Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ

1.1 Анализ состояния вопроса

1.1.1 Стальной прокат, характеристика, свойства и область применения

1.1.2 Применяемое оборудование

1.1.3 Основные дефекты металла при резке и методы их устранения

1.2 Цель и задачи дипломного проекта

2. КОНСТРУКЦИОННАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и проектирование привода тянущего ролика

2.1.1 Описание конструкции, назначения и принципа действия

2.1.2 Разработка и описание кинематической схемы привода

2.1.3 Энерго-кинематический расчет привода

2.1.4 Допускаемое напряжение

2.1.5 Проектировочный расчет зубчатых передач

2.1.6 Проектный расчет валов

2.1.7 Уточненный расчет валов

2.1.8 Уточненный расчет подшипников

2.1.9 Расчет шпонок и шлицевых соединений

2.1.10 Назначение смазочной системы

2.1.11 Сборка редуктора

2.2 Расчет и проектирование гидропривода натяжателя

2.2.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

2.2.1.1 Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя

2.2.1.2 Определение геометрических параметров и выбор гидродвигателя

2.2.2 Выбор гидравлической схемы и ее обоснование

2.2.3 Расчет и выбор насосной установки

2.2.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

2.2.5 Разработка блока управления

2.2.6 Определение потерь давления в аппаратах и трубопроводах

2.2.6.1 Определение потерь давления в аппаратах

2.2.6.2 Потери давления в трубопроводах по длине

2.2.6.3 Местные потери давления

2.2.6.4 Суммарные потери давления

2.2.7 Проверка насосной установки

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса изготовления ролика

3.1.1 Разработка технологического процесса механической обработки

3.1.1.1 Описание конструкции и назначения детали

3.1.1.2 Выбор способа изготовления заготовки

3.1.1.3 Разработка маршрута обработки с выбором станочных приспособлений и оборудования

3.1.1.4 Разработка операционной технологии обработки детали

3.1.2 Выбор и обоснование технологических баз

3.1.3 Определение припусков и межоперационных размеров и допусков на них табличным методом

3.1.4 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ

3.1.5 Назначение режимов резанья

3.1.6 Нормирование технологического процесса

3.2 Расчет и проектирование червячной фрезы

3.2.1 Расчет червячно-модульной фрезы

3.2.2 Выбор основных технических требований

3.2.3 Выбор инструментального материала

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации агрегата продольной резки металла

4.2 Меры по обеспечению безопасности и здоровых условий труда при эксплуатации агрегата продольной резки металла

4.3 Расчет защитного заземления агрегата

4.4 Меры по охране окружающей среды на участке

4.5 Действия персонала в условиях ЧС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день металлургический завод Северсталь принято считать одним из самых больших заводов по производству стали. На деле так это и оказывается. Северсталь входит в десятку лучших заводов России. Этот завод занимается производством чугуна и разного стального проката. Здесь производят различную арматуру, разные конструкции из стали для постройки зданий и строительства мостов, различные трубы для водопроводов, газопроводов, прокат для техники, предназначенной для карьеров и строительства, а также производят особый вид бронированного проката для автомобилей.

Планы на постройку завода зародились еще в далёком 1930 году. Постройка завода была начата, но в связи с войной 1941-1945 года, стройка была остановлена и оставлена для мирных времён. В итоге после окончания войны, когда всё стало налаживаться, стройку возобновили и в 1955 году Череповец отмечать день рождения металлургического комбината. 24 августа этого года доменная печь выпустила первый чугун. С его появления и принято считать начало истории компании. В наше время завод находится не только в городе Череповец, не только на территории России, но и в Латвии, Белоруссии, Украине, Польше, Либерии и Италии.

«Череповецкая площадка» также участвует в социальных проектах. Так в две тысячи шестнадцатом году в городе Череповец был построен музей металлургической промышленностью, общая стоимость которого составила двести сорок миллионов рублей. Ко дню металлурга были официально открыты 18 спортивных и игровых площадок, а также произведен ремонт, на стадионе Металлург, беговой дорожки. На всё это комбинат затратил более 64 миллионов рублей.

Благодаря Северстали в городе Череповец на данный момент трудоустроены порядка 30 тысяч человек.

Гнутые профиля, сортовой, холоднокатаный и горячекатаный прокат, трубы - этот широкий сортамент и является основной продукцией металлургического комбината. Работа производства всегда критикуют экологи, так как от всего производства, несмотря на всевозможные газоочистки, идёт в атмосферу большое количество вредных для здоровья людей выбросов. Из-за этого всего компания проводит всевозможные мероприятия по защите окружающей среды. Главная направленность защиты является значительная и тщательная очистка выбросов в окружающую среду.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ

1.1 Анализ состояния вопроса

1.1.1 Стальной прокат, характеристика, свойства и область применения

Стальной прокат - это прокат, произведенный из разных видов стали, принимающий вид листа или рулона разной толщиной 0,2 - 4 мм.

Тонколистовой прокат очень важен для человека, он применяется во многих сферах промышленности. В машиностроении он нужен для изготовления кузовов машин и многих других деталей.

В строительстве прокат нужен для изготовления ограждений и многого другого. В быту прокат используется для изготовления холодильников, стиральных машин и других приборов. В военном деле также он очень важен. Из этого всего следует, что прокат необходим в нашей жизни.

Прокат может подвергаться разным видам обработки. Он обладает главными качествами для производства: доступен, широко используется во всех типах производства.

Сейчас вся промышленность очень быстрыми темпами развивается, появляется очень много новых технологий и в связи с этим стальной прокат медленно, но верно уходит на второй план. Его начинают заменять другие виды материалов, такие как пластмасса, пластиковые материалы, различными сплавами, множеством видов стёкол и многим многим другим.

На большинстве производств изготовление тонколистового проката относится к массовому производству.

Технология прокатного производства - это совокупность взаимодействующих между собой технологических процессов, и как результат этих взаимодействий - качественная продукция. От качества выпускаемой продукции, которая идёт на импорт, напрямую зависит репутация всего комбината в целом. Поэтому весь завод должен работать как единое целое, начиная от производства чугуна заканчивая готовым прокатом.

1.1.2 Применяемое оборудование

В наше время для изготовления проката, используют ЦОМ, что в переводе означает цех обработки металла.

Состав агрегатов резки:

а) стеллаж для приёмки;

б) загрузочные тележки с выдвижными настилами и подъемными столами;

в) разматыватели с прижимными роликами и боковыми сталкивателями;

г) качающиеся задающие проводки с выдвижными козырьками;

д) задающие устройства;

е) радиоизотопные толщиномеры;

ж) гильятинные ножны номер 1;

з) механизмы сборки обрези, которая состоит из роликов, которые убирают обрезь, качающихся столов и кассет для сбора обрези;

и) проводковые столы, с принтером для маркировки, с зеркалами, чтобы осматривать поверхность;

к) тянущих роликов;

л) петлевые устройства номер 1 с 2 качающимися столиками, которые состоят из кассеты с холостыми роликaми и петлевых ям;

м) направляющие столы, в состав которых входят вертикальные центрирующие ролики;

н) ножны дискoвые с отбойниками для удаления кромок;

о) кромкомоталки с прессующими роликами и механизмами для подъема бунта;

п) ролики для раскатки;

р) задающие тележки с прижимными козырьками и с роликами для подачи;

с) петлевые устройства номер 2 с 2 качающимися провадками, делительными роликами, проводковыми подъемными столами и петлевыми ямами;

т) пресса-прижимы с воздушными камерами;

у) гильотинные ножны номер 2;

ф) поворотные стрелы с электроталью;

х) столы для отборки карт металла;

ц) устройства для предварительных натяжений;

ч) откидные направляющие проводки задающей телеги;

ш) моталки с прижимными роликами и поддерживающими опорами;

щ) промасливающие, в электростатичном поле, машины;

э) съемные тележки моталки с подъемными столами и выдвигающимися настилами;

ю) четырёх позиционные поворотные устройства.

1.1.3 Основные дефекты металла при порезке и методы их устранения

Главные дефекты металла при порезке, причины их образования и методы для их предотвращения показаны в таблице номер 1.

гидродвигатель зубчатый передача шпонка

Таблица 1 - Главные дефекты при порезке

Дефекты	Причины образования	Методы устранения
1 Надавы (наколы)	Навары на роликах, налипание на ролики частиц металла и грязи	Следить за состоянием поверхности всех роликов и своевременно производить зачистку роликов. Расстояние между дефектами, от роликов, на полосе металла: - нижний ролик задающего устройства - 942 мм; - тянущие ролики - 942 мм; - рольганговые ролики - 251 мм; - делительный ролик - 282 мм; - верхний подающий ролик задающей тележки - 314 мм; - ролики натяжного устройства - 1570 мм; - дисковые ножницы (расстояние зависит от
		количества перешлифовки комплекта ножей)
2 Царапины, риски	Вырaботка и заклиниванее отдельно взятых роликов и проводок, попадание в пресс-прижимы разных частиц из металла	Ремонты или замены роликов и проводок, очистки или замены войлочного покрытия (прокладки из синтетического нетканого материала)
3 Заусенцы, стружка, выкрошка	Неправильная установка ножей, порезка полос тупыми ножами, большой или маленький боковой зазор между ножами	Правильно установить ножи, скантовать или заменить ножи, отрегулировать боковой зазор между ножами
4 Ржавчина	Попадание воды на рулоны	Не допускать попадание воды на рулоны
5 Узкие, широкие	Неправильно настроены дисковые ножницы на требуемую ширину	Настроить дисковые ножницы на требуемую ширину, настроить вертикальные ролики

1.2 Цель и задачи ВКР

Цель данного проекта в следующем: модернизация валкового натяжителя заключается в установке нового привода с мотор-редуктором, который даст нам возможность увеличения надежности работы нашего оборудования и характеристик нашего оборудования.

Увеличив надежность работы нашего агрегата и улучшения его характеристик, мы выигрываем во многом. Во-первых, сокращение время на простои оборудования и цеха в целом. Во-вторых, экономия средств на зарплату ремонтно-механических служб. Как итог всего этого большая прибыль, меньшие затраты.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и проектирование привода тянущего ролика

2.1.1 Описание назначения, конструкции и принципа действия исполнительного агрегата, схема принципиальная

Привод тянущего ролика состоит из электродвигателя, соединенного с мотор-редуктором, который передает вращение с помощью цилиндрической передачи на звездочку. На ролик вращение передается с помощью цепной передачи.

Когда заканчивается операция по заправке полосы в зев барабана моталки, ролик возвращается в рабочие положение.

Состав мотор-редуктора: 1) электродвигатель 2) редуктор. Способ выполнения - в одном общем блоке. Частота вращения выходного вала - постоянная. Редуктор закрытого типа.

Устройство привода тянущего ролика представлено на рисунке 1.



Рисунок 1 - Устройство привода тянущего ролика:

1 - электродвигатель; 2 - мотор-редуктор; 3,4 - звездочка; 5 - ролик

2.1.2 Описание и разработка схемы привода кинематической

Состав привода тянущего ролика: электродвигатель, соединенный с мотор-редуктором, который передает вращение с помощью цилиндрической передачи на звездочку. На ролик вращение передается с помощью цепной передачи.

Кинематическая схема привода представлена на рисунке 2.



Рисунок 2 - Кинематическая схема привода:

1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - цепная передача; 4 - ролик

2.1.3 Энергокинематический расчёт привода

Исходные данные:

Окружное усилие Р=450кг.

Скорость ленты V=0,55м/сек.

Размеры барабана D=250мм. B=200мм. Н=650мм.

Расчет требуемой мощности:

, Вт, (1)

где Р = 450кг - окружное усилие;

V = 0,55м/сек - скорость ленты конвейера;

з - общий коэффициент полезного действия.

, (2)

где зМ = 0,98 - коэффициент поленого действия муфты;

зП = 0,99 - коэффициент поленого действия всех подшипников;

зЗП = 0,97 - коэффициент поленого действия зубчатых передач.

,

, Вт

Число оборотов барабана:

, (3)

где D - диаметр барабана = 250мм.

.

Ориентировочное передаточное отношение:

, (4)

где = 4,3 - передаточное отношение тихоходной ступени;

= 5 - передаточное отношение быстроходной ступени.

.

Предварительное число оборотов двигателя:

об/мин.

Принимаем закрытый обдуваемый трех фазный асинхронный двигатель 112МА6, для которого Nд=3кВт, nд=955 об/мин, d1=32мм, l1=80мм (по таблице 24.7 Дунаев стр. 200)

Действительное передаточное отношение:

, (5)

где передаточное отношение быстроходной ступени = 5;

передаточное отношение тихоходной ступени находим из формулы:

. (6)

Число оборотов:

об/мин., (7)

об/мин., (8)

об/мин., (9)

Угловая скорость:

рад/с., (10)

рад/с., (11)

рад/с. (12)

Вращающиеся моменты на валах:

, (13)

, (14)

. (15)

2.1.4 Допускаемое напряжение

Выбор материала и термической обработки зубчатых колес:

Учитывая назначение редуктора, принимаем для всех шестеренок Сталь 35 Х ГОСТ 4 5 4 3 - 8 1 (НВ ниже 350ед.). Термическая обработка - улучшение и нормализация до НВ 300ед, НВ1=300ед.

Для зубчатых колес назначаем Сталь 35 ГОСТ 1050 - 81 НВ2 = 280 ед.

Допустимое контактное напряжение:

, (16)

где - предельные контактные выносливости;

МПа;

МПа;

Sn = 1,2- коэффициент безопасности;

- коэффициент долговечности.

, (17)

где - базовое число циклов нагружения зуба для закрытых редукторов при НВ<350ед.;

- действительное число циклов нагружения.

а) Тихоходная ступень:

, (18)

где n1= 191 об/мин - число оборотов;

c1=uT=4.54;

t - срок службы.

, (19)

где L = 5 - срок службы в годах;

КСУТ - 0,29;

КГ - 0,5.

(20)

;

;

n2=42,07 об/мин;

с2=1;

;

;

Принимаем=1;

;

МПа;

МПа;

МПа.

б) быстроходная ступень:

;

Принимаем = 1;

;

МПа;

МПа;

, МПа.

Допускаемый изгиб:

, (21)

где SF = 1,7 - коэффициент безопасности;

;

.

Тихоходная ступень:

Принимаем = 1;

Принимаем = 1;

МПа;

МПа.

Расчетное напряжение:

МПа.

Быстроходная ступень:

;

Принимаем = 1

Принимаем = 1

МПа;

МПа.

Предельные напряжения:

2.1.5 Проектный расчет зубчатых передач

Тихоходная ступень:

uT=4,54; T3=573·103 Н·мм ; МПа.

Межосевое расстояние:

, мм, (22)

где UТ - передаточное отношение тихоходной ступени;

К = 310 - приведенный коэффициент для передач прямозубых зубчатых;

KН = 1,2 - коэффициент нагрузки, который зависит от расположений зубчатых колёс и типа используемого редуктора относительно подшипников;

Шba = 0,25 - коэффициент относительной ширины зубчатого колеса.

мм.

Принимаем аw=180мм.

Ширина колеса:

, мм, (23)

, мм. (24)

Модуль зацепления:

(25)

Принимаем m=3.

Находим число зубьев:

(26)

Принимаем z1=24.

(27)

Принимаем z2=108.

Уточняем передаточное отношение:

. (28)

Диаметры колес:

Шестерня:

делительный

, мм; (29)

диаметр выступов

, мм; (30)

диаметр впадин

, мм. (31)

Колесо:

делительный

, мм; (32)

диаметр выступов

, мм; (33)

диаметр впадин

, мм. (34)

Уточним межосевое расстояние:

, мм. (35)

Найдём скорость зацепления:

, м/с. (36)

Назначим по ГОСТ 1643 - 81 степень точности 8.

Найдём усилие в зацеплении:

Окружные усилия:

кН (37)

Осевые усилия:

, (38)

где в = 0 - угол наклона зубьев:

Радиальное усилие:

, (39)

где б = 20 - угол зацепления;

, кН.

Проверочный расчет:

, (40)

где КН - уточненный коэффициент нагрузки.

, (41)

где КНб = 1- коэффициент распределения нагрузки между зубьями;

КНв = 1 - коэффициент, который учитывает неравномерность распределения нагрузок по длине контактных линии;

КНV = 1,2 - коэффициент учитывающий внутреннюю динамику нагружения.

Проверка по контактным напряжениям:

, (42)

где

. (43)

Y - коэффициент формы зуба; YF1=3,91; YF2=3,60.

МПа

МПа

Быстроходная ступень:

Т=27,954кН; uБ=5; МПа.

Межосевое расстояние быстроходной ступени принимаем равное 198 мм.

Ширина колеса:

мм.

мм.

Модуль зацепления:



Принимаем m=2.

Находим число зубьев:

Принимаем z1=33,

Принимаем z2=165.

Уточняем передаточное отношение:

.

Диаметры колес:

Шестерня:

делительный

мм;

диаметр выступов

мм;

диаметр впадин

 мм.

Колесо:

делительный

мм;

диаметр выступов

мм;

диаметр впадин

мм.

Уточняем межосевое расстояние:

мм. (44)

Скорость зацепления:

м/с. (45)

Находим усилия в зацеплении:

Окружное усилие:

кН. (46)

Осевое усилие:

, (47)

где в =0 - угол наклона зубьев;

.

Радиальное усилие:

, (48)

где б =20 - угол зацепления;

.

Проверочный расчет:

, (49)

где КН - уточненный коэффициент нагрузки;

, (50)

где КНб =1- коэффициент распределения нагрузки между зубьями;

КНв =1- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий;

КНV =1,2- коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения.

МПа

Проверка по контактным напряжениям:

, (51)

где

; (52)

Y - коэффициент формы зуба ;

YF1=3,79 YF2=3,60.

МПа

МПа

2.1.6 Проектный расчет валов

Тихоходный вал представлен на рисунке 3.



Рисунок 3 - Тихоходный вал

Для всех валов принимаем конструкционную сталь 45 ГОСТ.

При расчете учитывается только кручение:

, (53)

где MKP =573000 - вращающий момент на тихоходном валу;

WP - Осевой момент.

, Н/мм2. (54)

Выражаем диаметр:

мм. (55)

Принимаем d=58 мм.

Под подшипник находим диаметр:

мм. (56)

Принимаем dП = 60 мм.

Находим под колесо диаметр:

мм. (57)

Принимаем dК=64 мм.

Длины участков:

мм. (58)

Принимаем l1=90мм,

l1 =10мм - зазор между подвижной и неподвижной частью;

l2 =16мм - ширина до фланца;

l3 =34мм - ширина участка вала;

l4 =17мм - расстояние от фланца до подшипника.

Крышки подшипников привертные.

В = 31мм - ширина подшипника.

Подшипник №312:d=30мм; D=60мм; В=31мм; r=3.5мм; С=62,9мм; С0=48,4мм.

Проверяем размерную цепь:

. (59)

10+35=17+31.

Размерная цепь не сходится, следовательно, находим ширину соединительных фланцев:

мм. (60)

Быстроходный вал представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Быстроходный вал

Н/мм2.

Диаметр выходной:

мм. (61)

Для удобства соединения с валом электродвигателя принимаем d=32мм.

Диаметр под подшипник:

мм. (62)

Принимаем dП=35мм.

Подшипник №307:dвнутр=35мм; Dнаруж=80мм; r=2,5мм; В=21мм; С0=17,6мм; С=25,7 мм.

За подшипником находим диаметр

. (63)

Принимаем dЗ.П.=38мм.

Длины участков:

мм. (64)

Принимаем l1=50мм.

l1= 10мм - зазор между подвижной и неподвижной частью;

l2 = 16мм - ширина крышки подшипника ;

Крышки подшипников привертные.

l3=18мм - размер до фланца;

b1=52мм - ширина зубчатого венца;

l4=23мм.

Проверяем размерную цепь:

. (65)

10+38=16+21

Размерная цепь не сходится, следовательно, находим ширину соединительных фланцев:

мм. (66)

2.1.7 Уточненный расчёт валов

Тихоходный вал:

Мк=573Нм; FrT=3500Н; FtT=1270H.

Нм. (67)

Реакции опор на тихоходом валу представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Реакции опор на тихоходом валу

Найдём реакции в опорах:

, (68)

Н, (69)

Н (70)

(71)

Н (72)

(73)

Н (74)

Найдём суммарную радиальную реакцию:

Н, (75)

Н. (76)

Определяем суммарные изгибающие моменты в опасном сечении:

Н•м. (77)

Для валов выбираем сталь 45, для быстроходной шестерни термическая обработка-улучшение, для промежуточного вала улучшение и закалку ТВЧ. Для тихоходного вала улучшение.

Расчет на статическую прочность:

, (78)

где Мmax - суммарный изгибающий момент;

Мkmax - крутящий момент;

Fmax= 0 - осевая сила;

W и WK - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение;

А - площадь поперечного сечения.

, (79)

где КП=2,2 - коэффициент перегрузки.

Нм

Нм

, (80)

, (81)

где d = 64 мм - диаметр опасного сечения;

h = 12 мм - высота шпонки;

b = 18 мм - ширина шпонки.

мм3

мм3

МПа

МПа

Находим частичный коэффициент для запаса прочности:

, МПа, (82)

, МПа, (83)

где МПа и

МПа - пределы текучести материала.

МПа,

МПа

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных сил.

МПа (84)

где ST=1,3…2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса прочности по текучести.

Статическая прочность обеспечена т.к.

Расчет на сопротивление усталости:

, (85)

где =1,5…2,5 коэффициент запаса прочности;

- это коэффициенты запаса прочности по касательным и нормальным напряжениям.

(86)

, (87)

где ут и фт - средние напряжения цикла;

уа и фа - амплитуды напряжения цикла;

шуD и шфD - коэффициенты чувствительности к ассиметрии цикла напряжений для рассматриваемых сечений;

у-10 и ф-10 - пределы выносливостей вала в рассмотренном сечении.

В расчетах валов принимаем, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу: фа=фк/2 и фт=фк/2, а нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: уа=уи и ут=0.

Тогда:

(88)

, МПа, (89)

, МПа, (90)

М=135Нм; МК=573Нм; W=22884,5мм3; WК=48607,385мм3.

МПа

МПа

ф-1=240 МПа и у-1=410 МПа - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.

КуD и КфD - коэффициенты снижения предела выносливости:

, (91)

. (92)

Ку=2,2 и Кф=2,05 - эффективный коэффициент концентрации напряжении.

Кdу=0,7 и Кdф=0,7 - коэффициент для влияния абсолютных размеров поперечных сечений.

КFу=0,89 и КFф=0,94 - коэффициенты влияния качества поверхности.

КV=1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

,

,

, (93)

МПа,

МПа,

,

,

,

Запас прочности обеспечен т.к. .

2.1.8 Уточненный расчёт подшипников (для тихоходного вала)

Расчёт подшипников на статическую грузоподъёмность.

№ 312:

d = 60 мм; D = 130 мм; B = 31мм; r = 2,5 мм;

С = 64,1 кН; С0 = 49,4 кН; X = 1; Y = 0; w=4,4об/мин; FA=0;

L10h=25000ч; Кб=1,3 - коэффициент безопасности.

Эквивалентная динамическая нагрузка:

, (94)

где КТ=1

Тогда получаем:

, (95)

Rr1=2006H

Rr2=1494H

Н

Н

Н

Н

Требуемый подшипник подходит т.к СТР<Сr

Определяем долговечность:

млн.оборотов, (96)

млн.оборотов, (97)

ч, (98)

ч. (99)

Полученная долговечность больше требуемой, из этого следует, что подшипник подходит.

2.1.9 Расчет шпоночных и шлицевых соединений

Расчет шпонки на тихоходном валу под муфту:

диаметр вала d1=58 мм,

шпонка ГОСТ 23360-78

расчет шпонки на сжатие:

, (100)

где [у]см = 100 МПа.

МПа .

расчет на срез:

МПа , (101)

где МПа.

Расчет шпонок под колесо:

диаметр вала d1 - 64 мм,

шпонка ГОСТ 23360-78

расчет шпонки на сжатие:

МПа

расчет на срез:

МПа

Расчет шпонки на промежуточном валу под колесо:

диаметр вала d1=56 мм,

шпонка ГОСТ 23360-78

расчет шпонки на сжатие:

МПа

расчет на срез:

МПа

МПа

2.1.10 Назначение смазочной системы

Для снижения трения, а, следовательно, и быстрого выхода из строя деталей и износа, должно быть обеспечено хорошее смазывание деталей.

Глубина погружения зубчатого колеса в масло определяется из соотношения

Принимаем hM=20мм

Объем масла определяем из расчета 0,25 дм3 на 1кВт передоваемой мощности. дм3

По таблице по окружной скорости и допускаемому напряжению выбираем вязкость = . По найденной вязкости по таблице принимаем индустриальное масло И-50А.

2.1.11 Сборка редуктора

Сборку редуктора производят в следующей последовательности:

Сначала берём валы и вставляем шпонки в шпоночные пазы, затем на шпонки сажаем зубчатые колёса. Затем на посадочные участки вала напрессовываем подшипники.

После этого промежуточный вал с подшипниками и колесом вставляем в верхнюю часть редуктора, затем вставляем тихоходный вал, а после этого быстроходный. Далее закрываем крышки редуктора и затягиваем соединительные болты, потом закрываем подшипниковые крышки. Редуктор проверяется на вращение. Далее проверяется герметичность, заливаем масло, и отправляем на испытание - обкатку.

2.2 Расчет и проектирование гидропривода натяжателя

2.2.1 Расчет и выбор исполнительного ГД

2.2.1.1 Нахождение скоростных и нагрузочныx параметров гидродвигателя

Исходя из задания, применяем гидродвигатель поступательного движения, по-другому - гидроцилиндр.

Для определения ГД нам нужно узнать максимальную скорость передвижения штока, максимальное осевое усилие ГЦ. Эти значения берем по агрегату из баз соответствующие заданию.

На штоке гидроцилиндра находим максимальные осевые усилия:

Rmax = 3 т = 29,4 кН.

Для рабочего органа находим максимальную скорость перемещения:

Vmax = 15 см/с = 0,15 м/с.

Находим максимальную длину перемещения органа рабочего:

S = 500 мм.

2.2.1.2 Выбор гидродвигателя и нахождение параметров геометрических

Большое распространение получили поршневые ГЦ двухстороннего действия с одно- и двухсторонним штоком, при этом двухсторонний шток нужно применить только если, это не приводёт к увеличению габаритов исходного робота или станка.

Для ГП принимается конструкция ГЦ, у которого односторонний шток двухстороннего деиствия.

Ссылаясь на задание принимаем, исходя из ГОСТ 12445-80 принимаем рабочее давление всей гидросистемы = 6,3 МПа.

Рассчитаем диаметр поршня ГЦ:

м, (102)

где p1 - давление в напорной полости ГЦ, МПа;

Rmax - максимальные осевые усилия, кН;

Ш1 и Ш2 - это коэффициенты, которые зависят от конструкций ГЦ;

p2 - давление в сливных полостях ГЦ, МПа.

Из этого следует, что для выбранного ГЦ коэффициент отношений диаметров штоков к диаметрам поршней Ш1 = 0, Ш2 = 0.71.

В сливной полости цилиндра, противодавление, нужно выбрать p2 = 0,7 МПа, исходя из рекомендаций.

Значит, что диаметр поршня ГЦ:

м.

Исходя из ГОСТ 12447-80 принимаем диаметр поршня равным 90 мм.

Согласно этим значениям выбираем ГЦ с максимальным давлениям Pmax = 8 МПа, маркировка гидроцилиндра 1-90х63х630 ТУ2-0221050.004 - 88. В таблице номер 2 предоставлены главные характеристики для этого гидроцилиндра.

Таблица 2 - Главные характеристики ГЦ

№ п/п	Параметр	Значение
1	Давление номинальное, МПа	6,3
2	D поршня, мм	90
3	D штока, мм	63
4	Ход поршня, мм	630
5	Усилие максимальные на штоке, толкающие, кН	36,05

2.2.2 Выбор схемы гидравлической и ее описание

Схема гидравлическая прижима верхнего ролика натяжателя представлена на рисунке 6.

Главная проблема при работе ролика - это большие перегрузки по механической части. Также возможен отрыв ролика от полосы. Вследствие чего возможен брак. В дипломном проекте мы предлагаем модерницазию для устранения данных недостатков.

Рисунок 6 - Схема гидравлическая нашего привода:

ЭМ1 и ЭМ2 - электромагниты реверсивного распределителя; ГЦ - гидроцилиндр; Н1 - насос; Ф1 - фильтр; КП2 - клапан предохранительный; Р1 - реверсивный распределитель; К01 - клапан обратный; Т1 - теплообменник; ПК1 - клапан предохранительный

Рабочий ход (прижим роликов)

При рабочем ходе рабочая жидкость подаваемая насосной установкой Н1 проходит очистку в фильтре Ф и далее протекает через обратный клапан К01 к гидрораспределителю Р1, включенному в прямом направлении. Далее рабочая жидкость протекает в ГЦ. И из штоковой полости ГЦ жидкость протекает через гидрораспределитель Р1, затем через теплообменник и после протекает в бак. ПК1 сохраняет насосную установку от перегрузок. Схема протекания рабочей жидкости при рабочем ходе представлена на рисунке 7.

ПК2

Н1--Ф1--КО1--Р(Р1)А--Ц1--В(Р1)Т--Т1--Бак

ПК1

Рисунок 7 - Схема протекания рабочей жидкости при рабочем ходе

Обратный ход (отвод роликов).

При обратном ходе рабочая жидкость подаваемая насосом Н1 проходит очистку в фильтре Ф и протекает через К01 к гидрораспределителю Р1, включенному в обратном направлении, и далее протекает в штоковую область ГЦ. И из поршневой полости гидроцилиндра ГЦ жидкость протекает через Р1, затем протекает через теплообменник Т1 и предохранительный клапан КП2, и только после этого протекает обратно в бак. Схема протекания рабочей жидкости при обратном ходе представлена на рисунке 8.

ПК2

Н1--Ф1--КО1--Р(Р1)В--Ц1--А(Р1)Т--Т1--Бак

ПК1

Рисунок 8 - Схема протекания рабочей жидкости при обратном ходе

2.2.3 Выбираем и рассчитываем насосную установку

Исходя из расчета жидкости в гидроцилиндре при макс. скорости работы выбираем насос.

Находим, при ходе ГЦ вперёд в поршневую полость, необходимый расход рабочей жидкости:

, м3/с, (103)

где F1ст - площадь в поршневых полостях выбранного ГЦ, м2;

х - скорости перемещений поршня, м/с.

Находим площадь в поршневой области цилиндра по формуле :

, м2 (104)

м2

х = 0,15 м/с - скорость перемещения поршня

м3/с (57,3 л/мин).

Рассчитываем необходимый расход жидкости при ходе ГЦ назад в полость штоковую:

, м3/с, (105)

где F2ст - площадь в штоковой полости нашего ГЦ, м2.

х - скорость перемещения поршня, м/с.

Находим площадь в штоковой полости цилиндра по формуле (1):

, м2, (106)

где dшст - диаметр штока для нашего ГЦ, м.

 м2

м3/с (29,2 л/мин).

Найдём по формуле необходимое давление насоса с предварительным учетом потерь давления в системе:

, МПа, (107)

МПа

Необходимая подача насоса мкуб/с (57.3 л/мин)

Опираясь на полученные расчетные данные, принимаем пластинчатый, нерегулируемый насос. Его маркировка БГ12-24М ТУ2-053-1364-78.

В таблице номер 3 предоставлены характеристики для данного насоса

Таблица 3 - Характеристики

Параметр	Значение
Объём рабочий, см3	56
Давление номинальные, МПа	12,5
Давления максимальные, МПа	14
Подачи номинальные, л/мин (м3/с)	73,9 (0,00123)
Коэффициент полезного действия объёмный, %	88

Принимаем тип насосной установки для насоса:

3С100.В - БГ12.12,5.73,9.19,6-13 УХЛ4 ТУ2-053-1781-86

С - тип установки; 3 - как исполняется по высоте; 100 - объём бака; БГ12 - как исполняется насосный агрегат с нерегулируемым насосом типа БГ12-24М; В - насосная установка с теплообменником; 12,5 - давление номинальное для данной установки в МПа; 19,6 - мощность электродвигателя, кВт; 73,9 - подача номинальная для данного насоса, л/мин; 1 - диаметр условного прохода, 10 мм; 3 - давление номинальное настройки установки, 10МПа; УХЛ4 - исполнение климатическое.

2.2.4 Выбираем и рассчитываем гидроаппаратуру и трубопроводы

Зададимся скоростью движения жидкости, для расчёта диаметров трубопроводов, в зависимости от давления, согласно рекомендациям.

- При давлении номинальном насосной установки для напорной линии принимаем P = 12,5 МПа uрек = 4 м/с;

- для сливной и напорно-сливной линий uрек = 2 м/с.

Берём согласно ГОСТ 8734-75 стальные трубы в качестве трубопроводов.

Для участка трубы находим внутренний диаметр:

, м, (108)

где Q - это расход жидкости через трубу максимальный, м3/с;

uрек - скорость протекания жидкости рабочей, согласно рекомендаций, м/с.

Толщина расчётная стенки для участка трубы находится по формуле:

, мм, (109)

где P - это давления жидкости рабочей максимальные в трубе, МПа;

[у]вр - напряжения на растяжение допускаемые, для стали оно равно [у]вр=340 МПа;

kб - это коэффициент запаса, принимаем kб = 2…8.

Опираясь на давление в гидросистеме, используем соединение с ниппелем шаровым, согласно ГОСТ2 Г91-26-78. К ниппелю, изначально на который надеваем накидную гайку, привариваем стальной трубопровод. Для данного типа соединений подбираются трубы из перечня рекомендованных.

1)Линии напорные 1-2; 3-4:

14 МПа,

73,9 л/мин (1,23 10-3 м3/с)

По рекомендации принимается = 4 м/с:

м (19 мм)

Выбираем трубу 25х3 согласно ГОСТ 8734-75, с внутренним диаметром мм. Проверка :

мм

3 мм> 1,9 мм, следовательно наше условие выполняется.

2) Линия напорно-сливная 5-6:

14 МПа, 57,3 л/мин (0,954 10-3 м3/с)

Согласно рекомендациям принимаем = 2 м/с:

м (24,6 мм)

Берём трубу 32х3.5, согласно ГОСТ 8734-75, с внутренним диаметром мм. Проверка :

мм

3,5 мм> 2,6 мм, следовательно, наше условие выполняется.

3) Линия напорно-сливная 7-8:

14 МПа, 29,2 л/мин (4,86 10-4 м3/с)

Согласно рекомендации принимаем = 2 м/с:

м (17.6 мм)

Выбираем трубу 25х3,согласно По ГОСТ 8734-75с внутренним диаметром мм. Проверка :

мм

3 мм> 1,95 мм, следовательно, наше условие выполняется.

4)Линии для слива 9-10, 10-11, 10-14, 17-18, 15-16:

14 МПа, 73,9 л/мин (1.23 10-3 м3/с)

Согласно рекомендациям применяем = 4 м/с:

м (19 мм)

Выбираем трубу 25х3, согласно ГОСТ 8734-75, с внутренним диаметром мм. Проверка :

мм

3 мм> 1,95 мм, соответственно наше условие выполняется.

5)Линия для слива 12-13:

14 МПа, 57,3 л/мин (9,54 10-4 м3/с)

Согласно рекомендациям принимаем = 2 м/с:

м (24,6 мм)

Принимаем трубу 32х3.5, согласно По ГОСТ 8734-75, с внутренним диаметром мм. Проверка :

мм

3,5 мм> 2,6 мм, соответственно наше условие выполняется.

Выбираем из справочной литературы гидроаппаратуру, опираясь на величину расхода и давления рабочего в линии, где установлен аппарат, при этом значение давления и расхода номинального обязаны быть соседними большими, или же быть равными к расчетам. Аппараты, которые выбираем должны подходить способу монтажа по заданию.

Выбираем клапан (ПК1) МКПВ 16/3.В.2.В УХЛ4 ТУ2-053-5749043-88:

· расход номинальный л/мин,

· М - размеры присоединительные, международные,

· КПВ - клапан предохранительный,

· 16 - проход условный,

· 3 - давление максимальное МПа,

· В - означает, что встраиваемый монтаж,

· 2 - гидроуправление и разгрузка - дистанционная,

· В - гайка и винт, регулируемые под ключ

· УХЛ4 - тип климатического исполнения.

Напорный фильтр маркировка 2ФГМ 32 ТУ2-053-1778-86:

· С давлением номинальнымМПа,

· при фильтрации тонкой с номинальным расходом 25 мкм л/мин,

· возможный перепад давлений МПа,

· утечки внутренние составляют л/мин.

Гидрораспределитель типа 1BЕ16.44/В220 УХЛ4 ГОСТ 26890-86:

· давление номинальноеМПа,

· расход номинальный л/мин,

· расход максимальный л/мин,

· пределы перепада давления МПа,

· 1 - конструкционный номер,

· Р - это распределитель

· Е - с электрическим управлением

· 16 - с условным проходом в мм,

· 44 - это номер схемы по исполнению,

· с возвратом пружинного типа,

· В220 - напряжение в сети 220В, с переменным током,

· УХЛ4 - тип климатического исполнения.

Клапан (ПК2) предохранительный МКПВ 16/3.С.2.В УХЛ4 ТУ2-053-5749043-88:

· С номинальным расходом л/мин,

· М - Означает размеры присоединительные, международные,

· КПВ - означает клапан предохранительный,

· 16 - с условным проходом,

· 3 - с максимальным давлением МПа,

· С - тип исполнения со стыковым монтажом,

· 2 -гидроуправление и разгрузка - дистанционные,

· В - гайка и винт, регулируемые под ключ

· УХЛ4 - тип климатического исполнения.

Клапан (К01) обратный МКОВ 16/3.2.В УХЛ4 ТУ 2-053 1841-87:

· С номинальным расходом МПа,

· М - размеры присоединительные, международные,

· КО - клапан обратного действия,

· 16 - с условным проходом,

· 3 - с максимальным давлением МПа,

· В - тип монтажа - встраиваемый,

· 2 - гидроуправление и разгрузка - дистанционное,

· В - с гайкой и винтом, регулируемым под ключ

· УХЛ4 - тип климатического исполнения.

Теплообменник (Т1) МТ 16/3.С.2.В УХЛ4 ТУ 3612-014-00220302:

· С номинальным расходом л/мин,

· М - размеры присоединительные, международные ,

· Т - теплообменник,

· 16 - с условным проходом,

· 3 - с максимальным давлением МПа,

· С - тип монтажа - стыковой,

· 2 - разгрузка и гидроуправление - дистанционное,

· В - гайка и винт, регулируемые под ключ

· УХЛ4 - тип климатического исполнения.

2.2.5 Разрабатываем блок управления

В блок управления входят такие аппараты как: реверсивный распределитель Р1, обратный клапан К01, предохранительный клапан КП1. Редукционный клапан - стыкуемый.

Рабочая жидкость, протекающая от насосной установки, когда протечёт через фильтр, поступит сквозь отверстие «Р» в плиту блока управления. Затем она (при ходе рабочем) поступит через клапан редукционный к отверстию «А» плиты блока управления и поступит в полость поршневую ГЦ. Далее жидкость из области штока поступит к отверстию «В» и далее протечет через распределитель Р1 к отверстию «Т» на слив.

При подъёме ролика (обратный ход) жидкость через РР протечет к отверстию «В» блока управления и затем протечет к штоковой области ГЦ. Из области поршня ГЦ жидкость протечет к отверстию «А» блока управления плиты и далее через КО встроенный в редукционный клапан поступит в ГР и далее к отверстию «Т» на слив.

На схеме гидропривода штрихпунктирной линией выделили схему гидроблока управления.

2.2.6 Определяем потери давления в трубопроводах и аппаратах

2.2.6.1 Определяем потери давления в аппаратах

Формула для определений потерь давлений в аппаратах:

, МПа, (110)

где Дp0 - перепад давления настройки аппарата или же открывания, МПа;

A и B - это коэффициенты аппроксимации экспериментальной зависимости потерь давления в зависимости от расхода через гидроаппарат;

Qmax - максимальный расход РЖ через аппарат, м3/с.

По формуле определяем коэффициенты аппроксимации экспериментальных зависимостей потерь давления:

, МПа · с/м3

, МПа · с2/м6 (108)

где Дpном - при номинальных расходах потери давлений, МПа;

Qном - номинальные расходы аппарата, м3/с.

В характеристиках на гидроаппараты указываются номинальные расходы, перепады давлений открывания, либо же настройки аппарата и потерей давлений при расходах номинальных.

Приводим расчеты потерь давлений для гидрораспределителя 1РЕ16.44/В220 УХЛ4 ГОСТ 26890-86:

· Qном = 63 л/мин (0,00105 м3/с);

· Дp0 = 0 МПа;

· Дpном =0,21 МПа.

Коэффициенты аппроксимации:

МПа · с/м3

МПа · с2/м6

Отсюда вычисляем потери давлений при ходе рабочем и ходе обратном цилиндра.

Определяем ход рабочий:

в поршневую м3/с:

МПа

из штоковой м3/с:

МПа

Определяем ход обратный:

из поршневой м3/с:

МПа

в штоковую м3/с:

МПа

В таблице номер 4 приведём расчетные значения полных перепадов давлений.

Таблица 4 - Полные перепады давления

Наименование гидроаппарата	Дp0, МПа	A, МПа · с/м3	B, МПа · с2 / м6	Этап цикла	Qmax, м3/с	ДpГА, МПа
Напорные фильтра	0	30,1	22612,9	РХ ОХ	0,00095 0,00049	0,049 0,020
Гидрораспределители	0	198,1	373798,5	РХ ОХ	0,00095 0,00049	0,526 0,187
Обратные клапаны	0	150,4	113064,6	РХ ОХ	0,00095 0	0,246 0

Приведём перепады давлений полные, при обоих этапах, в линиях гидрааппаратуры:

РХ (Ход рабочий):

· напорные линии МПа

· сливные линии МПа

ОХ (Ход обратный):

· напорные линии МПа

· сливные линии МПа

2.2.6.2 Определяем потери давлений в трубопроводах по длине

Чтобы найти по длине трубопроводов потери давления вычисляем числа Рейнольдса:

, (111)

где - кинематические коэффициенты вязкости жидкости, м2/с;

- фактические скорости течения жидкости в трубопроводе, м/с.

Определяем потери на всякое трение по данной формуле:

, МПа, (112)

где Qmax - максимальные расходы жидкости в линии, м3/с;

- плотности РЖ, кг/м3;

i - коэффициенты гидравлических трений на - том участке;

Li - это длина i - го участков трубопроводов, м;

fcn - это площади внутреннего сечения i - го участков, м2;

dст - внутренние диаметры i - го участка трубопроводов, м.

Находим коэффициент для гладкого цилиндрического трубопровода:

(113)

Для участков трубопроводов 1-2 полный расчет потерь давлений приводим при максимальных значениях расхода жидкостей:

· берём трубу 25х3 ГОСТ 8734-75

· берём длину трубопроводов L = 0,15 м;

· принимаем внутренние диаметры трубопроводов dст = 0,019 м;

· получается максимальные расходы жидкости Qmax = 0,00123 м3/с

Жидкость рабочая И-50А ГОСТ 20799-75 :

· плотности рабочих жидкостей равно 910 кг/м3;

· кинематические коэффициенты вязкости = 50 · 10-6 м2/с.

Рассчитаем по формуле площади внутренних сечений трубопроводов:

, м2 (114)

 м2.

По формуле найдём фактическую скорость движений рабочих жидкостей в трубопроводах:

, м/с (115)

м/с

Рассчитаем число Рейнольдса:

- ламинарные потоки.

Па ? 0,00213 МПа

Значения потерь давлений по длинам трубопровода предоставлены в таблице номер 5.

Таблица 5 - Потери давлений по длинам трубопровода

Этап цикла	Линия	Номер участка	Тип участка	Qmax, м3/с	dТi, м	Li, м	fТi., м2	ui., м/с	Rei	?i	?pТi., МПа
Ход рабочий	Напор	1-2	Напор.	0,00123	0,019	0,15	0,000284	4,33	1645,4	0,0389	0,00213
		3-4	Напор.	0,00123	0,019	0,15	0,000284	4,01	1645,4	0,0389	0,00193
		5-6	Напорно-слив.	0,00095	0,025	1,5	0,000491	1,94	967,7	0,0661	0,0068
Ход рабочий	Сливная	7-8	Напорно-слив.	0,00049	0,019	1,8	0,000284	1,73	656,7	0,975	0,0125
		9-11	Сливн.	0,00095	0,025	0,7	0,000491	1,94	967,7	0,0661	0,0032
Ход рабочий	Напор	1-2	Напор.	0,00123	0,019	0,15	0,000284	4,33	1645,4	0,0389	0,00213
		3-4	Напор.	0,00123	0,019	0,15	0,000284	1,73	1645,4	0,0975	0,0010
		8-7	Напорно-слив.	0,00049	0,019	1,8	0,000284	1,73	656,7	0,0975	0,0125
	Сливная	6-5	Напорно-слив.	0,00095	0,025	1,5	0,000491	1,94	967,7	0,0661	0,0068
		9-11	Сливн.	0,00095	0,025	0,7	0,000491	1,94	967,7	0,0661	0,0032

Опираясь на расчёты, общие потери получаются:

РХ (Ход рабочий):

· напорные линии - МПа;

· сливные линии - МПа.

ОХ (Ход обратный):

· напорные линии - МПа;

· сливные линии - МПа.

2.2.6.3 Местные потери давлений

По формуле находим местные потери давлений:

, МПа, (116)

где fМj - площади внутренних сечений трубопроводов

жj - коэффициенты j-го местных сопротивлений;

nн - число местного сопротивления;

перед j - тым сопротивлением м2.

Производим на участке 3-5 расчёты местных потерь для одних из местных сопротивлений:

· местные сопротивления - тройник;

· диаметры трубопроводов - 0,019 м;

· максимальные расходы жидкостей Qmax = 0,00123 м3/с;

· коэффициенты местных сопротивлений ж = 0,1 (2);

· количества местного сопротивления n = 1.

Па (0,0006 МПа)

В таблице номер 6 приводим остальные местные потери.

Таблица 6 - Значения расчетов местных потерь давлений

Этапы работ	Линии	Участки	Виды местного сопротивления	Количество сопротив.	с, кг/м3	Qmaxj. м3/с	жj	dмj, м	fмj, м2	ДPмj, МПа
Ход рабочий	Напорн		Блоки управления Угол 90 град	1	910	0,00123	0,1	0,019	0,000284	0,0006
		3-4	Резкое сужения Ф25/Ф16 мм (т. 4)	1	910	0,00095	0,65	0,025	0,000491	0,0011
		4-р	Резкие расширения Ф16/Ф25 (т. 6)	1	910	0,00095	0,6	0,025	0,000491	0,0010
	Сливн	7-8	Резкие сужения Ф19/Ф16 мм (т. 9)	1	910	0,00049	0,68	0,019	0,000284	0,0009
		8-В	Резкие расширения Ф16/Ф25 (т. 10)	1	910	0,00049	0,65	0,025	0,000491	0,0003
		Т-9	Угол 90 град Ф25	2	910	0,00049	1,5	0,025	0,000491	0,0014
		9-11	Тройник Ф25 (т. 11)	1	910	0,00049	0,1	0,025	0,000491	0,0001

Опираясь на полученные расчетные данные, общие местные потери получились:

РХ (Ход рабочий):

– напорные линии - МПа;

– сливные линии - МПа.

ОХ (Ход обратный):

– напорные линии - МПа;

– сливные линии - МПа.

2.2.6.4 Общие потери давления в системе

В таблице номер 7 предоставлена общая суммарная потеря давления в гидросистеме.

Таблица 7 - Общие суммарные потери в гидросистеме

Этапы циклов	Линия	PГА, МПа	PТ, МПа	PМ, МПа	p, МПа
Ход рабочий	Напорные	0,821	0,01086	0,0027	0,834
	Сливные	0,187	0,0157	0,0027	0,205
Ход обратный	Напорные	0,207	0,01563	0,0017	0,224
	Сливные	0,772	0,01	0,0077	0,789

2.2.7 Производим проверку насосной установки

С учётом всех потерь давление насосной установки обязано обеспечивать необходимое давление в гидравлической системе.

, МПа. (117)

Потеря давления максимальная МПа.

МПа

Насосная установка, которую мы выбрали полностью подходит нам по параметрам из задания.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разрабатываем технологический процесс изготовления ролика

3.1.1 Разрабатываем технологический процесс механической обработки

3.1.1.1 Описываем конструкции и назначение детали

Ролик натяжной предназначен для транспортировки полосы, создания технологического натяжения и устанавливается в агрегате продольной резки.

Ось ролика изготовлена из стали 40Х по ГОСТ 4543-71.

В таблице номер 8 предоставлен химический состав.

Таблица 8 - Химический состав сталь 40Х

химический состав, %
углерод	кремний	марганец	хром
0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10

3.1.1.2 Выбор способа изготовления заготовки

Выбрать заготовку - это значить устанавливаем способ ее получения, рассчитываем ее размеры, назначаем припуск на обработки каждой поверхности и указываем допуск на не точность изготовлений.

Следующие факторы оказывают влияние на выбор:

- характеристики материалов и их свойства, с помощью которых смогут определить, возможно ли применение литья, пластических деформаций, сварки и порошковой металлургии;

- конструктивные формы поверхности и размеры деталей, их масса и так далее;

- наличие техн.оборудования;

- безопасность работы, экологические факторы и тому подобное;

- затраты на изготовления заготовок, далее уже изготовление из них деталей, потом необходимо собрать, и только после этого транспортировать и эксплуатировать готовое изделие.

На основе типа производства и по чертежам, производим выбор способов получений заготовок и их формы.

Если конфигурация детали круглая, квадратная, шестигранная, прямоугольная, то применяют заготовки из проката.

Способы изготовления заготовок применяют следующие:

1) прокат;

2) штамповка на ГКМ.

Выбранные методы оцениваем:

- по стоимости заготовок;

- по степени использования металла.

1) Стоимость заготовки из проката

Если деталь изготавливается из проката, то затраты на заготовку определяются по весу проката, требующегося на изготовление детали, и весу сдаваемой стружки.

Для детали «ось ролика», следует принять способы получений заготовок из проката с круглым сечением. Примем материал сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Выбираем, согласно ГОСТ 2590-88, сортовой горячекатаный прокат обычной точности. Область применения проката и его виды представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Область применения проката и его виды

Виды проката	ГОСТ	Области применения
Сортовые горячекатаные круги:
А - высокая точность; Б - повышенная точность; В - обычная точность калиброванная	2590-88 2590-88 2590-88 1051-73	Гладкий и ступенчатый вал с маленьким перепадом в диаметре ступеней; стакан диаметром до 50 мм; втулка с наружным диаметром до 25 мм

Принимаем по ГОСТ 2590-88 диаметр прутка, при отношении L/d<4, диаметр прутка заготовки равен 27 мм. Берём условно длину заготовки = 50±2 мм.

На рисунке 9 представлена заготовка из проката круглого сечения.

Рисунок 9 - Заготовка из проката круглого сечения

Для определения массы заготовки определим объём заготовки по формуле:

, (118)

где - диаметр заготовки, м;

- длина заготовки, м.

Используя справочные данные, определяем плотность сталь 40Х с=7,8 кг/м3, затем определяем массу заготовки, умножая плотность на объём.

кг

Определяем стоимость заготовки детали.

, руб., (119)

руб.

где Мз - масса заготовки кг;

Мд - масса детали кг;

Цз - цена 1 кг металла руб./кг;

Цо - цена 1 кг отходов руб./кг;

Кт - коэффициент класса точности заготовки;

Кс - коэффициент сложности заготовки;

Кв - коэффициент массы;

Км - коэффициент марки детали;

Кп - коэффициент серийности.

2) Стоимость заготовки, полученной методом горячей объемной штамповки на ГКМ.

Определение припусков.

Для назначения припусков на обработку рассчитаем массу штамповки.

Находим объем металла, который необходим для получения детали:

кг.

Найдем массу поковки:

кг (120)

Коэффициент использования материала:

кг (121)

где mД - масса детали;

mП - масса поковки.

Степень сложности поковки - С1. Поковка второго класса точности- Т2.

Себестоимость заготовки:

руб., (122)

где - цена 1 кг металла руб./кг, Ci=30 рублей;

, , , , - это всё коэффициенты, которые зависят соответственно от групп сложностей, классов точностей, масс, объёмов производства и марок материалов =1; =0,75; =0,73; =1; =1,15;

МЗ, МД - масса соответственно заготовки и детали, кг;

- цена 1 кг отходов; руб., =28,1 рубль.

Подставляя численные данные в формулу, получим:

руб.

По результатам технико-экономического анализа, где сравнивалось - получение заготовок на горизонтально - ковочной машине (метод 2) и заготовок, полученных из проката (метод 1), было определено, что с экономической точки зрения получение заготовок первым методом более экономично и значительно проще.

3.1.1.3 Разработка маршрута обработки с выбором станочных приспособлений и оборудования

Технологический маршрут необходим для установления порядка выполнения тех.операции.

Таблица 10 - Технологический маршрут механической обработки с выбором станочных приспособлений и оборудования

Наименование операции	Оборудование	Приспособление
1	2	3
005 токарные автоматные	Токарные прутковые полуавтоматы с числовым программным управлением 1365	Трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны с механизированными приводами зажимов - патроны 7100-0005 ГОСТ 2675-80.
010 Токарно-винторезные с числовым программным управлением	Токарно-винторезные станки с числовым программным управлением 16Б16Т1	Трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны - патроны 7100-0009 ГОСТ 2675-80. Кулачки 7019-8539, центр жесткий упорный ГОСТ 2576-79.
015 Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н118	Приспособление 7362-8900 собственного изготовления, головка револьверная 7760-8807.
020 Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н118	Приспособление кондукторное 7362-8806, патрон 7160-8807
025 Слесарная	Верстак слесарный
030 Промывочная	Моечная машина	Дроссельный клапан 56-У-5833
035 Контрольная	Стол контрольный
040 Термическая	Печь термическая
045 Круглошлифо- вальная	Круглошлифо- вальный 3В151А	Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон - патрон 7100-0005 ГОСТ 2675-80. Кулачки собственного изготовления, центр жесткий упорный ГОСТ 2576-79.
050 Промывочная	Моечная машина	Дроссельный клапан 56-У-5833
055 Контрольная	Стол контрольный

Задачи, решаемые на этапе разработки маршрута:

- Проектируется общий план обработки ;

- Предварительно выбираем инструмент, средства технологического оснащения;

- приблизительно намечаем содержание операций.

У нас получается следующий маршрут технологического процесса, который представлен в таблице номер 10.

3.1.1.4 Разработка операционной технологии обработки детали

При проектировании тех.операций решаем комплекс вопросов:

- уточняем содержание операции (изначально задуманное в маршруте обработки);

- определяем порядок и содержание переходов;

- окончательно выбираем средства технологического оснащения;

- устанавливаем режимы резания;

- определяем нормы времени;

- определяем настроечные размеры;

- разрабатываем операционные эскизы;

- определяем разряд и квалификация работы.

Согласно требований ГОСТ 14.301-83 разрабатываем операционный тех.процесс обработки детали «Ось ролика».

Следующие операции и вспомогательные переходы входят в состав «общих правил разработки технол. процессов и выбор средств технол. оснащения».

Технологические операции.

005 Токарная автоматная (Подготовка основных технологических баз и предварительная обработка поверхностей)

Станок.

Габаритные размеры детали Ш 24 49. Масса - 0,18 кг.

Принимая во внимание габариты детали, ее массы и точности выполнения токарной операции (9 квалитет) выбираем токарный прутковый полуавтомат с ЧПУ 1365, с устройством автоматической подачи прутков.

Выбираем средства технол. оснащения.

Приспособление для установок и закреплений прутка.

Принимая во внимание присоединительные размеры станка мод. 1365 установка и закрепление заготовки осуществляем в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне (Ш 160) с механизированными приводами зажимов - патроны 7100-0005 ГОСТ 2675-80, выбирают исходя из назначений и присоединительного размера станка, приспособления и вспомогательных оснасток.

Режущий инструмент.

Принимаем согласно ГОСТ 18880-73 резцы подрезные отогнутые с пластинками из твердых сплавов - резец 2112-0035 ВК8; резцы проходные упорные с пластинками из твердых сплавов - резец 2103-0007 ВК8 ГОСТ 18880-73; резцы отрезные с пластинками из твердых сплавов - резец 2100-0009 ВК8 ГОСТ 18879-73; сверла центровочные А6,3 ГОСТ 14952-75; сверла спиральные с цилиндрическими хвостовиками Ш 4 ГОСТ 10903-77.

Средства технического контроля.

Штангенциркули ГОСТ 166-89 ШЦ - I - 125 - 0,1

Содержания операций.

Загружаем прутки в устройства подачи, закрепляем в трехкулачковых патронах с гидроприводами зажимов обрабатываемые прутки на длину 65 мм от торца кулачков, с автоматизированной подачей прутков.

1. Подрезаем торцы прутков. 2. Точим заготовки до диаметров 25 мм на длину 52 мм. 3. Точим Ш 18 на длину 28. 4.Сверлим отверстие А6,3 ГОСТ 14034-74. 5. Сверлить отверстие Ш 4 на глубину 25 мм. 6. Отрезать заготовку в размер 52±1 мм. Эскиз к этим операциям представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 - Операционный эскиз №1

010 Токарно-винторезная с ЧПУ (Чистовая обработка поверхностей)

Станок. Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16Б16Т1.

Установку и закрепление заготовки осуществляем в трехкулачковом самоцентрирующимся патроне с поджатием жестким центром при установке Б, установленном в задней бабке.