Антиплагиат Михеев (1210499), страница 9
Текст из файла (страница 9)
При опускании ключа на гайку частотный преобразователь на низких оборотах электродвигателя производит посадкуключа на гайку (например, скрепления типа КБ), затем производится разгон до номинальных оборотов для прохождения гайки по свободным виткам болта. При соприкосновении гайки спервыми витками пружины возрастает усилие на валу гайковерта, которое регистрируется датчиком момента вращения. При этом подается команда на плавное уменьшение оборотовгайковерта для повышения точности момента затяжки гайки.
При достижении требуемого момента затяжки гайковерт автоматически отключается по показаниям датчика усилия(силоизмерительного датчика) и датчика частоты вращения электродвигателя, так как их показания взаимосвязаны и непрерывно отслеживаются системой управления.Графическая интерпретация процесса представлена на рисунке 2.11.В качестве силоизмерительного датчика используется, так называемая, измерительная ячейка фирмы SIEMENS. Общий вид типового ряда ячеек представлен на рисунке 2.12, а параметрытипоразмерного ряда на рисунке 2.13.
Весоизмерительные ячейки - это датчики, преобразующие механическую величину (вес) в электрический сигнал. Они используются длястатического и динамического измерения веса.Различные серии измерительных ячеек в сумме покрывают диапазон номинальных нагрузок от 6 кг до 280 т.Благодаря наличию разных серий и их выдающимся качествам, как, например:конструкция из нержавеющей стали для надежной защиты от коррозии;герметичный корпус допускает эксплуатацию в экстремальной и агрессивной атмосфере;компактные размеры облегчают монтаж.Весоизмерительные ячейки подходят практически для всех промышленных задач, например, для резервуарных и бункерных весов, платформенных весов, автомобильных весов,гибридных весов и т.д.Рисунок 2.10 - Принципиальная измерительная схемаспособа ограничения крутящего моментаРисунок 2.11- Графическая интерпретация процессаРисунок 2.12 - Общий вид типового ряда ячеек фирмы SIEMENSРисунок 2.13- Параметры типоразмерного ряда ячеек фирмы SIEMENSИзмерительные ячейки оснащены тензоизмерительными полосками (ОМЗ).
Основным элементом является специальное пружинное тело, на котором расположены динамическипривязанные измерительные полоски (ОМЗ). ОМЗ состоят из тонкого изоляционного материала, в который интегрирована резистивная пленка. Под действием веса Р пружинное телодеформируется (рисунок 2.14), а вместе с ним и ОМЗ.Рисунок 2.14 - Принципиальная схема весоизмерительной ячейкина базе изгибного стержняПри изменении внешней формы ОМЗ меняется и омическое сопротивление ее проводника. Верхняя левая и нижняя правая ОМЗ сплющиваются, их резистивная пленка сокращается, аомическое сопротивление соответственно уменьшается. Верхняя правая и нижняя левая ОМЗ растягиваются, их резистивная пленка расширяется, а омическое сопротивлениеувеличивается.В каждой измерительной ячейке имеется минимум четыре ОМЗ, подключенных таким образом, что вместе они составляют полноценный мост Уитстона (рисунок 2.15).Рисунок 2.15 - Принципиальная схема моста УитстонаРастянутые и сплющенные ОМЗ подключены так, что положительные или отрицательные изменения сопротивления прибавляются к общему рассогласованию моста.
На одну диагональмоста подается напряжение питания, а с другой диагонали снимается измерительное напряжение.При постоянном напряжении питания (ЕХС) измерительное напряжение (SIG) изменяется пропорционально поданной нагрузке.На рисунке 2.16 представлен общий вид весоизмерительной ячейки используемой в предлагаемом способе ограничения крутящего момента.Рисунок 2.16 - Весоизмертельная ячейка на базе изгибного стержняЭтот измерительный датчик представляет собой двойную изгибную полосу из нержавеющей стали, на которой расположены 4 тензометрические полоски (ОМЗ).Весоизмерительную ячейку можно установить и выровнять на плите основания еще до окончательного монтажа. При этом выполняется точная настройка допустимого хода ячейкивплоть до прилегания к элементу защиты от перегрузки (рисунок 2.17).Рисунок 2.17 - Схема монтажа весоизмертельной ячейки3.
ТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ3.1. Определение мощности электродвигателя гайковертаНадежность и экономичность работы электропривода гайковерта обуславливается правильным выбором электродвигателя. Наиболее целесообразным для привода гайковерта являетсяасинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором вследствие простоты конструкции, надежности в эксплуатации и небольшими габаритами. Кроме того, применение этих двигателейпозволяет осуществить питание непосредственно от сети переменного тока, без каких-либо преобразовательных устройств.В настоящее время отечественная промышленность выпускает асинхронные двигатели серии АИР, которые хорошо зарекомендовали себя в работе. По сравнению с предыдущей серией4А они имеют большие пусковые моменты, меньший вес, лучшие энергетические показатели.Кроме того, с указанными электродвигателями в настоящее время находят применение мотор-редукторы фирмы «BAUER».Исходные данные для расчета – максимальный крутящий момент, который составляет для завинчивания шурупов – 22-25 кгм.
Определяем оптимальную мощность двигателя длязавинчивания шурупа по формуле, кВт (3.1)где М - крутящий момент для завинчивания, кгм;- угловая скорость вращения, с-1 (3.2)где - число оборотов шпинделя: в настоящее время для требуемой производительности гайковертов звеносборочных линии эта величина составляет порядка = 175 об/минс-1Отношение максимального крутящего момента двигателей к номинальному моменту ориентировочно составляет(3.3)где - максимальный крутящий момент, кгм;- номинальный крутящий момент, кгм.Принимая в качестве =25 кгм, определим номинальный крутящий момент из отношения (3.3) кгм.
Примем для подстановки в формулу (3.1) момент равный 12,5 кгм. Тогда по (3.1)кВт.Принимаем для привода шпинделей мотор-редуктор фирмы «BAUER» типоразмера BG20-47W/D09LA4GS3/S6 с номинальной мощностью 2,2 кВт и частотой вращения выходного вала =175об/мин. 100Исходя из рисунка 3.1, определим требуемые параметры датчика усилия в конструкции устройства ограничения крутящего момента. Длина плеча L конструктивно принимается 250 мм.Крутящий момент равен из расчетов=25 кгм.Искомое усилие Fр определим из зависимости, кг (3.4)кг.Исходя из полученного значения выбираем датчик усилия.
Это весоизмерительная ячейка SIWAREX R, серии ВВ с размерами, представленными на рисунке 3.2.Рисунок 3.1 - Схема к расчету параметров датчикав устройстве ограничения крутящего моментаРисунок 3.2 - Весоизмерительная ячейка SIWAREX R, серии ВВс номинальной нагрузкой 10…200 кгНа рисунке 3.3 представлены присоединительные размеры плиты для указанной на рисунке 3.2 весоизмерительной ячейки.Рисунок 3.3 - Присоединительные размеры плитыЭлектропривод гайковерта зависит от возникающих в процессе завинчивания гаек ( 1 шурупов) сопротивлений.Осевое усилие резьбового соединения Q в зависимости от заданного крутящего момента М находится в соответствии с общепринятой формулой(3.5) 1где dср - средний диаметр резьбы;- угол подъема резьбы;R, r - 1 наружный и внутренний радиусы кольца торцевого касания гайки и шайбы; 1ft - коэффициент трения между гайкой и шайбой; 1tgпр - проверенный коэффициент трения для заданного профиля резьбы, 1 tgпр = ;где fp - коэффициент трения на плоскости резьбы;- половина угла при вершине профиля резьбы 1 .0102030405060708090100020406080100120IМдв, Нм, рад01234На рисунке 3.4 представлен график изменения крутящего момента, рассчитанного в соответствии с формулой 3.5 при наибольших 1 коэффициентах трения в 1 резьбе и на торцегайки для скрепления типа КБ.Рисунок 3.4 - График изменения крутящего момента 1Крутящий момент приведен в валу двигателя в соответствии с зависимостью; (3.6)где М – момент на выходном валу трансмиссии; u – передаточное число.Участок графика 0-1.
Работа затрачивается на преодоление сопротивления трансмиссии и сопротивления в резьбе без нагрузки.Участок 1-2. Гайка вошла в контакт с пружинной шайбой и клеммный болт поджимается до соприкосновения его головки с верхней кромкой гнезда реборды подкладки.Участок 2-3. Происходит сжатие пружинной шайбы в ее начальной фазе с более "мягкой" жесткостью (до момента соприкосновения витков шайбы).Участок 3-4. Сопротивление закручиванию растет, происходит деформация витков, жесткость шайбы увеличенная.
1Таким образом, исходя из рисунка 3.5, крутящий момент в точке начала торможения должен составлять порядка 50 Нм (5 кгм), исходя из графика на рисунке 3.4 (начало кривой 2-3).Рисунок 3.5 - График процесса контроля ограничения крутящего моментаПо формуле 3.4 определим усилие для начала торможениякг.3.2. Расчет шлицевого вала мотор-редуктораИсходные данные. Применяем эвольвентное шлицевое соединение 40× h9 × 2 по ГОСТ 6033-80, где12 - количество зубьев шлицевого соединения;32 - диаметр впадин шлицевого соединения, мм;40 - наружный диаметр шлицевого соединения, мм.Выбранное шлицевое соединение проверяем на смятие рабочих поверхностей зубьев шлицевого валика по формуле, Н/мм2 (3.7)где - допускаемое напряжение смятия, Н/мм2: =60 Н/мм2;0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;z - число зубьев шлицевого соединения (z = 12);- площадь смятия, мм2, (3.8)здесь d - диаметр окружности впадин (d = 32 мм);D - наружный диаметр шлицевого вала (D = 40 мм);r - радиус закручивания или фаска (г = 0,3 мм);l - длина ступицы соединения вала шпинделя и шлицевого вала (l= 50 мм);Р - окружное усилие, отнесенное к окружности среднего диаметра соединения, Н (3.9)где М - крутящий момент на шпинделе, Нмм: М =25 кгм=245000 Нмм;dcp - средний диаметр окружности соединения, мм, мм (3.10)ТогдаммОкружное усилие, отнесенное к окружности среднего диаметра соединения, составляетНПлощадь смятиямм2.Напряжение смятия9 Н/мм2 < 60 Н/мм2Условие выполняется.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
