Размещено на http://allbest.ru

Белорусский национальный технический университет

Машиностроительный факультет

Кафедра «Технологическое оборудование»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Разработка конструкции шпиндельной бабки токарного станка инверторного исполнения построенной на базе мотор-шпинделя

по дисциплине «Технологическое оборудование»

Исполнитель: студент Хандрико А.С.

Руководитель проекта:

cт. преподаватель Василенко Т.В.

Минск 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И СТРУКТУРЫ ПГД ПРОЕКТИРУЕМОГО СТАНКА

1.1 Обоснование конструкции

1.2 Анализ структур ПГД

2. ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.1 Выбор электродвигателя

2.2 Построение диаграммы мощности и крутящего момента на шпинделе

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Собственное станкостроение в Беларуси многие годы обеспечивало количественное и качественное развитие других отраслей, играя ключевую роль в обновлении парка технологического оборудования. В настоящее время оно представлено 30 предприятиями и организациями, в числе которых станкостроительные и инструментальные заводы, предприятия по производству универсальной технологической оснастки, кузнечно-прессового и литейного оборудования, специальные конструкторские бюро (СКБ), научно-исследовательский и конструкторско-технологический институты. Предприятия остаются работоспособными, сохранили квалифицированные кадры. Номенклатура производимых станков охватывает все 9 групп по принятой в станкостроении классификации и позволяет удовлетворить технические потребности предприятий различных отраслей. Кроме продукции технического назначения станкостроительные заводы выпускают и потребительские товары, среди которых универсальные кухонные машины, бытовые деревообрабатывающие станки, детские коляски, замки с повышенной секретностью, режущий инструмент, кухонные наборы и изделия из пластмасс, огородно-хозяйственный инвентарь.

Завод ОАО "Визас" выпускает следующее оборудование:

-Шлифовальные и заточные станки с ЧПУ

-Заточные станки

-Специальные станки

-Станки для обработки дисковых пил

ОАО "МЗАЛ им. П.М. Машерова" является специализированным предприятием по выпуску высокопроизводительного металлорежущего оборудования по индивидуальным заказам с целью оснащения предприятий машиностроительного комплекса.

Основные виды продукции предприятия:

- автоматические и поточные линии для обработки различных деталей;

- автоматические линии из вертикальных токарных станков;

- агрегатные и специальные станки с ЧПУ для высокопроизводительной обработки деталей машиностроения;

- токарные вертикальные одно(двух)шпиндельные станки с ЧПУ с диаметром обработки до 1000 мм;

- специальные и специализированные станки, в том числе многосторонние многооперационные с ЧПУ и переналаживаемые;

- станки для полной обработки деталей вагона;

- специальные трубные станки с ЧПУ для обработки торцов под сварку труб. станок токарный шпиндельный электродвигатель

ОАО «Молодечненский станкостроительный завод» - одно из старейших предприятий станкостроительной отрасли в производстве вертикально-сверлильных станков. Станкостроительный завод в достаточно непростых условиях старается сохранить основную специализацию.

Молодечненский станкостроительный завод в настоящее время выпускает широкий ассортимент продукции:

- Вертикально-сверлильные станки

- Станки резьбонарезные вертикальные

- Настольно-сверлильные станки

- Автоматы гайконарезные

- Редуктора для сельхозтехники

- Станки центровально-подрезные.

«Гомельский завод станочных узлов» - крупнейший представитель машиностроительной отрасли Республики Беларусь. Давно и уверенно работая на рынке, завод заботится о своевременной модернизации производства. Внутренняя политика предприятия, направленная на постоянное движение вперед, позволяет сохранять лидирующие позиции в отрасли.

Открытое акционерное общество «Гомельский завод станочных узлов» выпускает:

- станки токарные с ЧПУ;

- станки токарно-винторезные;

- станки сверлильные;

- узлы станков;

«МЗОР» - предприятие с вековой историей, одно из немногих в мире производителей тяжелых многофункциональных металлорежущих станков и обрабатывающих центров с ЧПУ различного уровня автоматизации для обработки крупногабаритных деталей шириной до 5 000 мм и длиной до 30 000 мм.

Основные виды продукции предприятия:

- Продольно фрезерно-расточные станки типа Генри.

- Продольно фрезерно-расточные станки с подвижным столом.

- Горизонтально фрезерно-расточные станки.

- Обрабатывающие центры.

- Шлифовальные станки.

- Строгальные станки.

- Специальные станки.

1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И СТРУКТУРЫ ПГД ПРОЕКТИРУЕМОГО СТАНКА

Ниже приведены компоновочные исполнения токарных вертикальных станков в частности.

1. Токарный вертикальный многоцелевой станок с ЧПУ модели FVL-24DT фирмы CHEVALIER. На рис. 1.1. приведена компоновочная схема станка с защитным ограждением поз.1 кабинетного типа.

Рисунок 1.1. - Компоновка станка

На рис 1.2. приведена компоновочная схема станка без защитного ограждения.

Рисунок 1.2. - Станок без защитного ограждения

Станина поз. 3 монтируется на 2-х тумбах поз. 4. Она имеет уклон под для эффективного отвода СОЖ и смыва стружки. Представляет собой монолитную чугунную раму Meehanite c оребрением, что позволяет снизить вибрации во время механической обработки. Для стабилизации размеров после литься станина подвергнута отжигу. Данная конструкция позволяет обеспечить высочайшую точность и стабильность характеристик.

Рисунок 1.3 - Конструкция шпиндельного узла

В станине монтируется шпиндельная бабка поз. 5. Шпиндель обеспечивает частоты вращения в пределах от 2000…2500 об/мин. Его радиальное биение не превышает 3 мкм., что значительно повышает точность его вращения.

Конструкция шпиндельного узла содержит корпус поз. 6 внутри которого на роликовых двухрядных радиальных подшипниках монтируется шпиндель. Данная схема используется ввиду тяжелых условий эксплуатации.

В конструкции шпиндельного узла предусмотрено воздушное уплотнение лабиринтного типа которое защищает его от загрязнения стружкой и охлаждающей жидкостью.

2. Токарный многоцелевой вертикальный двухшпиндельный станок с ЧПУ модели 2SP-V60 фирмы OKUMA. Станок предназначен для обработки деталей средних и крупных размеров, в условиях серийного производства, причем максимальный диаметр обрабатываемой детали составляет 610 мм.

Вертикальная компоновочное исправление станка позволяет осуществлять базирование детали в патроне под действием собственного веса, обеспечивая достижения точности и стабильности обработки.

На рис. 1.4. приведена компоновочная схема станка с защитным ограждением кабинетного типа поз.1 и пультом управлением поз. 2.

Рисунок 1.4 - Компоновка станка с защитным ограждением

На рис 1.5. приведена компоновочная схема станка без защитного ограждения. В сновании предусмотрено расточенное отверстие для крепления шпиндельного узла поз.3 (рис 1.6).

Шпиндельный узел монтируется в отдельном стакане имеет, фланцевую конструкцию и плотно прикреплен к основанию. Шпиндель имеет простой доступ и простое крепление.

На передней опоре шпинделя используются двухрядные роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами подшипник и двухрядные шариковые упорно радиальный подшипник с углом контакта 60. На задней опоре используются двухрядные роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами подшипник.

Рисунок 1.5 - Компоновочная схема станка без защитного ограждения

Рисунок 1.6 - Конструкция шпиндельного узла

3. Токарный вертикальный двухшпиндельный станок СМ1737Ф3. На рисунке 1.7 приведена компоновочная схема токарного вертикального двухшпиндельного станка СМ1737Ф3 с защитным ограждением кабинетного типа поз.1 с пультом управлением поз.2

Рисунок 1.7 - Компоновочная схема станка без защитного ограждения

Шпиндельный узел монтируется в шпиндельной бабке поз.2, которая в свою очередь жестко крепится к станине поз.1. Выставка шпиндельной бабки осуществляется по двум штифтам, один из который цилиндрический поз.4 (рис 1.8), другой срезной (условно не показан), крепление осуществляется с помощью болтов поз 5(рис 1.8.). Корпус изготовлен из чугуна, что позволяет гашению вибраций, приданию формы.

Шпиндельный узел имеет вертикальное расположение. Он монтируется в передней и задней подшипниковых опорах. Передняя подшипниковая опора выполнена в виде шариковых радиально-упорных подшипников. Подшипники установлены по схемы “триплекс тандем О”.

Рисунок. 1.8 - Конструкция шпиндельного узла

Передняя опора монтируется во втулке поз.1(рис 1.8).Втулка выполняет две функции. Служит для охлаждения подшипников опоры, с этой целью на втулке предусмотрен винтовой паз по которому пропускается охладитель, а также упрощается монтаж и демонтаж опоры. Подвод осуществляется через штуцер к верхней проточки втулки. Дальше она самотеком стекает в корпус и дальше через штуцер забирается и отводится в гидросистему.

Задняя подшипниковая опора выполнена в виде шариковых радиально-упорных подшипников. Подшипники установлены по схеме “дуплекс О”. В задней опоре имеются лабиринтные и щелевые уплотнения. Уплотнения предназначенные для защиты подшипников, от загрязнения, препятствия вытекания смазочного материала.

Смазка подшипников осуществляется передней опоры через штуцер поз.2 (рис 1.8), подводиться к верхнему подшипнику и дальше самотеком проходит через все. Охлаждение подшипников осуществляется через штуцер поз.9 (рис 1.8)

Консольно установлен приводной шкив поз.3 (рис 1.8) ременной передачи с поликлиновым ремнем. Поскольку шкив приводной элемент консольно расположен на шпинделе, то под задней опоры находиться лабиринтные уплотнения, которые предотвращает выход масла за пределы корпуса.

Вращения шкива осуществляется от привода смонтированного за станиной станка. В частотно регулируемый двигатель, через ременную передачу передает вращение на шкив жестко связанный с ведущей втулкой поз.6 (рис 1.8). Контроль положения шпинделя осуществляется за счет датчика роторного исполнения, через зубчато-ременную передачу поз.7 (рис 1.8).

1.2 Анализ структур ПГД

1. Согласно рис. 1.7 структурно-кинематическая схема станка модели СМ1737Ф3 имеет вид, приведенный на рис. 1.9.

Рисунок 1.9 - Структура привода главного движения модели СМ1737Ф3

Это ременная структура привода. Она содержит частотно регулируемый электродвигатель M1 который через шкив ременной передачи с поликлиновым ремнем передает движение шпинделю. Для контроля положения используется датчик обратной связи (ДОС).

2. Согласно на рис. 1.10 приведена кинематическая схема ПГД станка модели 1А734Ф3.

Рисунок 1.10 - Структура привода главного движения

Это редукторная структура привода так как движение от электродвигателя M1 через ременную передачу передается на редуктор. В редукторе используется подвижный блок, который позволяет расширить диапазон регулирования привода при постоянной мощности. Контроль положения осуществляется ДОС.

Анализ показал, что как правило привод осуществляется на шпиндель на прямую, либо через редуктор. Прямая структура не используется потому что консольно нужно располагать цилиндр зажима, так же не используются мотор-редуктора, т.к. они должны быть очень мощные для обработки детали.

2. ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.1 Выбор электродвигателя

В соответствии с исходными данными выбираем электродвигатель Siemens 1PH2 182. Технические характеристики указаны в таблице 2.1.1

Табл. 2.1.1

2.2 Построение диаграммы мощности и крутящего момента на шпинделе

Рис. 2.2.1 - диаграмма частоты вращения/мощности для асинхронных двигателей.

Литература

1. Косилова А.Г. Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./т2. -М.: Машиностроение, 1986-495 с.

2. http://www.belstanki.by/stankostroenie-belarusi.html.

3. Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов). Кучер А.М., Киватицкий М.М., Покровский А.А. Изд-во «Машиностроение», 1971, стр. 308.

4. Пуш В.Э. Металлорежущие станки. _ М.: Машиностроение, 1985.-378 с.

5. Бушуев В.В. Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.2. - М.: Станкин, 1994г.

6. Глубокий В.И., Кочергин А.И. Металлорежущие станки и промышленные работы. Учебное пособие для студентов специальности технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты. Проектирование приводов станков. - Мн.;БГПА, 1987-119.

7. Наладка агрегатных станков /С.И. Федоров, В.Б. Генин, Ж.Э. Тартаковский и др. - М.: Машиностроение, 1982. -232 с ил.

8. Дащенко А.И., Шмелев А.И. Конструкции агрегатных станков: Учебник для технических училищ. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Школа, 1982. 176 с.

Размещено на Allbest.ru