Полуавтомат РП-1600 для раскроя рулонов ткани на полосы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение и обоснование темы проекта

1. Анализ технической литературы и патентных материалов по оборудованию для раскроя длинномерных изделий

2. Проектная часть

2.1 Проектирование кинематической схемы полуавтомата для раскроя рулонов на полосы

2.2 Проектирование пневмогидравлической системы управления

3. Расчетная часть

3.1 Расчет технологических усилий резания и определение мощности двигателя привода ножа

3.2 Расчет усилий подачи и определение параметров гидроцилиндра привода отрезной головки

3.3 Расчет усилий перемещения отрезной головки и определение мощности двигателя привода для позиционирования отрезной головки

3.4 Расчет привода вращения рулона и определение мощности приводного двигателя

3.5 Расчет параметров пневмоцилиндров равнения кромки

3.6 Расчет производительности

3.7 Расчет деталей на прочность

4. Технологическая часть

4.1 Описание конструкции детали

4.2 Технологический процесс изготовления детали

4.2.1 Методы обработки поверхностей детали

4.2.2 Дифференциация операций и базирование

4.3 Размерный анализ технологического процесса

4.4 Составление и решение уравнений размерных цепей

4.6 Режимы резания

5. Технико-экономический расчет

6. Охрана труда и промышленная экология

6.1 Общие положения

6.2 Характеристика машины

6.3 Санитарно-гигиенические мероприятия

6.4 Мероприятия по пожарной безопасности

6.5 Компенсация профессиональных вредностей. Индивидуальная защита

6.6 Промышленная экология

Заключение

Литература

Приложение

Введение и обоснование темы проекта

В швейной промышленности среди раскройного оборудования имеется множество машин для раскроя настилов ткани, однако операция раскроя рулонов на полосы или бобины менее механизирована, как в этом можно убедиться из обзорной части дипломного проекта. Наиболее распространенным среди отечественного оборудования раскроя рулонов материала является полуавтомат РП-1600, сконструированный минским ЭКТБ КФП в 1985 году. Поэтому назрела необходимость в создании отвечающего современным условиям и техническим требованиям оборудования для раскроя рулонов на основании имеющейся базы.

Целью дипломного проекта является проектирование кинематической и пневмогидравлической схем полуавтомата для раскроя рулонов ткани на бобины, проектирование конструкции отрезной головки, проведение проектных и поверочных расчетов для определения целесообразности конструкции. Помимо этих целей требуется спроектировать технологический процесс изготовления детали конструкции полуавтомата, провести расчет экономического эффекта полуавтомата, провести анализ соответствия проектируемого полуавтомата требованиям охраны труда и промышленной экологии.

1. Анализ технической литературы и патентных материалов по оборудованию для раскроя длинномерных изделий

Среди оборудования для раскроя рулонов имеется разнообразные устройства машинного, полуавтоматического или автоматического действия.

По патенту ФРГ № 3710454, кл. D 06 Н 7/02, 1987 описан станок для резки рулонного полотна.

На рисунке 1.1 представлен станок, общий вид; на рисунках 1.2 и 1.3 - разрез А-А на рисунке 1.1, соответственно, начало резки и конец резки.

На станине 1 установлены раскаточные (тормозные) головки 2 и головка 3 (приводная) для закрепления квадратной оправки 4 с резиновыми шайбами 5. Привод 6 имеет цепную передачу 7, кинематически связанную с головкой 3.

Рычаги 8, закрепленные на осях 9 и образующие поджимной несущий кронштейн, имеющий два пневмоцилиндра 10 и оправку 11 для держателей 12 ножей 13 с их фиксаторами 14. На оправке 11 закреплены подвижно два роликодержателя 15 с парой эксцентричных опорных роликов 16 (эксцентриситет 3мм) с подшипниками 17 на осях 18. Фиксатор 19 крепит роликодержатели за счет паза 20 в оправке 11, которая, в свою очередь, крепится к рычагам 8 болтами 21, как и штанги 22 для пневмоцилиндров 10.

Исходный рулон устанавливается в раскаточных головках 2, а конец полотна (ткани) наматывается на резиновые шайбы 5, одетые на оправку 4 приводной головки 3. Роликодержатели 15 фиксируются по краям ткани на оправке 11 с помощью фиксаторов 19, а ножедержатели 12 устанавливаются по необходимой ширине нарезаемых полос ткани и фиксируются винтами 14. Вылет ножей 13 (величина врезания в рулон ткани) должен быть 5-7мм относительно касания роликов 16 поверхности разрезаемого рулона, т.е. эксцентриситет роликов, равный 3 мм, не перекрывается.

Включается привод 6 вращения оправки 4 разрезаемого рулона, и одновременно подается воздух на пневмоцилиндры 10, которые прижимают оправку 11 ножедержателей и роликов к вращающейся оправке 4 с резиновыми шайбами 5 на закаточной головке 3, при этом ролики 16 упираются в навиваемую ткань, а ножи 13 прорезают эту ткань по заданной ширине.

Процесс резания ткани осуществляется посредством колебательного движения ножей 13 за счет эксцентричности опорных роликов.

Это обеспечивает оптимальный режим резания ткани в момент ее намотки в рулон с небольшими усилиями на ножах, поскольку они погружаются в прорезанный паз, разрезая только один слой ткани. Лезвие ножа работает не одной точкой, а определенной зоной, так что стойкость его увеличивается и сохраняется чистота реза и ровная кромка.

После разрезания рулона он снимается с оправки 4, а набор резиновых шайб 5 позволяет легко разделить нарезанные бухты из рулона.

Плоские ножи практически разрезают один слой ткани при своем колебательном движении за счет эксцентриситета роликов. Лезвия ножей работают не одной точкой, а некоторым участком по длине, равным величине эксцентриситета роликов. Разрезать можно рулоны практически всех размеров, а нарезанные ленты автоматически удерживаются между ножами, т.е. сохраняется ровность намотки. Деформация ткани отсутствует, так как усилия резания минимальные.

Сотрудниками ОГМ ОАО «Моготекс» разработан полуавтомат для раскроя рулонов ткани на тканевые ламели для жалюзи. На рисунке 1.4 показано взаимодействие дискового ножа и раскраиваемого материала в момент резания. Позициями обозначено: 1 - вал, 2 - вал выдавливания, 3 - дисковый нож, 4 - кронштейн крепления ножа, 5 - вал крепления ножа, 6 - пружина, 7 - винт затягивания пружины.



Рисунок 1.1 - Конструктивно-кинематическая схема станка для резки рулонов ткани

Рисунок 1.2 - Кинематика резания в начале резки

Рисунок 1.3 - Кинематика резания в конце резки

Рисунок 1.4 - Взаимодействие дискового ножа и раскраиваемого материала в момент резания

Кинематическая схема транспортной части полуавтомата представлена на рисунке 1.5, где позициями обозначены: 1 - раскатное устройство, 2 - обводное устройство, 3 - обводное устройство, 4 - обводной ролик, 5 - устройство вала выдавливания, 6 - дисковый нож (устройство ножа на рисунке 2.1), 7 - обводной ролик, 8 - устройство тянульного вала, 9 - обводной ролик, 10 - верхнее накатное устройство, 11 - нижнее накатное устройство. Следует заметить, что использование двух накатных устройств улучшает процесс резания, поскольку накатные устройства направляют разрезаемые соседние ламели в разные стороны. Схожий транспорт и механику резания имеет устройство для продольного разрезания рулонного полотна (описание изобретения SU 10525920, авторское свидетельство СССР №151291), содержащее рулонодержатель, барабаны для намотки лент, ножевой валик с набором дисковых ножей и пары прижимных валиков (рисунок 2.6). Особенность устройства состоит в том, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения лент разной ширины, оно имеет смонтированную перед ножевым валиком по направлению перемещения полотна направляющую плиту 13 (рисунок 1.7, 1.8) с продольными пазами 18, расположенными между дисковыми ножами 5, и валик 16 с набором клиновидных прижимов 17, размещенных над пазами направляющей плиты и подпружиненных к ней с помощью пружины 15, закрепленной в кронштейне 14.

Рисунок 1.5 - Кинематическая схема машины для резки ткани

Рисунок 1.6 - Конструктивно-кинематическая схема устройства для резки рулонов ткани

Рисунок 1.7 - Взаимодействие ножей и материала

По авторскому свидетельству СССР № 914290, кл. B 29 С 17/14, 1980 описано устройство для продольной резки ленты полимерного материала. На рисунке 1.8 дано устройство в начальный момент резки ленты, вид сбоку, на рисунке 1.9 -- устройство в момент окончании резки, общий вид; на рисунке 1.10 -- устройство, общий вид; на рисунке 1.11 -- сечение А-А на рисунке 1.9 (в зоне радиусной кромки ножа) и сечение Б-Б на рисунке 1.9 (в зоне острой кромки ножа).

Устройство состоит из основания 1, на оси которого размещен барабан 2 с подложкой 3 и шарнирно закреплены поводки 4. На втором конце поводков 4 соосло установлены следящий ролик 5, контактирующий через подложку 3 с разрезаемым материалом на приемном барабане 6. На поводках 4 на оси 7 установлены с возможностью поворота вокруг них ножи 8 в виде двуплечих рычагов, огибающих приемный барабан 6. На наружной поверхности криволинейного плеча 9 выполнена режущая кромка 10, которая состоит их радиусного участка 11 и заостренного участка 12, расположенного на конце. Второе плечо 13 шарнирно соединено с тягой 14, установленной на основании 1, и является звеном подвижного четырехугольника. Следящий ролик 5 установлен между ножами 8 на оси 7.

Рисунок 1.8 - Конструктивно-кинематическая схема устройства для резки рулонов ткани

Форма режущей кромки 10 ножа 8 определяется из условия постоянства угла резания и минимального расстояния зоны резания от приемного барабана 6. Пружина 15 одним концом соединена с поводком 4, а другим -- с основанием 1, и служит для прижатия следящего ролика 5 к барабану 6, установленному на кронштейне 16.

Устройство работает следующим образом.

Ленту материала 17 и подложку 3 закрепляют на приемном барабане 6. При этом ножи 8 острым участком 12 прорезают материал 6, а подложка 3 проходит под следящим роликом 5. Пружина 15 прижимает поводки 4 вместе со следующим роликом 5 к барабану 6, которому затем придают вращательное движение, например, от электродвигателя (не показан).

Лента материала 17 движется от подающего барабана (не показан) на приемный барабан 6, перед которым происходит его резка на полосы радиусным участком 11 ножа 8.

При возможном заедании или соединении уточных нитей в жгут материал 17 поднимается по радиусному участку 11, разрезается на заостренном участке 12 и возвращается и исходное положение.

Минимальное расстояние до точки укладки материала 17 на подложку 3, намотанную на барабан 6, и перемещение точки реза на режущей кромке ножа обеспечиваются в предлагаемом устройстве следующим образом.

Ролик 5 находится в постоянном контакте с подложкой 3 за счет усилия пружины 15, воздействующей на поводок 4, который вместе с ножами 8 поворачивается по мере увеличения диаметра приемного барабана 6. Кроме того, за счет поворота ножей 8 вокруг оси следующего ролика 5 посредством подвижного четырехугольника производится коррекция положения ножа 8 при изменении диаметра приемного барабана б с целью обеспечения минимального расстояния от ножа 8 до подложки 3 и перемещения точки реза по режущей кромке ножа. Второе плечо 13 ножа 8 необходимо для соединения подвижного четырехугольника.

В случае его отсутствия с изменением диаметра приемного барабана изменяется расстояние между ножом и подложкой и точка реза не перемешается по режущей кромке ножа.

Длина элементов подвижного четырехугольника определяется исходя из реальной конструкции устройства и разности диаметров приемного барабана.

Таким образом, в предлагаемой конструкции изобретения предусмотрено минимальное расстояние от ножа до барабана, что обеспечивает повышение качества укладки материала, и перемещение точки реза по кромке ножа, улучшающее качество резания при налипании связующего на режущую кромку ножа. Кроме того, предотвращается осевое смещение слоев и расслоение продольных волокон ленты за счет того, что производится точная намотка ленты на приемный барабан, устраняется возможность перерезания продольных волокон и лента материала получается с эквидистантными и ровными краями.

Рисунок 1.9 - Схема резания

Рисунок 1.10 - Общий вид устройства

Рисунок 1.11 - Сечения кромок ножа

Кинематическая схема отрезной головки полуавтомата РП-1600 для разрезания рулонов, сконструированного минским ЭКТБ КФП в 1985 году, представлена на рисунке 1.12. Вращение дисковый нож 1 получает от двигателя 5 через клиноременную передачу (шкивы 2, 4, ремень 3). Заточка дискового ножа производится шлифовальным кругом 6, получающим движение от двигателя 7. Подвод заточного устройства к ножу обеспечивается винтом 8. Поперечная подача ножа осуществляется от гидроцилиндра 10, который перемещает каретку 9 с ножевым устройством. Продольную подачу ножа обеспечивает двигатель 13, который передает движение отрезному устройству с помощью червячной передачи 11-12 и винтовой передачи 14.

Рисунок 1.12 - Кинематическая схема отрезной головки

Для примера использования различной конфигурации ножей рассмотрим некоторые виды передвижных раскройных машин, применяемых в швейной промышленности для раскроя плоских деталей. В таблице 1.1 приведены технические данные трех типов раскройных машин фирмы «Паннония».

Таблица 1.1 - Техническая характеристика передвижных раскройных машин

Показатель	Класс машины
	ЭЗМ-2	CS 529	CS 530
Габарит машины, мм	500х250х270	437х185х330	403х185х330
Максимальная ширина разрезаемого настила	100	130	160
Величина хода ножа, мм	30	40	40
Размеры ножа (длина, ширина, толщина)	180х20х0,6	220х22х0,7	220х22х0,7
Электродвигатель: мощность, Вт	475	250	350
напряжение, В	380х220	380х220	380х220
частота вращения вала, об/мин	3000	2800	2800
Масса машины, кг	15	15	18

По своему устройству эти машины аналогичны, они отличаются только техническими данными. Рассмотрим устройство и работу наиболее распространенной машины типа CS 529-1А с заточным устройством. К передней части платформы прикреплены подпружиненный козырек, который отделяет нижнее полотно настила в процессе работы машины от поверхности стола, и узкая стойка. Для облегчения передвижения машины по столу снизу платформы к пластинчатым пружинам присоединены ролики с встроенными игольчатыми подшипниками. Игольчатые подшипники облегчают плавное передвижение машины по крыше настилочного стола. Пластинчатые пружины служат для гашения вибрации при работе машины. Для удобства перемещения машины по столу имеется рукоятка, изготовленная из эбонита. Пуск электродвигателя производится нажатием на кнопку включения, расположенную сзади рукоятки. Сверху на стойку (рисунок 1.13) установлен трехфазный короткозамкнутый асинхронный электродвигатель 1.

Передний конец вала 2 электродвигателя выполнен в виде конуса, на который надет кривошип (маховик) 3. В отверстие этого кривошипа вставлен палец, запрессованный в шарикоподшипниках. На палец надета верхняя головка шатуна 4, соединенная с ползуном 5, который расположен в направляющих. К отростку ползуна 5 винтом прикреплен нож 6. Нож установлен в направляющих пазах стойки.

Устройство перемещения лапки. Передняя часть машины закрыта кожухом, в пазу которого установлена зубчатая рейка 22. К нижней части этой рейки прикреплена лапка 27. Высота лапки фиксируется рукояткой 26 в таком положении, чтобы лапка слегка нажимала на ткань, не давая верхним полотнам настила смещаться вверх и вниз при движении ножа. Рукоятка закреплена на рычаге 25, который связан с подпружиненным штоком 23. В исходном положении шток 23 контактирует с зубчатой рейкой 22 под действием пружины. При нажатии на рукоятку 26 рейка 22 вместе с лапкой получает возможность вертикального перемещения в направляющих. Прижимное устройство с лапкой одновременно служит и для предохранения пальцев работающего от пореза ножам. Лезвие ножа имеет двустороннюю заточку с общим углом 15-20о.

Заточное устройство. С маховиком 3 взаимодействует ролик 7, расположенный на валу 8. На переднем конце вала закреплен червяк 9, находящийся в зацеплении с червячным колесом 10. Система звеньев 7-9 расположена в корпусе, который имеет возможность поворота относительно оси червячного колеса 10. В исходном положении пружина стремится отвести ролик 7 от маховика 3. Зубчатое колесо 10 закреплено на ходовом винте 11, который выполнен с двумя нарезками: левой и правой. При движении гайки 12 по ходовому винту в крайних нижнем и верхнем положениях происходит переход ее на другую ветвь нарезки. Тем самым обеспечивается возвратно-поступательное движение гайки 12. Винт 11 расположен в направляющих корпуса.

Рисунок 1.13 - Кинематическая схема машины CS-313

Отросток гайки 12 закреплен на втулке 13, на которой расположен кронштейн 15 с абразивными кругами 16. Во втулку 13 входит направляющий стержень 14, закрепленный в корпусе. Также гайка 12 имеет второй отросток, в отверстии которого расположен подпружиненный толкатель 20. Толкатель может взаимодействовать с кулачком 21, а тот - с рычагом 19. Также на рычаг 19 может воздействовать кулачок 18, связанный с кнопкой 17.

Работа устройства происходит следующим образом. При нажатии на кнопку 17 кулачок 18 воздействует на рычаг 19, заставляя его повернуться и подвести ролик 7 к маховику 3. Происходит вращение червяка 9, червячного колеса 10 и ходового винта 11. Гайка 12 перемещается снизу вверх и обратно, одновременно перемещаются втулка 13, кронштейн 15 и абразивные круги 16. Происходит заточка ножа. При подходе в крайнее верхнее положение толкатель 20 взаимодействует с кулачком 21 и последний отводит рычаг 19 в исходное положение.

Машины с прямыми ножами обеспечивают большую точность раскроя. Однако их производительность зависит от остроты лезвия. При незначительном затуплении лезвие нуждается в правке и заточке. Затупление лезвия особенно заметно при раскрое толстых и жестких тканей, тканей с пропиткой и синтетических материалов. Для разрезания не очень жестких тканей используется гладкое лезвие, для разрезания тяжелых тканей, идущих на спецодежду - зубчатое лезвие и для разрезания синтетических тканей - полнообразное лезвие. В машинах CS 529 и CS 530 применена фитильная центральная смазка кривошипно-шатунного механизма. Для этого вверху корпуса машины установлен масляный резервуар с размещенным в нем фитилем. Масло из резервуара поступает по фитилям, заключенным в полихлорвиниловые трубки, концы которых закреплены в направляющих ползуна 5. Размещение фитилей в пазах направляющих обеспечивает равномерную смазку ползуна 5. Как сверху, так и снизу направляющих установлены войлочные прокладки, препятствующие вытеканию масла и защищающие ткань от загрязнения. Заливка масла в резервуар производится с помощью масленки. В машинах с вертикальным ножом скорость движения ножа непостоянна, она изменяется в пределах от 0 до 4 м/с. Среднюю скорость Vср определяют по формуле:

,

где n - частота вращения вала двигателя (n=2800 об/мин);

h - величина хода ножа (h=40 мм).

Раскройные машины с дисковым ножом

Передвижная машина с дисковым ножом марки ЭЗДМ-1 (рисунок 1.14) предназначена для разрезания низких настилов высотой до 50 мм по прямым линиям и для вырезания деталей, имеющих небольшую кривизну. Рабочим органом машины является дисковый нож 6 диаметром 120 мм и толщиной 1,5 мм. Он установлен в широкой стойке, поэтому разрезание настила по траектории с небольшим радиусом закругления невозможно, так как произойдет смещение соседних участков настила. Область применения машин ЭЗДМ-1 меньше, чем машин ЭЗМ-2.

Диск 6 получает вращение от трехфазного электродвигателя 1 мощностью 220 Вт (напряжением 220/380 В) через конические шестерни 3 и 4 с передаточным отношением i=1:1. Электродвигатель установлен сверху на стойке машины, стойка имеет форму диска несколько большего диаметра, чем дисковый нож. Нижняя часть стойки винтами и контрольными шпильками закреплена на платформе.

Платформа снабжена козырьком и снизу имеет четыре ролика для легкости передвижения машины. Кроме дискового ножа, на платформе установлен неподвижный призматический нож 7, прижимающийся под действием пружины 9 к режущей кромке дискового ножа 6. Частота вращения вала электродвигателя 1400 об/мин.

Рисунок 1.14 - Кинематическая схема машины ЭЗДМ-1

Окружная скорость дискового ножа диаметром 120 мм составит:

Дисковый нож в процессе работы машины получает вращение в одном направлении, обеспечивая прижим настила к поверхности стола.

Для включения и останова электродвигателя в рукоятке вмонтирован выключатель. Рукоятка одновременно служит для перемещения машины по поверхности стола. Заточка режущей кромки дискового ножа производится специальным приспособлением, состоящим из двух небольших шлифовальных кругов 13, смонтированных под рукояткой машины.

Для приведения в действие точильного приспособления большим пальцем правой руки нажимают на пусковую кнопку 14. Шлифовальные камни подводят к вращающемуся дисковому ножу. При повороте пусковой кнопки шлифовальные камни поочередно подходят к дисковому ножу, обеспечивая его двустороннюю заточку.

2. Проектная часть

2.1 Проектирование кинематической схемы полуавтомата для раскроя рулонов на полосы

Полуавтомат предназначен для раскроя рулонов на полосы в бобинах. Область применения - кожгалантерейная промышленность.

Технические характеристики полуавтомата

1. Средняя производительность, бобин/час	60
2. Минимальная ширина нарезаемых полос, мм	10
3. Точность отрезания, мм	±0,5
4. Габаритные размеры исходного рулона, мм
диаметр	360
длина	1600
5. Высота оси вала главного над уровнем пола, мм	1000
6. Продольная подача ножа	автоматическая
7. Поперечная подача ножа	автоматическая
8. Частота вращения ножа, мин-1	409,5
9. Электродвигатели привод вала главного: мощность, кВт	1,6
частота вращения, мин-1	1000
привод ножа: мощность, кВт	1,1
частота вращения, мин-1	920
привод заточки ножа: мощность, кВт	0,25
частота вращения, мин-1	2720
10. Суммарная мощность установленных электродвигателей, кВт	3,32
11. Габаритные размеры, мм длина ширина высота	2790 1760 1640
12. Масса, кг	1100
13. Норма обслуживания, чел	1

Кинематическая схема отрезной головки полуавтомата для разрезания рулонов представлена на рисунке 2.1.

Вращение дисковый нож 1 получает от двигателя 5 через клиноременную передачу (шкивы 2, 4, ремень 3). Заточка дискового ножа производится шлифовальным кругом 6, получающим движение от двигателя 7. Подвод заточного устройства к ножу обеспечивается винтом 8. Поперечная подача ножа осуществляется от гидроцилиндра 10, который перемещает каретку 9 с ножевым устройством. Продольную подачу ножа обеспечивает двигатель 13, который передает движение отрезному устройству с помощью червячной передачи 11-12 и винтовой передачи 14.

Помимо отрезной головки полуавтомат снабжен механизмом главного вала, механизмом раскатки и механизмом размотки. На кинематической схеме полуавтомата (рис. 2.2, позиции продолжаются) передана сборная конструкция главного вала 15, две части которого соединены шарнирной муфтой 16 для отсоединения рабочей части вала и отвода ее в сторону вокруг шарнира 17 для снятия бобин. Движение главный вал получает от электродвигателя 21 через клиноременную передачу (шкивы 18, 20, ремень 19).

Механизм раскатки и механизм размотки по назначению выполняют одинаковые функции. Рулоны на палках укладываются на барабаны механизма раскатки, а рулоны с картонными гильзами насаживаются на вал механизма размотки и поднимаются с двух сторон конусными зажимами. Механизм размотки представляет собой сборную конструкцию 22, состоящую из двух валов, соединенных между собой шарнирной муфтой 23, что обеспечивает отсоединения частей вала между собой и поворот одной из них вокруг шарнира 24. Для равнения кромки материала механизм оснащен пневмоцилиндром 25. Механизм раскатки представляет собой два барабана 26, соединенных между собой хомутами и соединенных со штоком пневмоцилиндра 27 устройства для выравнивания кромки материала.



Рисунок 2.1 - Кинематическая схема отрезной головки

2.2 Проектирование пневмогидравлической системы управления

Гидравлическая схема управления полуавтоматом приведена на рисунке 2.3. Исполнительными органами на ней являются цилиндр Ц1 поперечной подачи дискового ножа, цилиндр Ц2 механизма раскатки, цилиндр Ц3 механизма размотки, роторный реверсивный гидромотор М механизма продольной подачи дискового ножа. Возвратно поступательное движение поршень со штоком цилиндра Ц1 получает от магистрали через пневмораспределитель Р1 (в обратную сторону - Р2), пневмодроссель ДР1 (в обратную сторону - ДР2) и пневмогидроусилитель ПГУ. Система управления другими исполнительными органами в силу независимости их движений друг от друга аналогична описанной для цилиндра Ц1 поперечной подачи дискового ножа, за исключением того, что в остальных случаях потребность в пневмогидроусилителе отпадает.

Рисунок 2.3 - Пневмогидравлическая схема управления полуавтоматом

3 Расчетная часть

3.1 Расчет технологических усилий резания и определение мощности двигателя привода ножа

3.1.1 Определим Vн - скорость дискового ножа.

.

3.1.2 Определим скорость резания Vр.

Скорость поперечной подачи Vп является скоростью движения штока гидроцилиндра поперечной подачи. Скорость резания (см. рисунок 3.1) определится по формуле

Схема взаимодействия ножа и рулона приведена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.1 - План скоростей

Рисунок 3.2 - Схема взаимодействия ножа и рулона

3.1.3 Для определения усилия подачи ножа на материал, мощности подачи ножа, момента вращения ножа и мощности вращения ножа составим уравнения сил для материала и для ножа. Схемы сил, действующих на рулон материала и на дисковый нож, представлены на рисунках 3.3, 3.4,

где ?о - конструктивный угол резания,

?р - рабочий угол резания,

N1 - сила нормального давления материала на нож (или нормальная реакция давления ножа на материал, для рис. 3.4), Н,

F1 - сила трения материала о боковые грани ножа (или сила трения ножа о материал, для рис. 3.4), Н,

N2 - сила нормального давления материала на подшипники главного вала, Н,

F2 - сила трения в подшипниках главного вала, Н,

N3 -нормальная реакция подшипников ножа, Н,

F3 - сила трения в подшипниках ножа, Н,

Pp - усилие поперечной подачи ножа, Н,

Pн - сила от момента вращения ножа, Н.

Np - мощность поперечной подачи ножа, Н,

Nн - мощность вращения ножа, Н,

f1 - коэффициент скольжения материала о боковые грани ножа, f1=0,95 [1, c. 78],

f3 - коэффициент трения качения в подшипниках ножа, f1=0,01 [1, c. 78],

Из динамики резания дисковым ножом получаем следующие формулы для расчета необходимых усилий и мощностей:

В свою очередь, нормальная реакция давления ножа на материал составит

где q - удельное усилие резания, Н/м [1, c.50];

L - средняя линия резания, м, примем

k1 - коэффициент, учитывающий притупление кромки ножа [1, c.50];

k2 - коэффициент, учитывающий влияние угла заострения на усилие резания [1, c.50];

Тогда

Рисунок 3.3 - Схема сил, действующих на рулон ткани

Рисунок 3.4 - Схема сил, действующих на дисковый нож

3.1.4 Расчет клиноременной передачи

Для передачи крутящего момента от электродвигателя к дисковому ножу в проектируемом приводе используется клиноремённая передача.

Исходя из номограммы условий работы ремня выбираем тип сечения А [9, c.146].

Крутящий момент на ведущем шкиву:

кН·м.

Диаметр ведущего шкива рассчитываем по формуле:

мм

Принимаем диаметр шкива равным d1 = 71 мм.

Диаметр ведомого шкива рассчитывается по выражению:

мм

где- коэффициент проскальзывания ремня.

Выбираем диаметр ведомого вала равным d2=140 мм и уточняем передаточное отношение ремённой передачи:

.

Минимальная величина межосевого расстояния:

amin = 0,55·(d1 + d2) + T0 = 0,55·(71+140)+10,5 = 127 мм,

где T0 - высота сечения ремня для выбранного типа сечения [9, c. 147].

Максимальная величина межосевого расстояния [9, c. 144]:

amax =2 (d1 + d2)=2(71+ 140) = 422 мм.

Принимаем величину рабочего межосевого расстояния aр=400 мм. Расчётная длина ремня составляет [9, c. 144]:

мм.

Принимаем величину длины ремня из стандартного ряда по ГОСТ 1284.1-80 равной L=1120 мм. Уточняем значение межосевого расстояния по формуле [9, c. 145]

,

где w = 0,5··(d1 + d2) = 0,5··211 = 331 мм;

y = (d2 - d1)2 = (140 - 71)2 = 4761 мм2.

В результате имеем:

мм.

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01·L=11 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность его увеличения на 0,025·L=28 мм для увеличения натяжения ремней.

Произведём расчёт силовых характеристик ремённой передачи. Угол обхвата меньшего шкива составит:

.

Коэффициент угла обхвата C? =0,9 [9, c. 151];

коэффициент режима работы CP =1,0 (легкий режим) [9, c. 151];

коэффициент, учитывающий влияние длины ремня CL =0, 92[9, c. 151];

коэффициент, учитывающий число ремней Cz =0,75 [9, c. 151].

Необходимое число ремней в передаче вычисляется по выражению:

,

где P0 - мощность, допускаемая для передачи одним ремнём,

P0 = 0,88 кВт [9, c. 152].

Итого получаем:

,

принимаем число ремней равное z=2.

Предварительное натяжение ветвей клинового ремня

Н,

где v - окружная скорость ведущего шкива,

коэффициент, учитывающий центробежную силу, 0,18 Н·с2/м2.

Сила, действующая на валы:

Fв = 2·F0·z·sin(1/2) = 2·117·3·sin(170°/2) = 699 Н.

Ширина обода шкива находится по формуле:

Bш= (z-1)·e + 2f = (3-1)·15 + 2·10 = 50 мм,

где e=15 мм, f=10 мм - размеры канавок [9, c. 152].

3.1.5 Расчет мощности привода

Режим нагружения ротора электродвигателя - непрерывный.

Мощность приводного двигателя определяется по формуле

,

- общий КПД привода.

Так как движение передается рабочему органу передается только клиноременной передачей, то

Тогда мощность двигателя будет равна

Угловая скорость вращения двигателя определяется по формуле, где n0 - синхронная частота вращения ротора.

мин-1;

По рассчитанным значениям подбираем электродвигатель 4А80В693 1М 3081 ГОСТ 19523-81 (N=1,1кВт, n=920 мин-1).

3.2 Расчет усилий подачи и определение параметров гидроцилиндра привода отрезной головки

Дисковый нож 1 (рисунок 2.1) получает поперечную подачу от гидроцилиндра 10. Усилие подачи определяется по формуле

Fп=Fт?f+Fр,

где Fт - сила тяжести каретки дискового ножа, Fт=1375Н;

f - коэффициент скольжения каретки по направляющим, f=0,4;

Fр - сила резания, Н

Тогда Fп=1375?0,4+75=625Н.

Исходными данными для расчета параметров гидроцилиндра поперечной подачи являются

давление в системе pн=4МПа,

скорость перемещения Vп=0,125 м/с,

усилие перемещения Рр=625Н.

Диаметр поршня гидроцилиндра определяется по формуле

где k - коэффициент запаса (k=1,5-2),

?0 - соотношение между диаметром поршня и штока гидроцилиндра (?0=0,3-0,5).

Тогда по стандартному ряду DП=25 мм, тогда диаметр штока составит

Рабочий ход поршня равен величине максимального отклонения кромки материала, то есть ?=20 мм, тогда длина внутренней полости гидроцилиндра составляет где ? - толщина поршня.

Расход гидроцилиндра определится

Диаметр стенок гидроцилиндра определится из условия для стали 20Х

м, примем ?=4мм.

Тогда наружный диаметр гидроцилиндра составит

3.3 Расчет усилий перемещения отрезной головки и определение мощности двигателя привода для позиционирования отрезной головки

Перемещение отрезной головки по направляющему валу вдоль рулона осуществляется с помощью гидромотора 12 через ходовой винт 11 (рисунок 2.1). Усилие продольной подачи определяется по формуле

Fп=Fт?f,

где Fт - сила тяжести каретки дискового ножа, Fт=2400Н;

f - коэффициент скольжения каретки по направляющим, f=0,4.

Тогда Fп=2400?0,4=960Н.

Для начала проведем расчет винтовой передачи.

3.3.1 Выбираем материалы:

Винта - сталь 18 ХГТ азотированный [14, с.29-30];

Гайка - бронза Бр ОФ-10-1 [14, с.29-30].

3.3.2 Определяем допускаемые напряжения:

Допускаемое давление в резьбе [q]=10МПа;

Для гайки:

[]=40МПа - напряжение на срез;

[см]=80 МПа - напряжение на смятие;

[р]=40 МПа - напряжение на растяжение;

Для винта:

[]=т/[n] - напряжение на растяжение и срез;

т=400 МПа - предел текучести;

[n]=3- коэффициент запаса;

[]=400/3=133 МПа

3.3.3 Выбираем профиль резьбы -трапецеидальная.

Н=0,5 - коэффициент высоты гайки [14, с.30]; принимаем гайку цельную.

3.3.4 Из условия обеспечения износостойкости определяем средний диаметр резьбы [14, с.30]

где Fa - осевое усилие передачи, Н, Fa=Fп=960Н;

h - коэффициент высоты резьбы, для трапецеидальной h=0,5 [14, с.30].

Исходя из конструктивных соображений, принимаем диаметр трапецеидальной резьбы равным d=40 мм, шаг t=12мм, с числом заходов P=4[14, таблица 2.3].

3.3.5 Определяем угол подъема винтовой линии по формуле [14, с.31]:

=arctg(t·P/·d2)=arctg(12·4/3,14·37)=0,392 рад.

3.3.6 Определяем приведенный угол трения [14, с.31]:

= arctgf/cos ,

где f=0,1 - коэффициент трения скольжения;

=150 - угол наклона рабочей стороны профиля резьбы;

=0,103 рад.

3.3.7 Определяем к.п.д. передачи с учетом потерь в опорах и в резьбе [14, с.31]:

в.п.=0,95·,

где =tg/tg(+)=tg(0,392)/tg(0,392+0,103)=0,766.

в.п.=0,95·=0,95· 0,766=0,728.

3.3.8 Определяем требуемую мощность для вращения винта [14, с.32]

N=Fa·v/1000·=960·0,125/1000·0,728=0,165 кВт

3.3.9 Определяем необходимое число оборотов винта:

Для рабочего хода:

nвр=60·v2/t·p=(60·125)/(12·4)=156 мин-1;

Проверочный расчет винт-гайка.

Основным критерием работоспособности передачи является износостойкость, которая оценивается по среднему давлению между витками резьбы винта и гайки [14, с.30]

,

где Н1 - рабочая высота профиля, мм,

определяется для трапецеидальной резьбы Н1=0,5t=0,5?12=6мм [14, с.30];

z - число витков резьбы в гайке, определяется по формуле z=Hг/t,

где Нг - высота гайки.

Тогда z=1200/12=100.

0,137<10 , винт удовлетворяет условию .

,

где Т - крутящий момент, Нм,

определяется Т=0,5d2?Fa?tg(+)=0,5?37?960?tg(0,392+0,103)=9,59Нм.

1,04<133, винт удовлетворяет условию прочности.

По полученным значениям частоты вращения и необходимой мощности подбираем роторный гидромотор 4МГ 15-13 [4, c. 273].

3.4 Расчет привода вращения рулона и определение мощности приводного двигателя

Расчет ведется для главного вала, представленного позицией 15 на рис. 2.2. Для обеспечения необходимой динамики намотки рулона на главный вал должно обеспечиваться условие , где МКР - крутящий момент на валу; k - коэффициент запаса, примем равным 1,2; МС - момент сил сопротивления. В свою очередь, момент сил сопротивления составляет сумму моментов сил трения и моментов сил инерции .

Момент сил инерции рассчитывается

Момент сил трения определится с учетом радиальной составляющей реакции в шарикоподшипнике

Тогда требуемый крутящий момент должен быть не меньше .

Кинематическая схема привода представлена на рисунке 3.2. Режим нагружения ротора электродвигателя - непрерывный.

Мощность приводного двигателя определяется по формуле

,

где Мн - номинальный момент, развиваемый на валу электродвигателя, Н?м;

- синхронная угловая скорость ротора;

рад/с,

где n0 - синхронная частота вращения ротора,

 об/мин.

Тогда рад/с.

- общий КПД привода.

Так как движение передается рабочему органу передается только клиноременной передачей, то

Тогда мощность двигателя будет равна

кВт.

По рассчитанным значениям подбираем электродвигатель 4А90С987 1М 3081 ГОСТ 19523-81 (N=1,6кВт, n=1000 мин-1).

3.5 Расчет параметров пневмоцилиндров равнения кромки

В системе управления полуавтоматом применяются два пневмоцилиндра (поз. 25, 28 на рисунке 2.2) для равнения кромки устройства размотки рулона и устройства раскатки рулона. Пневмопривод имеет следующие преимущества по отношению к гидроприводу: более высокая скорость перемещения поршня (0,2…0,5м/с); отсутствуют утечки масла, которое способно загрязнить рабочее место; более низкая стоимость из - за отсутствия индивидуальной насосной станции и менее высоких требований к качеству аппаратуры, пожаро- и взрывобезопасность.

Основными недостатками пневмопривода по сравнению с гидроприводом: небольшие усилия на штоке (20…60Н/см2); неравномерное движение поршня при изменяющейся на штоке нагрузке за счет сжимаемости воздуха; более низкий КПД за счет утечек сжатого воздуха.

Структура пневмопривода. Носителем механической энергии в пневмоприводе является сжатый воздух. На промышленных предприятиях имеются компрессорные станции, которые осуществляют централизованное снабжение всех технологических устройств и оборудования. Разводка воздуха осуществляется по магистральным трубопроводам, связывающим емкость, наполненную сжатым воздухом (ресивер), с потребителями сжатого воздуха.

Выбираем давление воздуха в рабочей полости пневмоцилиндра Рм(20, 30, 40, 50, 60)Н/см2, принимаем Рм =50Н/см.

Определяем диаметр D пневмоцилиндра по формуле

где к - коэффициент запаса, равный 1,5…2, и учитывающий потери трения на уплотнениях, падение давления за счет утечек воздуха.

рпол - максимальное усилие на штоке, Н, определяется

Рпол=mg?f+m?a= mg?f+m??V/?t= Fр?f+m?(V2-V1)/?t,

где m - масса передвигаемой части устройства размотки, кг,

f - коэффициент трения скольжения вала размотки в направляющих, f=0,18 [14, c.224],

a - ускорение разгона штока пневмоцилиндра, м/с2,

V2 - скорость установившегося движения штока, м/с,

V1 - скорость движения штока в начале разгона, м/с,

?t - время разгона штока, с.

Рпол=mg?f+m?a=880?0,18+88(0,05-0,01)/0,5=484Н.

ра - 9,81 Н/см2 - давление атмосферное.

Полученное по формуле значение диаметра в (мм) округляют до ближайшего из ряда стандартных по ГОСТ 6540 - 64. В этом ряду имеем следующие значения 5, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80…

Из имеющихся значений берем 63 мм.

Из конструкторских соображений выбираем диаметр d= =(0,2…0,3)D, полученное значение округляем до приведенного выше ряда.

d=0,25?63=15,75мм. Принимаем d=16мм.

Определяем параметры трубопроводов dтр, исходя из уравнения неразрывности потока сжатого воздуха

,

где V - рекомендуемая скорость течения воздуха в трубах, м/с; Vp - средняя скорость движения поршня в течении такта, м/с,

Vp =40-(Рм-10)?24/90=29,3м/с

V = L/t где L - ход поршня, а t - необходимое время

V=0,05/0,5=0,1м/с

Принимаем по стандартному ряду ГОСТ 6540 - 64 dтр=5мм.

Определяем расход воздуха в цепи, приведенной к атмосферному давлению

Подбираем пневмоаппаратуру: фильтр-влагоотделитель 22У 16?80 УХЛ4 ГОСТ 17437-81, глушитель шума П-ГII16/0,63 УХЛ4, маслораспылитель В44-14 УХЛ4, пневмодроссели 06-2 УХЛ4ГОСТ 19485-81, пневмораспределители ПВ64-23М, клапан 122-16 УХЛ4.

3.6 Расчет производительности полуавтомата

При расчете производительности следует определить время, затрачиваемое на получение одной бобины. Для этого зададимся данными:

ширина рулона составляет b=2м;

диаметр рулона D=0,36м;

ширина бобины a=0,04м;

метраж материала в рулоне l =7500м;

скорость раскатки (размотки) рулона

Vраз =

скорость поперечной подачи ножа Vрез=0,125м/с;

скорость продольной подачи ножа Vпр=0,03м/с;

время установки рулона на вал размотки (раскатки) tуст=2,75мин;

время съема одной бобины tсъем=10с.

Время на изготовление b/а бобин со всего рулона составляет

где tраз - время раскатки (размотки) рулона;

tрез - время резания одной бобины;

tпр - время продольной подачи от одной линии резания к другой.

Тогда

Тогда время на изготовление одной бобины составляет

Производительность полуавтомата составляет

3.7 Расчет на прочность детали конструкции

В графической части имеется чертеж вала РПРРРРПрр РП-1600.01.028. Вал представляет собой вал крепления дискового ножа с помощью прямобочного шлицевого соединения. На валу также крепятся два фланца и шкив клиноременной передачи. Проведем расчет на прочность различных элементов конструкции вала: шпоночного соединения, шлицевого прямобочного соединения.

3.7.1 Расчет шпоночного соединения на валу

Передача крутящих моментов от шкивов на валы осуществляется посредством шпонок. В связи с этим необходимо проверить прочностные свойства шпоночных соединений на смятие по наиболее нагруженной шпонке. Рассматриваемая шпонка имеет размеры bhl=161127 мм, глубина паза t1=5 мм. Передаваемый крутящий момент T2= T1/i=11,4?10/2=5,7Н?м.

Проверим по условию прочности на смятие шпонки

МПа.

Шпонка условию прочности на смятие удовлетворяет.

Проверим по условию прочности на срез шпонки

МПа.

Шпонка условию прочности на срез удовлетворяет.

3.7.2 Расчет шлицевого прямобочного соединения на валу

Шлицевые соединения с зубьями прямобочного профиля в соответствии с ГОСТ 21425-75 рассчитываются на смятие и износ, что соответствует их основным предельным состояниям.

Условие прочности на смятие выглядит

где ? - среднее давление на рабочих плоскостях, МПа;

Т - передаваемый крутящий момент, Н?мм;

SF - удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм;

где dср - средний диаметр шлицевого соединения, мм;

h - рабочая высота зубьев, мм;

z - число зубьев;

l - рабочая длина соединения

Тогда

4. Технологическая часть

4.1 Описание конструкции детали

В данном разделе дипломного проектирования требуется разработать технологический маршрут изготовления детали “кронштейн”, являющейся одной из корпусных деталей люльки. Вид детали изображен на рисунке 4.1.

Деталь изготовляют из стали марки сталь 45 ГОСТ 1050-88, у которой предел прочности при растяжении равен 598 МПа, предел текучести при растяжении равен 353 МПа, относительное удлинение 16%, твердость НВ равна 229 кгс/мм2 (2246 МПа).

Изготовление детали из стали литьем позволяет получить требуемую конфигурацию наружного контура поверхности заготовки без значительных трудностей. Отсутствие разъемов значительно упрощает процесс получения заготовок.

Проведем размерный анализ чертежа детали, предварительно кодировав поверхности детали (рисунок 4.2).

Для размерного анализа требуется выявить ошибочную или недостающую информацию, используя исходные графы размерных связей по каждой координате отдельно. Исходные графы размерных связей представлены на рисунках 4.3-4.5. По каждой координатной оси обнаруживаем разрыв размерной связи. Исправляем ошибочную и недостающую информацию и строим исправленные графы размерных связей, приведенные на рисунках 4.6-4.8.



Рисунок 4.1 - Эскиз кронштейна

Рисунок 4.2 - Анализ поверхностей детали в выбранной системе координат



Рисунок 4.3 - Исходный граф по оси К

Рисунок 4.4 - Исходный граф по оси М

Рисунок 4.5 - Исходный граф по оси N

Рисунок 4.6 - Исправленный граф размерных связей по оси К

раскрой рулон полоса пневмоцилиндр

Рисунок 4.7 - Исправленный граф размерных связей по оси М

Рисунок 4.8 - Исправленный граф размерных связей по оси N

4.2 Технологический процесс изготовления детали

4.2.1 Методы обработки поверхностей детали

Разрабатываемый маршрут технологического процесса устанавливает последовательность обработки поверхностей детали с целью получения требуемого качества поверхностей и наименьшей себестоимости. Маршрут представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Методы обработки

№ поверхности	Технические требования	Методы обработки	Параметры поверхности	Этапы
			На входе	На выходе
	IT	Ra		IT	Ra	IT	Ra
Kp1	14	6,3	ФРЕП	14	12,5	11	3,2	4
			ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Kp3	14	6,3	ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Kp4	14	6,3	ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Kp6	14	6,3	ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Ko2,5	0,2(±0,1)	ЗЕНП	0,4	0,2	4
		СВЕР	По целому	0,4	2
Kр2,5	14	12,5	ЗЕНП	14	25	12	12,5	4
			СВЕР	По целому	14	25	2
Mp9	14	6,3	ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Mp10	14	6,3	ФРЕП	14	12,5	11	3,2	4
			ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
M(N)o8	0,2(±0,1)	ЗЕНЧ	0,3	0,16	6
		ЗЕНП	0,4	0,2	4
		СВЕР	По целому	0,4	2
M(N)p8	9	3,2	ЗЕНЧ	12	12,5	9	3,2	6
			ЗЕНП	14	25	12	12,5	4
			СВЕР	По целому	14	25	2
Np11	14	6,3	ФРЕП	14	12,5	11	3,2	4
			ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2
Np12	14	6,3	ФРЕЧ	15	50	14	12,5	2

4.2.2 Дифференциация операций и базирование

Базирование - процесс определения поверхностей объекта производства, от которых следует настраивать формообразующий элемент для получения требуемой точности размера.

Дифференциация операций.

Этап 2(предварительный).

005 горизонтально фрезерная операция ФРЕЧ Мр10, представленная на рисунке 4.9.



Рисунок 4.9 - Схема базирования операции 005

Этап 2(предварительный).

010 горизонтально фрезерная операция ФРЕЧ Nр11, представленная на рисунке 4.10.

Рисунок 4.10 - Схема базирования операции 010

Этап 2(предварительный).

015 вертикально фрезерная операция ФРЕЧ Кр1, представленная на рисунке 4.11.



Рисунок 4.11 - Схема базирования операции 015

В ходе первых операций 005, 010, 015 был сформирован единый комплект технологических баз, относительно которого в большинстве случаев дальше будет производиться базирование для следующих операций механической обработки. Приведем некоторые из них.

040 сверлильная операция СВЕР No6, Np6, Кo2, Кр2, Кo5, Кр5 представленная на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Схема базирования операции 040



Рисунок 4.13 - Схема базирования операции 025

Отверстие Кр6 (N6) теперь тоже может выступать в качестве базы для формирования тех или иных плоских поверхностей детали. С учетом этого, схемы базирования для следующих операций почти повторяются, за исключением использования отверстия в качестве базы.

Проведем расчет уравнений размерных связей технологического процесса для одной координаты, предварительно составив размерную схему технологического процесса по координате М.

4.3 Размерный анализ технологического процесса

Размерный анализ проводится при составлении размерной схемы (рисунок 4.14) технологического процесса по координате М.

Рисунок 4.14 - Размерная схема технологического процесса по оси М

Составляем исходный технологический граф, приведенный на рисунке 4.15. Обнаруживаем наличие замкнутого контура, что свидетельствует о неправильном выборе маршрута обработки детали по координате М. Исправляем маршрут, в результате размерная схема технологического процесса примет вид, представленный на рисунке 4.16. Составим для исправленного технологического процесса исходный и производный технологические графы, приведенные на рисунках 4.17, 4.18.

Рисунок 4.15 - Исходный технологический граф по координате М

Рисунок 4.16 - Размерная схема технологического процесса по оси М после исправления



Рисунок 4.17 - Исходный технологический граф по координате М после исправления

Рисунок 4.18 - Производный технологический граф по координате М после исправления

4.4 Разработка установочно-зажимного приспособления

На рисунке 4.19 приведена конструкция установочно-прижимного приспособления для операции сверления.

Рисунок 4.28 - Конструкция установочно-зажимного приспособления

4.5 Составление и решение уравнений размерных цепей

Используя данные исходных и производных технологических графов, составляем уравнения размерных цепей.

Операционным припуском называют слой материала, удаляемый при выполнении отдельного перехода (операции). Его наименьшее значение, достаточное для компенсации предшествующей погрешности, называется минимальным припуском Zmin.

Минимальные припуски, снимаемые с детали - кронштейн отображены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Минимальные припуски по координате М

Припуск Z	Код операции	Минимальный припуск Zmin
ZМ1	ФРЕЧ	0,05
ZМ2	ФРЕЧ	0,05
ZМ3	ФРЕЧ	0,05
ZМ4	ФРЕП	0,025
ZМ5	ФРЕП	0,025
ZМ6	ФРЕЧ	0,05
ZМ7	ФРЕП	0,025

Уравнения размерных цепей по оси М:

АМ1= -ОМ5+ ОМ3- ОМ4

АМ2=ОМ7

АМ3=ОМ6

ZМ1=ЗМ2-ОМ1

ZМ2=ОМ1-ОМ3

ZМ3= ЗМ1- ЗМ2+ОМ1- ОМ4

ZМ4= ОМ3-ОМ5

ZМ5=ОМ7-ОМ5

ZМ6= ЗМ3- ЗМ2+ОМ1- ОМ2

ZМ7=ОМ2-ОМ3+ОМ5- ОМ6

АМ2=ОМ7 (вал)

АМ2max=ОМ7нб=5

ОМ7нм= ОМ7нб-?ОМ7=5-0,03=4,97

ОМ7нм› АМ2min

4,97›4,7.

АМ3=ОМ6 (вал)

АМ3max=ОМ6нб=9

ОМ6нм= ОМ6нб-?ОМ6=9-0,04=8,96

ОМ6нм› АМ3min

8,96›8,7.

Решение всех остальных уравнений размерных цепей технологического процесса позволяет судить о целесообразности выбора маршрута.

4.6 Режимы резания

Расчет режимов резания для окончательной обработки поверхности будем производить по справочным материалам. Все результаты сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3- Режимы резания

№ операции	Вид обработки	Sz, мм/зуб	So, мм/об	n, об/мин	V, м/с	t, мм	Sm, мм/мин	Тм, мин
005	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,14	640	0,17
010	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,48	640	0,14
015	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,38	640	0,17
020	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,28	640	0,13
025	СВЕР		0,15	1000	21,2	5		0,1
030	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,48	640	0,14
035	ФРЕЧ	0,2		320	40	1,59	640	0,17
040	ФРЕП	0,2		320	40	1,03	640	0,17
045	ФРЕП	0,2		320	40	1,12	640	0,15
050	ФРЕП	0,2		320	40	1,16	640	0,16
055	ФРЕП	0,2		320	40	1,16	640	0,16
060	ЗЕНП		0,15	1000	20,7	0,55		0,1
065	ФРЕП	0,2		320	40	1,27	640	0,13
070	ФРЕП	0,2		320	40	1,29	640	0,13
075	ФРЕП	0,2		320	40	1,01	640	0,2
080	ЗЕНЧ		0,15	1000	48,2	0,31		0,1

На основании расчетов заполняются операционные карты (см. приложение)

5. Технико-экономический расчет

Экономический эффект является главным показателем целесообразности проектирования новых средств труда или улучшения имеющихся. В данном дипломном проекте рассматривается модернизация полуавтомата РП-1600 для раскроя рулонов ткани на бобины, разработанного минским ЭКТБ КФП в 1985 году. Модернизация состоит в снижении материалоемкости, поскольку происходит замена двух передач и электродвигателя гидромотором. Технические характеристики полуавтомата остаются неизменными: как габариты, потребляемая мощность (хотя электродвигатель снимается, но потребление электроэнергии гидромотором сходное), так и производительность полуавтомата. Поэтому источник экономического эффекта находится в снижении стоимости полуавтомата. Для определения стоимости модернизированного полуавтомата требуется составить смету изъятых деталей и смету добавленных, включая их стоимости. Стоимости механических передач, соединений, элементов гидропривода берем с предприятия ОАО “Оршанский льнокомбинат”. Внесем значения в таблицу 5.1.

Используя данные таблицы, получаем снижение стоимости машины на Эс=454900-268750=186750руб. Тогда величина экономического эффекта будет определяться по формуле Э=Эс/Т, где Т - срок службы проектируемого полуавтомата в годах. Значение экономического эффекта будет составлять Э=186750/10=18675руб.

Таблица 5.1 - Смета изъятых и добавленных деталей (механизмов)

Деталь (механизм)	Цена, руб	Количество	Стоимость, руб
Изъятые
Электродвигатель	275000	1	275000
Редуктор червячной передачи	145000	1	145000
Муфта соединительная	34900	1	34900
Итого	454900
Добавленные
Гидромотор	203000	1	203000
Распределитель	23000	1	23000
Трубопровод	28000	1	28000
Муфта соединительная	14750	1	14750
Итого	268750

6. Охрана труда и промышленная экология

6.1 Общие положения

Охрана труда - это система законодательных актов, социально - экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Охрана труда, создание безопасных и здоровых условий на предприятии лёгкой промышленности способствует повышению эффективности труда и улучшению качества выпускаемой продукции. Поэтому на всех предприятиях необходимо внедрение современных средств техники безопасности и обеспечение санитарно-гигиенических условий. Особое внимание должно уделяться вопросам улучшений условий труда, санитарно-оздоровительным мероприятиям. При проектировании оборудования, используемого на предприятиях легкой промышленности, следует учитывать соответствие создаваемых конструкций требованиям норм охраны и гигиены труда. Охрана труда является социальной дисциплиной, т.к. условия труда во многом определяют экономические показатели производства, престижность специальностей, психологический климат в коллективах, текучесть кадров и трудовую дисциплину производства. Знание законов охраны труда позволяет применять их на практике при решении вопросов обеспечение безопасности и безвредных условий труда при одновременном повышении производительности труда, предупреждение производственного травматизма, профессиональных заболеваний, аварий, пожаров и взрывов. Таким образом, основное направление охраны труда - это внедрение системы управления охраной труда, создание безопасной техники, технологий, комплексная механизация и автоматизация производства.