ВКР (1203990), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Этагруппа изделий изготавливается из высококачественных легированных сталей,содержащих кремний, молибден, ванадий и бор. После высокотемпературнойтермообработки эти стали приобретают гарантированную твердость 53 - 54 поРоквеллу и ударную вязкость более 40 Джоулей.Основные конструктивные особенности наконечника новой конструкции вотличие от типовой:- начальная точка ребра была перенесена вперед к концу наконечника на60 мм;- толщина ребра была уменьшена на 5мм для лучшего проникновения вгрунт;- усовершенствованный наконечник стал на 35 мм длиннее: 400 мм придлине типового наконечника 365 мм;ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист58Рисунок 3.1. Варианты конструктивного исполнения наконечников рыхлителя: а)усовершенствованного; б) типовогоУсовершенствованный наконечник изготавливают из материала сталь30ХГСФА ГОСТ 4543-71 методом ковки.
Традиционно кованные материалы вотличие от литых имеют несколько достоинств. Ковка — обработка металладавлением, посредством которой металл в нагретом состоянии уплотняется,сращивается и получает желаемую форму, что практически исключаетвозникновение мелких пор в структуре материала и попадание вредныхпримесей. Так же кованные изготовления имеют высокие механические свойствапо сравнению с литым.Химический состав и механические свойства наконечника показаны втаблице 3.1.Таблица 3.1 – Химический состав и механические свойства итальянскойкоронки.С,%Mn,%Cr,%Si,%Mo,%Ni,%S,%P,%Al,%B,%0,3251,230,8151,480,0410,0310,0070,0160,0310,003ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист59Окончание таблицы 3.1Механические свойстваТвердостьПредел текучестиУдарная вязкость52,2 HRC1300 Н/мм238 Дж/см2Сравнительные испытания типовой и усовершенствованной моделинаконечников производились компанией ООО «ДВ-Рикамби» в реальныхпроизводственных условиях. Результаты испытаний показали:- время полезного использования исходной типовой коронки «GETLF»(КНР) – 3 часа 48 мин (228 мин);- время полезного использования усовершенствованной коронки (Италия)– 6 часов 56 мин (416 мин).На начальном этапе рыхления оба наконечника работали одинаковоэффективно.
В дальнейшем, усовершенствованная коронка показала лучшуюпроизводительность. В процессе работы коронка самозатачивается и сохраняетоптимальный угол резания грунта, износ рабочей поверхности происходитравномерно с сохранением относительных геометрических параметров. Носоктиповой коронки в процессе рыхления затупляется, в связи с чем эффективностьрезания грунта значительно сокращается. При этом остаточный ресурсусовершенствованного наконечника позволяет продолжить его использованиена более легких грунтах.Таким образом увеличение механических свойств материала путемизменения метода изготовления ковки, увеличивает стойкость коронки к износупочти в два раза, а изменение формы наконечника, позволяет ей в процессеработы истираться по всей поверхности более равномерно, что позволяетсохранить относительные геометрические параметры, оптимальный уголрезания и уменьшить затупление режущих кромок.Поэтому применение усовершенствованной коронки КМ75L являетсяцелесообразно, так как повышается эффективность работы рыхлителя в целом.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист603.2 Технология создания твердотельной модели зуба рыхлителя в сбореТвердотельное моделирование является основным видом трехмерногопроектирования изделий машиностроения. Создаваемые в ходе такогомоделирования тела воспринимаются системой как некие единые объекты,имеющие определенный объем и плотность. Твердотельное моделированиепозволяет не только эффективно решать компоновочные задачи, но и определятьинерционно-массовые характеристики, получать необходимые виды, разрезы исечения трехмерного объекта для оформления рабочей документации.Помимо средств создания пространственных объектов блок трехмерногомоделирования системы SolidWorks включает в себя средства просмотраобъемного изображения, визуализации и редактирования трехмерных объектов[21].Создание твердотельной модели зуба рыхлителя в программе SolidWorksсостоит из нескольких этапов:- построение модели наконечника- построение модели зуба- построение модели адаптера- создание сборкиКаждый из этих этапов построения подразумевает множество подэтапов,которые требуют навыки построение геометрических объектов, знание правилпостроения тел и их элементов с помощью инструментов «Вытянутая бобышка»,«Вытянутый вырез», а также знание требований к эскизам для построения этихинструментов.3.2.1 Основные этапы моделирования усовершенствованного наконечникаСоздается основная форма наконечника.
Для этого чертится эскиз наплоскости спереди. По этому эскизу вытягивается бобышка, рисунок 3.2.1.1.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист61Рис. 3.2.1.1 – Эскиз основной формы наконечникаВ итоге моделируется твердотельная деталь, показанная на рисунке 3.2.1.2.Рис 3.2.1.2 – Модель твердотельной деталиСоздается внутренний вырез наконечника для установки его на зуб. Дляэтого чертиться эскиз на плоскости параллельной продольной оси детали. Поданному эскизу вытягивается вырез в двух направлениях, рисунок 3.2.1.3.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист62Рисунок 3.2.1.3 –Эскиз внутреннего вырезаСоздаются ребра на заострённой части. Для этого чертится эскиз наплоскости параллельной продольной оси детали. По данному эскизувытягивается бобышку в двух направлениях, рисунок 3.2.1.4.Рис.
3.2.1.4 – Эскиз ребра жесткостиСоздается отверстие для крепления наконечника к зубу. Для этого чертитсяэскиз, по которому вырезается вытянутый вырез, рисунок 3.2.1.5.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист63Рис. 3.2.1.5 – Эскиз выреза отверстия для крепленияДалее множеством эскизов и вырезов по ним, применением фасок искруглений, деталь «обтачивается» и приобретает геометрическую формусоответствующую размерам наконечника, показанным на рисунке 3.2.1.6.Рис 3.2.1.6 – Готовая модель усовершенствованного наконечникаДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист643.2.2 Основные этапы моделирования зуба рыхлителяНа плоскости спереди чертится эскиз по размерам. По данному эскизувытягивается бобышка, рисунок 3.2.2.1.
Создается твердотельная деталь. Далееприменением фасок и скруглений создается готовая модель зуба, представленнаяна рисунке 3.2.2.2.Рис.3.2.2.1 – Эскиз моделирования зубаРис. 3.2.2.2 – Готовая модель зуба рыхлителяДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист653.2.3 Основные этапы моделирования адаптераСоздаются боковые стенки адаптера. На плоскости спереди чертитьсяэскиз. По этому эскизу вытягивается бобышка.
Создается плоскость параллельноплоскости спереди на расстоянии ширины зуба, копируется эскиз и вытягиваетсябобышка, рисунок 3.2.3.1.Рис. 3.2.3.1 – Моделирование боковых стенок адаптераСоздается передняя стенка адаптера, которая и защищает зуб от износа. Поуже существующему эскизу вытягиваем бобышку до следующей Добавляем накромках скругления, получаем готовую модель адаптера, представленной нарисунке 3.2.3.3.Рис. 3.2.3.2 – Готовая модель адаптераДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист663.2.4 Создание сборки зуба рыхлителя с наконечникомСоздается новый файл сборка, в который поочередно добавляется каждаяиз смоделированных раннее объектов.
Посредством сопряжений каждая детальустанавливается на свое место в сборке, так, как это выглядит в реальнойконструкции рыхлителя. Готовая модель сборки представлена на рисунке 3.2.4.1.Рис. 3.2.4.1 – Модель сборки зуба рыхлителя с наконечникомОсновными плюсами твердотельного моделирования сборки зубарыхлителя являются:1. Лучшая визуализация и восприятие рабочего органа2. Автоматическое формирование двумерных чертежей3. Быстрота и легкость в процессе внесения изменений и корректировок вмодели4. Возможность анализа конструкции и материала при нагрузкахТаким образом создание твердотельной модели зуба рыхлителя в сбореявляется неоспоримым преимуществом в изучении его конструкции, способаработы,атакжеоблегчаетвозможностьдальнейшеймодернизациинаконечника, как его геометрической формы, так и материала.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист673.3 Инженерный анализ конструкции зуба рыхлителя3.3.1 Определение задачи инженерного анализаИзвестно, что зуб рыхлителя представляет собой металлическую стойку, спосадочным хвостовиком для крепления наконечника, который являетсянаиболее нагруженным элементов в конструкции рыхлителя. Поэтому зубьяизготавливают из высокопрочных материалов с различной геометрическойформой и размерами. Таким образом инженерный анализ конструкции зубапозволит нам выяснить наиболее оптимальное исполнение зуба и наилучшийвариант крепления зуба к балке рыхлителя.3.3.2 Анализ зуба с различными вариантами поперечными сечениямиС помощью программы SolidWorks произведем анализ конструкциисозданной ранее модели зуба с тремя различными вариантами А, Б, Висполнения поперечных сечений (рисунок 3.3.2.1).Рисунок 3.3.2.1 – Поперечные сечения моделей зубьевРезультаты исследования зуба представлены в таблицах отчета.ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаЛист68Сечение АТаблица 3.3.2.1 – Отчет результатов максимальных напряженийИмяТипМинМаксНапряжение1VON: Напряжение Von Mises0.0175642 N/mm^2(MPa)Узел: 1381283.13 N/mm^2(MPa)Узел: 283Сечение БТаблица 3.3.2.2 – Отчет результатов максимальных напряженийИмяТипМинМаксНапряжение1VON: Напряжение Von Mises71284.6 N/m^2Узел: 58562.8961e+008 N/m^2Узел: 11313ДП 23.05.01 00 00 01 ПЗИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаЛист69Сечение ВТаблица 3.3.2.3 – Отчет результатов максимальных напряженийИмяТипМинМаксНапряжение1VON: Напряжение Von Mises64179.4 N/m^2Узел: 65263.59563e+008 N/m^2Узел: 285Результаты анализа показали, что модель зуба с прямоугольнымпоперечным сечением А является наиболее оптимальным в использовании, вотличие от других моделей зуба, так данная модель зуба испытывает наименьшеемаксимальное напряжение = 283,13 МПа.3.3.3 Анализ зуба с различными условиями крепления к балке рыхлителяПервый вариант крепления - установка зуба в балку рыхлителя с зазором.Такой вариант крепления зуба наиболее приближен к реальной картине.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
