Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Анализ и обоснование выбранной конструкции



ВВЕДЕНИЕ

 

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Широкое применение гидроприводов определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости, возможность работ в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий.

К основным преимуществам гидропривода следует отнести также высокое значение коэффициента полезного действия, повышенную жесткость и долговечность.

Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости. Внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и теплоотвода, в то время как наружные утечки приводят к повышенному расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места. Необходимость применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое обслуживание.

Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных многоцелевых станках и т.п. Гидроприводы используются в механизмах подач, смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, уравновешивания и т.д. гидроприводами оснащаются более трети выпускаемых в мире промышленных роботов.

Современное развитие производства технической продукции требует совершенствования её технология изготовления, модернизации технологического оборудования и повышения её качества.

Поэтому вопросы разработки высокоэффективного технологического оборудования резки тонколистовой рулонной стали являются актуальной.

Целью дипломного проектирования является автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали 0, 1…0, 6х800мм.

Дипломный проект выполняется по заданию ООО НЭВЗ

 


Анализ и обоснование выбранной конструкции

Анализ валковой подачи

 

Известны аналогичные подачи, выпускаемые зарубежными фирмами например: фирма «Шулер» Германия, линия поперечной резки рулонной стали 0, 65..2х1600мм в которую входит валковая подача эксплуатируется на ВАЗ г. Тольятти.

Фирма «Комацу» Япония поставила на КАМАЗ г. Набережные челны автоматическую линию для поперечной резки рулонной стали 0, 8..4х2000 в которую также входит валковая подача.

Азовское ОАО «Донпессмаш» с 1979г. изготавливает валковую подачу модели ВП-41 (по типу валковой подачи фирмы «Шулер») для ленты 0, 6..2х1600. Данные подачи входят в состав линии поперечной резки рулонной стали модели Л116, которые эксплуатируются «Комбайновый завод» г. Тула, Красноярский комбайновый завод и др.

Конструкция и компоновка механизмов разрабатываемой подачи валковой, в основном принята аналогичной подаче валковой модели ВП-41 за исключением следующих особенностей:

· в разрабатываемом проекте изменены диаметры правильных и подающих валков.

· изменён шаг валков для обеспечения качественной правки.

· изменена конструкция мерительного ролика и применен серийно выпускаемый датчик ВЕ-178

Все составные части и отдельные детали подачи не представляют затруднений при изготовлении их на машиностроительных заводах.

Аналогичная валковая подача использовалась в автоматической линии поперечной резки рулонной стали 0, 6..1.5х1250. Листы стали изготовленные этой линией использовались для производства холодильников, стиральных машин. Электротехническая сталь используемая в моей автоматической линии предназначена для производства трансформаторов.

В состав валковой подачи, входящей в автоматическую линию поперечной резки рулонной стали 0, 6..1.5х1250, входят следующие узлы и механизмы:

· Станина.

· Привод.

· Тормоз.

· 2 гидроцилиндра.

· Мерительные ролики.

· Конечный выключатель.

· Валки правильные верхние.

· Валок подающий.

· Валки нижние.

· Прижим.

· Петлевой компенсатор.

· Направляющие ленты.

Процесс работы валковой подачи происходит следующим образом:

Перемещение ленточного материала осуществляется при помощи пары подающих валков.

Вращение этих валков осуществляется от двух индивидуальных электродвигателей асинхронных через зубчатые шестерни и карданный вал. Перемещение ленты на шаг от двигателя производится по программе заданной системой управления линии. Для затормаживания подающих валков предусмотрены колодочные тормоза.

Под нижним подающим валком и над верхним подающим валком

установлены охватывающие их с двух сторон опорные ролики регулируемые при помощи резьбовых штоков и винтов. По длине этих валков расположено по пять комплектов опорных роликов, которые воспринимают нагрузку при зажатии ленты между верхним и нижним валками и не допускают большого прогиба этих валков.

Два верхних валка и три нижних предназначены для правки ленты, также как и подающие валки они опираются на регулируемые опорные ролики. Каждый верхний правильный валок установлен на траверсе, которые размещены в направляющих станины. Траверсы соединены со штоками гидроцилиндров, при помощи которых верхние валки перемещаются вверх и вниз. В нижнем положении траверсы опираются на регулируемые по высоте штыри, которые опираются на клинья, регулируемые при помощи винтовой передачи. Этой регулировкой выставляется зазор между верхними и нижними валками правильными.

Прижим ленты балкой к валку при помощи пружины обеспечивает предохранение ленты от сползания под собственным весом. Подъем прижимной балки, т.е. освобождение ленты, осуществляется гидроцилиндрами.

Мерительные ролики вращаются от перемещения ленты, зажатой при помощи гидроцилиндра. Нижний мерительный ролик соединён с датчиком, который через каждые 0, 3мм пройденного пути выдаёт сигнал в систему управления линией.

Горизонтальные ролики служат для поддержания ленты на уровне подачи, а ролики для направления её в петлевом компенсаторе при движении ленты от машины правильной. От смещения ленты относительно оси подачи предусмотрены две пары вертикальных роликов, которые регулируются в поперечном направлении в зависимости от ширины ленты вращением ходовых винтов при помощи маховиков.


РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

Выбор гидроаппаратуры

 

По величинам расхода и давления выбираем типоразмеры регулирующей, управляющей и вспомогательной аппаратуры, устанавливаемой в напорной и сливной гидролиниях.

Для управления гидроцилиндрами перемещения валка подающего, валка правильного и гидромотора привода валков подающих выбираем распределители типа ВЕ10.574А 41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81 с параметрами:

Диаметр условного прохода – 10 мм.

Расход масла:

номинальный – 33 л/мин.

максимальный – 80 л/мин.

минимальный – 25 л/мин.

Давление:

номинальное – 32 МПа.

в сливной линии, не более – 15 МПа.

Потери давления - 0, 25.

Масса – 3, 4 – 6, 5 кг.

Для управления гидроцилиндрами отвода тормозных колодок от барабана выбираем распределитель типа ВЕ10.573 41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81. Он отличается от распределителя ВЕ10.574А 41/ОФ. В220-50. НД только типом гидросхемы. Все остальные характеристики этих распределителей одинаковы.

Для разгрузки гидравлической схемы после остановки выбираем гидрораспределитель типа ВЕ6.542 41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81 с параметрами:

Диаметр условного прохода – 6 мм.

Расход масла:

номинальный – 16 л/мин.

максимальный – 30 л/мин.

минимальный – 10 л/мин.

Давление:

номинальное – 32 МПа.

в сливной линии, не более – 6 МПа.

Потери давления - 0, 15.

Масса – 1, 3 – 2, 2 кг.

Регулирование скорости всех гидроцилиндров происходит с помощью регулируемых дросселей с обратными клапанами.

Для регулирования скорости гидроцилиндров перемещения валка подающего и валка правильного по справочнику выбираем сдвоенные гидродроссели с обратным клапаном типа ДКМ 102 ТУ 2-053-1446-79Е с параметрами:

Диаметр условного прохода – 10 мм.

Расход масла: номинальный – 40 л/мин.

максимальный – 60 л/мин.

Номинальное давление – 20 МПа.

Давление: открытия обратного клапана - 0, 08 МПа.

в сливной линии, не более – 20 МПа.

Перепад давления при номинальном потоке, не более

через полностью открытый дроссель - 0, 4 МПа.

через обратный клапан - 0, 55 МПа.

Внутренние утечки при номинальном

авлении через полностью закрытый дроссель - 80 см3/мин.

Масса – 2, 1 кг.

Для регулирования скорости отвода гидроцилиндров тормоза валка и регулирования подачи масла в поршневые камеры гидроцилиндров перемещения валка подающего и валка правильного от аккумуляторов по авочнику выбираем сдвоенные гидродроссели с обратным клапаном типа ДКМ 6/3 ТУ 2-053-1397-78Е с параметрами:

Диаметр условного прохода – 6 мм.

Расход масла: номинальный – 12, 5 л/мин.

максимальный – 30 л/мин.

Номинальное давление – 32 МПа.

Давление: открытия обратного клапана - 0, 15 МПа.

в сливной линии, не более – 32 МПа.

Перепад давления при номинальном потоке, не более

через полностью открытый дроссель - 0, 15 МПа.

через обратный клапан - 0, 25 МПа.

Внутренние утечки при номинальном

давлении через полностью закрытый дроссель - 300 см3/мин.

Масса – 1, 3 кг.

Для создания потока масла только в одном направлении выбираем по справочнику обратный клапан типа КОМ-102 ТУ2-053-1533-80Е с параметрами:

Диаметр условного прохода – 10 мм.

Давление: номинальное – 20 МПа.

открытие клапана – 0, 05 МПа.

Расход масла: номинальный – 40 л/мин.

максимальный – 70 л/мин.

Внутренние утечки в сопряжении клапан-седло, не более – 0, 5 см3/мин.

Перепад давления при номинальном потоке, не более – 0, 3 МПа

Масса – 1, 65 кг.

Для установки в линии слива гидромотора выбираем по справочнику клапан давления типа КЕМ 102-2 1 УХЛ 4 ТУ 2-053-1679-84Е с параметрами:

Диаметр условного прохода – 10 мм.

Давление настройки – 0, 6-7 МПа.

Внутренние утечки, не более - 65 см3/мин.

Давление на входе: номинальное – 20 МПа.

максимальное – 23 МПа.

Расход масла: номинальный – 40 л/мин.

минимальный – 1 л/мин.

Номинальный перепад давлений – 0, 5 МПа.

Масса, не более – 3, 3 кг.

Для защиты линии нагнетания от перегрузки выбираем по справочнику предохранительный клапан непрямого действия типа 10-20-1-132 ТУ 2-053-1748-85 с параметрами:

Диаметр условного прохода – 10 мм.

Расход масла: номинальный – 40 л/мин.

максимальный – 56 л/мин.

минимальный – 3 л/мин.

Суммарные утечки, не более – 200 см3/мин.

Давление настройки – 1-20 МПа.

Максимальное давление – 25 МПа.

Установленный ресурс - 2400 час.

Для очистки масла в линии нагнетания выбираем по справочнику фильтр напорный типа 20-25-КВ ГОСТ 16026-80 с параметрами:

Диаметр условного прохода – 20 мм.

Номинальный расход – 63 л/мин.

Номинальный перепад давлений – 0, 12 МПа.

Номинальное давление – 20 МПа.

Номинальная тонкость фильтрации – 25 мкм.

Перепад давлений: срабатывания сигнализатора – 0, 3 ±0, 02 МПа.

открытия перепускного клапана – 0, 36±0, 03 МПа.

Масса – 6, 8 кг.

очистки масла в линии слива выбираем по справочнику фильтр типа  с параметрами:

Диаметр условного прохода – 32 мм.

Номинальный расход – 100 л/мин.

Номинальная тонкость фильтрации – 25 мкм.

Номинальное давление – 0, 63 МПа.

Перепад давлений: номинальный – 0, 1 МПа.

срабатывания сигнализатора – 0, 3 ±0, 03 МПа.

открытия перепускного клапана – 0, 38±0, 03 МПа.

Масса – 4, 5 кг.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Служебное назначение, конструкция гидравлического цилиндра и технологические требования к нему

Гидравлический цилиндр – гидравлическая машина, предназначенная для преобразования энергии потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении его из рабочей камеры. На рисунке 5.1 показана конструкция гидроцилиндра.

 

Рисунок 14 – Конструкция гидравлического цилиндра

Гидроцилиндр состоит из: цилиндра (1), плунжера (2), втулки (3, 6), кольца (4), кольца фторопластового (5), крышки (7), шайбы (8) и болта (9).

Технические требования к цилиндру: не допускается овальность и конусность цилиндрических поверхностей, их относительное смещение должно составлять не более половины допуска на размер; давление, необходимое для перемещения штока в крайнее правое положение равно 0, 5МПа; рабочий ход штока: 700±1мм; рабочее давление изменяется ступенчато от 0, 8 до 18МПа.


Режимы обработки детали

Основными элементами резания при токарной обработке являются: скорость резания V, подача S и глубина резания t.

Режимы резания при обработке детали рассчитаем расчетным методом.

а) При точении скорость резания рассчитываем по формуле:

;

 

где Т - среднее значение стойкости, мин;

(при одноинструментной обработке Т=60 мин)

t - глубина резания;

S – подача;

Cv = 56; m = 0, 125; y =0, 66; x=0, 25.

Значение величины подачи S берём из т. 11-14 [2].

Значение коэффициентов Cn и показателей степеней выбираем из т. 8 [2]

Коэффициент Kn определяется по формуле:

 

 

где Kmn - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

Kпn - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kun - коэффициент учитывающий материал инструмента;

Значение коэффициентов Kmn, Kun и Kпn выбираем из т. 1-6 [2].

Kmn = 0, 8; Kun = 1; Kпn = 0, 8.

Определим число оборотов шпинделя станка.

 

 

где V – cкорость резания;

D – диаметр обрабатываемой поверхности;

Определяем основное технологическое время:

 

где lр.х. - длина рабочего хода резца, мм;

i - количество проходов, шт.

б) Скорость резания при фрезеровании:

v = Cv·Kv·Dq/(Tm·tx·sy·Bp·Zp);

 

где Bp и Zp – справочные коэффициенты.

Для отрезания, прорезания пазов:

KMv = 0, 80; KПv = 0, 85; KИv = 1, 68.

Результаты расчётов по приведенным выше формулам заносим в таблицу 10.

 

Таблица 6. Расчет режимов резания

 

 наименование переходов t мм l p.x. i шт S мм об V м мин n об мин nпр об мин То

 

Фрезерная черновая 0, 30 180, 00 1 0, 60 18, 5 48 80 0, 104

 

Точение черновое 3, 10 410, 00 1 1, 20 87, 2 225, 7 250 0, 08

 

Точение чистовое 0, 25 410, 00 1 1, 10 173, 2 448, 5 400 0, 06

 

Точение черновое 3, 10 15, 00 1 1, 20 87, 2 225, 7 250 0, 08

 

Точение чистовое 0, 25 15, 00 1 1, 10 173, 2 448, 5 400 0, 06

 

снятия фаски 1х45 черновое 1 1, 00 1 1, 1 122, 5 317, 2 315 0, 003

 

снятия фаски 1х45 черновое 1 1, 00 1 1, 1 122, 5 317, 2 315 0, 003

 

Растачивание черновое 3, 10 40, 00 1 1, 20 87, 2 198, 4 200 0, 17

 

Растачивание чистовое 0, 25 40, 00 1 1, 10 173, 2 394 400 0, 091

 

шлифование -  40 1 0, 5 18 40, 95 80 1

В итоге имеем То, общ= 1, 66 мин.


Операция фрезерная

Оборудование – горизонтально-фрезерный станок марки 6Р10.

Фреза торцовая насадная со вставными ножами ТУ2.035.0224638.1155-88 или с механическим креплением пятигранных пластин ГОСТ 22087-76. Фрезеровать торцы в размер 410.

Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки Æ 165. Используется проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18877-73. Обточить начерно поверхность Æ 182.

Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в самоцентрирующий патрон по наружнему диаметру.

В качестве базы используем необработанную наружнюю поверхность Æ 182. Используется расточной резец с напайными пластинами ГОСТ 18882-73. Расточить начерно поверхность Æ 163.

Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки Æ 163. Используется проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали ГОСТ 18877-73. Обточить начисто поверхность Æ 180. Проточить канавки Æ 175. Обточить фаски.

Операция токарная.

Оборудование - токарно-револьверный станок марки 1К341.

Деталь устанавливаем в самоцентрирующий патрон по наружнему диаметру.

В качестве базы используем наружнюю поверхность Æ 180. Используется расточной резец с напайными пластинами ГОСТ 18882-73. Расточить начисто поверхность Æ 163. Расточить фаски.

Операция шлифовальная.

Оборудование - круглошлифовальный станок-полуавтомат ЗМ185А.

Деталь устанавливаем в оправку разжимную с гофрированными втулками.

В качестве базы используем внутреннюю поверхность заготовки Æ 160.. Используется шлифовальный круг прямого профиля (тип ПП) на керамической связке ГОСТ 2424-83.

Контрольно-измерительная.

Используется штангельциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80.

Проверить размеры Æ 410, Æ 180, Æ 160, Æ 175.


ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

 

Характерной особенностью разрабатываемого проекта является разработка гидропривода валковой подачи, которая входит в состав линии, автоматизированной для поперечной резки электротехнической стали 0, 1…..0, 6´ 800 мм.

Экономическая оценка проекта базируется на многих показателях, отражающих научно-технические, производственно-организационные и рыночные критерии.

Оценка эффективности проекта производится параллельно с разработкой гидропривода валковой подачи, что необходимо для внесения в проект своевременных изменений с целью повышения эффективности технического предложения.

Экономическая оценка эффективности технического проекта производится комплексно по системе показателей, принятых в мировой практике. Этими показателями являются:

1. Чистый дисконтированный доход (ЧДД).

2. Индекс доходности.

3. Критический объем продаж.

4. Срок окупаемости.

5. Внутренняя норма доходности.

Проект будет считаться положительным в том случае, когда каждый из этих показателей отвечает определенным экономическим критериям и требованиям. Эта система показателей отражает также и финансовые критерии проекта.


Концепция проекта

 

Предлагаемый научно-технический продукт представляет собой гидропривод валковой подачи, которая входит в состав линии, автоматизированной для поперечной резки рулонной стали.

Главной целью проекта является получение прибыли за счет разработанного гидропривода валковой подачи и определение точки безубыточности по ее выпуску. Реализация данного проекта позволит:

- удовлетворить потребность субъектов рыночной экономики;

- значительно повысить эксплуатационные качества подачи валковой без снижения технических возможностей;

- изменить диаметр правильных валков для обеспечения качественной правки;

- изменить конструкцию мерительного ролика и применить в проекте серийно выпускаемый датчик ВЕ-78.

Для экономического обоснования проекта необходимо рассмотреть предлагаемый научно-технический продукт с позиции маркетингового синтеза и принять решение для стратегического планирования модификаций и сопровождения предлагаемого продукта.

Для организации производства валковой подачи, организационных мероприятий и рекламной кампании необходимы кредитные ресурсы на сумму 17641, 3 тыс.руб.

Срок возврата кредита 1, 2 года.

 

Исследование и анализ рынка

автоматическая линия сталь гидравлический цилиндр

В целях изучения спроса и выявления потенциальных потребителей было проведено маркетинговое исследование в масштабах Российской Федерации, стран СНГ и предприятий Ростовской области. Результаты исследований приведены в таблице 6.1.

 

Таблица 6.1 - Данные о емкости рынка сбыта.

№ п/п Сегменты рынка 2010 2011 2012 2013 2014
1 Предприятия г. Ростова и Ростовской обл. 5 6 6 7 8
2 Российская Федерация 20 24 26 28 32
3 Страны СНГ 5 6 8 10 15

 Итого

30 36 40 45 55

 

Затраты на проект

 

 руб.

 

С учетом затрат на налаживание производства и исследование конъюнктуры рынка затраты составят

Сполн = 545081, 6 + 545081, 6 × 0, 2 + 5 45081, 6 × 0, 15 = 746903, 97 руб.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Под гидроприводом понимают совокупность устройств (в число которых входит один или несколько объемных гидродвигателей), предназначенную для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением. В качестве рабочей жидкости в станочных гидроприводах используется минеральное масло.

Широкое применение гидроприводов определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и, прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости, возможность работ в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от перегрузки и точный контроль действующих усилий.

К основным преимуществам гидропривода следует отнести также высокое значение коэффициента полезного действия, повышенную жесткость и долговечность.

Гидроприводы имеют и недостатки, которые ограничивают их использование в станкостроении. Это потери на трение и утечки, снижающие коэффициент полезного действия гидропривода и вызывающие разогрев рабочей жидкости. Внутренние утечки через зазоры подвижных элементов в допустимых пределах полезны, поскольку улучшают условия смазывания и теплоотвода, в то время как наружные утечки приводят к повышенному расходу масла, загрязнению гидросистемы и рабочего места. Необходимость применения фильтров тонкой очистки для обеспечения надежности гидроприводов повышает стоимость последних и усложняет техническое обслуживание.

Наиболее эффективно применение гидропривода в станках с возвратно-поступательным движением рабочего органа, в высокоавтоматизированных многоцелевых станках и т.п. Гидроприводы используются в механизмах подач, смены инструмента, зажима, копировальных суппортах, уравновешивания и т.д. гидроприводами оснащаются более трети выпускаемых в мире промышленных роботов.

Современное развитие производства технической продукции требует совершенствования её технология изготовления, модернизации технологического оборудования и повышения её качества.

Поэтому вопросы разработки высокоэффективного технологического оборудования резки тонколистовой рулонной стали являются актуальной.

Целью дипломного проектирования является автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали 0, 1…0, 6х800мм.

Дипломный проект выполняется по заданию ООО НЭВЗ

 


Анализ и обоснование выбранной конструкции


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 171; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.112 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь