Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Разработка установки по рубке профилей на резино-пластмассовом уголке

Лупач Евгений Александрович

Вологда-2019 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1.1Анализ состояния вопроса

1.2Цели и задачи работы

2КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1Проектирование привода вращения барабана

2.1.1Описание конструкции и принципа действия установки по рубке профиля на резино-пластмассовом уголке. Анализ кинематической схемы привода

2.1.2Энергокинематический расчет привода барабана

2.1.3Проектирование ременной передачи

2.1.4Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала

2.1.5Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала

2.1.6Эскизная компоновка узла приводного вала

2.1.7Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

2.1.8Уточненный расчет приводного вала

2.1.9Подбор шпонок и их проверочный расчет

2.2Проектирование установки по рубке профиля на резино-пластмассовом уголке

2.2.1Проектирования узлов и назначение

2.2.2Расчет силы для рубки профиля

2.2.3Подбор посадки с натягом

3ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1Разработка технологического процесса изготовления барабана

3.1.1Описание конструкции и назначения детали

3.1.2Нормоконтроль чертежа детали

3.1.3Анализ технологичности конструкции детали

3.1.4Выбор метода изготовления и формы заготовки

3.1.5Расчёт припуска на обработку

3.1.6Выбор плана (маршрута) обработки

3.1.7Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений

3.1.8Предварительное нормирование времени операции

3.1.9Маршрутная технологическая карта

3.1.10Выбор типа и формы организации производства

3.1.11Выбор состава технологических переходов

3.1.12Выбор режущих инструментов

3.1.13Выбор режимов резания

3.1.14Выбор схем базирования и закрепления

3.1.15Уточненное нормирование времени операций

3.2Расчет и конструирование развертки

3.2.1Исполнительные диаметры

3.2.2Габаритные размеры

3.2.3Геометрические элементы

3.2.4Расчет числа зубьев

4РАЗРАБОТКА ПНЕВМОПРИВОДА ДЛЯ ПРИЖИМА УГОЛКА ПРИ УПАКОВКЕ

4.1Расчёт и выбор исполнительного пневмодвигателя

4.2Расчёт и выбор пневмоаппаратуры и трубопроводов

4.3Разработка конструкции пневмоблока управления

4.4Определение потерь давления в трубопроводах и арматуре

5РАЗРАБОТКА УЧАСТКА ДЛЯ УСТАНОВОК ПО РУБКЕ ПРОФИЛЯ НА РЕЗИНО-ПЛАСТМАССОВОМ УГОЛКЕ

5.1Технические и организационные направления проектирования

5.2Ремонтно-механический цех №186

5.3Проектирование участка установок по рубке профиля

6БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

6.1Анализ условий труда в ремонтно-механическом цехе № 1

6.2Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

6.3Расчёт искусственного освещения на участке по рубке профиля

6.4Меры по обеспечению безопасности персонала в условиях чрезвычайной ситуации

6.5Меры по охране окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Спецификации

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Маршрутные карты

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Операционные карты

арматура трубопровод профиль уголок

ВВЕДЕНИЕ

Станкостроение - базовая отрасль машиностроения. Парк оборудования определяет производственно-технический и экономический потенциал машиностроительного комплекса.

Станки занимают особое место среди таких машин - орудий, как текстильные, транспортные, машины легкой промышленности, полиграфические, металлургического оборудования и др., потому что они предназначены для изготовления машин, то есть для производства средств производства. Поэтому станкостроение часто называют сердцевиной машиностроения.

Трудно представить себе более разнообразные машины по размерам, конструктивному оформлению, техническим характеристикам и принципам действия, чем металлорежущие станки. При их создании используются все достижения машиностроения, приборостроения, электротехники и электроники, информатики.

Постоянный поиск новых решений для достижения прецизионности, производительности, надежности, экономичности и других требований потребителей приводит к частой смене моделей станков, к непрерывному появлению конкурирующих конструкций. Преимущество получает та фирма, и та разработка, которая обеспечивает более высокие технические характеристики и расширяет технологические возможности станка, дает гарантию сохранения показателей качества станка в течение всего периода эксплуатации и в возможно более короткий срок осуществляет выпуск новой работоспособной конструкции.

Поэтому при создании новой техники конструктора используют все достижения науки о станках, анализируют тенденции развития станкостроения, широко применяют автоматизированные методы расчета и проектирования.

Большое многообразие изготовляемых деталей требует соответствующего разнообразия типов и моделей станков. Для массового и крупносерийного производства используют в основном специальные станки, предназначенные для изготовления заданной номенклатуры конкретных деталей. Основное количество станков составляют универсальные станки, выпускаемые для обезличенного потребителя, и специализированные станки.

Переналаживаемость станка является одним из главных потребительских свойств станков и заключается в возможности их переналаживания на изготовление различных изделий или для выполнения разных операций применительно к конкретным требованиям постоянно меняющейся производственной ситуации у потребителей.

Станки, которых называют металлорежущими, включают более широкую группу машин - орудий, обрабатывающих не только металлы, но и другие материалы.

В данном дипломном проекте рассмотрим проектирование и разработку установки по рубке профиля на резино-пластмассовом уголке. Установка должна легко переналаживаться для рубки двух разных по форме профилей за короткий период времени, с наименьшими затратами.

1 Анализ состояния вопроса, цель и задачи работы

1.1 Анализ состояния вопроса

ПАО «Северсталь» поставляет свою разнообразную продукцию в зарубежные страны, страны СНГ, и на внутренний рынок. Тот вариант упаковки рулонов листа, который существовал многие годы на «Северстали», уже не удовлетворял покупателей продукции.

При загрузке, транспортировке и выгрузке рулонов товарной продукции, больше всего деформировались края рулонов, хотя, и раньше для их упаковки применялся тонко листовой металл. В момент удара или трения рулонов между собой или о транспортируемые площадки на краях рулона оставались вмятины, что нарушало целостность листа.

После многократных рекламаций от покупателей и возврата деформированной продукции «Северсталь» несла сотни тысяч рублей убытков, и теряла престиж фирмы, как фирмы способной производить и поставлять конкурентоспособную продукцию на мировой рынок.

Чтобы поднять имидж фирмы, дирекция ПАО «Северсталь» разработала программу по повышению качества выпускаемой продукции, а также программу по транспортировке рулонов до потребителей в новой измененной упаковке, в которую вошел дополнительно резино-пластмассовый уголок, которую закупает у фирмы поставщика.

Решено было резино-пластмассовым уголком защитить края внутреннего (одинаковый диаметр на всех рулонах), и наружного диаметров рулонов. Также уголок закладывается при упаковке металлопродукции в виде пачек для защиты торцев.

Резино-пластмассовый уголок имеет одинаковые по ширине полки (50 на 50 мм) и длину 1500 мм. Возникла проблема при укладке уголка по внутреннему диаметру, так и по наружному. Одну из полок уголка невозможно было загнуть по наружному диаметру, и вытянуть по внутреннему диаметру при закладке уголка в упаковку. На рисунке 1 изображен внутренний и наружный диаметров рулонов.

V-образный профиль

Рисунок 1 - Внутренний и наружный диаметр рулонов

Для равномерного и плавного огибания уголком торцев рулона необходимо вырубить V-образный профиль через каждые 80 уголка, который представлен на рисунке 2. Он защищает торец рулона снаружи. П-образный профиль через каждые 100 мм на полке уголка, который защищает торец рулона внутри, представлен на рисунке 3. В итоге при воздействии внешних сил на рулон деформируется только упаковочный лист, дальнейшее смятие берет на себя резино-пластмассовый уголок, и края рулона не деформируется.

РИСУНОК 2 - V-ОБРАЗНЫЙ ПРОФИЛЬ

РИСУНОК 3 - П-ОБРАЗНЫЙ ПРОФИЛЬ

Создание установки по рубке профилей на резино-пластмассовом уголке с высокими технико-экономическими показателями связано с неуклонным повышением требований к качеству и транспортировке поставляемой продукции со стороны потребителей. Перед инжиниринговым центром МЦ «ССМ-Тяжмаш» бала поставлена задача спроектировать установку, которая не требует больших затрат и вложений, так как аналогов таких станков еще не было. Для удобства транспортировки самих уголков, возникла необходимость в складировании и упаковки в пачки по 50 штук.

1.2 Цели и задачи работы

ПАО «Северсталь» является крупным производителем и поставщиком металлопроката для многих ведущих машиностроительных предприятий, как в Российской Федерации, так и за ее пределами, и в свою очередь является основным потребителем продукции МЦ «ССМ-Тяжмаш».

Целью работы является разработка установки для рубки профилей на резино-пластмассовом уголке. Установка должна быть максимально автоматизирована, высокопроизводительна, так как уголок с вырубленными профилями МЦ «ССМ-Тяжмаш» собирается поставлять не только в ОАО «Северсталь», но и в другие металлургические комбинаты России и страны СНГ.

Для этого необходимо в процессе стадии разработки проекта, решить основные задачи:

-- исходя из того, что установка будет изготовлена в ремонтно-механическом цехе МЦ «ССМ-Тяжмаш» своими силами, при проектировании следует учесть возможности металлообрабатывающего оборудования цеха;

-- разработать привод станка, совокупность устройств, передающих движение от источника движения к рабочим органам станка. Привод станка, состоящий из ременной передачи, осуществляющей главное движение. Данный привод бесшумен при работе и прост при изготовлении. Правильный выбор типа привода имеет существенное значение при проектировании станка;

-- спроектировать привод подачи и приема уголка. Согласовать синхронную работу приема и подачи уголка через ременную передачу. Применение частотного регулятора оборотов позволит менять обороты привода подачи уголка по необходимости;

-- разработать технологический процесс изготовления барабана с использованием станков с ЧПУ, провести анализ технологичности конструкции детали, выбрать заготовку и рассчитать припуска на механическую обработку, разработать технологический процесс обработки детали, для обработки выбрать оборудование, универсальные приспособления, режущий и измерительный инструменты, подобрать режимы резания, произвести техническое нормирование операций;

-- рассчитать и сконструировать развертку для развертывания отверстия в барабане;

-- разработать пневмопривод для прижима уголков при упаковке. Уголки имеют небольшой вес и их целесообразно связать в пачки по 50 штук;

-- все привода, узлы и механизмы скоординировать между собой и создать установку для рубки профилей;

-- определить безопасность и экологичность проекта, провести анализ условий труда, меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда, определить меры по обеспечению безопасности персонала в условиях чрезвычайной ситуации меры по охране окружающей среды.

Реализация этого проекта позволила, без значительных инвестиций, с коротким сроком окупаемости, данный проект внедрить в производство.

2 Конструкторская часть

2.1 Проектирование привода вращения барабана

2.1.1 Описание конструкции и принципа действия установки по рубке профиля на резино-пластмассовом уголке. Анализ кинематической схемы привода

В данном разделе рассмотрено проектирование привода барабана к установке для рубки профилей на резино-пластмассовом уголке. Принципиальная схема представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Принципиальная схема установки

Поэтапно произведено конструирование ременной передачи, выбор подшипников, подбор шпонок, подбор посадок.

Барабан предназначен для закрепления фасонного резца. Барабан насаживается на проектируемый вал с натягом. При вращении барабана резец рубит профиль на резино-пластмассовом уголке. Приводной вал с барабаном устанавливаются на станине установки. При одновременном вращении барабана и подачи уголка, на уголке вырубается профиль на одинаковом расстоянии друг от друга (100 мм).

Кинематическая схема привода вращения барабана: вращение от электродвигателя передается на ведущий шкив, затем по ременной передаче на ведомый шкив. Ведомый шкив передает вращение на вал барабана, в чем крепится резец для рубки профиля.

Кинематическая схема исполнительной машины приведена на рисунке 5.

барабан

ременная

передача

М

РИСУНОК 5 - КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

2.1.2 Энергокинематический расчет привода барабана

Определение общего коэффициента полезного действия привода

Для определения общего КПД привода необходимо установить источники потери мощности на основе анализа кинематической схемы привода.

В данном приводе к ним относятся: ременная передача - 1; подшипники - 1 пара.

Значения КПД для каждого источника потери мощности находим по справочнику [2], по формуле (1):

------------------h_о =--h_рем.· h_п/ш, (1)

где h_рем. = 0,95;

h_п/ш = 0,99.

------------h_о = 0,95 · 0,99 = 0,94

Подбор электродвигателя

По исходным данным установки: n_вых. = 630 обмин; N_вых. = 2,7 кВт;

Подбор электродвигателя осуществляется по потребной мощности по формуле (2):

N_p = N_вых / h_о (2)

N_p = 2,7 / 0,94 = 2,87 кВт

При выборе должно соблюдаться условие N_эл > N_p (быть ближайшим большим по мощности). Для данного привода может использоваться 4 электродвигателя из справочной таблицы.

Марка эл. дв. N_эл (б/м) N_pэл.(кВт)

АИР 90 L2 2850 3

АИР 100 S4 1410 3

АИР 112 МА6 950 3

АИР 112 МВ8 709 3

Для выбора электродвигателя с определённой частотой вращения необходимо сравнить общее передаточное число привода, которое даёт применение каждого из электродвигателей, с общим передаточным числом, которое даёт применение заданных типов передач.

Электродвигатель выдаёт Передачи могут

u₀ = n_эл.дв. / n_вых

u₀₁ = 2850 / 630 = 4,52

u₀₂ = 1410 / 630 = 2,24 u_{рем.рек} = 2…..3

u₀₃ = 950 / 630 = 1,51

u₀₃ = 709 / 630 = 1,12

Рекомендуемые значения передаточных чисел заданных типов передач находим по справочным таблицам. Для нашей установки предпочтительно выбрать второй электродвигатель с 1410 обмин, единственный который подходит по передаче, то есть серии АИР100S4.

Исполнение электродвигателя - на лапах, диаметр вала электродвигателя

d = 28мм, длина выходного вала l = 60 мм.

Кинематический расчет привода

Разбивка общего передаточного числа по ступеням

Так как выбрали второй электродвигатель общее передаточное число u₀=2,24.

Определение частот вращения по ступеням на валах по формуле 3:

n₂ = n₁ / u_рем (3)

n₁ = n_эл = 1410 об/мин,

n₂ = 1410 / 2,24 = 629,5 об/мин

Задано n_вых = 630 об/мин

Допустимое n_вых = ±0,05 · n_зад. = 0,05 · 630 = 31,5 об/мин

629,5 630, таким образом, электродвигатель выбран правильно.

Определение моментов на валах

Моменты на валах находятся по формуле (4):

Т_i = N_i / w_i , (4)

где N_i - мощность на соответствующем валу, найденная с учетом КПД

элементов привода, Вт;

--------------w_i - угловая скорость вала, 1/с.

Определяем угловую скорость, 1с по формуле (5):

w_i = p--· n_i / 30 (5)

w_i = 3,14 · n_i / 30,

w₁ = 3,14 · 1410 / 30 = 147,58 (1/c),

w₂ = 3,14 · 629,5 / 30 = 65,59 (1/c).

Определяем мощность на валах, Вт по формуле (6):

N_i = N_i-1 · h_i-1,i (6)

N₁ = N_эл. = 3 · 10³ = 3000 (Вт),

N₂ = N_{эл ?} h_рем. · h _п/ш. = 3000 · 0,95 · 0,99 = 2821,5 (Вт).

Определяем моменты на валах, Нм:

Т₁ = N₁ / w₁ = 3000 / 147,58 = 20,3 (Нм),

Т₂ = N₂ / w₂ = 2821,5 / 65,89 = 42,82 (Нм).

2.1.3 Проектирование ременной передачи

Расчёт начинаем с выбора сечения ремня по заданному номинальному моменту.

Дана: Мощность, N₁ = 3 кВт

Частота вращения вала, n₁ = 1410 об/мин

Частота вращения ведомого вала, n₂ = 630 об/мин

Выбираем сечение клинового ремня по справочной таблице. По полученным расчётам у нас номинальный вращательный момент на валу электродвигателя Т₁ = 20,3 (Нм).

По таблице выбираем ремень сечения «А», с площадью поперечного сечения F = 81 мм². Минимальный наружный диаметр D = 90 мм.

Для обеспечения большей долговечности ремня выбираем шкив на 1 номер больше. Принимаем: D_1мин. = 112 мм.

Определяем передаточное отношение без учёта скольжения по формуле (7):

I = n₁ / n₂ (7)

I = 1410 /630 = 2,24

Находим диаметр ведомого шкива, приняв относительное скольжение = 0,015, по формуле (8).

D₂ = I · D₁ (1- e) (8)

D₂ = 2,24 · 112(1- 0,015) = 246,9 мм

Ближайшее стандартное значение D₂ = 250 мм.

Уточняем ближайшее передаточное отношение i c учётом :

I = D₂ / D₁ (1- e) = 250 / 112 · 0,985 = 2,266

Пересчитываем:

n₂ = n₁ / i = 1410 /2,266 = 622,2 об/мин

Расхождение с заданным n₂ = 622,2 - 630 / 630 · 630 = 1,27%

Допускаемое расхождение до - 3%, 1,27 3

Итак: D₁ = 112 мм;

D₁ = 250 мм

Определяем по формуле (9) межосевое расстояние а, его выбираем в интервале:

а_мин = 0,55(D₁ + D₂) + h,

а_макс. = 2(D₁ + D₂), (9)

где h = 8

а_мин = 0,55(112 + 250) + 8 = 207,1 мм,

а_макс.= 2(D₁ + D₂) = 2(112 · 250) = 724 мм,

а_сред.= 207 + 724 / 2 = 465,5 мм.

Расчётная длина определяется по формуле (10):

L_р =2·а + p / 2(D₁ + D₂) + (D₁ - D₂)² / 4 · а (10)

L_р = 2 · 465,5 + 3,14 / 2(112 + 250) + (250 - 112)² / 4 · 465,5 = 1509,6 мм

Выбираем ближайший по стандарту, L = 1600 мм

Вычисляем:

D_ср. = 0,5(D₁ + D₂) = 0,5 · (250 + 112) = 181 мм

Определяем новое значение «а» с учётом стандартной длины L по формуле (11):

А = 0,25(L - p · D_ср.+(Ц (L - p · D_ср.)² - 2(D₁ - D₂)² (11)

А = 0,25(1600 - 3,14 · 181+Ц(1600 - 3,14 ·181)² - 2(250 - 112)² = 511 мм

Для монтажа надо обеспечить возможность уменьшения «а» для надевания ремня до а = 0,01 · L = 0,01 · 1600 = 16 мм

Угол обхвата меньшего шкива рассчитывается по формуле (12):

a = 180° - 60 · (D₁ - D₂) / а (12)

a--= 180° - 60(250 - 112) = 164°

Скорость:

V = 0,5 · w₁ · D₁ = 0,5 · 147,58 · 112 · 10^-3 = 8,3 м/с

По справочной таблице находим величину окружного усилия Р_о передаваемого одним клином сечения «А» при: i = 1, D₁ = 112 мм, L_о = 1600 мм и V = 8,3 м/с.

Интерполируя, получаем:

Р_о = 182 + (210 - 182) · 2 / 5 = 193,2 Н (на один ремень)

Допускаемое окружное усилие на один ремень рассчитывается по формуле (13):

[Р] = Р_о · С_a · С_L · С_р, (13)

где С_L = 0,3 · L / L_о + 0,7;

С_L - коэффициент учитывающий влияние длины ремня;

L = 1600 = L_о;

С_L = 0,3 · 1 + 0,7 = 1;

С_р - коэффициент режима работы (работа в одну смену);

С_р = 1.

[Р] = 193,2 · 0,952 · 1 · 1 = 183,9 Н.

Определяем окружное усилие по формуле (14):

Р = N/V (14)

Р = 3000 · 8,3 = 361

Расчетное число ремней определяется по формуле (15):

Z = Р / Р (15)

Z = 361,4 / 183,9 = 2

Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжения от предварительного натяжения.

Q_о = 1,6 Н/мм²

Предварительное натяжение каждой ветви F = 81 мм² [таб. 5.6 л.3] определим по формуле (16):

S_о = Q_о · F (16)

S_о = 1,6 · 81 = 137,6 Н

Рабочее натяжение ведущей ветви определим по формуле (17):

S₁ = S_о + Р / 2 · Z (17)

S₁ = 137,6 + 361,4 / 2 · 2 = 228 Н

То же ведомой ветви по формуле (18):

S₂ = S_о - Р / 2 · Z (18)

S₂ = 137,6 - 361,4 / 2 · 2 = 42 Н

Усилие на валы определяется по формуле (19):

Q = 2 · S_о · Z · sina₁ / 2 (19)

Q = 2 · 137,6 · 2 · sin 82° = 545 Н

2.1.4 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала

Ориентировочный расчёт.

Данный расчет выполняется как проектный с целью определения предварительного диаметра вала, при этом учитывается только крутящий момент, значение которого находится по результатам энергокинематического расчета. Влияние изгиба вала компенсируется понижением допускаемых напряжений при кручении.

Минимальный диаметр находим по формуле (20):

d_min > ³Ц16 · T_K·10³ / p--· [ t_K--], мм, (20)

где T_K - крутящий момент на валу (T_K = 42,82 Нм);

[t_K] - допускаемое напряжение при кручении ([t_K] = 15…25 МПа).

d_min > ³Ц16 · 42,82 · 103 / 3,14 · 25 = 24,4 мм; d_min > 24,4 мм

Крутящий момент на вал барабана передаётся через шкив, поэтому диаметр вала барабана согласуем с посадочным диаметром шкива. Поскольку наружный диаметр на ведомом шкиве D_2нар. = 250 мм, то согласно справочника конструктора (л.5) внутренний диаметр на шкиве рекомендуется d_2внутр. =28 мм. Поэтому посадочные места под подшипники (кратное 5) принимаем равным 35 мм, потому что при выборе диаметра 30 мм невозможно будет поменять подшипники, не снимая шпонку (см. эскизную компоновку). Минимальный диаметр вала будет равен 28 мм с конусностью 1:10. длиной 44,5 мм (ширина ступицы шкива 45 мм). При креплении шкива необходимо оставить цилиндрический участок длиной не менее 0,15 · 45= 4,2 мм, назначаем 4,5 мм.

На первой ступеньке располагаем, подшипник на таком расстоянии, чтобы шкив при креплении корпусов подшипников не задевал сварную конструкцию из уголка.

Учитывая ширину подшипника, ширину поверхности крепления корпуса подшипника назначаем размер 31 мм.

Во вторую ступеньку вала упирается торец подшипников качения поэтому диаметр вала на этом участке согласуем с диаметром внутреннего кольца подшипника, назначаем диаметр равный 44 мм. Длину второй ступени согласуем с шириной барабана с размерами конструкции из уголка и назначаем длину 47 мм.

На третьей ступеньке будет располагаться барабан на посадке с натягом. Для удобства посадки барабана на вал выбираем диаметр третьей ступеньки на 2 мм больше диаметра второй ступеньки (46 мм). Длину третьей ступеньки назначаем 64 мм, равный ширине барабана (с учетом фасок).

Остальные две ступеньки, расположенные с правой стороны конструируем аналогично как первую и вторую ступеньки.

2.1.5 Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала

Проектирование начинаем с выбора типа опоры (качения скольжения). Нагрузки и скорость вала располагаются в пределах, допускаемых для подшипников качения.

Подшипники качения разных типов отличаются величиной и направлением воспринимаемой нагрузки, формой и числом тел качения, способностью самоустанавливаться, жесткостью в осевом и радиальном направлениях, быстроходностью, стоимостью, точностью изготовления и другим признакам.

Выберем тип подшипника с учетом конкретных условий эксплуатации. Основными требованиями к опорам приводного вала являются: небольшая грузоподьемность, способность передавать не большие мощности, средняя окружная скорость, способность воспринимать радиальные нагрузку, т.е. нагрузку, действующую перпендикулярно оси вращения подшипника. Согласно, всех перечисленных требований к опорам, наиболее подходящим вариантом является подшипник - шариковый, радиальный. Для восприятия радиальной нагрузки, подшипник выберем однорядный.

По посадочному диаметру (d=35 мм) подбираем марку и условное обозначение подшипника. Выбираем шариковый радиальный однорядный сверхлёгкой серии подшипник 1000907 ГОСТ 8338 - 75 (л.6).

Техническая характеристика подшипника:

Наружный диаметр D=55 мм

Внутренний диаметр d=35 мм

Ширина В=10 мм

Радиус r=1 мм

Динамическая грузоподьёмность С=10400 Н

Статическая грузоподьёмность С_о=5650 Н

2.1.6 Эскизная компоновка узла приводного вала

Исходя из полученных результатов, составляем эскизную компоновку узла приводного вала. Конструкция вала зависит от типа и размеров, расположенных на нем деталей (барабана, подшипников) и способа закрепления этих деталей в окружном и осевом направлениях. Валы, как правило ступенчатые. Ступенчатая конструкция позволяет: строго базировать детали на валу в осевом направлении; дифференцировать требования к различным участкам вала по точности, шероховатости поверхности; приблизить форму вала к равнопрочному брусу. Так как вал воспринимает радиальную нагрузку, применяем два шариковых радиальных подшипника, которые собираются с валом посадкой с натягом (k6) на диаметры 35 мм на вал.

2.1.7 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

Составляем расчетную схему вала на основе эскизной компоновки. При этом производится схематизация конструкций, опор, действующих нагрузок. Подшипники, воспринимающие только радиальные нагрузки, заменяются шарнирно-подвижными опорами. Силы на вал передаются через поставленные на него детали и узлы. Принимается, что эти детали и узлы передают силы по середине своей рабочей ширины. На рисунке 6 представлена расчетная схема вала.

 R_АY G R_ВY

А С В

Q R_АX F_P R_ВХ

l₁ = 58 мм l₂ = 84 мм l₃ = 84мм

РИСУНОК 6 - РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ВАЛА

Определяем реакции опор в вертикальной плоскости по формулам (21,22):

G - сила тяжести.

G = 22кг · 9,81= 215,8 кг,

SМ_А^верт. = 0

R_ВY(l₁ + l₂) + G · l₁ = 0 (21)

R_ВY · 168 = 18127,2,

R_ВY = 107,9 Н,

SМ_В^верт. = 0.

R_АY(l₁ + l₂) - G · l₂ = 0 (22)

R_АY · 168 = 18727,2,

R_АY = 107,9 H.

Проверка:

R_AY - G + R_ВY = 0,

107,9 - 215,8 + 107,9 = 0,

0 = 0.

Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости по формулам (23, 24):

SМ_А^гор. = 0,

-G · L + F_p · l₁ + R_ВX(l₁ + l₂) = 0. (23)

-545 · 58 + 201 · 84 + R_ВX · 168 = 0,

R_ВX · 168 = 14726,

R_ВX = 87,65 Н.

SМ_В^гор. = 0,

-G(l₁ + l₂ + l₃) - R_АX(l₁ + l₂) - F_р · l₂ = 0. (24)

-545 · 226 - R_АX · 168 - 201 · 84 = 0,

-123170 - R_АX · 168 - 16884 = 0,

R_АX · 168 = - 140054,

R_АX= - 833,655 Н.

Проверка:

-G - R_АX - F_p- R_ВX = 0,

-545 + 833,65 - 201 - 87,65 = 0,

0 = 0,

Rа = Ц (R_АX)² + (R_АY)² = 840,58 H,

Rв = Ц (R_ВX)² + (R_ВY)² = 138,98 H.

Рассчитываем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле (25):

P = (X · V · F_{r n} + Y · F _{a n}) · K_s--·--K_T, H, (25)

где Х - коэффициент радиальной нагрузки, Х = 0,56;

Y - коэффициент осевой нагрузки, Y = 1,55;

V - коэффициент вращения внутреннего кольца, V = 1;

F_{r n} - радиальная нагрузка на подшипник; F_{r n} = R _А = 840,58 Н;

F_аn - осевая нагрузка на подшипник F_аn = 0;

K_s-------коэффициент безопасности (K_s--=--2,_);

K_T - температурный коэффициент (K_T = 1,0).

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку в опоре А:

Р_А = (0,56 · 1 · 840,58 + 1,55 · 0) · 2 · 1 = 942,7 Н

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку в опоре В:

Р_В = (0,56 · 1 · 138,98 + 1,55 · 0) · 2 · 1 = 156,5 Н

Вычисляем расчетный ресурс по формуле (26):

Lh_расч = 106/(60n) · (C/ P_r)m, час, (26)

где n - частота вращения вала (n = 630 об/мин);

С - динамическая грузоподъемность (С = 10400 Н);

P_r - эквивалентная нагрузка (P_r = 942,7 Н);

m - для роликовых подшипников (m = 3).

Lh_расч = 106/(60 · 630) · (10400/942,7)3 = 35594 час,

35594 30000,

Lh_расч Lh_треб.

Условие выполняется, таким образом для установки на валу в точке А и В, выбранный подшипник соответствует поставленному условию.

2.1.8 Уточненный расчет приводного вала

Составляем расчетную схему вала: производим систематизацию нагрузок, опор и формы вала. Вал рассматриваем как балки, установленные на двух опорах. Подшипники, воспринимающие радиальные нагрузки. заменяем шарнирно-подвижными опорами.

Исходные данные: конструкция и размеры вала (с эскизной компоновки); материал вала - сталь 45; величина крутящего момента (из энергокинематического расчета); величина направление сил, действующих на вал.

Определяем изгибающие моменты в вертикальной плоскости.

М_1-1^верт. = 0,

Сечение 2-2: 0 Ј X₂ Ј 84 мм

М_2-2^верт. = R_AY · Х₂,

При Х₂ = 0, М_2-2^верт. = 0, Х₂ = 84

М_2-2^верт. = 107,9 · 84 = 906 Н/мм,

Сечение 3-3: 0 Ј X₃ Ј 84 мм

М_3-3^верт. = R_AY(L₁ + Х₃) - G · Х₃,

где G - сила тяжести барабана, G = 215,8 Н

При Х₃ = 0, М_3-3^верт. = 906 Н/мм, Х₃ = 84

М_3-3^верт. = 107,9 · 168 - 215,8 · 84 = 0

Определяем изгибающие моменты горизонтальной плоскости:

Сечение 1-1: 0 Ј X₁ Ј 58 мм

М_1-1^гор. = -G · X₁

При Х₁ = 0, М_1-1^гор. = 0, Х₁ =58

М_1-1^гор. = -545 · 58 = -31610 Н/мм

Сечение 2-2: 0 Ј X₂ Ј 84 мм

М_2-2^гор. = -G(L + X₂) R_AX · Х₂

При Х₂ = 0, М_2-2^гор. = -31610 Н/мм, Х₂ = 84

М_2-2^гор. = -545 ·142 + 833,655 · 84 = -7363 Н/мм

Сечение 3-3: 0 Ј X₃ Ј 84 мм

М_3-3^гор. = - G(L + L₁ + X₃) - R_AX(L₁ + Х₃) - F_{р ?} Х₃,

где F_р - сила необходимая для рубки уголка, F_р = 215,8 Н

При Х₃ = 0, М_3-3^гор. = - 7363 Н/мм

Расчетная схема валов представлена на рисунке 7.

Y G=215,8 Н RВY = 107,9 Н

Х R_АY = 107,9 H



1 2 3

А С В Z

Q=545Н R_АX=- 833,655 Н F_P=201 Н R_ВX=87,65Н

L = 58 мм L1 = 84 мм L2 = 84мм

Рисунок 7 - Расчетная схема вала

При Х₃ = 84, М_3-3^гор. = -545 · 226 + 833,655 · 168 - 201 · 84 = 0

Самый большой изгибающий момент в сечении вала «А».

Находим суммарный изгибающий момент в этом сечении вала по формуле (27):

Т_изг. А= (М_1-1^верт.)² + (М_1-1^гор.)² (27)

Т_изг. А = о² + 31610² = 31610

Следовательно, коэффициент запаса усталочной прочности в опасном сечении вала обеспечен. Таким образом, прочность вала гарантирована при диаметре равном 35 мм.

Определяем коэффициент запаса усталочной прочности в опасном сечении опоры «А».

Эпюры изгибающих и крутящих моментов представлены на рисунке 8.

Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости, М_верт.

0 0

- 9063,6

Эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости, М_гор.

0 0

- 7363

- 31610

Эпюра крутящих моментов приводного вала



42,82

0

РИСУНОК 8 - ЭПЮРЫ ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ

Общий коэффициент запаса рассчитывается по формулам (28-35):

S = (S · S)/(S²+S²) S = 1,5 ….. 3,0, (28)

где S, S -----коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям;

S = (Q_-1)_д /Q_A, (29)

S = (_-1)_д /_A, (30)

где (Q_-1)_д, (_-1)_д - пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении;

Q_A, _A - напряжения в опасных сечениях.

Q_A = М/W_нетто, (31)

где М = Т_изг. А= 31610 Н/мм

W_нетто = 0,1 · d³ = 0,1 · 35³ = 2700 мм³

_A = М_к/W_{к.нетто}, (32)

где М_к = Т₂ = 42820 Н/мм

W_{к.нетто} = 0,2 · d³ = 0,2 · 35³= 5400 мм³

(Q_-1)_д = Q_-1 /(К)_д ; (_-1)_д = _-1 /(К)_д, (33)

где (К)_д, (К)_д - коэффициент концентрации напряжений для данного сечения;

Q_-1, _-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (табл. 7.8) для стали 45: Q_-1 = 250 МПа, _-1 = 150 МПа.

(К)_д = ((К /К_d) + К_F -1)ЃE1/К_v , (34)

(К)_д = ((К /К_d) + К_F -1)ЃE1/К_v (35)

где К_d - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения(табл.7.10); К_d = 0,86…0,83 = 0,845 К_s;

К_t - эффективные коэффициенты концентрации напряжений; К_t = 1,95;

К_s = 2,05;

К_F - коэффициент влияния шереховатости сечения;

К_v - коэффициент влияния поверхности упрочнения; К_v = 1,0.

(К_s)_д = ((2,05/0,845) + 1,2 - 1) · 1/1 = 2,73,

(К_t)_д =((1,95/0,845) +1,2 - 1) · 1/1 = 2,61,

(Q_-1)_д = 250/2,73 = 94,57,

(t_-1)_д = 150/2,61 = 57,47,

Q_A= 31610/2700 = 11,94,

t_A = 42820/2 · 5400 = 3,98,

S_s= 91,57/11,94 = 7,67,

S_t --=--57,47/3,98--=--14,43,

S = (3,98 · 14,43)/(Ц3,98² + 14,43²) = 6,7,

6,77> 3,0.

2.1.9 Подбор шпонок и их проверочный расчет

Для крепления шкива на вал диаметром 28мм необходимо подбираем шпонку. Выбираем предварительно призматическую шпонку по ГОСТ 23360 - 78 с условным обозначением: Шпонка 8Ч7Ч25,l_р = 17мм.

Момент передается с шкива на вал боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия s_СМ, а в продольном сечении шпонки - напряжения среза t. У стандартных шпонок размеры b - ширина и h - высота подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия.

Поэтому рассматриваем условие прочности на смятие по формуле (36):

s_СМ = (4Т · 10³) / (d · h · l_p)< [s_СМ], (36)

где l_p - длина шпонки (l_p = l - b);

[s_СМ] - допустимое напряжение смятия; [s_СМ] = 100 … 120 Мпа.------

s_СМ = (4 · 42,82 · 10³) / (28 · 7 · 17) = 51,4 МПа,

51,4 < 100.

Таким образом, выбранные шпонки удовлетворяют условию прочности на смятие.

2.2 Проектирование установки по рубке профиля на резино-пластмассовом уголке

2.2.1 Проектирования узлов и назначение

Рациональное конструирование предполагает умение непрерывно улучшать показатели машин и разумно сочетать новое со старым, выбирать из своего арсенала конструкторских решений наиболее приемлемые для данных решений, основывается на убежденности предлагаемых решений.

Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели.

Основные требования, предъявленные к установке: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика, возможность изготовления комплектующих в станочном парке ремонтно-механического цеха.

Рама установки изготовлена из стандартного прокатного уголка. На раме сверху крепится основной рабочий орган установки барабан в сборе. Барабан предназначен для закрепления профильного резца. Диаметр барабана задан исходя из габаритных размеров ножа. Барабан с валом вращаются на двух шариковых однорядных радиальных подшипниках качения, установленные в корпуса подшипников.

Для подачи уголка спроектирован узел подачи. Узел подачи состоит из ведущего и ведомого валов, вращающихся в однорядных радиальных подшипниках качения в корпусах подшипников. Ведомый вал через корпуса подшипников подпружинен к корпусам подшипников ведущего вала. Вращение ведущему валу передается по клиноременной передаче через электродвигатель, обороты которого регулируются частотным регулятором оборотов. Расстояние между соседними вырубаемыми профилями можно изменять, меняя обороты электродвигателя.

Узел приема уголков спроектирован аналогично узлу подачи. Для асинхронной работы узла подачи с узлом приема уголка, ведущий ролик узла приема получает вращательное движение от ведущего ролика узла подачи, через ременную передачу.

Для удобства погрузки выгрузки и перевозки уголки связываются в пачки по 50 штук. Для упаковки в пачки разработан прижимное устройство с пневмоприводом. Пневмоцилиндр приводит в движение 3 прижимных рычага.

При опушенных рычагах свободно лежащие резино-пластмассовые уголки плотно лежат и в этом положении они перевязываются.

Разработаны контейнеры для складирования готовой продукции.

2.2.2 Расчет силы для рубки профиля

Производим расчет необходимой силы для рубки профиля.

Данные для расчета:

Резино-пластмассовый уголок 50 · 50 · 4 Ф2-1-ТМКЩ-М-4 ГОСТ 7338-90 с пределом прочности при разрыве _{пр.проч.} = 6,5 МПа.

Принципиальная схема рубки представлена на рисунках 9 и 10.

барабан

R200 мм

резец

уголок

резино-

пластмассовый

направляющий

уголок

матрица

10 мм

10

Рисунок 9 - Принципиальная схема рубки

Расчет требуемой силы для рубки (F_треб) по формуле (37):

F_треб = АЃE_{пр. проч.}, (37)

где А - площадь сечения разрубаемого уголка.

вырубаемый профиль R1.5

44,5

2,5 4

46 17

50

Рисунок 10 - Схема рубки

А = 2,5 · 44,5· 2 + 1,5· 44,5 / 2· 2 + 2 · R / 2*4 = 308,05 мм²,

F_треб = 308,05· 6,5 = 2002,3 Н.

Фактическую силу резания вычисляем по формулам (38,39):

F_{рез. факт.} = F_рез. + F_{рез. инерц.}, (38)

где F_рез. =Т₂· соs 10/R;

F_{рез. инерц.} = m· v²/R· sin;

F_рез. - сила резания;

F_{рез. инерц.} - села от инерции;

Т₂ - момент на валу;

Т₂ = 42,82 Н·м.

v = · R, (39)

где v - линейная скорость в месте первоначального захода резца;

m - масса барабана со всем навесным, m =2 2 кг;

- угловая скорость, = 65,59 1/с (см. раздел 2.1.2);

соs 10 - угол захода резца.

R = 200 + 10 = 210мм = 0,21м (cм. схему рубки),

V = 65,59· 0,21=13,77 м/с,

F_рез. = 42,8· соs 10/0,21=201 Н,

F_{рез.инерц.} =22· 13,77²· sin10 / 0,21 = 3377 Н,

F_{рез.факт.} = 3377+201=3578 Н.

По условию: F_{рез.факт.} F_треб, 3578 2002,3

Условие выполняется. Подобранный диаметр и вес барабана позволяет вырубить профиль на резино-пластмассовом уголке с применением силы тяжести и силы инерции.

2.2.3 Подбор посадки с натягом

Так как барабан на вал сажается с натягом, то выбираем посадку следующим образом. Для предотвращения контактной коррозии или для уменьшения её влияния в соединениях с натягом следует предусматривать определённый запас сцепления К, который принимаем К = 4 (стр.81 л.2).

Исходные данные:

Т - вращающий момент на колесе, Т = 42,82 Н·м

d - диаметр соединения, d = 46 мм

d₁ - диаметр отверстия пустотелого вала, мм

d₂ - условный наружный диаметр втулки, d2 = 85 мм

L - длина сопряжения, L = 62 мм

Среднее контактное деление (МПа) определяется по формуле (40):

Р = 2 · К ·10³ Т / p · d² · L · f, (40)

где f - коэффициент сцепления, f = 0,14 (с нагревом).

Р = 2 ·10³ · 4 · 42,82 / 3,14 · 46² · 62 · 0,14 = 6,13 Мпа

Деформация деталей (мкм) определяется по формулам (41, 42):

d = 10³ · р · d (C₁ / Е С₂ / Е), (41)

где C₁, С₂ - коэффициенты жёсткости.

C₁ = (1 + (d₁ / d)²) / (1 - (d₁ / d )²) - m,

C₂ = (1 + (d / d₂)²) / (1 - (d / d₂)²) + m,----------------------------------------------------------------(42)

где Е - модуль упругости, Е = 2,1·10⁵ Мпа (для стали);

m - коэффициент Пуансона.

m = 0,3C₁ = (1 + (46 / 85)²) / (1 - (46 / 85)²) - 0,3 = 0,7,

C₂ = (1 + (46/85)²) / (1 - (46/85)²) + 0,3 = 2,11d = 10³·6,13·46(0,7 / 2,1·10⁵ + 2,11 / 2,1·10⁵) = 3,77 мкм

Поправка на обмятие (мкм) определяется по формуле (43):

U = 5,5(R_а1 + R_а2), (43)

где R_а1,R_а2 - средне-арифметические отклонения профиля поверхности, R_а1,R_а2 =1,6

U = 5,5(1,6 + 1,6) = 17,6 мкм.

Поправка на температуру d_t = 0.

Минимальный натяг (мкм), необходимый для вращающего момента определяется по формуле (44):

[N]_мин. іd + U + d_t (44)

[N]_мин.= 3,77 + 17,6 = 21,37 мкм

Максимальный натяг определим по формуле (45):

[N]_мах. Ј [d] + U, (45)

где [d] - максимальная деформация, допускаемая прочностью допускаемой детали (для ст. 45);

[d]_мах = [Р]_мах · d / Р (мкм);

[Р]_мах - максимальное давление, [Р]_мах = 0,5·Q_Т2(1(d / d₂)²) , МПа;

Q_Т2 - предел текучести охватываемой детали, Q_Т2 = 360 МПа (для ст. 45).

[Р]_мах = 0,5·360(1- (46 / 85)²) = 127,8 МПа,

[d]_мах = 127,8·3,77 / 6,13 = 78,6 мкм,

[N]_мах. Ј 78,6 + 17,6 = 96,2.

По значениям [N]_мин. и [N]_мах. из табл. 6.3 выбираем посадки для диаметра Ф46 Н7/t6. Для выбранной посадки определяем температуру нагрева детали по формуле (46):

t = 20° + ((N_мах + Z_сб.) / (10³·d·a_r)), (46)

где Z_сб. - зазор, мкм, для диаметра Ф46;

Z_сб = 10 мкм;

----a_r - значение температурного коэффициента для стали, a_r = 12·10^-6.

t = 20° + ((96,2 + 10) / (10³ · 46 ·10^-6_r)) = 212^°

Для стали максимальная температура нагрева равна 230…240^°, 212^° < 230^°,--что является допустимым.

3 Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления барабана

3.1.1 Описание конструкции и назначения детали

Деталь - барабан, предназначен для крепления в нем режущего (рубящего) инструмента. Через её центральное внутреннее отверстие Ш46Н7 проходит вал, который насаживается с натягом. Это отверстие можно отнести к 2-му классу точности и 6-му классу шероховатости. Отверстие Ш26Н9 предназначена для крепления в нем рабочего инструмента. Трудно обрабатываемых поверхностей нет. Барабан изготовлен из материала сталь 45 (конструкционная углеродистая сталь), химический состав и механические свойства, которой приведены в таблице 1 и в таблице 2.

ТАБЛИЦА 1 - ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛИ 45 (ГОСТ 1050-88), %

С	Si	Mn	не более	Ni	Cr
			S	P
0,4-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8	0,045	0,045	0,3	0,3

ТАБЛИЦА 2 - МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ 45 (ГОСТ 1050-88)

ут, Мпа	увр, МПа	д5, %	Ш, %	бн, Дж/см2	HB (не более)
не менее		горячекатаной	отожженной
315	570	12	30	50	241	197

3.1.2 Нормоконтроль чертежа детали

Рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, то есть все проекции, разрезы, совершенно четко и однозначно объясняющие её конфигурацию, и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, что для данной детали достаточно. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали. Рабочий чертеж соответствует действующим на сегодняшний день стандартам.

3.1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь - барабан имеет простую форму тела вращения. Для облегчения обработки целесообразно зенковку отверстия Ш26 под углом 170^?, так как зенковка выполняется, только для того чтобы головка болта не выходила за наружный диаметр барабана. Торец головки болта не соприкасается с зенкуемой поверхностью. Материал, из которого изготовлена полумуфта очень распространенный и не содержит дефицитных и дорогостоящих добавок, поэтому считается недорогим. Годовая программа выпуска данной детали довольно незначительна.

3.1.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Рассмотрим несколько вариантов получения заготовки для детали - барабан. Для данной детали подходит штамповка, отливка. Составим два варианта технологического процесса изготовления барабана по технологической себестоимости и выявим наиболее приемлемый вариант, представлен на рисунке 11. Общие исходные данные: материал детали сталь 45 ГОСТ 1050-88; масса детали g = 22 кг; годовая программа N = 100 штук.



Ш40,2^-2,4 Ш91^+2,5 Ш407,8^+3,5

70^+2,5 (Ш40^-0,8) (Ш91^+1,0) (Ш407^+1,5)

(70^+1,0 )

36,8^+2,4

(38^+0,8)

РИСУНОК 11 - ЭСКИЗ ЗАГОТОВКИ

В скобках размеры отливки, без скобок размеры штамповки. Данные вариантов технологических процессов для расчетов представлены в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 - ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТОВ СТОИМОСТИ ЗАГОТОВКИ ПО ВАРИАНТАМ

Наименование показателей	1 вариант	2 вариант
Вид заготовки Класс точности Группа сложности Масса заготовки Q, кг Стоимость 1тонны заготовок, принятых за базу СI, руб. Стоимость 1тонны стружки Sотх., руб.	Штамповка на ГКМ 2 2 42,4 12000 1000	Отливка 2 2 41,6 12000 1000

Стоимость заготовки по 1 варианту

Масса заготовки определяется по формуле (47):

m_з = с·V_З, кг, (47)

где V_З - объем заготовки, см³;

с - удельный вес стали, (с =7,85 г/см²).

V_З = (V₁+2V₂) = 5405 см³,

m_з = 7,85·5405 = 42429,25 = 42,4 кг

Стоимость заготовки определяется по формуле (48):

S_заг= ((С_I/1000)·Q·к_т·к_с·к_в·к_м·к_п) - (Q - g)·S_отх/1000, руб, (48)

где к_т, к_с, к_в., к_м, к_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;

С_I - стоимость 1тонны заготовок, принятых за базу, руб.;

Q - масса заготовки, кг.

S_заг = ((12000/1000)·42,4·1·1·0,84·0,73·1) - (42,4 - 22)·1000/1000 = 291,6 руб.

Стоимость заготовки по 2 варианту

Масса заготовки:

V_З = V_З = (V₁+2V₂) = 5300 см³,

m_з = m_з = 7,85·5300 = 41605 = 41,6 кг

Стоимость заготовки:

S_заг = ((12000/1000)·41,6·1,05·1,22·0,83·0,82·1) - (41,6 - 22)·1000/1000 =

= 415,6 руб.

Таким образом, стоимость заготовки получаемой методом штамповки на ГКМ ниже, чем стоимость заготовки из отливки, поэтому для дальнейшего проектирования выбираем заготовку, полученную методом горячей штамповки на ГКМ.

3.1.5 Расчёт припуска на обработку

Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от следующих факторов: материала заготовки, конфигурации и размеров заготовки, вида заготовки и способов ее получения, требований в отношении механической обработки, технических условий в отношении качества и класса шероховатости поверхности, точности размеров заготовки. Из этого следует, что величина общего припуска зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припусков на промежуточные операции, погрешности установки, шероховатости поверхности. Выполняем расчет припуска на один размер - наружный диаметр барабана - по методу профессора Кована, по формуле (49):

...