Станок для сверления отверстий

Принимаем Х=8 мм. Смещение колес относительно внутренней стенки корпуса привода равно Х₁=10мм Х₂=3мм. Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес

У=4Х=4*8=32 мм. (1.8.45)

В зависимости от принятого конструкторского решения подшипниковых узлов они должны быть утоплены на Т=10 мм и Т₁=2,5 мм.

Графическим способом находим l_м=75 мм, l_Б=68 мм, l_Б1=38 мм, l_Б2=30 мм, L_Б=76 мм,

l_Т=56 мм, l_Т1=33 мм, l_Т2=23 мм.



рис. 1.8.5 - Компоновка привода

1.8.5 Проектный расчёт валов привода сверлильной головки, построение эпюр

Определение реакций в опорах

Силы здесь изображены как сосредоточенные, приложенные в серединах ступиц. Линейные размеры (мм) в предположении установки валов шариковые радиальные однорядные ГОСТ 8338-75 1204 с параметрами d_п=20 мм, В=14 мм, D=47 мм легкой серии берут по компоновочной схеме: l_м=75 мм, l_Т=56 мм, l_Т1=33 мм, d_вых=14 мм, lвых=29 мм, l_Т2=23 мм, d₁=54 мм; l_Б=68 мм, l_Б1=38 мм, l_Б2=30 мм, l_с=30 d_С= 5 мм, d₂= 40 мм. Силы в зацеплении: F_f = 378 H, F_r =138 Н, F_a = 0 Н.

Тихоходный вал привода соединяется с муфтой упругой втулочно-пальцевой. Тогда

F_M = = = 160 Н. (1.8.46)

где - Т₂ вращающий момент на тихоходном валу, Нм.

Направление F_M заранее не известно и на расчетной схеме показано условно.

Быстроходные валы соединены с патронами, в которых закрепляется сверла.

В результате воздействия сверл на блок возникает осевая сила, которая

равна (9):

F₀=10СрD^gS^yKр, (1.8.47)

где D- диаметр сверла;

S - подача при сверлении;

Kр - коэффициент, учитывающий фактические условия работы, в данном случае зависит только от обрабатываемого материала Kр=1;

Ср, g, y - показатели степени приведения при сверлении.

F₀=109,85¹0,2^0,71,5=238Н.



рис. 1.8.6 - Расчетные схемы для определения реакций опор валов привода

Тихоходный вал

Реакции от сил в зацеплении

1 В вертикальной плоскости, Н

а) определяем опорные реакции

;(1.8.48)

(1.8.49)

Проверка

реакции найдены правильно.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х по сечениям, Нм

М_ХБ=0; М_ХА=0; М_ХГ=R_АУ* =56,7*0,033=1,9 Нм; М_ХВ=0;

М_ХГ=-R_ВУ* =-81,3*0,023=-1,9 Нм.

рис. 1.8.7 - Схема действия сил и расчетная схема тихоходного вала

2 Горизонтальная плоскость

а) определяем опорные реакции, Н

;(1.8.50)

; (1.8.51)

Проверка

реакции найдены

правильно.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У по сечениям, Нм

М_УБ=0; М_УА= ; М_УГ= + R_АХ*=160* (0,075 +0,033)+219*0,033=24,5Нм; М_УВ=0;

3. Строим эпюры крутящих моментов, Нм

М_К= М_Z= F_f1d₁/2=378*0,054/2=10,2 Нм

4. Определяем суммарные радиальные реакции, Н

В связи с тем, что на первый тихоходный вал действуют силы второго зубчатого колеса которые равны

R_АХ= R_АХ2=219Н; R_АУ= R_АУ2=-56,7Н; R_ВХ= R_АВ2=437Н; R_ВУ= R_ВУ2=81,3Н;

М_АХ=М_АХ2= 0; М_АУ=М_АУ2= 12 Нм; М_ГХ=М_ГХ2= 1,9 Нм; М_ГУ=М_ГУ2= 24,5 Нм;

Н(1.8.52)

Н(1.8.53)

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм

(5.9)

(1.8.54)

Быстроходный вал

Реакции от сил в зацеплении:

1 В вертикальной плоскости, Н

а) определяем опорные реакции

;(1.8.55)

(1.8.56)

Проверка

реакции найдены

правильно.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х по сечениям, Нм

М_ХС=0; М_ХК=-R_СУ*=85,4*0,038=-3,3 Нм; М_ХД=-R_СУ*=85,4*0,068=-5,8 Нм; М_ХЛ=0;

М_ХК=-R_ДУ*=52,6*0,030=-1,6 Нм.

рис. 1.8.8 - Схема действия сил и расчетная схема быстроходного вала

2 Горизонтальная плоскость

а) определяем опорные реакции, Н

;(1.8.57)

;(1.8.58)

Проверка

реакции найдены

правильно.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У по сечениям, Нм

М_УC=0; М_УК=

; М_УЛ=0;

3 Строим эпюры крутящих моментов, Нм

М_К= М_Z= -F_f2 *d₂/2=378*0,040/2=-7,6 Нм

4 Определяем суммарные радиальные реакции, Н

В связи с тем, что на второй тихоходный вал действуют силы третьего зубчатого колеса, которые равны

R_СХ= R_СХ2=-167Н; R_СУ= R_СУ2=-85,4Н; R_ДХ= R_ДХ2=211Н; R_ДУ= R_ДУ2=52,6 Н;

М_СХ=М_СХ2= 0; М_СУ=М_СУ2= 0 Нм; М_КУ=М_КУ2= -6,4 Нм; М_ДХ=М_ДХ2= -5,8 Нм;

М_ДУ=М_ДУ2= -0,02 Нм; М_КХ=М_КХ2= -3,3 Нм;

Н

Н

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм

(5.9)

1.8.6 Проверочный расчет подшипников привода сверлильной головки

Исходные данные:

а) частота вращения валов ;

б) требуемая долговечность ;

в) сведения о подшипнике 204:

;

г) реакции в опорах:

;

;

;

г) сведения о подшипнике 7000103:

; ;

265,3 Н

307,5 Н

Подбор подшипников для первого тихоходного вала

рис. 1.8.9- Расчетная схема тихоходного вала

Определяем соотношение

для опоры А:

X₂ = 1; Y₂ = 0.

для опоры В

X₂ = 1; Y₂ = 0.

Эквивалентные динамические нагрузки

, где(1.8.59)

а) коэффициент вращения: V=1, т.к. вращается вал;

б) коэффициент безопасности: ;

в) температурный коэффициент: , т.к. ;

Т. к. Р_В > Р_А, то подшипник опоры В более нагружен и для нее

рассчитываем долговечность.

Находим расчетную динамическую грузоподъемность

(1.8.60)

Н

Условие выполняется.

Долговечность подшипника для опоры В

(1.8.61)

,

поэтому предварительно назначенный

подшипник 204 пригоден.

Подбор подшипников для второго быстроходного вала

рис. 1.8.10 - Расчетная схема быстроходного вала

Определяем соотношение

для опоры С:

X₂ = 1; Y₂ = 0.

для опоры Д

X₂ = 1; Y₂ = 0.

Эквивалентные динамические нагрузки

, где

а) коэффициент вращения: V=1, т.к. вращается вал;

б) коэффициент безопасности: ;

в) температурный коэффициент: , т.к. ;

Т. к. Р_Д > Р_С, то подшипник опоры Д более нагружен и для нее

рассчитываем долговечность.

Находим расчетную динамическую грузоподъемность

Условие выполняется.

Долговечность подшипника для опоры Д



, поэтому предварительно назначенный

подшипник 7000103 пригоден

1.8.7 Выбор и проверка муфт

рис. 1.8.11

Условия выбора муфты

а) мм;

б)

(1.8.62)

T_муфты = 31,5 Н м.

Расчет муфты

а) Расчет по напряжениям смятия:

;(1.8.63)

;(1.8.64)

(1.8.65)

мм², (1.8.66)

б) Расчет по напряжениям изгиба:

;

;(1.8.67)

(1.8.68)

мм; (1.8.69)

мм³; (1.8.70)

МПа, (1.8.71)

где - предел текучести материала пальцев.

Выбираем МУВП (Муфта 31.5-18-1-У3 ГОСТ 21424-93)

1.8.8 Расчет шпоночных соединений

Расчет шпоночного соединения первого ведущего вала и муфты

Рассчитаем шпоночное соединение для передачи вращающего момента Т₁=13 Нм с полумуфты на тихоходного вала привода.

Примем, что участка d=18 мм тихоходного вала под муфту имеет цилиндрическую форму.

Шпонка призматическая (табл. К43 (8)): b = 6 мм, h = 6 мм, t₁ = 3,5 мм. Длина шпонки l=40 мм, рабочая длина l_р = l - b = 40 - 6 = 34 мм.

Расчетные напряжения смятия

Условие прочности на смятие:

(1.8.72)

что меньше []_см = 90 Н/мм² для чугунной ступицы полумуфты. Условие выполняется и принимаем шпонку 6*6*40 ГОСТ 23360-78

Расчет шпоночного соединения второго ведомого вала с зубчатым колесом

Рассчитаем шпоночное соединение для передачи вращающего момента Т₁=8,5 Нм с тихоходного вала привода на быстроходный.

Примем, что участка d=20 мм быстроходного вала имеет цилиндрическую форму.

Шпонка призматическая (табл. К43 (8)): b = 6 мм, h = 6 мм, t₁ = 3,5 мм. Длина шпонки l=20 мм, рабочая длина l_р = l - b = 20 - 6 = 14 мм.

Расчетные напряжения смятия

Условие прочности на смятие:

что меньше []_см = 110 Н/мм² для стальной ступицы зубчатого колеса. Условие выполняется и принимаем шпонку 6*6*20 ГОСТ 23360-78.

1.8.9 Проверочный расчет вала

Эпюры построены для значений расстояний и радиальных реакций, соответствующих установки вала на окончательно выбранных подшипниках.

Из сопоставления размеров валов и эпюр моментов следует, что наиболее опасные сечения находятся на быстроходном валу полом валу привода.

Принимаем материал вала сталь 45. Выписываем

, , , .

В соответствии с формой вала и эпюрами изгибающих М_X, М_Y и вращающего М_К моментов предположительно опасным сечением является сечение Д - место установки подшипника.

Расчет сечения Д на статическую прочность

Суммарные изгибающие моменты:

Н м;(1.8.73)

Осевой момент сопротивления сечения для полог вала

W=рd³/32(1-(d₁/d)⁴) (1.8.74)

W=3,14 х 17³/32 *(1-(6/17)⁴)=475 мм³

Эквивалентное напряжение

(1.8.75)

Коэффициент запаса прочности по текучести при коэффициенте перегрузки К_п=2,5.

(1.8.76)

Статическую прочность вала в сечении Д обеспечивается.

Расчет сечения Д на сопротивление усталости

Определим амплитуду напряжений цикла в опасном сечении:

Н/мм²(1.8.77)

Н/мм², (1.8.78)

где W_К=рd³/16=3,1417³/16=964 мм³(1.8.79)

Внутреннее кольцо подшипника качения устанавливается на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении Д-посадка с натягом. По табл. 12.18 (7) имеем:

Посадочная поверхность вала под подшипник шлифуется (R_a=0,4 мкм) тогда

=1;=1

Коэффициенты концентрации напряжений в рассматриваемом сечении:

;(1.8.80)

.(1.8.81)

Пределы выносливости в сечении вала:

Н/мм²; (1.8.82)

Н/мм². (1.8.83)

Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба и

кручения :

(1.8.84)

.(1.8.85)

Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении Д

(1.8.86)

Сопротивление усталости в сечении Д обеспечено.

1.9 Обоснование выбора стандартного пневматического устройства привода для системы подачи книжного блока

В разделах 1.4, 1.5 и 1.7 обоснована и показана кинематическая схема подачи книжного блока с применением пневмопривода (рис. 1.5.1). Предлагаемая в разделе 1.7 схема пневмопривода (рис. 1.7.5) разработана с учетом использования стандартных комплектующих. Для составления принципиальной схемы устройства подачи книжного блока необходимо выбрать по каталогам производителя набор конкретных узлов.

Из множества производителей пневматических устройств выбираем международный концерн FESTO, который является одним из ведущих мировых поставщиков пневматических и электромеханических систем для автоматизации производства различных отраслей промышленности. Среди производителей пневматики "Festo" в 1990 году первой получила сертификат качества по ISO 9001. Пневматика является основной сферой деятельности компании Festo во всем мире. В России FESTO работает уже 20 лет и предлагает своим заказчикам 20.000 наименований пневматических устройств, среди которых пневмоцилиндры, распределители, позиционеры, воздушные фильтры, осушители воздуха и другая аппаратура, работающая на сжатом воздухе. Каталог "Пневматические средства автоматизации", выпущенный FESTO на русском языке, содержит более 13 тысяч изделий.

В разделе 1.7 в качестве движущего элемента привода книжного блока предложена конструкция (рис. 1.7.3). В каталоге FESTO этому устройству соответствует класс приводов с линейной направляющей, в частности раздел мощных мини-суппортов типа SLT. Этого типа мини-суппорты приводятся в движение цилиндрами двустороннего действия с двумя поршнями. Для выбора конкретной модели в каталоге предложена следующая форма классификации:



рис. 1.9.1

Из рисунка 1.9.1 следует, что величина диаметра поршня и ход перемещения являются определяющими для данного класса устройств. В разделе 1.7 определили, что относительное перемещение устройства подачи книжного блока не будет более 50 миллиметров. Принимаем эту величину за параметр хода. Для выбора мини-суппорта необходимо задать еще диаметр поршня.

Из теории пневматики известно, что диаметр поршня и давление воздуха влияют на величину усилия развиваемую штоком цилиндра (рис. 1.9.2).

рис. 1.9.2

где: 1 - шток, диаметр d; 2 - поршень, диаметр D; 3 - цилиндр

В зависимости от подачи сжатого воздуха в одну из камер цилиндра 3, поршень 2 совершает прямой или обратный ход. Усилие F, которое возникает, при этом, на конце штока 1 определяется по формуле:

(1.9.1)

где; S - площадь рабочей поверхности поршня, P - давление сжатого воздуха.

Из рисунка 1.9.2 следует, что в случае прямого хода поршня площадь рабочей поверхности поршня определяется как:

(1.9.2)

В случае обратного хода поршня его площадь рабочей поверхности меньше на величину площади поперечного сечения штока и определяется как:

(1.9.3)

В соответствии с приведенными выражениями усилие F, возникающие при прямом ходе, больше усилия, возникающего при обратном ходе поршня. Это обстоятельство отражается на величинах усилий в таблице каталога FESTO (рис. 1.9.3). Приведенные в этой таблице теоретические значения усилий выдвижения (прямой ход) больше соответствующих значений усилий втягивания (обратный ход).

рис. 1.9.3

По этой таблице, зная величину усилия выдвижения или втягивания, можно выбрать необходимый диаметр поршня.

Необходимые усилия выдвижения, для перемещения книжного блока определим экспериментально. В качестве объекта эксперимента возьмем одношпиндельный станок с ручным приводом Citoborma 111. Замер усилий давления, оказываемых книжным блоком на рабочий стол во время сверления, показал значения в диапазоне от 6кГс до 9кГс (килограмм-сила) в зависимости от скорости подачи. Возьмем в качестве величины усилия максимальное значение в 9кГс. Так в разрабатываемом станке одновременно участвуют в работе 4 сверла, увеличим экспериментальное полученное значения прилагаемого усилия в 4 раза и получим значение - 36кГс. Переведенное в ньютоны эта величина преобразуется в 360Н., что по таблице на рисунке 1.9.3 соответствует диаметру поршня в 20 мм. Учитывая, что в реальности усилия могут быть больше (влияние сил трения, инерции и т.п.), возьмем большее значение диаметра, предельное для данного типа - 25 мм.

Таким образом, выбрали тип мини-суппорта по классификации на рис. 1.9.1 следующего типа:

SLT-25-50-P-A,

Это означает: мини-суппорт типа SLT с диаметром поршня - 25 мм, ходом - 50 мм, с упругим не регулируемым демпфированием и опросом положений с помощью датчиков положений. Наличие запаса по величине развиваемых мини-суппортом усилий, позволит путем регулирования клапанов настроить более плавную характеристику перемещения книжного блока, с наименьшим ускорением и без удара по концам сверл.

Полная характеристика выбранного типа мини-суппорта представлена в таблице на рис. 1.9.4.

Выбор пневматического привода прижима бумажного блока осуществляется по аналогичной схеме. Представленному на рисунке. 1.7.2 приводу по каталогу FESTO соответствует привод с направляющими типа DFM. Эти приводы имеют двустороннее действие с одним поршнем.

Мини-суппорт SLT-25-50-P-A - 170578

Характеристика	Значение
Ход	50 мм
Настраиваемый диапазон крайних положений/хода	12 мм
Диаметр поршня	25 мм
Демпфирование	Упругие демпфирующие кольца или диски в крайнем положении (Р)
Направляющая	Шариковая направляющая
Определение позиции	с датчиком приближения
Рабочее давление	1 - 10 бар
Максимальная скорость выдвижения	0,8 м/с
Максимальная скорость втягивания	0,8 м/с
Режим работы	двустороннего действия
Рабочая среда	Осушенный сжатый воздух, с маслом или без масла
Окружающая температура	-20 - +60 °C
Энергия удара в крайних положениях	0,5 Дж
Макс. усилие Fy	1080 Н
Макс. усилие Fz	1080 Н
Макс. момент Mx	12 Нм
Макс. момент My	12 Нм
Макс. момент Mz	11 Нм
Теоретическое усилие при 6 бар, обратный ход	495 Н
Теоретическое усилие при 6 бар, прямой ход	590 Н
Перемещаемая масса	1043 г
Вес продукта	2197 г
Тип крепления	со сквозным отверстием
Информация о материале крышки	Обработанный алюминиевый сплав
Информация о материале уплотнений	HNBR
Информация о материале, корпус	Обработанный алюминиевый сплав
Информация о материале штока	Легированная сталь, нержавеющая

рис. 1.9.4

Для выбора конкретной модели в каталоге предложена следующая форма классификации (рис. 1.9.5).

рис. 1.9.5

В соответствии с техническими заданиями на проектируемый станок толщина книжного блока варьируется от 10 мм до 40 мм. Исходя из этого, принимаем величину хода - 40 мм. В целях увеличения веса перемещаемой нагрузки в качестве направляющей выбираем направляющую скольжения - GF.

Для выбора диаметра поршня применяем следующую таблицу каталога (рис. 1.9.6).

рис. 1.9.6

Из этой таблицы следует, что при наименьшем диаметре поршня в 12 мм усилие выдвижение составляет 68 Н или, примерно, 6,8 кГс. Для улучшения динамических характеристик прижима и достаточного запаса в усилии возьмем следующий типоразмер - 16 мм. Таким образом, выбрали направляющую перемещения для прижима по классификации в соответствии с рисунком 1.9.5 следующего типа:

DFM-16-40-P-A-GF,

Это означает, что выбрали привод с направляющей DFM с диаметром поршня - 16 мм, ходом - 40 мм, с упругим не регулируемым демпфированием и опросом положений с помощью датчиков положений и направляющей скольжения. В этом приводе также с помощью регулировки клапанов можно изменять характеристику перемещения и развиваемые при этом усилия сжатия книжного блока.

Полная характеристика выбранного типа привода с направляющей представлена в таблице на рис. 1.9.7.

Направляющая DFM-16-40-P-A-GF - 170836

Характеристика	Значение
Расстояние центра тяжести от нагрузки до траверсы	50 мм
Ход	40 мм
Диаметр поршня	16 мм
Демпфирование	Упругие демпфирующие кольца или диски в крайнем положении (Р)
Направляющая	Направляющая скольжения
Структура проекта	Направляющая
Определение позиции	с датчиком приближения
Рабочее давление	2 - 10 бар
Макс. скорость	0,8 м/с
Режим работы	двустороннего действия
Рабочая среда	Осушенный сжатый воздух, с маслом или без масла
Окружающая температура	-20 - +80 °C
Энергия удара в крайних положениях	0,1 Дж
Макс. Момент Mx	1,68 Нм
Максимальная рабочая нагрузка при заданной дистанции	73 Н
Теоретическое усилие при 6 бар, обратный ход	90 Н
Теоретическое усилие при 6 бар, прямой ход	121 Н
Перемещаемая масса	343 г
Вес продукта	707 г
Пневматическое соединение	M5
Информация о материале крышки	Обработанный алюминиевый сплав
Информация о материале уплотнений	NBR
Информация о материале, корпус	Обработанный алюминиевый сплав
Информация о материале штока	Легированная сталь, нержавеющая

Рис. 1.9.7

В соответствии с пневматической схемой (рис. 1.7.5) необходимо также выбрать в каталоге FESTO следующие элементы:

- блок подготовки воздуха;

- глушитель Г1 - Г4;

- пневмораспределитель с электроуправлением Y1K, Y2K;

- дроссель с обратным клапаном Др1,Др2 и Др3,Др4.

В разделе каталога FESTO подготовка сжатого воздуха выбираем стандартный БПВ, включающий в себя блоки, показанные на рисунке 1.7.5. По системе обозначений FESTO такой БПВ кодируется как: FRC-1/4 - D-7-MIDI-KC - 185819. Полная характеристика БПВ представлена на рис. 1.9.8.

Характеристика	Значение
Размер	Миди
Серия	D
Защелка привода	Поворотная рукоятка с фиксацией
Позиция сборки	Вертикальный +/- 5°
Степень фильтрации	40 µm
Отвод конденсата	Ручное, вращением
Структура проекта	Модуль ответвления Датчик давления Отсечной клапан Фильтр-регулятор с манометром пропорциональный стандартный маслораспылитель
Макс. объем конденсата	43 см3
Кожух колбы	Металлический кожух стакана
Манометр	с манометром
Диапазон давления управления	0,5 - 12 бар
Входное давление 1	1 - 16 бар
Макс. гистерезис давления	0,4 бар
Стандартный номинальный расход	1.320 л/мин
Рабочая среда	Сжатый воздух
Температура среды	-10 - +60 °C
Окружающая температура	-10 - +60 °C
Авторизация	Germanischer Lloyd
Вес продукта	3.000 г
Тип крепления	Опция - Линейный монтаж с принадлежностями
Пневматическое соединение, канал 1	G1/4
Пневматическое соединение, канал 2	G1/4
Информация о материале, корпус	Цинковая штамповка
Информация о материале стакана	PC

рис. 1.9.8

Пневмораспределитель Y1K, Y2K с электроуправлением также выбираем по каталогу FESTO CPE18-M1H-5L-1/4 - 163142. Его полная характеристика представлена на рис. 1.9.9.

Характеристика	Значение
Функция распределителя	5/2 моностабильный
Тип воздействия	электрический
Стандартный номинальный расход	1.300 l/min
Пневматическое соединение, канал 2	G1/4
Пневматическое соединение, канал 4	G1/4
Рабочее давление	2,5 - 10 бар
Структура проекта	Каретка поршня
Класс защиты	IP65 с розеткой по IEC 60529
Авторизация	c UL us - Recognized (OL)
Условный проход	8 мм
Функция выхлопа	дросселирующий
Принцип уплотнения	мягкий
Позиция сборки	Любое
Ручное дублирование	с принадлежностями, с защелкой сбрасываемый
Тип пилотного управления	С пилотным управлением
Идентификация позиции распределителя	Держатель табличек
Характеристики давления управления (диаграмма)	Диаграмма
Время включения	20 мс
Время выключения	26 мс
Цикл службы	100%
Характеристики катушки	24В DC: 1,5Вт
Рабочая среда	Осушенный фильтрованный сжатый воздух, TF Осушенный фильтрованный сжатый воздух с маслом, TFG Фильтрованный сжатый воздух без масла, фильтрация 40 мкм Фильтрованный воздух, обогащенный маслом, фильрация 40 мкм Осушенный сжатый воздух, с маслом или без масла
Классификация сопротивления коррозии CRC	2
Температура среды	-5 - +50 °C
Рабочая среда пилотного каскада	Осушенный сжатый воздух, с маслом или без масла
Окружающая температура	-5 - +50 °C
Вес продукта	0,22 Кг
Тип крепления	со сквозным отверстием
Выхлоп пилота 82	M5
Выхлоп пилота 84	M5
Подвод пилотного воздуха 12	M5
Подвод пилотного воздуха 14	M5
Пневматическое соединение, канал 1	G1/4
Пневматическое соединение, канал 3	G1/4
Пневматическое соединение, канал 5	G1/4
Информация о материале уплотнений	NBR
Информация о материале, корпус	Штампованный алюминий

Рис. 1.9.9

Дросселя с обратным клапаном и датчики положения комплектуются соответственно с выбранной моделью мини-суппорта и направляющей. Дросселя Др1 и Др2 для мини-суппорта имеют тип: GRLA-1-8-QS-8-RS-D - 534332. Дросселя Др3 и Др4 для направляющей имеют тип: GRLA-M5-QS-6-RS-D - 197578. Датчик положений для мини-суппорта имеет тип: SME-10-SL-LED-24 - 173212 с характеристикой, представленной на рис. 1.9.10.

Характеристика	Значение
Проект	для круглой щели
Стоек к короткому замыканию	Нет
Принцип измерения	Магнитный, Холла
Функция переключения	Нормально разомкнутый контакт
Защищен от смены полярности	Нет
Дисплей рабочего состояния	Желтый светодиод
Время выключения	<= 0,05 мс
Время включения	<= 0,6 мс
Диапазон рабочего напряжения пост. тока (DC)	12 - 27 В
Макс. выходной ток	100 ма
Макс. характеристика контакта DC	1 Вт
Выход переключателя	с контактом, биполярный
Обозначение по СЕ	в соответствии с руководством EU-EMV
Класс защиты	IP65, IP67
Окружающая температура	-5 - +70 °C -20 - +70 °C
Вес продукта	5 г
Воспроизводимость значения переключения	+/- 0,1 мм
Электрическое соединение	Кабель с разъемом, M8x1, 3-пиновый
Длина кабеля	0,3 м
Тип крепления	Зажат в круглой щели
Замечание по материалу	Не содержит медь и тефлон
Информация о материале, корпус	PPS
Информация о материале оплетки кабеля	PUR

Рис. 1.9.10

Датчик положения для направляющей имеет тип: SME-8-K-LED-24 - 150855 и характеристику, представленную на рис. 1.9.11.

Характеристика	Значение
Проект	для Т-образной щели
Стоек к короткому замыканию	Нет
Принцип измерения	Магнитный, Холла
Функция переключения	Нормально разомкнутый контакт
Защищен от смены полярности	Нет
Дисплей рабочего состояния	Желтый светодиод
Время выключения	0,03 мс
Время включения	<= 0,5 мс
Диапазон рабочего напряжения пост. тока (DC)	12 - 30 В
Макс. выходной ток	500 ма
Макс. характеристика контакта DC	10 Вт
Выход переключателя	с контактом, биполярный
Обозначение по СЕ	в соответствии с руководством EU-EMV
Класс защиты	IP65, IP67
Окружающая температура	-5 - +60 °C -30 - +60 °C
Вес продукта	30 г
Воспроизводимость значения переключения	+/- 0,1 мм
Электрическое соединение	Кабель 3-жильный
Длина кабеля	2,5 м
Тип крепления	Зажат в Т-образной щели
Замечание по материалу	Не содержит медь и тефлон
Информация о материале, корпус	PET
Информация о материале оплетки кабеля	PUR

рис. 1.9.11

2.Технолого-машиностроительная часть

2.1 Разработка технологической схемы станка

Технологическая схема показывает, какие движения рабочих органов должны быть сделаны для обеспечения нормальной безопасной работы станка. Исполнительными рабочими органами разрабатываемого бумагосверлильного станка являются:

- сверла полиграфические в количестве четырех штук;

- устройство фиксации книжного блока;

- прижим;

- каретка.

Технологическая схема станка изображена на рис. 2.1.1.

рис. 2.1.1

где: 1 - полиграфические сверла, 2 - устройство фиксации книжного блока, 3 - книжный блок, 4 - каретка, 5 - прижим.

Прижим 5 на время операции сверления обеспечивает прижим книжного блока 3 к передней стенке устройства фиксации. Каретка 4 выполняет возвратно поступательные движения навстречу вращающимся сверлам 1.

Расстояние между концами рабочей части сверл и устройством фиксации книжного блока исключают попадание в это пространство. Зазор между прижимом и книжным блокам также мал. Выходные валы сверлильной головки с зажимными устройствами в целях безопасности закрываются прозрачным козырьком. Таким образом, перечисленные элементы конструкции станка решают проблемы безопасности оператора.

2.2 Разработка конструкции сверлильной головки

Конструирование корпусной детали

На этапе эскизной компоновки привода сверлильной головки (1.8.4) в целях получения необходимых расчетных схем валов, выбора подшипников, крышек и т.д. была выполнена эскизная компоновка редуктора в виде одной проекции вида сверху со снятой крышкой. В последующих разделах были выполнены расчеты реакций опор (1.8.5), проверка долговечности подшипников (1.8.6), проверка валов на минимальный диаметр (1.8.9), подбор и проверка шпонок (1.8.8). В результате этих расчетов были внесены корректировки в предварительную планировку валов, подшипников, нижней части корпуса и т.д.

На данном этапе необходимо произвести компоновку вертикальной проекции редуктора для получения размеров, необходимых для создания чертежа общего вида привода и сборочного чертежа редуктора. Для построения прорисовки вертикальной проекции компоновочного чертежа редуктора необходимо определить размеры некоторых величин в соответствии с таблицей 2.2.1

Расчет корпуса привода

Таблица 2.2.1

Наименование параметра	Расчетная формула	Принятое значение
Толщина стенки корпуса привода		Принимаем 20 мм
Толщина стенки крышки корпуса
Диаметр болтов для соединения крышки с корпусом
Диаметр отверстия для болта в крышке
Количество болтов в крышке	n принимаем	n=3 шт.
Диаметр штифта соединяющего корпуса привода с основанием	принимаем
Количество штифтов	n принимаем	n=2 шт.
Диаметр штифта соединяющего части корпуса привода между собой	принимаем
Количество штифтов	n принимаем	n=2 шт.
Диаметр фундаментный болтов
Количество фундаментных болтов	n принимаем	n=4 шт.

Разработка конструкции цилиндрических зубчатых колес

Конструирование цилиндрического зубчатого колеса тихоходного вала

Расчет конструкции зубчатого колеса тихоходного вала

Таблица 2.2.2

Элемент	Параметр	Способ получения заготовки круглый прокат
обод	диаметр	dа1=58 мм
	толщина	S=2,2 m +0,05b1, S=2,2*2 +0,05*22 =5,5 мм Принимаем S=13,5 мм.
	ширина	b = b1=22 мм
	фаска	f=(0,6…0,7)m =(0,6…0,7)2=1,2…1,4мм Принимаем f=1 мм бф=45°
ступица	диаметр внутренний	d= d3=20 мм
	длина	lст= b1=22 мм

рис. 2.2.1 - Конструкция зубчатого колеса тихоходного вала

Конструирование цилиндрического зубчатого колеса быстроходного вала

Расчет конструкции зубчатого колеса быстроходного вала

Таблица 2.2.3

Элемент	Параметр	Способ получения заготовки круглый прокат
обод	диаметр	dа2=44 мм
	толщина	S=2,2 m +0,05b2, S=2,2*2+0,05*24 =5,6 мм Принимаем S=7,5 мм.
	ширина	b = b2=24 мм
	фаска	f=(0,6…0,8)m =(0,6…0,8)2=1,2…1,6мм Принимаем f=1,5 мм бф=45°
ступица	диаметр внутренний	d= d3=20 мм
	длина	lст= b2=24 мм



рис. 2.2.2 - Конструкция зубчатого колеса быстроходного вала

Выбор уплотнений

Выбираем манжеты резиновые армированные для быстроходного и тихоходного валов.

рис. 2.2.3- Манжета резиновая

Основные размеры манжеты

Таблица 2.2.4

Тихоходный вал, мм	Быстроходный вал, мм
d=20 D=40 h=10 Принимаем Манжета 1-20x40-3 ГОСТ 8752-79	d=17 D=32 h=7 Принимаем Манжета 1-17x32-3 ГОСТ 8752-79

Выбор посадок сопряжений на сопрягаемые детали

Выбор посадок

Таблица 2.2.5

№ п/п	Наименование сопряжений	Посадка
1.	Крышка подшипника - корпус	…Н7/h8
2.	Подшипник - вал	…L0/k6
3.	Подшипник - корпус	…Н7/l0
4.	Колесо - вал	…Н7/s6
5.	Манжета - вал	…d9
6.	Шпонка вала	…Р9/h9
7.	Хвостовики валов	…k6
8.	Муфта	…k6
9.	Втулка-вал	…k6
10.	Втулка-корпус	…F9

Смазка привода и подшипниковых узлов

Смазку привода и подшипниковых узлов производим по источнику (8).

Зубчатые передачи в приводе смазываются путем погружения быстроходных валов в масляную ванну и за счет масляного тумана, который образуется при разбрызгивании масла.

Все подшипники в приводе смазываются за счет масляного тумана, который образуется при разбрызгивание масла колесом.

Окружная скорость зубчатого колеса

. (2.2.1)

Контактное напряжения Н/мм²,

По табл. 10.29 в качестве смазочного материала принимаем масло индустриальное И-Г-А-46 ГОСТ 20799-88. Система смазывания - картерная. Глубина погружения колеса в масляную ванну h_м? 0,25d₂=0,25*40=10 мм. Принимаем h_м=10 мм.

На основании данных таблиц 2.2.1-2.2.5 строим вертикальную проекцию компоновочного чертежа привода сверлильной головки. Дополнительные размеры, неопределяемые расчетом в перечисленных таблицах, назначаем из конструктивных соображений. Изображение вертикальной проекции планировки показано на рис. 2.2.4, разрез А-А - на рис. 2.2.5. Существенной частью конструкции является устройство выходного вала привода (рис. 2.2.6). На этом рисунке показан способ фиксации полиграфического сверла. Зажимной патрон 1 фиксирует сверло от горизонтального перемещения и от прокручивания под нагрузкой во время сверления. Цилиндрический вкладыш 2 позволяет настроить положения сверла (сверл) на одинаковом расстоянии от поверхности корешковой части книжного блока.

На основе этих компоновочных рисунков выполнена графическая часть привода сверлильной головки.



рис. 2.2.4



рис. 2.2.5



Список литературы

1 Ерохин М. Н. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений.- М.: Колос, 2005. 462.

2 Киркач Н. Ф, Баласанян Р.А. Расчёт и проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов и вузов. М.: Высшая школа,. 1991. 276 с.

3 Чернавский С.А., Ицкович Г.М., Боков К.Н. и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов/- М.: Машиностроение, 1979-424 с.

4 Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 1975. 552 с.

5 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение. В3-х т. 2001. Т.1. 920 с.; Т.2. 912 с; Т.3. 854 с.

6 Детали машин: Атлас конструкций/Под ред.Д.Н. Решетова. В 2-х частях. М.: Машиностроение, 1992 г.Ч.1.-352 с.; Ч.2.-296 с.

7 Дунаев П.В., Леликов О.П. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 1985. 416 с

8 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование по деталям машин: Учебное пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 1991 г. 416 с.

9 Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя М.: Машиностроение. 1985. Т.2. 496 с.