Пояснительная записка (1222684), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Шестерни 11 и 12снабжены кулачками и относительно кулачковых муфт 13 и 14 имеютсвободные хода, каждый разной величины ( и ), что позволяет максимально разогнаться электродвигателю перед срывом с места каждойгайки и полностью использовать его маховой момент.После отвинчивания обеих гаек и остановки электродвигателя 3шестерни 11, 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 частотавращения каждого выходного вала должна приближенно составлять 550об/мин. При этом крутящий момент для отвинчивания одной гайки должен быть не менее 25 кгм.

К.п.д. передачи принималась 0,95.Тогда необходимая мощность электродвигателя рассчитываласькакN = M n / (975) = 25550 / (9750,95) = 14,8 кВтЭтим условиям соответствует электродвигатель MTKF 112-6, который при ПВ=40% имеет мощность 5,0 кВт и коэффициент перегрузки3,0. Общее количество электродвигателей привода шпинделей составляло 4 шт.ЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата52Испытания такого мотор-редуктора показали его эффективность.Однако, как было указано в предыдущем разделе, он предназначентолько для отвинчивания гаек и только скрепления типа КБ, хотя дляСахалинской дороги в трехниточной конструкции пути используетсяскрепление ЖБРШ.То есть гайковерт должен быть приспособлен для возможности нетолько отвинчивания, но и завинчивания и дотяжки шурупов скреплениятипа ЖБР-65Ш.Для этого необходимо рассмотреть возможную конструкцию нового мотор-редуктора для условий отвинчивания, завинчивания и дотяжкиэлементов скреплений.Предлагаемый в данной дипломной работе вариант моторредуктора (рисунок 2.12) позволяет реализовать требуемые операцииотвинчивания и завинчивания, а также подтягивания при минимальнойэнергоемкости, адекватно соответствуя требуемому графическому характеру преодолеваемых сопротивлений.Каждый мотор-редуктор состоит из корпуса 1, электродвигателя 2,двух параллельно расположенных валов (ведущего вала 3 и ведомоговала 4) со свободно вращающимися на подшипниках 5 на валах шестернями 6 и 7 и с жестко посаженными кулачковыми втулками 8 и 9.Валы 3 и 4 установлены в корпусе на подшипниках 10.Вал электродвигателя жестко соединен с ведущим валом 3 посредством муфты 11.

Шестерни 6 и 7 снабжены кулачками 12 и 13 и относительно кулачковых втулок 8 и 9 имеют свободные хода.Шестерня 7 начинает свободно проворачиваться вокруг ведомоговала 4, нагружая пружину кручения 15, так как ведомый вал не вращается, испытывая сопротивление вращению от гайки через шпиндель. Кулачек 13 шестерни 7, теряя контакт с втулкой 9, уходит вперед по ходувращения (рисунок 2.13, стадия 2).ЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата53Электродвигатель разгоняется. После окончания угла свободногохода кулачка 13 через кулачковую втулку 9 придет во вращение ведомый вал 4 (рисунок 2.13, стадия 3).После отвинчивания или завинчивания гаек (шурупов) и остановкиэлектродвигателя 2 шестерни 6, 7 и кулачковые втулки 8, 9 устанавливаются в исходное положение пружинами кручения 14 и 15.При отвинчивании гаек (шурупов) (рисунок 2.13, стадия 1) вращение от приводного электродвигателя 2 через ведущий вал 3, кулачковуювтулку 8 и кулачек 12 передается шестерням 6 и 7.Угол свободного хода позволяет максимально разогнаться электродвигателю перед срывом “с места” гайки и полностью использоватьего маховой момент.При завинчивании гаек (шурупов) (рисунок 2.14, стадия 1) вращение от приводного электродвигателя 2 через ведущий вал 3 передаетсякулачковой втулке 8.

Кулачковая втулка 8 по ходу вращения (рисунок2.15, стадия 2), преодолевая сопротивление пружины кручения 14, совершает угол свободного хода. В отличие от отвинчивания при завинчивании исходное сопротивление гайки (шурупа) завинчиванию незначительно, поэтому до соприкосновения кулачка 12 с кулачковой втулкой 8вращение ведомого вала 4 и шпинделя будет происходить от электродвигателя 2 через кулачковую втулку 8, пружину кручения 14, шестерни6 и 7, кулачек 13 и кулачковую втулку 9. Кулачковая втулка 8 достигнеткулачка 12 после того как сопротивление пружины кручения 14 будетпревышено сопротивлением вращения гайки (шурупа) (рисунок 2.14,стадия 3).

Далее происходит завинчивание гайки (шурупа) которое заканчивается ограничением по условию достижения требуемого крутящего момента.ЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата54При дотяжке (подтягивании) гаек (шурупов) операция происходитаналогично завинчиванию с той разницей, что исходное сопротивлениегайки (шурупа) завинчиванию заведомо превышает сопротивление пружины кручения 14 и поэтому вал электродвигателя, ведомый вал 4 и кулачковая втулка 8 до соприкосновения с кулачком 13 разгоняются, выбирая угол свободного хода интенсивнее, чем при завинчивании, чтопозволяет перед дотяжкой “с места” гайки (шурупа) полностью использовать маховой момент электродвигателя.ЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата553. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВПУТЕВОГО ГАЙКОВЕРТА3.1.

Расчет и выбор электродвигателя мотор-редуктораПри использовании мотор-редуктора представленного на рисунке2.12, возникает задача выбора типа электродвигателя и его параметров.Запишем основное уравнение движения электроприводаJ прdw= M дв - Мсопр ,Нмdt(3.1)где J пр - приведенный к валу ротора момент инерции вращающихся частей гайковерта, кгм2;w - частота вращения, с-1;M дв - момент, развиваемый двигателем, Нм;М сопр - приведенный к валу ротора момент сопротивления, Нм.Из опыта создания аналогичных гайковертов предлагается использование асинхронного электродвигателя серии MTKF.

Значение его текущего момента можно с достаточной точностью, используя каталожныеданные, представить в виде12М дв = М max  S , Нм(3.2)где Мmax - максимальный момент, развиваемый двигателем, Нм;S - коэффициент скольжения,S = 1-w,wc(3.3)здесь w и wc - текущая и синхронная частота вращения ротора, с-1.Освобождаясь в формуле (3.1) от значения dt, используя зависимостьdwdω,=ωdtd(3.4)ЛистИзм.

Лист№ докум.Подп.Дата56после подстановок и преобразований получим дифференциальноеуравнениеdω=dw- М сопрwc.J пр  wM max 1 -(3.5)Критериями выбора электродвигателя являются требования выполнения операции отвинчивания (завинчивания) с установленным временным циклом (tц=3 с) при минимальной мощности.Решение этого уравнения с учетом М сопр , принимаемых по соответствующим графикам для скрепления типа ЖБРШ, приведено на графиках (рисунок 3.1 и 3.2), где  и  - угловая скорость и угол поворотаротора электродвигателя.Участки:  и  - участки разгона ротора,  - участок падения скорости после удара.Анализ графиков по длительности выполнения операций по участкам показывает, что поставленным критериям отвечает электродвигатель типа МТКF 012-6 (основные параметры мотор-редуктора приведены в таблице 3.1).Таблица 3.1 - Параметры мотор-редуктораЭлектродвигатель: типмощность (при ПВ =40%), кВтчастота вращения, об/мин (об/с)MTKF 012-62,2880 (14,67)Зубчатая передача редуктора:модуль, мм4число зубьев, Z1/ Z227/44передаточное число1,63Частота вращения выходного вала редуктора(шпинделя), об/мин (об/с)540 (9)ЛистИзм.

Лист№ докум.Подп.Дата573.2. Расчет параметров зубчатого зацепления мотор-редуктораРасчет параметров зубчатого зацепления мотор-редуктора согласноданным из таблицы 3.1 произведен в программе КOMPAS-SHAFT 2D ипредставлен в таблицах 3.2-3.4.3.3. Расчет шлицевого вала мотор-редуктораИсходные данные. Применяем эвольвентное шлицевое соединение40× 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 рабочихповерхностей зубьев шлицевого валика по формулеσсм Р  σсм  , Н/мм20,75  z  Fc(3.6)где  σсм  - допускаемое напряжение смятия, Н/мм2:  σсм  =60 Н/мм2;0,75 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределениянагрузки между зубьями;z - число зубьев шлицевого соединения (z = 12);Fc - площадь смятия, мм2Fср=(D-d 2r )  l ,2(3.7)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);ЛистИзм.

Лист№ докум.Подп.Дата58Таблица 3.2 - Геометрический расчет цилиндрической зубчатойпередачи внешнего зацепленияЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата59Продолжение таблицы 3.2ЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата60Таблица 3.3 - Расчет на прочность при действии максимальной нагрузкицилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепленияЛистИзм. Лист№ докум.Подп.Дата61Таблица 3.4 - Расчет на выносливость по ГОСТ 21354-87 цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепленияЛистИзм.

Лист№ докум.Подп.Дата62Р - окружное усилие, отнесенное к окружности среднего диаметрасоединенияР2 М,Нdср(3.8)где М - крутящий момент на шпинделе, Нмм: М =50 кгм=490000 Нмм;dcp - средний диаметр окружности соединения, ммdср=d+D, мм .2(3.9)Тогдаdср=Окружноеусилие,40+32 36 мм2отнесенноекокружностисреднегодиа-метра соединения, составляетР2  490000 27223 Н36Площадь смятияFсм=(40-32 2  0,3)  50=170 мм2.2Напряжение смятияσсм 27223 17,7   σсм 0,75  12  17017,7 Н/мм2 < 60 Н/мм2Условие выполняется.3.4. Выбор конструктивной схемы и определение основныхпараметров торцевого ключа путевого гайковертаКак было отмечено в предыдущем разделе, при выбранной конструкции мотор-редуктора обеспечивается возможность безударногонадевания ключа на гайку.ЛистИзм.

Лист№ докум.Подп.Дата63Задача сводится к разработке конструкции торцевого ключа, позволяющего производить его установку на гайку в статическом состоянии,при этом взаимодействие ключа и гайки должно происходить не менеечем по двум граням. Конструктивно такая задача решается посредствомключа с определенным количеством равномерно расположенных поокружности подпружиненных утапливаемых роликов (рисунок 3.3).А – А, к расчету числа роликовАА- ролики утопленные;- ролики, не контактирующие с гайкой;- ролики, контактирующие с гайкой.Рисунок 3.3 Роликовый торцевой ключВнутренний диаметр обоймы, в которой расположены ролики, соответствует описанному диаметру гайки.

Характеристики

Список файлов ВКР