Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Назначение, устройство и принцип работы летучих ножниц






Аварийные летучие ножницы предназначены для резки проката диаметром от 5, 5 до 13, 0 мм и сечением 100х100 мм на обрезки габаритной длины.

Привод ножниц (рис. 1) состоит из:

а) Электродвигателя, уста­новленного на раме, которая крепится к фундаменту;

б) Муфты упругой втулочно-пальцевой, которая соединяет вал электродвигателя с приводным валом шестеренной клети;

в) Воздушного фильтра, который крепится на корпусе, который закрывает вращающийся вал электродвигателя.

г) Шестеренной клети, в которой происходит передача крутящего момента электродвигателя на 2 исполнительных механизма ножниц;

д) Ножи (исполнительный механизм), с помощью которых происходит порезка проката на габаритные длины.

1 – корпус;

2 - воздушый фильтр;

3 - шестеренная клеть;

4 - исполнительный механизм (ножи);

5 – защитный кожух муфты;

6 – электродвигатель;

7 – муфта упругая втулочно-пальцевая.

Рисунок 1 – Схема привода аварийных летучих ножниц

Работа устройства основана на измерении времени перемещения начала заготовки в первом межклетьевом промежутке, вычислении по его величине времени перемещения начала заготовки во втором межклетьевом промежутке с учетом длин межклетьевых промежутков и сравнении фактического времени перемещения начала заготовки I во втором межклетьевом промежутке с вычисленным. Аварийные ножницы включаются, если начало заготовки не войдет в третью клеть после отсчета вычисленного времени.

Ножницы работают в режиме запусков на каждый рез переднего конца, реза на мерные длины, а при аварийном резе непрерывно вращаются, пока не будет разрезана вся заготовка. Остановка ножниц в фиксированном исходном положении обеспечивается снижением скорости до небольшой величины (ползучая скорость) и отключением привода в исходном положении с применением большого тормозного момента привода.

2.3 Расчётная часть

2.3.1 Определение мощности электродвигателя и его выбор.

 

Коэффициент полезного действия привода:

 

, (1)

 

где - КПД закрытой передачи (шестеренной клети).[3]

- КПД муфты.[3]

- КПД одной пары подшипников качения. [3]

 

 

Определяем мощность на приводном валу, кВт:

, (2)

 

 

Определяем угловую скорость электродвигателя, с-1:

, (3)

 

Определяем крутящий момент на валу электродвигателя, Н*м:

, (4)

 

 

Определяем крутящий момент на приводном валу, Н*м:

, (5)

 

 

Выбираем электродвигатель МТВ 512-8 с параметрами:

-номинальная мощность РНОМ = 55 кВт,

-номинальная частота вращения nНОМ = 560 об/мин,

-диаметр выходного вала d=70мм.

В таблице 1 показаны параметры электродвигателя МТВ 512-8.

Таблица 1 – Геометрические параметры электродвигателя МТВ 512-8

Bt B3 d L H l C C2 h h2
                   

На рисунке 2 представлена кинематическая схема агрегата

1) Электродвигатель

Мощность Pном=55 кВт

Число оборотов nном=560 об\мин

2) Муфта

3) Шестерённая клеть

4) Исполнительный механизм

 

Рисунок 2 – Кинематическая схема привода

 

 

  2.3.1.1 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Определяем межосевое расстояние Aw, мм:

 

, (6)

 

где К а – вспомогательный коэффициент.

К а = 49, 5 – для прямозубых передач; [3]

Ψ а = 0, 28…0, 36 – коэффициент ширины венца колеса; [3]

iзп = 1 – передаточное число цилиндрической передачи

Тприв=878, 7 Н*м [3]

[σ ]H2 – допускаемое контактное напряжение зубьев колеса, Н/мм2 [3]

[σ ]H2 = 514 Н/мм2 [3]

КНβ =1 коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. [3]

 

 

Полученное значение межосевого расстояния округляем до стандартного значения по ГОСТ 2185-66:

 

АW =240мм.

 

Определяем модуль зацепления, мм:

 

, (7)

 

где Т2 =878, 7 Н*м [п 2.3.1]

Кm = 6, 8 вспомогательный коэффициент для косозубых передач [3]

[σ ]F2 =256 Н/*мм2 [3]

 

 

Полученное значение модуля округляем в большую сторону до стандартного по ГОСТ 9563-60. Принимаем m = 2, 75 мм.

 

Определяем делительный диаметр колеса d2, мм:

 

, (8)

 

 

Определяем ширину венца колеса b2, мм:

 

b2 = Ψ а* АW, (9)

 

b2 = 0, 3*240=72 мм

 

Определяем суммарное число зубьев шестерен:

 

, (10)

 

Определяем число зубьев шестерни:

 

, (11)

 

 

Определяем число зубьев колеса:

 

, (12)

 

 

Определяем фактическое передаточное число и проверить его отклонение от заданного:

 

, (13)

 

 

, (14)

 

 

 

Определяем фактическое межосевое расстояние, мм:

 

, (15)

 

 

Определяем основные геометрические параметры шестерни и зубчатого колеса, мм:

- делительный диаметр шестерни, мм:

 

, (16)

 

 

- делительный диаметр колеса, мм:

 

, (17)

 

 

 

- диаметр вершин шестерни, мм:

 

, (18)

 

 

- диаметр вершин колеса, мм:

 

, (19)

 

 

- диаметр впадин шестерни, мм:

 

, (20)

 

 

- диаметр впадин колеса, мм:

 

, (21)

 

 

Ширина венца колеса, мм:

 

b2 =72 мм

 

Ширина венца шестерни, мм:

 

, (22)

 

 

Проверяем межосевого расстояния, мм:

 

, (23)

 

 

Определяем окружную силу на колесе, Н:

 

, (24)

 

 

Определяем окружную скорость колеса, м/с:

 

, (25)

 

Определяем степень точности по таблице: по таблице степень точности равна 8.

Определяем фактическое напряжение зубьев колеса, Н/мм2:

, (26)

 

 

 

условие выполняется.

 

Проверяем напряжений изгиба зубьев колеса, Н/мм2:

 

, (27)

 

 

условие выполняется.

 

Проверяем напряжений изгиба зубьев шестерни, Н/мм2:

 

, (28)

 

 

условие выполняется.

 

2.3.1.2 Силовой расчет приводного вала

Рисунок 3 – Схема нагружения приводного вала

 

Определение реакций опор и моментов для тихоходного вала.

Определяем консольную силу, Н:

 

, (29)

 

 

 

Определяем усилия реза, Н:

 

, (30)

 

 

Определяем скорость вращение ножей, м/с:

 

, (31)

 

 

Определяем окружную силу, Н:

 

, (32)

 

 

Определяем радиальную силу, Н:

 

, (33)

 

Вертикальная плоскость.

Определяем реакции опор, Н:

 

;

 

, (34)

 

 

;

 

, (35)

 

Проверка: , (36)

 

-632, 5-2634, 4+7261, 7-3992, 25=0

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ОХ, Н*м:

МХ1=0

 

МХ2=-RАY*0, 255, (37)

 

МХ2=632, 5*0, 255=161, 3 Н*м

 

МХ3=Fрез*0, 56, (38)

 

МХ3= 3992, 25*0, 56=2235, 7 Н*м

 

МХ4=0

 

МХ5=0

 

Горизонтальная плоскость.

Определяем опорные реакции, Н:

 

;

 

, (39)

 

 

;

 

, (40)

 

 

Проверка: ; , (41)

-688, 43-7262+4245, 4+3705=0

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси ОY, Н*м:

 

МY1 = 0

 

МY2 = -Fм*0, 52, (42)

 

МY2 = -3705*0, 52=-1926, 6 Н*м

 

МY3=Rbx*0, 635, (43)

 

МY3=4245, 4*0, 635= 2695, 8 Н*м

 

МY4 = 0

 

МY5 = 0

 

Определяем суммарные реакции опор, Н:

 

, (44)

 

 

, (45)

 

 

Определяем суммарные моменты в опасных сечениях вала, Н*м:

 

, (46)

 

 

, (47)

 

Рисунок 4 – Расчетная схема приводного вала

 

2.3.2 Выбор муфты

Для соединения приводного вала с валом электродвигателя выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 500-76 ГОСТ 21424-93, номинальный момент ТНОМ=500 Нм, посадочный диаметр d1=76 мм, длина L = 175 мм.

Стандартное обозначение: МУВП 500-76 ГОСТ 21424-93

 

2.3.3 Проектирование приводного вала

Рассчитать 1 ступень (под муфту):

Определяем диаметр 1 ступени вала, мм:

 

, (48)

 

 

Определяем длину 1 ступени вала, мм:

 

, (49)

 

 

Рассчитать 3 ступень под подшипник:

Определяем диаметр 3 ступени вала, мм:

 

, (50)

 

 

Определяем длину 3 ступени вала, мм:

 

, (51)

 

 

В качестве опор для приводного вала шестерённой клети выбираем радиальные шариковые двухрядные сферические подшипники средней серии № 1320, ГОСТ 28428-90 со следующими параметрами:

 

Таблица 2 – Параметры радиальных шариковых двухрядных сферических подшипников средней серии № 1320, ГОСТ 28428-90

d D B Cr С0r
100 мм 215 мм 47 мм 143 кН 76, 5 кН

 

Выбираем гайки для фиксации подшипников: гайки круглые шлицевые ГОСТ 11871-88 со следующими геометрическими параметрами:

 

Таблица 3 – Геометрические параметры гаек круглых шлицевых ГОСТ 11871-88

P D D1 d0 b h z
2 мм 125 мм 102 мм 93 мм 12 мм 4 мм  

 

В качестве крышек, закрывающих подшипники на приводном валу, выбираем крышки торцевые с отверстиями для манжетного уплотнения ГОСТ 18512-73 со следующими геометрическими параметрами:

 

Таблица 4 – Геометрические параметры крышки 12-215 ГОСТ 18412-73.

D D5 H H1 B B1 L L1
215 мм 102 мм 28 мм 50 мм 24 мм 20 мм 4 мм 30мм

 

В качестве уплотнительной манжеты, которая располагается между крышкой и подшипником выбираем: манжету резиновую армированную ГОСТ 8752-79, со следующими геометрическими параметрами:

 

Таблица 4 – Геометрические параметры манжеты резиновой армированной ГОСТ 8752-79.

D вал B B1 D1
90 мм 12 мм 16 мм 120 мм

 

Стандартное обозначение: Манжета 1.1-90*120-1 ГОСТ 8752-79

 

2.3.4 Проверочный расчет подшипников

Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Сrp с базовой Cr, а так же базовой долговечности L10h с требуемой долговечностью Lh по условиям:

 

; ;

 

Проверочный расчет подшипников на быстроходном валу.

Проверке подлежит радиальный шариковый двухрядный сферический подшипник легкой серии № 1320, ГОСТ 28428-90

 

d = 100 мм; D = 215 мм; В = 47мм; Cr = 143 кН; С0r = 76, 5 кН

 

Эквивалентная нагрузка Re учитывает характер и направление нагрузок,

действующих на подшипники, условия их работы и зависит от типа подшипника.

Эквивалентную динамическую нагрузку определяяем по формуле, Н:

 

, (52)

 

 

Расчетную динамическую грузоподъемность и долговечность определяем для большего значения эквивалентной динамической нагрузки.

 

, (53)

 

где Re = Re1 = 11776, 24 H

ω = ω ном = 58, 61 c-1

Lh = 20000 часов [3]

 

Следовательно,

 

 

По условию подшипник № 1320 пригоден по грузоподъемности.

 

Проверяем на долговечность, час:

 

, (54)

 

 

Условие пригодности подшипника № 1320 выполняется.

 

2.3.5 Проверочный расчет приводного вала

 

Проверочный расчет валов на прочность выполняют, учитывая совместное действие изгиба и кручения. Целью расчета является определение коэффициентов запаса прочности в наиболее опасном сечении вала и сравнение его с допускаемым коэффициентом запаса прочности.

 

 

где s – общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала;

[ s ] = 1, 6…2, 1 допускаемый коэффициент запаса прочности. [3]

 

Определяем нормальные напряжения в 3 –м сечении вала, Н/мм2:

 

, (55)

 

Следовательно,

, (56)

где М = М3 = 2700, 6 Нм

 

 

Определяем нормальные напряжения во 2 –м сечении вала, Н/мм2:

 

, (57)

 

 

где М= М2 =1926, 6 Н*м

 

WНЕТТО = 0, 1d3, (58)

 

WНЕТТО = 0, 1*1003=100000 мм3

 

Определяем касательные напряжения в 3-м сечении, Н/мм2:

, (59)

 

 

где Т=Тприв = 878, 7 Н*м

 

, (60)

 

 

Определяем касательные напряжения в 2-ом сечении, Н/мм2:

, (61)

 

 

В 3-ем сечении нормальные и касательные напряжения имеют наибольшее значение по сравнению с другими сечениями вала. Дальнейший расчет ведется только для 3-го сечения вала, которое называется расчетным.

Кσ = 2, 45 [3]

Кd = 0, 71 - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения. [3]

КF = 1, 5 коэффициент влияния шероховатости. [3]

КУ = 1, 5 коэффициент влияния поверхностного упрочнения. [3]

 

, (62)

 

 

Кτ = 2, 25 – коэффициент концентрации касательных напряжений. [3]

 

, (63)

 

 

Определяем пределы выносливости по нормальным напряжениям в расчетном сечении, Н/мм2:

 

, (64)

 

 

Определяем пределы выносливости по касательным напряжениям в расчетном сечении, Н/мм2:

 

, (65)

 

 

 

 

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

, (66)

 

 

Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

, (67)

 

 

Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетном сечении:

 

, (68)

 

 

5, 5> 2

 

Условие прочности выполняется.

 

2.3.6 Выбор болтов

 

В качестве фундаментных болтов для крепления шестерённой клети к фундаменту через раму выбираем болты фундаментные M36x350 ГОСТ 24379.1-80.

В качестве фундаментных болтов для крепления корпуса, закрывающего вал электродвигателя к фундаменту через раму выбираем болты фундаментные M48x450 ГОСТ 24379.1-80.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.