Методика конструирования узлов и деталей винтового подъемника (стр. 4 из 8)
Уточненный расчет валов на усталостную прочность
Определим запас усталостной прочности ведомого вала в сечении В. В этом сечении имеет место концентрация напряжений.
Момент в сечении В:
Миз =
= 12,8 Нм;По таблице 2 [4;c.20]:
Wи = 2×10-6 м3;
Wи = 4,3×10-6 м3.
Определим нормальные напряжения:
sи = sа = Mиз / Wи = 6,13 МПа.
Напряжение кручения:
tк = Т2 / Wк = 7,5 МПа.
При отнулевом цикле амплитуда изменения касательных напряжений:
tа = tm = tк/2 = 4 МПа.
sВ = 700 МПа.
Кs/Еs = 2,8.
Для касательных напряжений :
ys = 0,2; yt = 0,1 (таблица 3 {4;c.21]).
Коэффициент запаса прочности найдем по формулам:
ns = s-1/(Ks · sa / Es + ys×sm);
nt = t-1/(Kt · ta / Et + yt×tm);
sm =
= 
= 0,71 МПа.ns =
= 21,2;nt =
= 9,37.Коэффициент запаса прочности определим по формуле:
n =
= 
= 8,58,5 > 2, следовательно усталостная прочность вала в сечении В обеспечена.
Проверяем пригодность роликоподшипников конических однорядных по ГОСТ 333-79, условное обозначение – 7202.
Проверим пригодность подшипника по [8;c.103]:
Fa = 186 Н; КБ = 1,3; КТ = 1.
RCХ = 142 Н; RCy = 357 Н;
RХА = 72 Н; RYA = 167 Н.
Rrc =
= 384 Н;RrА =
= 182 Н;Rr1 = 384 Н;
Rr2 = 182 Н;
RS1 = 0,83·0,45×384 = 143 Н;
RS2 = 0,83·0,45×182 = 68 Н;
Rа1 = RS1; Rа2 = Rа1 + Fa = 143 + 186 = 329 Н;
= 
= 0,37 < 
; 
= 
= 2,1 < ; x = 0,4; y = 1,6;Re1 = V·x×3·Rr1×Кб·Кт = 1×1×384×1,3×1 = 500 Н;
Re2 = (V·x×3·Rr1 + y· Rа2)Кб·Кт = (1×0,4 ×182 + 1,6×329) ×1,3 = 778 Н.
Расчетная долговечность опоры:
Lioah = Q23
= 5400 часов.Подшипники пригодны для заданного режима работы.
Смазка подшипников, винта и др. трущихся поверхностей осуществляется пластичным смазочным материалом типа солидол жировой, с помощью пресс – масленки.
Технологический процесс изготовления
Часть производственного процесса, непосредственно связанная с постепенным превращением заготовок в готовое изделие, технологический процесс, включает в себя все виды обработки механическую и сборку.
Технологический процесс разделяется по степени унификации; единичный, групповой, по детализации описания; с маршрутными, маршрутно-операционным описанием.
Единичный технологический процесс - изготовление или ремонт единичных изделий независимо от типа производства.
Типовой - процесс изготовления группы изделий с общими технологическими признаками.
Групповой - процесс изготовления группы изделий с различными коструктивными, по общим технологическим признакам.
Маршрутно-оперативное описание - сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте, в последовательности их выполнения, с последовательным описанием отдельных операций в других технологических документациях.
Маршрутное описание - сокращенное описание всех технологических операций, в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указаний переходов.
Операционное описание - последовательное описание всех технологических операций в порядке их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.
Разрабатывая технологический процесс обработки детали необходимо выполнить следующие условия;
- наметить базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале процесса;
- выполнить операции черновой обработки при которых снимают небольшие слои металла, что позволяет сразу выявить дефекты заготовки и освободиться от внутренних напряжений вызывающих деформацию;
- первым следует обрабатывать те поверхности, которые требуют высокой точности качества;
- при выборе технологических баз следует стремиться к соблюдению основных принципов базирования - совмещение и постоянство баз;
- необходимо учитывать на каких стадиях технологического процесса целесообразно производить механическую обработку в зависимости от требований чертежа;
- отдельные операции следует выполнить к концу технологического процесса обработки, за исключением тех случаев, когда поверхности служат базой для последующих операций.
При разработке технологической операции необходимо особое внимание уделять выбору баз для обеспечения точности обработки деталей и выполнение технических требований чертежа.
При выборе баз необходимо принимать поверхности, не подлежащие обработке, а если деталь имеет несколько таких поверхностей, то за базу надо принимать ту из них, которая должна иметь наименьшее смещение относительно своей оси, или быть с наименьшим припуском на обработку.
При выборе баз необходимо принимать поверхности, от которых дан размер на чертеже, определяющих положение обрабатываемой поверхности. Базы должны обеспечить отсутствие не допускаемых деформаций детали, так же простоту конструкции станочного приспособления с удобством установки, креплением и снятием обрабатываемой детали.
В маршрутной технологии в процессе обработке предусматривают контроль с целью обеспечения заданных параметров качества обработанной детали.
Рисунок 8.1
Таблица 8.1 Требования к поверхностям детали
| Данные о поверхности | Механическая обработка | |||
| Наименование формы пов-ти | Основные размеры | Поле допуска, Мкм | Шероховатость поверхности | |
| Цилиндрическая наружная | Æ10ℓ=10 | 13 | Ra = 0,8 | Многократное точение шлифование |
| Внешняя наружная | Æ12ℓ=500 | 18 | Ra = 12,5 | Точение многократное шлифование |
| Цилиндрическая наружная | Æ10ℓ=15 | 13 | Ra = 0,8 | Многократное точение шлифование |
| Шпоночный паз | ℓ=15 | 52 | Ra = 3,2 | Фрезерование |
Винт имеет 3 вида поверхности. Две из них работают в паре С подшипниками скольжения. Несоосность поверхности 5мкм, шероховатость 0,8 мкм, допуск
мм. Поэтому назначаем многократное точение и шлифование. Резьба с высокими требованиями к точности изготовления, поэтому она многократно обрабатывается точением и шлифованием.Технолог устанавливает объект контроля и его место, обращая внимание на операции, при которых точность обеспечивается наиболее трудно.
Отразим необходимые операции по изготовлению винта в маршрутной технологии обработки.
Операция 010 .Заготовительная .
Данная операция предназначена для отрезки заготовки от цельного прутка проката. Отмеряем длину с помощью линейки с точностью до 1мм , на ножовочном станке.
Операция 020. Токарная .
Операция предназначена для обработки торцов и центрирования.
Выполнение операции на токарном станке 16к20. Центрируем деталь сверлом по ГОСТ 401-77.
Операция 030. Токарная.
Предназначена для обработки наружной поверхности детали . выполняется на токарно-винторезном станке 16к20.
Операция 040. Токарная.
Предназначена для нарезания резьбы с учетом заданных размеров. применяем для нарезания трапециидальной резьбы.
Операция 050. Фрезерование
Предназначена для выполнения шпоночного паза. Выполняется операция на фрезерном станке 6р12.
Операция 060. Термообработка
В муфельной печи проводим термообработку, предназначающуюся для улучшения свойств материала.
Операцию 070 Шлифование.
Данная операция предназначена для шлифования посадочных мест под подшипники. Осуществляется на шлифовальном станке 3М150, обеспечиваем при шлифовании точность не ниже 6-7 квалитетов и шероховатость поверхности не более Rz=6,3 Мкм.
Операция 080. Промывочная
Осуществляется с целью удаления абразивных частиц, стружки, пыли с поверхности детали.
Операция 090. Технический контроль.
При изготовлении валов, винтов и осей исходные данные получают путем пластического деформирования, сюда входят; литье, штамповка, ковка и т.д.ибо путем резки проката. В нашем случае мы имеем дело с индивидуальным единичным производством, винт имеет несколько перепадов диаметрального размера, поэтому используем горячий прокат который, разрезается на штучные
ГОСТ 2590-71
Принимаем пруток круглый толщиной 14 мм (исходя из конструктивных особенностей) длинной 475.
Марки стали; Ст 3
.Расчет межоперационных припусков
Слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали называются припуском.