки в приспособлении.

Принимаем пр=0,05 мм. Тогда погрешность установки заготовки в центрах будет равна:

мм.

мм.

4.5.4 Выбор применяемого оборудования

Выбор оборудования и инструмента является одним из основных этапов разработки технологического процесса.

Выбор оборудования производится по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. При выборе оборудования учитывается минимальный объём приведенных затрат на выполнение технологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию.

Станки для проектируемого технологического процесса выбираются по результатам предварительного анализа возможных методов обработки поверхности, точности, шероховатости поверхности, припуска на обработку, режущего инструмента и типа производства.

С учётом вышеизложенных фактов для изготовления детали “гильза” целесообразно выбрать токарно-револьверный станок модели 1К341. Его основные характеристики приведены в таблице 3.

Таблица 3 Ї Характеристики токарно-револьверного станка 1К314

Цена и технические характеристики

Цена, руб

3500

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм

над станиной

над суппортом

400

Ї

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм

40

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм

100

Частота вращения шпинделя, мин-1

60; 100; 150; 265; 475; 800; 1180; 2000

Подача револьверного суппорта, мм/об

0,03; 0,06; 0,12; 0,25; 0,5; 1; 2

Поперечная подача, мм/об

0,15; 0,3; 0,6

Расстояние от шпинделя до револьверной головки, мм

82…630

Габариты станка, мм

3000?1200

Мощность электродвигателя, кВт

5,5

Категория ремонтной сложности

26

Данный станок предназначен для обработки деталей из прутка и штучных заготовок в условиях серийного и крупносерийного производства. На станке могут выполнятся такие виды обработки, как обтачивание, растачивание, протачивание канавок (наружных и внутренних), сверление, зенкерование, нарезание резьбы плашками, метчиками, самораскрывающимися резьбонарезными головками и устройствами. С помощью копировального устройства на станке можно также производить обтачивание конических поверхностей. Точность обработки на револьверных станках - 9-го квалитета, параметр шероховатости обработанной поверхности - до Ra 2,5.

Для фрезерования торцов используем горизонтально-фрезерный станок 6Р10. Для шлифования используем круглошлифовальный станок-полуавтомат ЗМ185А.

Для обработки детали из [2] выбираем следующие инструменты и приспособления:

фреза торцовая насадная со вставными ножами ТУ2.035.0224638.1155-88 или с механическим креплением пятигранных пластин ГОСТ 22087-76;

проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18877-73 (для обработки цилиндрических поверхностей и снятия фасок поперечной подачей);

расточной резец с напайными пластинами ГОСТ 18882-73;

резец расточной с механическим креплением многогранных минералокерамических пластин ГОСТ 26612-85;

шлифовальный круг прямого профиля (тип ПП) на керамической связке ГОСТ 2424-83;

трехкулачковый самоцентрирующийся патрон с люнетом

ГОСТ 2675-80;

оправка разжимная с гофрированными втулками ГОСТ 2778-80;

штангельциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80;

образцы шероховатости ГОСТ 9378-75.

4.5.5 Режимы обработки детали

Основными элементами резания при токарной обработке являются: скорость резания V, подача S и глубина резания t.

Режимы резания при обработке детали рассчитаем расчетным методом.

а) При точении скорость резания рассчитываем по формуле:

;

где Т - среднее значение стойкости, мин;

(при одноинструментной обработке Т=60 мин)

t - глубина резания;

S - подача;

Cv = 56; m = 0,125; y =0,66; x=0,25.

Значение величины подачи S берём из т. 11-14 [2].

Значение коэффициентов C и показателей степеней выбираем из т. 8 [2]

Коэффициент K определяется по формуле

где Km - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

Kп - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;

Ku - коэффициент учитывающий материал инструмента;

Значение коэффициентов Km, Ku и Kп выбираем из т. 1-6 [2].

Km = 0,8; Ku = 1; Kп = 0,8.

Определим число оборотов шпинделя станка.

где V - cкорость резания;

D - диаметр обрабатываемой поверхности;

Определяем основное технологическое время

где lр.х. - длина рабочего хода резца, мм;

i - количество проходов, шт.

б) Скорость резания при фрезеровании:

v = Cv·Kv·Dq/(Tm·tx·sy·Bp·Zp);

где Bp и Zp - справочные коэффициенты.

Для отрезания, прорезания пазов:

KMv = 0,80; KПv = 0,85; KИv = 1,68.

Результаты расчётов по приведенным выше формулам заносим в таблицу 10.

Таблица 6. Расчет режимов резания

наименование переходов

t мм

l p.x.

i шт

S мм?об

V м?мин

n об?мин

nпр

об?мин

То

Фрезерная черновая

0,30

180,00

1

0,60

18,5

48

80

0,104

Точение черновое

3,10

410,00

1

1,20

87,2

225,7

250

0,08

Точение чистовое

0,25

410,00

1

1,10

173,2

448,5

400

0,06

Точение черновое

3,10

15,00

1

1,20

87,2

225,7

250

0,08

Точение чистовое

0,25

15,00

1

1,10

173,2

448,5

400

0,06

снятия фаски 1х45 черновое

1

1,00

1

1,1

122,5

317,2

315

0,003

снятия фаски 1х45 черновое

1

1,00

1

1,1

122,5

317,2

315

0,003

Растачивание черновое

3,10

40,00

1

1,20

87,2

198,4

200

0,17

Растачивание чистовое

0,25

40,00

1

1,10

173,2

394

400

0,091

шлифование

-

40

1

0,5

18

40,95

80

1

В итоге имеем То,общ= 1,66 мин.

4.5.6 Разработка технологического маршрута изготовления

При разработке технологического процесса следует руководствоваться следующими принципами:

при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками;

в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые являются базовыми в дальнейшей обработке;

в начале технологического процесса следует осуществлять те операции, в которых велика вероятность получения брака из-за дефекта.

Технологический процесс записывается по операционно, с перечислением всех переходов.

005 Операция фрезерная

Оборудование - горизонтально-фрезерный станок марки 6Р10.

Фреза торцовая насадная со вставными ножами ТУ2.035.0224638.1155-88 или с механическим креплением пятигранных пластин ГОСТ 22087-76. Фрезеровать торцы в размер 410.

010. Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки 165. Используется проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18877-73. Обточить начерно поверхность 182.

015. Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в самоцентрирующий патрон по наружнему диаметру.

В качестве базы используем необработанную наружнюю поверхность 182. Используется расточной резец с напайными пластинами ГОСТ 18882-73. Расточить начерно поверхность 163.

020. Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки 163. Используется проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18877-73. Обточить начисто поверхность 180. Проточить канавки 175. Обточить фаски.

025. Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в самоцентрирующий патрон по наружнему диаметру.

В качестве базы используем наружнюю поверхность 180. Используется расточной резец с напайными пластинами ГОСТ 18882-73. Расточить начисто поверхность 163. Расточить фаски.

030. Операция шлифовальная.

Оборудование - круглошлифовальный станок-полуавтомат ЗМ185А.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки 160.. Используется шлифовальный круг прямого профиля (тип ПП) на керамической связке ГОСТ 2424-83.

045. Контрольно-измерительная.

Используется штангельциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80.

Проверить размеры 410, 180, 160, 175.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Задача безопасности жизнедеятельности состоит в защите человека от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

B современных условиях, для реализации поставленных задач, особое значение приобретает применение принципов обеспечения безопасности труда на базе совершенствования техносферы и снижения ее негативного влияния на человека и природу до допустимых уровней.

Достижение этих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи защиты природы от губительного влияния техносферы.

Первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе.

Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. K сожалению, появление жилища, применение огня и других средств защиты, совершенствование способов получения пищи - все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.

На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины ХIХ века - начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В ХХ веке на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, a в ряде случаев к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали:

высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;

рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;

интенсивное развитие промышленности и сельскохозяйственного производства;

?массовое использование средств транспорта;

рост затрат на военные цели и ряд других вопросов.

B своей деятельности человек, как правило, не осознает, что нарушает закономерности протекания природных процессов, вызывает нежелательные для себя изменения и не предвидит последствия, которые могут вызвать частичную, a иногда и полную деградацию экосистем. Но если до некоторых пор механизмы саморегуляции компенсировали возмущающие антропогенные воздействия, то особенностью современного этапа развития планеты является то, что система производства и размах человеческой деятельности достигли масштабов, сопоставимых c масштабами природных явлений. Разрушительная деятельность человека породила конфликт между обществом и природой, создала проблемы, которые получили название экологических.

Человек и окружающая среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества, информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой.

Эволюция природных процессов и явлений, в том числе и человека, в конечном счете привела сообщество к озабоченности судьбой биосферы, представляющей собой ныне неразделенное единство природных, техногенных, дyxовных элементов.

Основная цель безопасности жизнедеятельности - защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижения комфортных условий жизнедеятельности.

5.1 Микроклимат рабочей зоны производственных помещений

Организм человека постоянно находится в состоянии теплового обмена c ОС

Основную роль в этом процессе играет система терморегуляции человека. Она регулирует теплообмен организма с окружающей средой и поддерживает почти постоянную температуру около 37 °C. Отдача теплоты организмом человека в ОС происходит в результате теплопроводности через одежду, конвекции, излучения на окружающие поверхности, испарения влаги с поверхности кожи. Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха.

На процесс теплообмена оказывают влияние метеорологические условия среды ( микроклимат) и характер работы.

Показатели, характеризующие микроклимат в производственных помещениях:

температура воздуха;

-температура поверхностей;

относительная влажность воздуха;

-скорость движения воздуха:

интенсивность теплого облучения.

Санитарные нормы и правила (Сан ПиН 2.2.4.548-96) предназначены для предотвращения неблагоприятного воздействия микроклимата рабочих мест производственных помещений на самочувствие , функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека. Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест c учетом периодов года (теплый - среднесуточная температура наружного воздуха более +10 ° C, холодный ниже этой температуры.)

Разграничение работ по категориям осуществляются на основе интенсивности энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). Характеристика работ -1а,16,11а, 11Б. 111.

Таблица 1.1 Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах

Периодгода

Категория работ по уровню

энергозатрат,ВТ

Температура

воздуха

°С

Температура

Поверхностей°С

Относительная

влажнось %

Скорость

движ.

Воздуха

м/с

Холодный

11 а (175-232)

19-21

18-22

60-40

0,2

116 (233-290)

17-19

16,20

0,2

Теплый

11а (175-232)

20-22

19-23

0,2

116 (233-290)

19-21

18-22

0,2

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Эти показатели микроклимата необходимо соблюдать на рабочих местах производственных помещений, на которых проводятся работы операторского типа. B помещениях, оборудованных системами кондиционирования воздуха, метеорологические условия в пределах оптимальных условий следует обеспечивать в соответствии c данными таблицы 1.1.

B нашей стране нормируются два уровня метеорологических условий: оптимальный и допустимый. Оптимальными являются такие сочетания параметров микроклимата, которые обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности; допустимыми - такие, при которых не возникает нарушения состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные ощущения ухудшающие самочувствия и снижение работоспособности.

Анализ опасных и вредных факторов автоматической линии для резки рулонной стали c гидроприводом подачи.

Используемые в автоматизированном производстве электрические системы c электромагнитными муфтами, создают электромагнитные поля (ЭМП), излучения которых могут превышать нормативно - допустимые значения. Для снижения излучений электрической и магнитной напряженности, плотности потока энергии необходимо использовать поглощающие и отражающие экраны, индивидуальные средства защиты, очки.

Для защиты операторов от электростатических полей необходимо зaземлять экраны или устанавливать нейтрализаторы.

Помещения в которых проводят настройку, регулирование и испытание управляющих систем необходимо устраивать так, чтобы при включении на полную мощность , излучение не проникало в смежные помещения и окружающую среду. Для уменьшения мощности излучения используют коаксиальные или волноводные поглотители мощности.

Допустимые параметры электромагнитных излучений и напряженность электрического поля не должны превышать:

для напряжения электрического поля в диапазоне частот 2Гц-2кгц - 25 В/м

для плотности магнитного потока

диапазоне частот 5Гц - 2 кГц -250 н Тл,

в диапазоне частот 2кГц -400 кГц -25 н Тл;

- для поверхностного электростатического потенциала - 500 B

Электрооборудование автоматизированной линии резки рулонной стали включает дистанционный пульт управления. Электросхема позволяет работать в следующих режимах: наладочном, заправки, автоматическом. Работа автоматической линии для резки рулонной стали осуществляется системой управления по заданному технологическому циклу c соблюдением блокировок по программе в памяти свободно программируемого контроллера . Режимы работы линии задаются c центрального пульта переключателями.

Рукоятки рубильников изготавливаются из изоляционного материала от случайного прикосновения обслуживающего персонала при открытых дверях шкафа или ниши и попадания под действие электрического тока.

Каждая единица станочного оборудования, объединенная в автоматическую линию должна иметь вводной выключатель ручного действия ,размещенный в удобном для обслуживания и безопасном месте и предназначенный для подключения к питающей сети.

5.2 Электробезопасность при работе с гидроприводом автоматической линии поперечной резки электротехнической стали

Действие электрического тока на организм человека носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.

Исход поражения человека электротоком зависит от многих факторов: силы тока, времени прохождения тока через организм ,характеристики тока (переменный или постоянный), пути тока в теле человека, при переменном токе от частоты колебаний.

Ток, проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которым может оказаться работник, а так же от суммарного сопротивления, в которое входит сопротивление тела человека. На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическое, психическое состояния. Нездоровье, утомление, голод, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления.

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Переменный ток опаснее постоянного, однако, при высоком напряжении (более 500 B) опаснее постоянный ток.

Напряжение прикосновения (ГОСТ12.1.О38-82)

Таблица

Род

пере

мен

50 Гц

Нормируемая

Величина

п,М/С

I, м A

Предельно допустимые уровни, при продолжительности

воздействия тока, c ( секундах)

00

1

65

0

01

02

0,з

04

О5

О6

07

08

09

10

СВ

1

Температура, влажность ) увеличивают опасность поражения током.

B отношении опасности поражения током помещение механической обработки токарными полуавтоматами относится к особо опасным. K Техническим способами средствам защиты относятся: изоляция токоведущих частей c устройством непрерывного контроля, ограждения, электрическое разделение сетей , применение малых напряжений. B сети c изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 4 Ом, а при мощности генераторов (трансформаторов) 100 кВ. А не более 10 Ом при сопротивлении изоляции 0,5 M Ом.

При напряженности электростатического поля менее 20 кВ/м время пребывания на участках механической обработки не регламентируется. Используемые в автоматизированной системе электрические системы c

электромагнитными муфтами создают электромагнитные поля (ЭМП), излучения которых могут превышать нормативно допустимые значения. Для снижения излучений электрической и магнитной напряженности, плотности потока энергии необходимо использовать поглощающие и отражающие экраны. Для защиты операторов от электростатических полей необходимо заземлять экраны и устанавливать нейтрализаторы напряжений. Помещения, в которых проводят настройку, регулирование и испытание управляющих систем необходимо устраивать так, чтобы при включении на полную мощность, излучение не проникало в смежные помещения и в окружающую среду (ОС). Для уменьшения мощности излучения целесообразно использовать коаксиальные или волновые поглотители мощности. Рукоятки рубильников изготавливают из изоляционного мате- риала от случайного прикосновения при открытых дверях шкафа или ниши и попадания под действие тока.

Для предотвращения попадания человека в опасную зону применяют оградительные устройства , которые подразделяются по конструктивному исполнению на: -кожухи, дверцы, щиты, щитки, козырьки, экраны, по способу изготовления на: сплошные, сетчатые, решетчатые, комбинированные по способу их установки: стационарные , передвижные.

Предохранительные защитные устройства предназначены для автоматического отключения рабочих органов и машин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работы оборудования за пределы допустимых значений.

B соответствии c ГОСТ12.4.125-83 они по характеру действия подразделяются на блокировочные и оградительные.

Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону , либо на время пребывания его в этой зоне устраняют опасные факторы. По принципу действия они делятся на механические, электрические, электронные, электромагнитные , пневматические и т.д.

При работе со стендом используется электромагнитная блокировка самовыключения насосной установки при открытой крышке силовых электроприводов и при отключении и включении напряжения сети.

Устройства дистанционного управления позволяют контролировать работу оборудования c безопасного расстояния от стенда. На стенде применено дистанционное включение электродвигателя насосной установки, дистанционное управление электромагнитами, гидрораспределителем и порошковым электромагнитным тормозом.

Средства автоматического контроля и сигнализации подразделяются по назначению на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания: на автоматические и полуавтоматические.

Мероприятия электробезопасности обеспечиваются недоступностью токоведущих частей путем использования изоляции, ограждений, применением низких напряжений (менее 42 B) , разделением цепей на участки при помощи трансформаторов, выравниванием потенциала земли для устранения шагового напряжения за счет использования групповых зaземлителей, применением средств индивидуальной и Коллективной защиты.

Освещение регламентируется строительными нормами и правилами СНиП 23.05-95 «Естественное и искусственное освещение», согласно которым в зависимости от категории зрительной работы нормируется освещенность . Искусственная освещенность при работе со стендом на дистанционном пульте управления составляет 300 лк.

Коэффициент естественного освещения обеспечивается через боковые световые проемы и составляет кео =1 .

Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, a также в пределах окружающего пространства.На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени, в поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Показатель ослепленности для категории зрительной работы V разряда, подразряда «a» составляет 40 , a коэффициент пульсации к=20 %..

Для повышения уровня автоматизации необходимо иметь автоматизиро ванные приводы, содержащие автономные регуляторы и автоматические устройства. Применение гидроприводов позволяет повысить точность, надежность,

Гидропривод имеет ряд преимуществ перед другими приводами:

· получение больших усилий и мощностей при ограниченном размере гидродвигателя;

· широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости;

· возможность работы в динамических режимах;

· защиту системы от перегрузок;

· точный контроль действующих усилий;

· получение прямолинейных движений без кинематических

преобразований.

Однако, наряду c огромными преимуществами, гидроприводы имеют недостатки.

Прежде всего это загрязнение окружающего пространства утечками рабочей жидкости в результате интенсивного износа подвижных уплотнений и потери герметичности неподвижных уплотнений, рaзрыва рукавов высокого давления от циклического воздействия гидроударов и забросов давления. При утилизации рабочих жидкостей гидросистем имеют место отходы ,так как они практически не поддаются полной переработке.

Тепловое загрязнение, возникающее из-за больших энергетических потерь и обусловленные низким коэффициентом полезного действия гидроприводов .

Потеря герметичности уплотнений возникает в результате износа резиновых элементов. Интенсивность износа резиновых элементов сильно зависит от рабочей температуры в зоне контакта резины и других частей оборудования. При повышении температуры стойкость резиновых уплотнений резко падает, причем обвальный износ происходит уже на верхней границе допустимых температур для гидросистем. Это явление весьма значительно сказывается при повышении температуры рабочей жидкости и приводит к потере герметичности соединения, сопровождаемой утечками рабочей жидкости в окружающее пространство, рабочую зону, a при работе гидросистем на открытом месте - засорение почвы и проникновением в грунтовые воды. Во избежание этих последствий необходимо уменьшить рабочую температуру гидросистем установкой охлаждающих устройств.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.