1. ВВЕДЕНИЕ.
Потребность в значительномросте производства продукции машиностроения, товаров широкого потребления,повышении качества продукции, сокращение материально-энергетических и трудовыхресурсов при изготовлении промышленных изделий диктует необходимость всоответствующем увеличении объемов тех производств, которые обеспечиваютнадёжную защиту изделий от коррозии, снижение их металлоёмкости и улучшениятоварного вида.
В решении этихвопросов существенная роль отводится гальванотехнике. Нет ни одной отраслипромышленности, где бы электрохимические, химические и анодно-оксидные покрытияне находили самого широкого применения. Автоматизация и механизация процессових нанесения позволяют не только повысить производительность труда и улучшитькачество покрытий, но и устранить мало квалифицированный ручной труд, особеннов тяжёлых и вредных для человека производственных условиях.
Оборудование для нанесения электрохимических, химических ианодно-оксидных покрытий отличается большим многообразием, что вызвано оченьшироким диапазоном технических требований, которые не могут быть обеспечены воборудовании какого-то одного типа.
Конструкцияоборудования зависит от характера технологического процесса, его стабильности,числа видов покрытий, номенклатуры обрабатываемых изделий и ряда специальныхтребований. На него оказывают влияние и условия размещения – отводимаяплощадь, высота помещения, встраиваемость в поточную линию и другие факторы.
Оборудование для нанесения электрохимических, химических ианодно-оксидных покрытий классифицируется по ряду признаков. Основными из нихявляются: степень автоматизации и механизации, возможностьперепрограммирования, конструкция основного транспортирующего органа и егорасположение, система управления, конструкция и форма переносного устройствадля размещения обрабатываемых изделий.
По форме переносного устройства для размещения обрабатываемыхизделий различают линии: подвесочные, барабанные, барабанно-подвесочные,колокольные, для обработки изделий в корзинах.
Специальные линии применяют при особых условиях производства, ккоторым относятся: необходимость изменение пространственного положения изделийв процессе обработки, применение технологических спутников особой формы,непригодность традиционного метода нанесения покрытий (нагружением в электролит) для некоторых изделий.
2. ТЕХНИЧЕСКОЕЗАДАНИЕ.
Техническоезадание выдано АООТ «Павловский инструментальный завод ».
Разработатьсистему управления автоматической линией гальванирования на базе японскогопрограммируемого контроллера «TOYOPUC-L», линия предназначена дляобработки стальных деталей по заданной программе, обеспечивая непрерывный циклобработки деталей в соответствии требований к обработке .
Разработка алгоритма системы управления автоматической линиейгальванирсвания согласно техпроцесса.
2.1. АНАЛИЗ И ПРОРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ.
3.КОНСТРУКТОРСКИЕ РАЗРАБОТКИ
3.1 Расчёт червячного редукторадля горизонтального перемещения автооператорА
3.1.1 Подбор основных параметровпередачи
Число витков червяка : r1= 1
Число зубьев колеса :
z2= z1 Uред
z2= 1 40 = 40
где
z1– число витков червяка ;
Uред– передаточное числочервячного редуктора.
Предварительные значения :
модуля передачи :
m= (1,5… 1,7 )
где
— межосевоерасстояние , мм ;
z2– число зубьев колеса.
m= 3,0… 3,4 мм
Принимаем ближайшеестандартное значение (см. таблицу 2.11) ( 2, ст. 29 ).
m= 3,15мм
Коэффициент диаметра червяка:
q= – z2
где
— межосевое расстояние , мм ;
m– модуль передачи ;
z2– число зубьев колеса.
q=10,79
Минимальное значение :
qmin= 0,212 z2
где
z2– число зубьев колеса.
qmin= 0,212 40 = 8,48
Принимаем по таблице2.11 ( 2, ст. 29 )
q= 10
Коэффициент смещения инструмента
х =
где
q– коэффициент диаметрачервяка ;
— межосевое расстояние , мм ;
m– модуль передачи ;
z2– число зубьев колеса.
х = ( ) – 0,5 (40 + 10 ) = 0,4
Фактическое передаточное отношение:
Uф=
где
z1– число витков червяка ;
z2– число зубьев колеса.
Uф= = 40
Окончательно имеем следующиепараметры передачи :
=80 мм;
z1= 1;
z2= 40 ;
m= 3,15 мм ;
q= 10 ;
х = +0,4
Отклонение передаточногочисла от заданного :
= 4 %
где
Uф– фактическое передаточноечисло ;
U– передаточное число .
= 0 %
3.1.2 Выбор материала червяка и колеса
Определяем предварительноожидаемую скорость скольжения :
Us 4,3 U
где
- угловая скорость вала-1
= = = 1,13 с-1
где
Рвых – потребляемая мощность навыходе , Вт ;
Твых – вращающий момент , Н ;
тогда
Us= = 1,3
3.1.3 Допускаемые напряжения
= КНL Cv ( 2, ст. 26 )
где
КНL– коэффициент долговечности;
Cv– коэффициент, учитывающийинтенсивность износа зуба ;
— допускаемое напряжение при числе циклов перемены
напряжений, Па .
Принимаем материал дляколеса :
Безоловянистые бронзы илатуни .
Способ отливки –центробежное литьё .
Бр АЖ 9-4
= 500 Мпа ( 2, табл. 2.10 )
= 200 Мпа ( 2, табл. 2.10 )
Коэффициент долговечности :
КHL= ( 2, ст. 32 )
где
N — общее число цикловперемены напряжений
N= ( 2, ст. 32 )
где
Lh– общее время работыпередачи ;
— угловая скоростьвала, с-1 .
N= 573 1,13 1,72 105 = 111,4 106
KHL= = 0,74
Сv– коэффициент учитывающий интенсивность износа зубьев ,
подбираем по таблице 2.11 ( 2, ст. 27 ).
Cv= 0,97
= 0,9 106
= 0,9 500 106 = 450 106 Па
Допускаемое контактноенапряжение :
= 0,74 0,97 450 106 = 323 106 Па
Допускаемое напряжениеизгиба :
= КFL ( 2.ст. 32 )
где
КFL– коэффициент долговечности ;
– исходное допускаемое напряжение изгиба, Па .
КFL=
КFL= = 0,6
= ( 0,25 +0,08 ) 106
= ( 0,25 200 + 0,08 500 ) 106 = 90 106 Па
Допускаемое напряжениеизгиба :
= 0,6 90 106 = 54 106 Па
3.1.4 Межосевое расстояние
где
– допускаемое контактное напряжение, Па ;
Т2 – момент на тихоходном валу, Н м.
= 0,079 мм
= 80 мм ( 7, ст. 18 )
3.1.5 Геометрические размеры колеса и червяка
Делительный диаметр червяка:
d1= q m= 10 3,15 = 31,5 мм ( 2, ст. 33 )
где
m–модуль передачи ;
q–коэффициент диаметра червяка .
Диаметр вершин витковчервяка :
dа1= d1+ 2 m ( 2, ст. 33 )
где
m– модуль передачи ;
d1– делительный диаметрчервяка , мм .
dа1= 31,5 + 2 3,15 = 37,8 мм
Диаметр впадин червяка :
df1= d1– 2,4 m
где
m– модуль передачи ;
d1– делительный диаметрчервяка , мм .
df1= 31,5 – 2,4 3,15 = 23,99 мм
Диаметр нарезанной частичервяка при числе витков r1=1 b1 ( 11 + 0,06 z2) mгде
m–модуль передачи ;
z2– число зубьев колеса. b1 ( 11 + 0,06 40 ) 3,15 = 42,21 мм
Так как витки шлифуют, тоокончательно :
b1 42,21 + 3,8 46 мм
Диаметр делительнойокружности колеса :
d2= z2 m ( 2, ст. 33 )где
m–модуль передачи ;
z2– число зубьев колеса.
d2= 40 3,15 = 126 мм
Диаметр окружности вершинзубьев колеса :
dа2= d2+ 2 ( 1 + x) m; ( 2, ст. 33 )где
m–модуль передачи ;
х – коэффициент смещенияинструмента ;
d2– диаметр делительнойокружности колеса , мм .
dа2= 126 + 2 ( 1 + 0,4 ) 3,15 = 134,82 мм
Диаметр колеса наибольший :
dаМ2 dа2+ ( 2,ст. 33 )где
m–модуль передачи ;
z1– число витков червяка ;
dа2– диаметр окружности вершинзубьев колеса , мм .
dаМ2 134,82 + = 141,12 мм
Диаметр впадин колеса :
df2= d2– 2 m ( 1,2 – х )где
m–модуль передачи ;
х – коэффициент смещенияинструмента ;
d2– диаметр делительнойокружности колеса , мм .
df2= 126 – 2 3,15 ( 1,2 – 0,4 ) = 120,96мм
Ширина венца :
b2 0,75 dа1
где
dа1– диаметр вершин витков червяка , мм .
b2 0,75 37,8 = 28,35 мм
3.1.6 Проверочный расчет передачи на прочность
Определяем скоростьскольжения :
Vs= ( 2,ст. 33 )
где
V1– окружная скорость начервяке , .
Угловая скорость червяка :
= U
где
U–передаточное число .
= 40 1,13 = 45,2 с-1
= 5043/
cos = 0,9951
Окружная скорость на червяке:
V1= 0,5 d1
где
d1– делительный диаметрчервяка, мм ;
— угловая скорость червяка , с-1 .
V1= 0,5 45,2 0,0315 = 0,71
Vs= = 0,71
Коэффициент Сv= 0,98
Допускаемое контактноенапряжение :
= 0,74 0,98 450 106 = 326,4 6 Па
Окружная скорость на колесе:
V2= 0,5 d2
где
— угловая скорость наколесе , с-1 ;
d2– диаметр делительнойокружности колеса, мм .
V2= 0,5 1,13 0,126 = 0,071
Тогда коэффициент :
К = 1,0
Расчетное напряжение :
( 2, ст. 33)
где
d2– диаметр делительнойокружности колеса, мм ;
К – коэффициент ;
d1– делительный диаметр червяка, мм ;
Т2 – момент натихоходном валу, Н м .
= 238,7 106 Па
что меньше допускаемого .
3.1.7 К.П.Д. передачи
= 3010/ по таблице 2.13 ( 2, ст. 30)
где
— приведённый уголтрения, определяемый экспериментально
Силы в зацеплении. Окружнаясила на колесе и осевая сила на червяке :
Ft2= Fа1=
где
d2 – диаметр делительнойокружности колеса, мм ;
Т2 – момент натихоходном валу, Н м .
Ft2= Fа1= = 4712,7 Н
Окружная сила на червяке иосевая сила на колесе :
Ft2= Fa2=
где
— КПД передачи ;
Ft2– окружная сила на колесе, Н ;
q–коэффициент диаметра червяка .
Ft2= Fa2= 623,9 Н
Радиальная сила :
Рr= 0,364 Ft2 ( 2, ст. 33 )
где
Ft2– окружная сила на колесе, Н ;
Рr= 0,364 4712,7 = 1715,4 Н
3.1.8 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба
Эквивалентное число зубьев
zv2= ( 2,ст. 33 )
где
z2– число зубьев колеса .
zv2= = 40,6
YF= 1,56
YF– коэффициент выбирается по таблице 2.15 ( 2, ст. 31 )
Окружная скорость на колесе:
V2=
где
d2 – диаметр делительнойокружности колеса , мм ;
, с-1 .
V2= 0,5 1,13 0,126 = 0,071
Коэффициент нагрузки :
К = 1 ( 2, ст. 30 )
Расчётное напряжение изгиба:
где
YF– коэффициент ;
Ft2– окружная сила на колесе , Н ;
m–модуль передачи ;
b2 – ширина венца , мм .
Па
что меньше F= 54 106 Па
3.1.9 Тепловой расчет
Мощность на червяке :
Р1=
где
— угловая скорость наколесе , с-1 ;
— КПД передачи .
Р1= 296,9 1,13 = 479,3 Вт
Поверхность охлаждениякорпуса ( см. таблицу 2.14 ) (2, ст. 30)
А = 0,19 м2Коэффициент
Кт = 9… 17
Тогда температура масла безискусственного охлаждения
tраб = ( 7, ст. 54 )
где
— КПД передачи .
tраб = 0С
что является допустимым, т.к.
tраб