Методика расчета ленточной пилы на прочность и усилия натяжения для обеспечения устойчивости резания
Диаметр дисков, усилие натяжения - факторы, от которых зависит ресурс долговечности ленты пилы. Метод обеспечения прочности ленточной пилы в статическом состоянии. Расчет напряжения, допускаемого в рабочей ветви в условиях ограниченного срока службы.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 20.05.2017 |
Размер файла | 173,0 K |
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
Размещено на http://www.allbest.ru
Для обеспечения экономичного использования ленточных пил необходимо, чтобы ресурс усталостной прочности ленты пилы превышал ресурс стойкости режущих зубьев. Ресурс долговечности ленты пилы, в основном, определяется размером и материалом ленты, диаметром дисков и усилием натяжения.
Для обеспечения устойчивости резания необходимо обеспечить предварительное натяжение ленточной пилы, исключающее проскальзывание приводного диска и обеспечивающее устойчивость ее работы.
С повышением силы предварительного натяжения увеличивается ее жесткость и возможность передачи большего крутящего момента и соответственно силы резания и, как следствие, повышается производительность. Верхний предел силы предварительного натяжения ограничивается прочностью ленты пилы.
В зоне охвата лентой приводного и натяжного дисков возникают напряжения изгиба. Данные напряжения пропорциональны толщине ленты b и обратно пропорциональны диаметру дисков D. Для конструктивных расчетов ранее принималось отношение b/D равным 1/1000, когда применялись ленточные пилы из углеродистых сталей. В настоящее время для резки металлов и сплавов применяются биметаллические пилы или пилы с зубьями из твердого сплава.
Основой таких пил является лента из рессорно-пружинной стали с высокими прочностными характеристиками. Это позволило принимать более высокие напряжения, а вместе с тем и b/D = 1/350 - 1/500.
Диски меньшего диаметра также благоприятно влияют на нагрузку пильной рамы, уменьшают габаритные размеры станка.
Напряжение изгиба, как это будет показано последующим расчетом, составляют, как правило, наибольшую часть нагрузки. Ниже приводится методика расчета на данном примере.
Исходные данные:
- размер сечения ленточной пилы, h х b, мм, 34x1,1;
- высота зуба hз, мм, 4;
- материал ленты, Сталь 50ХФА;
- диаметр дисков, D, мм, 420;
- длина скручивания ленты, 1, мм, 420;
- угол скручивания, ц, град., 75(1.3 град);
- сила резания, Fр, Н, 2760;
-скорость резания Vр,м/мин -65;
- усилие предварительного натяжения ветви ленты Fн, Н - 9900 (H=300 Н/мм2)
На пилу действуют напряжения:
а) от силы предварительного натяжения, H; Н/мм2;
б) от силы резания, p, Н/мм2;
в) от изгиба ленты на дисках, и , Н/мм2;
г) от скручивания ленты, касательные напряжения, фскр, Н/мм2.
1) Напряжения в ленте, H Н/мм2, от силы предварительного натяжения:
(1)
Подставляя численные значения в выражение 1 получим:
Н/мм2
2) Напряжение, р ,Н/мм2, вызванное силой резания:
Н/мм2, (2)
Подставляя численные значения в выражение 2 получим:
3) Напряжение в ленте от изгиба, и , Н/мм2;
(3)
где Е- модуль упругости первого рода, Е=:2.3*105 Н/мм2.
Подставляя численные значения в выражение 3 получим:
Н/мм2
4) Касательные напряжения, фmax, Н/мм2, в скручиваемой части ленты:
(4)
где G- модуль сдвига, G=81*103 Н/мм2, =1.3 рад.
Подставляя численные значения в выражение 4 получим:
Н/мм2.
Суммарное напряжение и его изменение во времени можно получить из отдельных напряжений. Речь идет о колебаниях между напряжением натяжения , как минимального напряжения, и результирующим напряжением , составленным из напряжения изгиба, натяжения и резания, а также результирующим напряжением , составленным из напряжения натяжения, натяжением резания и касательного напряжения, как максимальными напряжениями.
Суммарные напряжения в полотне пилы, max 1 и max 2 , Н/мм2:
(5)
Подставляя численные значения в выражение 5 получим:
Н/мм2
(6)
Подставляя численные значения в выражение 6 получим:
Н/мм2
Напряжения в ленте пилы и проявление напряжений во времени показаны на рис. 1 и 2.
Рисунок 1. Напряжения в ленте пилы
Рисунок 2. Проявление напряжений в теле пилы во времени
Условие обеспечения прочности ленты пилы в статическом состоянии (лента установлена на диски и натянута):
(7)
где ,
hT - запас по пределу текучести, принимаемый равным 1.2.
Н/мм2.
895.3 1300/1.2.
895.3 1083.
Условие выполняется.
У скручиваемых ленточных пил дополнительно возникает давление на плоскость боковых сторон направляющих. Момент скручивания должен восприниматься этими боковыми сторонами направляющих. При этом следует различать давление на плоскость и опрокидывающее давление. Они повышают действующие на этом месте касательные напряжения и напряжение растяжения и тем самым влияют на долговечность пилы. Путем конструктивных решений, например, закруглением направляющих или установкой роликов с большим радиусом, можно существенно снизить давление на плоскость боковых сторон направляющих.
Расчет ленточной пилы на долговечность и усилия натяжения для обеспечения устойчивости процесса резания.
Лента пилы в процессе работы испытывает переменные напряжения во времени, ее ресурс до появления трещин и разрыва из-за усталости материала ленты пилы зависит от величин данных напряжений и числа циклов нагружения.
1) Определим предел выносливости материала ленты при базовом числе циклов нагружений Nб =107:
(8)
где - 750 Н/мм2;
- 1300 Н/мм2;
(9)
r - коэффициент, учитывающий колебания напряжений равен:
(10)
При =300 Н/мм2 и =979 Н/мм2 получим:
Тогда:
Подставив численные значения в формулу 8 получим:
1037,6 Н/мм2 ;
График нагружения представлен на рисунке 3.
Рисунок 3. График нагружения
2) Находим число циклов нагружений из расчета ограниченного срока службы пилы до разрушения:
N=2П (11)
где П - число пробегов за Т часов, равное:
(12)
где Т - срок службы пилы, 45 ч; L - длина пилы, 4.5 м; v - скорость пилы, 65 м/мин;
Тогда:
.
Следовательно, число циклов нагружений равно:
N=78000.
3) Определим коэффициент эквивалентности напряжений с учетом ограниченного срока службы:
(13)
где m=6;
Соответственно:
;
4) Определим предел выносливости в условиях ограниченного срока службы Н/мм2:
(14)
5) Определим напряжение, допускаемое в рабочей ветви в условиях ограниченного срока службы за вычетом перенапряжений, вызываемых огибанием дисков, Н/мм2:
(15)
где кк - коэффициент концентрации напряжений, равный 1.4; - коэффициент запаса прочности, равный 1.6.
Соответственно:
;
6) Определяем усилие натяжения рабочей ветви пилы Fр.в.
(16)
ленточный пила диск статический
где s - площадь сечения ленты пилы за вычетом высоты зубьев, равная 33 мм2.
Тогда Fр.в.=442.2*33=14592,6.
7) Находим усилие натяжения холостой ветви Fх.в, Н:
(17)
где f - коэффициент трения; - угол охвата приводного диска в радианах, равный 3.14.
Соответственно:
8) Определяем допускаемое окружное усилие Р0:
(18)
Подставляя численные значения получим:
Р0=14592,6-9120=5472 Н.
Устойчивость процесса резания обеспечивается, т.к.
Р0>Fр
5472>2760
Таким образом используя данную методику расчета возможно установить расчетные значения усилия натяжения, обеспечивающие устойчивость процесса резания для широкой номенклатуры ленточных пил. На основании данного расчета с достаточно высокой точностью возможно спрогнозировать стойкостные параметры пилы и использовать результаты в реальных производственных условиях.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурное и кинематическое исследование механизмов бензомоторной пилы. Проектирование кинематической схемы планетарного редуктора. Описание схемы зубчатого механизма с планетарной ступенью, анализ данных для расчета внешнего эвольвентного зацепления.
курсовая работа [228,4 K], добавлен 23.03.2016Материалы для производства керамической черепицы. Технологическая схема производства пазовой штампованной, пазовой ленточной, плоской ленточной, волнистой ленточной, S-образной ленточной и коньковой желобчатой черепицы. Карта экологического контроля.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 30.11.2010Корректировка производительности для расчета ленты конвейера. Расчет предварительной мощности и определение максимального натяжения. Расчет роликоопор и выбор места расположения станций. Проверка прочности ленты и ее сцепления с приводным барабаном.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 19.03.2013Максимально допустимая скорость подачи по заполнению впадин разведенных зубьев стружкой. Коэффициент породы и влажности древесины. Температурный перепад по радиусу пилы, соответствующий началу потери динамической устойчивости диска. Расчет подачи на зуб.
реферат [149,2 K], добавлен 15.10.2015Техническая характеристика ленточного тормоза, его конструкция и принцип действия, монтаж и обслуживание. Определение усилий, необходимых для полного торможения спускаемого груза. Расчет тормозной ленты и барабана лебедки на прочность, усилия натяжения.
курсовая работа [144,6 K], добавлен 26.01.2014Принципы построения устройств натяжения. Влияние натяжения между клетями на качество получаемого проката. Рассмотрение зависимости обжатия листа и уменьшения давления на валки от натяжения на конце и начале полосы, его эффективность и целесообразность.
курсовая работа [346,5 K], добавлен 10.01.2012Скорость движения тягового органа конвейера. Выбор тележки и тягового элемента. Определение погонной нагрузки. Тяговый расчет конвейера по контуру. Расчет тягового усилия и мощности привода. Проверка прочности тягового органа и расчет механизма натяжения.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 22.11.2009Тип сечения клинового ремня. Технические данные ремня. Диаметр ведомого шкива, диапазон межосевого расстояния. Величина сдвига двигателя для обеспечения необходимого натяжения ремня. Число и скорость ремней. Влияние силы, действующей на ремень и валы.
реферат [51,7 K], добавлен 16.05.2010Общие сведения о ленточных конвейерах и их проектировании. Определение ширины ленты. Сопротивления на конвейере. Методы расчета стрелы провеса груженой ветви ленты между роликовыми опорами и усилия на натяжном устройстве. Передаточное число редуктора.
курсовая работа [554,0 K], добавлен 07.04.2015Общие сведения о ленточнопильном станке Спектр-70. Работа и устройство ленточной пилорамы, ее основные узлы и детали. Требование к пильным лентам, возникающие проблемы при работе и их устранение. Расчет режимов резания, правила затачивания и развода пил.
курсовая работа [347,6 K], добавлен 07.08.2013Классификация, виды и устройство ручных машин. Сверлильные и шлифовальные машины. Технологические машины со встроенными двигателями. Угловые шлифовальные машины. Электрические цепные пилы. Машины для резки металла и дерева, сборки резьбовых соединений.
реферат [2,6 M], добавлен 05.06.2011Применение ленточных конвейеров в промышленности. Изучение принципа их работ и устройства. Определение технической и эксплуатационной производительности транспортирующих машин. Выбор типа роликоопор и размеров барабана, расчет натяжения ленты на роликах.
курсовая работа [631,9 K], добавлен 27.11.2014Определение к.п.д. полиспаста, натяжения ветви каната, идущей на барабан. Подбор стального каната. Определение основных размеров барабана. Подбор электродвигателя, редуктора, тормоза и методика проверки работоспособности данных участков механизма.
курсовая работа [850,6 K], добавлен 25.03.2012Методы расчета скребкового конвейера для выгрузки чугунной стружки из цехового сборника. Определение его производительности и режима работы. Расчет рабочей высоты желоба. Определение натяжения в отдельных точках цепи конвейера методом обхода по контуру.
контрольная работа [137,4 K], добавлен 10.01.2011Разработка конструктивно-компоновочной схемы для транспортирования пшеницы. Определение ширины ленты с учётом приведённой рабочей ветви желобковой формы. Расчет линейной плотности груза. Определение сопротивления движения ленты на прямолинейных участках.
курсовая работа [49,5 K], добавлен 30.05.2013Действие внешних сил в опорах. Построение эпюры крутящих моментов по длине вала. Значения допускаемого напряжения на кручение. Условия прочности вала. Определение полярных моментов инерции. Расчет передаточного отношения рядной зубчатой передачи.
контрольная работа [342,1 K], добавлен 29.11.2013Роль макарон в питании. Понятие и технологические особенности обеспечения процесса сушки на пищевом предприятии. Характер и специфика изменений физических и химических свойств макаронных изделий при их сушке. Устройство, принцип работы ленточной сушилки.
курсовая работа [490,3 K], добавлен 25.04.2014Оценка допустимой нагрузки на балку, исходя из условий прочности. Расчет ядра сечения, растягивающих и сжимающих напряжений в стержне. Анализ наибольшего нормального напряжения стальной балки, лежащей на двух жестких опорах, запаса устойчивости.
контрольная работа [3,1 M], добавлен 27.05.2015Параметры трассы и схема транспортирования. Режим работы ленточного конвейера, условия его эксплуатации. Вычисление погонных нагрузок, максимального натяжения ленты. Расчет размеров конструкционных элементов конвейера, мощности электродвигателя в приводе.
контрольная работа [296,5 K], добавлен 22.04.2014Определение размеров конвейера. Проверка прочности ленты и выбор редуктора. Расчет тягового усилия конвейера, мощности приводного электродвигателя, момента на приводном валу при пуске, коэффициента перегрузки ленты, тормозного момента на валу двигателя.
курсовая работа [103,6 K], добавлен 22.02.2015