Модернизация цепного конвейера для бревен

Рисунок 3.5 - Образ протяжки для шпоночного паза

Протяжка состоит из следующих частей: хвостовая часть, передняя направляющая часть, режущая и калибрующая часть, задняя направляющая часть

Выбор режущей части инструмента

При обработке деталей, выполненных из серого чугуна в качестве инструментального материала выбираем быстрорежущую сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73.

Припуск А на обработку шпоночной протяжкой рассчитаем по формуле (3.33):

(3.33)

где - расстояние от края отверстия до дна канавки = 28,05 мм;

D - диаметр отверстия D = 24,16 мм;

- стрелка дуги рассчитаем по формуле (3.34):

, (3.34)

Ширина тела протяжки

Так как мы протягиваем узкий шпоночный паз, протяжка будет утолщенной, рассчитаем по формуле (3.35):

мм, (3.35)

Принимаем тело протяжки равным 8 мм

Расчет режущей части протяжки

Подача на зуб мм/зуб [2, стр.65, табл.6]

Шаг зубцов рассчитаем по формуле (3.36):

(3.36)

Принимаем мм [2, стр.68, табл. 7]

Число одновременно работающих зубцов Z_i = 6 шт. [2, стр.72, табл.8]

Размер стружечной канавки

На шпоночной протяжке выполняются стружечные канавки с прямолинейной спинкой зуба, рисунок 3.6.

Рисунок 3.6 - Форма стружечной канавки

g = 4 мм, r = 2.5 мм мм мм² [2, стр.68, табл.7]

Коэффициент заполнения впадины рассчитаем по формуле (3.37):

> K_min = 2,5, (3.37)

Высота зубчатой части рассчитаем по формуле (3.38):

, (3.38)

где h₀ - глубина стружечных канавок.

Принимаем = 6,5 мм.

Передние и задние углы

[2, стр.83, табл.10]

[2, стр.84, табл.11]

Предельные отклонения передних углов 1⁰ 30', задних 30'[2, стр.84].

Количество режущих зубцов

Длина режущей части

мм

Стружкоделительные канавки

Стружкоделительные канавки для чугуна не делаются.

Угол бокового поднутрения

Ленточка

Усилие протягивания рассчитаем по формуле (3.39):

(3.39)

где p_o- сила резания, приходящаяся на 1 мм длины лезвия зуба протяжки;

Н/мм [3, стр.300, табл.54]

Н.

Высота сечения по первому зубцу рассчитаем по формуле (3.40):

мм, (3.40)

Принимаем h = 11 мм[4,табл.2]

Высота по последнему режущему зубцу рассчитаем по формуле (3.41):

мм, (3.41)

Расчет калибрующей части протяжки

Высота зубцов

Шаг калибрующих зубцов рассчитаем по формуле (3.42):

мм, (3.42)

Принимаем t_к = 8 мм [2, стр.68, табл.7]

Размер стружечной канавки g =3 мм, r = 1,5 мм; мм [2, табл.7]

Количество калибрующих зубцов Z_к = 5 шт.

Длина калибрующей части

мм.

Передние и задние углы

[2, стр.93]

[2, стр.93]

Передняя и задняя направляющая часть

Длина передней направляющей l_п.н. = L = 60 мм;

Длина задней направляющей l_з.н. = L = 30 мм;

Общая длина протяжки рассчитаем по формуле (3.43):

_.н, (3.43)

где l - общая длина гладких частей протяжки рассчитаем по формуле (3.44):

, (3.44)

где l₁ - длина хвостовика; l₁ =180 мм;

l_з - длина входа патрона в отверстие станка, l_з =15 мм;

l_c - толщина опорной плиты стола; l_c = 70 мм;

l_a - длина выступающей части опорного кольца; l_a = 30 мм;

l_б - длина выступающей части фланца направляющей оправки; l_б = 10 мм;

l_в - длина посадочной части оправки.

мм.

l₄ - длина необходимая для беспрепятственного насаживания изделия в том случае, когда работа ведется без отключения протяжки от станка после каждого рабочего хода, рисунок 3.7.

Рисунок 3.7 - Положение шпоночной протяжки на станке

мм.

мм.

мм.

Выбор конструкций и способа крепления режущей части к корпусу инструмента.

Хвостовая часть выполненная из стали 40Х ГОСТ 4543-71 приваривается к режущей части протяжке, выполненной из инструментальной стали, стыковой контактой сваркой плавлением.

Крепежная часть

Хвостовик протяжки, представленный на рисунке 6, выполняется по ГОСТ 4043-70 [4]. Хвостовик предназначен для установки протяжки в патрон с ручным стопорением (чека) или автоматическим зажимом.

Н =11 мм; мм; мм; l₁ не менее 14 мм; l₂ не менее 20 мм; l₃ =16 мм; с =0,5 мм; К = 1^0,2 мм; F_х = 36 мм².

Рассчитаем растягивающее напряжение в хвостовике инструмента, рисунок 3.8.

Рисунок 3.8 - Основные размеры хвостовика

Напряжение на растяжение в материале хвостовика рассчитаем по формуле (3.45):

(3.45)

Разработанная конструкция инструмента представлена на листе графической части.

К протяжке предъявляется ряд технических требовании:

1. Материал режущей части: сталь P6M5 ГОСТ 19265-73; хвостовой части: сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

2. 62...65 HRC - режущей части; 40...45 HRC - хвостовика.

3. Общие допуски по ГОСТ 30893.1-m.

4. Сварка стыковая контактная оплавлением.

5. На поверхности протяжки не допускаются трещины, раковины, заусенцы, следы коррозии, а на шлифованных поверхностях черновины и поджоги.

6. Маркировать электрогравированием: обозначение; материал; 5JS9.

7. Остальные Т.Т. по ГОСТ 16491-80.

Оценка технологичности конструкции инструмента выполняется по показателям:

1. Расход режущего инструмента. Для снижения расхода инструментальной стали применяется сварная конструкция инструмента;

2. Режущий материал обрабатывается хорошо резанием, но возникает сложность при термической обработке стали Р6М5;

3. Инструмент является сложным изделием. Для облегчения шлифования стружечных канавок применяются канавки с прямолинейной спинкой зуба;

4. Заточка инструмента осуществляется на специальных заточных станках;

5. В конструкция инструмента применяется хвостовая часть, выполняемая по ГОСТу;

6. После износа протяжка перетачивается по передней поверхности.

Режущая часть протяжки выполнена из быстрорежущей стали марки Р6М5 ГОСТ 19265-73. Данный материал позволяет обрабатывать конструкционные стали углеродистые и легированные (240...250НВ), цветные металлы, чугун, легированные и быстрорежущие инструментальные стали в отожженном состоянии.

Данный инструмент спроектирован для обработки чугунных заготовок. С помощью данной протяжки также можно обрабатывать цветные стали.

Рекомендуемые режимы резания:

Для получения пазов с шероховатостью Ra3,2...6,3 мкм м и точностью 8-9 квалитета скорость резания V = 10 м/мин, для получения пазов с шероховатостью Ra1,6 мкм м и точностью 7 квалитета скорость резания V = 7 м/мин [3, стр. 299, табл.52]. Норма времени на выполнение операции:

Рассчитаем основное время:

,

где L_р.х. - длина рабочего хода;

V_ПР - скорость резания (протягивания);

V_о.х - скорость обратного хода.

мин.

Вспомогательное время складывается из составляющих:

где Т_уст. - вспомогательное время на установку детали вручную на обравку без закрепления;

Т_уст. = 0,1 мин;

Т_в.оп - вспомогательное время, связанное с операцией;

Т_в.оп = 0,22 мин;

Т_изм - вспомогательное время на контрольные измерения содержит время на одно измерение калибром.

Т_изм = 0,22 мин.

Суммарное вспомогательное время:

, , - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности, в процентах от оперативного времени.

Окончательно норма штучного времени равна:

.

Износ зубьев протяжки происходит по всем поверхностям, которые имеют контакт с обрабатываемой деталью и стружкой в процессе резания: по передней и задней поверхностям, по уголкам и переходным режущим кромкам, по ленточке у калибрующих зубьев. Наиболее опасным является износ задней поверхности и округление зуба протяжки.

Допустимая величина износа по задней поверхности протяжек находится в пределах 0,10-0,15 мм.

Типовая схема наладки инструмента представлена на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Типовая схема наладки инструмента

Режущие свойства зуба протяжки восстанавливают переточкой по передней поверхности, так как при этом уменьшение размера зубьев будет минимальным.

Средняя величина толщины слоя, сошлифовываемого за одну переточку для шпоночной протяжки составляет 0,25-0.5 мм.

Для заточки протяжек из быстрорежущих сталей применяют круги Э9 зернистостью 16-25, твердостью СМ1-СМ2, на керамической связке. Окружная скосрость круга принимается равной 20-25 м/сек, Глубина шлифования за каждый проход при заточке не должна превышать 0,02-0.04 мм. После снятия всего припуска следует дать некоторое время на выхаживание до полного исчезновеня искры. Контроль за полнотой сошлифовывания требуемого затупленного слоя осуществляется либо при помощи измерений, либо визуальным наблюдения за шириной блестящей ленточки затупления по задней поверхности.

Технологический процесс изготовления шпоночных протяжек. Заготовку обрабатывают на строгальном или фрезерном станке, а затем фрезеруют угловой фрезой. Далее производят обработку боковых сторон каждого зуба концевой фрезой на шпоночно-фрезерном станке.

Термическая обработка протяжки должна быть выполнена очень тщательно. Нагрев под закалку необходимо вести так, чтобы сердцевина была менее прогрета. Нагревать протяжку следует в подвешенном положении.

Для охлаждения при закалке рекомендуется погружать протяжку в ванну тоже вертикально, чем устраняется ее коробление. После закалки производят отпуск.

При нагреве протяжку необходимо обернуть листовым асбестом, предохраняющим ее от окисления, и поместить в одну из подогревательных печей, где она нагревается до 850°С (протяжки из быстрорежущей стали) и выдерживают 15-30 мин. Затем протяжку вынимают, освобождают от асбеста ее рабочую часть (без хвостовика) а посыпают бурой для предохранения от обезуглероживания и обгорания зубьев. Покрытую бурой протяжку вновь опускают в подогревательную камеру на 5 мин для расплавления буры, после чего переносят в камеру окончательного нагрева (для протяжек из быстрорежущей стали) до 1280-1290°С, где выдерживают от 1,5 до 4 мин до появления на режущих кромках маленьких пузырьков. После этого протяжку вынимают и охлаждают в вертикальной масляной

В качестве модернизаций конвейера для бревен предлагается применение системы принудительной смазки подшипников редуктора исполнительного органа конвейера.

Система принудительной смазки подшипников редуктора исполнительного органа, включающая в себя насос, напорный трубопровод, коллектор, маслоуказатель и распределительные трубки на подшипники валов редуктора, отличающаяся от базовой системы тем, что трубопровод расположен снаружи редуктора от насоса к коллектору, а от него идут распределительные трубки к задним крышкам подшипников, в которых выполнены направляющие протоки к верхнему ряду роликов подшипников валов редуктора, причем маслоуказатель установлен на напорном трубопроводе, выведенном к рабочему месту обслуживающего персонала, и содержит корпус с ниппелем, крышку и подвижный плунжер с хвостовиком, обвитый пружиной, плунжер имеет возможность продольного перемещения внутри корпуса.

Недостатками системы принудительной смазки которая установлена в данный момент штатная является то, что в напряженных режимах работы вращающихся частей, особенно под большими нагрузками, происходит перегрев подшипников валов зубчатых колес редуктора. Это происходит из-за того, что распределительные трубки направляют струю смазывающей охлаждающей жидкости только на первый ряд роликов двухрядных подшипников, вращающихся с большой скоростью, и смазывающе-охлаждающая жидкость отбрасывается роликами обратно и под действием силы тяжести стекает обратно в картер редуктора. Второй ряд роликов остается недостаточно смазан, и тепло от трения не отводится смазывающей охлаждающей жидкостью полностью, вследствие чего происходит перегрев и выход из строя подшипников. Кроме того, невозможно осуществление постоянного визуального контроля давления смазывающе-охлаждающей жидкости в системе. Визуальный контроль давления в системе отсутствует, контроль давления осуществлялся только при откручивании пробки в верхней части масло указателя для удаления воздуха. Это не позволяет своевременно реагировать на снижение рабочего давления в системе

Модернизированная система принудительной смазки подшипников редуктора исполнительного органа конвейра,включающая насос, напорный трубопровод, коллектор, маслоуказатель и распределительные трубки на подшипники валов редуктора, модернизация заключается в том что трубопровод расположен снаружи редуктора от насоса к коллектору, а от него идут распределительные трубки к задним крышкам подшипников, в которых выполнены направляющие протоки к верхнему ряду роликов подшипников валов редуктора, причем маслоуказатель установлен на напорном трубопроводе, выведенном к рабочему месту обслуживающего персонала, и содержит корпус с ниппелем, крышку и подвижный плунжер с хвостовиком, обвитый пружиной, плунжер имеет возможность продольного перемещения внутри корпуса.

Система работает следующим образом

Смазывающе-охлаждающая жидкость насосом нагнетается в напорный трубопровод, по которому подается в коллектор. Коллектором она распределяется в распределительные трубки, а от них - по направляющим протокам к верхнему ряду роликов подшипников. При этом образуется гарантированная масляная ванна для подшипников валов редуктора. Таким образом, обеспечиваются гарантированная смазка роликов подшипников 6 и отвод тепла, что увеличивает срок службы подшипников и приводит к снижению температуры окружающей среды, что благоприятно сказывается на условиях работы персонала.

Для визуального контроля давления масла в системе принудительной смазки редуктора исполнительного органа комбайна шахтного проходческого используется маслоуказатель. Его ниппель ввинчен в нагнетательный трубопровод. При включении редуктора комбайна шахтного проходческого смазывающе-охлаждающая жидкость под давлением от насоса поступает по напорному трубопроводу к ниппелю и в полость корпуса маслоуказателя, создавая давление, равное давлению в системе принудительной смазки на плунжер, рисунок 3.10.

Пружина плунжера создает собой некоторое сопротивление этому давлению и не позволяет передвигаться плунжеру случайно или при недостаточном давлении в системе. А при рабочем давлении в системе, которое преодолевает сопротивление пружины, плунжер сдвигается в полости корпуса, пока не упрется в крышку, при этом хвостовик плунжера выдвигается из крышки маслоуказателя на длину свободного хода плунжера.

Рисунок 3.10 -Устройство и общий вид маслоуказателя модернизированной системы принудительной смазки редуктора конвейера цепного для бревен

Такое его положение указывает на наличие рабочего давления в системе принудительной смазки редуктора исполнительного органа. Упругость пружины и ее длина подбираются таким образом, чтобы ее характеристики были на 5% меньше рабочего давления системы принудительной смазки редуктора комбайна. При уменьшении давления в системе смазки ниже рабочего давления пружина разжимается и сдвигает плунжер ко дну корпуса, хвостовик плунжера прячется в теле крышки маслоуказателя, что указывает на отсутствие рабочего давления в системе принудительной смазки.

Таким образом, предложенная система принудительной смазки редуктора исполнительного органа конвейера обеспечивает гарантированную смазку всех рядов роликовых подшипников валов редуктора, а также позволяет осуществлять постоянный визуальный контроль давления в системе.

Заключение

В представляемой выпускной работе согласно заданию выпускной квалификационной работы выполнен кинематический анализ привода на основе стандартного двухступенчатого цилиндрического редуктора, состоящий из пояснительной записки, сборочного чертежа узла приводного вала со спецификацией, и сборочного чертежа привода со спецификацией.

Привод цепного конвейера включает в себя двигатель 4А132S4 с номинальной мощностью P_н = 7,5 кВт и синхронной частотой вращения n=1500 об/мин, клиноременной передачи, стандартного двухступенчатого цилиндрического редуктора Ц2У250-40-12 с фактическим передаточным отношением u=40,77 упругой втулочно-пальцевой муфты. Проведен кинематический и силовой расчет привода (определены частоты вращения, угловые скорости, мощности и вращающие моменты на всех валах); выбраны двигатель, редуктор и муфта; определены диаметры и длины всех ступеней приводного вала, подобраны подшипники приводного вала и выполнена их проверка на долговечность; проведен проверочный расчет приводного вала на статическую прочность и сопротивление усталости; выполнены сборочные чертежи узла приводного вала и привода цепного конвейера, приведен список литературы.

В рассматриваемом работе было произведено проектирование гидропривода натяжной станции цепного конвейера, изучена методика расчета гидропривода и применение ее на практике в соответствии с техническим заданием. Был выполнен силовой, гидравлический и тепловой расчеты, произведен выбор гидроаппаратуры. В графической части работы приведена принципиальная гидравлическая схема работы привода, а так же блок управления и другие чертежи

Список использованных источников

1. Дунаев, П.Ф. Детали машин: Курсовое проектирование. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.- 8-е изд., перераб. и доп. Москва: Высшая школа, 2004. -505с.

2. Куклин, Н.Г. Детали машин. Учебник для машиностроит. спец. техникумов./ Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина. - 4-е изд., дополн. и перераб. Москва: Высшая школа, 1987.-383 с.

3. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя./ В.И Анурьев. - Т.1-3.М.: Машиностроение, 1978..-283 с.

4. Сидоренко, В.С. Изучение и разработка схемотехнических решений промышленного гидропривода, учебное пособие. / В.С. Сидоренко - Ростов-на-Дону 2006.-103 с.

5. Свешников, В.А. Станочные гидроприводы: Справочник/ В.А. Свешников А.А. Усов.- М.: Машиностроение, 1988. -230с.

6. Сидоренко, В.С. Синтез структуры быстроходных позиционных узлов технических систем./ В.С. Сидоренко // Гидропневмосистемы технологических и мобильных машин: Межвуз. Сб. науч. Тр. - Ростов - на - Дону, 1998- С.58-62

7. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов./ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов [и др.] - 2 - е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 323с.

8. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям./ И.Е Идельчик. - Иэд. 2 - е. М.: Машиностроение, 1975. -225с.

9. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения./ А.Ф. Горбацевич, д В.А. Шкред.- Мн.: Высш. Школа, 1983. - 256 с.

10. Косиловой, А.Г. Справочник технолога машиностроителя. / А.Г. Косиловой,Р.К. Мещерякова. - В 2 т. Т.2. 4-е изд., перераб М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

11. Ящерицын, П.И. Теория резания, физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов./ И.Л. Еременко, Е.З. Фельдштейн. - М.: Высшая школа, 1990. - 512 с

12. Грановский, Г.И. Резание металлов. Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов./ Г.И Грановский, В.Г. Грановский М. - Высшая школа, 1985. - 304 с.

13. Ординарцев, И.А Справочник инструментальщика / Под ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение 1987. - 845 с.

14. ГОСТ 18217-90 Протяжки шпоночные. Конструкции Введ. 01 февраля 1990 года №18217-90- Москва: Стандартинформ, 1990. - 18 с.

15. Щеголев, А.В. Конструирование протяжек/ А.В Щеголе. - 1960. - 353 с.

16. ГОСТ 4043-70 Хвостовики плоские для протяжек. Типы и основные размеры.- Введ. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20.05.70 N747. - Москва: Стандартинформ, 1972. - 23 с.

17. Попов, С.А. Заточка режущего иснтрумента. Учебное пособие для проф. техн. училищ./ С.А. Попов.- М.: Высшая школа, 1970. - 318 с.

18. Четвериков, С.С. Металлорежущие иснтструменты проектирование и производство/ С.С. Четвериков.- М.: Высшая школа, 1965 - 734 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное)

Технологическая документация маршрутов обработки

Таблица Б

Маршрут обработки детали шкив

Размещено на Allbest.ru