126238 (593209), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

рис. 22

где: Р - максимальная нагрузка, действующая на конце рычага , принимается из осциллограммы нагрузок на рычаге.

R - сила реакции в паре ролик-кулак,

N - расчетная сила нормального давления в паре кулак-ролик,

- угол давления.

Используя известные формулы моментов сил получим:

N = Р * l / (l₁ * cos )

Угол давления для пространственного кулачкового механизма находится

Подставляя найденные исходные данные: N, n, _пр в формулу для _кр получим расчетное значение рабочего контактного напряжения.

Допускаемое контактное напряжение []_к для термообработанных сталей находится:

[]_к = (230.... 300) HRC_э

Сравнивая _кр и []_к можно оценить долговечность рабочей пары пазовый кулачок-ролик.

1.9.2 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ РЫЧАГА

РЫЧАГ работает на усталость в условиях знакопеременного изгиба, поэтому расчет коэффициента запаса прочности целесообразно проводить по максимальным значениям изгибающих сил Р⁺, Р^-, которые берутся из осциллограмм с соответствующим знаком. Для нашего случая изгибающее усилие, возникающее при движении рычага к правой кромке ( выталкивание прокладчика ) принимаем со знаком "+", т.е. Р⁺, а при движении в исходное положение со знаком "-" , т.е. Р^-.

Коэффициент запаса прочности n для знакопеременного цикла нагружения находится:

где: _-1 - предел выносливости при симметричном цикле нагружений,

_В - предел прочности,

_ср - среднее напряжение цикла от рабочих нагрузок,

К - коэффициент концентрации напряжений,

_n - коэффициент учитывающий состояние поверхности,

_m - масштабный фактор.

_ср = (_{max i} + _{min i}) / 2

_{a i} = (_{max i} - _{min i}) / 2, где:

_{max i} , _{min i} - максимальное (со знаком "+") и минимальное (со знаком "-") напряжения нагружения, возникающие в i сечении рычага.

_{max i} = P_i⁺ * l_i / W_{i min i} = P_i^- * l_i / W_i

где:l_i - расстояние от точки приложения силы Р⁺ или Р^- до i сечения рычага. Так как датчики, регистрирующие изгиб рычага наклеиваются на расстоянии 100 мм от точки приложения силы Р⁺ или Р^- то 0 < l < 80 (т.к. база датчика 20 мм), W_i - момент сопротивления i сечения.

Для рычага эллиптического сечения:

W_x = a² b / 4

где:а - большая полуось эллипса, см (а =1,8 см),

b - малая полуось эллипса, см (b = 0,6 см ).

1.9.3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ШПИНДЕЛЯ

Шпиндель, также как и рычаг, подвергается воздействию знакопеременных нагрузок, поэтому расчетная формула имеет аналогичный вид:

где:_ср - среднее напряжение цикла от рабочих нагрузок,

_ср = (_max + _min) / 2

_a = (_max - _min) / 2

При вычислении максимального _max и минимального _min напряжений шпиндель рассматривается как консольная балка с защемленным концом, на которую посередине наклеенных датчиков (на расстоянии l от заделки) действуют знакопеременные усилия, регистрируемые при экспериментальных исследованиях.

M⁺ = P⁺ * l _max = P⁺ * l / W

M^- = P^- * l _min = P^- * l / W

где: W - момент сопротивления шпинделя, который для круга равен

W = 0,1 d , cм.

укладчик кинематический прокладчик движение

1.10 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ ПРИЕМНОЙ КОРОБКИ

Экспериментальные исследования приемной коробки с серийными и вновь разработанными в настоящем дипломном проекте деталями проводился в ткацкой лаборатории ВНИИЛТЕКМАШ на макете станка СТБ-250 при частоте вращения главного вала 250 мин^-1.

Для получения сравнительной оценки эффективности предложенных конструктивных усовершенствований механизмов и деталей регистрировались нагрузки в рычаге, приводящем в движение возвратчик прокладчика.

В результате обработки осциллограмм получено:

- наибольшие нагрузки возникают в момент контакта возвратчика прокладчика с прокладчиком; с учетом разброса пролета прокладчиков среднее значение угла поворота главного вала, соответствующее этому моменту, составляет 320 град.,

- величина нагрузки для механизмов с серийными деталями составила – 23,5 кгс, а с новыми деталями (тормозные пластины переднего и заднего тормозов из термообработанного полиуретана, возвратчик с вибродемпфирующими вкладышами) – 19,5 кгс, (Рис. 23, 24, 25)

- характер нагрузок с новыми деталями не носит явно выраженного удара за счет демпфирования,

- нагрузки при отходе возвратчика прокладчиков в исходное положение оказались одинаковыми для обоих механизмов и составили 10 кгс при угле поворота главного вала – 50 град.

На основе полученных экспериментальных данных выполним прочностные расчеты пары кулак - ролик, рычаг, шпиндель.

1.11 РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЯ В ПАРЕ КУЛАК - РОЛИК

Из осциллограмм поучено максимальное усилие на рычаге с серийными деталями - 23,5 кгс, а с новыми деталями - 19,5 кгс при угле поворота главного вала 320 град. При движении рычага в исходное положение величина нагрузки составила - 10 кгс, а угол поворота главного вала - 50 град.

Проверку на контактную прочность проведем по максимальным усилиям.

1. Найдем угол поворота рычага, соответствующий положению главного вала - 320 град., радиус-вектор _i кулака, соответствующий этому углу берем из таблиц на кулак = 28,36. Подставив в формулу, получим = 5,2 град.

2. Вычислим аналоги , используя формулы численного дифференцирования табличных данных, получим

3. Вычислим радиус кривизны центрового профиля паза

см

4. Вычислим _пр и найдем и n по таблицам ( 9 ).

отсюда _пр = 1,14 см, = 1, n = 0,8

5. Найдем угол давления

град

6. Найдем силу нормального давления N

N = 23,5 * 133 / (58 * cos 15,2) = 55,1 кгс

7. Вычислим контактные рабочие напряжения

отсюда: - для механизма с серийными деталями _кр =13953 кг/см²

- для механизма с новыми деталями _кр =13050 кг/см²

Для кулака и ролика, закаленных до твердости HRC_э = 55 имеем

[σ]_к = 250 • 55 = 13750 кг/см²

Сравнение рабочих и допустимых контактных напряжений показывает, что с серийными деталями рабочее напряжение несколько выше допустимого, а с новыми - напряжение ниже.

1.12 РАСЧЕТ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ РЫЧАГА

Рычаг работает в условиях знакопеременного изгиба, поэтому вычисление коэффициента запаса прочности проводим по максимальным изгибающим моментам с учетом их направления по сечению, расположенному на расстоянии 10 см от верхнего конца рычага.

Тогда: М⁺_мах = 235 кгсм, М^-_мах = 195 кгсм

Рычаг изготавливается из стали 40ХЛ, для которой:

_В = 6500 кг / см², _-1 = ЗЗ00 кг/см²

С учетом условий изготовления и обработки можно принять:

К = 1,5, _n = 1,35, _м = 0,77

Рычаг имеет эллиптическое сечение а = 1,8 см, b = 0,6 см

Отсюда W = 1,53 см³, ⁺_мах = 154 кг/см², ^-_мах = 127 кг/см²

_ср = 13,5 кг/см², _а = 135,5 кг/см²

Подставив найденные показатели, вычислим n, n = 20, что значительно превышает n допустимое.

РАСЧЕТ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ ШПИНДЕЛЯ.

Шпиндель также как и рычаг подвергается воздействию знакопеременных нагрузок, изгибающих шпиндель, прикладываемых на расстоянии l = 2 см от основания:

P⁺_max = 78 кгс, Р^-_max =46 кгс или M⁺_max = 126 кгсм, М^-_max = 92 кгсм.

Шпиндель изготавливается из стали 40Х, закаливается до твердости HRC_э = 50 и шлифуется. Характеристики материала и значения коэффициентов, входящих в формулу для n , следующие:

_В = 10000 кг/см² , _-1 = 4000 кг/см² ,К = 2, _n = 1,05, _м = 0,83,

W = 0,2d³ = 0,675 см³, ⁺_мах = 231 кг/см², ^-_мах = 136 кг/см²,

_ср = 47 кг/см², _а = 184 кг/см²

Подставив в формулу для найденные показатели, получим n = 22, что значительно превышает n допустимое.

1.13 ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ литературных и патентных источников, который показал, что модернизация механизмов приемной коробки является в настоящее время актуальной проблемой.

2. Рассмотрены работа механизмов ткацкого станка СТБ при выработке ткани и образовании кромок и установлены факторы, в работе механизмов приемной коробки, негативно влияющие на эти процессы.

3. Сформулированы требования, обеспечивающие надежную работу механизмов приемной коробки, и дано обоснование работ по ее модернизации.

4. Разработаны алгоритмы и выполнено аналитическим методом кинематическое исследование механизма укладки прокладчиков на транспортер с использованием ЭВМ.

5. Проанализирована расчетная конструкторская документация на узкие и широкие станки СТБ двух заводов-изготовителей: Чебоксарского и Новосибирского.

6. Анализ графиков аналогов скоростей и ускорений конечного звена механизма - толкателя - указывает на необходимость точной настройки механизма, что достаточно сложно выполнить, учитывая допуски на изготовление звеньев, имеющиеся зазоры (до 0,5 мм) в кулачковой паре и отсутствие инструментальных методов регулировки.

7. Выполнен синтез механизма укладчика, при котором на 100 град. расширена его циклограмма, снижены в 3 - 4 раза величины скоростей и ускорений толкателя, увеличена до 10 град. зона взаимодействия толкателя с прокладчиком, что существенно расширило пределы регулировки механизма.

8. Разработана конструкторская документация на механизмы торможения и возвратчика прокладчиков. За счет применения современных полимерных материалов снижены контактные и ударные нагрузки.

9. Разработаны методики экспериментального исследования механизмов приемной коробки и расчетной оценки контактной и усталостной прочности деталей.

10. Выполнены оценочные прочностные расчеты кулачковой пары, шпинделя и рычага и показано, что при использовании разработок настоящего дипломного проекта контактные напряжения в паре кулак-ролик будут находится в пределах допустимых.

2. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Под охраной труда понимают систему законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья, работоспособности человека в процессе труда.

Техника безопасности — это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов, а производственная санитария – это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

2.1 АНАЛИЗ ТРУДА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

Анализ эксплуатации технологического оборудования показывает, что отдельные виды машин, станков и механизмов ткацкого производства не в полной мере отвечают требованиям безопасности человека, В целом ряде случаев неправильное расположение рабочей плоскости вынуждает работниц длительное время находиться в неестественной рабочей позе. Наличие протяженного маршрута обслуживания вынуждает ткачих совершать за смену путь 10 -15 км, что вызывает развитие признаков плоскостопия. Необходимость работать в положении стоя с частыми наклонами туловищ, способствует возникновению узелкового расширения вен.

Анализ условий труда на текстильном предприятии показывает, что к числу опасных и вредных относятся следующие производственные факторы: незащищенные подвижные элементы производственного оборудования; движущиеся вспомогательные механизмы; повышенная запыленность воздуха рабочей зоны пылью; повышенная загазованность воздуха в рабочей зоне; повышенная температура поверхности нагреваемого оборудования и материалов; повышенная влажность воздуха в рабочей зоне; высокий уровень шума и вибраций; опасный уровень напряжения в электрических цепях, недостаточная освещенность; брызги кислот, щелочей и концентрированных растворов; действие статического электричества.

Обслуживание оборудования, в котором есть незащищенные подвижные элементы, сопряжено с возможностью попадания человека в опасную зону. Согласно ГОСТ 12.0.002-80 опасной зоной называется пространство, в котором возможно воздействие на работающего опасного или вредного производственного фактора. При эксплуатации оборудования необходимо принимать во внимание наличие опасных зон, их размеры, специфику и правильно выбирать способы нейтрализации данных опасностей.

Основные опасные зоны механизмов: валы, цепная передача, ременная передача, зубчатая рейка, зубчатые колеса и т. д. Все эти механизмы опасны для персонала, работающего на них, потому что могут быть причиной увечья.

Характеристики

Список файлов ВКР