Оборудование производства ИУ (146066)

Посмотреть архив целиком

Содержание

Содержание 

Задание 

Введение 

1. Расчет основных параметров роторной линии 

1.1. Определение конструктивных параметров 

инструментального блока 

1.2. Выбор шага ротора 

1.3. Расчет числа позиций технологического ротора 

1.4. Расчет конструктивных параметров роторов 

2. Расчет элементов инструментального блока 

3. Расчеты на прочность элементов конструкции 

механического привода 

3.1. Силы, действующие на элементы привода 

3.2. Расчет ползуна 

3.3. Расчет перемычек барабана 

4. Расчет привода транспортного движения 

4.1. Выбор схемы привода. 

4.1. Определение крутящего момента на валу технологических и транспортных роторов. 

4.1.1. Технологический ротор с механическим приводом рабочего движения. 

4.1.2 Транспортный ротор 

4.2. Расчет мощности электродвигателя привода 

4.3. Выбор электродвигателя 

Список использованных источников 



Задание

Разработать автоматическую роторную линию для сборки спортивного патрона калибром 5.6 мм с производительностью 800 шт./мин.


Введение


В состав проектно-конструкторских задач, решаемых при проектировании любой автоматической машины, в том числе и роторной линии (АРЛ), входит параметрический синтез. Параметрический син­тез решает задачу определения основных конструкционных (геомет­рических и механических) параметров машины в целом, ее отдель­ных механизмов, устройств и рабочих органов. Применительно к проектированию автоматических роторных линий параметрический синтез включает определение конструктивных размеров инструмен­тальных блоков, установление шага ротора, расчет числа позиций (блоков, гнезд) рабочих роторов, радиусов начальных окружностей технологических и транспортных роторов, расчет транспортной ско­рости и частоты вращения роторов.

В большинстве случаев параметрический синтез является задачей оптимизационного типа: параметры роторной линии должны быть определены таким образом, чтобы заданный или выбранный кри­терий эффективности имел оптимальное значение. Руководствуясь определенными из расчетов параметрами машины, конструктор осуществляет эскизную, техническую и затем рабочую разработку.


1. Расчет основных параметров роторной линии


1.1. Определение конструктивных параметров

инструментального блока

Инструментальный блок (ИБ) это сменный узел технологи­ческого ротора для установки инструмента и обеспечения основ­ных и вспомогательных переходов технологических операций. Инструментальный блок должен обеспечивать заданную точность взаимного расположения рабочего инструмента и обрабатываемой детали, обладать необходимыми прочностью и жесткостью, иметь минимальную массу, допускать быстрый съем из гнезда технологического ротора.

Типовая схема инструментального блока для штамповочной операции (см. рис.1) позволяет оценить его основные размеры.

Диаметр Dбл блока определяется с учетом максимальных поперечных размеров деформирующего инструмента

Dбл= (1.3… 2.5)*Dм, (1)

где Dм­­­– диаметр поперечного сечения матрицы, мм.

Расчетные зависимости для определения геометрических размеров матриц для различных технологических операций приведены в таблице 1. [1]

Диаметр матрицы: Dм = 3*dd = 3*5,6 = 16,8 мм

Диаметр блока: Dбл = 2*16,8 = 33,6 мм

Принимаем диаметр блока равный 36 мм

Длина блока:

Lбл = Lт + Lкр + Lзх, (2)

где Lт– технологическое перемещение инструмента, включающее подвод инструмента, рабочее перемещение и проталкивание детали из матрицы., мм;

Lкр, Lзх– размеры элементов ИБ, мм.

Технологическое перемещение на стадии эскизной проработки можно определить по формуле:

Lт = Н0 + Нд + Нм +(20...40)

где Hо– высота заготовки, мм;

Hд– высота детали, мм;

Hм– высота матрицы, мм.

Lт = 60 мм

Величина Lкр определяется из соотношения:

Lкр> Lт

Lкр = 80 мм

Величина Lзх определяется из конструктивных соображений.

Lбл = 60 + 80 + 40 + 180 мм

Максимальная длина блока:

Lбл мах = Lбл + Lт

Lбл мах = 180 + 60 = 240 мм


1.2. Выбор шага ротора


Шаг между гнездами ротора hр выбирается в зависимос­ти от размеров детали, инструментальных блоков и зазоров между ними (см. рис.2 [1]).


Для роторов штамповочного производства шаг ротора:

hp = Dбл + Dh

где Dh– зазор между инструментальными блоками, мм.

Величина Dh определяется размерами ИБ, их конструкцией и системой крепления в гнездах ротора (для роторов с механическим приводом Dh= (0.1… 0.4)× Dбл ):

hp = 36 + 0,3*36 = 46,8 мм

Рассчитанную величину шага роторов с механическим и гид­равлическим приводом округляем до ближайших значений

(см. табл. 3 [1]):

hp = 47,1 мм

1.3. Расчет числа позиций технологического ротора


Общее число позиций (инструментальных блоков, гнезд) рото­ра определяем по минимально необходимой длительности техноло­гического Тт и кинематического Тк циклов:

up = Пт * Тк/60 < 1,33* Пт * Тт/60 (3)

где Пт– теоретическая производительность ротора, шт/мин.

Теоретическую производительность выбираем по заданной факти­ческой производительности Пф с учетом цикловых потерь:

Пт = Пф/b

Для проектных расчетов коэффициент цикловых потерь

b= 0,7… 0,9.

Пт = 800 / 0,8 =1000 шт

Длительность технологического цикла должна обеспечивать выполнение технологической операции, включая вспомогательные переходы (загрузку детали, ее закрепление и выдачу из ротора). Длительность кинематического цикла определяется, в основном, характеристиками привода рабочего движения ротора. На рис. 1 приведена цикловая диаграмма технологического ротора, показывающая соотношение технологического и кинематического циклов. Для роторных машин, осуществляющих вращение ротора с постоян­ной скоростью, время обработки tр соответствует углу поворота jр, а t1– углу j1 и т.д.




Рис. 1. Цикловая диаграмма технологического ротора.


Уравнения циклов имеют вид:

TT = t1+ t2+ tp+ t3+ t4,

Tk= tпд+ tp+ tотв+ tх,


где t1, t4– соответственно время на подачу детали и выдачу ее из ротора, с;

t2, t3– время, затрачиваемое на закрепление и освобож­дение детали при обработке, с;

tр– технологическое время обработки детали, с;

tпд,tотв– интервалы времени подвода инструмента к детали и отвода, с;

tх– время простоя инструментов в исходном положении (хо­лостой ход), с.

Точные значения интервалов кинематического и технологичес­кого циклов можно определить только при расчете механизмов привода рабочего движения и механизмов захвата. На этапе пара­метрического синтеза эти интервалы определяются приближенно с учетом рекомендаций, полученных на основе практики конструиро­вания роторных линий.

Для механического (кулачкового) привода рабочего движения интервал tр, соответствующий обработке детали инструментом, определяем по следующим формулам:

для операций чеканки, гибки, сборки принимаем закон изменения ускорения по синусоиде, обеспечивающий к концу интервала плавное снижение скорости и ускорения рабочего органа до нуля:

tp= 2Lp/ Vp max = (4)

tp = 0,08 с


где Lр, Vр max, aр max соответственно путь, допустимые ско­рость и ускорение за время обработки детали инструментом, м, м/с, м/с2;

Ориентировочно для указанных операций можно принимать ар max£ g, где g– ускорение свободного падения, м/c2.

Время подачи изделий в ротор t1 принимаем равным времени удаления из него t4, а при определении числовых значений ис­ходим из того, что угол сопровождения подающими и съемными устройствами не превышает 20°:

Величины интервалов t2 и t3 рассчитываем в зависимости от скорости срабатывания зажимных приспособлений, центрирующих и съемных механизмов. В первом приближении принимаем:

t2 = t3 t1 = t4

Время подвода и отвода инструмента определяем в зависимости от типа привода рабочего движения. Для механического привода:

tпд = 1,57Lпд / Vмах = (5)

tотв = 1,5Lотв / Vмах = (6)

где Lпд,Lотв– соответственно перемещение инструмента при подводе к детали и отводе инструмента в исход­ное положение, м;

Vmax, аmax– максимальные скорость и ускорение на участках подвода и отвода, м/с, м/с2.

Для обеспечения максимальной синхронности работы приводных механизмов технологического и транспортного движений следует соблюдать неравенства tпд£ t1+ t2, tотв£ t3+ t4:

tпд = 0,157 с

tотв = 0,173 с

TT = 0,48 c

Tk = 0.46 c


После определения интервалов кинематического и технологического циклов и проверки соблюдения неравенств определяем общее число позиций ротора

uр= Пт× Тк / 60£ 1,33× Пт× Тт / 60

uр = 7.66


Полученное число позиций технологического ротора uр округ­ляем в большую сторону и принимаем соответственно параметрическому ряду 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 16, 18, 20, 24 (см. таблицу 3 [1])

Принимаем количество инструментальных блоков uр = 8

Число инструментальных блоков, находящихся одновременно в рабочей зоне ротора, определяем по формуле:

uo= Пт*tр / 60

uo= 1,33

D = 120 мм


1.4. Расчет конструктивных параметров роторов


Радиус начальной окружности технологического ротора:

Rp= (1/ 2p)*uр*hp (7)

Rp= 60 мм

Величину радиуса Rр проверяем с учетом конструктивных размеров вала ротора и инструментальных блоков (см. рис.2):




Рис. 2. Схема к расчету свободного пространства технологического ротора





Rp 0,5(dв+ Dбл) + с


В первом приближении принимаем:

dв = 0,5 Dбл: с = 30...40 мм

dв= 18 мм

6057, условие выполняется


Частота вращения ротора (об/мин):

np= Пт / uр

np = 125 об/мин

Окружная (транспортная) скорость:

Vтр = Пт*hp /60 = p* np* Rp/30

Vтр = 78,5 м/мин


Для удобства компоновки и обеспечения установленной окружной скорости роторов рекомендуется принимать диаметры начальных окружностей зубчатых колес привода транспортного движения равными диаметрам начальных окружностей роторов. Поэтому полученное значение диаметра начальной окружности ротора Dр уточняем с учетом параметров зубчатого зацепления


Конструктивные параметры транспортных роторов определяем аналогично технологическим. С целью удобства размещения техноло­гических роторов, обеспечения доступа к рабочей зоне, простоты ремонта и обслуживания число позиций и диаметры транспортных ро­торов рекомендуется брать больше технологических (uтр= (1,25 1,33)× uр).


Принимаем uтр= 10


Для всех технологических и транспортных роторов, входящих в роторную линию, соблюдаем основное условие компоновки:

Dp/Dтр= Rp/Rтр= uр/uтр= nр/nтр= const (8)

Из соотношения (8) определяются радиус начальной окружности Rтр и частота вращения nтр транспортного ротора:

Rтр= uтрRp/uр ;

nтр= nрuр/uтр

Rтр= 75 мм

nтр= 100 об/мин



2. Расчет элементов инструментального блока


Рис. 3. Расчетная схема инструментального блока:

1– ползун; 2– корпус; 3– пуансон; 4– заготовка;

5– матрица


Элементы инструментальных блоков (ИБ) рассчитываются на прочность в опасных сечениях от действия растягивающих (сжимаю­щих) сил и изгибающих моментов. Расчетная схема ИБ для штампо­вочных операций представлена на рис. 3.




Корпус блока рассчитывается на растяжение и изгиб в сече­нии А-А:

(9)

где Рт – номинальное технологическое усилие, Н;

F – площадь расчетного сечения А–А, мм2;

Ix – момент инерции сечения, мм ;

yc – координата центра тяжести сечения, мм;

ymax – расстояние от центра тяжести до наиболее удаленной точки сечения, мм;

[s]– допускаемые напряжения материала корпуса блока, МПа.

Площадь сечения F, момент инерции Ix, координата центра тяжести yc и координата ymax рассчитываются по форму­лам:

F= p/8 (Dбл2 - dпр2) a/180;

Jx = (Dбл4 - dпр4)/128 (pa/180+sin a);

yc = 120/pa ((Dбл3 - dпр3)/ (Dбл2 - dпр2) sin (a/2));

yмах = yc - Dбл/2 cos (a/2),


где Dбл – диаметр инструментального блока, мм;

dпр – диаметр приемника детали, мм.

F= 650,68 мм2

Jx = 5164640,98 мм4

yc = 7,51 мм

yмах = 10,64 мм

s = 0,31 МПа < [sдоп]

Условие прочности выполняется.


Размеры Dбл и dпр определяются по чертежу инструменталь­ного блока.

Опорные поверхности крепления ИБ в блокодержателе рассчитываются на смятие в сечении Б–Б:

sсм=Pт/2Fоп [sсм]

где Fоп– площадь опорных поверхностей, мм;

[sсм] допускаемое напряжение на смятие материала корпу­са, МПа.

Площадь опорных поверхностей определяется по приближенной формуле:

Fоп=2/3 аb

Fоп = 58.66 мм

sсм = 1,7 < [sдоп]

Условие прочности выполняется.




3. Расчеты на прочность элементов конструкции

механического привода

3.1. Силы, действующие на элементы привода


Для определения напряжений, возникающих в элементах ме­ханического (кулачкового) привода рабочего движения роторных машин под действием заданной технологической силы Рт (см. рис. 4.а.), необходимо установить величины полной реакции R и ее осевой и окружной составляющих Rz и Rx. Полная реакция R необходи­ма для расчета на срез и смятие оси ролика ползуна. Составляю­щая Rx необходима для расчета ползуна на изгиб. Составляющая Rz воспринимается осевыми опорами вала ротора и необходима для выбора осевых подшипников ротора. Конструктивными размер­ными элементами, от которых при заданной величине технологической силы Рт зависят значения R, Rx, Rz являются: вылет ползуна а, длина направляющей барабана b и угол подъема копира b.


Случайные файлы

Файл
178278.rtf
5657-1.rtf
31435.rtf
151475.rtf
10.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.