|
|
Расчет установки для автоматической сварки кольцевых швов обечаек.12 3.1Для определения необходимых диаметров роликоопор, а так же мощности и электродвигателя, его тип и необходимую передачу вращающих моментов производим нижеприведённый расчёт. Расчетная схема роликого стенда представлена на Рис.1. Методика расчета /1/. Активная внешняя нагрузка стенда состоит из центральной силы G, равной весу вращаемого изделия, и грузового момента Mкр=G*e, e =0. В статическом состоянии стенда при e=0 сила G=6500 кг создает на роликоопорах опорные реакции Q, e =0 зависящие от угла α=80, n – количество роликоопор: Q=G/ncos(α/2)=6500/8*cos(80/2)=6500/8*0766=1060 кг Во время вращения изделия на приводных роликах возникает окружное усилие Т Величина необходимого окружного усилия Т на приводных и холостых роликоопорах : (при ε=0)
T1=T2=(G*sin α/2)/(b*sinα+cosα-1) Величина дисбаланса: b=Dp/f*dp+2µ
f - коэффициент трения в подшипниках роликоопор (для подшипников качения f = 0.02);
Dp – диаметр роликов;
b=35/0.02*7+2*0.3=47.29 T1=T2=6500*0.642/(55.4*0.984+0.309-1)=75.59 кгс Окружные силы T1 и T2, возникающие на стендовых роликах при вращении барабана, увеличивают опорные реакции роликов, если барабан вращается против часовой стрелки по рис.1, так как при этом силы T1 и T2 направлены вниз. Вызванная этими силами добавочная нагрузка на ролики тем больше, чем больше угол α и чем выше коэффициенты трения f и μ. Если же барабан вращается в обратную сторону, то силы T1 и T2 направлены вверх и опорные реакции уменьшаются. Поэтому для определения максимальных расчетных усилий надо выбирать направление вращения приводного вала и положение центра тяжести G так, как показано на рис.1, т.е. с окружными усилиями T1 и T2, направленными вниз.
Подставив найденное значение T1 в формулы получим окончательное выражение для опорных реакций роликоопор при их вращении под нагрузкой :
или, при ε = 0,
Вес конструкции 6500 кг. Стенд имеет 8 пар роликоопор, поэтому на одну пару роликоопор G = 812 кг.
Q1=Q2=6500/(2*cos40)*(1+sin40/bcos40-sin40)=4285 кгс Окружное усилие на приводных роликах, выраженное в долях веса изделия, представляет собой коэффициент сопротивления вращению изделия Кс = Т/G = 75,59/ 6500 = 0,011
Расчётная нагрузка роликов.:
Р=
Р= Р – нагрузка на одну ведущую или холостую роликоопору;
По величине Р подбираем нормализованные роликоопоры в соответствии с действующим сортаментом, диаметр ролика 350 мм. Крутящий момент на приводном валу ведущих роликоопор Mкр=T*Dp/2+(f*dв+µ)* Mкр=75,59*35/2+(0.02*7+0.3)*(
3.2 Подбор электродвигателя и редуктора. Определим мощность электродвигателя. Необходимая мощность на приводном валу роликоопор определяется по формуле :
где nm = 10 об/мин - частота вращения вала при маршевой скорости, об/мин; Mkp = 3436,88 кгс×см - крутящий момент на валу Nв=3436,88*10/97500=0.355
Необходимая мощность приводного электродвигателя определяется по формуле η - КПД привода, равный произведению частных КПД передач, входящих в кинематическую схему :
η1 = 0.97 - КПД цилиндрического редуктора; η2, η3, η4 = 0.99 - потери на трение в опорах каждого вала; η5 = 0.95 – КПД клиноременной передачи; η6, η7 = 0.98 – потери в муфте.
η = 0. 97*0.994*0.982*0.95 = 0.85 N=0.36/0.85=0.42кВт Мощность электродвигателя, подбираемого для проектируемого привода, должна быть не ниже той, которая определена по формуле (2.3). Из существующих типов двигателей выбираем электродвигатель асинхронный 4А806ВУ3, мощность которого N = 1.1(кВт) и частота вращения n = 750 (об/мин). Зная номинальную частоту вращения электродвигателя и частоту вращения ролика, определим передаточное отношение привода :
Учитывая передаточные отношения выбираем редуктор: Редуктор 1Ц3У 250 (ГОСТ 13563 – 68) с передаточным отношением u=80, Мкр=5000
Кинематический расчет привода Частота вращения валов привода
Обозначим - n1 - частота вращения вала электродвигателя, n2 - частота вращения входного вала редуктора, она равна n1, n3 - частота вращения выходного вала редуктора, n4 - частота вращения вала роликоопоры, она равна n3.
Мощности на валах N1=N N1=0.42кВт N2=N1*ŋм*ŋпк N2=0.40кВт N3=N2*ŋ3* ŋпк N3=0.293кВт N4=0.281кВт
Моменты на валах
M1=9550*N1/n1 M1=5.348 Н*м
M2=9550*N2/n2 М2=5,093 Н*м М3=9550*N3/n3 М3=298,46Н*Н*м М4=9550*N4/n4 М4=286,24Н*м Кинематический расчет проводим для нахождения моментов на валах, которые необходимы для подбора муфты.
Подбор муфты M1=5.3Н*м М2=5,1 Н*м М3=298 Н*мм М4=286 Н*м Для соединения вала электродвигателя и входного вала редуктора применяем упругую втулочно - пальцевую муфту 6.3-12-I.1-У3 ГОСТ 21424 – 75 /5/. Эти муфты получили широкое распространение благодаря относительной простоте конструкции и удобства замены упругих элементов. Упругие втулочно - пальцевые муфты общего назначения применяют для передачи крутящего момента и уменьшения динамических нагрузок на соединяемых соосных валах. Для соединения валов выходного вала редуктора и роликоопор, а так же роликоопор между собой применим фланцевую муфту –16-16-11 ГОСТ 20761 – 75 /5/. Муфты фланцевые (поперечно - разъемные) наиболее распространенные из класса жестких нерасцепляемых муфт из-за удобства монтажа и возможности жесткого соединения валов.
3.5Проверка подшипников на заданный ресурс службы /3/ Проверять будем подшипники качения радиально-упорные, так как они воспринимают радиальную и осевую нагрузку. Выбираем подшипники качения радиально-упорные, так как они воспринимают радиальную и осевую нагрузку. d = 70 мм – диаметр посадочной поверхности вала; FА = 755,9 Н – осевая нагрузка на подшипник; Fr = 42 900 Н – радиальная нагрузка на подшипник; n = 10 об/мин – частота вращения вала; Принимаем срок службы конструкции 20 лет, в часах L = 175200 ч. Подбор подшипников качения производится в следующей последовательности: Вычисляем эквивалентные нагрузки. Для среднего равновероятного режима нагружения коэффициент эквивалентности КЕ = 0,63 /2/: FА = 755, 9× 0.63 = 476.21 Н Fr = 42 900× 0.63 = 27027 Н Предварительно назначаем подшипники качения радиально-упорные легкой серии 46320. По таблице для данного типа подшипника находим: Сr = 213000 Н – динамическая грузоподъемность; С0r = 177000 Н – статическая грузоподъемность; Определяем отношение i × FА / С0r = 0.08 /2/. По получившемуся значению из таблицы выбираем значение коэффициентов e,X и Y. e = 0.68 – коэффициент осевого нагружения; X = 0.41 – коэффициент радиальной нагрузки; Y = 0.87 - коэффициент осевой нагрузки. Определяем отношение FА / V × Fr = 0.07 /2/. Так как отношение FА / V × Fr < e, принимаем значение коэффициентов X = 1 и Y = 0. Определяем отношение FА / V × Fr = 0.07 /2/. Так как отношение FА / V × Fr < e, принимаем значение коэффициентов X = 1 и Y = 0. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка определяется по формуле /2/: Pr = (V × X × Fr + Y × FА) × kτ × kσ kτ = 1 – температурный коэффициент; kσ = 1.4 – коэффициент безопасности; V = 1 – коэффициент вращения кольца. Pr = 28189 Н Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а1 = 1 (вероятность безотказной работы), а23 = 0.7 (обычные условия применения), k = 3 (так как шариковый подшипник) /2/:
Так как расчетный ресурс больше требуемого, то предварительно назначенный подшипник 46320 пригоден.
Заключение. В процессе курсового проектирования было намечено решение основных проблем и задач связанных с изготовлением колонны: 1. Проведена работа по разработке сборочно-сварочного оборудования, которое учитывает особенности данной сварной конструкции и программы её выпуска. 2. Были получены навыки правильного и целесообразного выбора стандартного и типового оборудования необходимого для изготовления данной сварной конструкции. 3. Разработан стенд для сборки кольцевых швов обечаек 4.Разработана установка для автоматической сварки кольцевых швов обечаек. 5. Литература:
1. Севбо П.И. Конструирование и расчет механического сварочного оборудования. - Киев, Наукова думка, 1978. – 400с. 2. Гитлевич А.Д. Альбом механизированного оборудования сварочного производства. – М.: Высшая школа, 1974. 3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – 7-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2001. – 447 с. 4. Гитлевич А.Д. Механизация и автоматизация сварочного производства. 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1979. – 280 с. 5. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. Т. 2.-М.: Машиностроение, 1980. - 559с. 6. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. - М.: Машиностроение, 1979. - 557с.
12 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
- диаметр оси ролика в подшипниках;
- коэффициент трения качения;
/8*1.2=642.8.
- число роликоопор в одном ряду;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки на роликоопорах.
=3436.88 кгс*см
(2.4)
nэл – частота вращения электродвигателя
(3.5)
часов