ПЗ ВКР Косяков (1208689), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист40Сопряжение ключа и нижней пластины выполнено таким образом,что при подъеме вала шлицы входят в зацепление, препятствуя повороту валов, а в нижнем положении шлицы выходят из зацепления, а ключ,получая возможность поворота, опирается на нижний опорный подшипник. Приводной элемент конструкции – гидроцилиндр обеспечивает взаимное линейное перемещение каретки относительно нижней опорнойпластины, жестко закрепленной на раме станка (либо передвижного гайковертного гайковерта).Ключ гайковерта конструктивно выполнен в виде торцевой роликово-пружинной головки. Конструкция ключа показана на рисунке 2.7.Рисунок 2.7 - Конструкция ключаКлюч представляет собой цилиндрический корпус, с рабочего торца которого на определенную глубину выполнено 10 отверстий, оси ко-Изм.
Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист41торых находятся на окружности расчетного диаметра. В них установлены подпружиненные рабочие ролики из легированной хромистой стали.Ролики фиксируются от выпадения посредством фиксирующего кольца,вставленного в соответствующий кольцевой паз на внутренней поверхности ключа. Такая конструкция ключа позволяет установить ключ нагайке в любом положении, без последующего поворота. При опусканииключа на гайку часть роликов поджимается, упершись в верхнюю грань,а часть входит в сопряжение с боковыми гранями гайки, передавая впоследствии момент от шпинделя к гайке.Работает гайковерт следующим образом. Начальное положение –шток гидроцилиндра полностью выдвинут, шпиндель-валы подняты засчет пружин сжатия. Ключи шпинделей подняты до упора нижними буртами в нижнюю поверхность нижней соединительной пластины. Шлицвая поверхность ключей сопряжена со шлицевыми отверстиями в пластине, то есть ключи не имеют возможности поворота. При помещениигайковерта над скреплением, рабочая жидкость подается в штоковуюполость гидроцилиндра.
Шток, при этом, начинает втягиваться. На протяжении первых 35 мм хода штока, происходит опускание шпиндельвалов с ключами на гайки с одновременным сжатием верхних рабочихпружин. При этом ключи входят в контакт с гайками и выходят из сопряжения со шлицевыми отверстиями, получая возможность вращения.Опускание шпиндель-валов продолжается до упора верхних буртов валов в упорные подшипники.Одновременно с этим нижние опорныеподшипники упираются в опорную пластину.
При дальнейшем втягивании штока рабочая каретка перемещается по направляющим вниз. Приэтом ролики бегунков, находясь в сопряжении с винтовой поверхностьюшпиндель-валов, заставляют последние вращаться по часовой стрелке.Соответственно, при этом соотношение частоты вращения и крутящегомомента определяется углом наклона образующей к оси вала. При проходе первого участка винта – половины витка винтовой нарезки с малымИзм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист42углом наклона образующей к оси, происходит срыв гайки с большим моментом и малой скоростью.
После прохода первого участка, на втором,угол наклона винтовой нарезки меняется и происходит отвинчиваниегайки на 17.5 оборотов с большой частотой и низким моментом. Перемещение каретки происходит до упора бегунков в фиксирующие пластины нижних опорных подшипников. После этого, посредством переключения секции распределителя, рабочая жидкость подается в поршневуюобласть. Шток начинает выдвигаться. При этом, на протяжении первых35 мм хода штока, под действием пружин, шпиндель-валы поднимаются,освобождая гайки. При этом ключи входят в сопряжение со шлицевымиотверстиями в нижней пластине.
Пока происходит перестановка гайковерта к следующей шпале, либо перемещение РШР под станком, происходит дальнейшее выдвижение штока. При этом каретка поднимаетсяпо шпиндель-валам. Ролики бегунков, при этом проскакивают гребнивинтовой нарезки, засчет своего пружинного подвеса, и расположеннойпод углом к направлению перемещения плоскости контакта роликов свинтовой поверхностью шпиндель-валов. При достижении кареткойверхней точки, цикл завершается.
Винтовая нарезка имеет такую конфигурацию, что начальная и конечная точки в проекции на плоскость, перпендикулярную оси, совпадают. То есть, поскольку, на всем протяженииподъема каретки, шпиндель-валы блокированы от вращения, по достижении верхней точки, ролики бегунков входят в зацепление с первымвитком нарезки валов.Зададимся ориентировочными исходными данными для дальнейшего расчета:момент срыва гайки, НмИзм. Лист-Mср -400;момент отвинчивания гайки, Нм -Mотв -20;число оборотов срыва гайки-nср -0.5;среднее число оборотов-14.№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист433.
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГАЙКОВЕРТА3.1. Кинематический расчетИсходя из вышеуказанных параметров, а также конструкцииустройства, рассчитаем геометрические параметры механизма. Минимальный угол, при котором происходит достаточно качественное преобразование аксиального усилия в крутящий момент, для пары винт-гайкас подвесом контактирующих элементов на шариковых подшипниках, составляет 15.Определимся с диаметром вала – поскольку конструкция гайковерта такова, что при передаче усилия на каретку, вал опирается на обаподшипника, таким образом, исключается возможность его изгиба.
Первоначально выберем наружный диаметр вала равным 25 мм.Определим зависимость между основными величинами в передаточном механизме. Расчетная схема представлена на рисунке 3.1.Рисунок 3.1 - Расчетная схемаИзм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист44Зависимость радиальной силы от осевой имеет вид:Frad = Fax tgα(3.1)где Fax – осевое усилиеα – угол наклона образующей винтовой линии к оси винтаКрутящий момент:Mкр =Frad ×D2(3.2)где D – диаметр валаУгол α также можно определить из схемы, представленной на рисунке 3.2, где t – шаг винтовой нарезки.Рисунок 3.2 - Расчетная схемаИзм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист45Таким образомα = arctgπD(3.3)tИтоговая зависимость:Mкр =Fax tgα×η×D(3.4)2где η – КПД передачиОпределим длину рабочей винтовой части вала:L = L1 + L2 = n1 t1 + n2 t 2(3.5)где n1, n2 – соответственно, количества оборотов, для первого и второгорежимов.t1, t2 – соответственно, шаг нарезки, для первого и второго режимов.Выразив t из формулы 3.5, получим:L = L1 + L2 = n1πDtgα1+ n2πDtgα2(3.6)Необходимо определиться с углом нарезки первой части вала длясрыва гайки.
Лимитирующим фактором, в данном случае, является длина рабочей части вала. Ограничим ее длиной 500 мм. При большейдлине, необходимо будет вносить конструкторские изменения в связи снедостаточной жесткостью конструкции. Зададимся углом в 32 к оси.Подставив значения, получим:Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист46L = 0.53.14 × 253.14 × 25+ 17.5= 431 ммtg32tg75Определим требуемое осевое усилие для реализации моментовсрыва и отвинчивания гайки. Преобразуем формулу 3.1.Fax1 =Fax2 =2Mкр1tgα1 ×η×D2Mкр2tgα2 ×η×D(3.7)(3.8)Подставив значения, получим, соответственно, для первого и второго режима:Fax1 =2 × 180= 25605 Нtg32 × 0.9 × 0.025Fax2 =2 × 20= 476 Нtg75 × 0.9 × 0.025Определим зависимость между частотой вращения вала и скоростью осевого перемещения каретки.
Полное время рабочего цикла равно:Tц =n1 πDϑокр1+n2 πDϑокр2(3.9)где ϑокр1 , ϑокр2 - скорости линейного перемещения точки на наружнойповерхности вала, соответственно, в первом и втором режимах.Зависимость между окружными скоростями и осевой скоростью перемещения каретки:Изм.
Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист47ϑокр =ϑлинtgα(3.10)Подставим в 3.9Tц =πDϑлин(n1 tgα1 + n2 tgα2 )(3.11)Зададимся продолжительностью цикла в 5 секунд. Определим линейную скорость перемещения каретки как:ϑлин =LTц(3.12)Подставим значения:ϑлин =0.43= 0.086 м/с53.2 Расчет гидросистемы приводаПринципиальная гидравлическая схема, при условии подключенияк гидравлической системе линии, будет иметь вид, представленный нарисунке 3.3.Гидроцилиндры ГЦ1 и ГЦ2 приводят в действие каретки двух симметрично расположенных гайковертных блоков.
Гайковерты для отвинчивания гаек закладных болтов в схему не включены, т.к. в ряде линийони отделены от гайковертов отвинчивания гаек клеммных болтов, либонаходятся на отдельных агрегатах. Подачей рабочей жидкости управляет трехпозиционный двухпоточный золотниковый распределитель РЗ1.Производительность в рабочей части цикла регулируется дросселированием потока жидкости на нагнетании.Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист48Рисунок 3.3 - Принципиальная гидравлическая схемаДросселирование производится при помощи регулируемого дросселя.
Для аккумулирования энергии при работе в режиме отвинчивания,для ее последующего использования в режиме срыва гайки, в системепредусмотрен гидропневматический аккумулятор ГА1.Контроль окончания отвинчивания гаек, а также упор траверсы вверхний или нижний стопор контролируется системой посредством электроконтактных манометров. Общий контроль за состоянием системыосуществляется посредством электронного термометра.Опишем рабочий процесс. После позиционирования гайковертовнад гайками клеммных болтов очередной пары скреплений, посредствомвключения прямой подачи в гидрораспределителе РЗ1, жидкость подается в штоковую (рабочую) полость гидроцилиндров ГЦ1-ГЦ2. При этомштоки гидроцилиндров втягиваются, заставляя шпиндель-валы сначалаопуститься на 35 мм, войдя в контакт с гайками, а затем, посредствомперемещения кареток по валам, сорвать и отвинтить гайки.
При этомдля реализации максимального крутящего момента, используется энергия, накопленная в гидропневмоаккумуляторе на протяжении предыду-Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист49щего цикла. По достижении нижней точки (шток максимально втянут),давление в системе скачкообразно возрастает, что фиксируется электроконтактными манометрами. После этого отдается команда на включение в распределителе РЗ1 секции обратной подачи.
Это приводит к подаче жидкости в поршневую полость цилиндров и подъему сначала ключей, а затем и кареток. За время подъема кареток, гайковерт позиционируется над следующей парой скреплений.Зададимся давлением в гидросистеме в 16 МПа.Определим параметры гидроцилиндров:Поскольку наиболее энергоемкий процесс выполняется при использовании штоковой полости, как рабочей, геометрические параметрыцилиндра ориентировочно определятся по следующей формуле:Fшт = PSη ≈ PπD24η(3.13)где D – диаметр поршняη – КПД гидроцилиндраВыразим диаметр поршня DD≈√4Fшт0.6πPη=√4×2×FaxπPη=0,05Выбираем гидроцилиндры 50/40 с ходом 430 ммОпределим потребную подачу.На рабочую часть цикла требуется количество жидкости:Vр =π(D2 −d2 )L4(3.14)При этом время рабочей части цикла ранее было определено в 5секунд.
Подачу в холостой части цикла будем считать такой же дляуменьшения пульсации подачи. Тогда:Изм. Лист№ докум.Подп.ДатаВКР 0.00.000 ПЗЛист50Q=2π(D2 −d2 )L4T(3.15)Подставим значения:2 × 3.14(0.052 − 0.042 )0.43м3лQ== 0.0002= 124×5сминОсновными исходными параметрами, определяющими выбор типарабочей жидкости являются:Диапазон температур окружающей среды и характер изменениятемператур в этом диапазоне.Максимально возможная температура в установившемся режимеработы.Давление рабочей жидкости в гидроприводе.Допустимая длительность эксплуатации гидравлической системыбез замены масла.Допустимая в процессе эксплуатации загрязненность рабочей жидкости.Трудоемкость замены масла.Стоимость рабочей жидкости.Правильность выбора рабочей жидкости очень сильно влияет наработу гидропривода в целом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
