ПЗ ВКР Ведерников М.А (1192211), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

На рисунке 2.1 представлены графикисопротивления гайки при завинчивании и отвинчивании, как Мсопр = f( ) , где - угол поворота гайки.Мсопр, Нм400А*A200GD120100BFD806040C20DЕD , рад.Рисунок 2.1 - Графики момента сопротивления при отвинчивании(кривая А (А*)-В-С-D) и завинчивании (кривая DE-F-G) гаек клеммных болтовИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист26При завинчивании гайки клеммного болта наблюдаются следующие характерные участки сопротивления: участок графика D-E - работа затрачивается напреодоление сопротивления трансмиссии и сопротивления в резьбе без нагрузки; участок E-F - происходит сжатие пружинной шайбы до момента соприкосновения витков; участок F-G - сопротивление завинчиванию растет, происходитдеформация витков шайбы (ограничение по крутящему моменту составляет 200Нм).Анализ составляющих сопротивления вращению гайки показывает, что активные факторы не зависят от направления вращения и их величина определяется независимо от того, завинчивается или отвинчивается гайка.

Однако наблюдения говорят о том, что при отвинчивании в первоначальный момент (момент «срыва» резьбового соединения) сопротивление отвинчиванию при наличии упругой шайбы значительно превышает момент затяжки этого же соединения. Фактором, вызывающим это является, как сопротивление резанию торцагайки и верхней плоскости клеммы острыми кромками упругой шайбы (рисунок 2.2), так и совместная коррозия (“прикипание”) и загрязненность элементовскреплений.Так как за исключением указанных факторов процесс отвинчивания зеркален процессу завинчивания, то линияА-В-С-D графика зеркально соответ-МсопрГайкаствует графику завинчивания. ЛинияА*-В соответствует дополнительно-Шайбаму сопротивлению.Как видно из графиков наибольший момент необходимо при-Рисунок 2.2 - Контакт торца гайки иупругой шайбыложить при отвинчивании гайки. Который составляет порядка 400 Нм. Этот момент необходимо приложить при повороте гайки на угол порядка 600…900 после чего момент сопротивления гайкиотвинчиванию снижается в два и более раза.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист27В отличие от скрепления типа КБ для скрепления типа ЖБР и ЖБРШ, укоторых отсутствует пружинная шайба, соответствующие графики носят линейный характер.

При завинчивании момент сопротивления возрастает от ноляи ограничивается соответствующим моментом завинчивания – 180-200 Нм ускрепления типа ЖБР, 200-220 Нм у скрепления типа ЖБРШ.При отвинчивании может наблюдаться превышение первоначального момента сопротивления в отличие от нормативного в силу факторов характерных,как и для скрепления типа КБ за исключением сопротивления от режущегоконтакта гайки и шайбы.Двигатель вращательного действия и редуцирующее устройство являютсятрадиционным исполнением рабочих органов для отвинчивания и завинчивания элементов скреплений железнодорожного пути. В качестве двигателя используются электродвигатели и гидромоторы, в качестве редуцирующего устройства – одно- или многоступенчатые редукторы с постоянным зацеплением(рисунок 2.3).Выбордвигателядолжен однозначно про-П ри в о д н о й д в и г а т е л ьизводиться по максимальному крутящему моментуи требуемой интенсивностиобработкискрепле-ний.

Для обеспечения требуемой производительности частота вращения рабочего органа (шпинделя)у существующих гайковертных машин составляетпорядкакрутящий момент для от-.№ докум.К о ле соКорпусВ ы хо д н о й в а л500 об/мин.При этом максимальныйИзм ЛистШ е ст ер н яПодп.ДатаРисунок 2.3 - Двигатель и редукторВКР 0000.00 ПЗЛист28винчивания одной гайки должен быть приложен не менее 400 Нм (40 кгм).

Необходимая мощность при этих условиях найдем какN=Mn/(975), кВт(2.1)где М=40 кгм – максимальный крутящий момент на выходном валу;n=500 об/мин – частота вращения выходного вала,=0,95 - к.п.д. передачиN= 40500/(9750,95) = 21,6 кВт.При использовании электрического двигателя, учитывая возможность реализовать им максимальный пусковой момент с коэффициентомМ max 2,5 , треМномбуемый электродвигатель на один шпиндель должен иметь мощность не менееNдв 21, 6 8, 6 кВт.2,5Гидравлический двигатель не обладает свойством превышения номинального крутящего момента при пуске, если не применить соответствующую регулирующую аппаратуру, поэтому при его применении необходимо подвести кнему всю требуемую мощность.

Определим требуемый расход Q из формулымощностигидромотораN=QP/612придавлениивгидросистеме100…250 кг/см2 и к.п.д =0,9:Q = N612/P=21,6612/((100…250)0,9)=147…59 л/мин.При расчете объема гидробака исходят из условия, что минимальный объем должен быть не менее 1,5-минутной производительности всех используемыхнасосов при условии их кратковременной работы. При продолжительной работе и отсутствии разгрузки гидросистемы рабочий объем гидробака должен бытьне менее 2,5-3 минутной производительности насоса. При использовании длявращения шпинделей гидромоторов емкость бака по принятым в расчете средним значениям составит более 1000 литров. Использование такого гидробака вагрегате конструктивно невозможно.В предыдущей главе отмечены три недостатка работы машины ПМГ, выявленные в ходе ее эксплуатации: большой износ обрабатываемых гаек и тор-Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист29цевых ключей машины; высокий разброс осевого усилия в резьбе и низкая временная стабильность противоугонного усилия завинченных клеммных соединений.В принятом в качестве аналога гайковерте конструкции ОКБ “Путевыемашины” принцип работы отвинчивающего мотор-редуктора следующий (рисунок 2.4).Рисунок 2.4 - Мотор-редуктор в гайковертеконструкции ОКБ “Путевые машины”Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист30Каждый мотор-редуктор, приводящий одновременно два шпинделя, содержит параллельно расположенные два ведомых вала 1 и 2, которые сочленены с приводным электродвигателем 3 зубчатыми передачами, а со шпинделями4 шарнирными соединениями 5 для возможности описывания каждым шпинделем некоего центрального угла с точкой закрепления в шарнире, что позволяетторцовому ключу 6 описывать окружность с радиусом, описывающем разбросположения гайки от ее номинального расположения.Торцовые ключи 6 на шпинделях смонтированы на шлицах для своегопродольно-вертикального перемещения силовым гидроцилиндром 7, причемгидроцилиндр через траверсу 8 перемещает сразу два торцовых ключа 6 двухрядом размещенных шпинделей.На валу электродвигателя жестко посажена шестерня 9, а на валах редуктора свободно посажены на шарикоподшипниках 10 зубчатые шестерни 11 и 12для передачи вращения ведомым валам через кулачковые муфты 13 и 14, жестко посаженные на них.

Шестерни 11 и 12 снабжены кулачками и относительнокулачковых муфт 13 и 14 имеют свободные хода, каждый разной величины ( и), что позволяет максимально разогнаться электродвигателю перед срывом сместа каждой гайки и полностью использовать его маховой момент.После отвинчивания обеих гаек и остановки электродвигателя 3 шестерни11, 12 и кулачковые муфты 13, 14 устанавливаются в исходное положение пружинами кручения 15.При такой конструкции мотор-редуктора с приводом двух шпинделей одновременно для обеспечения заданного рабочего цикла частота вращения каждого выходного вала должна приближенно составлять 550 об/мин. При этомкрутящий момент для отвинчивания одной гайки должен быть не менее 25кгм.

К.п.д. передачи принималась 0,95.Тогда необходимая мощность электродвигателя рассчитывалась какN = M n / (975) = 25550 / (9750,95) = 14,8 кВт.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист31Этим условиям соответствует электродвигатель MTKF 112-6, который приПВ=40% имеет мощность 5,0 кВт и коэффициент перегрузки 3,0. Общее количество электродвигателей привода шпинделей составляло 4 шт.Далее возникала задача определения углов  и  свободного хода каждойкулачковой муфты из условия получения равной частоты вращения электродвигателя при начале работы каждого шпинделя.На рисунке 2.5 представлены графики частоты вращения электродвигателя и величины его нагружения М в зависимости от угла поворота ротора приотвинчивании двух гаек с учетом повышенного сопротивления при их срыве иуменьшения усилия двухвитковой пружинной шайбы.Рисунок 2.5 - Графики частоты вращения электродвигателя ивеличины его нагружения в зависимости от угла поворота ротораНа графике углу  соответствует  2, а углу  -  5.

Конструктивно, из учета толщины кулачков, угол  не может превышать величины 300, поэтому задача сводится к определению угла  2, при этом:  2= и, где и = 1,63 - передаточное число редуктора.При условии равенства  2 и  5, угол  2 определился равным 3,4 рад, приэтом:= 2360/ (и2)=3,4360/(1,632)=119,5.Конструктивно угол был принят =120.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист32Испытания такого мотор-редуктора показали его эффективность.

Однако,как было указано в предыдущем разделе, он предназначен только для отвинчивания гаек и только скрепления типа КБ, хотя в настоящее время на сети дорогтакже весьма распространенным скреплением является ЖБР, а также ЖБРШ.То есть гайковерт должен быть приспособлен для возможности не толькоотвинчивания, но и завинчивания и дотяжки гаек скрепления КБ и ЖБР, а также шурупов скрепления типа ЖБР-65Ш.Для этого необходимо рассмотреть возможную конструкцию нового мотор-редуктора для условий отвинчивания, завинчивания и дотяжки элементовскреплений.Предлагаемый в данной дипломной работе вариант мотор-редуктора (рисунок 2.6) позволяет реализовать требуемые операции отвинчивания и завинчивания, а также подтягивания при минимальной энергоемкости, адекватно соответствуя требуемому графическому характеру преодолеваемых сопротивлений.Каждый мотор-редуктор состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, двухпараллельно расположенных валов (ведущего вала 3 и ведомого вала 4) со свободно вращающимися на подшипниках 5 на валах шестернями 6 и 7 и с жесткопосаженными кулачковыми втулками 8 и 9.

Валы 3 и 4 установлены в корпусена подшипниках 10.Вал электродвигателя жестко соединен с ведущим валом 3 посредствоммуфты 11. Шестерни 6 и 7 снабжены кулачками 12 и 13 и относительно кулачковых втулок 8 и 9 имеют свободные хода.После отвинчивания или завинчивания гаек (шурупов) и остановки электродвигателя 2 шестерни 6, 7 и кулачковые втулки 8, 9 устанавливаются в исходное положение пружинами кручения 14 и 15.При отвинчивании гаек (шурупов) (рисунок 2.7, стадия 1) вращение отприводного электродвигателя 2 через ведущий вал 3, кулачковую втулку 8 икулачек 12 передается шестерням 6 и 7.Изм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист33Рисунок 2.6 - Вариант мотор-редуктораИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист34Рисунок 2.7 - Стадии операции отвинчиванияИзм Лист.№ докум.Подп.ДатаВКР 0000.00 ПЗЛист35Шестерня 7 начинает свободно проворачиваться вокруг ведомого вала 4,нагружая пружину кручения 15, так как ведомый вал не вращается, испытываясопротивление вращению от гайки через шпиндель.

Кулачек 13 шестерни 7, теряя контакт с втулкой 9, уходит вперед по ходу вращения (рисунок 2.7, стадия2). Электродвигатель разгоняется. После окончания угла свободного хода кулачка 13 через кулачковую втулку 9 придет во вращение ведомый вал 4 (рисунок 2.7, стадия 3).Угол свободного хода позволяет максимально разогнаться электродвигателю перед срывом “с места” гайки и полностью использовать его маховой момент.При завинчивании гаек (шурупов) (рисунок 2.8, стадия 1) вращение отприводного электродвигателя 2 через ведущий вал 3 передается кулачковойвтулке 8.

Характеристики

Список файлов ВКР