Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
Волочильные станы для однократного и многократного волочения проволоки. Проектирование гидравлического привода пиноли шпуленамоточного аппарата. Разработка технологии изготовления детали "колесо зубчатое". Выбор типового оборудования и приспособлений.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.03.2019 |
Размер файла | 2,4 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/
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодский государственный университет»
Институт машиностроения, энергетики и транспорта
Технологии машиностроения
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
Жохов Александр Николаевич
И.о. директора (А.А. Фролов)
Заведующий кафедрой (А.С. Степанов)
Руководитель ВКР (А.С. Степанов)
Нормоконтролёр (В.В. Яхричев) Обучающийся (А.Н. Жохов)
Вологда 2019
СОДЕРЖАНИЕ
- ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ВОЛОЧИЛЬНЫХ СТАНОВ
1.1 Описание производственного участка
1.2 Процесс волочения
1.3 Оборудование для процесса волочения
1.4 Волочильные станы для однократного волочения проволоки
1.5 Волочильные станы для многократного волочения проволоки
1.6 Шпуленамоточный аппарат НК I/500-1000 волочильного стана SKET
1.7 Модернизация шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000 волочильного стана SKET.
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Проектирование гидравлического привода пиноли шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000
2.1.1 Описание конструкции, назначение и принцип действия исполнительной машины
2.1.2 Характеристики гидравлического привода пиноли шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000
2.1.3 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя
2.1.4 Составление принципиальной схемы привода
2.1.5 Расчет и выбор насосной установки
2.1.6 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов
2.1.6.1 Выбор гидроаппаратуры
2.1.6.2 Расчет трубопроводов
2.1.7 Определение потерь давления в гидроаппаратах и трубопроводах
2.1.7.1 Потери давления в гидроаппаратах
2.1.7.2 Потери давления по длине труб
2.1.7.3 Местные потери давления
2.1.8 Проверка насосной установки
2.2 Расчет и проектирование привода блока волочильного стана SKET
2.2.1 Энерго-кинематический расчет привода
2.2.1.1 Требуемая мощность привода
2.2.1.2 Определение КПД привода.
2.2.1.3 Выбираем электродвигатель
2.2.1.4 Минимальная частота вращения волочильного барабана
2.2.1.5 Определение передаточного числа ступеней
2.2.2 Расчет клиноременной передачи
2.2.2.1 Проверочный расчет
2.2.2.2 Расчет конструктивных размеров шкива
2.2.3 Расчет коробки передач
2.2.3.1 Расчет чисел зубьев колес
2.2.3.2 Основные размеры зубчатых колес
2.2.4 Расчет конической зубчатой передачи
2.2.5 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала
2.2.5.1 Выбор материала
2.2.5.2 Определение основных геометрических размеров
2.2.6 Предварительный выбор подшипников
2.2.7 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников
2.2.7.1 Проверка подшипников
2.2.8 Уточненный расчет приводного вала
2.2.8.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
2.2.9 Проверка опасного сечения
2.2.9.1 Расчетный коэффициент запаса прочности
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Разработка технологии изготовления детали «колесо зубчатое»
3.1.1 Технологический контроль чертежа детали
3.1.2 Анализ технологичности конструкции детали
3.1.3 Выбор метода изготовления и формы заготовки
3.1.3.1 Заготовка из проката
3.1.3.2 Заготовка поковка
3.1.3.3 Выбор заготовки
3.1.4 Выбор типового оборудования и типовых универсальных приспособлений
3.1.4.1 Выбор режущих инструментов
3.1.5 Расчет режимов резания
3.1.5.1 Токарные операции
3.1.5.2 Долбежная операция
3.1.5.3 Зуборезные операции
3.1.5.4 Внутришлифовальная операция
3.1.5.5 Зубопритирочная
3.1.6 Расчет основного технологического времени
3.1.6.1 Токарные операции
3.1.6.2 Долбежная операция
3.1.6.3 Зуборезные операции
3.1.6.4 Внутришлифовальная операция
3.1.6.5 Зубопритирочная операция
3.1.7 Расчет технической нормы времени
3.1.8 Управляющая программа для обработки детали на станке ЧПУ
3.2 Проектирование проходного резца
3.2.1 Расчет главной режущей силы
3.2.2 Определение затрачиваемой мощности и проверка станка
3.2.3 Расчет корпуса резца
3.2.4 Выбор режущей пластинки и ее крепления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время значительную долю в черной металлургии составляет метизное производство. Метизы - это группа металлических изделий, которые зачастую применяются в народном хозяйстве. В основном они и имеют промышленное назначение. Такую группу изделий относят к продуктам четвертого передела черной металлургии. Первым будет считаться производство чугуна, второе - стали, а третье - проката. К метизным изделиям относятся: прокат отделкой поверхности и калиброванный прокат, стальная арматура, проволока общего назначения, шурупы, болты, гайки, гвозди и другие крепежные изделия.
ОАО Северсталь-метиз начал свое производство 25 декабря в 1965 году. В этот день в Череповце была выпущена первая стальная проволока. На первом году деятельности метизный завод относился к Череповецкому металлургическому комбинату. А после выхода приказа министерства металлургии СССР под номером 774, завод получил название - «Череповецкий сталепрокатный завод». На полную мощность завод стал работать только к 1978 году. Производство метизов в Череповце делает большой вклад в изготовление метизов отечественной промышленности. В настоящее время завод носит название Северсталь метиз.
Северсталь-метиз является международной группой предприятий и объединяет метизные активы «Северстали». Входит в «пятерку» самых больших компаний метизной отрасли и имеет собственную стратегию развития для достижения экономических и производственных результатов. Свое название «Северсталь метиз» завод получил в 2004 году.
2006 год оказался успешным для компании. Она получила международный статус, заключив сделку на приобретение акций Украинкого предприятия в Днепре.
В 2014 году заводом Северсталь метиз было объявлено создании канатного производства в ЗАО Реедаелли ССМ. Новая компания включает в себя три филиала компании Северсталь метиз - это Течи Рус, Redaelli, и Волгоградский филиал. Цель организации - это усилить на рынке производство канатов специального назначения и развитие этого направления.
Деятельность сталепроволочного цеха 1 направлена на выпуск стальной проволоки с низким содержанием углерода, так же изготовление сварочной проволоки, с оцинкованным и полимерным покрытием, проволоки для армирования железобетонных конструкций и арматурная проволока. СПЦ 1 обеспечивает заготовкой цех стальных сетчатых изделий и гвоздильный цех. Исходным сырьем служит стальная катанка с «Северстали». Сталепроволочный цех № 1 оборудован современными высокоскоростными волочильными станами, агрегатами оцинкования и агрегатами для нанесения полимерного покрытия.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ВОЛОЧИЛЬНЫХ СТАНОВ
волочильный стан колесо зубчатый
1.1 Описание производственного участка
Производственный участок сталепроволочного цеха №1 оснащен высокоскоростными и современными волочильными станами. Схема расположения оборудования представлена на плакате, дополнительно к работе. На схеме изображены применяемое оборудование непосредственно для волочения на примере трехкратных, четырехкратных, пятикратных и шестикратных волочильных станов, а также показаны грузоподъемные сооружения на примере мостовых кранов (грузоподъемностью до 5 тонн) и кран балок (грузоподъемностью до 2,5 тонн), вспомогательное оборудование используемое операторами в ходе производственного процесса, штанговый конвейер для перемещения катанки из травильного отделения на участок волочения. Изображены встроенные цеховые помещения, для руководящего состава и ремонтного и обслуживающего персонала.
Каждое рабочее место оснащено всем необходимым для работника: верстаком для хранения подручного инструмента и мерительного инструмента, острильным станком, основным и вспомогательным стыкосварочными аппаратами для сварки концов катанки.
1.2 Процесс волочения
Волочение металла - это обработка давлением круглого металлического профиля, протягивая его через отверстие волочильного инструмента (волоку). Площадь поперечного сечения волоки на выходе меньше площади сечения исходной заготовки. Волочение происходит за счет тягового усилия барабана, которое приложено к переднему концу заготовки. Таким способом можно получить проволоки всех видов и с высокой точностью поперечных размеров, высоким качеством поверхности. Процесс волочения можно увидеть на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 Схема процесса волочения: 1 - исходная заготовка; 2 - волока; 3 - заправочные клещи
Обработка металла давлением имеет обширное применение в металлургической, машиностроительной промышленности и других видах промышленности. Волочением можно выполнить проволоку с минимальным диаметром 0,002 мм и прутки диаметром до 100 мм, при этом не только круглых сечений, трубы главным маленького диаметра и с тонкими стенками. Волочением обрабатывают металлы с разным химическим составом, прецизионные сплавы и практически все цветные металлы такие как золото, серебро, медь, алюминий и их сплавы. Продукция, полученная волочением, обладает высоким качеством обработанной поверхности и высокой точностью диаметров поперечных сечений. Когда изделию нужно придать в основном такие характеристики, то этот вид обработки называется калибровкой.
Волочение чаще всего используют при комнатной температуре, но при пластической деформации металлов проявляется наклеп. Такое свойство совместно с термической обработкой, используют для поднятия некоторых механических характеристик продукции. Например, арматурная проволока диаметром от 3 до 12 мм из углеродистой конструкционной стали (0,70-0,90%С) при производстве ее волочением, может обеспечить предел прочности от 1400 до 1900 МПа и предел текучести от 1200 до1500 МПа.
Волочение сильно отличается от механических обработок металла резанием, строганием, фрезеровкой и обточкой, потому, что при обработка металла давлением менее трудоемка и отсутствуют отходы металла - стружка.
С помощью волочения можно изготовить полые и сплошные изделия, имеющие сложное поперечное сечение, производство этих изделий другими способами редко получается возможным (тонкие диаметры проволоки, прутки большой длины).
1.3 Оборудование, применяемое для волочения
Волочильный стан - это машина, которая обрабатывает металл давлением, то есть протягивает стальную катанку через волоку, для того что бы получить изделия меньших диаметров, чем исходная заготовка. Этот процесс протекает в холодном состоянии. Таким способом можно получать круглые поверхности, квадратно винтовые и поверхности периодического профиля. Поверхность при этом имеет высокое качество, точность и достаточно гладкая. Чем больше количество протяжек было использовано при волочении тем выше предел текучести и твердость протянутой проволоки.
Волочильные станы могут быть разными по принципу действия. Например, с проскальзыванием проволоки на каждом барабане и без проскальзывания. Бывает волочение с противонатяжителем.
В зависимости от накопления витков проволоки бывают станки магазинного типа, где количество витков на каждом барабане расчет в единицу времени и станки прямоточного типа - на них количество витков постоянно и не изменяется во время намотки. Такие станки более удобны в работе, они не требуют остановки блоков при наборе ими проволоки, а остановка и сматывание витков является обязательной операцией. Станы магазинного типа требуют подбора маршрутов волочения, для набора блоками витков. По кратности различают станы несколько кратные и однократные. Отличие в том, что на многократных станках в единицу времени происходит волочение одновременно на нескольких блоках, а на однократных только на одном. Многократные станы производят проволоку разных диаметров, в основном средние - от двух до 4 миллиметров. На однократных делают от пяти мм и более толстую проволоку.
1.4 Волочильные станки для однократного волочения
Такими станками получают проволоку толстых диаметров, при этом требуется использовать и более толстую заготовку. Диаметр барабанов таких станов может быть 550-750 мм. Принцип работы однократной волочильной машины изображен на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 Принцип работы однократной волочильной машины: 1 - размотка; 2 - заготовочная проволока; 3 - волока; 4 - обработанная проволока; 5 - приводной барабан; 6 - скоростная коробка; 7 - электрический двигатель
Заготовка разматывается с размоточного устройства 1 и проходит через петле улавливатель и заходит в волоку 3. Тут происходит процесс обработки металла давления, он вытягивается и становится тоньше и длиннее. А протянутая проволока наматывается на барабан, который формирует моток с готовой продукцией.
Стан представляет собой один или несколько последовательно закрепленными блоками, поле которых монтируется намоточное устройство. Привод на каждый блок идет от электродвигателя, после него на клиноременную передачу, затем шкив и на коробку скоростей и в конце на барабан. Для каждого барабана предусмотрен индивидуальный привод. Общий вид стана показан на рисунке 1.3.
Съем намотанного мотка происходит электрическим съемником на увязочный столик, где моток связывают вязками, чтобы он не развалился при транспортировке.
Рисунок 1.3 Общий вид волочильного стана ВСМ 1/650: 1 - стойка под мотки; 2 - фигурки для размотки заготовки;3 - трехфазный двигатель; 4 - коробка переключения передач; 5 - тянущий барабан;6 - спицы под намотанную проволоку; 7 - съемник мотков; 8 - столик для увязки мотков; 9 - волокодержатель;10 - стыкосварочный аппарат; 11 - станина блока ; 12 - электрический шкаф; 13 - наждачный круг
Катанка перед обработкой ставится на специальную стойку 1. Конец катанки острят на острильном станке и пропускают через петле улавливатель и продевают его через волоку. Заостренный край тоньше волоки и свободно проходит через нее. Потом зацепляют заправочными клещами и крепят в специальном отверстии в низу барабана. Набирают необходимое количество витков проволоки, после чего клещи снимают, а конец свободный загибают и вставляют в верхнее отверстие барабана. Далее происходит намотка до нужного объема. Намотка происходит на рабочей скорости и заправка - на заправочной.
Намотка продукции идет не только в мотки большегрузные, но и на чугунные и металлические катушки. Они вмещают до одной тонны готовой продукции. Намотка на катушки обеспечивается при помощи специальных шпуленамоточных аппаратов, которые устанавливают на одной линии с волочильными станами. Такое решение дает повышение производительности волочильного станка и снижение времени на ручные операции, такие как съем мотка на столик и увязка его. При такой намотке повышается качество готовой проволоки, меньше отходов некачественной проволоки, получается намотка проволоки.
Однократный волочильный станок применяется для производства стальных фасонных профилей, и волочении твердых марок сталей, при намотке толстой проволо-ки.
1.5 Волочильные станки многократного волочения
На станках подобного типа волочение может проходить на всех блоках одновременно с первого по шестой. После каждого блока диаметр становится тоньше и дойдя до чистового блока он будет минимальным.
Волочильный стан магазинного типа Sket 5000/6
Sket - это станы немецкого производства. Они могут иметь от одного до шести блоков и с персональным приводом на каждый блок. Такое решение позволяет преодолевать усилие до пяти тонн. Стан используют для получения диаметров от двух миллиметров и более. Сталь при этом может применяться разная по содержанию углерода.
Общий вид волочильного станка Sket 5000/6 выполнен на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 Общий вид волочильного станкаSket 5000/6
Все блоки такого станка имеют идентичную конструкцию. Отличается только чистовой барабан, он имеет специальную форму для набора витков. Если требуется намотка проволоки в виде больших бунтов или бухт, то стан оборудуется намоточным аппаратом. Он служит для закрепления катушки и качественной намотки. ШНА ставится последовательно за чистовым блоком.
Все блоки крепятся анкерными болтами на бетонном фундаменте по всему периметру. К каждому блоку проведены трубы для охлаждения волок и блоков, приборы электробезопасности.
Количество блоков на волочильном стане может быть от одного до шести. Это зависит от технологических особенностей стальной проволоки и в зависимости от диаметра готовой продукции на чистовом барабане.
Общий вид промежуточного блока волочильного станка sket5000/6 представлен на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 Общий вид блока волочильного станкаsket 5000/6: 1 - аварийный стоп; 2 -тахогенератор; 3 - трехфазный двигатель; 4 - приводной двигатель; 5 - электрические клеммы; 6 - клапан для охлаждения барабана; 7 - охлаждение волоки; 8 - аварийная кнопка; 9 - кнопка запуска; 10 - направляющий ролик (улитка); 11 - смотровой лючок; 12 - барабан; 13 - тормозное устройство; 14 - верхний ролик; 15 - конечный выключатель; 16,17 - рычаг переключения скоростей; передач; 18 - корпус
Для вращения блоков применяют трехфазные асинхронные двигатели переменного тока, которые передают вращение через ременную передачу на шкивы и затем на коробку скоростей и в конечном итоге на барабан. Скорость выбирают исходя и диаметра выбранной заготовки. Все валы крепятся на подшипники качения. Смазка шестеренок картерного типа. Во время работы происходит разбрызгивание смазки по всему картеру. Зубчатые колеса которые подвержены постоянным нагрузкам закаляют.
Металл в начале блока проходит через направляющий ролик - улитку. Он направляет проволоку к волоке, которая ставится в волокодержателе. После этого проволока, пройдя волоку наматывается на барабан. Витки на барабане устремляются вверх, проходя через верхний ролик, закрепленный на стойке. Ну а с ролика проволока идет в следующую улитку и процесс повторяется на каждом блоке.
Для управления станом возле него стационарно установлен пульт, с помощью него происходит запуск или остановка стана. Так же предусмотрен аварийный стоп при возникновении нестандартных ситуаций, опасных для жизни работников.
Переключение скоростей происходит рычагами 16 и 17. Причем переключение возможно на каждом блоке для увеличения скорости вращения блока.
Кнопка аварийной остановки применяется для моментальной остановки всего волочильного стана при нештатных ситуациях.
1.6 Шпуленамоточный аппарат НК I/500-1000 волочильного стана SKET
Намоточный аппарат такого типа ставят на одной линии с блоками волочильных станов и работают они совместно.
Предназначены для намотки готовой продукции в виде большегрузных мотков или на катушки, которые вмещают до одной тонны проволоки.
Намоточное устройство представляет отдельный аппарат с собственным приводом и работает синхронно с волочильными блоками.
Общий вид шпуленамоточного устройства приведен на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 Общий вид шпуленамоточного устройства: 1 - стальная рама; 2 - пневматическая пиноль; 3 - укладчик; 4 - коробка скоростей; 5 -ременная передача; 6 - электродвигатель
Устанавливается позади чистового блока на небольшом расстоянии. Крепится к бетонному полу анкерными болтами по всему периметру.
Полученная проволока проходя через чистовой барабан идет через направляющий ролик укладчика и затем на катушку. Укладчик перемещается во время намотки катушки от одного края реборды к другому, обеспечивая тем самым ровную намотку. Крепится катушка в конусах ШНА. Подвижный конус большим усилием давит на катушку и тем самым обеспечивает надежную фиксацию. Один из конусов имеет привод от пневмосистемы и совершает возвратно-поступательное движение, для зажима и разжима катушки.
Оператор управляет волочильной машиной и намоточным аппаратом с помощью стационарного пульта.
1.7 Модернизация шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000 волочильного стана SKET
В данном случае на шпуленамоточном аппарате НК I/500-1000 для зажима и разжима катушки используется пиноль с пневматическим приводом.
Пневматический привод:
Достоинства:
- пожаробезопасен;
- не дорогая эксплуатация;
- не нужна рабочая жидкость для подвода привода.
Недостатки:
- большие габаритные размеры, при этом создается маленькое усилие;
- медленная скорость на старте;
- не стабильный рабочий ход;
- низкое стартовое усилие при разжиме конусов;
- заклинивание конусов в катушке при выкатывании продукции;
- нет возможности регулирования скорости.
Целью модернизации является замена пиноли с пневматическим приводом на пиноль с гидравлическим приводом. Целесообразность данной замены обусловлена тем, что гидравлический привод имеет преимущества над пневматическим приводом.
Гидравлический привод:
Достоинства:
- маленькие размеры, при большом создаваемом усилии;
- быстрая скорость срабатывания;
- плавное движение исполнительного механизма;
- возможность без ступенчатого регулирования скорости;
- не дорогой в эксплуатации;
- большое стартовое усилие.
Недостатки:
- наличие рабочей среды;
- требуется подвод рабочей среды к исполняющему органу.
Исходя из перечисленных преимуществ гидропривода, на шпуленамоточном аппарате НК I/500-1000 мы будем применять именно его.
Модернизировав намоточный аппарат, мы повысим безопасность производства. Это обеспечивается тем, что исключена возможность заклинивания конусов в катушке при отводе пиноли и обслуживающий персонал не будет вынужден применять сторонние предметы чтобы извлечь катушку из конусов. Используя ломики для извлечения катушки работники совершают опасное действие, тем самым рискуют получить травму. А здоровье и безопасные условия труда являются приоритетом при достижении производственных экономических результатов.
Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
- Разработка гидропривода шпуленамоточного аппарата волочильного стана;
- Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя;
- Расчет и выбор насосной установки и гидроаппаратуры.
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Проектирование гидравлического привода пиноли шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000
2.1.1 Описание конструкции, назначение и принцип действия исполнительной машины
Намоточный аппарат данного типа предназначен для стана магазинного типа SKET. Устройство представляет собой сварную раму, на которую болтами монтируются электродвигатель, редуктор и пиноль в сборе. Между редуктором приводного вала и пинолью ставится катушка, на которую будет производиться наматывание проволоки.
2.1.2 Характеристики гидравлического привода пиноли шпуленамоточного аппарата НК I/500-1000
Необходимо разработать гидропривод со следующими характеристиками:
Тип гидродвигателя - поступательного движения;
Способ регулирования скорости - дроссельное, параллельно;
Осевое усилие R - 11 417 Н;
Максимальный ход штока h - 250 мм;
Наибольшая линейная скорость v - 0,2 м/с.
2.1.3 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя
Ход поршня определяется исходя из величины наибольшего перемещения рабочего органа.
В нашем случае S=250 мм.
Рабочим давлением Р задаемся, руководствуясь техническими характеристиками приводов, стандартных ГЦ и насосов и рядом максимальных давлений, регламентируемых ГОСТ 6540-68.
В нашем случае Рн=6,3 МПа. С предварительным учетом потерь давления Р=2/3Рн , находим рабочее давление Р=2/3·6,3=4,2 МПа.
Диаметр поршня D гидроцилиндра определяем по формуле (2.1):
где Р1 и Р2 - давление соответственно в напорной и сливной полостях гидроцилиндра ГЦ, МПа;
ши ш- значения принимаются с учетом выбранной конструкции ГЦ.
Так как ГЦ с односторонним штоком, то ш1=0,ш2равно по формуле (2.2):
ш2 = = 0,7, (2.2)
Принимаем по ГОСТ 6540-68 Dст=63 мм.
Определяем диаметр штока d:
d = Dш2 =630,7=44,1, мм.
Принимаем dст=45 мм.
По полученным значениям из справочника выбираем стандартный ГЦ:
021-63х45х250 УХЛ4 ОСТ2 Г25-1-86
0 - тип конструкции
2 - с торможением
63 - диаметр поршня
250 - ход штока
Выбранный ГЦ проверяется по номограмме 10.3 [2]. На условие устойчивости на продольный изгиб. Выбранный гидроцилиндр проверку проходит.
Определим площадь в штоковой области (2.3):
2.1.4 Составление принципиальной схемы привода
Составление гидросхемы начинаем от гидроцилиндра.
Основные узлы:
Н - насосная установка, Ф - фильтр, КП - предохранительный клапан, РР - распределитель реверсивный, Д - дроссель, ГЗ - гидрозамок, ГЦ - гидроцилиндр.
Принципиальная схема привода представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 Принципиальная схема привода
Схема работы гидропривода при быстром подводе (БП) и быстром отводе (БО):
Быстрый подвод
БП: Н - Ф - КО - Р(РР)А - ГЗ - ПП(ГЦ)/ШП(ГЦ) - В(РР)Т - БАК
|---------------Д --------------------
--------------КП-------------------------
Быстрый отвод:
БО: Н - Ф - КО - Р(РР)В - ШП(ГЦ)/ПП(ГЦ) - ГЗ - А(РР)Т - БАК
|| |
|---------------Д --------------------
| |
--------------КП-------------------------
В нейтральном положении (НП) разгрузка насоса осуществляется через реверсивный распределитель:
Нейтральное положение:
НП: Н - Ф - КО - Р(РР)Т - БАК
|| |
| --Д --
| |
--- КП----
2.1.5 Расчет и выбор насосной установки
Исходя из требуемого расхода жидкости и давления в ГП, выбираем насосную установку. Определяем максимальный расход жидкости, необходимый для питания гидродвигателя. Для ГЦ необходимо рассчитать максимальные расходы жидкости на всех этапах цикла: рабочий ход (РХ), быстрый отвод (БО), по формулам (2.4) и (2.5):
Qрх = Vрхmax F1ст, л/мин, (2.4)
Qох=Vдmax F2ст, л/мин, (2.5)
где Qрх и Qбо - максимальные расходы жидкости при рабочем ходе и быстром отводе соответственно;
Vдmax - максимальная скорость поршня при быстром отводе;
Vрхmax- максимальная скорость поршня при рабочем ходе;
F1СТ,F2СТ - эффективные площади стандартного гидроцилиндра
соответственно в левой и в правой полостях.
QРХ = 0,2 • 0,00312 = 0,000623 мі/с =37,4 л/мин,
QБО = 0,2 • 0,00153 = 0,000305 мі/с = 18,3 л/мин.
Номинальная подача насоса должна превышать наибольший из этих расходов, то есть QH? QMAX = QРХ.
Величина требуемого давления Рн на выходе из насоса по формуле (2.6):
Рн=Р1+ДРн, МПа, (2.6)
где ДРн - суммарные потери давления в линии, соединяющей ГЦ с насосом при РХ.
Предварительно выбор насосной установки производим, приняв
Рн = 3/2Р1 =3/2·4,2 = 6,3 МПа.
По таблице из источника 2 выбираем насос:
Г12-24АМ ТУ2.024-0224533-025-89
Рабочий объем, см3 - 63;
Номинальная подача, л/мин (м3/с) - 50,8 (0,000847);
Давление на выходе из насоса, МПа - 6,3.
По справочнику 2 выбираем насосную установку модели:
С63 - В1.6,3.50,8.7,0.1.1.2.УХЛ ТУ2-053-1781-86
Тип насосной установки: С;
Вместимость бака: л, 63;
Тип насосного агрегата: В1;
Номинальное давление насоса: МПа, 6,3;
Номинальная подача насоса: л/мин, 50,8;
Мощность электродвигателя: кВт, 7,0;
Тип управляющей аппаратуры: 1.1.2.
2.1.6 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов
2.1.6.1 Выбор гидроаппаратуры
Выбираем аппаратуру из справочника [2] по величине расхода и рабочего давления в той линии, где установлен аппарат.
Выбор гидрораспределителя (РР)
Выбираем гидрораспределитель типа 1РЕ10.34.В220 - 50 М УХЛ 4 по ТУ2 - 053 - 1815 - 86. Основные параметры гидрораспределителя приведены в таблице 2.1
Шифр обозначения гидрораспределителя:
1 - номер конструкции;
Р - гидрораспределитель;
Е - вид управления, электрическое;
10 - диаметр условного прохода, мм;
34 - номер гидросхемы;
В220-50 - переменное напряжение U=220 В, f=50 Гц;
М - подключение электромагнита через штепсельный разъем;
УХЛ - климатическое исполнение;
4 - категория размещения.
Таблица 2.1 Основные параметры гидрораспределителя
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Диаметр условного прохода |
мм |
10 |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
40 (0,00067) |
|
Давление номинальное |
МПа |
32 |
|
Потери давления |
МПа |
0,32 |
Выбор гидрозамка (ГЗ)
Выбираем гидрозамок модульного исполнения типа ГЗМ-10/3МА ТУ2 - 053 - 1828 - 87. Основные параметры гидрозамка приведены в таблице 2.2.
Шифр обозначения гидрозамка:
ГЗМ - гидрозамок модульного исполнения;
10 - диаметр условного прохода, мм;
3 - номинальное давление, 32МПа;
М - исполнение по типу управления;
А - исполнение по гидросхеме с управлением на линии А.
Таблица 2.2 Основные параметры гидрозамка
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Диаметр условного прохода |
мм |
10 |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
63 (0,00105) |
|
Давление номинальное |
МПа |
32 |
|
Потери давления |
МПа |
0,3 |
Выбор предохранительного клапана (КП)
Выбираем предохранительный клапан типа МКПВ-10/3М УХЛ4 ТУ2 - 053 - 1758 - 85. Основные параметры предохранительного клапана приведены в таблице 2.3.
Шифр обозначения предохранительного клапана:
МКПВ - клапан предохранительный модульного исполнения;
10 - условный проход, мм;
3 - номинальное давление, 32МПа;
М - исполнение по типу управления;
Таблица 2.3 Основные параметры предохранительного клапана
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Диаметр условного прохода |
мм |
10 |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
63 (0,00105) |
|
Давление номинальное |
МПа |
32 |
|
Потери давления |
МПа |
0,25 |
Выбор обратного клапана (КО)
Выбираем обратный клапан типа КОМ-10/3Р по ТУ2 - 053 - 1829 - 87. Основные параметры обратного клапана приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Основные параметры обратного клапана
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Диаметр условного прохода |
мм |
10 |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
63 (0,00105) |
|
Давление номинальное |
МПа |
32 |
|
Давление открытия |
МПа |
0,15 |
|
Потери давления |
МПа |
0,25 |
Выбор фильтра (Ф)
Выбираем напорный фильтр
1 - 125 - 63 УХЛ по ГОСТ 21329 - 75.
Основные параметры фильтра приведены в таблице 2.5.
Шифр обозначения напорного фильтра:
1 - номер конструкции;
125 - тонкость фильтрации, мкм;
63 - номинальный расход л/мин;
УХЛ - климатическое исполнение.
Таблица 2.5 Основные параметры фильтра
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
63 (0,00105) |
|
Тонкость фильтрации |
мкм |
125 |
|
Номинальное давление |
МПа |
6,3 |
|
Номинальный перепад давлений |
МПа |
0,08 |
Дроссель (Д)
Дроссель предназначен для регулирования расхода масла в линиях. Для обеспечения требуемых параметров регулирования скорости рабочего органа выбираем дроссель ДКМ-10/3В ТУ2 - 053 - 1799 - 86. Основные параметры дросселя приведены в таблице 2.6.
Шифр обозначения дросселя:
ДКМ - дроссель с обратным клапаном модульного исполнения;
10 - условный проход, мм;
3 - номинальное давление, 32МПа;
В - дроссель установлен в линии В.
Таблица 2.6 Основные параметры сдвоенного дросселя
Параметры |
Единицы измерения |
Числовые данные |
|
Диаметр условного прохода |
мм |
10 |
|
Номинальный расход |
л/мин (м3/с) |
63 (0,00105) |
|
Давление номинальное |
МПа |
32 |
|
Потери давления |
МПа |
0,35 |
2.1.6.2 Расчет трубопроводов
Внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле (2.7):
При выборе значения uрек(рекомендуемая скорость течения жидкости в трубопроводе) необходимо руководствоваться рекомендациями СЭВ РС3644 -72 [7].
Минимально толщина стенки д трубопровода по формуле (2.8):
где Р - максимальное давление жидкости в трубопроводе, МПа;
упр - предел прочности на растяжение материала трубопровода, для стали упр =340 МПа;
Ку - коэффициент безопасности. Ку= 2…8.
Напорные участки 1-2, 3-4.
Pmax = 7 МПа, Qmax= 50,8 л/мин = 0,000847 м3/с, uрек = 3,2 м/с,
Для данного участка выбираем стальные бесшовные трубы 22х1 по ГОСТ 8734-75.
Внутренний диаметр мм.
Проверяем условие :
1 мм > 0,82 мм условие выполняется.
Напорно-сливной участок 5-6
Pmax = 7 МПа, Qmax= 37,4 л/мин = 0,000623 м3/с, uрек = 2 м/с,
Для данного участка выбираем бесшовные трубы 22х1 по ГОСТ 8734-75.
Внутренний диаметр мм.
Проверяем условие :
1 мм > 0,82 мм условие выполняется.
Напорно-сливной участок 7-8
Pmax = 7 МПа, Qmax= 18,3 л/мин = 0,000305 м3/с, uрек = 2 м/с,
Для данного участка выбираем стальные бесшовные трубы 18х1 по ГОСТ 8734-75.
Внутренний диаметр мм.
Проверяем условие :
1 мм > 0,66 мм условие выполняется.
Сливной участок 9-10
Pmax = 0,9 МПа, Qmax= Q н - QБО + QРХ = 50,8 - 18,3 + 37,4 = 69,9 л/мин = = 0,00117 м3/с, uрек = 2 м/с,
Для данного участка выбираем стальные бесшовные трубы 34х1,6 по ГОСТ 8734-75.
Внутренний диаметр мм.
Проверяем условие :
1,6 мм > 0,16 мм условие выполняется.
Сливной участок 11-12
Pmax = 0,9 МПа, Qmax= Q н = 50,8 л/мин = 0,000847 м3/с, uрек = 2 м/с,
Для данного участка выбираем стальные бесшовные трубы 22х1 по ГОСТ 8734-75.
Внутренний диаметр мм.
Проверяем условие :
1мм > 0,11 мм условие выполняется.
2.1.7 Определение потерь давления в гидроаппаратах и трубопроводах
2.1.7.1 Потери давления в гидроаппаратах
Потери давления ДРГА в гидроаппаратах определяется по формуле (2.9):
ДРГА = A·QРХ + B·Q2РХ + ДР0, МПа, (2.9)
где ДР0 - давление открывания и настройки аппарата (для распределителей, фильтров и дросселей ДР0 = 0);
А и В - коэффициенты аппроксимации экспериментальной зависимости потерь давления в аппарате от расхода жидкости через него;
Q - расход жидкости через аппарат.
Коэффициенты А и В определяются по формулам:
где Q НОМ - номинальный расход жидкости через аппарат;
ДРНОМ - потери давления в аппарате при номинальном расходе.
Расчет потерь давления приведем для одного из аппаратов:
Гидрораспределитель РР:
Qном.= 40 л/мин=0,00067 м3/с.
Дрном= 0,32, Мпа.
Максимальный расход напорной линии находим по формуле (2.10):
Qmax.= 37,4 л/мин = 0,000623 м3/с. (2.10)
Максимальный расход сливной линии находим по формуле (2.11):
Qmax.= 18,3 л/мин = 0,000305 м3/с. (2.11)
Рассчитанные значения сводим в таблице 2.7.
Таблица 2.7 Потери давления в аппаратах
Линия |
Наименование и модель аппарата |
Дpо |
А |
В |
Qmax |
Д pг а |
|
МПа |
МПа·с/м3 |
МПа·с2/м6 |
м3/с |
МПа |
|||
Выдвижение штока (РХ) |
|||||||
Напор |
Фильтр Ф |
38,1 |
36281,2 |
0,000847 |
0,0583 |
||
Клапан обратный КО |
0,15 |
47,6 |
45351,5 |
0,000847 |
0,2229 |
||
Реверсивный распределитель РР |
238,8 |
356426,8 |
0,000623 |
0,2871 |
|||
Гидрозамок ГЗ |
142,9 |
136054,4 |
0,000623 |
0,1418 |
|||
ИТОГО |
0,7101 |
||||||
Слив |
Реверсивный распределитель РР |
238,8 |
356426,8 |
0,000529 |
0,1060 |
||
ИТОГО |
0,1060 |
2.1.7.2 Потери давления по длине труб
Потери давления по длине обусловлены вязким трением жидкости при ее течении в трубопроводе. Существенное влияние на величину этих потерь оказывает режим течения жидкости. Поэтому, прежде всего для каждого трубопровода определяется число Рейнольдса по формуле (2.12):
, (2.12)
где U - фактическая скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;
v - кинематический коэффициент вязкости жидкости.
Затем сравниваем это число с Reкр:
если Re<Reкр, то режим течения ламинарный,
если Re>Reкр, то режим течения турбулентный.
Для гладких круглых труб, а так же для отверстий в корпусе гидроблока управления Reкр=2300, для рукавов Reкр=1600.
Потери давления Рl на вязкое трение находим по формуле (2.13):
где с - плотность рабочей жидкости;
ni - число участков.
Для гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент лi определяется по формулам:
при ламинарном режиме по формуле (2.14):
лi=64/Rei, (2.14)
при турбулентном режиме по формуле (2.15):
лi=0,3164/(Rei)0,25, (2.15)
где Rei - число Рейнольдса. на i-м участке.
Рабочая жидкость И-40А ГОСТ 20799-75 [2]:
плотность рабочей жидкости = 895 кг/м3;
кинематический коэффициент вязкостиv= 40 · 10-6 м2/с.
Потери на участке 1-2 находим по формулам (2.16), (2.17), (2.18):
. (2.18)
Режим течения ламинарный.
Для остальных участков трубопровода расчет производим аналогично.
Результаты расчетов сводим в таблице 2.8.
Таблица 2.8 Потери по длине труб
Линия |
Qmax, м3/с |
Участок |
dcт, м |
fcт, м2 |
U м/с |
Rei |
лi |
L м |
Дрl МПа |
|
Выдвижение штока (РХ) |
||||||||||
Напор |
0,000847 |
1-2 |
0,02 |
0,000314 |
2,70 |
1348,0 |
0,0475 |
0,1 |
0,00077 |
|
0,000847 |
3-4 |
0,02 |
0,000314 |
2,70 |
1348,0 |
0,0475 |
0,1 |
0,00077 |
||
0,000623 |
5-6 |
0,02 |
0,000314 |
1,98 |
991,5 |
0,0645 |
4,2 |
0,02385 |
||
ИТОГО |
0,0254 |
|||||||||
Слив |
0,000305 |
7-8 |
0,016 |
0,000201 |
1,52 |
606,8 |
0,1055 |
4,6 |
0,03123 |
|
0,000529 |
9-10 |
0,0308 |
0,000745 |
0,71 |
546,7 |
0,1171 |
0,2 |
0,00017 |
||
ИТОГО |
0,0314 |
2.1.7.3 Местные потери давления
Местные потери давления складываются из потерь в различных местных сопротивлениях и определяются по формуле (2.19):
где - коэффициент j-го местного сопротивления;
nм- число местных сопротивлений;
- площадь внутреннего сечения трубопровода перед j-м сопротивлением.
Коэффициент определяется по справочнику [2].
Участок 1-2
местное сопротивление - резкое сужение (вход трубопровода Ф20 мм в фильтр Ду=16 мм);
диаметр трубопровода - 0,016 м;
максимальный расход жидкости Qmax = 0,000847 м3/с;
коэффициент местного сопротивления при d0/d=16/20=0,8 равен ж=0,24;
количество местных сопротивлений n = 1.
Для остальных участков трубопровода расчет производим аналогично. Результаты расчетов сводим в таблице 2.9
2.1.8 Проверка насосной установки
Результаты расчетов потерь давления сведем в таблице 2.9.
Таблица 2.9 Суммарные потери давления
Линия |
Рга МПа |
Рl МПа |
Рм МПа |
РУ МПа |
|
Выдвижение штока (РХ) |
|||||
Напор |
0,7101 |
0,0254 |
0,2322 |
0,9677 |
|
Слив |
0,1060 |
0,0314 |
0,0485 |
0,1859 |
По полученным данным уточняем расчет насосной установки по давлению согласно формуле (2.20):
Рнтреб= Р1 + РУ = 4,2 + 0,9677 = 5,167 МПа. (2.20)
5,1677 < 6,3 МПа.
Согласно, выполненных расчетов насосная установка проверку проходит.
2.2 Расчет и проектирование привода блока волочильного стана SKET
Разработать привод рабочей клети волочильного стана со следующими характеристиками:
Максимальный диаметр подаваемой проволоки d0 = 7 мм.
Обжатие q = 22%.
Скорость волочения при максимальном усилии V=2,55 м/с.
Прочность исходной заготовки на разрыв увр = 1200 МПа.
Диаметр волочильного барабана D = 600 мм.
Коробка передач с увеличением скорости волочения и соответственно уменьшением усилия волочения:
число ступеней регулирования Z = 4;
знаменатель ряда частот ц = 1,4.
На рисунке 2.2 изображена кинематическая схема привода.
Рисунок 2.2 Кинематическая схема привода: 1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - коробка передач; 4 - сменные шестерни; 5 - коническая передача; 6 - волочильный барабан
2.2.1 Энерго-кинематический расчет привода
2.2.1.1 Требуемая мощность привода
Усилие волочения находим по формуле (2.21):
Диаметр после волочения по формуле (2.22):
, мм, (2.22)
Мощность привода рассчитываем по формуле (2.23):
Pрм = Fv, кВт. (2.23)
где F - усилие волочения, кН;
v - скорость волочения, м/с.
2.2.1.2 Определение КПД привода
КПД привода определим из кинематической схемы по формуле (2.24):
,
где - КПД ременной передачи, ;
- КПД зубчатой передачи, ;
- КПД конической передачи, ;
- КПД пары подшипников качения,
2.2.1.3 Выбираем электродвигатель
Требуемая мощность двигателя по формуле (2.25):
Для привода выбираем электродвигатель 5А225М4 со следующими характеристиками:
-мощность 55 кВт;
-частота вращения 1500 об/мин (фактическая -1480 об/мин);
-напряжение 380/660В;
--трехфазный асинхронный электрический двигатель общепромышленный;
(базовое) исполнение - двигатель монтажного исполнения IM1001 (1081), для режима работы S1, с типовыми техническими характеристиками, соответствующими требованиям стандартов;
более высокий КПД относительно продукции иных производителей России и стран СНГ;
класс изоляции обмоток статора F (максимальная температура 150°С).
2.2.1.4 Минимальная частота вращения волочильного барабана
Определяем минимальную частоту вращения барабана (2.26):
где - скорость волочения, м/с;
- диаметр волочильного барабана, мм.
2.2.1.5 Определение передаточного числа ступеней
Определяем общее передаточное число привода для минимальной частоты вращения барабана (2.27):
u = nдв / nрм, (2.27)
u = 1480 / 81,2 = 18,2.
Начнем разбивку передаточного числа с конической передачи z12/z11. Для силовой конической передачи выбираем среднее передаточное отношение согласно рекомендованы передаточных чисел по ГОСТ 2185-66:
u4 = z12/z11 = 3,15.
Сменные шестерни для использования блока в последующих ступенях волочения z10/z9. Выбираем передаточное отношение по ГОСТ 2185 - 66 с возможностью последующего уменьшения передаточного числа и соблюдения габаритов передачи для использования блока в последующих ступенях 6-ти барабанного волочильного стана и принимаем:
u3 = z10/z9 = 2,8.
Для клиноременной передачи принимаем передаточное отношение u1=1.
Соответственно передаточное число первой ступени для коробки z8/z7:
u2 = z8/z7 = u / u1 / u3 / u4 = 2,06.
Принимаем u2 = 2, что соответствует условию проектирования коробки передач [4] по формуле (2.28):
Результаты предварительной разбивки передаточного числа привода представлены в таблицу 2.10.
В таблице представлены все параметры привода и значение каждого из них.
Таблица 2.10 Результаты разбивки передаточного числа привода
Параметр |
Значение |
|
Передаточное число ременной передачи |
1 |
|
Передаточное число 1-й ступени коробки передач |
2 |
|
Передаточное число сменных шестерен |
2,8 |
|
Передаточное число силовой конической передачи |
3,15 |
|
ИТОГО |
17,64 |
2.2.2 Расчет клиноременной передачи
Ременные передачи относятся к категории быстроходных передач. В большинстве проектируемых приводах они приняты первой ступенью.
Расчет ременной передачи ведем, используя значения, полученные при кинематическом расчете:
- Nвх = 55 кВт;
- u1 = 1;
- n1 = 1480 об/мин;
- n2 = 1480 об/мин.
2.2.2.1 Проверочный расчет
Проверку производим по максимальному значению напряжения в сечении ведущей ветви.
Определение напряжения от центробежных сил по формуле (2.29):
у =1300 ? 24,4 ? 10-6 = 0,0317 H/мм2. (2.29)
Определение напряжения изгиба.
уи = Eи?h / d1, H/мм2,
где Eи - модуль продольной упругости при продольном изгибе, для прорезиненных ремней Eи = 80…100 H/мм2 [2];
h - высота сечения ремня, h = 18 мм [2];
d1 - диаметр ведущего шкива, мм.
уи = 90 ? 18 / 315 = 5,14, H/мм2.
Определение напряжения растяжения.
у1 = (F0 / A) + (Ft / (2 ? A ? Z)), H/мм2,
где F0 - натяжение ветви одного ремня, H;
Ft - окружная сила передаваемая ремнем, H.
Ft = Pном? 103 / v = 55 103 / 24,4 = 2254,1 H;
где A - площадь поперечного сечения ремня, A = 278 мм2 [2];
Z - количество ремней.
у1 = (544,9 / 278) + (2254,1 / (2 ? 278 ? 4)) = 2,97 H/мм2.
Определение максимального напряжения в сечении по формуле (2.30).
уmax = у1 + уи + у < [у]р, H/мм2, (2.30)
где у - напряжение от центробежных сил, H/мм2;
уи - напряжение изгиба, H/мм2;
у1 - напряжение растяжения, H/мм2.
уmax = 2,97 + 5,14 + 0,0317 = 8,14 < 10 H/мм2.
Максимальное напряжение в сечении ведущей ветви не превышает допустимое.
2.2.2.2 Расчет конструктивных размеров шкива
Параметры шкива позволяют использовать ремни клиновидного сечения в количестве четырех штук. Для предотвращения проскальзывания ремней предусмотрена их натяжка, увеличивая расстояние между шкивами.
Регулировка натяжения производится специальными натяжителями. Ременные передачи относятся к категории быстроходных передач. В большинстве проектируемых приводах они приняты первой ступенью. Для обеспечения достаточного натяжения применяется четыре ремня с клиновидным поперечным сечением. На валу двигателя ставится ведущий шкив а на валу коробки передач ведомый. Конструкция шкива для ременной передачи представлена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 Конструкция шкива ременной передачи
Для клинового ремня сечения УБ:t = 4,8 мм, lp = 19 мм, p = 25,5 мм, f = 16 мм, h = 19, б = 38є.
Конструктивный диаметр шкива по формуле (2.31):
de = dр + 2t, мм, (2.31)
de = 315 + 2·4,8 = 324,6 мм ~ 325 мм.
Ширина шкива по формуле (2.32):
B = (Z - 1)p + 2f, мм, (2.32)
B = (4 - 1) · 25,5 + 2· 16 = 108,5 мм ~ 110 мм.
Толщина обода по формуле (2.33):
b = (1,1…1,3)h, мм,
(2.33)
b = 1,2 · 19 = 22,8 мм ~ 24 мм.
Толщина диска по формуле (2.34):
С = (1,2…1,3)b, мм, (2.34)
С = 1,25 · 22,8 = 28,5 мм ~ 30 мм.
Диаметр внутренний d = dэл = 65 мм.
Наружный диаметр ступицы по формуле (2.35):
D = 1,6d, мм, (2.35)
D = 1,6 · 65 = 104 мм ~ 105.
Длина ступицы по формуле (2.36):
l = (1,2…1,5)d, мм, (2.36)
l = 1,5 · 65 = 97,5 мм ~ 100 мм.
2.2.3 Расчет коробки передач
Расчет коробки передач ведем по методике представленной в [7], используя значения, полученные при кинематическом расчете и исходные данные:
- N3 = 50,6 кВт;
- nвх = 1480 об/мин;
- umin = 2;
- количество ступеней переключения Z = 4;
- знаменателя ряда частот ц = 1,4.
Кинематическая схема представлена на рисунке 1.
2.2.3.1 Расчет чисел зубьев колес
Расчет числа зубьев зубчатых колес ведем по справочным таблицам. Для этого зададимся общим числом зубьев зубчатой пары Z=108-65.
Полученные значения количества зубьев передач сведены в таблицу 2.11.
Таблица 2.11 Сводная таблица выбора числа зубьев передач
Передача |
Шестерня (колесо) |
Передаточное число |
Суммарное кол-во зубьев |
Кол-во зубьев |
|
1 |
Z1 |
1,96 |
86 |
29 |
|
Z2 |
57 |
||||
2 |
Z3 |
1,4 |
86 |
36 |
|
Z4 |
50 |
||||
3 |
Z5 |
1 |
86 |
43 |
|
Z6 |
43 |
||||
4 |
Z7 |
0,71 |
86 |
50 |
|
Z8 |
36 |
2.2.3.2 Основные размеры зубчатых колес
Ширину зубчатых колес в группе будем находить по формуле (2.37):
Делительный диаметр по формуле (2.38):
, мм, (2.38)
Диаметр вершин по формуле (2.39):
, мм, (2.39)
Диаметр впадин по формуле (2.40):
, мм, (2.40)
После расчетов диаметров зубчатых колес полученные результаты сводим в таблицу 2.12.
Таблица 2.12 Параметры зубчатых колес
Передача |
Шестерня (колесо) |
i |
а, мм |
m, мм |
b, мм |
d, мм |
da, мм |
df, мм |
|
1 |
Z1 |
1,96 |
156 |
3,5 |
56 |
105 |
112 |
96 |
|
Z2 |
207 |
214 |
198 |
||||||
2 |
Z3 |
1,4 |
42 |
130 |
137 |
122 |
|||
Z4 |
181 |
188 |
172 |
||||||
3 |
Z5 |
1 |
34 |
156 |
163 |
147 |
|||
Z6 |
156 |
163 |
147 ... |
Подобные документы
Машины однократного и многократного волочения. Принцип работы однократной волочильной машины. Машины многократного волочения без скольжения. Схемы многократных волочильных машин магазинного типа. Цепные волочильные станы, описание схем их работы.
реферат [671,8 K], добавлен 23.12.2008Конструкция и служебное назначение детали "Колесо зубчатое коническое". Выбор и характеристика принятого типа производства. Маршрутный план обработки детали. Характеристика оборудования. Расчет и конструирование режущего инструмента. Электробезопасность.
дипломная работа [843,8 K], добавлен 14.07.2016Выбор заготовки с ее физическими и химическими свойствами для изготовления детали типа зубчатое колесо. Разработка технологического процесса обрабатываемой детали. Расчет режимов резания. Техническая характеристика токарно-винторезного станка 1К62.
курсовая работа [599,1 K], добавлен 30.12.2015Анализ конструкции детали "Зубчатое колесо", выбор заготовки и метода ее получения. Оценка нужного оборудования и технологической оснастки. Определение операций механической обработки по переходам, их нормирование. Разработка технологической документации.
курсовая работа [179,9 K], добавлен 03.04.2012Обоснование выбора заготовки в условиях автоматизированного машиностроения. Выбор схем базирования. Маршрут изготовления детали "Колесо зубчатое" МСТ.203.30.001. Подбор технологического оснащения. Компоновочная схема гибкой автоматизированной линии.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.01.2014Волочильный инструмент и устройство многократного волочения без скольжения. Подготовка поверхности металла к волочению. Строение и количество окалины. Дополнительные операции по подготовке металла к волочению, патентирование заготовки, сила волочения.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2013Составление технологического процесса для обработки детали зубчатое колесо с детальной разработкой документации технологии её изготовления с помощью САПР "Вертикаль" и "Компас 3D". Расчет режимов резания для обработки двух поверхностей. Карты наладок.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 24.09.2010Анализ основных методов волочения проволоки. Свойства материала, анализ сортамента. Выбор метода волочения и оборудования для процесса волочения в рамках разработки мини-цеха по волочению. Планировка цеха с лучшим расположением оборудования и помещений.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 17.02.2014Маршрутный технологический процесс изготовления детали "Зубчатое колесо" в серийном производстве на станках с ЧПУ. Операционные эскизы операций механической обработки. Паспортные характеристики станков для операций механической обработки.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.06.2015Конструкция и назначение детали "колесо". Материал детали и его свойства. Отработка на технологичность. Выбор типа производства, метода получения заготовки. Разработка маршрутной технологии обработки детали с выбором оборудования, оснастки и инструмента.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 16.05.2016Технология 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 заготовки в виде шестигранника для изготовления гайки. Обоснование маршрута изготовления детали. Выбор оборудования, инструментов, приспособлений, режимов резания. Определение трудоемкости механической обработки. Коэффициент использования металла.
курсовая работа [255,4 K], добавлен 06.02.2011Описание конструкции червячного редуктора и привода. Автоматизированный инженерный анализ детали "Колесо зубчатое" методом конечных элементов. Технологический контроль и анализ чертежа детали. Расчет режимов резания при токарной и фрезерной обработке.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 27.10.2017Анализ исходных данных, выбор типа производства, форм организации технологического процесса изготовления колеса зубчатого. Метод получения заготовки и ее проектирование, технологический маршрут изготовления. Средства оснащения, технологические операции.
курсовая работа [162,7 K], добавлен 31.01.2011Разработка технологического процесса сборки узла "конический редуктор" и изготовления детали "коническое зубчатое колесо". Оформление технологической документации: маршрутная карта процесса изготовления вала, операционная карты операций процесса.
курсовая работа [70,6 K], добавлен 30.01.2011Служебное назначение и техническая характеристика заданной детали. Технологические требования по чертежу. Определение типа и организационной формы производства. Выбор и обоснование вида заготовки и метода ее получения. Определение величины припусков.
курсовая работа [245,4 K], добавлен 07.01.2015Разработка гидравлического циклического привода пресса ПГ-200 для изготовления металлочерепицы. Определение нагрузочных и скоростных параметров гидродвигателя. Выбор насосной установки и гидроаппаратуры. Расчет потерь давления в аппаратах и трубопроводах.
курсовая работа [214,7 K], добавлен 20.03.2017Проектирование технологического процесса изготовления детали типа "вал", выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструментов. Определение метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование. Расчет режимов резания.
курсовая работа [289,6 K], добавлен 05.02.2015Анализ технологичности конструкции детали, тип и организационная форма производства. Выбор заготовки, разработка маршрутов обработки поверхностей. Расчет припусков на обработку, размерный анализ технологического процесса. Уточнение типа производства.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 03.04.2023Эксплуатационное 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 09.11.2013