1.6 Разработка цикла работы устройства.

Исходное положение:

1-Крайне правое положение

2-Крайне правое положение

3-Отведен

4-Крайнее правое положение, разжат.

5-Отведен

6-Отведен

7-Крайне левое положение

8-Разжат

9- Отведен

10-Разжат

11-Разжат

12-Крайне левое положение

13-Опущен

Описание цикла:

1) 1-подача вправо

2) 9- подача вправо, 1-отвод

3) 9-нагрев

4) 2-подача вправо, 9-отвод

5) 7- подача вправо,2-отвод

6) 3-зажим

7) 4-крайне левое положение, 10,11-зажим

8) 7-отвод, 3-разжим,8-разжат

9) 4-отвод

10) 12-поворот вправо,13-подъем

11) 4-крайне левое положение

12) 13-опускание

13) 8- зажим, 1- подача вправо

14) 10,11-отжим, 9-подача вправо,1-отвод

15) 4-отвод, 9-нагрев

16) 12-поворот влево, 5,6-рабочая подача, 2-подача вправо, 9-отвод

17)5,6-отвод,7-подача вправо,2-отвод.

Циклограмма работы автомата на отдельном листе.

Цикловая производительность

Q=== 2,2 шт/мин.

2 Проектирование узла.

2.1. Разработка технического задания на проектируемый узел.

Цель работы:

1. Повышение надежности работы механизма зажима.

2. Расширение функциональных возможностей механизма.

3. Приобретение навыков проектирования.

Содержание работы:

1. Анализ и выбор схемы устройства.

2. Составление расчетных схем и расчет усилия зажима.

3. Расчет основных параметров привода.

4. Конструирование узла зажима (разработка сборочного чертежа).

5. Описание конструкции и работы узла.

Технические характеристики:

1. Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 30.

2. Длина обрабатываемой заготовки, мм 105.

3. Материал обрабатываемой заготовки, мм Ст20 ГОСТ 1050-88

4.Усилие высадки: 300-1000Н

5.Погрешность высадки по h14

6.Погрешность установки1мм

Технические условия:

1) Необходимо обеспечить правильное базирование заготовки перед высадкой.

2) Допускается отклонения формы и расположения поверхностей в пределах 14 квалитета.

3) Высадку головок следует производить на приспособлении в собранном виде с допусками размеров по ГОСТу.

4) Окончательную отладку приспособления выполнять после изготовления пробных деталей.

5) Контроль точности приспособлении производить каждый месяц эксплуатации.

2.2 Разработка и анализ схемы.

Рисунок 2 - Захватывающие устройства.

Захватывающие устройства механического действия имеют клиновые, рычажные и реечные механизмы.

Наиболее простые в работе и его обслуживании имеют клиновые механизмы, они также имеют большие захватные усилия, которые необходимы при работе с металлическими деталями.

Рисунок 3 - Клиновой механизм.

2.3 Расчетная схема и расчет основных элементов.

Расчетные формулы:

Среди наиболее распространённых пневмоприводов (одностороннего действия, двустороннего действия, мембранные, сильфонные, телескопические) наиболее подходящим и полностью обеспечивающим требования закрепления является Пневмопривод одностороннего действия с пружиной возвратного хода.

Таким образом, наиболее целесообразным будет разработка узла следующей схемы:

Для выбора типоразмера пневмоцилиндра необходимо определить знать силу высадки, и исходя из этого, вычислить силу закрепления.

Силу закрепления определяют из условия равновесия силовых факторов, действующих на заготовку. Покажем их на схеме закрепления:

Масса заготовки мала по сравнению с остальными силами, поэтому её в расчёт принимать не будем, от этого у нас появится некоторый запас вычислений. Спроецируем все силы на все три оси: X, Y, Z и приравняем к нулю.

Х: Fтр – Рвыс = 0;

Y: N1cos45 + N2cos45 – Рз = 0;

Z: N1sin45 – N2sin45 = 0.

Примем: N1 = N2 = N`;

Следовательно:

Fтр = Рвыс;

2N`cos45 = Рз; => Pз = 1,44N`;

Fтр = μN = 2μN`; при μ = 0,25 Fтр = 0,5N` => N` = 2Fтр;

Pз = 2,88Fтр; или Рз = 3Fтр (округлили для запаса);

Таким образом мы вывели зависимость между усилием высадки и силой зажима:

Рз = 3Рвыс.

Усилие высадки для заготовки данных размеров составляет 6 МПа, следовательно сила зажима составит 18 Мпа, что равняется 180 кг/см².

Усилие зажима зависит (в основном) от диаметра поршня и давления воздуха в сети. Определяется по формуле:

Рз = πD²рη/4 – Р₁;

где: D – диаметр поршня [см];

р – удельное давление воздуха [кг/см²];

Р₁ – сопротивление пружины [кг];

η – КПД пневмоцилиндра; принимаем равным 0,85.

Удельное давление воздуха в системе составляет 5 атм., что равняется 5 кг/см². Сопротивление пружины принимаем равное 3 кг. Рз исчисляется в [кг/см²], для расчётов следует перевести эту величину в [кг], для этого примем площадь, на которую давит поршень равную 7,06 см² (это круг диаметром 30 мм непосредственно на зажимном элементе). Таким образом:

Рз` = 180*7,06 = 1272 кг или Рз` = 1300 кг;

Округлив усилие зажима до 1300 кг можно не принимать в расчёт сопротивление пружины (Р₁ = 3 кг), так как эта величина существенно на расчёты повлиять не может.

Исходя из выше изложенного, можно рассчитать необходимый диаметр поршня пневмоцилиндра?

D² = 4Pз`/πpη = 4*1300/3.14*5*0,85 = 389,6 см²;

Диаметр поршня будет составлять D = 19 см, или 190 мм. Так как в практике в основном применяют пневмоцилиндры с поршнями диаметром 200 мм, то для более надёжного закрепления примем диаметр поршня пневмоцилиндра нашей системы равным 200 мм.

Максимальный ход поршня – L = 50 мм.

Этого вполне достаточно для обеспечения качественного зажима заготовки перед высадкой.

Заключение

По заданию было необходимо автоматизировать процесс высадки головки болтов с контактным нагревом с подробной разработкой принципиально-структурной схемы и конструкций устройства закрепления заготовок. В ходе выполнения Курсовой Работы была подробно разработана принципиальная структурная схема всего устройства. В качестве приводов всех механизмов использованы гидроприводы.

При применении автоматов происходит облегчение труда рабочего с конечной целью освобождения его от неквалифицированного, «монотонного» труда; повышение производительности труда и качества выпускаемой продукции за счет автоматизации технологических процессов и обеспечения постоянного режима работы оборудования в две и три смены. При этом автоматические комплексы должны отвечать такому требованию, как обеспечение технологической гибкости и адаптации к изменениям условий производства.

В результате выполнения работы был проведен анализ автоматизируемого ТП; функциональный анализ, т.е. разработка перечня основных функций будущего устройства; выбраны исполнительные механизмы и датчики. Во второй части работы было разработано ТЗ на проектируемый узел, проанализированы основные схемы узла, составлена расчетная схема и разработан сборочный чертеж узла.

Литература

1. Автоматизация дискретного производства под редакцией Е.И. Семенова М.-«Машиностроение» 1987 г.

2. Автоматизация производственных процессов под редакцией Г.А. Шауняна М.-«Высшая школа»1987 г.

3. Промышленные роботы в машиностроении под редакцией Ю.М Соломенцева М.-«Машиностроение» 1987 г.

4. Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении под редакцией Ю.М Соломенцева М.-«Машиностроение» 1989 г

5. Конструирование узлов и деталей машин О.П. Дунаев М.-«Высшая школа»1989 г.

15