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

Текст из файла (страница 7)

Исходные данные:

L =2500 [мм] – длина винта;

L = 1800 [мм] – наибольшая рабочая длина винта;

t = 10 [мм] – шаг передачи;

Q = 6000 [Н] – осевая нагрузка на винт;

n_max = 120 [мин^-1] – наибольшее число оборотов;

n_min = 0,1 [мин^-1] – наименьшее число оборотов.

Выбираем диаметр окружности, проведенной через центр шариков;

d₀ = 70 [мм];

Из условий прочности

Диаметр шарика d₁ = 0,6t = 0,6*10 = 6 [мм];

Число рабочих шариков в каждом винте

Число рабочих шариков в гайке

Z = 3*Z_i = 3*31 = 93 шарика

С учетом неравномерности распределения нагрузки расчетное число шариков

Z_расч = 0,7*Z = 65 шариков

Допустимая статическая нагрузка на один шарик

[р]_ст = 2*d₁² = 2*6² = 72 кг*с = 720 [H]

Допустимая статическая нагрузка на винт при отсутствии натяга

[Q]_ст = Z_расч*[P]_ст* sin , где

Минимальная сила натяга:

Поскольку целесообразно величину min натяга увеличивать в 1,3–1,5 раза в целях компенсации погрешностей изготовления и регулирования, примем р_н=100 (Н).

Допускаемая нагрузка на винт при наличии натяга [Q]=

Относительное осевое перемещение двух гаек, необходимое для создания натяга

Осевое смещение гайки относительно винта в результате контактной деформации при нагрузке Q=6000 Н:

Деформация растяжения винта:

КПД передачи при отсутствии натяга.

КПД передачи при наличии натяга и нагрузки Q = 6000 (Н):

Наименьшая нагрузка Q_торм, начиная с которой передача перестает быть самотормозящейся:

Момент холостого хода:

3. Организационно-экономическая часть

3.1 Сравнительный технико-экономический анализ проектируемого и базового варианта

Методика сравнительного анализа предполагает сопоставление по соответствующим показателям вариантов оборудования.

В качестве базового варианта возьмем оборудование (его показатели), которые уже полностью освоено и на базе которого и производится изменения. Таким станком является токарный станок с ЧПУ модели РТ735Ф3.

Для увеличения жесткости были применены гидростатические подшипники в шпиндельном узле и гидростатические направляющие. Гидростатические подшипники скольжения являются более технологичными и точными по сравнению с подшипниками качения. Достоинством гидростатических подшипников является неограниченно большой срок службы. Они обеспечивают жидкостное трение при сколь угодно малых частотах вращения шпинделя, а также при реверсе и останове.

В настоящее время новое оборудование стоит очень дорого. Поэтому дешевле повысить надежность старых станков, благодаря замене некоторых узлов. В результате повышения надежности увеличивается межотказный период, что способствует снижению затрат на ремонт оборудования.

Годовой экономический эффект определяется как экономия от внедрения новой техники – за счет разности годовых затрат на устранения отказа модернизированного и базового оборудования.

Таблица 13. Исходные данные:

Показатели	Единицы измерения	Базовая модель	Модернизированная
Фонд времени работы Время непрерывной работы Среднее число отказов Среднее время устранения 1 отказа Стоимость станка	час час час т. руб.	7000 16 0,4 32 1200,5	7000 16 0,3 24 1250,6

3.2 Капитальные затраты

Затраты на проектирование узла составляют 36% от стоимости станка (по данным статистики):

К_п1 = 0,36*1200,5=432,18 (т. руб.) – базовая модель;

К_п1 = 0,36*1250,6=450,22 (т. руб.) – модернизированный станок.

Дополнительные затраты на изготовление узла. Эти затраты составляют 30% от затрат на проектирование (по данным статистики):

К_и1 = 0,30*423,18=126,96 (т. руб.) – базовая модель;

К_и1 = 0,30*450,22=135,1 (т. руб.) – модернизированный станок.

3.3 Расчет эксплуатационных затрат

Расчет показателей надежности

1. Средняя интенсивность отказов:

f=m/Tp,

где: m – среднее число отказов в год;

Тр – фонд времени работы станка;

F₁=0,4/7000=5,7*10^-5 (отказов/час) – базовая модель;

F₂=0,3/7000=4,3*10^-5 (отказов/час) – модернизированный станок.

1. Наработка на отказ:

Т₁ = 1/f = = 17544 (часов) – базовая модель;

Т₂= 1/f = = 23256 (часов) – модернизированный станок.

1. Среднечасовая заработная плата ремонтных рабочих:

где: М – часовая ставка ремонтных рабочих;

t_о – время устранения отказа;

К_т – тарифный коэффициент.

- базовая модель;

– модернизированный станок.

1. Годовая сумма заработной платы ремонтных рабочих на восстановление работоспособности станка:

S_з = m*t_рем *S_ср,

где: m – количество отказов в год;

t_рем – время устранения одного отказа;

S_ср – среднечасовая заработная плата ремонтных рабочих.

S_з1 =0,4*32*24=307,2 (руб.) – базовая модель;

S_з2 =0,3*24*32=230,4 (руб.) – модернизированный станок.

1. Затраты на материалы для изготовления узлов:

Ц_м1 = 1200 (руб.) – базовая модель;

Ц_м2 = 2500 (руб.) – модернизированный станок.

1. Годовые затраты на регламентные работы:

S_рег=(t₂-t_p)*S_ср,

где: t₂ – общее количество часов году;

Тр – годовой фонд времени станка;

S_ср – средняя заработная плата ремонтных рабочих.

S_рег=(365*24–7000)*24=42240 (руб.) – базовая модель;

S_рег=(365*24–7000)*32=56320 (руб.) – модернизированный станок.

Таблица 14. Технико-экономические показатели

3.4 Интегральный экономический коэффициент

Э_инт=(к₁-к₂₎ + (Ц₁-Ц₂₎ *Т_исп =(585320–559140) + (59050,4–43747,2) *6 =

= 117999,2 (руб.),

где: Т_исп – предполагаемый срок использования станка.

Вывод: на основе полученных значений экономического эффекта можно сделать вывод о том, что применение гидростатических опор на станке выгодно не только с технической, но и с экономической точки зрения.

4. Безопасность труда и охрана окружающей среды

4.1 Безопасность и экологичность эксплуатации станка РТ735

Технологические операции (токарная обработка), осуществляемые на специальном станке с ЧПУ для обработки деталей трубных соединений модели РТ735Ф3, связаны с действием и потенциальной возможностью ряда опасных и вредных промышленных факторов (табл. 1).

Таблица 15. Опасные и вредные промышленные факторы и их источники

Опасные вредные факторы	Источники
Механические опасные факторы	Гибкие передачи (ремни), винты продольной и поперечной подачи, металлическая стружка (сливная), острые кромки заготовки, резца и т.д.
Повышение напряжения в электрической сети	Электрическая сеть (конкретно приведена ниже)
Повышенный уровень вибраций	Непосредственно процесс резания, работа электродвигателей,
Повышенный уровень шума	Процесс резания, вентиляторы, зубчатые передачи.
Вредные примеси	Процесс резания, охлаждения (СОЖ)
Потенциальные опасные факторы пожара	Возгорание масла, промасленной ветоши, скоплений пыли.
Психофизиологические факторы	Трудовой процесс (микроклимат, освещение)

Требования безопасности, предъявляемые к металлообрабатывающим станкам, определены ГОСТ 12.2.009–75, а дополнительные требования, вызванные особенностями их конструкции и условий эксплуатации, указываются в нормативно-технической документации на станки.

4.2 Механическая безопасность

Работа станка связана с наличием опасных вращающихся частей (шпиндель, винты подач), сливной стружки и т.д. Их воздействие в случае нахождения персонала в опасной зоне вызывает механические травмы – нарушение целостности тканей организма, а в некоторых случаях со смертельным исходом.

К опасным факторам этой подгруппы относят:

• движущиеся части оборудования (суппорт, шпиндель, валы, винты подач);

• разлетающаяся стружка и осколки;

• разрыв ременной передачи.

Все средства защиты от механических травмирующих факторов подразделяются на:

• оградительные устройства (кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры, экраны);

• предохранительные устройства (блокировочные, ограничительные);

• тормозные устройства (колодочные, дисковые, конические, клиновые);

• устройства автоматического контроля и сигнализации (информационные, предупреждающие, аварийные, ответные);

• устройства дистанционного управления (стационарные, передвижные);

• знаки безопасности (запрещающие, предупреждающие, предписывающие, указательные).

На моем станке механическая безопасность обеспечивается следующими техническими средствами:

• гибкие передачи, соединяющие электродвигатель главного движения со шпиндельной бабкой, защищены кожухом;

• зона резания ограждена защитным кожухом со смотровым окном, закрытым стеклом;

• винты продольной и поперечной подачи защищены кожухами.

Выбор средств защиты производится в соответствии с ГОСТ 12.4.125 – 83 «Средства коллективной защиты работающих от воздействия механических факторов. Классификация».

4.3 Обеспечение электробезопасности

Источниками повышенного напряжения в электрической цепи являются электрооборудование (электродвигатели, электрошкафы) – токоприемники, осветительные установки (освещение питается U=24В), питающая сеть, электропроводка станка.

Требования к безопасности электрооборудования предусмотрены в ГОСТ 12.1.038 – 82 «Электробезопасность. Предельно допустимые напряжения прикосновения и токов». «Правилами устройства электроустановок» все цеха машиностроительных заводов определяются как помещения особо опасные.

Основные причины несчастных случаев от воздействия электрического тока следующие:

• случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям станка;

• появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, станинах и т.д.);

• возникновение шагового напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.

Средства защиты, используемые на станке РТ735:

• вводной автомат сблокирован с дверцами электрошкафа. При открывании дверок вводной автомат выключается;

• на станке, электрошкафах, пультах управления, каретке предусмотрены болты заземления;

• предусмотрена нулевая защита;

• электрическая аппаратура питается пониженным напряжением 110В, 24В и располагается в защитных электрошкафах и пультах управления;

• разводка по станку выполнена в металлических коробках, металлорукавах и шлангов;

• на станке имеется сигнальная лампочка, расположенная на пульте управления, сигнализирующая о подключении станка к сети.

На машиностроительном заводе используется четырех проводная сеть с заземленной нейтралью (U=380В). Светильники местного освещения (аппаратура управления и сигнализация, система ЧПУ) питаются пониженным напряжением 24–36, 110В.

4.4 Обеспечение вибробезопасности

Локальные вибрация от оборудования может передаваться работающему непосредственно через органы управления, ручные машины или через пол и рабочее место оператора.

Причиной возникновения повышенного уровня вибрации является возникновение при работе станка неуравновешенных масс. Их источником в станке являются неуравновешенные вращающиеся массы (заготовка, инструмент и т.п.), иногда вибрации создаются деталями станка (зубчатые зацепления, коробки скоростей, подшипниковые узлы, соединительные муфты).

Локальная вибрация (от ударов в зубчатых передачах), передаваемая через органы управления и фундамент станка, вызывает спазмы сосудов, в результате чего нарушается снабжения конечностей кровью. Наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, что приводит к нарушениям чувствительности кожи, окостенению сухожилий, отложению солей в суставах кистей и пальцев рук. Для предотвращения проф. заболеваний необходимо правильно нормировать рабочий день, а также до минимума снижать время контакта человека состанком (органами управления). В моем случае система ЧПУ до минимума снижает контакт со станком во время его работы

Характеристики

Список файлов ВКР