Модернизация привода токарно-винторезного станка мод. 1А616 (195378)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования и науки Украины

Житомирский государственный технологический университет

Кафедра ТМ и КТС











Курсовой проект

по дисциплине: "Оборудование и транспорт механических цехов"

"Модернизация привода токарно-винторезного станка мод. 1А616"













Житомир


Вступление


Проектирование или модернизация металлорежущего станка или отдельного его узла – это скрупулезный творческий поиск, который обязательно сопровождается необходимыми проектными и проверочными расчетами, связанных с достижением заданных показателей точности и надежности, производительности и металлоемкости и т. д.

Для реализации всех этих задач необходимо постоянно повышать качество подготовки специалистов станкостроения.

Шпиндель и шпиндельный узел есть наиболее ответственным элементом металлорежущего станка, так как от него зависит точность обработки детали. В связи с этим, к шпинделю и его опор при расчете и проектировании предъявляются повышенные требования: проверка на прочность, проверка на жесткость и податливость, проверка на виброустойчивость и биение.

Только инженер, который владеет хорошей общей конструкторской и технологической подготовкой, может создать современную машину или систему, отворив известный прототип, но на более высоком научно-техническом уровне.



Задание


Произвести модернизацию токарного станка, переделав его шпиндельный узел с ступенчатым регулированием частоты вращения двигатель в шпиндельный узел с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя.

При этом необходимо реализовать параметры в соответствии с заданием.

Исходные параметры

Материал обрабатываемого материала - СЧ.

Максимальная частота вращения шпинделя - .

Мощности двигателя - .

Диаметр сверла (при осевом сверлении) - 12 мм.

Данные: материал обрабатываемого материала - СЧ; , на основе заданной мощности двигателя - , был выбран базовый станок 1А616, и двигатель из серии 4ПФ112SВБ.

Технические характеристики двигателя 4ПФ112SВБ

Мощность двигателя, кВт - 4.

Максимальны обороты двигателя, мин-1 - 4800.

КПД - 76.

Технические характеристики станка 1А616.

Высота центров, мм - 165.

Максимальное расстояние между центрами, мм - 710.

Наибольший диаметр заготовки, устанавливаемый над станиной, мм - 320.

Наибольший диаметр обработки над суппортом, мм - 180.

Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм - 35.

Пределы величин продольных и поперечных подач суппорта, мм/об - 0,03-1,04.

Типы нарезаемой резьб:

метрическая, наг в мм - 0,5-48;

дюймовая, число ниток на 1" - 48-2.5;

модульная, модуль в мм - 0,25-40-,5;

питчевая, в питчах - 128-4,5;

Мощность главного электродвигателя, кВт - 4,5.



Расчет кинематики привода шпинделя с плавным регулированием скорости


Диаметры обработки

Глубина резания.


,


где =0,6 для чугуна и бронзы; =0,7 для сталей;



Подача.

Для обеспечения необходимой частоты вращения шпинделя равной 3500 мин-1 необходимо ставить ременную передачу с плоским зубчатым ремнем. Передаточное отношение ременной передачи:


Расчет ременной передачи с зубчатым ремнем


Исходные данные:



Характеристика зубчатого ремня.

Толщина зуба - мм

Высота зуба -

Угол профиля зуба -

Толщина ремня -

Число зубьев.



Диаметры шкивов:



Скорость ремня:



Межосевое расстояние:




Количество зубьев в ремне:



Длина ремня:

Уточненное межосевое расстояние:



Нагрузка, окружная сила:



Угол обхвата ведущего шкива:



Число зубьев ремня в зацеплении с ведущим шкивом:



Удельная нагрузка:



Ширина ремня:



Допустимая нагрузка ремня:



предварительная натяжка:




Расчет та проектирование шпинделя и шпиндельного узла


Расчет геометрических параметров шпинделя

Диаметр передней опоры:


мм


Диаметр задней опоры:

мм

Округляем полученные значения диаметров опор к ближайшему, большему стандартному значению.

мм

мм

Расстояние между опорами:


мм


Длина передней консоли:

мм

Диаметр шпинделя между опорами:

мм

Внутренний диаметр равен диаметру отверстия базового станка

мм

Исходя из значения скоростного коэффициента, выбираем схему опор, которая будет иметь вид:




Тип подшипников передней опоры: радиально-упорные 46217 в количестве трех штук, а задней опоры 46212. в количестве двух штук

Силы резания.


,


Скорость резания.



где для твердосплавного инструмента- 92;

t - проектная глубина точения- 3.39 мм;

S - подача, которая соответствует проектной глубине резания- 1.04 мм/об;

V - скорость резания =494,55 м/мин;

- для условий черновой обработки- (1,05-1,5); x=1.0; y=0.85; n=0 определяются по справочнику.



для твердосплавного инструмента - 54;

t - проектная глубина точения - 3.39 мм;

S - подача, которая соответствует проектной глубине резания- 1.04 мм/об;

V - скорость резания =494,55 м/мин;

- для условий черновой обработки- (1,05-1,5); x=0,9; y=0,75; n=0 определяются по справочнику.




Расчет шпиндельного узла токарного станка на радиальную и осевую жесткость


Расчетная схема:


Определение реакций в опорах:



Проверка:



Крутящий момент на шпинделе:



Проверочный расчет шпиндельного узла на прочность.



Наименьший диаметр пустотелого вала:


прочность обеспечена


Определяем упругое перемещение тел качения и колец подшипника в нагруженной опоре:



Определяем контактную деформацию посадочных поверхностей подшипника и корпуса:



Жесткость передней опоры



Передняя опора собрана по схеме "триплекс", по этому



Податливость передней опоры:



Определяем упругое перемещение тел качения и колец подшипника в задней опоре:



Определяем контактную деформацию посадочных поверхностей подшипника и корпуса:



Жесткость передней опоры



Задняя опора собрана по схеме "дуплекс", по этому




Податливость задней опоры:



Перемещение переднего конца шпинделя от изгибающей нагрузки:



Перемещение переднего конца шпинделя от податливости опор:



Перемещение переднего конца шпинделя от сдвига поперечными силами:



Радиальная жесткость шпиндельного узла при действии на консоль силы Р.



Так как передняя опора собрана по схеме триплекс та по принципу суперпозиции ,, .

Определение осевой жесткости шпиндельного узла:

Расчет осевой силы резания при сверлении ; S=0,5 мм/об; ; ; q=1.2; y=0.75.



Расчет осевой силы резания при точении = 46; t = 3.3 мм; S = 1.1 мм/об; V =494,5 м/мин; =(1,05…1,5); x=1.0; y=0.4; n=0, эти значения определяются по справочнику.


.


по этому, дальнейший расчет будет производится по осевой силе . Упругое сближение тел качения и колец упорного подшипника:

Подшипник радиально-упорный 46117



Контактная деформация колец подшипников и корпуса опоры в месте прикасания:



площадь контакта



Осевая жесткость:



С учетом схемы установки подшипников



Литература


  1. Г.Д. Василюк., В.Ю. Лоев., П.П. Мельничук. Конструювання, розрахунок та експлуатація токарніх верстатив з ЧПК: Навчальний посібник.-Житомир: ЖІТІ, 2001,-400 с.

  2. Кобзар Є. П., Мельничук Л.С., Громовий О.А. Розрахунки та проектування вузлів та деталей верстатів і систем: Навчальний посібник.- Житомир: ЖІТІ, 2000,-361 с.

  3. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник.- М.: Машиностроение, 1983-543 с; ил.

  4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т1/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е из., перераб. И доп.-М.:Машиностроение 1985. 656 с., ил.

  5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т2/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е из., перераб. И доп.-М.:Машиностроение 1985. 496 с., ил.


Случайные файлы

Файл
63366.rtf
141357.rtf
Strahovanie.doc
77262-1.rtf
77738-1.rtf




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.