 |
 |
 |
|
|||||||||
|
 | |||||||||||
|
 |
||||||||
|
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Реферат: Опорно-поворотный столРеферат: Опорно-поворотный столПроектирование поворотной части3.1.1. Определение параметров рольганга Согласно [2, с.226] принимаем следующие параметры рольганга: диаметр ролика Dр=42 мм (принимаем mд+mс=mг=50 кг); , нагрузка на один ролик будет составлять 1/3 от веса груза); число грузов, одновременно находящихся на конвейере, z0=1 (согласно принципу работы поворотного стола). Значение длины ролика принимаем конструктивно: lр=640мм. 3.1.2. Расчёт необходимой мощности привода, выбор электродвигателя и редуктора Требуемую мощность двигателя можем определить по формуле: , (3.1) где F – сопротивление движению груза по рольгангу, Н; vк – скорость движения груза по конвейеру; согласно расчёту по производительности vк=0,25 м/с; (0 – общий КПД устройств, передающих движение от электродвигателя к роликам, предварительно принимаем (0=0,75. Величину сопротивления движению груза по рольгангу можем определить по формуле [2, с.228]: , (3.2) . Подставляя данные значения в формулу (3.2), получим: Подставляя это значение в формулу (3.1), получим: В качестве привода применяем червячный мотор – редуктор АООТ «Завод Редуктор» МРЧ25Р с электронным вариатором. Его параметры: ; ); ; ; . : , (3.3) - частота вращения ролика, . (3.4) Таким образом, . Сравнивая это значение с наибольшим крутящим моментом на выходном валу, приходим к выводу, что мотор – редуктор обеспечивает необходимый крутящий момент. 3.1.3. Расчёт и конструирование цепной передачи привода рольганга поворотной части Требуется спроектировать цепную передачу со следующими параметрами: ; ; . Согласно [4, с. 413] выбираем цепь ПР-8-460 ГОСТ13568-75. Определим параметры звёздочек. Делительный диаметр звёздочек [3, с. 148]: , (3.5) . Диаметр окружности выступов звёздочек [3, с. 148]: , (3.6) 3-курсовое проектирование деталей машин . Подставляя в (3.6) значения, получим: . Диаметр окружности впадин звёздочек [4, с. 418]: (3.7) Наибольший диаметр обода можем определить по формуле [4, с. 418]: , (3.8) . Проведём проверочный расчёт цепи на прочность. Условие прочности имеет следующий вид [3, с.151]: , (3.9) - окружная сила на звёздочке: ; (3.10) - центробежная сила: , (3.11) ; - сила от провисания цепи: (3.12) , данными значениями учитывается наихудший случай; . Подставляя данные значения в (3.9), получим: . Таким образом, выбранная цепь удовлетворяет условию прочности. Определим число звеньев цепи, соединяющей соседние ролики: . (3.13) Определим число звеньев цепи, соединяющей выходной вал мотор – редуктора с роликом: . (3.14) . 3.1.4. Выбор и проверочный расчёт подшипников качения Номинальную долговечность (ресурс) подшипников можем определить по формуле: , (3.15) . ). Проверим выбранные подшипники по ресурсу. Для определения эквивалентной нагрузки на подшипник ролика составим расчётную схему. Расчётная схема для определения радиальной нагрузки на подшипники Рис. 3.1 Пренебрегая неравномерностью распределения веса груза G по подшипникам (предполагаем, что вес груза действует точно по центру ролика) и радиальными усилиями, обусловленными работой цепной передачи, для определения радиальных нагрузок на подшипники можем воспользоваться формулой: , (3.16) . . Согласно [3, c. 212]: , (3.17) при вращении наружного кольца. . . Таким образом, . Подставляя это значение в (3.15), получим: для шарикоподшипников роликов ; для шарикоподшипников промежуточных роликовых опор . При этом считаем, что на шарикоподшипники промежуточных роликовых опор действует такая же нагрузка, что и на шарикоподшипники роликов. Данные значения ресурса работы подшипников нас удовлетворяют, оставляем выбранные марки подшипников неизменными. 3.1.5. Проверочный расчёт осей роликов на прочность Работоспособность осей будет обеспечена при соблюдении условия прочности для рассматриваемого i-го опасного сечения: (3.18) - допускаемые напряжения, которые можем определить по формуле: , (3.19) [4, с.105]. Составим расчётную схему для определения действующих напряжений. Расчётная схема оси Рис 3.2 Опасными являются два сечения оси: m-m и n-n. Проверим эти сечения на прочность. Величину действительных напряжений изгиба можем определить по формуле: , (3.20) до рассматриваемого сечения и диаметр оси в рассматриваемом сечении. Величину действительных напряжений среза можем определить по формуле: . (3.21) . Согласно (3.20;3.21) получим: . Согласно (3.20;3.21) получим: : ; . Таким образом, согласно условию прочности (3.18) получаем: ; . Условие прочности выполняется для обоих сечений, по этой причине оставляем размеры оси неизменными. 3.1.6. Расчёт и выбор пружины упорного устройства Выбор пружины произведён с помощью встроенной функции расчёта пружин САПР «КОМПАС – График 5.5». Результаты расчёта сведены в табл.3.1. Таблица 3.1 Расчетные данные по пружине сжатия N279 ГОСТ 13770 – 86 ПАРАМЕТР ОБОЗНАЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНА Наружный диаметр: D1 (мм) 16.000 Внутренний диаметр: D2 (мм) 13.200 Диаметр проволоки: d (мм) 1.400 Рабочий ход: h (мм) 24.773 Усилие предварительной деформации: F1 (H) 30.000 Рабочее усилие: F2 (H) 60.000 Усилие максимальной деформации: F3 (H) 71.000 Шаг: t (мм) 7.265 Число рабочих витков: n 10.000 Полное число витков: n1 11.000 Критическая скорость сжатия пружины: Vk(м/с) 4.940 Длина пружины в свободном состоянии: L0 (мм) 74.029 Длина пружины при предварительной деформации: L1 (мм) 49.256 Длина пружины при рабочей деформации: L2 (мм) 24.483 Длина пружины при максимальной деформации: L3 (мм) 15.400 Максимальное касательное напряжение пружины: (3 (МПа) 1200.258 Жесткость одного витка: C1 (H/мм) 12.110 Наибольший прогиб одного витка: s1 (мм) 5.865 Жесткость пружины: C (H/мм) 1.211 Масса пружины: M (кг) 0.00664 3.1.7. Расчёт массы поворотной части В данном разделе требуется произвести расчёт массы поворотной части с целью дальнейшего расчёта привода поворота. Величину массы поворотной части можем найти по формуле: , (3.22) - масса упорного устройства, кг. Массу металлоконструкций можем определить по формуле: , (3.23) - масса защитного кожуха цепи, кг. Масса поворотной платформы: , (3.24) - масса кольцевого швеллера: - толщина стального листа, мм.) Здесь и далее значения высот, длин, толщин и площадей определены с помощью встроенной функции САПР «КОМПАС – График 5.5» согласно чертежу. . Таким образом, согласно (3.24): Масса роликовой стойки: (3.25) - площади соответственно вертикального элемента стойки, основания, рёбер жёсткости малого и большого. Масса защитного кожуха цепи: , (3.26) - соответственно площадь поперечного сечения (мм2) и длина кожуха (мм). Подставляя значения в (3.23), получим: . Массу ролика можем определить по формуле: , (3.27) - масса основной трубы: ; (3.28) - масса вставки: ; (3.29) - масса упорного обода: ; (3.30) ( подшипник 1000903 ГОСТ8338-75); - масса оси ролика: (3.31) - соответственно площадь поперечного сечения, длина и толщина деталей или элементов (например, ступеней оси). Подставляя значения в (3.27), получим: . Массу промежуточной роликовой опоры можем определить по формуле: , (3.32) : , (3.33) ; - масса стойки промежуточной роликовой опоры: (3.34) - масса соответственно ребра жёсткости, основания, вертикального элемента и втулки, кг. - масса оси ролика промежуточной роликовой опоры: (3.35) ( подшипник 80201 ГОСТ7242-70); - масса обода: . (3.36) Подставляя эти значения в (3.32), получим: . . Массу приводных роликовых цепей можем определить по формуле: , (3.37) - длина одной цепи, м. Массу упорного устройства можем определить по формуле: , (3.38) - масса направляющих: (3.39) - масса упора: ; (3.40) . Подставляя значения в (3.38), получим: . Подставляя полученные значения в формулу (3.22), получим: . Проектирование неповоротной части 3.2.1. Расчёт необходимой мощности привода, выбор электродвигателя и редуктора Требуемую мощность электродвигателя можем определить по формуле: , (3.41) - общий КПД привода, предварительно принимаем (0=0,75. Определим величину момента, необходимого для вращения поворотной части: , (3.42) . Значение статического момента можем определить по формуле: , (3.43) . Таким образом, получим: . Значение момента сил инерции можем определить по формуле: (3.44) . Таким образом, . Согласно (3.41) получим: . Для выбора привода определим частоту вращения приводного опорного ролика и требуемый момент, подводимый к нему: (3.45) Согласно рассчитанным параметрам выбираем в качестве привода мотор – редуктор червячный МРЧ63 (АООТ «Завод Редуктор»). Параметры мотор – редуктора: ; ; ; ; . 3.2.2. Расчёт и конструирование цепной передачи Требуется спроектировать цепную передачу со следующими параметрами: ; ; . Согласно [4, с. 413] выбираем цепь ПР-19,05-3180 ГОСТ13568-75. Определим параметры звёздочек. Делительный диаметр звёздочек [3, с. 148]: , (3.46) . Диаметр окружности выступов звёздочек [3, с. 148]: , (3.47) . Подставляя в (3.47) значения, получим: . Диаметр окружности впадин звёздочек [4, с. 418]: (3.48) Наибольший диаметр обода можем определить по формуле [4, с. 418]: , (3.49) . Проведём проверочный расчёт цепи на прочность. Условие прочности имеет следующий вид [3, с.151]: , (3.50) - окружная сила на звёздочке: ; (3.51) - центробежная сила: , (3.52) ; - сила от провисания цепи: , (3.53) ; . Подставляя данные значения в (3.50), получим: . Таким образом, выбранная цепь удовлетворяет условию прочности. Определим число звеньев цепи, соединяющей соседние ролики: . (3.54) . 3.2.3. Проверочный расчёт подшипников качения В качестве опор роликов неповоротной части используются радиальные шарикоподшипники 104 ГОСТ8338-75. Проверочный расчёт этих подшипников проведён с помощью программы, предоставленной кафедрой «Детали машин», результаты расчёта представлены ниже. При расчёте использовалось следующее значение радиальной реакции опоры: (3.55) . Проверочный расчёт подшипников неприводных опорных роликов ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 30000 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30 РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ средний нормальный по ГОСТ 21354-87 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие относительно нагрузки вращается наружное кольцо подшипника ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 22.5 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н Опора 1 2 Подшипник 104 104 Радиальная реакция, Н 392 392 Максимальная осевая реакция, Н 0 0 Статическая грузоподъемность, Н 4500 4500 Эквивалентная статическая нагрузка, Н 784 784 Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 999999 999999 Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.9995 0.9995 Проверочный расчёт подшипников приводных опорных роликов ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 30000 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30 РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ средний нормальный по ГОСТ 21354-87 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 22.5 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н Опора 1 2 Подшипник 104 104 Радиальная реакция, Н 392 392 Максимальная осевая реакция, Н 0 0 Статическая грузоподъемность, Н 4500 4500 Эквивалентная статическая нагрузка, Н 784 784 Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 999999 999999 Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.9995 0.9995 Проектирование системы управления В данной части требуется спроектировать систему управления поворотным столом. Объектами управления в данном механизме являются: двигатель рольганга (привода роликов) 4АА50А2У3 – асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором; двигатель привода поворота поворотной части (двигатель поворота ПЧ) 4АА50А2У3 - асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором; электромагнит опускания упора переменного тока ~220В 50Гц. Система управления состоит из: источника питания (переменное напряжение: однофазное 220В 50Гц; трёхфазное 380В 50Гц); преобразователь напряжения (выходное напряжение =24В); датчики: индуктивные щелевого типа ПИЩ6 (питание =24В; дифференциал хода 2мм; ток нагрузки 0,033 А); оптический ДОБЩ16 (питание =24В; ток нагрузки 0,2 А; гестерезис срабатывания не более 5мм; диапазон реагирования 0…10м); конечный выключатель ВПК (~660 В 10А; =440В 10А). логическое устройство – программируемый контроллер СМ1820М. ПКМ2 (количество входных дискретных сигналов 26; выходных дискретных сигналов 16; питание однофазное ~220В 50Гц; возможность связи с верхним уровнем); усилители мощности, в качестве которых используются электронные вариаторы (поставляются вместе с применяемыми мотор – редукторами), позволяющие осуществлять управление электродвигателями по управляющим дискретным сигналам контроллера, бесступенчатое регулирование скорости, осуществлять разгон и торможение за 0,1…999с; контактор, подающий по сигналу контроллера напряжение на обмотку электромагнита; предохранительные устройства (автоматические выключатели). Схема расположения датчиков Рис. 3.1 Рассмотрим функционирование системы управления при загрузке-разгрузке ГПМ, находящегося слева от роликового конвейера (по ходу движения груза). Исходное состояние: поворотная часть находится в среднем положении, рольганг поворотного стола не включён, упор поднят (напряжение на электромагнит не подаётся). При подходе по впереди стоящему роликовому конвейеру груза к поворотному столу ЭВМ ВУ вырабатывает сигнал «Начало цикла» (НЦ), который поступает по проводной линии связи на контроллер поворотного стола (ПС), запускается двигатель рольганга М1 и подаётся управляющее напряжение на обмотку контактора. При этом происходит замыкание контактов контактора, что приводит к подаче силового напряжения на обмотку электромагнита (ЭМ). Шток ЭМ втягивается и упор опускается (появляется сигнал S8). По рольгангу поворотной части (ПЧ) ПС, который становится как бы частью роликового конвейера, движутся грузы. Датчик наличия груза в начале рольганга ПЧ (S2), при попадании груза в его рабочую зону (груз при этом перекрывает луч, создаваемый излучателем), подаёт сигнал на контроллер. При выходе груза из рабочей зоны датчика сигнал на контроллер не подаётся. Контроллер производит подсчёт поступающих сигналов с датчика S2 и при достижении определённого их количества (р(S2) поднимается упор. Число р определяется в зависимости от того, обработку какой операции производит ГПМ, обслуживаемый данным ПС. Далее при исчезновении сигнала S2 и появлении сигнала S1 включается торможение рольганга и включается привод поворота ПЧ (при наличии сигналов S8,S5,S3). Происходит поворот ПЧ. При появлении сигнала S6 включается торможение двигателя поворота ПЧ (встроенная функция мотор - редуктора). При появлении сигналов S5 и S7 двигатель полностью останавливается. При наличии сигналов S5,S7, а также сигнала разрешение включения рольганга (ВР) с ВУ происходит загрузка ГПМ на пониженной скорости движения груза, согласованной со скоростью движения приёмной позиции ГПМ (неизвестна из-за отсутствия данных по ГПМ). Далее происходит смена приёмной позиции ГПМ. По сигналу ВР происходит включение рольганга ПЧ и стол – спутник с обработанной заготовкой поступает на ПС (разгрузка ГПМ). Алгоритм работы при этом аналогичен алгоритму загрузки ГПМ. Далее происходит поворот ПЧ в среднее положение, опускание упора, и включение рольганга для перемещения груза на стоящий далее рольганг (алгоритм работы см. ниже). |
РЕКЛАМА
|
|||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
 |
© 2010 | |