Модернизация привода тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки листового проката - Производство и технологии дипломная работа

Главная

Производство и технологии
Модернизация привода тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки листового проката

Анализ работы самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки. Кинематическая схема привода. Расчет вала приводного ската. Разработка узлов агрегата продольной резки. Технологический процесс изготовления детали "Звездочка-ведущая".


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Производством холоднокатаной стали в России занято примерно 300 предприятий - около 100 металлургического и около 200 машиностроительного профиля.
Холодная прокатка является неотъемлемой частью тонколистового производства. С развитием автопромышленности сильно возросла потребность в оцинкованной холоднокатаной конструкционной тонколистовой стали толщиной 0,5--2,5 мм, изготовляемой из качественной углеродистой стали. Эта сталь должна иметь хорошую поверхность и быть вязкой, так как при штамповке она подвергается глубокой вытяжке.
Тонколистовую сталь прокатывают из конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества толщиной 0,9--2 мм. Ее поставляют в виде листов размерами от 600x1200 до 1250x2500 мм, а также в рулонах.
Кроме жести и конструкционной углеродистой стали, на станах прокатывают в холодном состоянии кровельную и декапированную сталь. Кровельную сталь производят толщиной 0,4-0,82 мм из мягкой углеродистой стали и поставляют в листах размерами 710Ч1420 мм и 750Ч150 мм и массой до 7,1 кг. Ее поставляют по массе в отожженном состоянии; испытывают на двойной кровельный замок.
Декапированную (травленую) тонколистовую сталь прокатывают из мягкой, мартеновской или бессемеровской (конвертерной) углеродистой стали; ее применяют для изготовления штамповкой посуды, арматуры и других изделий. Декапированную тонколистовую сталь прокатывают толщиной 0,25--2 мм и поставляют в листах размерами 510x710, 600x2000, 710x1420, 710x2000, 750x1500, 1000x2000 и 1250х2500мм в отожженном состоянии. Тонколистовую сталь толщиной 0,5-1,6 мм поставляют также оцинкованной.
Холодную прокатку широко применяют при производстве электротехнической листовой и трансформаторной сталей.
Холоднокатаную трансформаторную сталь выпускают в листах и рулонах толщиной обычно 0,08-0,5 мм и шириной до 1000 мм.
Спрос на электротехнические и трансформаторные стали требует от производителя увеличения темпов и объёмов производства, расширения типоразмеров продукции. В связи с этим особую важность приобретает окончательная отделка металла - продольная порезка рулонов на агрегатах продольной резки. Значительно возрастают требования к надёжности агрегатов и их основных узлов. Важнейшей задачей является обеспечение бесперебойной работы устройств, предназначенных для задачи подката в технологическую цепочку агрегата продольной резки - транспортёров, подъёмных столов, передаточных тележек.
Выполнение этой задачи достигается повышением ремонтопригодности оборудования путём увеличения степени стандартизации и унификации узлов и деталей оборудования. В данном проекте рассмотрены вопросы повышения надёжности транспортно-накопительной системы агрегата продольной резки стали путём проведения реконструкции тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки.
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ МОДЕРНИЗАЦИИ
В 1981 - 1982 годах в цехе динамной стали были установлены два агрегата продольной резки фирмы SKET (ГДР). Агрегат резки состоит из следующих механизмов: задающий транспортёр рулонов, разматыватель с прижимным роликом, задающее устройство, гильотинные ножницы № 1, лентосварочная установка, механизм уборки обрези, клеть натяжения (S-образные ролики), дисковые ножницы, кромкомоталка, тормозная клеть, гильотинные ножницы № 2, заправочная тележка, моталка, передаточная тележка, поворотное устройство, отводящий транспортёр рулонов.
Агрегат резки оборудован плавающим разматывателем и моталкой, автоматизированной заправочной тележкой; качество реза обеспечивается дисковыми ножами с твердосплавной режущей частью, расположенными в быстросменной кассете.
Система подачи рулонов на агрегат продольной резки представляет собой транспортно-накопительную систему, которая осуществляет функции доставки заготовок, перемещения, хранения и задачи в технологическую цепочку агрегата. Транспортируемая деталь - рулон динамной стали. Положение при транспортировке - ось рулона параллельна оси настила. Максимальный вес транспортируемого рулона 20 тонн. Транспортировка осуществляется в
горизонтальной и вертикальной плоскостях. Траектория движения тележки -- прямолинейная.
Задающий транспортёр состоит из накопительного стеллажа и передвижного подъемного стола - тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки.
Приемный стеллаж предназначен для приема очередного рулона. Вместимость приемного стеллажа - 4 рулона.
Тележка для подачи рулонов предназначена для транспортировки рулона от приемного стеллажа к разматывателю и для установки рулона на барабан разматывателя. Подъёмный стол состоит из механизма передвижения тележки стола и гидравлической установки подъема стола. Рабочий ход тележки стола -8850мм. Скорость передвижения тележки - 0,25м/с. Рабочее давление в цилиндрах гидросистемы - 150 МПа - 16 кгс/см 2 .
Привод перемещения тележки приемного стола от электродвигателя мощностью не менее 2,2 кВт через редуктор.
Механизм передвижения тележки состоит из электродвигателя, колодочного тормоза, муфты с тормозным шкивом, двухступенчатого цилиндрического редуктора и цепной передачи.
Достоинствами привода данной конструкции является её простота, надежность и удобство обслуживания и ремонта.
Работа системы осуществляется следующим образом (в соответствии с рисунком 1.1): Электромостовой кран устанавливает до 4 рулонов 7 на накопительный стеллаж. Тележка для подачи рулонов 1 подъезжает под крайний рулон и гидравлическая установка подъемного стола 2 приподнимает рулон над стеллажом на высоту, достаточную для свободного горизонтального перемещения. Затем включается механизм передвижения 3 и тележка, двигаясь по рельсовому пути 4, транспортирует рулон к валу разматывателя 5 агрегата резки и останавливается. Включается гидравлическая установка, и гидроцилиндр поднимает подъемный стол 2 с рулоном до совмещения оси рулона с осью вала разматывателя 5. Включается механизм передвижения 3 тележки и тележка движется горизонтально, надевая рулон на вал разматывателя до совмещения середины рулона с продольной осью агрегата. Подъемный стол 2 опускается и тележка выезжает из-под вала разматывателя.
Когда агрегат закончит резку заданного рулона, тележка задаёт следующий рулон аналогичным образом.
Рисунок 1.1 - Схема работы транспортно-накопительной системы агрегата
1.3 Анализ работы самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки
Транспортно - накопительная система агрегата продольной резки способна эффективно осуществлять функции доставки заготовок, перемещения, хранения, а также задачи рулонов в технологическую цепочку агрегата продольной резки стали. Для выявления конструктивных достоинств и недостатков проведём сравнительный анализ конструкции базовой тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки и тележек других конструкций.
1. Базовая самоходная тележка для подачи рулонов оборудована индивидуальным электро-механическим приводом передвижения расположенным на раме, тогда как тележки других конструкций перемещаются канатной тягой от лебёдки или кабестана.
2. Расположение узлов гидропривода (гидробака, насосной установки, блока управления) на раме самоходной тележки для подачи рулонов позволяет значительно сократить длину трубопроводов и снизить расход рабочей жидкости и нагрузку на насосную установку за счёт уменьшения утечек и общей длины трубопроводов. Гидравлические подъёмные столы других тележек питаются рабочей жидкостью от отдельностоящих (стационарных) насосных установок через гибкие подводы.
В некоторых конструкциях тележки перемещаются горизонтально при помощи гидравлического привода, представляющего собой длинноходовый гидроцилиндр. Применение гидравлического привода для горизонтального перемещения тележки позволяет значительно повысить точность позиционирования и обеспечивает плавность передвижения. Базовая самоходная тележка оборудована электромеханическим приводом, поэтому точность горизонтального позиционирования несколько ниже из-за высокой инерционности. Применение же гидропривода для горизонтального перемещения тележки в нашем случае не возможно из-за большой длины проходимого пути.
Кроме того конструктивный недостаток базовой тележки заключается в значительном собственном весе, в связи с тем, что механизм передвижения и гидропривод подъёма стола смонтированы на раме тележки.
Рассмотрим работу самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки.
Находясь в рабочем состоянии, и идеальных условиях эксплуатации тележка подвергается действию нагрузок от собственного веса конструкции; номинального веса груза; инерционных нагрузок, возникающих в процессе пуска и торможения; вибрационных нагрузок при движении. Однако в реальных условиях эксплуатации тележка подвергается воздействию дополнительных нагрузок случайного характера. Эти нагрузки могут быть вызваны; экстренным торможением, резким пуском или торможением противодвижением; внезапным отключением электрического тока; ударными нагрузками от столкновения движущейся тележки с тупиками или мусором на рельсовых направляющих.
Предельные значения нагрузок случайного характера ограничиваются буксованием ходовых колёс, а так же регулировкой тормозного момента и электрозащитой двигателя.
Работа тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки связана с перемещением по рельсовым направляющим. В связи с этим привод механизма передвижения подвергается вибрации, ударным нагрузкам, рывкам. Вибрация и ударные нагрузки ведут к преждевременному выходу из строя подшипников качения вала приводного ската, особенно когда тележка движется с рулоном, т.е. под нагрузкой. Рывки и пробуксовки при движении бывают вызваны неудовлетворительным состоянием рельсовых направляющих: наличием на них металлического мусора, потёками смазочного материала. В результате рывков происходит преждевременный износ звездочек цепной передачи, вытягивание цепи, возможен внезапный обрыв цепи. Кроме того, цикл работы тележки включает в себя частые остановки, поэтому возможны рывки, вызванные работой применённого в приводе нормально замкнутого колодочного тормоза. Серии таких рывков могут вызывать вытягивание и срез штифтов муфты.
Работа гидравлической установки подъёма стола связана с перемещением и удержанием в вертикальной плоскости рулонов большой массы. Вибрации, возникающие при движении тележки, ведут к увеличению нагрузки на гидравлическую аппаратуру, вызывая нарушения герметичности подводов и системы, внезапные отказы аппаратов управления, а также преждевременный износ насосной установки.
Таким образом, понятно, что причинами износа узлов механизмов являются условия работы тележки для подачи рулонов, а не недостатки конструкции. Простота конструкции привода механизма передвижения, а также кратковременный режим работы, позволяют обеспечить надежную работу привода и гидравлической установки в межремонтный период, тем не менее, осмотры при плановых ремонтах выявляют наличие на узлах и деталях такой степени износа, при которой требуется их замена и восстановление. Кроме того эксплуатация тележки показала, что надёжность цепной передачи недостаточна вследствие значительного вытягивания цепи, что свидетельствует о том, что грузоподъемность существующей цепной передачи недостаточна. Существует необходимость применения цепной передачи большей грузоподъёмности. Существующая штифтовая муфта производства ГДР недостаточно надёжна и не обеспечивает требуемой точности центрирования. Также не достаточна прочность корпуса цилиндрического редуктора производства ГДР - вследствие нагрузок в корпусе и на лапах появились трещины и выкрашивания.
Так как конструкция тележки для подачи рулонов разрабатывалась в Германии, то большинство деталей и узлов привода и гидравлической установки производятся за рубежом. Запасы же запасных частей и деталей из ремонтного комплекта ЗиП исчерпаны за длительный период эксплуатации агрегата резки. В связи с этим, замена не подлежащих восстановлению импортных узлов тележки существенно увеличивает затраты на ремонт тележки. В первую очередь это касается узлов гидравлической установки подъёмного стола. Применение отечественных аналогов позволило бы существенно снизить затраты на ремонт, однако разница между габаритными и присоединительными размерами импортных узлов и отечественных аналогов не позволяют применять последние без проведения реконструкции.
Целью проведения реконструкции является необходимость подготовки самоходной тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки к замене узлов и деталей производства ГДР на стандартные узлы и детали отечественного производства. Повышение надёжности привода механизма передвижения тележки, путём замены существующего редуктора на редуктор с более прочным корпусом, замены штифтовой муфты на фланцевую муфту, применения цепной передачи большей грузоподъемности.
1.5 Задачи проводимой реконструкции
Особенностью привода является высокое передаточное число, что достигается применением в его конструкции двухступенчатого редуктора и цепной передачи.
При проектировании привода основная задача - обеспечить небольшие габаритные размеры привода и добиться высокой надежности и ремонтопригодности основных его узлов. Применение в конструкции привода вертикальной цепной передачи, а так же стандартных узлов, и деталей, изготавливаемых на территории Российской Федерации и в ремонтных цехах ОАО «Северсталь» позволяет эффективно решить эти задачи.
- высокий крутящий момент на приводном скате,
- высокая надежность и ремонтопригодность привода.
-скорость передвижения тележки V = 10 м/мин = 0,2 м/с
-вес тележки и механизмов G 0 = 10,11 т
-диаметр обода ходового колеса, D XK = 400мм
- модернизация гидропривода подъемного стола с заменой импортных узлов на стандартные аналоги отечественного производства;
- разработка конструкции тележки, включающая разработку рамы для крепления узлов привода механизма перемещения и насосной установки гидропривода подъема стола;
- разработка технологического процесса изготовления детали «звездочка»;
- разработка инструмента - протяжки для выполнения посадочного отверстия в звездочке цепной передачи.
2.1.1 Разработка кинематической схемы привода
Механизм передвижения тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки предназначен для перемещения тележки в горизонтальной плоскости. Привод механизма передвижения тележки - электромеханический; состоит из электродвигателя, муфты с тормозным шкивом, колодочного тормоза, цилиндрического редуктора, цепной передачи и двух скатов. Конструктивно привод имеет конструкцию, родственную конструкции приводов грузовых тележек мостовых кранов малой грузоподъемности.
Электродвигатель целесообразно выбирать трёхфазный асинхронный крановой серии, так как работа тележки связана с частыми остановками и переменами направления движения.
Тормоз привода колодочный, короткоходовый нормальнозамкнутый с пружинным замыканием и приводом от электромагнита. Предназначен для плавного торможения тележки в конечный период движения.
Муфта - для уменьшения размеров привода целесообразно применение муфты с тормозным шкивом или глухой муфты.
Редуктор, примененный в приводе цилиндрический двухступенчатый с косозубыми колесами.
Тележка для подачи рулонов передвигается по рельсовым направляющим, опираясь на них через два ската. Каждый скат состоит из двух ходовых колёс, установленных на один вал. Ходовые колёса конструктивно выполнены с цилиндрическим ободом и с одной ребордой. Из двух скатов только один является приводным.
Передача крутящего момента от электродвигателя 1 на скат 6 осуществляется через редуктор 4 и цепную передачу 5. Приводная звездочка напрессована непосредственно на вал редуктора по посадке с натягом и фиксирована торцевой крышкой. Натяжение цепи осуществляется при помощи натяжного устройства.
Работа привода происходит следующим образом (рисунок 2.1):
Крутящий момент от электродвигателя 1 передается на быстроходный вал цилиндрического двухступенчатого редуктора 4 через муфту 2 с тормозным шкивом. С тихоходного вала редуктора 4 крутящий момент передается на приводной скат 6 через цепную 5 передачу. Остановка тележки достигается работой тормоза 3.
Рисунок 2.1 - Кинематическая схема привода механизма передвижения тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки:
1 - электродвигатель; 2 - муфта с тормозным шкивом (глухая); 3 - тормоз; 4 - редуктор; 5 - цепная передача; 6 - приводной скат.
Привод данной конструкции отличается высокой надежностью, а также простотой обслуживания и ремонта.
2.1.2 Расчет мощности электродвигателя
Сопротивление передвижению от сил трения
где W Т - сопротивление передвижению от сил трения, кгс;
G 0 - вес тележки и механизмов, кг (исходные данные);
Q - вес груза, кг (исходные данные);
D XK - диаметр обода ходового колеса, см (исходные данные);
f - коэффициент трения в подшипниках опор вала ходового колеса, согласно рекомендациям [24, c. 36] f=0,015;
- плечо трения качения, согласно рекомендациям [24, c. 36] принимаю = 0,06;
k p - коэффициент дополнительного сопротивления от трения реборд и торцов ступиц ходовых колёс о головку рельса, согласно рекомендациям [6, c. 36] принимаю k p =2,0.
сопротивление от уклонов подкрановых путей
где - величина уклона путей, принимаю согласно рекомендациям [24,c.36],
Полное статическое сопротивление передвижению
Коэффициент полезного действия привода
где пр - коэффициент полезного действия привода;
муфты - коэффициент полезного действия муфты, принимаю пр = 0,99;
п.к - коэффициент полезного действия подшипников качения, принимаю
ц.п - коэффициент полезного действия цепной передачи, принимаю
з.к - коэффициент полезного действия зубчатой передачи, принимаю
Предварительная мощность электродвигателя привода
где N - предварительная мощность привода, кВт;
W - полное сопротивление передвижению, Н;
V - скорость движения тележки с рулоном, м/мин;
пр - коэффициент полезного действия привода.
Подходит электродвигатель 4А132S8 асинхронный трехфазный ГОСТ 19523 - 74 согласно [39, c. 391]
синхронная частота вращения ротора - 750 об/мин;
асинхронная частота вращения ротора - 720 об/мин.
2.1.3 Определение передаточного числа привода
V - линейная скорость, м/с; V = 10м/мин = 0,2 м/с (исходные данные);
D - диаметр ходовых колёс, м (исходные данные).
где - количество оборотов на скате, об/мин;
где U прив - общее передаточное число привода;
n дв - асинхронная частота вращения ротора выбранного электродвигателя, n дв = 720 об/мин;
n - частота вращения приводного ската, об/мин.
Производим разбивку общего передаточного отношения:
где U прив - передаточное отношение привода;
U ред - передаточное отношение редуктора;
U цп - передаточное отношение цепной передачи.
Передаточное отношение двухступенчатого редуктора принимаю из стандартного ряда U ред = 31,5
Передаточное отношение цепной передачи
2.1.4 Определение угловых скоростей и моментов на валах
Мощность на быстроходном валу редуктора
где N б - мощность на быстроходном валу редуктора, кВт.
Угловая скорость быстроходного вала
где - угловая скорость быстроходного вала, рад/с;
n б - число оборотов на быстроходном валу, об/мин.
Крутящий момент на быстроходном валу редуктора
где М б - крутящий момент на быстроходном валу, Н?м.
Мощность на тихоходном валу редуктора
где N т - мощность на тихоходном валу редуктора, кВт.
Угловая скорость на тихоходном валу редуктора, рад/с:
Крутящий момент на тихоходном валу редуктора
где М т - крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Н?м.
где N с - мощность на приводном скате, Вт.
где М с - крутящий момент на приводном скате, Н?м.
Привод механизма передвижения - редукторный. Выбор редуктора производится по мощности. Исходными данными для выбора являются данные кинематического расчета - частота вращения вала электродвигателя n э , мощность на валу электродвигателя N э и передаточное число редуктора U ред .
По имеющимся данным выбираю двухступенчатый цилиндрический редуктор типа ГД - V - 31.36 - A. [19, c. 36]
Технические данные редуктора ГД - V - 31.36 - A:
Номинальная частота вращения быстроходного вала: n б = 750 об/мин.
Максимальная мощность на быстроходном валу: N мах.б = 7,0 кВт.
Коэффициент полезного действия ред = 0,97
Диаметр шейки быстроходного вала d б = 40мм
Длина быстроходного вала l б =110мм
Диаметр шейки тихоходного вала d т = 80 мм
Длина шейки тихоходного вала l т = 170 мм
Двухступенчатые цилиндрические редукторы типа ГД - редукторы общего применения изготавливаются серийно. Отличаются высокой надежностью и долговечностью в работе.
Цепная передача служит для передачи крутящего момента с тихоходного вала редуктора на приводной скат. Расположение передачи в пространстве - вертикальное с небольшим наклоном для обеспечения самонатяжения.
Частота вращения тихоходного вала редуктора
Выбираю число зубьев звездочки согласно рекомендациям [6, c. 255]:
Где Z1 - число зубьев ведущей звездочки;
Z2 - число зубьев ведомой звездочки;
U цп - передаточное отношение цепной передачи.
Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи,
Кэ = kд kа kн kсм kрег kреж (2.24)
где К э - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи,
назначаю коэффициенты согласно рекомендациям [6, c. 258];
k д - коэффициент динамической нагрузки, k д = 1,2;
k а - коэффициент влияния длины цепи на износ, k а = 1;
k н - коэффициент расположения передачи, k н = 1,25;
k рег - коэффициент монтажа передачи, k рег = 1,25;
k см - коэффициент смазки, k см = 1,5;
k реж - коэффициент режима, k реж = 1.
где [p] и - допустимое давление в шарнирах, в зависимости от частоты вращения малой звёздочки; первоначально беру равным [p] и = 3,5кгс/мм 2 ; [6, c. 258]
N т - мощность на тихоходном валу редуктора, кВт;
Z 1 - число зубьев на ведущей звёздочке, мм;
n т - частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин;
К м - коэффициент, с учотом числов рядов цепи равен К м = 2,5. [6, c. 258]
По ГОСТ 13568 - 97 беру цепь согласно данных: [11, с. 10]
Цепь 3ПР-38,1-38100 ГОСТ 13568 - 97
разрушающая нагрузка Q = 381 кН = 38100 кгс;
масса одного метра цепи q = 16,5 кг;
допустимое давление в шарнирах [p] = 2,8МПа.
2.2.2 Проверка работоспособности выбранной цепи
Допустимое значение не превышает выбранного, значит цепь удовлетворяет условию прочности.
при такой скорости передача способна функционировать с периодической смазкой. [6, c. 258]
Проверка статической грузоподъёмности выбранной цепи
где k - коэффициент, согласно рекомендациям [6, c. 257] k = 3 … 5;
, условие прочности соблюдается, данная цепь подходит.
где а - амплитуда переменных напряжений, МПа;
S - толщина пластины, мм; [11, с. 10]
h - ширина пластины, мм; [11, с. 10]
d - диаметр ролика, мм. [11, с. 10]
Запас прочности по переменным напряжениям
где k - эффективный коэффициент концентрации напряжений, k = 1,46; [2,c.260]
-1 - предел выносливости материала при симметричном цикле изгиба, принимаю -1 = 20 МПа.
где К ц - коэффициент качества цепи, для цепи типа ПР принимаю К ц = 0,85; согласно рекомендациям; [6, c. 261]
К м - коэффициент, учитывающий количество рядов цепи, К м = 2,5; [6, c. 258]
F оп - проекция опорной поверхности шарнира, F оп =1182 мм 2 ; [19, c. 10]
[p] - допустимое давление в шарнире, [p] = 35 Мпа. [11, c. 13]
Заданные нормы прочности соблюдаются, значит, дееспособность цепи обеспечена.
2.2.3 Основные параметры цепной передачи, конструирование звездочек
где а - межосевое расстояние, предварительно принимаем а = 710 мм
Округляем до целого числа L t = 83.
Диаметр делительной окружности ведущей звёздочки
Диаметр делительной окружности ведомой звездочки
Диаметры наружных окружностей звездочек
d в - диаметр посадочной поверхности вала, мм.
Длину ступицы ведомой звездочки назначаю конструктивно, l = 169мм.
где В вн - расстояние между пластинами внутреннего звена, для выбранной це-
Для придания конструкции ведомой звездочки дополнительной прочности целесообразно применение симметрично расположенных ребер жесткости.
где k f - коэффициент передачи, при вертикальном положении k f = 1;
2.3 Расчет и проектирование приводного вала
2.3.1 Ориентировочный расчет и конструирование вала приводного ската
Конструктивно вал приводного ската ступенчатый и состоит из ступеней: ступень 1 - для посадки ходовых колёс, ступень 2 - для посадки подшипников качения, ступени 3 и 5 - свободная часть вала, ступень 4 - для напрессовывания звезды цепной передачи.
Сначала рассчитываем диаметр вала под посадку звезды цепной передачи. Применяемый материал - Сталь 45.
[ф к ] - допускаемое напряжение на кручение, равно [ф к ]=15…20 МПа (Н/мм 2 ). [39,c.161]
Получается что минимальный диаметр вала приводного ската должен быть не менее 115,57мм; по ряду стандартных чисел [39,c.161] принимаю предварительно:
размер под ходовые колёса равен 130мм
размер шеек под посадку подшипников качения - 140мм
размер под посадку звезды зубчатой передачи - 155мм
размер незадействованной поверхности вала - 175мм
По результатам конструирования рисуем эскиз вала (см. Приложение 1).
2.3.2 Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов
При работе тележки, подшипники скатов подвергаются значительным радиальным нагрузкам от веса деталей привода, металлоконструкций тележки и транспортируемого металла. Таким образом, основным требованием, предъявляемым при выборе подшипников для скатов, является способность воспринимать высокие радиальные нагрузки, а также допускать незначительный перекос во время работы. Незначительными осевыми нагрузками, возникающим вследствие неточности сборки привода, или монтажа рельсовых путей при расчете можно пренебречь из-за их малой величины.
Предварительно выбираю роликовые радиальные сферические подшипники легкой серии. Для диаметра вала 140 мм выбираю подшипник 3003128 ГОСТ 5721-75 с диаметром внутреннего кольца 140 мм. [5,c.466]
Подшипники устанавливаются в литых неразъёмных корпусах. Смазка подшипников - периодическая закладная, осуществляется при помощи шприца-маслёнки через отверстие для смазки. Низкая скорость вращения ската, отсутствие нагрева подшипникового узла при работе, низкая запылённость позволяют применить щелевые уплотнения.
2.3.3 Эскизная компоновка узла приводного вала
Выполняем эскизную компоновку вала . (Приложение 2)
2.3.4 Проверка долговечности выбранных подшипников
По результатам эскизной компоновки формируем расчетную схему вала приводного ската рисунок 2.2
Вал приводного ската несет нагрузки от половины веса рулона Р р , половины веса металлоконструкций тележки и установленных на ней механизмов Р м.т , и нагрузку от цепной передачи F в .
Рисунок 2.2 - Расчетная схема вала приводного ската
Давление от цепной передачи разбиваем на составляющие
Реакции опор в вертикальной плоскости
Условие выполнено, уравнения составлены верно.
Реакции опор в горизонтальной плоскости:
Опора А имеет наиболее большую нагрузку, значит проверочный рассчет подшипников следует выполнять по опоре А.
Равномерная нагрузка (эквивалентная)
где k - температурный коэффициент, k = 1; [39, c. 215]
Х - коэффициент, Х = 1; [5, c. 471]
V - коэффициент, V = 1; [5, c. 471]
Р - нагрузка, Р = R A = 86011,75 Н;
k - коэффициент нагружения, k = 1,1. [39, c. 214]
Номинальная долговечность в оборотах
где L - номинальная долговечность, млн/об;
С - динамическая грузоподъемность подшипника, Н;
- показатель степени, согласно рекомендациям [39, c. 211], для роликоподшипников = .
По ГОСТ16162-85, [39,c.220] минимальная надежность для подшипников равняется 10000 часов. Надежность выбранных подшипников выше, значит подшипники выбраны правильно.
2.3.5 Уточненный расчет приводного вала
Определение запаса прочности для опасных сечений.
Материал вала приводного ската - сталь 45 подверженная нормализации, с пределом выносливости равным в = 570 МПа,
предел выносливости при симметричном цикле изгиба
предел выносливости при симметричном цикле кручения
Масштабные факторы по рекомендациям [14, c. 166]:
- для нормальных напряжений, = 0,61;
- для напряжений кручения, = 0,52.
Концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.
Амплитуда и напряжение от нулевого цикла
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Амплитуда цикла нормальных напряжений
среднее напряжение m = 0 согласно рекомендациям [39,c.163] коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
где - допускаемое значение коэффициента запаса прочности, =2,5 согласно рекомендациям [39,c.163]
условие , прочность сечения обеспечена.
Концентрация напряжений обусловлена посадкой ведомой звездочки с натягом.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
среднее напряжение m = 0 согласно рекомендациям [39,c.163]
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса по нормальным напряжениям по формуле (2.81)
Коэффициент запаса по касательным напряжениям по формуле (2.79)
где - допускаемое значение коэффициента запаса прочности, =2,5.
условие , прочность гарантированна.
Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 175мм к диаметру 165мм.
При и согласно рекомендациям [14, c. 164] принимаю:
коэффициенты концентрации напряжений k = 1,96 и k =1,30;
масштабные факторы: = 0,61 и = 0,52
среднее напряжение m = 0 согласно рекомендациям [39,c.163]
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
коэффициент запаса по нормальным напряжениям по формулу (2.81)
Коэффициент запаса по касательным напряжениям по формуле (2.79)
где - допускаемое значение коэффициента запаса прочности, =2,5
Концентрация напряжений вызвана шпоночной канавкой.
Напряжение и амплитуда от нулевого цикла по формуле (2.78)
Коэффициент запаса по касательным напряжениям по формуле (2.79)
амплитуда цикла нормальных напряжений по формуле (2.80)
среднее напряжение m = 0 согласно рекомендациям [39,c.163]
коэффициент запаса по нормальным напряжениям по формуле (2.81)
где - допускаемое значение коэффициента запаса прочности, =2,5
условие , прочность сечения обеспечена.
2.4 Моде
Модернизация привода тележки для подачи рулонов на агрегат продольной резки листового проката дипломная работа. Производство и технологии.
Контрольная работа: Болезни и вредители декоративных растений
Реферат: Литература - Социальная медицина (Заболеваемость населения, Виды и методы
Пишем Эссе 9 Класс
Курсовая работа: Оценка конкурентоспособности товара на примере гипермаркета Глобус
Контрольная Работа Математика 8 Класс Квадратные Корни
Образ Чацкого План Сочинения
Сочинение На Тему Осень 3 Класса Ответ
Арбитражные Заседатели В Арбитражном Процессе Реферат
Курсовая работа по теме Формирование положительной мотивации у младших школьников при дифференцированном подходе на уроках иностранного языка
Тенденции Развития Мирового Рынка Ценных Бумаг Эссе
Министерство Образования Сочинение
Вступительная Контрольная Работа По Химии 10 Класс
Практическая Работа На Тему Расчет Цикла Паротурбинной Установки
Разработка Рабочего Плана Курсовой
Сочинение На Тему Общение
Сочинение по теме Моё понимание стихотворения Н.С. Гумилёва «Заблудившийся трамвай»
Дипломная Работа На Тему Назначение Наказания По Совокупности Преступлений
Реферат по теме Постсоціологічний період в розвитку соціологічної думки: Ф. Знанецький і Т. Парсонс
Реферат: Функциональная асимметрия мозга у лиц с аномальным сексуальным поведением
Темперамент И Успешность Младшего Школьника Курсовая Работа
Организация рынка ASP-услуг - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Организация труда работников магазина (на примере магазина ООО "Эдем") - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа
Паблік рілейшнз у системі маркетингових комунікацій - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа