Расчет шариковой винтовой пары привода продольных подач

Расчет ведется по методике [7, стр. 303]

Исходные данные:

L =2500 [мм] – длина винта;

L = 1800 [мм] – наибольшая рабочая длина винта;

t = 10 [мм] – шаг передачи;

Q = 6000 [Н] – осевая нагрузка на винт;

n_max = 120 [мин^-1] – наибольшее число оборотов;

n_min = 0, 1 [мин^-1] – наименьшее число оборотов.

Выбираем диаметр окружности, проведенной через центр шариков;

d₀ = 70 [мм];

Из условий прочности

Диаметр шарика d₁ = 0, 6t = 0, 6*10 = 6 [мм];

Число рабочих шариков в каждом винте

 

 

Число рабочих шариков в гайке

Z = 3*Z_i = 3*31 = 93 шарика

С учетом неравномерности распределения нагрузки расчетное число шариков

Z_расч = 0, 7*Z = 65 шариков

Допустимая статическая нагрузка на один шарик

 

[р]_ст = 2*d₁² = 2*6² = 72 кг*с = 720 [H]

 

Допустимая статическая нагрузка на винт при отсутствии натяга

 

[Q]_ст = Z_расч*[P]_ст* sin , где

 

 

 

Минимальная сила натяга:

 

 

Поскольку целесообразно величину min натяга увеличивать в 1, 3–1, 5 раза в целях компенсации погрешностей изготовления и регулирования, примем р_н=100 (Н).

Допускаемая нагрузка на винт при наличии натяга [Q]=

Относительное осевое перемещение  двух гаек, необходимое для создания натяга

Осевое смещение гайки  относительно винта в результате контактной деформации при нагрузке Q=6000 Н:

 

 

Деформация растяжения винта:

 

КПД передачи при отсутствии натяга.

 

 

КПД передачи при наличии натяга и нагрузки Q = 6000 (Н):

 

 

Наименьшая нагрузка Q_торм, начиная с которой передача перестает быть самотормозящейся:

 

Момент холостого хода:

 

 

 

Организационно-экономическая часть

3.1 Сравнительный технико-экономический анализ проектируемого и базового варианта

 

Методика сравнительного анализа предполагает сопоставление по соответствующим показателям вариантов оборудования.

В качестве базового варианта возьмем оборудование (его показатели), которые уже полностью освоено и на базе которого и производится изменения. Таким станком является токарный станок с ЧПУ модели РТ735Ф3.

Для увеличения жесткости были применены гидростатические подшипники в шпиндельном узле и гидростатические направляющие. Гидростатические подшипники скольжения являются более технологичными и точными по сравнению с подшипниками качения. Достоинством гидростатических подшипников является неограниченно большой срок службы. Они обеспечивают жидкостное трение при сколь угодно малых частотах вращения шпинделя, а также при реверсе и останове.

В настоящее время новое оборудование стоит очень дорого. Поэтому дешевле повысить надежность старых станков, благодаря замене некоторых узлов. В результате повышения надежности увеличивается межотказный период, что способствует снижению затрат на ремонт оборудования.

Годовой экономический эффект определяется как экономия от внедрения новой техники – за счет разности годовых затрат на устранения отказа модернизированного и базового оборудования.

 

Таблица 13. Исходные данные:

Показатели	Единицы измерения	Базовая модель	Модернизированная
Фонд времени работы Время непрерывной работы Среднее число отказов Среднее время устранения 1 отказа Стоимость станка	час час   час т. руб.	7000 16 0, 4 32 1200, 5	7000 16 0, 3 24 1250, 6

Капитальные затраты

 

Затраты на проектирование узла составляют 36% от стоимости станка (по данным статистики):

К_п1 = 0, 36*1200, 5=432, 18 (т. руб.) – базовая модель;

К_п1 = 0, 36*1250, 6=450, 22 (т. руб.) – модернизированный станок.

Дополнительные затраты на изготовление узла. Эти затраты составляют 30% от затрат на проектирование (по данным статистики):

К_и1 = 0, 30*423, 18=126, 96 (т. руб.) – базовая модель;

К_и1 = 0, 30*450, 22=135, 1 (т. руб.) – модернизированный станок.

 

3.3 Расчет эксплуатационных затрат

Расчет показателей надежности

a) Средняя интенсивность отказов:

 

f=m/Tp,

 

где: m – среднее число отказов в год;

Тр – фонд времени работы станка;

F₁=0, 4/7000=5, 7*10^-5 (отказов/час) – базовая модель;

F₂=0, 3/7000=4, 3*10^-5 (отказов/час) – модернизированный станок.

b) Наработка на отказ:

 

Т₁ = 1/f =  = 17544 (часов) – базовая модель;

Т₂= 1/f =  = 23256 (часов) – модернизированный станок.

 

c) Среднечасовая заработная плата ремонтных рабочих:

 

 

где: М – часовая ставка ремонтных рабочих;

t_о – время устранения отказа;

К_т – тарифный коэффициент.

- базовая модель;

 – модернизированный станок.

d) Годовая сумма заработной платы ремонтных рабочих на восстановление работоспособности станка:

 

S_з = m*t_рем *S_ср,

 

где: m – количество отказов в год;

t_рем – время устранения одного отказа;

S_ср – среднечасовая заработная плата ремонтных рабочих.

S_з1 =0, 4*32*24=307, 2 (руб.) – базовая модель;

S_з2 =0, 3*24*32=230, 4 (руб.) – модернизированный станок.

e) Затраты на материалы для изготовления узлов:

Ц_м1 = 1200 (руб.) – базовая модель;

Ц_м2 = 2500 (руб.) – модернизированный станок.

f) Годовые затраты на регламентные работы:

 

S_рег=(t₂-t_p)*S_ср,

 

где: t₂ – общее количество часов году;

Тр – годовой фонд времени станка;

S_ср – средняя заработная плата ремонтных рабочих.

S_рег=(365*24–7000)*24=42240 (руб.) – базовая модель;

S_рег=(365*24–7000)*32=56320 (руб.) – модернизированный станок.

 

Таблица 14. Технико-экономические показатели

Показатели	Единицы измерения	Базовая модель	Модернизированная
1. Капитальные затраты	т. руб.	559, 14	585, 32
2. Эксплуатационные затраты: обнаружение и устранение a. Заработная плата b. Материал c. Регламентные работы	руб. руб. руб.	307, 2 1200 42240	230, 4 2500 56320
Итого		43747, 2	59050, 4

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: