Разработка конструкции и технологии изготовления подвижного стола станка для торцовки пиломатериалов
Расчет и проектирование привода торцовочного станка. Разработка и описание кинематической схемы привода. Выбор подшипников качения. Технологический процесс изготовления детали "Шкив". Расчет припусков на механическую обработку. Выбор средств измерения.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.11.2016 |
Размер файла | 4,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Лесной и деревообрабатывающий комплекс - важная часть экономики Вологодской области. Удельный вес этих отраслей в структуре обрабатывающих производств Вологодчины невелик (около 4%), однако, если проводить анализ экономики Вологодской области без учета металлургии и химической промышленности, представленных несколькими крупными предприятиями - заготовка и переработка древесины выходит на второе место после производства продуктов питания [1]
Кроме этого, лесной и деревообрабатывающий комплекс - социально значимые отрасли, так как обеспечивают занятость населения во всех муниципальных районах, обеспечивают доходы населению и местным бюджетам, дают толчок развитию малого и среднего бизнеса. Огромен и экспортный потенциал данного направления.
Предприятиями лесопромышленного комплекса производится свыше 100 наименований лесобумажной продукции. Это - лесоматериалы, пиломатериалы, столярные изделия, бумага, целлюлоза, мебель и т.п.
Разнообразие оборудования и режущего инструмента деревообрабатывающих предприятий объясняется большим числом методов механической обработки древесины, применяемых при изготовлении продукции.
Современные деревообрабатывающие станки являются сложными технологическими машинами, в их состав входят механизмы резания, подачи, базирования, загрузки и разгрузки заготовок.
Многообразие технологических операций, выполняемых деревообрабатывающими станками, полуавтоматами, автоматами и станочными линиями, предопределяет разнообразие и дереворежущих инструментов.
Новые экономические условия, в свою очередь требуют сегодня внедрения новой техники и применение новых технологий. Как результат, в данный момент необходимы и новые подходы в области лесного станкостроения, потому что со всей остротой стоит вопрос о повышении производительности деревообрабатывающих машин, добиваясь при этом повышения показателей характеризующих качество выпускаемой продукции.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ВКР
Главные задачи лесопильной и деревообрабатывающей промышленности:
повышение производительности труда за счет внедрения прогрессивной технологии и комплекса технических средств на всех стадиях производства;
повышение комплексного использования пиловочного сырья путем применения рациональных технологий раскроя;
сокращения потерь древесины при транспортировке и хранении, использование отходов лесопиления на технологические цели и частично в качестве топлива;
улучшение качественной структуры и повышение качества продукции путем увеличений объема выпуска сухих, обрезных, строганых пиломатериалов и заготовок целевого назначения;
организации производства новых видов пилопродукции с улучшенными потребительскими свойствами.
Одно из основных направлений развития лесопиления - это повышение технического уровня производства путем внедрения прогрессивной технологии и новых видов высокопроизводительного оборудования.
В настоящее время на деревообрабатывающих предприятиях ведущее место занимает обработка древесины и древесных материалов резанием. Она является наиболее сложной и дорогостоящей частью процесса производства изделий из древесины.
Одним из основных видов резания древесины является пиление. Это операция деления древесины на части многорезцовыми зубчатыми инструментами - пилами, которые способны удалять из бревна или заготовки слой древесины, превращая ее в стружку.
В современной промышленности для распила древесинных и плитных (ДСП, МДФ, гипскартон и т.д.) материалов применяются 3 типа пил: дисковые (или круглые), ленточные и рамные [2].
Круглая пила, представленная на рисунке 1.1, конструктивно представляет собой металлический зубчатый диск, вращающийся на валу. Он способен совершать вращение с постоянной окружной скоростью, определенной настройками инструмента. Применяются круглые пилы для продольного и поперечного распила лесоматериалов любого типа. Большая скорость резания, высокая производительность, идеальная геометрия и чистота среза, длительный срок службы, простота использования и обслуживания сделали дисковые пилы наиболее распространенными. Единственный недостаток этого типа инструментов - достаточно серьезная ширина пропила, а значит, и большее число отходов.
Рисунок 1.1 - Пример дисковой пилы
На рисунке 1.2 представлена ленточная пила - это металлическая бесконечная лента, на одной из кромок которой насечены зубья, установленная в станке на двух шкивах. Шкивы обеспечивают натяжение ленты и ее непрерывное движение с равномерной заданной скоростью. Ленточные пилы применяются для продольного пиления бревен и брусьев на доски, для пиления толстых досок на более тонкие. Станки с узкими лентами применяются также для резания по кривой линии. Такой тип инструментов хорош малой шириной пропила, к недостаткам же его можно отнести очень трудоемкий и требующий высокой квалификации процесс подготовки и настройки оборудования, если оно не отлажено производителем изначально.
Рисунок 1.2 - Пример ленточной пилы
Пожалуй, самый давно применяющийся, тип пильного инструмента - рамные пилы, изображенные на рисунке 1.3. Представляют собой тонкие и длинные металлические полотна, на одной из кромок которых насечены зубья. Используются в специальных станках (лесопильных рамах), в которых закрепленные полотна поступательно-возвратно двигаются, осуществляя пиление материала. Применяются для продольной распиловки брусьев и бревен на доски и др. пиленые материалы. Преимущества рамных пил проявляются только при использовании стеллитированных полотен (с нанесенным на зубья стеллитом - специальным сплавом) обладающим износостойкостью, в 6-8 раз больше, чем металл остального полотна. Лесопильные рамы с стеллитированными полотнами позволяют получать хорошего качества доски, имеют неплохой выход готового материала, просты в подготовке, долговечны и просты в обслуживании.
Рисунок 1.3 - Примеры рамных пил
В зависимости от положения плоскости пилы по отношению к волокнам древесины различают пиление продольное, поперечное и смешанное.
При продольном пилении плоскость пилы расположена параллельно или приблизительно параллельно волокнам древесины. По принципу продольного пиления работают лесопильные рамы, круглопильные и ленточнопильные станки, на которых распиливают бревна и брусья на доски, раскраиваются пиломатериал по ширине или по толщине в продольном направлении.
При поперечном пилении плоскость пилы расположена перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно волокнам древесины. Пиление выполняется вручную поперечными пилами, ножовками или на торцовочных станках, применяемых для раскроя хлыстов на круглые сортименты, удаления пороков древесины и обзольных участков с концов пиломатериала, а также придания пиломатериалу заданной длины и качества.
При смешанном пилении плоскость пилы расположена под острым углом (10?…80?) к направлению волокон.
Пилы - пока единственный инструмент, являющийся делителем бревна на доски и досок на заготовки и детали. Они далеки от совершенства, и в то же время у них есть качество, делающее их способными выдержать конкуренцию других возможных делителей древесины. Это качество заключается в малой поперечной силе, с которой древесина действует при пилении на пилу, потому что незначительна сумма боковых поверхностей зубьев, скользящих по плоскости пропила.
Также еще одним немаловажным процессом в деревообработке является торцевание. Это своего рода поперечное распиливание пиломатериалов в лесопильном потоке и производится оно с целью:
подрезки торцов: длина детали в этом случае не играет роли, основная задача ? придать заготовке правильную геометрическую форму;
деления заготовки: причем в зависимости от задачи одна или несколько из частей могут получаться мерной длины;
выборки дефектных мест: определяются границы дефектного участка, включающего пороки древесины ? сучки, гниль и т. п.; по этим границам выполняется распиловка заготовки; выпиленный участок заготовки с дефектом утилизируется.
Для этих целей применяются одно- и многопильные торцовочные станки.
Однопильные торцовочные станки бывают четырех типов: стационарные, балансирные, маятниковые и станки с прямолинейным движением пилы.
Балансирный торцовочный станок с гидравлическим подъемом пилы, представленный на рисунке 1.4, имеет горизонтально расположенную, вращающуюся около оси раму, на конце которой установлен вал с пилой диаметром 710 мм и числом оборотов около 1500 в минуту. На один конец пильного вала насажен шкив, привод которого осуществляется ременной передачей от электродвигателя.
Гидравлический привод, предназначенный для подъема пилы, состоит из электродвигателя, бачка с маслом и насосного устройства. Для подъема пилы нужно нажать на педаль, которая включает насосное устройство, которое при помощи плунжера поднимает раму с пилой. С прекращением действия на педаль электродвигатель выключается и пила опускается в исходное положение. Такой станок позволяет давать до 10-- 12 подъемов пилы в минуту.
Балансирные станки старого типа не имеют гидравлического устройства, и подъем рамы с пилой происходит непосредственно от нажатия ногой на педаль. Сила нажатия составляет около 5 кг. Станок устанавливается под роликовым столом, на котором находится оторцовываемый пиломатериал.
шкив станок деталь изготовление
Рисунок 1.4 - Пример балансирного торцовочного станка
Один из недостатков балансирных станков заключается в том, что вследствие ограниченного радиуса качания рамы оторцовка широких досок требует значительного диаметра пилы. Эти станки -- позиционные. Они требуют остановки доски и установки ее по мерке. Этот процесс в известной степени разрывает непрерывность потока и требует затраты ручного труда, иногда нелегкого, особенно при оторцовке толстых и широких досок.
Достоинство балансирных торцовочных станков в удобстве размещения их под столом, отсутствии загромождения пространства над столом и свободе вследствие этого маневрирования досками [3].
Маятниковый торцовочный станок, изображенный на рисунке 1.5, применяется чаще в деревообрабатывающих, нежели в лесопильных, цехах и представляет собой подвешенную к потолочным подвескам или стенным кронштейнам раму, на которой снизу установлен пильный вал, а сверху -- электродвигатель. Рама вращается относительно осей подвесок, пила же, перемещаясь по дуге круга, распиливает находящуюся на столе доску. Раму с пилой надвигают на распиливаемый материал вручную рукояткой. В исходное положение рама оттягивается автоматически при помощи противовеса, установленного на подвеске. Есть такие же станки и с механизированной подачей пилы [4].
Рисунок 1.5 - Пример маятникового торцовочного станка
Маятниковые пилы, имея большую длину рамы и вместе с тем больший радиус качания по сравнению с балансирными (педальными) станками, дают возможность при одном и том же диаметре пилы распиливать более широкий материал. Однако необходимость крепления маятниковых станков к потолочным балкам или к стене и расположение всего станка с вращающимися частями непосредственно перед станочником затрудняют его использование в лесопильных цехах.
В силу перечисленных обстоятельств маятниковые торцовочные станки в лесопильных цехах почти не применяются, в раскройных же и ящичных цехах они находят распространение.
Торцовочный станок с прямолинейным движением пилы, дающий более точный пропил, чем станки балансирного и маятникового типа, имеет колонну с подъемно-поворотным хоботом, на котором передвигается суппорт с круглой пилой и электродвигателем. Хобот при помощи винта и маховичка, выведенного в переднюю часть станины, устанавливается на нужную высоту. Автоматическая подача суппорта осуществляется гидравлическим приводом при включении педали. Масло в цилиндр подается от гидравлического насоса, установленного около колонны.
На ленточнопильных и рамных лесопильных потоках с высокой степенью механизации и автоматизации поперечного распиливания пиломатериалов применяются высокопроизводительные многопильные станки и линии.
Деревообрабатывающий торцовочный станок ЦКБ-40, показанный на рисунке 1.6, предназначен для торцовки и поперечной распиловки пиломатериала и бруса 150х150 мм. Рекомендуется для лесопильных производств средней и высокой мощности [4].
В коробчатой станине установлен пильный вал с приводом от электродвигателя через клиноременную передачу. Вал установлен в качающейся рамке, которая за счет гидропривода выдвигает пилу снизу над плоскостью.
Отличительные особенности:
станок легко встраивается в лесопильные потоки и комплектуется гидроприводом;
прижим материала производится автоматически верхним упором перед подъемом пилы за счет общего гидроцилиндра; конструкция прижима исключает образование сколов на поверхности заготовки;
для безопасности работы применяется двуручное управление, электродинамическое торможение и система блокировок, отключающих станок.
Технические характеристики станка ЦКБ-40 указаны в таблице 1.1
Рисунок 1.6 - Торцовочный станок ЦКБ-40
Таблица 1.1 - Технические характеристики торцовочного станка ЦКБ-40
Технические данные |
- |
|
Наибольшая ширина обрабатываемого материала, мм |
400 |
|
Наибольшая толщина обрабатываемого материала, мм |
150 |
|
Скорость резания, м/с |
68 |
|
Наиб.число двойных ходов пилы в минуту |
45 |
|
Диаметр устанавливаемых пил, мм |
630 |
|
Мощность, кВт |
22 |
|
Кол-во электродвигателей, шт |
2 |
|
Габарит, мм |
1300х1120х1180 |
|
Масса, кг |
750 |
К многопильным торцовочным станкам относятся многопильные торцовочные агрегаты (триммеры и слешеры).
Так, например, централизованная торцовочная установка ЦТЗ-2М,схема которой изображена на рисунке 1.7, представляет собой три круглые пилы диаметром 600 мм, установленные по обоим краям стола-транспортера. С одной стороны транспортера для оторцовки комлевой части доски установлена одна пила, а с другой -- две пилы для оторцовки вершинной части доски [4].
Вдоль стола идет несколько (обычно пять-шесть) цепей с упорами, передвигающих лежащие поперек цепей доски так, что они упираются одной кромкой в упоры и надвигаются на пилы. Расстояние между упорами 600 мм, скорость движения цепей от 0,12 до 0,24 сек.
Между пилами устанавливают поперечные ролики под углом 8--10° к продольной оси транспортера, служащие для перемещения оторцованной с одной стороны доски поперек цепей к другой пиле.
Пиломатериалы торцуют с градацией 0,25 м или 0,3 м. Длина торцуемых досок от 3 до 7,5 м.
Рисунок 1.7 - Схема трехпильной торцовочной линии ЦТЗ-2М: 1-наклонная плоскость;2-поперечный цепной конвейер с упорами;3-роликовый конвейер;4-упоры для выравнивания торцов досок;5,8-торцовочные станки;6-ленточный конвейер;7-утопающие упоры
Торцовочная линия ЦТЗ-2М предназначена для окончательной торцовки обрезных досок. Однако на многих лесопильных заводах на данном устройстве производят и предварительную торцовку досок.
Для предварительной торцовки тонких досок с одного конца (отделения вершинных острых концов досок) применяют также более простые проходные торцовочные установки. Например, предварительную торцовку тонких досок можно производить на движущихся цепях с помощью стационарно установленных с соответствующей стороны конвейера дисковых пил.
На линии ЛТ-1, представленной на рисунке 1.8, операции в основном выполняются автоматически, что позволяет повысить производительность линии и точность торцовки досок.
Рисунок 1.8 - Схема линии для торцовки пиломатериалов ЛТ-1: 1,8-пульты;2,3,7,12-упоры;4,6,11-пилы;5-маркировщик досок;8,14-роликовый конвейер механизма автоматической торцовки;10,15-контователь досок;13-роликовый конвейер автоматического досылателя;16-роликовый конвейер;17-главный конвейер;18-мехаизм поштучной выдачи досок;19-роликовые шины;20-наклонный конвейер механической загрузки;21-приемный конвейер
Доски поперечным приемным конвейером 21 сбрасываются в приямок загрузочного механизма, наклонный конвейер 20 которого небольшими партиями подает их затем на роликовые шины 19 этого механизма. Далее механизмом поштучной выдачи 18 доски подаются под упоры цепей главного конвейера 17. Приводным роликовым конвейером 16 доски комлевыми торцами выравниваются по упору 2 и в зоне оценки качества автоматически переворачиваются кантователем 15 на другуюпласть. После визуального осмотра и назначенного оператором с пульта 1 места торцовки роликовым конвейером 14 механизма автоматической торцовки доски автоматически перемещаются до соответствующего упора 3, а затем опиливаются дополнительной и основной пилами 4.
Роликовым конвейером 13 автоматического досылателя доски выравниваются по упору 12, после чего пилой 11 зачищаются вершинные концы досок.
В зоне визуальной оценки качества вершинного конца кантователем 10 доски автоматически переворачиваются. По команде оператора с пульта 9 доски роликовым конвейером 8 механизма автоматической торцовки смещаются до ближайшего опущенного упора 7 и устанавливаются на нужный размер торцовки. После окончательного формирования длины пилами 6 маркировщиком 5 на доски наносятся метки сорта. Пропускная способность линии до 40 досок в минуту, габаритные размеры: длина-16 м, ширина и высота-2,2 м [4].
Проведенный мною анализ доказывает следующее, что в настоящее время в обработке пиломатериалов применяются станки для обработки досок толщиной до 50 мм и длиной 6000 мм. В свою очередь, они имеют большие габариты, массу, требуют большихэнергозатрат, применения специального инструмента и травмоопасны с точки зрения безопасности. Эти станки не предназначены для торцовки пиломатериалов толщиной до 10 мм и длиной до 1000 мм, применяемом в тарном производстве.
Целью данной ВКР является разработка каретки торцовочного станка для обработки мерных изделий толщиной до 10 мм.
Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
Рассчитать и спроектировать привод главного движения
Разработать общую компоновку станка.
Спроектировать шпиндельный узел рабочего органа-пилы.
Произвести инженерный анализ НДС пильного вала.
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Назначение, характеристика и описание работы станка
2.1.1 Назначение и техническая характеристика станка
Торцовочный станок предназначен для поперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов. Область применения станка - цеха деревообрабатывающих предприятий и цеха небольшой мощности по глубокой переработке древесины.
Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Техническая характеристика станка
№ п/п |
Наименование параметра |
Значение |
||
1 |
Параметры обрабатываемых досок, мм |
|||
высота в пакете |
90 |
|||
длина не более |
1500 |
|||
2 |
Расчетная производительность, шт./мин |
60 |
||
3 |
Частота вращения шпинделя, мин-1 |
3000 |
||
4 |
Скорость резания, м/с |
60 |
||
5 |
Диаметр пилы, мм |
400 |
||
6 |
Габаритные размеры станка, мм |
|||
длина |
1000 |
|||
ширина |
842 |
|||
высота |
1150 |
|||
7 |
Масса станка, кг |
250 |
||
Характеристика электрооборудования: |
||||
8 |
Род тока питающей сети |
Переменный, трехфазный |
||
9 |
Частота тока, Гц |
50 |
||
10 |
Напряжение, В |
380 |
||
11 |
Количество электродвигателей на станке, шт. |
1 |
||
12 |
Мощность электродвигателя, кВт |
3 |
Станок оборудован двухкнопочным управлением: кнопка включения электродвигателя привода пилы («Пуск»), кнопка выключения электродвигателя привода пилы («Общий стоп»).
2.1.2 Описание работы станка
Пильный вал с пилой получает вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и шкивы. Пила осуществляет только вращательное движение без дополнительного перемещения.
Имеется каретка со столом для подачи материала. Каретка установлена на шарикоподшипниках с возможностью перемещения по направляющим параллельно плоскости пилы. Для ограничения хода каретки служат амортизаторы из резины и упоры, установленные на направляющих.
На столе имеется съемный торцовочный упор, используемый для фиксации обрабатываемых заготовок.
Включение электродвигателя привода пилы и перемещение стола (через микровыключатель) осуществляется одновременно от кнопки «Пуск» станка. В результате движения каретки с закрепленной на столе заготовкой происходит распил материала. Обратное движение каретки осуществляется посредством пружины.
2.1.3 Основные части станка
Основные части станка: рама, каретка со столом, механизм пиления, патрубок.
Рама представляет собой сварную конструкцию из стальных профилей, на которой крепится электроаппаратура (выключатель, пускатель). Внутри рамы располагается механизм пиления (электродвигатель, установленный на качающейся подмоторной плите, клиноременная передача, шпиндель, пила). Для безопасной работы станка рама с трех сторон закрыта стальными листами. Для доступа к пиле и двигателю имеется дверца-ограждение.
Стол каретки выполнен в виде сварной конструкции из стальных плиты, ограждения, ребер, листов, упоров.
Элементами безопасности на станке являются: ограждение, закрывающее верхнюю часть пилы; ограждение-кожух (патрубок), закрывающее нижнюю часть пилы и являющееся одновременно стружко- и пылеприемником. Патрубок имеет сварную конструкцию, выполненную из стальных профилей.
Электрооборудование станка выполнено для питания от сети переменного трехфазного тока частотой 50 Гц и напряжением 380 В. Номинальный ток вводного выключателя - 6,3 А. Для привода станка применен трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
2.2 Расчет и проектирование привода торцовочного станка
2.2.1 Разработка и описание кинематической схемы привода
Составные части схемы:
1 - электродвигатель;
2 - шкив ведущий;
3 - клиноременная передача;
4 - шкив ведомый;
5 - пильный вал;
6 - пила.
Вращение передается от электродвигателя через клиноременную передачу, состоящую из ведущего и ведомого шкивов и двух ремней, к пильному валу, на который установлена пила. Пильный вал вращается на двух радиальных подшипниках.
Исходные данные для проектирования:
Мощность на выходном валу привода, кВт 3
Частота вращения шпинделя, мин-1 3000
Диаметр пилы, мм 400
Скорость резания, м/с 60
2.2.2 Энергокинематический расчет привода
Для определения общего К.П.Д. привода необходимо выполнить анализ его кинематической схемы и определить источники потерь мощности при ее передаче от электродвигателя к исполнительному органу рабочей машины. В механических приводах потери мощности возникают во всех видах передач, в подшипниках валов.
Общий К.П.Д. привода определяется по формуле (2.1) [4]:
, (2.1)
где - общий К.П.Д. привода;
- К.П.Д. клиноременной передачи, = 0,94…0,96;
- К.П.Д. пары подшипников качения, = 0,99…0,995.
Подставляя значения в формулу (2.1) получаем общий расчетный К.П.Д. привода:
Для выбора электродвигателя определяем требуемую его мощность и частоту вращения.
Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:
, кВт,
где Nвых- мощность на выходном валу привода, кВт;
кВт
Зная номинальные значения частот вращения валов электродвигателей, различных марок и значение частоты вращения выходного вала, определим возможные значения общего передаточного отношения привода из соотношения (2.2):
, мин-1 (2.2)
где - частота вращения выходного вала привода, мин-1;
- общее передаточное отношение привода.
Возможные значения общего передаточного отношения из формулы (2.2) равны:
Общее передаточное отношение ио согласно схеме равно икл.п. Выбираем передаточное отношение близкое к единице - ио = 1.
Следовательно, берем синхронную частоту вращения двигателя равной 3000 мин-1. Затем выбираем электродвигатель марки 4AH90L2У3 с техническими характеристиками: Р=3 кВт, nдв =3000 мин-1.
Получаемая частота вращения вала рабочего органа при использовании выбранного электродвигателя находится по формуле (2.3):
, мин-1 (2.3)
мин-1
Относительная разница в скоростях выходного вала составит:
, %
< 5%
Условие выполняется.
Определяем частоты вращения и вращающие моменты на валах:
1) Частота вращения, угловая скорость, мощность и вращающий момент вала электродвигателя.
Частота вращения равна:
пдв =3000 мин-1
Угловая скорость вала определяется по формуле:
, рад-1 (2.4)
рад-1
Мощность равна:
Nдв =3 кВт
Вращающий момент на валу определяется по формуле:
, Н·м (2.5)
2) Частота вращения, угловая скорость, мощность и вращающий момент пильного вала.
Частота вращения по формуле (2.3) равна:
мин-1
Мощность (резания) на пильном валу с учетом перегрузки двигателя, так как работа повторно-кратковременная определяется по формуле:
, кВт,
где к1 - коэффициент перегрузки, к1 =2.
кВт
Угловая скорость по формуле (2.4) равна:
рад-1
Вращающий момент на валу определяется согласно формуле (2.5):
, Н·м
Н·м
2.2.3 Проектирование клиноременной передачи
Исходные данные для проектирования:
Мощность на ведущем валу Р: 3 кВт
Частота вращения ведущего вала n1 = nдв: 3000 мин-1
Частота вращения ведомого вала n2: 3000 мин-1
Расчет проводим по методике, изложенной в [5].
Диаметр ведомого шкива определим по формуле:
, мм,
где Т2 - крутящий момент на ведомом валу, Н-м
мм
Из стандартного ряда принимаем D2 =100 мм [4, т. 2].
Передаточное отношение ирем без учета скольжения определяется по
формуле:
(2.6)
Определяем диаметр ведущего шкива D1 по формуле:
, мм, (2.7)
где е - коэффициент упругого скольжения, е = 0,01.
мм
По ГОСТ 1284.3-89 берем ближайшее значение диаметра D1 =100 мм. Уточненное передаточное отношение определяем по формуле (2.7):
Действительная частота вращения пильного вала из формулы (2.6) будет равна:
, мин-1
мин-1
Находим расхождение с заданной частотой:
< 5%
Условие выполняется. Окончательно принимаем D1 = D2 =100 мм. Определяем линейную скорость ремня по формуле:
, м/с
м/с
При этой скорости выбираем клиновой ремень сечением Б [6, т. 2] с площадью поперечного сечения F=138 мм2, параметры ремня - bр =14 мм, bo =17 мм, h=10,5 мм.
Минимальное межосевое расстояние определяем по формуле:
, мм
мм
Максимальное межосевое расстояние определяем по формуле:
, мм
мм
Предварительно принимаем арем = 400 мм. Расчетную длину ремня определяем по формуле:
, мм
мм
Принимаем по ГОСТ 1284.1-89 стандартное значение Lp =1400 мм. Действительное межосевое расстояние определяем по формуле:
, мм
= 543 мм
Для возможности установки и замены ремней должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 1%, т.е. примерно на 5,5 мм.
Угол обхвата ремня равен:
Т.к. б і 150°, значит, межосевое расстояние оставляем тем же. Частоту пробега ремня определяем по формуле:
, с-1
с-1
По ГОСТ 1284.3-89 для D1 =100 mm, Lp =1400 мм, n=3000 мин-1 номинальная мощность Ро, передаваемая одним ремнем, равна 2,92 кВт.
Тогда расчетную мощность определим по формуле:
, кВт,
где Са - коэффициент угла обхвата, Са = 1;
CL - коэффициент длины ремня, CL = 0,9;
Си - коэффициент передаточного отношения, Си = 1;
Ср - коэффициент динамичности нагрузки, Ср = 1,2.
кВт
Расчетное число ремней равно:
,
где Cz - коэффициент числа ремней, Cz = 0,95 при z = 2…3.
Принимаем z = 2.
Предварительное натяжение каждой ветви ремня:
, Н,
где с - плотность материала ремня, с = 1250 кг/м3;
А - площадь поперечного сечения ремня, А= 138·10-6 м2.
Н
Силу давления на вал, когда ветви ремня параллельны (u=1, б=180°), определим по формуле:
, Н (2.8)
Конструктивные размеры ведомого шкива [6, т. 2]:
расчетный диаметр шкива: dp =100 мм,
диаметр отверстия под вал: d0 = 30 мм,
ширина шкива со ступицей: L = 54 мм,
расчетная ширина канавки: 1р = 14 мм,
расстояние между осями канавок: е = 19 мм,
расстояние между осью крайней канавки и торцом шкива: f = 12,5 мм,
другие параметры: b = 4,2 мм, h = 10,8 мм, b1 =17 мм, б = 34°.
Внешний диаметр шкива находим по формуле:
, мм
мм
Диаметр впадин шкива равен:
, мм
мм
Длину ступицы находим по формуле:
, мм
мм
Ширину шкива определяем по формуле:
, мм,
где п - число канавок, п =2.
мм
Эскиз шкива представлен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Шкив ведомый
2.2.4 Ориентировочный расчет и конструирование пильного вала
Целью ориентировочного вала является определение минимально возможного диаметра вала. При этом учитывается только крутящий момент, а влияние изгибающего момента компенсируется понижением допускаемых напряжений при кручении.
Минимальный диаметр находим по формуле:
, мм,
где Тк - крутящий момент на пильном валу, Н·м;
- допускаемое напряжение при кручении (15…25) МПа, принимаем =15 МПа.
мм
В соответствии с рядом линейных размеров принимаем dmin = 20 мм.
Диаметр вала находим по формуле:
, мм
мм
Принимаем ступенчатую конструкцию вала. Диаметры ступеней под подшипники находим по формуле:
, мм
мм
Значение d2, d4 должно быть кратно пяти.
Диаметр третьей ступени вала находим по формуле:
, мм
мм
Диаметр пятой ступени равен:
d5 =32 мм.
Диаметр шестой ступени равен:
d6 = 30 мм.
Эскиз пильного вала представлен на рис. 2.3.
Рисунок 2.3 - Пильный вал
2.2.5 Эскизная компоновка узла пильного вала
Конструктивно выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники 207 ГОСТ 1284.1-80.
Характеристики подшипника:
d=35 mm; D=72 мм; В=17 мм; г=2 мм; С=25,5 кН; Со =13,9 кН.
Длину шпонки выбирают из стандартного ряда так, чтобы она была несколько меньше длины ступицы (на 5-10 мм).
Проверка шпонок на смятие узких граней должна удовлетворять условию:
, МПа, (2.9)
где de - диаметр вала, мм;
h- высота шпонки, мм;
lр - расчетная длина шпонки, мм;
- допускаемое напряжение при смятии, = 20…30 МПа.
По формуле (2.9) расчетная длина шпонки равна:
, мм
Для d1 =30 мм по ГОСТ 8789-78 выбираем параметры шпонки: b=8 мм,
h=7 мм, t=4 мм, t1 =3,3 мм.
Тогда 1р равна:
мм
Длину шпонки находим по формуле:
, мм
мм
Принимаем из стандартного ряда l = 32 мм. Принимаем шпонки для шкива - 8x7x32, для пилы - 10x8x30.
Эскиз шпоночного соединения представлен на рис. 2.4.
Рисунок 2.4 - Шпоночное соединение
2.2.6 Выбор и расчет подшипников качения
Определение радиальных реакций. Вал на подшипниках, установленных по одному в опоре, условно рассматривают как балку на шарнирно-подвижных опорах или как балку с одной шарнирно-подвижной и одной шарнирно-неподвижной опорой. Радиальную реакцию Fr подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормалей, проведенных через середины контактных площадок. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника. Для радиально-упорных подшипников расстояние а между этой точкой и торцом подшипника может быть определено графически или аналитически.
Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные
a=0,5[B+0,5•(d+D))•tgб];
Подшипники роликовые конические однорядные
a=0,5•(T+(d+D)•е/з].
где В - ширина кольца, мм;
Т - монтажная высота, мм;
Е - коэффициент осевого нагружения;
б - угол контакта, град;
d и D - диаметры, мм;
Рисунок 2.3 - Расположение точки приложения радиальной реакции в радиально-упорных подшипниках
Реакции опор определяют из уравнения равновесия: сумма моментов внешних сил относительно рассматриваемой опоры и момента реакции в другой опоре равна нулю.
В ряде случаев направление вращения может быть переменным или неопределенным, причем изменение направления вращения может привести к изменению не только направления, но и значений реакций опор. При установке на концы валов соединительных муфт направление силы на вал от муфты неизвестно. В таких случаях при расчете реакций рассматривают наиболее опасный вариант. Возможная ошибка при этом приводит к повышению надежности. Определение осевых реакций. При установке вала на двух радиальных шариковых или радиально-упорных подшипниках нерегулируемых типов осевая сила Fa, нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе FA, действующей на вал. Силу FA воспринимает тот подшипник, который ограничивает осевое перемещение вала под действием этой силы. При определении осевых сил, нагружающих радиально-упорные подшипники регулируемых типов, следует учитывать осевые силы, возникающие под действием радиальной нагрузки Frвследствие наклона контактных линий. Значения этих сил зависят от типа подшипника, угла контакта, значений радиальных сил, а также от того, как отрегулированы подшипники. Если подшипники собраны с большим зазором, то всю нагрузку воспринимает только один или два шарика или ролика. Осевая составляющая нагрузки при передаче ее одним телом качения равна Frtgб. Условия работы подшипников при таких больших зазорах неблагоприятны, и поэтому такие зазоры недопустимы. Обычно подшипники регулируют так, чтобы осевой зазор при установившемся температурном режиме был бы близок к нулю. В этом случае под действием радиальной нагрузки Fr находятся около половины тел качения, а суммарная по всем нагруженным телам качения осевая составляющая из-за наклона контактных линий равна е' Fr и представляет собой минимальную осевую силу, которая должна действовать на радиально-упорный подшипник при заданной радиальной силе:
F a min = е' •Fr (2.10)
Для шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта а < 18°, F a min = е' Fr, где е' - коэффициент минимальной осевой нагрузки. В подшипниках такого типа действительный угол контакта отличается от начального и зависит от радиальной нагрузки Fr и базовой статической грузоподъемности Сor- Поэтому коэффициент е' определяют по формулам: для подшипников с углом контакта а = 12°
е'= 0,563•(F r/Cor) 0,195; (2.11)
для подшипников с углом контакта а = 15°
е'= 0,579•(F r/Cor) 0,136; (2.12)
Для шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта а ? 18°, е'=e и F a min = е' Fr. Значения коэффициента е осевого нагружения принимают по таблице. Для конических роликовых: е'=0,83e и F amin = 0,83 Fr.
Значения коэффициента е принимают по каталогу.
Под действием силы F a min наружное кольцо подшипника поджато к крышке корпуса. При отсутствии упора кольца в крышку оно будет отжато в осевом направлении, что приведет к нарушению нормальной работы подшипника. Для обеспечения нормальных условий работы осевая сила, нагружающая подшипник, должна быть не меньше минимальной: Fа ? Fа min. Это условие должно быть выполнено для каждой опоры. Если Fа ? Fа min, то более половины или все тела качения подшипника находятся под нагрузкой. Жесткость опоры с ростом осевой нагрузки увеличивается, поэтому в некоторых опорах, например в опорах шпинделей станков, применяют сборку с предварительным натягом. Для нормальной работы радиально-упорных подшипников необходимо, чтобы в каждой опоре осевая сила, нагружающая подшипник, была бы не меньше минимальной: Fа1 ? Fа1 min и Fа2 ? Fа2 min
Кроме того, должно быть выполнено условие равновесия вала - равенство нулю суммы всех осевых сил, действующих на вал.
FA + FA1 _ FA2= О, Н; (2.13)
где FА и FR - внешние осевая и радиальная нагрузки, действующие на вал, Н;
Fr1 и Fr2 - радиальные реакции опор, Н;
Fa1 и Fa2 - осевые реакции опор, Н.
Решение может быть найдено при совместном удовлетворении трех уравнений: - из условия Fа ? Fа min в каждой опоре с учетом следует:
Fа1 ? е'1 •Fr1, Fа2 ? е' •Fr2,
- из условия равновесия вала под действием осевых сил следует:
FA + FA1 _ FA2= О, Н.
Рисунок 2.4 - Схема нагружения вала и опор
Для нахождения решения применяют метод попыток, предварительно осевую силу в одной, из опор принимая равной минимальной. 1. Пусть, например, Fа1 = е'1 •Fr1. Тогда из условия равновесия вала имеем
FA2=FA + Fа1= FA +е'1 •Fr1
Проверяем выполнение условия Fа ? Fа min для второй опоры. Если при этом Fа2 ? е'2 •Fr2, то осевые силы найдены правильно. Если Fа2 < е'2•Fr2 (что недопустимо), то нужно предпринять вторую попытку.
2. Следует принять: Fа2 = е'2Fr2. Тогда из условия равновесия вала имеем
Fa1=Fa2 _ FA=е'2• Fr2 _ FA
При этом условие Fа1 ? е'1 Fr1 будет обязательно выполнено.
2.2.7 Подбор подшипников
Основной критерий работоспособности и порядок подбора подшипников зависит от значения частоты вращения кольца. Подшипники выбирают по статической грузоподъемности, если они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при медленном вращении (n ? 10 об/мин). Подшипники, работающие при n > 10 об/мин, выбирают по динамической грузоподъемности, рассчитывая их ресурс при требуемой надежности. Подшипники, работающие при частоте вращения n > 10 об/мин и резко переменной нагрузке, также следует проверять на статическую грузоподъемность.
Предварительно назначают тип и схему установки подшипников (см. выше). Подбор подшипников выполняют для обеих опор вала. В некоторых изделиях, например в редукторах, для обеих опор применяют подшипники одного типа и одного размера. Тогда подбор выполняют по наиболее нагруженной опоре. Иногда из соотношения радиальных и осевых сил нельзя заранее с уверенностью сказать, какая опора более нагружена. Тогда расчет ведут параллельно для обеих опор до получения значений эквивалентных нагрузок, по которым и определяют более нагруженную опору.
2.2.8 Расчет подшипников на статическую грузоподъемность
Значения базовой статической грузоподъемности для каждого подшипника заранее подсчитаны по формулам и указаны в каталоге. При расчете на статическую грузоподъемность проверяют, не будет ли статическая эквивалентная нагрузка на подшипник превосходить статическую грузоподъемность, указанную в каталоге:
Рor ? Сor или Рoa ? Сoa
При выборе и расчете подшипников следует иметь в виду, что допустимая статическая эквивалентная нагрузка Рo может быть меньше, равна или больше базовой статической грузоподъемности. Значение этой нагрузки зависит от требований к плавности хода, малошумности и к моменту трения, а также и от действительной геометрии поверхностей контакта. Чем выше перечисленные требования, тем меньше значение допустимой статической эквивалентной нагрузки.
Если не требуется высокая плавность хода, то возможно кратковременное повышение Рог(Роа) до 2Сor(2Соa). При повышенных требованиях к плавности хода, малошумности и к стабильности момента трения рекомендуют уменьшить допускаемую статическую эквивалентную нагрузку Рог(Роа) до Сor/So(Соa/So). Коэффициент запаса SQ = 1,5 для упорных подшипников крановых крюков и подвесов; SQ =2 для приборных прецизионных поворотных устройств; SQ = 4 для ответственных тяжелонагруженных опор и поворотных кругов. Пример. Проверить пригодность подшипника 210 для следующих условий работы: вращение медленное (до 1 об/мин) эпизодическое при действии нагрузки с составляющими: радиальной Fr =9000 Н и осевой Fa = 1600 Н; требования к малошумности и плавности хода - высокие.
Решение. Базовая статическая радиальная грузоподъемность подшипника 210 по каталогу Сог = 19800 Н. Для шарикового радиального однорядного подшипника в соответствии с табл. 59 Xо = 0,6 и Yo = 0,5. Подставив, получим
Por = Xо•Fr + Yo•Fa = 0,6 •9000 + 0,5 • 1600 = 6200 Н;
Рor, = Fr = 9000 Н.
Принимаем наибольшее значение Рог= 9000 Н. Для шариковых подшипников с высокими требованиями к малошумности и плавности хода можно принять So = 2. Для таких условий работы должно выполняться соотношение Рor ? Сor / So. После подстановки получим:
9000 < 19800/2 = 9900.
Следовательно, для данных условий работы подшипник 210 пригоден.
Расчет подшипников на заданный ресурс.
Исходные данные: F1, F2 -радиальная нагрузка (радиальная реакция) каждой опоры двухопорного вала, Н: Fa-внешняя осевая сила, действующая на вал, Н; п - частота вращения кольца (как правило, частота вращения вала), об/мин; d -диаметр посадочной поверхности вала, который берут из компоновочной схемы, мм; L'sa, L'sah - требуемый ресурс при необходимой вероятности безотказной работы подшипника соответственно в млн. об. или в ч; режим нагружения; условия эксплуатации подшипникового узла (возможная перегрузка, рабочая температура и др.).
Условия работы подшипников весьма разнообразны и могут различаться по величине кратковременных перегрузок, рабочей температуре, вращению внутреннего или наружного кольца и др. Влияние этих факторов на работоспособность подшипников учитывают введением в расчет эквивалентной динамической нагрузки (19) - (22) дополнительных коэффициентов.Подбор подшипников качения выполняют в такой последовательности. 1. Предварительно назначают тип и схему установки подшипников. 2. Для назначенного подшипника из каталога выписывают следующие данные - для шариковых радиальных и радиально-упорных с углом контакта а < 18° значения базовых динамической Сг и статической Сor радиальных грузоподъемностей; - для шариковых радиально-упорных с углом контакта a ? 18° значение Сг, а значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок, коэффициента е осевого нагружения:
- для конических роликовых значения Сг, Y и е, а также принимают Х= 0,43. Из условия равновесия вала и условия ограничения минимального уровня осевых нагрузок на радиально-упорные подшипники определяют осевые силы Fa1 и Fa2. 4. Для подшипников шариковых радиальных, а также шариковых радиально-упорных с углом контакта а < 18в соответствии с имеющейся информацией находят значения X, Y и е в зависимости от
fo •Fa /Сor или Fa / (i•z•Dw2).
5. Сравнивают отношение Fa/ (VFr) с коэффициентом е и окончательно принимают значения коэффициентов Х и Y: при Fa/(VFr) ? e принимают Х = 1 и Y= 0, при Fa/(VFr) > е для подшипников шариковых радиальных и радиально-упорных окончательно принимают записанные ранее (в п. 2 и 4) значения коэффициентов Х и Y.
Здесь V - коэффициент вращения кольца: V = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки и V= 1,2 при вращении наружного кольца. Для двухрядных конических роликовых подшипников значения X, Y и е 6. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку: - радиальную для шариковых радиальных и шариковых или роликовых радиально-упорных
Рr = (V •X•Fr + Y •Fa ) КБ •КТ; Н; (2.14)
- радиальную для роликовых радиальных подшипников:
Рr = Fr •V• КБ •КТ, Н; (2.15)
- осевую для шариковых и роликовых упорных подшипников:
Ра = Fа •V •КБ •КТ, Н (2.16)
- осевую для шариковых и роликовых упорно-радиальных подшипников
Ра = ( X •Fr + Y•Fa ) Б• КТ, Н. (2.17)
Значение коэффициента КБ безопасности принимают (таблица 2.2), а температурного коэффициента Кт - в зависимости от рабочей температуры tраб подшипника:
tраб, °С......?100 125 150 175 200 225 250 Кт............... 1,0 1,05 1,10 1,15 1,25 1,35 1,4
Таблица 2.2 - Рекомендуемые значения коэффициентов безопасности
Характер нагрузки |
КБ |
Область применения |
|
Спокойная нагрузка без толчков |
1,0 |
Маломощные кинематические редукторы и приводы. Механизмы ручных кранов, блоков. Тали, кошки, ручные лебедки. Приводы управления |
|
Легкие толчки; кратковременные перегрузки до 125% номинальной нагрузки |
1,0-1,2 |
Прецизионные зубчатые передачи. Металлорежущие станки (кроме строгальных, долбежных и шлифовальных). Гироскопы. Механизмы подъема кранов. Электротали и монорельсовые тележки. Лебедки с механическим приводом. Электродвигатели малой и средней мощности. Легкие вентиляторы и воздуходувки |
|
Умеренные толчки; вибрационная нагрузка; кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки |
1,3-1,5 |
Зубчатые передачи. Редукторы всех типов. Механизмы передвижения крановых тележек и поворота кранов. Буксы рельсового подвижного состава. Механизмы поворота кранов |
|
То же, в условиях повышенной надежности |
1,5-1,8 |
Механизмы изменения вылета стрелы кранов. Шпиндели шлифовальных станков. Электрошпиндели |
|
Нагрузки со значительными толчками и вибрациями; кратковременные перегрузки до 200% номинальной нагрузки |
1,8-2,5 |
Зубчатые передачи. Дробилки и копры. Кривошипно-шатунные механизмы. Валки и адьюстаж прокатных станов. Мощные вентиляторы и эксгаустеры |
|
Нагрузка с сильными ударами; кратковременные перегрузки до 300% 'номинальной нагрузки |
2,5-3,0 |
Тяжелые ковочные машины. Лесопильные рамы. Рабочие роликовые конвейеры крупносортных станов, блюмингов и слябингов. Холодильное оборудование |
Для работы при повышенных температурах применяют подшипники со специальной стабилизирующей термообработкой или изготовленные из теплостойких сталей.
Для подшипников, работающих при переменных режимах нагружения, задаваемых циклограммой нагрузок и соответствующими этим нагрузкам частотами вращения рисунок 2.5.
Если нагрузка на подшипник изменяется по линейному закону от Рmin до Рmax, то эквивалентная динамическая нагрузка
PE = (Рmin + 2 Рmax ) / 3,Н. (2.18)
Рисунок 2.5 - Аппроксимация нагрузок и частот вращения
Известно, что режимы работы машин с переменной нагрузкой сведены к шести типовым режимам нагружения (см. ГОСТ 21354-87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность): 0 - постоянному; I -тяжелому; II - среднему равновероятному; III - среднему нормальному; IV - легкому; V - особо легкому.
Для подшипников опор валов зубчатых передач, работающих при типовых режимах нагружения, расчеты удобно вести с помощью коэффициента эквивалентности KE:
Режим работы 0 I II III IV V
KE 1,0 0,8 0,63 0,56 0,5 0,4
При этом по известным максимальным, длительно действующим силам Fr1max, Fr2max,FAmax ( соответствующим максимальному из длительно действующих вращающему моменту) находят эквивалентные нагрузки [3]:
Fr1= KE •Fr1max, Fr2= KE •Fr2max, FА= KE •FАmax
7. Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс подшипника, ч:
Lsah = a1•a23•(C/P)k •106/60n, (2.19)
где С-динамическая грузоподъемность подшипника, Н;
Р - эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Рг или осевая Ра, ), Н;
k - показатель степени: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников;
n - частота вращения кольца, об/мин;
а1 - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от необходимой надежности;
а23- коэффициент, характеризующий совместное влияние на ресурс особых свойств подшипника и условий его эксплуатации.
Базовый расчетный ресурс подтверждают результатами испытаний подшипников на специальных машинах и в определенных условиях, характеризуемых наличием гидродинамической пленки масла между контактирующими поверхностями колец и тел качения и отсутствием повышенных перекосов колец подшипника. В реальных условиях эксплуатации возможны отклонения от этих условий, что приближенно и оценивают коэффициентом а23.
При выборе коэффициента а23 различают следующие условия применения подшипника (таблица 2.3 и таблица 2.4):
1 - обычные (материал обычной плавки, наличие перекосов колец, отсутствие надежной гидродинамической пленки масла и наличие в нем инородных частиц);
2 - характеризующиеся наличием упругой гидродинамической пленки масла в контакте колец и тел качения (параметр Л ? 2,5); отсутствие повышенных перекосов в узле; сталь обычного изготовления;
3 - то же, что в п.2, но кольца и тела качения изготовлены из стали электрошлакового или вакуумно-дугового переплава.
Таблица 2.3 - Рекомендуемые значения коэффициента аз
Подшипники |
Значения коэффициента а23 для условий применения |
|||
1 |
2 |
3 |
||
Шариковые (кроме сферических) |
0,7... 0,8 |
1,0 |
1,2... 1,4 |
|
Роликовые с цилиндрическими роликами, шариковые сферические двухрядные |
0,5... 0,6 |
0,8 |
1,0... 1,2 |
|
Роликовые конические |
0,6... 0,7 |
0,9 |
1,1... 1,3 |
|
Роликовые сферические двухрядные |
0,3... 0,4 |
0,6 |
0,8... 1,0 |
Таблица 2.4 - Рекомендуемые значения расчетных ресурсов для машин и оборудования
Машины, оборудование и условия их эксплуатации |
Ресурс, ч |
|
Приборы и аппараты, используемые периодически (демонстрационная аппаратура, бытовая техника, приборы) |
300... 3000 |
|
Механизмы, используемые в течение коротких периодов времени |
3000...8000 |
|
Ответственные механизмы, работающие с перерывами (вспомогательные механизмы на силовых станциях) |
8000... 12000 |
|
Машины для односменной работы с неполной нагрузкой (стационарные электродвигатели, редукторы общепромышленного назначения) |
10000...25000 |
|
Машины, работающие с полной нагрузкой в одну смену (машины общего машиностроения) |
~25000 |
|
Машины для круглосуточного использования (компрессоры, шахтные подъемники, стационарные электромашины, судовые приводы, текстильное оборудование) |
?40000 |
|
Непрерывно работающие машины с высокой нагрузкой (оборудование бумагоделательных фабрик, энергетические установки, шахтные насосы, оборудование торговых морских судов, карусельные печи) |
~100000 |
Здесь - параметр режима смазки - характеризует гидродинамический режим смазки подшипника (относительную тол-шину смазочной пленки). Расчет приведен, например, в [1, 2].
Формулы расчета ресурса справедливы при частотах вращения свыше 10 об/мин до предельных по каталогу, а также если Рг (или Рa), а при переменных нагрузках Рrmax (или Pamax) не превышают 0,5Сг (или O,5 Ca). 8. Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:
Lsah ? L 'sah
В некоторых случаях в одной опоре устанавливают два одинаковых радиальных или радиально-упорных однорядных подшипника, образующих один подшипниковый узел. При этом пару подшипников рассматривают как один двухрядный подшипник. При определении ресурса по формулеп.7вместо Сг подставляют базовую динамическую радиальную грузоподъемность Сrсум комплекта из двух подшипников:
для шарикоподшипников Сrсум = 1,625 Сr,
для роликоподшипниковС r сум = 1,714 Cr.
Базовая статическая радиальная грузоподъемность такого комплекта равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника С orсум = 2Сог. При определении эквивалентной нагрузки Рr значения коэффициентов Х и Y принимают как для двухрядных подшипников: для шарикоподшипников.
...Подобные документы
Назначение, характеристика и описание работы станка. Расчет и проектирование привода торцовочного станка. Разработка технологического процесса изготовления пильного вала, описание каждой операции. проектирование токарного проходного упорного резца.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 10.05.2011Охладители агломерата в металлургии. Разработка кинематической схемы. Энергокинематический расчет привода. Выбор редуктора, расчет открытой зубчатой передачи. Расчет припусков на обработку. Определение количества основного оборудования механического цеха.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 09.11.2016Кинематический расчет привода станка модели 16К20. Выбор и расчет предельных режимов резания, передачи винт-гайка качения. Силовой расчет привода станка, определение его расчетного КПД. Проверочный расчет подшипников, определение системы смазки.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.09.2010Технология изготовления заготовки зубчатого колеса, разработка и описание конструкции детали; обоснование выбора вариантов. Определение размеров и отклонений заготовки и припусков на механическую обработку; расчет массы, выбор оборудования и оснастки.
курсовая работа [31,4 K], добавлен 13.03.2012Выбор стандартного редуктора. Уточненный расчет вала. Проверка долговечности подшипников. Разработка привода конвейера для удаления стружки. Назначение и анализ детали. Выбор способа изготовления заготовки. Расчет и проектирование резца проходного.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 22.03.2018Производители, описание конструкции, преимущества использования системы верхнего привода в буровых работах. Обоснование выбора кинематической схемы привода, проектирование валов редуктора. Укрупненный технологический процесс изготовления детали.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 18.04.2011Назначение станка, выполняемые операции. Расчёт диаметров валов и предварительный выбор подшипников. Разработка конструкции, расчет шпиндельного узла на точность, жесткость, виброустойчивость. Выбор системы смазывания станка, привода. Силовой расчет вала.
курсовая работа [231,8 K], добавлен 12.09.2014Эксплуатационное назначение отливки. Выбор метода изготовления детали. Определение плоскости разъема модели, припусков на механическую обработку. Выбор опок и модельных плит. Расчет литниковой системы. Разработка технологии сборки и заливки форм.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.11.2013Анализ технологичности конструкции детали "вал". Расчет коэффициента использования материала, унификации элементов конструкции. Выбор технологических баз токарных операций. Разработка и обоснование маршрута изготовления детали. Выбор модели станка.
контрольная работа [55,5 K], добавлен 04.05.2013Конструкторское проектирование и кинематический расчет привода главного движения и привода подач металлорежущего станка 1И611П. Выбор оптимальной структурной формулы. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Разработка коробки скоростей.
курсовая работа [995,1 K], добавлен 22.10.2013Проектирование привода главного движения вертикально-фрезерного станка на основе базового станка модели 6Т12. Расчет технических характеристик станка, элементов автоматической коробки скоростей. Выбор конструкции шпинделя, расчет шпиндельного узла.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 22.04.2015Выбор и описание станка-аналога, разработка типовой детали и режимов резания, электродвигателя и структуры привода. Кинематический расчет главного привода. Расчет элементов коробки скоростей, шпиндельного узла. Автоматическая поворотная резцедержавка.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.08.2012Анализ рабочего чертежа и технических условий изготовления детали "стакан". Выбор материала и способа изготовления. Разработка маршрутной технологии обработки детали. Определение припусков на обработку. Расчет режимов резания и норм времени на обработку.
курсовая работа [227,1 K], добавлен 25.12.2014Описание служебного назначения детали и ее технологических требований. Выбор типа производства. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрута изготовления детали. Расчет и определение промежуточных припусков на обработку поверхности.
курсовая работа [150,2 K], добавлен 09.06.2005Особенности и требования, предьявляемые к коробкам скоростей. Выбор оптимальной компоновки кинематической схемы привода станка. Подбор шлицевых соединений, подшипников, системы смазки для проектирования коробки скоростей вертикально-сверлильного станка.
курсовая работа [297,2 K], добавлен 22.09.2010Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен.
курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013Служебное назначение станка. Расчет режимов резания, валов, зубчатой и клиноременной передач. Выбор электродвигателя. Разработка кинематической структуры станка. Определение числа скоростей привода главного движения. Проектирование шпиндельного узла.
курсовая работа [911,9 K], добавлен 15.04.2015Процесс холодной штамповки. Методы изготовления деталей. Выбор метода изготовления детали. Механические и химические свойства латуни. Усилие вырубки контура детали. Рабочие детали штампов. Расчет припусков на обработку, погрешностей и режимов обработки.
курсовая работа [40,7 K], добавлен 17.06.2013Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Разработка маршрутного техпроцесса. Расчёт припусков на механическую обработку, режимов резания, приспособлений, усилий зажима, выбор оборудования. Наладка станка с ЧПУ на обработку детали.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.05.2011Изучение процесса модернизации привода главного движения вертикально-сверлильного станка модели 2А135 для обработки материалов. Расчет зубчатых передач и подшипников качения. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электродвигателя станка.
курсовая работа [888,2 K], добавлен 14.11.2011