Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Введение

Стенд предназначен для прогонки резьбы вала якоря генератора. Стенд состоит из рамы, пневматических тисков, фрикционного привода с автоматическим реверсированием, пневмоцилиндра управляемого педалью, электродвигателя с клиноременной передачей.

 Пневматические тиски служат для установки и зажима якоря и состоят из неподвижного регулируемого прижима, подвижного прижима, клинового усилителя и пневмоцилиндра, управляемого ручным краном.

Фрикционный привод вращения шпинделя состоит из двух конических обрезиненных роликов, приводимых во вращение клиноременной передачей от электродвигателя через шкивы шпинделя с укрепленной в нем плашкой, вращающегося в подшипниках и чугунного фрикционного диска. Закрепленного на оси шпинделя. Подача якоря при прогонке резьбы производится с помощью пневмоцилиндра. Механизм подачи является одновременно и механизмом автоматического реверсирования, так как шпиндель под действием усилия подачи смещается в осевом направлении и фрикционный диск прижимается к одному из двух конических роликов, изменяя при этом направление вращения при постоянном направлении вращения коленчатого вала двигателя. Включение цилиндра подачи производится ножной педалью.

 

Порядок работы разрабатываемого приспособления

 

. Якорь устанавливают в тиски и зажимают в них. Включают привод вращения шпинделя и нажатием на педаль включают подачу якоря. Когда плашка шпинделя пройдет резьбу, педаль отпускают, при этом происходит отвод якоря и реверс шпинделя. После отхода якоря в заднее положение отключают электродвигатель, разжимают тиски и снимают якорь.

 

 

Расчет максимально допускаемого усилия в резьбе

 

Определим максимальную осевую силу F при которой напряжение в прогоняемой резьбе достигает предела текучести:

 

F = ,                                                             (1)

где d₁ − внутренний диаметр резьбы, d₁ = 0,018 м;

δ_Т – предел текучести материала, δ_Т = 100 МПа

 

 = 25,4 кН.

Максимально допускаемый момент при затяжке

М_д ≈ 0,15 ∙ F ∙ d₀ = 0,15 ∙ 25,4 ∙ 10³ ∙ 0,02 = 76,2 Н∙м.

С учетом запаса прочности принимаем максимально допускаемый момент при затяжке прогоняемой резьбы

 

М = М_д / 2 = 76,2 / 2 = 38,1 Н∙м.

Тогда осевая сила, действующая в прогоняемой резьбе

 

F = М_д / (0,15 ∙ d₀) = 38,1 / (0,15 ∙ 0,02) = 12,7 кН.

 

 

Расчет диаметра фрикционного диска

Момент, передаваемый фрикционной передачей, должен быть меньше допускаемого момента при затяжке прогоняемой резьбы с некоторым запасом

М_кр ≤ М / s,                                                                    (2)

где s − запас прочности.

Принимаем s = 8, тогда момент, передаваемый фрикционной передачей

М_кр ≤ 38,1 / 8 = 4,8 Н∙м.

Сила трения N фрикционного диска о вал, передающий вращение

N = f ∙ F,                                                                        (3)

где f − коэффициент трения, для материала фрикционного колеса f = 0,002;

N = 0,002 ∙ 12,7 ∙ 10³ = 25,4 Н.

Так как

М_кр = N ∙ D / 2 ,                                                             (4)

где D − диаметр фрикционного диска;

то требуемый диаметр фрикционного диска будет

D = 2 ∙ М_кр / N = 2 ∙ 4,8 / 2,54 = 0,38 м

 

Расчет электродвигателя

 

Принимаем частоту вращения инструмента при прогонки резьбы n _и = 60 мин⁻¹, тогда частота вращения электродвигателя определится по формуле

n _э = n _и ∙ i _дв ∙ i _кр = 60 ∙ 4,75 ∙ 2 = 570 мин⁻¹.

 

 

Требуемая мощность электродвигателя

N = М ∙ ω,

где ω − угловая скорость электродвигателя.

ω =  =  = 59,66 рад/с;

N = 0,51 ∙ 59,66 = 30,4 Вт.

По данным выбираем электродвигатель АОЛ2-11, с частотой вращения n = 1000 мин⁻¹ и мощностью N = 0,4 кВт.

 

Расчет вала на изгиб

 

Рассчитаем вал на изгиб (рисунок 1).

Рисунок 1 – К расчету вала на изгиб.

 

Изгибающее напряжение

σ_изг = .                                                              (8)

В вертикальной плоскости момент будет

М_{изг у} = F_рем ∙ L ∙ n,                                                        (10)

где L − расстояние от места приложения ремней до опоры, L = 0,15 м;

n − количество ремней;

F_рем − сила от натяжения одного ремня:

F_рем = 2 ∙ Q = 2 ∙ 55,77 = 111,54 Н;

М_{изг у} = 111,54 ∙ 0,15 ∙ 2 = 33,5 Н∙м.

 

В горизонтальной плоскости момент будет

М_{изг х} = F ∙ l = 12,7 ∙ 10³ ∙ 0,07 = 889 Н∙м.

В опасном сечении момент будет

М_изг = = = 889,6 Н∙м.

Вал в опасном сечении представляет круг диаметром 0,035 м. Определим момент его сопротивления изгибу.

Момент сопротивления сечения относительно нейтральной оси (для круглого сечения) рассчитывается по формуле:

W_z = π ∙ d³ / 32 = 0,1 ∙ d³;                                              (11)

где d − диаметр сечения.

W_z = 0,1 ∙ 0,035³ = 4,3 ∙ 10⁻⁶ м³.

Определим напряжение, возникающее от изгиба

σ_изг = M_изг / W = 889,6 / (4,3 ∙ 10^–6) = 206,8 МПа.

Условие прочности: [σ_изг] ≥ σ_изг.

Для материала вала − стали 45 − допускаемое напряжение на изгиб [σ_изг] = 280 МПа.

Условие прочности выполняется, т. к. допускаемое напряжение на изгиб больше действительного.

 

Расчет сварного шва

 

Проведем расчет сварного шва крепления стяжки рамы со стойкой из условия прочности на отрыв (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – К расчету сварного шва рамы

 

Действующая нагрузка будет только в горизонтальной плоскости и зависит от силы Р = 5 кН.

Расчет прочности тавровых соединений, нагруженных силой Р, выполняется по формуле:

,                                                   (16)

где t – напряжение, возникающее в сварном шве;

Р – сила, действующая на сварной шов;

l – длина шва, l = 0,05 м;

h – катет шва.

Расчет предельно допустимых напряжений сварного шва:

,                                                          (17)

где d_т – предел текучести;

S – запас прочности.

Для материала сварочной проволоки допускаемое напряжение

[δ_Т] = 280 МПа.

[τ’] = 0,6 ·  = 56 МПа.

Напряжение, возникающее в сварном шве

τ = 5000 / (2 ∙ 0,05 ∙ 0,7 ∙ h) = 71429 / h.

Из условия прочности (формула 16)

71429 / h ≤ 56 ∙ 10⁶

h ≥ 71429 / 56 ∙ 10⁶ = 1,3 ∙ 10⁻³ м.

На основании расчета по ГОСТ 14771-76 принимаем катет шва h = 0,004 м и делаем шов прерывистым суммарной длинной l = 0,025 м. При принятых размерах сварного шва условие прочности (формула 16) выполняется.

 

Расчет педали на изгиб

 

Проведем расчет педали на изгиб (рисунок 4).

Педаль в своем сечении представляет прямоугольник с размерами 0,010х 0,020 м.

Изгибающее напряжение

σ_изг = .                                                              (18)

Рисунок 4 – К расчету педали

 

В опасном сечении момент будет

М_изг = R ∙ l = 250 ∙ 0,18 = 45 Н∙м.

Определим момент его сопротивления изгибу

W = b² ∙ h / 6 = 0,01² ∙ 0,02 / 6 = 2 ∙ 10^–6  м³.

Определим напряжение, возникающее от изгиба

σ_изг = M_изг / W = 45 / (2 ∙ 10^–6) = 22,5 МПа.

Условие прочности: [σ_изг] ≥ σ_изг.

Для стали Ст3 допускаемое напряжение [σ_изг] = 160 МПа.

Условие прочности выполняется, т. к. допускаемое напряжение на изгиб много больше действительного.

 

Выбор пневмоцилиндра

 

Рассчитаем необходимое усилие пневмоцилиндра пресса.

Усилие штока, развиваемое пневмоцилиндром

F_шт = S ∙ r,                                                                   (19)

где S − площадь поршня, м²;

r − удельное давление на 1 м² площади поршня, r = 3 МПа;

Площадь поршня вычисляется по формуле

S = p ∙ d_тр² / 4,                                                              (20)

где d_тр − требуемый диаметр поршня.

F_шт = p ∙ d_тр² / 4 ∙ r,                                                    (21)

отсюда

d_тр² = 4 ∙ F_шт / (p ∙ r).                                                   (22)

Требуемое усилие штока F_шт = 60 кН, тогда

d_тр² = 4 ∙ 60 ∙ 10³ / (3,14 ∙ 3 ∙ 10⁶) = 25,5 ∙ 10⁻³ м²;

d_тр = = 0,16 м.

Применим пневмоцилиндр с диаметром поршня 0,16 м по ГОСТ 9838-92.

Расчет поперечины на изгиб

 

Рассчитаем поперечину на изгиб

Изгибающее напряжение

σ_изг = .                                                                      (23)

В опасном сечении момент будет

М_изг = Р ∙ l / 2 = 60 ∙ 0,2 / 2 = 3 кН∙м.

Плита в своем сечении представляет прямоугольник с размерами 0,08х0,04 м.

Определим момент его сопротивления изгибу

W = b² ∙ h / 6 = 0,04² ∙ 0,08 / 6 = 21,3 ∙ 10^–6  м³.

Расчет числа витков гайки

 

Определим число витков гайки – сталь 35 [d] см = 80 × 10² МПа.

  (26)

Высота гайки:

мм                            (27)

Расчет пневмопроводов

 

Диаметры пневмопроводов определяются в зависимости от скорости воздуха.

Скорость воздуха в пневмопроводе определяем по формуле:

                              ;                                               (28)

где Q – расход воздуха, л/мин, Q = 21,4 л/мин;

d – внутренний диаметр пневмопровода, мм.

Скорость не должна превышать пневмопровода 1,5 м/с.

 

Тогда                                                                           (45)

 

Пневмопровод:

                              мм = 17,4×10^-3м

Принимаем по ГОСТ 8755-88 d = 18 мм =18×10^-3м

 

Толщина стенки трубы пневмопровода:

                                                                              (29)

где S – толщина стенки, мм;

t_доп – допустимое напряжение на разрыв, кг/см², для пневмопроводаt_доп = 70 кг/см².

р- давление в пневмопроводе

Тогда пневмопровод:

                              мм = 1,3×10^-3м

Принимаем S = 2 мм;

 

 

Следовательно, по ГОСТ 5496-78 принимаем пневмопровод:

трубка 4П18´2,О ГОСТ 5496-78 .

 

Заключение

 

В данной расчетной работе представлена конструкция стенда для прогонки резьбы вала якоря генератора.

По данным расчета был спроектирован фрикционный диск диаметром 0,38 м и определен его передаваемый момент.

Также были определены передаваемые моменты остальных кинематических пар и рассчитаны передаточные отношения.

По результатам расчета был подобран электродвигатель.

Проведен расчет вала на определение его поперечного сечения и расчет прочности на изгиб.

Была рассчитана клиноременная передача и подобраны ремни.

Также были проведены расчеты сварных швов соединения места крепления опор вала на прочность.

Список используемой литературы

 

1. Власов Ю. А., Тищенко Н. Т. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования. − Томск: Изд-во Томск. архит.-строит. ун.-та. 2004 – 277 с.

2. Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений – М: Маш-е. 1983. – 227 с.

3. Писаренко Г. С. и др. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наукова думка, 1975. – 704 с.

4. Чернавский С. А. и др. Проектирование механических передач. Учеб. Пособие для немашиностроит.

 

Введение

Стенд предназначен для прогонки резьбы вала якоря генератора. Стенд состоит из рамы, пневматических тисков, фрикционного привода с автоматическим реверсированием, пневмоцилиндра управляемого педалью, электродвигателя с клиноременной передачей.

 Пневматические тиски служат для установки и зажима якоря и состоят из неподвижного регулируемого прижима, подвижного прижима, клинового усилителя и пневмоцилиндра, управляемого ручным краном.

Фрикционный привод вращения шпинделя состоит из двух конических обрезиненных роликов, приводимых во вращение клиноременной передачей от электродвигателя через шкивы шпинделя с укрепленной в нем плашкой, вращающегося в подшипниках и чугунного фрикционного диска. Закрепленного на оси шпинделя. Подача якоря при прогонке резьбы производится с помощью пневмоцилиндра. Механизм подачи является одновременно и механизмом автоматического реверсирования, так как шпиндель под действием усилия подачи смещается в осевом направлении и фрикционный диск прижимается к одному из двух конических роликов, изменяя при этом направление вращения при постоянном направлении вращения коленчатого вала двигателя. Включение цилиндра подачи производится ножной педалью.

 

Порядок работы разрабатываемого приспособления

 

. Якорь устанавливают в тиски и зажимают в них. Включают привод вращения шпинделя и нажатием на педаль включают подачу якоря. Когда плашка шпинделя пройдет резьбу, педаль отпускают, при этом происходит отвод якоря и реверс шпинделя. После отхода якоря в заднее положение отключают электродвигатель, разжимают тиски и снимают якорь.