- •Содержание
- •Введение
- •1.Расчет сил зажима и зажимных устройств.
- •1.1. Клиновой зажим.
- •1.2. Рычажный зажим.
- •1.3. Винтовой зажим.
- •1.4.Выбор и расчет приводов технологического оборудования.
- •2.1. Пневматические приводы.
- •2.1.1.Пневматические поршневые приводы.
- •2.1.2. Диафрагменные пневмоприводы (пневмокамеры).
- •2.1.3.Вспомогательная аппаратура пневматических приводов.
- •2.2. Гидравлические приводы.
- •2.2.1.Невращающиеся гидроцилиндры.
- •3. Расчет съемника.
- •4.Расчет передачи винт-гайка.
- •5.Проектирование стенда для балансировки валов.
5.Проектирование стенда для балансировки валов.
Из схемы действия сил и момента следует, что балансировку нужно производить с обеих концов вала, поочередно фиксируя один из концов жестким центром. Эти условия можно выполнить на станке, расчетная схема которого представлена на рисунке
Условия баланса
По приведенной схеме стенда и условию проектирования принимаются следующие исходные данные:
Q - масса электродвигателя с головкой и подвижной рамой, кг;
q - масса карданного вала, кг;
C - центробежная сила, Н;
R1 и R2 - реакции опор (для расчета на прочность), Н;
- размеры определяются конструктивно, м;
r - радиус трубы вала (принимаем конструктивно из чертежа), м;
D - диаметр карданного вала, м.
Исходные данные: Допустимый дисбаланс =50 г*см; максимально-возможный дисбаланс ремонтируемого вала =5 масса подвижных элементов станка определятся после эскизной проработки конструктивных элементов станка Q = З0кг = З00Н; диаметр карданного вала D = 85 мм = 0,085 м; частота вращения вала при n = 1000 об/мин.
Решение.
1. Угловая скорость вращения вала при балансировке
2. Определяем центробежные силы по формуле
где m - неуравновешенная масса, кг;
r - расстояние от оси вращения до центра масс, r = 0,05 м;
Неуравновешенную массу определяем из условия допустимого дисбаланса.
Во время ремонта карданных валов дисбаланс может быть больше допустимого. Тогда, согласно принятому условию =5 неуравновешенную массу определяем
Определим два крайних значения центробежной силы по формуле
Определяем силы Р, действующие на пружину во время балансировки вала с максимальной неуравновешенностью (т.е. когда ).
3. Расчет пружины.
Пружину рассчитываем таким образом, чтобы во время балансировки колебания вала были в обусловленных пределах:
- при максимальном дисбалансе амплитуда колебаний h должна быть не
менее 5...15 мм;
- при балансировке вала с допустимым дисбалансом, амплитуда должна быть такой, чтобы ее можно было замерить индикатором (1 ...3 мм).
Предварительно принимаем амплитуду колебаний h = 10 мм.
Определяем необходимое количество витков пружины i. Если перемещение одного витка пружины обозначим , то
откуда
Из курса деталей машин перемещение одного витка пружины определяется по формуле
где Р - нагрузка на пружину, Н; - диаметр пружины, мм; d - диаметр проволоки пружины, мм; G - модуль упругости второго рода, (G = 8,1-10 МПа).
Принимаем конструктивно = 85 мм и d= 8 мм, тогда перемещение одного витка
Длину пружины в свободном состоянии H определяем по формуле
где шаг пружины
Следующим этапом расчета определим амплитуду колебания при балансировке вала дисбаланс которого находится в допустимых пределах.
Определим силы, действующие на пружину при балансировке,
где Q = 300 H -подвижная масса станка;
Тогда
Определим амплитуду колебаний вала при балансировке вала с допустимым дисбалансом (=50 г*см).
Из рассмотрения схемы работы пружины можно составить уравнение определени амплитуды колебаний вала
При балансировке вала с допустимым дисбалансом амплитуда будет около 2 мм. Желательно ее уменьшить до 0,5... 1,0 мм. Для этого нужно увеличить жесткость пружин и повторить расчет.
4. Определяем вес пластинок для уравновешивания валов.
Зависимость амплитуд колебаний h от веса неуравновешенной массы т выражаем уравнением прямой линии проходящей через начало координат.
По результатам расчетов строится график т=f(h).
По амплитуде h можно определить т - массу пластинки, которую следует приваривать на противоположную сторону балансируемого конца вала.
5. Оценка результатов предварительных расчетов.
а) Следует оценить, удовлетворяют ли полученные значения параметров с конструктивной точки зрения и возможно ли технологически изготовить станок по этим параметрам.
б) После компоновки станка, выполнения сборочного чертежа, определения веса всех элементов и составления реальной схемы станка решить, следует ли провести повторные расчеты. Если возникнет в этом необходимость, все расчеты выполнить заново.
в) Определить размеры (массу) пластинок, которые будем приваривать для устранения дисбаланса.
г) Провести испытания и тарировку т = f(h) по заранее известному дисбалансу.
6. Определяем мощность электродвигателя.
Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления от трения в подшипниках () и на сопротивление разгона вращающихся масс (), определяется по формуле
где - момент сил сопротивления разгону, Нм.
где - суммарный момент инерции всех вращающихся масс, приведенный к оси вращения вала, кгс;
- угловая скорость карданного вала,
- время разгона вала задается, исходя из возможностей временной перегрузки электродвигателя, сек.
Для нашего примера суммарный момент инерции вращающихся масс =0,1
кгс, время разгона = 5 с до угловой скорости = 104,6.
Тогда
2,09.
При выборе времени разгона необходимо учитывать характеристику электродвигателя. Чем меньше времени, тем больше требуется мощности.