Выводы
1. При увеличении относительной величины a = R/r нагрузочная способность, а значит и осевое усилие, которое может передать механизм, у схемы вал-ролики (US) возрастает, а у схемы вал-кольца (BRD) убывает.
2. Относительная величина оказывает значительное влияние на нагрузочную способность схемы вал-кольца (BRD). При увеличении осевое усилие, которое может передать механизм, возрастает и возрастает тем сильнее, чем меньеш a = R/r.
3. С увеличением угла разворота В нагрузочная способность схемы вал-ролики (US) убывает, а схемы вал-кольца (BRD) возрастает. Минимальная нагрузочная способность схемы US при В = 150, схемы BRD при В = 00.
4. Сравнение схем по нагрузочной способности нужно вести при минимальной нагрузочной способности, т.е. при В = 150 для схемы US и В = 00 для схемы BRD.
5. Увеличение количества роликов для схемы US увеличивает нагрузочную способность и при большом количестве роликов k схема US может конкурировать по нагрузочной способности со схемой BRD. Но увеличение количества роликов значительно усложняет конструкцию механизма и может привести к появлению нежелательных напряжений в опорах вала, поэтому применение большого количества роликов нецелесообразно.
6. Увеличение количества роликов за счет уменьшения их диаметров при максимальном заполнении габарита уменьшает нагрузочную способность схемы US.
7. С увеличением для схемы BRD максимальный угол разворота B’ уменьшается.
8. Габарит схемы US значительно меньше, чем схемы BRD при одинаковом a = R/r.
9. Сравнивая схему US с одним роликом и схему BRD с тремя кольцами при минимальной нагрузочной способности, т.е. при В = 150 для US и В = 00 для BRD, замечаем:
a) если b = 0,5 для BRD, то при a > 1,09 осевое усилие, передаваемое схемой US выше, чем схемой BRD, при a <= 1,09 осевое усилие, передаваемое схемой BRD выше, чем схемой US.
b) если b = 1,0 для BRD, то при a > 1,31 осевое усилие, которое может передать механизм, схемы US больше, чем схемы BRD, при a <= 1,31 осевое усилие, которое может передать механизм, схемы BRD больше, чем схемы US.
c) если b => 1,5 для BRD осевое усилие, которое может передать механизм, схемы BRD выше, чем схемы US при всех сравниваемых значениях a = R/r.
Используя данные выводы можно дать некоторые рекомендации по выбору механизма, имеющие практическое значение:
1. Если определяющим фактором выбора механизма является габарит, то следует выбрать схему вал-ролик (US).
2. Ели габарит механизма не играет решающую роль, а определяющим фактором выбора механизма является возможно большее осевое усилие, которое может передать механизм, то следует выбрать схему вал-кольца (BRD).
2.3. Синтез валикокольцевого механизма по схеме вал-кольца (BRD)
Рассмотрим выбор геометрического параметра из условий:
а) максимальной нагрузочной способности;
б) выполнения заданного закона перемещения. [ ]
а) Выбор геометрического параметра из условия максимальной нагрузочной способности.
На основании формулы (14) определим величину как:
для r = 1
Обозначим , тогда
На рис. 14 строим график , затем график , где , М1- масштаб .
И по этим двум графикам строим зависимость
Радиус вала r берем в интервале см.
Получаем область выбора геометрического параметра в зависимости от r и А = R/r.
в) Выбор геометрического параметра из условия выполнения заданного закона перемещения.
Диапазон работы ВКМ определяется величиной аналога скорости механизма, равного [ ]
Если задан радиус вала r, то для того, чтобы кольца ВКМ могли повернуться на угол, равный
(26)
необходимо определенное соотношение R, r и r1. Для различных значений R, r и r1 существует определенное значение угла поворота кольца B’, определяемое величинами А = R/r, , до которого касание кольца и вала происходит в точке. Дальнейшее увеличение угла В ведет к тому, что контакт между телами происходит в двух точках. При этом существует некоторое предельное значение угла Впред, которое будет максимальным для данных R, r и r1.
Начиная с B’ дальнейшее увеличение угла В требует резкого увеличения момента МД, затрачиваемого на преодоление момента от сил трения кольца о вал и действия силы Р.
Угол недопустим при работе механизма раскладки.
Значение угла B’ может быть найдено по формуле (27):
(27)
Необходимый угол разворота колец для сомкнутой намотки:
(28)
где ,
ib-k – передаточное отношение от вала раскладчика к катушке;
d – диаметр кабеля;
r – радиус вала раскладчика.
Передаточное отношение от вала раскладчика к катушке для изолировочной машины фирмы «Круп» на 32 бумажных ленты:
, тогда
Теперь строим на осях и на рис. 15 зависимость Ф. Угол наклона прямой к оси найдем следующим образом:
(29)
где - масштаб ;
- масштаб tgB’.
На рис. 15 строим также графики ,
Задаваясь значением d – диаметра кабеля ( в нашем случае d = 5 см) мы можем построить график зависимости .
На основании графиков с рис. 14 и рис. 15 строим совмещенный график на рис. 16.
Получили семейство кривых . Точка пересечения кривых с одним и тем же значением «a» дает нам минимальное значение r для выполнения обоих условий:
а) максимальной нагрузочной способности;
б) выполнения заданного закона перемещения
при конкретном диаметре кабеля d = 5 см. А заштрихованная область есть зона выбора возможных значений r и b.
Аналогично можно провести выбор и для других значений d – диаметра кабеля.
Задаваясь максимальным диаметром кабеля dMAX, который будет изготавливаться на машине, можно получить минимальное и макисмальное значения для выполнения обоих условий. Выбирать конкретное значение b из предполагаемого диапазона следует из максимальных значений, т.к. выполнение заданного закона будет обеспечено, а нагрузочная способность будет иметь коэффициент запаса сцепления на случай возможных перегрузок и механизм будет гарантирован от пробуксовок.
Таким образом, получено совместное решение двух поставленных задач о выборе относительной величины b, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение.
III. Технологическая часть
3.1. Описание конструкции и назначения детали. Техконтроль технологичности конструкции.
Деталь – шарикоподшипник № 111 изготовляется из стали ШХ 15 и используется в механизме раскладки.
Механизм раскладки предназначен для равномерной рядовой укладки кабеля или его элементов вдоль приемного барабана.
В последнее время для раскладки используют валикокольцевые механизмы. Ведущая каретка валикокольцевого механизма может иметь вертикальное или горизонтальное расположение, внутри ее проходит гладкий вал. На этом валу и находится разрабатываемая деталь – шарикоподшипник № 111 со специально обработанным внутренним кольцом. Подшипник в процессе работы прижимается к гладкому валу с усилием Р и может поворачиваться на некоторый угол b.
Деталь изготовлена из дорогой, дефицитной стали ШХ 15, твердость которой HRC 61…65. Сталь ШХ 15 – материал труднообрабатываемый.
Для обработки используют следующие инструменты: резцы с пластинками из керамики на основе нитрида кремния с покрытием.
Деталь имеет сложную геометрическую форму (наличие фасонной поверхности, в дальнейшем «оливаж»). Деталь может быть обработана при использовании одного специального приспособления. В целом конструкция детали технологична. Базирование детали производим по наружному кольцу и по торцу. Основное значение для служебного назначения детали имеет поверхность оливажа.
3.2. Определение типа производства. Расчет количества деталей в партии.
Исходные данные:
Годовая программа изделий N = 11 000 шт.
Режим работы предприятия – 2 смены
Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд=4029 ч. [ ]
Такт выпуска деталей:
мин./шт (30)
Коэффициент серийности:
(31)
(32)
Длительность операций определяем на основе прикидочных расчетов [ ]
Токарная:
То=2*0,18*593,9*6,5*10-3 = 0,14 мин.
Тш-к=2,14*0,14 = 0,3 мин.
Шлифовальная:
То=1,8*57*6*10-3 = 0,615 мин.
Тш-к=2,1*0,615=1,293 мин.
Выглаживающая:
То=0,18*57*5,9*10-3 = 0,061 мин.
Тш-к=2,14*0,061 = 0,131 мин.
=0,575 мин.
По формуле (31):
Производство – мелкосерийное.
Количество деталей в партии:
шт. (33)
где а – периодичность запуска-выпуска изделий
Скорректируем количество деталей в партии:
= 1 смена
шт.
Принимаем n = 662 шт.
3.3. Технико-экономический расчет маршрута обработки.
Маршрут обработки:
Выбор баз: наружная поверхность и торец.
Операция 005. Токарная. За один установ обрабатывается конус под углом 200 с одной стороны. За второй установ обрабатывается конус под углом 200 с другой стороны. Для того, чтобы обработка проходила за 1 проход применяем широкие резцы.
Операция 010. Шлифовальная. Сфера обрабатывается фасонным шлифовальным кругом методом врезания на внутришлифовальном станке. Использование фасонного круга позволяет получить требуемую точность обработки и шероховатость.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
