Скачать

Оборудование производства ИУ

Содержание

Содержание.............................................................................................. 1

Задание..................................................................................................... 2

Введение................................................................................................... 3

1. Расчет основных параметров роторной линии.................................. 4

1.1. Определение конструктивных параметров.................................. 4

инструментального блока.................................................................... 4

1.2. Выбор шага ротора...................................................................... 5

1.3. Расчет числа позиций технологического ротора........................ 5

1.4. Расчет конструктивных параметров роторов............................. 8

2. Расчет элементов инструментального блока.................................... 11

3. Расчеты на прочность элементов конструкции................................ 13

механического привода......................................................................... 13

3.1. Силы, действующие на элементы привода................................ 13

3.2. Расчет ползуна............................................................................ 15

3.3. Расчет перемычек барабана....................................................... 16

4. Расчет привода транспортного движения........................................ 19

4.1. Выбор схемы привода................................................................ 19

4.1. Определение крутящего момента на валу технологических и транспортных роторов............................................................................................... 19

4.1.1. Технологический ротор с механическим приводом рабочего движения. 19

4.1.2 Транспортный ротор............................................................ 20

4.2. Расчет мощности электродвигателя привода............................ 21

4.3. Выбор электродвигателя............................................................ 21

Список использованных источников.................................................... 22


Задание

Разработать автоматическую роторную линию для сборки спортивного патрона калибром 5.6 мм с производительностью 800 шт./мин.

Введение

В состав проектно-конструкторских задач, решаемых при проектировании любой автоматической машины, в том числе и роторной линии (АРЛ), входит параметрический синтез. Параметрический син­тез решает задачу определения основных конструкционных (геомет­рических и механических) параметров машины в целом, ее отдель­ных механизмов, устройств и рабочих органов. Применительно к проектированию автоматических роторных линий параметрический синтез включает определение конструктивных размеров инструмен­тальных блоков, установление шага ротора, расчет числа позиций (блоков, гнезд) рабочих роторов, радиусов начальных окружностей технологических и транспортных роторов, расчет транспортной ско­рости и частоты вращения роторов.

В большинстве случаев параметрический синтез является задачей оптимизационного типа: параметры роторной линии должны быть определены таким образом, чтобы заданный или выбранный кри­терий эффективности имел оптимальное значение. Руководствуясь определенными из расчетов параметрами машины, конструктор осуществляет эскизную, техническую и затем рабочую разработку.


1. Расчет основных параметров роторной линии

1.1. Определение конструктивных параметров

инструментального блока

Инструментальный блок (ИБ) это сменныйузел технологи­ческого ротора для установки инструмента и обеспечения основ­ных и вспомогательных переходов технологических операций. Инструментальный блок должен обеспечивать заданную точность взаимного расположения рабочего инструмента и обрабатываемой детали, обладать необходимыми прочностью и жесткостью, иметь минимальную массу, допускать быстрый съем из гнезда технологического ротора.

Типовая схема инструментального блока для штамповочной операции (см. рис.1) позволяет оценить его основные размеры.

Диаметр Dбл блока определяется с учетом максимальных поперечных размеров деформирующего инструмента

Dбл= (1.3… 2.5)*Dм, (1)

где Dм­­­– диаметр поперечного сечения матрицы, мм.

Расчетные зависимости для определения геометрических размеров матриц для различных технологических операций приведены в таблице 1. (1)

Диаметр матрицы: Dм= 3*dd = 3*5,6 = 16,8 мм

Диаметр блока: Dбл = 2*16,8 = 33,6 мм

Принимаем диаметр блока равный 36 мм

Длина блока:

Lбл = Lт + Lкр + Lзх,(2)

где Lт– технологическое перемещение инструмента, включающее подвод инструмента, рабочее перемещение и проталкивание детали из матрицы., мм;

Lкр, Lзх– размеры элементов ИБ, мм.

Технологическое перемещение на стадии эскизной проработки можно определить по формуле:

Lт = Н0 + Нд + Нм +(20...40)

где Hо– высота заготовки, мм;

Hд– высота детали, мм;

Hм– высота матрицы, мм.

Lт = 60 мм

Величина Lкр определяется из соотношения:

Lкр> Lт

Lкр = 80 мм

Величина Lзх определяется из конструктивных соображений.

Lбл = 60 + 80 + 40 + 180 мм

Максимальная длина блока:

Lбл мах = Lбл + Lт

Lбл мах = 180 + 60 = 240 мм

1.2. Выбор шага ротора

Шаг между гнездами ротора hр выбирается в зависимос­ти от размеров детали, инструментальных блоков и зазоров между ними (см. рис.2 (1)).

Для роторов штамповочного производства шаг ротора:

hp = Dбл + Dh

где Dh– зазор между инструментальными блоками,мм.

Величина Dh определяется размерами ИБ, их конструкцией и системой крепления в гнездах ротора (для роторов с механическим приводом Dh= (0.1… 0.4)× Dбл ):

hp = 36 + 0,3*36 = 46,8 мм

Рассчитанную величину шага роторов с механическим и гид­равлическим приводом округляем до ближайших значений

(см. табл. 3 (1)):

hp = 47,1 мм

1.3. Расчет числа позиций технологического ротора

Общее число позиций (инструментальных блоков, гнезд) рото­ра определяем по минимально необходимой длительности техноло­гического Тт и кинематического Тк циклов:

up = Пт * Тк/60 < 1,33* Пт * Тт/60 (3)

где Пт– теоретическая производительность ротора, шт/мин.

Теоретическую производительность выбираем по заданной факти­ческой производительности Пф с учетом цикловых потерь:

Пт = Пф/b

Для проектных расчетов коэффициент цикловых потерь

b= 0,7… 0,9.

Пт = 800 / 0,8 =1000 шт

Длительность технологического цикла должна обеспечивать выполнение технологической операции, включая вспомогательные переходы (загрузку детали, ее закрепление и выдачу из ротора). Длительность кинематического цикла определяется, в основном, характеристиками привода рабочего движения ротора. На рис. 1 приведена цикловая диаграмма технологического ротора, показывающая соотношение технологического и кинематического циклов. Для роторных машин, осуществляющих вращение ротора с постоян­ной скоростью, время обработки tр соответствует углу поворота jр, а t1– углу j1 и т.д.

Рис. 1. Цикловая диаграмма технологического ротора.

Уравнения циклов имеют вид:

TT= t1+ t2+ tp+ t3+ t4,

Tk= tпд+ tp+ tотв+ tх,

где t1, t4– соответственно время на подачу детали и выдачу ее из ротора, с;

t2, t3– время, затрачиваемое на закрепление и освобож­дение детали при обработке, с;

tр– технологическое время обработки детали, с;

tпд,tотв– интервалы времени подвода инструмента к детали и отвода,с;

tх– время простоя инструментов в исходном положении (хо­лостой ход), с.

Точные значения интервалов кинематического и технологичес­кого циклов можно определить только при расчете механизмов привода рабочего движения и механизмов захвата. На этапе пара­метрического синтеза эти интервалы определяются приближенно с учетом рекомендаций, полученных на основе практики конструиро­вания роторных линий.

Для механического (кулачкового) привода рабочего движения интервал tр, соответствующий обработке детали инструментом, определяем по следующим формулам:

для операций чеканки, гибки, сборки принимаем закон изменения ускорения по синусоиде, обеспечивающий к концу интервала плавное снижение скорости и ускорения рабочего органа до нуля:

tp= 2Lp/ Vp max = (4)

tp = 0,08 с

гдеLр, Vр max, aр max–соответственно путь, допустимые ско­рость и ускорение за время обработки детали инструментом, м, м/с,м/с2;

Ориентировочно дляуказанных операций можно принимать ар max£g,где g– ускорение свободного падения,м/c2.

Время подачи изделий в ротор t1 принимаем равным времени удаления из него t4, а при определении числовых значений ис­ходим из того, что угол сопровождения подающими и съемными устройствами не превышает 20°:

Величины интервалов t2 и t3 рассчитываем в зависимости от скорости срабатывания зажимных приспособлений, центрирующих и съемных механизмов. В первом приближении принимаем:

t2 = t3t1 = t4

Время подвода и отвода инструмента определяем в зависимости от типа привода рабочего движения. Для механического привода:

tпд = 1,57Lпд / Vмах = (5)

tотв = 1,5Lотв / Vмах = (6)

где Lпд,Lотв– соответственно перемещение инструмента при подводе к детали и отводе инструмента в исход­ное положение, м;

Vmax, аmax– максимальные скорость и ускорение на участках подвода и отвода, м/с, м/с2.

Для обеспечения максимальной синхронности работы приводных механизмов технологического и транспортного движений следует соблюдать неравенства tпд£ t1+ t2, tотв£ t3+ t4:

tпд = 0,157 с

tотв = 0,173 с

TT = 0,48 c

Tk = 0.46 c

После определения интервалов кинематического итехнологического циклов и проверки соблюдения неравенств определяем общее число позиций ротора

uр= Пт× Тк /60£ 1,33× Пт× Тт /60

uр= 7.66

Полученное число позиций технологического ротора uр округ­ляем в большую сторону и принимаем соответственно параметрическому ряду 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 16, 18, 20, 24 (см. таблицу 3 (1))

Принимаем количество инструментальных блоков uр= 8

Число инструментальных блоков, находящихсяодновременно врабочей зоне ротора, определяемпо формуле:

uo= Пт*tр / 60

uo= 1,33

D = 120 мм

1.4. Расчет конструктивных параметров роторов

Радиус начальнойокружности технологического ротора:

Rp= (1/ 2p)*uр*hp (7)

Rp= 60 мм

Величину радиуса Rр проверяем с учетом конструктивных размеров вала ротора и инструментальных блоков (см. рис.2):


Рис. 2. Схема к расчету свободного пространства технологического ротора

Rp 0,5(dв+ Dбл) + с

В первом приближении принимаем:

dв = 0,5 Dбл: с = 30...40 мм

dв= 18 мм

6057, условие выполняется

Частота вращения ротора (об/мин):

np= Пт / uр

np = 125 об/мин

Окружная (транспортная) скорость:

Vтр = Пт*hp /60 = p* np* Rp/30

Vтр = 78,5 м/мин

Для удобства компоновки и обеспечения установленной окружной скорости роторов рекомендуется принимать диаметры начальных окружностей зубчатых колес привода транспортного движения равными диаметрам начальных окружностей роторов. Поэтому полученное значение диаметра начальной окружности ротора Dр уточняем с учетом параметров зубчатого зацепления

Конструктивные параметры транспортных роторов определяем аналогично технологическим. С целью удобства размещения техноло­гических роторов, обеспечения доступа к рабочей зоне, простоты ремонта и обслуживания число позиций и диаметры транспортных ро­торов рекомендуется брать больше технологических (uтр= (1,25… 1,33)× uð).

Ïðèíèìàåì uтр= 10

Для всех технологических и транспортных роторов, входящих в роторную линию, соблюдаем основное условие компоновки:

Dp/Dтр= Rp/Rтр= uр/uтр= nр/nтр= const (8)

Из соотношения (8) определяются радиус начальной окружности Rтр и частота вращения nтр транспортного ротора:

Rтр= uтрRp/uр ;

nтр= nрuр/uтр

Rтр= 75 мм

nтр= 100 об/мин


2. Расчет элементов инструментального блока