Модернизация автомата сборки подшипника серии 6008 2RS

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Развитие машиностроения - это процесс непрерывного совершенствования средств и предметов труда. Высокие темпы совершенствования орудий, предметов и продуктов труда, могут быть обеспечены только путем рациональной организации этого процесса, что требует от работников машиностроительных предприятий глубокого знания методов научной организации производства, труда и управления.

Каждое производственно-техническое решение должно быть продумано и экономически обосновано. Конструктор любого изделия должен уметь оценить его экономическую эффективность в производстве и в эксплуатации, обеспечить высокую надежность, долговечность, ремонтопригодность и низкую себестоимость. Технолог должен уметь выбрать и осуществить с оптимальными затратами технически и экономически обоснованный вариант технологии в условиях выбранного типа производства. Мастер, старший мастер, начальник цеха должны решать организационные вопросы производства: расстановку кадров, организацию заработной платы, основы технико-экономического и оперативного планирования, учета, анализа и контроля.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Целью данной выпускной квалификационной работы является модернизация автомата сборки подшипника серии 6008 2RS.

В настоящее время на Вологодском подшипниковом заводе принято международное обозначение подшипников. Данная система обозначения подшипников установлена на FAG - одной из ведущих фирм, признанной на мировом рынке.

Как сказано выше, действующий технологических процесс сборки подшипников частично автоматизирован. Последовательность выполнения технологических операций для сборки подшипника серии 6008 2RS следующая:

- на участок сборки кольца поступают в кассетах;

- на столах сортировки выполняется замер основных параметров и сортировка по группам наружных колец (кольцо 01) и внутренних колец (кольцо 02) по диаметру желоба вручную;

- замеренные кольца по группам перемещаются операторами в кассетах или на штырьковых транспортных подставках на стол сборки комплекта;

- производится комплектовка внутреннего и наружного кольца, требуемой группы комплекта шариков - сборка комплекта;

- после этого производится ручная разгонка шариков с наложением нижнего и верхнего полусепараторов;

- собранный комплект передается на кривошипный пресс, на котором осуществляется клепка (сборка) подшипника;

- собранные подшипники со стола пресса перемещается в лоток выгрузки;

- далее перемещаются в демагнитизатор, где производится размагничивание собранного подшипника;

- размагниченные подшипники по гибкому транспортному лотку выгрузки катятся в межоперационную тару, в которой перемещаются на следующую технологическую операцию - контроль радиального зазора.

Автомат контроля радиального зазора производит фактический замер величины радиального зазора. Подшипники сортируются по фактическим величинам зазора на три группы: годные (выдержан требуемый радиальный зазор), условно-годные (радиальный зазор увеличен, но попадает в допускаемый диапазон) и брак. Условно-годные и бракованные подшипники накапливаются в кассетах, которые расположены на подставке. Годные подшипники по гибкому лотку поступают межоперационную тару и далее в машину для промывки подшипников.

Промывка подшипника осуществляется в два этапа: предварительная и окончательная промывка. Промытый маслом И-20 подшипник передается в автомат контроля уровня вибраций. Подшипники с отклонениями по виброхарактеристикам поступают на стол-накопитель или производственную тару “условно годные - брак”. Годные по виброхарактеристикам подшипники по гибкому лотку поступают на стол дискового питателя комплекса закладки смазки. Направляющая питателя при вращении стола дискового питателя производит поштучную выдачу предварительно ориентированных подшипников в автомат закладки смазки.

Далее подшипники по гибкому лотку поступают на стол порядовой укладки. Со стола порядовой укладки подшипники поштучно поступают на ручную установку для вставки уплотнений. Далее осуществляется контроль основных параметров и упаковка.

Модернизация технологического процесса должна устранить выявленные недостатки действующего технологического процесса.

Основными недостатками действующего технологического процесса в первую очередь является следующее:

– в основном ручная сборка;

– наличие автоматического оборудования и использования его как полуавтоматов;

– перемещение заготовок и годной продукции в транспортной межоперационной таре;

– оборудование установлено не линейно и в последовательности выполнения технологических операций;

– оборудование не привязано к типу подшипника;

– малая производительность участка.

Модернизация автомата предполагает внесение следующих изменений в технологический процесс сборки подшипника:

– наружные и внутренние кольца коротких автоматических линий блока механической обработки подаются по лоткам на автоматы замера фактического диаметра дорожек качения;

– автомат по фактическим размерам кольца группирует;

– годные кольца остаются в лотках, а кольца диаметр дорожек качения которых находится вне допуска - перемещаются в транспортную тару “брак”;

– годные кольца одной группы по лоткам перемещаются в автомат сборки комплекта, который подбирает требуемую группу шариков.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– спроектировать и рассчитать привод межоперационного накопителя;

– рассчитать и спроектировать пневмопривод автомата сборки комплекта «кольца + шарики».

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание работы автомата сборки комплекта «кольца + шарики»

Перед началом работы необходимо переместить шарики одной группы из транспортной кассеты в приемный лоток бункера. Установить выключатель в положение “автомат” и нажать кнопку “ПУСК”.

Рассортированные и сдвоенные кольца по лотку перемещаются на поверхность дискового питателя. Из дискового питателя кольца поштучно выдаются в механизм подачи, который перегружает сдвоенный комплект на позицию загрузки автомата. Механизм подачи далее перемещает их на позицию сборки комплекта. Механизм ориентации смещает кольцо и одновременно выдает необходимое количество шариков из дозатора. Включается механизм вибрирования шариков, который распределяет шарики на столике. Включается сборка, где происходит деформация кольца и перемещение кольца, что завершает сборку комплекта.

Если по какой-либо причине, не произойдет сборка комплекта, то шарики поступают в приемные лотки для внутренних и наружных колец.

Автомат имеет два режима работы: наладочный (ручной) и автоматический.

2.2 Расчет и проектирование привода межоперационного накопителя

2.2.1 Описание конструкции, назначения и принципа действия межоперационного накопителя

Основные функции межоперационного накопителя сводятся к обеспечению бесперебойной подачи сдвоенных колец. Кольца располагаются на поверхности межоперационного накопителя и лотковой системой поштучно выдаются на позицию загрузки перед исполнительным элементом узла выдачи.

Межоперационный накопитель см. рисунок 1 состоит из основания позиция 1, привода позиция 2 смонтированного на плите, вала приводного позиция 3, с закрепленным на вале диском позиция 4 и лотка позиция 5.

Привод состоит из электродвигателя позиция 6, постоянной упруго-пальцевой соединительной муфты позиция 7, червячного редуктора позиция 8 и открытой зубчатой передачи позиция 9.

Рисунок 1- Межоперационный накопитель

2.2.2 Разработка и описание кинематической схемы привода

Привод состоит из электродвигателя, червячного одноступенчатого с цилиндрическим червяком редуктора, открытой цилиндрической передачи. Вал электродвигателя соединяется с валом червячного редуктора посредством упругой втулочно-пальцевой муфты. Кинематическая схема привода показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода

2.2.3 Энергокинематический расчет привода [9, 10, 11, 14]

Для определения общего коэффициента полезного действия привода (к.п.д.) необходимо выполнить анализ его кинематической схемы и определить источники потерь мощности при ее передаче от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины (вал приводной). В механических приводах потери мощности возникают во всех видах передач, в подшипниках валов, соединительных муфтах. Общий к.п.д. привода определяется по формуле (2.1):

з_о = з _муф з²_п.к. з _черв. з _ц.п., (2.1)

где з_о - общий к.п.д. привода;

з _муф = 0,98 - 0,99 - к.п.д. муфты, назначаем з _муф =0,985;

з _п.к = 0,99 - к.п.д. пары подшипников;

з _черв= 0,8 - к.п.д. червячной передачи;

з _ц.п.= 0,92…0,95 - к.п.д. открытой цилиндрической передачи, принимаем з

_ц.п.= 0,935

з_о = 0,9850,99²0,80,935 = 0,722

Потребную мощность электродвигателя определяем согласно формуле (2.2):

N^тр_эл=, кВт, (2.2)

где N^тр_эл - требуемая мощность электродвигателя, кВт;

N_IV - необходимая мощность на шнеке, кВт, N_IV= 0,12 кВт (согласно заданию на проект);

з_о - коэффициент полезного действия, з_о= 0,722

N^тр_эл= кВт

Назначаем по справочным таблицам (таблица 1 стр.535 [9]) электродвигатель мощностью N_эл = 0,18 кВт и частотой вращения вала (синхронная - 1500 об/мин, асинхронная - 1350 об/мин) электродвигатель АИС63В4 УЗ ГОСТ 19523-74.

Определим общее передаточное число привода по формуле (2.3).

U_o=, (2.3)

где n _эл и n - частоты вращения вала электродвигателя и выходноговала привода.

U_o=

Общее передаточное число с разбивкой по ступеням определяется по формуле (2.4):

U_o= U_редU_ц.п., (2.4)

где U_ц.п. - передаточное число открытой цилиндрической передачи;

U_ц.п.=5 - предварительно назначенное передаточное отношение открытой цилиндрической передачи.

Тогда передаточное отношение редуктора определим по формуле (2.5):

U_{ред.черв.}= (2.5)

245,45/5=49,09

U_черв.р. = 49 - фактическое передаточное число редуктора.

2.2.4 Подбор стандартных узлов привода (редуктора) [12, 13]

По справочным таблицам назначаем редуктор червячный одноступенчатый с цилиндрическим червяком. Редуктор 2Ч-40-50-52-4-1-У2 ГОСТ 13563-68.

Техническая характеристика редуктора и основные технические данные:

– Межосевое расстояние, мм 40

– Номинальная частота вращения входного вала, об/мин 1500

– Передаточное число:

– номинальное 50

– фактическое 49

– Расчетная мощность на входном валу, кВт (при частоте вращения

n = 1500 об/мин)

– Номинальная радиальная консольная нагрузка, приложенная к середине посадочной поверхности конца входного вала, Н 160

– Номинальная радиальная нагрузка, приложенная к середине посадочной поверхности выходного конца выходного вала, Н 1500

Определим частоты вращения и моментов на валах:

n_I = 1350 об/мин - частота вращения вала электродвигателя;

n_II = n_I = 1350 об/мин - частота вращения ведущего вала редуктора;

n_III рассчитаем по формуле (2.6):

n_III = n_II/U_черв.р., (2.6)

n_III = 1350/49 = 27,55 об/мин

n_IV рассчитаем по формуле (2.7).

n_IV = n_III/U_ц.п. (2.7)

n_IV = 27,55/5 = 5,51 об/мин.

Погрешность рассчитаем по формуле (2.8):

(2.8)

Допустимо.

Определим циклические частоты вращения валов согласно формуле (2.9):

, рад/сек, (2.9)

где n_i - частота вращения вала, об/мин.

рад/сек

Определяем крутящие моменты на валах по формуле (2.10):

T_i=, (2.10)

где T_i - момент на валу, Н.м.;

N_i - мощность на валу, Вт;

щ_i - циклическая частота вращения вала, рад/сек;

Определяем мощность, передаваемую валом.

На валу IV мощность N_IV = 0,12кВт;

Мощность на валу III определяем с учетом потерь по формуле (2.11):

N_III = N_IV/з_ц.п (2.11)

N_III=0,12/0,935=0,128 кВт

Мощность на II валу определяем с учетом потерь по формуле(2.12):

N_II = N_III/з_черв з _п.к (2.12)

N_II = 0,128 / (0,80,99) = 0,162 кВт

Мощность фактическая электродвигателя при требуемой мощности привода по формуле (2.13):

N₁ = N_эл = N_II/(з_мз_п.к ) (2.13)

N₁₌N_{эл =} 0,162/(0,9850,99) = 0,166 кВт

Определим максимальную мощность на валах по мощности двигателя по формуле(2.14):

N₁= N_эл= 0,18 кВт

N_II = N₁з_муфз_п.к (2.14)

N_II.= 0,180,9850,99 = 0,175 кВт

N_III = N_II з_п.кз_черв (2.15)

N_III = 0,1750,990,8 = 0,139 кВт

N_IV = N_IIIз_з.п.з_п.к (2.16)

N_IV = 0,1390,9350,99 = 0,128 кВт

Определим фактические крутящие моменты на валах по формуле(2.17). Для этого необходимо в формулу для определения моментов подставлять действительные значения мощностей.

Т^ф_I= Н.м, (2.17)

Т^ф_I= Н.м,

Максимальные крутящие моменты определяем по максимальным значениям мощности по формуле 2.18

Т_I^max= Н.м. (2.18)

Т_I^max=

Для удобства дальнейших расчетов полученные значения основных нагрузочных параметров сведем в таблицу 1.

Таблица 1 - Основные параметры привода

Номер вала	Частота вращения вала	Мощность на валу, кВт	Крутящий момент на валу, Нм
	об/мин	рад/сек	Факт	Макс	Факт	Макс
I	1350	141,37	0,120	0,128	1,174	1,273
II	1350	141,37	0,128	0,139	1,146	1,237
III	27,55	2,88	0,162	0,175	44,444	48,264
IV	5,51	0,57	0,166	0,18	210,526	224,561

2.2.5 Расчет и проектирование нестандартной передачи (открытая зубчатая передача)

Открытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по напряжениям изгиба с учетом износа зубьев в процессе эксплуатации. В этом случае нет необходимости проверять выносливость поверхностей зубьев по контактным напряжениям, так как абразивный износ поверхностей зубьев предотвращает выкрашивание их от переменных контактных напряжений.

В качестве материала назначаем сталь 40ХН как для колеса, так и для шестерни, но необходимо обеспечить соответствующую термообработку поверхности зубьев. Рекомендуется термическую обработку назначать таким образом, чтобы твердость шестерни была выше порядка 20-30 единиц Бринелля, чем колеса.

В большинстве случаев напряжение изгиба зубьев измеряется во времени по прерывистому отнулевому циклу, поэтому допускаемые напряжения определяют в зависимости от д^о_F?imв - предела выносливости соответствующего базовому числу циклов.

Методику выбора допускаемых напряжений, изложенную в ГОСТ 21354-75, для учебных целей можно упростить и определять допустимое напряжение по формуле (2.19):

,(2.19)

где [д_F] - допускаемое напряжение, МПа;

д^о_?im=700-900 МПа - значение предела выносливости, д^о_?im=800 МПа, шестерня и колесо закалка ТВЧ поверхности зубьев.

[S_F] - коэффициент допускаемости расчитаем по формуле(2.20)

[S_F]= [S_F]' [S_F]"(2.20)

где[S_F]' - коэффициент, учитывающий нестабильность материала зубчатых колес: его значения приведены в таблице 3 при вероятности разрушения 99%

[S_F]'=1,75;

[S_F]"- учитывает способ получения заготовки зубчатого колеса (в нашем случае прокат) [S_F]"=1,15.

[S_F]=1,751,15=2,01?2.

Твердость шестерни 40-50 HRC

Твердость колеса 35-42 HRC

Определяем [д_F]= МПа

В расчетах цилиндрических прямозубых колес (а именно такие применяются в открытых передачах) формула для проверочного расчета зубьев на выносливость по напряжениям изгиба имеет вид (2.21):

д_F= (2.21)

Чтобы вывести формулу для проектирования (ориентировочный расчет) на изгиб, вводят коэффициент ш_{вm, рассчитанный по формуле (2.20)}

ш_вm=в/m, (2.22)

заменяют F_t=, (2.23)

в= ш_вmm и получаем на основании формулу:

m =, (2.24)

где Т - момент на валу шестерни, Н.м. Т=44,444;

К_F - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по длине зуба и представляет собой произведение К_F= К_Fв К_FV;

К_Fв - коэффициент концентрации нагрузки (по табл. 3.7.[10]), К_Fв=1,35;

К_FV - коэффициент учитывающий динамическое действие нагрузки К_FV=1,0 К_F=1,351,0=1,35.

Z₁=17 - число зубьев шестерни.

Предварительно определяем модуль передачи:

m = =1.9

Согласно стандартному ряду принимаем модуль m=2,0.

Минимальное число зубьев Zmin =17. Такое число зубьев гарантирует качественный профиль зуба и исключает подрезание зубьев. Зубчатое колесо Z₁ - насаживают на выходной вал редуктора.

Чтобы обеспечить прочность шестерни необходимо выдержать минимальный зазор между шпоночным пазом и диаметром окружности впадин.

Шестерня имеет посадочный диаметр ступицы d_ст=1,6d; d=18 мм - диаметр выходного вала редуктора d = 1,618 = 28,8. Принимаем d ? 28 мм.

Количество зубьев назначаем конструктивно: назначаем Z₁ = 17 зубьев, тогда Z₂ = 17х5= 85 зубьев

аw =100 мм - допустимое межосевое расстояние (см. чертеж).

Y_F - коэффициент, учитывающий форму зуба;

По справочным таблицам стр.42 [10] принимаем Y_F1 = 3,9 - для шестерни (Z = 17), Y_F2 = 3,61 - для колеса (Z = 85), Ш_вm=10.

Расчет следует вести для зубьев того из колес, для которого соотношение меньше:

– Шестерня =;

– Колесо

Расчет ведем по шестерне.

Определим основные параметры цилиндрических колес.

Диаметры делительных окружностей определяем по формуле ():

d = mZ, мм (2.25)

d₁= 2,017 = 34 мм

d₂= 2,085 = 170 мм

Проверим межосевое расстояние по формуле (2.26)

aw =мм, (2.26)

aw = мм,

принимаем стандартное значение 100 мм.

Уточняем d₂ по формуле (2.27)

d₂=2 aw- d₁ (2.27)

d₂=2100-34=166 мм

Уточняем Z₂ по формуле (2.28)

Z = d /m (2.28)

Z =166/2=83

Уточняем U_ц.п по формуле(2.29)

U_ц.п= (2.29)

U_ц.п= =4,882

Уточняем n_IV=27,55/4,882=5,64 об/мин.

Погрешность рассчитаем по формуле (2.3)

(2.3)

Допустимо.

Диаметр окружностей вершин зубьев определяем по формуле (2.31):

d_a1= d₁+2m,мм (2.31)

d_a1=34+22=38 мм

d_a2=166+22=170 мм

Диаметр окружности впадин зубьев определяем по формуле (2.32)

d _f1 = d-2,5m,мм (2.32)

d _f1=34-2,52=29 мм

d_f2=166-2,5x2=161 мм

Ширину зубчатого венца определяем по формуле (2.33)

в₂=mш_вт,мм (2.33)

в₂= 210=20 мм

Ширина шестерни должна быть больше, чем ширина зубчатого венца колеса, поэтому

в₁=20+4=24 мм

Проверим межосевое расстояние по формуле (2.34)

Aw=, мм (2.34)

aw = мм

2.2.6 Конструирование зубчатых колес

2.2.6.1 Конструирование шестерни

В качестве заготовки при изготовлении зубчатых колес используется прокат (мелкосерийное и единичное производство).

Зубчатое колесо состоит из зубчатого венца соединенного диском со ступицей. Основные параметры шестерни:

– делительный диаметр, мм 34

– диаметр окружностей вершин зубьев, мм 38

– диаметр окружности впадин зубьев, мм 29

– ширина зубчатого венца, мм 24

– модуль, мм 2,0

Шестерня устанавливается на тихоходном валу червячного редуктора.

Посадочный диаметр шестерни равен диаметру выходного участка вала. Диаметр вала d_o=18 мм. Диаметр ступицы определяем по формуле(2.35):

d_ст=1,6do, мм (2.35)

d_ст=1,618=28,8 мм, принимаем d_ст=28 мм

Длина ступицы должна быть чуть больше длины выходного участка вала редуктора (?=40 мм). ?_ст=42 мм.

На торцах зубчатого венца выполняют фаски размером по формуле (2.36)

f=(0,5-0,7)m , (2.36)

которые округляют до стандартного значения. На прямозубых колесах фаски выполняют под углом 45^о.

f = (0,5-0,7) 2,0 =1,0-1,4 мм,

принимаем 1,0х45^о.

Фаска посадочного диаметра определяется в зависимости от диаметра f₁=1х45^о.

2.2.6.2 Конструирование зубчатого колеса

Основные параметры колеса:

– диаметр окружностей впадин зубьев, мм 161

– диаметр окружностей выступов зубьев, мм 170

– делительный диаметр, мм 166

– ширина зубчатого венца, мм 20

– модуль, мм 2,0

Диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса назначаем по диаметру выходного конца вала приводного.

d _ш = d_o = 25 мм

Назначаем фаски: f = f₁ = 1х45^о.

Диаметр ступицы

d_ст =1,625 = 40 мм, принимаем d_ст= 40 мм

Толщина обода S = 10 мм

Определяем толщину диска по формуле (2.37)

С = (0,35-0,4) b₂, мм (2.37)

С = 0,35-0,4) 20=7-8,

принимаем конструктивно С = 10 мм

Длина ступицы ?_ст = 58 мм.

2.2.7 Ориентировочный расчет тихоходного вала межоперационного накопителя

Проведем ориентировочный расчет и конструирование тихоходного вала. Вал - ступенчатый. Такая конструкция наиболее проста в изготовлении и оптимальна. Эскиз вала представлен на рисунок 2.1

Предварительный расчет проводим на кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Расчет проводим по условию прочности на кручение, согласно следующей формуле (2.38):

, мм, (2.38)

где - момент на валу, Нм,

МПа - допускаемые напряжения при кручении;

мм

Допускаемые напряжения занижены, т.е. диаметр вала определен заранее с запасом прочности.

Минимальный диаметр принимаем предварительно d₁ =24,5 мм. В дальнейшем будем проводить уточненный расчет вала и в случае невыполнения условия прочности откорректируем.

Тогда под подшипниками качения и ведомой шестерней посадочный диаметр равен мм.

Предварительно назначаем подшипник радиальный с посадочным диаметром внутреннего кольца на вал d₂ = 25 мм

На валу устанавливаются две шпонки: одна под диск накопителя, другая под ведомую шестерню открытой передачи.

В зависимости от посадочного диаметра назначаем сечение шпонки призматическую по ГОСТ 23360-78.

Сечение шпонки: b = 8 мм - ширина шпонки, h - 7 мм - высота шпонки. Глубина паза, мм: вала, t₁= 4; ступицы, t₂ = 3,3.

Длина шпонки под барабан накопителя мм

Шпонка 8х7х50 ГОСТ 23360-78

Длина шпонки, которая устанавливается под ведомой шестерней мм. Шпонка 8х7х20 ГОСТ 23360-78.



Рисунок 2.1 - Эскиз приводного вала конвейера

2.2.8 Предварительный выбор подшипников

Осевые усилия на валу привода накопителя значительные таким образом, назначаем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные с двумя уплотнениями. Такая конструкция подшипника значительно упрощает и обслуживание конструкцию подшипникового узла. Подшипник приведен на рисунок 2.2

Подшипник 46205 ГОСТ 7242-81.

Характеристика подшипника:

- посадочный диаметр подшипника на вал,d, мм 25;

- посадочный диаметр подшипника в корпус, D, мм 52;

- высота подшипника Н, мм 15;

- радиус скругления R, мм 1,5;

- динамическая грузоподъемность, кН 15,7;

- статическая грузоподъемность, кН 8,3.



Рисунок 2.2 - Конструкция подшипника 46205 ГОСТ 7242-81

2.2.9 Эскизная компоновка узла приводного вала

Приводной вал - является одной из основных деталей привода. Вал установлен на двух шариковых радиально-упорных подшипниках.

Подшипники установлены в расточки корпуса. Подшипники применены закрытые с заранее заложенной смазкой. Между подшипниками установлена распорная втулка. На выходной конец вала устанавливается барабан межоперационного накопителя. Ведомая шестерня зубчатой передачи от осевого перемещения крепится болтом с торцовой шайбой. Эскизная компоновка приводного вала приведена рисунке 2.3.



Рисунок 2.3-Эскизная компоновка приводного вала межоперационного накопителя

2.1.9 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

После того как произвели компоновку выходного вала, т.е. знаем точное расположение кинематических элементов, а именно расстояния между подшипниками и расстояние между точками приложения сил, составляем расчетную схему. Расчетная схема представлена на рисунке 2.4.

На данной схеме приняты следующие обозначения:

F_о1 -окружная сила, F_о = , F_o1=2470H;

F_o2-окружная сила на барабане, F_o2 = 1050H

F_рад - радиальная сила, F_рад = ; F_o=494 H

L₁-длинна между подшипниками;

L₂- длинна между подшипником и валом;

L₁=0.065m;

L₂=0.068m;

L₃=0.032m.

Рисунок 2.4 - Расчетная схема

Вертикальная плоскость (плоскость ХОZ)

Определим реакции, возникающие в опорах вертикальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики.

Определим реакции, возникающие в опорах в вертикальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики.

М_А = 0; М_А = - R_{В Z}L₂ + F_рад (L₂+L₃) = 0 Нм;

М_В = 0; М_В = R_АZL₂ + F_рад (L₂+L₃ ) = 0 Нм;

Из уравнений статики выражаем неизвестные:

R_{A Z} = (494*0.032) / 0,068 = 232.4 Н;

R_{В Z} = (494*0.1) / 0,068 = 726.47 Н;

Проверка - 232.4 + 726.47 - 494 = 0 Н

Реакции определены, верно.

Горизонтальная плоскость (плоскость YOZ)

Определим реакции, возникающие в опорах горизонтальной плоскости. Для этого необходимо составить уравнения статики.

Уравнение статики.

М_А = 0; М_А = -F(L₁)+R_BY(L₂)-F₂(L₂+L₃)= 0 Нм;

М_В = 0; М_В =-F₁(L₁+L₂) - R_{А Y} L₁ - F₂(L₁+L₂)= 0 Нм;

Из уравнений статики выражаем неизвестные:

R_AY = -(2470*0.032)/0.068= 891.32H

R_BY = (2470(0.068+0.032))/0.068= 4636H

Проверка:

-1050+4636-2470 -891 = 0 Н.

Тождество верно, реакция определена правильно.

Определение суммарных реакций в опорах

Определение реакций (суммарных) в опорах А и В.

Так как вал имеет круглое сечение, то

R_?=

R_?А== Н

R_?В==Н

Определение эквивалентной нагрузки

Эквивалентную нагрузку действующую на подшипники определяем по формуле:

P_э = R_?VK_бК_T,

Где R_? - суммарная нагрузка на подшипник в опоре

V=1 - коэффициент вращения (кольцо наружное неподвижно, внутреннее вращается);

К_б - коэффициент безопасности К_б=1,5;

К_T- температурный коэффициент (при температуре подшипника ? 100? К_T=1

Тогда для опоры В, как самой нагруженной:

Р_Вэ = 4692.5711,51 = 7038.85Н.

Определение расчетной долговечности подшипников.

Расчет подшипников ведем по более нагружаемой опоре В согласно следующей формуле:

L = (С/Р_э)^р,

где L - расчетная долговечность, млн. об;

С - динамическая грузоподъемность подшипника, Н;

Р_э - эквивалентная нагрузка, Н;

р - знаменатель степени р=3 для шариковых подшипников

Расчет проводим для наиболее нагруженной опоры. Определим расчетную долговечность подшипников в часах, установленных в опоре В.

L = (15700/7038.85)³ = 11.5млн/об,

Долговечность подшипников в часах

L _h=, L _h= ч

Подшипники обеспечивают требуемую долговечность с большим запасом.

Подшипники пригодны.

2.1.11 Выбор муфты

Вал электродвигателя и вал редуктора необходимо соединить муфтой. В качестве муфты используем упругую втулочно-пальцевую муфту. Благодаря эластичным втулкам (конструктивные элементы) такая муфта дает возможность компенсации несоосности и углового смещения валов. Муфту необходимо подбирать по крутящему моменту, который возможно передать муфтой (по условию прочности элементов входящих в конструкцию муфты) и частоте вращения (допустимой) муфты.

Выходной вал электродвигателя имеет цилиндрический участок под посадку полумуфты диаметром d =19 мм. Выходной конец под посадку полумуфты на редукторе конический. Назначаем стандартную муфту типа МУВП 31,5-18-I.1-16-II.1-УЗ ГОСТ 21424-75, которая передает крутящий момент Т = 31,5 Нм, с цилиндрическим посадочным отверстием d = 18 мм в одной полумуфте и с коническим посадочным отверстием d = 16 мм в другой. Цилиндрический отверстие в одной полумуфте доработаем до размера d = 19 мм, поэтому всю муфту ставим в раздел сборочные единицы общей спецификации.

Рисунок 2.6 -Втулочно-пальцевая муфта

2.1.12 Подбор шпонок и проверка шпоночных соединений

Проверочный расчет шпонок проводят по условию смятия узких граней шпонок по следующему выражению определяем по формуле(2.39).

, (2.39)

где Т - момент на валу, Н.м.;

d - диаметр вала, мм;

?_р - рабочая длина шпонки, мм, ?_р= ? - в;

? - длина стандартной шпонки, мм;

в - ширина стандартной шпонки, мм;

h - высота стандартной шпонки, мм;

t₁ - глубина паза вала, мм.

[д_ст] =100-120 МПа - допускаемое напряжение на смятие шпоночного соединения при стальной ступице.

В конструкции привода используются несколько шпоночных соединений: вал электродвигателя - полумуфта, вторая полумуфта - вал (ведущий) редуктора, выходной конец вала редуктора - шестерня открытой передачи, колесо открытой цилиндрической передачи - выходной вала приводного. Все перечисленные шпоночные соединения, кроме последнего, назначены исходя из стандартных нормативных узлов и поэтому условие прочности должно быть заложено и выполняться.

Необходимо проверить шпоночное соединения вала приводного и колеса открытой цилиндрической передачи. Данное соединение выполнено посредством шпонки 8х7х25 ГОСТ 23360-78. Параметры шпонки:

– в = 8 мм;

– h = 7 мм;

– ?_р = 56 - 8 = 48 мм;

– t₁ = 4,0 мм

Момент на валу, Т.- 210,526Ч10³ Нмм; диаметр вала - 25 мм.

Подставляем значения в формулу и определяем напряжение смятия:

МПа [д] =120 МПа.

Условие прочности соблюда

2.2 Модернизация пневмопривода автомата

2.2.1 Расчет и выбор исполнительного пневмодвигателя

Определение нагрузочных и скоростных параметров пневмодвигателя

При решении этой задачи используются нагрузочные и скоростные параметры привода, приведенные в задании, и кинематической схеме передаточного механизма между выходным звеном ПД с рабочим органом.

По заданию даны:

- пневмоцилиндр;

- движение рабочего органа поступательное;

- задана наибольшая линейная скорость v _Mах=0,25 м/с;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра механизма подач Р₂= 0,5 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра дозатора шариков Р₂= 0,2 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра ориентации кольца Р₂= 0,1 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра вибрации шариков Р₂= 0,5 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра съема кольца 02 Р₂= 0,2 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра съема кольца 01 Р₂= 0,2 кН;

- сила действующая на шток пневмоцилиндра узла сборки Р₂= 2 кН.

Остальные параметры определяем.

Диаметр поршня определяют, исходя из заданного усилия Р. Результирующая сила, преодолеваемая силами давления, равна сумме:

Р=Р₁+Р₂+Р₃

где Р₁ сила вредного сопротивления,

Р₂ сила полезного сопротивления,

Р₃ вес подвижных частей.

На основании параметров привода определяется максимальная скорость и нагрузка на выходном звене ПД. В нашем случае рабочий орган и выходные звено ПД совершает поступательное движение.

Тогда v_дмах=v_мах v _Mах=0,25 м/с.

Пневмоцилиндры.

Диаметр поршней цилиндров механизма подачи (Ц1, Ц2, Ц3, Ц4, Ц5, Ц6, Ц7) определяется по формуле (2.4):

, мм (2.4)

где безразмерный коэффициент нагрузки, =0,75

k_ТР коэффициент учитывающий трение, k_ТР =0,08

р_М магистральное давление, р_М =0,4 МПа

Подставляя значения получим:

Для Ц1:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=50 мм

Диаметр штока определяется по формуле (2.41):

,мм (2.41)

где _Р предел прочности материала.

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N50-125-B (N-стандартное исполнение, 50-диаметр цилиндра, 125-ход, В-способ монтажа датчиков положения).

Определим расход воздуха по формуле:

Q=0,785*(D²-d²)*s*p_M/p_a,

где s ход поршня, s= 125 мм

p_M и p_a соответственно давление магистральное и давление атмосферное

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,125*0,4/0,1=0,000094 м³/с

Для Ц2:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=32 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N32-10-B

Определим расход воздуха:

s= 10 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,010*0,4/0,1=0,000094 м³/с.

Для Ц3:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=25 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С85N25-25-B

Определим расход воздуха:

s= 25 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,025*0,4/0,1=0,000019 м³/с.

Для Ц4:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=50 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N50-100-B

Определим расход воздуха:

s= 100 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,100*0,4/0,1=0,000075 м³/с.

Для Ц5:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=32 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N32-40-B.

Определим расход воздуха:

s= 40 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,040*0,4/0,1=0,000030 м³/с.

Для Ц6:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=32 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N32-40-B.

Определим расход воздуха:

s= 40 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,040*0,4/0,1=0,000030 м³/с.

Для Ц7:

мм

Ближайшее большее стандартное значение D_ст=100 мм

Диаметр штока

мм

Примем стандартное значение d_ст=10 мм.

Выбираем пневмоцилиндр компании SMC Corporation (Япония) С76N100-60-B

Определим расход воздуха:

s= 60 мм;

Q=0,785*((50*10³)²-(10*10³)²)*0,060*0,4/0,1=0,000045 м³/с.

2.2.2 Составление принципиальной схемы привода

Составление принципиальной схемы пневмопривода начинаем от двигателя, т.е. наносим на схему ПД, а затем на его рабочих пневмолиниях регулирующие и направляющие аппараты в соответствии с циклограммой работы привода, способами регулирования скорости и управления торможением. В последнюю очередь изображаем пневмосхему питания, размещаем фильтры, предохранительные клапаны, влагопоглотители, маслораспылители и манометры.

Нужно предусмотреть разгрузку системы в положении "стоп", что достигается выбором соответствующей схемы пневмораспределителя.

Принципиальную схему пневмопривода выполним в соответствии с ГОСТом на правила выполнения пневматических схем и условные графические обозначения их элементов (5).

В качестве аппарата дроссельного регулирования скорости применяем

пневмодроссели. Для управления - пневмораспределители. Способы управления распределителями электромагнитное и от кнопки.

Описание работы схемы:

Подача подшипника на позицию загрузки:

Включается ЭМ1, распределители ПР1 включаются в правую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в поршневую полость (ПП) пневмоцилиндра Ц1 через пневмодроссель Д2, далее из штоковой полости (ШП) через пневмодроссель Д1, пневмораспределитель ПР1 и выходит в атмосферу через глушитель Г1.

Сдвигание внутреннего кольца конусом, выдача шариков:

Выключается ЭМ1, включается ЭМ2, распределитель ПР2 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в штоковую полость (ШП) пневмоцилиндра Ц2 через пневмодроссель Д3, далее из поршневой полости (ПП) через пневмодроссель Д4, пневмораспределитель ПР2 и выходит в атмосферу через глушитель Г2.

Подъем держателя, вибрация держателя:

Выключается ЭМ2, включается ЭМ3, распределитель ПР3 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в штоковую полость (ШП) пневмоцилиндра Ц3 через пневмодроссель Д5, далее из поршневой полости (ПП) через пневмодроссель Д6, пневмораспределитель ПР3 и выходит в атмосферу через глушитель Г2.

Отпускание толкателя, деформация наружного кольца, сдвигание внутреннего кольца.

Выключается ЭМ3, включается ЭМ4, распределитель ПР4 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в штоковую полость (ШП) пневмоцилиндра Ц4 через пневмодроссель Д7, далее из поршневой полости (ПП) через пневмодроссель Д8, пневмораспределитель ПР4 и выходит в атмосферу через глушитель Г3.

Высыпание шариков из несобранного комплекта.

Выключается ЭМ4, включается ЭМ5, распределитель ПР5 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в поршневую полость (ПП) пневмоцилиндра Ц5 через пневмодроссель Д9, далее из штоковой полости (ШП) через пневмодроссель Д10, пневмораспределитель ПР5 и выходит в атмосферу через глушитель Г4.

Удаление внутреннего кольца из несобранного комплекта.

Выключается ЭМ5, включается ЭМ6, распределитель ПР6 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в поршневую полость (ПП) пневмоцилиндра Ц6 через пневмодроссель Д11, далее из штоковой полости (ШП) через пневмодроссель Д12, пневмораспределитель ПР6 и выходит в атмосферу через глушитель Г4.

Удаление наружного кольца из несобранного комплекта.

Выключается ЭМ6, включается ЭМ7, распределитель ПР7 включаются в левую (по схеме) позицию. Воздух поступает из пневмосети через влагопоглотитель ФВО, редукционный клапан РК и маслораспылитель МР в поршневую полость 1 (ПП1) пневмоцилиндра Ц7 через пневмодроссель Д13, далее из поршневой полости 2 (ШП2) через пневмодроссель Д14, пневмораспределитель ПР7 и выходит в атмосферу через глушитель Г5.

Символьное описание схемы приведем на примере 1-ого этапа (подача подшипника на подачу загрузки):

Вкл. ЭМ1, ПР1 вкл. В правую позицию. Потоки воздуха движутся следующим образом:

ПС - ФВО - КР - МР - ПР1 - Д2 - Ц1(ПП)/Ц1(ШП) - Д1 - ПР1 - Г1 - АТМ.

2.2.3 Расчет и выбор компрессора

Компрессор выбираем по расходу воздуха в пневмосистеме.

Максимальный расход воздуха в системе

Q_max=0,000371 м³/с (0,0223 м³/мин)

Выбираем компрессорную станцию с водяным охлаждением

135В-3/8

Производительность 2,7 м³/мин

Рабочее давление 8 атм (0,81МПа)

Мощность электродвигателя 28 кВт

Масса 1270 кг

2.2.4 Расчет и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов

Выбор пневмоаппаратуры производится из справочника литературы по величине расхода и рабочего давления в той линии, где устанавливаем аппарат, номинальные значения расхода и давления должны быть ближайшими большими к расчетным значениям.

Выбираемые аппараты должны соответствовать заданному способу монтажа, в нашем случае стыкового (или резьбового в случае отсутствия подходящих аппаратов стыкового исполнения).

ПР1 - ПР6.

Из справочника выбираем пневмораспределитель 5Р-6-233-3 УХЛ4 ТУ2-053-00224842-92 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики.

Технические характеристики:

- Наибольший расход воздуха Q_max = 0,9 м³/мин

- Рабочее давление Р_раб = 2-6 кгс/см²

- Диаметр условного прохода Д_У=6 мм

- Управление электропневматическое.

ПР7.

Из справочника выбираем пневмораспределитель В64-33А-03 УХЛ4 ТУ2-053-1633-83 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики.

Технические характеристики:

- Наибольший расход воздуха Q_max = 1,2 м³/мин

- Рабочее давление Р_раб = 2-6 кгс/см²

- Диаметр условного прохода Д_У=10 мм

- Управление электропневматическое.

РД редукционный клапан типа В57-14 Московский опытный завод пневмоаппаратов и пневмоавтоматики.

Q_max = 0,8 м³/мин

Д_У=15 мм

МР Маслораспылитель типа П-МК06.10 Симферопольского ПО «Пневматика»

Q_НОМ = 1,25 м³/мин

Р_НОМ = 0,63 МПа

ВО Фильтр влагоотделительный П-МК01.10 Симферопольского ПО «Пневматика»

Д_У=8 мм

Q_НОМ = 1,25 м³/мин

Р_НОМ = 1,0 Мпа

М Манометр по ГОСТ 240588 предел давления до 1,6 МПа.

Дроссели ДР1 - ДР12.

Пневмодроссель с обратным клапаном 06-2 УХЛ4 ОСТ2-в 77-1-87

Р_НОМ = 20 Мпа

Д_У=6 мм.

Дроссели Д13 - Д14.

Пневмодроссель с обратным клапаном 10-2 УХЛ4 ОСТ2-в 77-1-87

Р_НОМ = 20 Мпа

Д_У=10 мм.

Пневмоглушители 2113-10 УХЛ4 ГОСТ 25144-93, Д_У=10 мм.

Внутренний диаметр трубопровода определяем по формуле(2.42)

d=, (2.42)

где Q максимальный расход воздуха в трубопроводе,

v рекомендуемая скорость воздуха в трубопроводе,

₀ и соответственно плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении и давлении в трубопроводе.

Q_max=0,0223 м³/мин =0,000371 м³/с

d==7,2 мм

Выбираем трубы бесшовные холодно и теплодеформированные из коррозионностойкой стали Труба 10х0,5 - 12Х18Н10Т ГОСТ9941-81

d_ст=dн - 2хд = 10 - 2 ^. 0,5 = 9 мм >7.2 мм

Используем соединение с развальцовкой К1/2" ГОСТ 6111-52.

2.2.5 Разработка конструкции пневмоблока управления

Пневмоаппаратуру компонуем в виде блока управления на специальной плите.

В нашем случае блок управления состоит из пневмораспределителя ПР1 стыкового исполнения и редукционного клапана КР1 резьбового присоединения.

Аппараты соединены на плите по схеме блока управления.

2.2.6 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах

Определение местных потерь давления и потерь давления в аппаратах.

Потери давления от прохода воздуха через аппараты, а так же местные потери давления рассчитываются по формуле

Др=51оu²г10^-7 ,

где о- коэффициент местного сопротивления.

u скорость течения воздуха в трубопроводах

г- удельный вес воздуха

Определим потери давления по формуле (2.43):

; (2.43)

.

Определим скорость течения воздуха по формуле (2.44)

; (2.34)

м/с.

Определим потери давления для участка привода продольной подачи.

о _У определяется суммой коэффициентов для пневмоаппаратуры и коэффициентов местного сопротивления.

Коэффициент о для пневмоаппаратуры определяется согласно таблицы 16[4]

о _Ап= о _Мр+ о _ВО+о _ПР2+ о _РК2=30+18+24+60=132

о _Мр коэффициент для маслораспылителя;

о _во коэффициент для влагоотделителя;

о _пр коэффициент для пневмораспределителя;

о _рк коэффициент для редукционного клапана;

Коэффициент для местных сопротивлений определяются эмпирическим путем

Внезапное расширение потока:

d=15 мм; D= 18 мм

Внезапное сужение потока:

Поворот потока (90^о)

о _м= 2х0,36+2х0,54+8х0,2=3,4

о _У=132+2=134

Др=51оu²г10^-7=51х134х0,35²х1,293х10^-7=1082х10^-7 МПа

Определение потерь давления в трубопроводах.

Потери давления по длине рассчитываются по формуле (2.45):

(2.45)

в-коэффициент трения воздуха о стенки трубопроводов

Коэффициент трения воздуха о стенки трубопроводов определим по формуле(2.46)

(2.46)

G_у - весовое колличество воздуха, протекающее в единицу времени.

G_у=0,0079х1,293=0,01

Др_У=Др+Др_l=108,2х10^-6+171,7х10^-6=279,9х10^-6 МПа

р_Нтреб=р_м+ Др_У.= 0,63 +0,00018=0,63018 МПа

Условие выполняется, значит выбранный компрессор обеспечивает требуемое давление

2.3 Разработка общего вида автомата

Автомат сборки комплекта шарики-кольца предназначен для автоматизированной сборки комплекта шарики-кольца однорядного шарикоподшипника по принципу селективной сборки.

Техническая характеристика

– Производительность, шт/час 700

– Количество групп шариков 1

– Привод автомата пневмоэлектрический

– Давление воздуха, МПа 0,4

– Расход воздуха при 0.1 МПа, м³ 0,2

– Напряжение электросети, В 380

– Потребляемая мощность, кВт 0,2

– Габаритные размеры, мм

– длина 1200

– ширина 1082

– высота 1570

– Масса, кг 600

– Категории ремонтной сложности

– механическая часть 3,2

– электрическая часть 4,0

Общий вид автомата представлен на рисунке 2.7. Перечень основных узлов, входящих в состав автомата см. таблица 2.

Автомат сборки комплекта



Рисунок 2.7- Общий вид автомата

Автомат поставляется в собранном виде. Комплект оснастки, который установлен непосредственно на рабочих органах автомата и комплект сменной оснастки прилагаемый оговаривается при заказе. В комплект поставки входит сопроводительная документация - паспорт на автомат и методика переналадки, в которой отображены основные моменты работы автомата.

Таблица 2 - Перечень основных узлов, входящих в состав автомата

Поз.	Наименование
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Станина Бункер под шарики Узел сборки комплекта Узел выдачи шариков Механизм подачи колец Дисковый питатель Пульт управления Лотки колец и шаров не собранного комплекта Лоток выхода собранного комплекта Пневмооборудование

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса производства детали вал

привод накопитель заготовка обработка

3.1.1 Назначение и описание конструкции детали вал

Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей осевой линии, а так же для поддерживания установленных на нем деталей (зубчатых колес, шкивов…). Некоторые валы (гибкие, карданные, торсионные) не поддерживают деталей.

При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в некоторых случаях растяжение или сжатие.

В конструкции вал несет основную нагрузку. Поэтому от качества изготовления вала зависит работа всего механизма. При производстве редукторов изготовление валов требует большого внимания.

Деталь вал изготавливается из конструкционной легированной стали 40Х ГОСТ 4543-71. Из неё изготовляют: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие детали. Сталь хорошо калится. Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71 представлен в таблице 6.

Таблица 6 -Химический состав стали 40Х

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.36 - 0.44	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до 0.3	до 0.035	до 0.035	0.8 - 1.1	до 0.3

Деталь образуют поверхности гладкие наружные цилиндрические поверхности Ш25h8, Ш32, Ш25k6, Ш24,5, Ш25е8; две поверхности с резьбой М16-8g и М20х1,5-8g. Деталь имеет канавки шириной 4 мм для выхода инструмента, фаски 1,6х45, закрытые шпоночные пазы. Для установки детали на токарных и отделочных операциях, предусмотрены 2 центровых отверстия.

На чертеже выполнены сечения А-А, Е-Е, местные разрезы, виды В, Г, Д.

На чертеже указаны все размеры и допуски на них необходимые для изготовления и контроля детали.

Таким образом, рабочий чертеж содержит всю необходимую информацию.

3.1.3 Определение припуска расчетно-аналитическим методом

Рассчитаем припуск на поверхность 25h6. Шероховатость данной поверхности по чертежу Ra 0,63. Исходя из квалитета и заданной шероховатости предлагаем маршрут обработки:

- точение черновое;

- точение чистовое;

- шлифование предварительное;

- шлифование чистовое.

Технологический маршрут обработки вала сведем в таблицу 7. Также записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска. Так как, обработка ведется в центрах, погрешность базирования в радиальном направлении равна нулю (исключается из основной формулы для расчета припуска).

Суммарное отклонение при закреплении заготовки в самоцентрирующем патроне определяем по формуле(3.1):

с_кор = Д_кl; (3.1)

где l = 80 - вылет из патрона,мм;

Д_к = 2 - для проката калиброванного по 12^-ому квалитету.

с_кор = 2•80 = 160 мкм.

Остаточное пространственное отклонение:

после чернового обтачивания с₁ = 0,06·160 10 мкм;

после чистового обтачивания с₂ = 0,04·160 6 мкм;

после предварительного шлифования с₃ = 0,02·160 0 мкм.

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь формулой (3.2)

, мкм (3.2)

где - шероховатость на предыдущей операции, мкм,

- глубина дефектного слоя на предыдущей операции, мкм,

- пространственные погрешности заготовки от предыдущей операции, мкм.

Определим минимальные припуска:

для чернового точения

мкм;

для чистового точения

мкм;

для предварительного шлифования

мкм;

для окончательного шлифования

мкм.

Аналогично производим расчет по остальным графам таблицы.

В графу «Расчетный размер» вносим минимальный размер с чертежа и далее прибавлением расчетного минимального припуска по технологическим операциям получаем:

d_p3 = 24.987+20,033 = 25.053 25,053 мм;

d_p2 = 25.053 +20,066 = 25.185 25.19 мм;

d_p1 = 25,185+20,110 = 25.405 25.41 мм.

d_p3аг = 25.405+20,586 =26.525 26.5 мм.