Федеральное агентство по образованию (Рособразование) 3 страница

Рисунок 15 – Электросхема станка

чурбаки диаметром свыше 25 см при загрузке их в лоток задевают и отклоняют щуп, который при помощи тяги поворачивает двуплечий рычаг с микропереключателем ВЗ на угол, соответствующий диаметру загружаемого чурбака, и затормаживается в этом положении. На выключатель ВЗ воздействует дугообразная шина и через реле РКО включается электромагнит МКО гидрораспределителя и крестовина опускается. Одновременно через двуплечий рычаг, тягу, рычаг, конические шестерни, рычаг и тягу поворачивается по часовой стрелке рычаг с укрепленной на нем шиной. При сходе шины с выключателя ВЗ реле РКО обесточивается, электромагнит МКО выключается и крестовина останавливается в положении горизонтального ножа по центру кряжа, а электромагниты МТ и МТВ включаются, в результате чего одновременно соединяются поршневая и штоковая полости гидроцилиндра с напорной магистралью гидросистемы.

Вследствие разности площадей, на которые действует давление жидкости в цилиндре, жидкость, вытесненная из штоковой полости, поступает через гидрораспределитель в напорную магистраль, а затем через гидрораспределитель в поршневую полость этого цилиндра. За счет увеличенного количества жидкости, поступающей в эту полость, по сравнению с тем, что дает насос, скорость толкателя увеличивается, что ускоряет процесс раскалывания.

После раскалывания толкатель, заняв заднее крайнее положение, нажимает на выключатель ВТ, затем на ВТП, который через реле выключает электромагнит МТН и включает МТН, жидкость поступает в штоковую полость цилиндра и толкатель движется назад, одновременно включается электромагнит МЗ, двуплечий рычаг растормаживается, щуп за счет собственного веса возвращается в исходное положение, а выключатель ВЗ через реле РКО включает электромагнит МКП— крестовина поднимается.

При возвращении толкателя в исходное положение нажимается выключатель ВТН и через реле РТН отключает электромагниты МТ и МТН — толкатель останавливается и цикл заканчивается.

Особо толстые чурбаки раскалывают нажатием на кнопку КУ. Через реле РУ включается электромагнит МТУ и выключается МТ и МТВ, включается усилитель, который создает большее усилие на толкателе.

В связи с тем, что конструкция станка усложнилась роликовым транспортером в электросхеме произошли некоторые изменения. Кроме еще одного двигателя в схему включена блокировка транспортера. Суть ее работы заключается в том, чтобы при остановке процесса раскалывания выключать транспортер, а при раскалывании – включать. Включение и выключение производится за счет переключателя ВК2, установленного таким образом, чтобы он мог контактировать с толкателем станка.

4. 3 Определение основных параметров роликового транспортера

Исходные данные для расчета:

масса груза кг; объем груза м³; ширина груза м; диаметр ролика принимаем мм; наименьшая длина груза м; длина транспортера м.

Рисунок 16 – Расчетная схема

Определяем длину ролика

, (4. 1)

м.

Масса ролика

, (4. 2)

кг.

Расстояние между роликами

, (4. 3)

м.

Число роликов на транспортере

, (4. 4)

шт.

Скорость движения груза

, (4. 5)

где – производительность станка в смену, = 49 м³;

– время смены, = 8 ч.;

– коэффициент заполнения тягового органа;

– коэффициент использования рабочего времени, = 0, 85 [6].

, (4. 6)

где – разрыв между соседними единицами продукции, принимаем = 0, 8 м,

м/с.

Угловая скорость роликов

, (4. 7)

рад/с.

Находим тяговое усилие на рабочем органе

, (4. 8)

где – коэффициент трения качения в цапфах роликов, = 0, 04;

– коэффициент трения скольжения груза по роликам, = 0, 4;

кН

Определяем мощность электродвигателя

, (4. 9)

где – КПД привода, = 0, 87,

кВт

4. 4 Выбор электродвигателя

Мощность на рабочем валу транспортера

, (4. 10)

кВт

Коэффициент полезного действия привода

, (4. 11)

где – КПД цилиндрического редуктора, = 0, 97 [12];

– КПД цепной передачи, = 0, 93 [12];

– КПД муфты, = 0, 98 [12];

– КПД подшипников качения, = 0, 99 [12];

Потребная мощность привода

, (4. 12)

кВт

Мощность двигателя подбираем из ряда мощностей при условии, что

Принимаем

Ориентировочное назначение передаточных чисел

Частота вращения рабочего вала

, (4. 13)

Ориентировочная частота входного вала привода при ориентировочных передаточных числах передач

, (4. 14)

Фактическую частоту вращения входного вала привода (вала электродвигателя) в соответствии с Р_э =-2, 2 кВт принимаем:

Основные характеристики выбранного двигателя: Марка - АИР 112МА8; Р_э =2, 2 кВт;

4. 5 Кинематический и энергетический расчеты

Уточненное передаточное число

, (4. 15)

Уточняем передаточное число цепной передачи

, (4. 16)

Частоты вращения валов привода

;

, (4. 17)

;

, (4. 18)

Угловые скорости валов и привода вычисляют по формуле

, (4. 19)

где n – частота вращения вала;

рад/с;

1 рад/с.

Мощности на валах привода

кВт;

, (4. 20)

кВт;

, (4. 21)

кВт;

, (4. 22)

кВт.

Вращающие моменты на валах определяются по формуле

, (4. 23)

где – мощность на валу;

;

4. 6 Расчет закрытой зубчатой передачи

Исходные данные: вращающий момент на ведомом валу передачи ; угловые скорости рад/с, рад/с; передаточное число , передача нереверсивная, срок службы принимаем ч.

4. 6. 1 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

Материал для изготовления зубчатых колес - сталь 45. Свойства: твердость 240 НВ; предел прочности МПа; предел выносливости МПа.

Определение числа цикла нагружения зубьев

для зубьев шестерни:

; (4. 24)

для зубьев колеса:

, (4. 25)

где – срок службы механизма

Определение допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на усталостную контактную прочность

– для шестерни (4. 26)

– для колеса (4. 27)

где – предел выносливости зубьев при контактном нагружении;

– коэффициент безопасности Sн = 1, 1[12];

– коэффициент долговечности;

– для шестерни (4. 28)

– для колеса (4. 29)

, (4. 30)

где - базовое число циклов нагружения;

, (4. 31)

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на усталостную изгибную прочность.

– для шестерни (4. 32)

– для колеса, (4. 33)

где - предел выносливости зубьев при изгибном нагружении;

МПа - для шестерни; (4. 34)

МПа – для колеса (4. 35)

- коэффициент долговечности

; (4. 36)

, 4. 37)

где – базовое число циклов нагружения,

4. 6. 2 Межосевое расстояние из условия контактной прочности

, (4. 38)

где – коэффициент, для прямозубых передач = 495;

– коэффициент ширины зубчатого венца, = 0, 40;

= 1050 МПа;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, =1, 0

мм.

Принимаем стандартное значение мм

4. 6. 3 Модуль зубьев

, (4. 39)

Принимаем .

4. 6. 4 Суммарное число зубьев шестерни и колеса

, (4. 40)

где – угол наклона зубьев, = 0º

4. 6. 5 Число зубьев шестерен

, (4. 41)

4. 6. 6 Число зубьев колеса

, (4. 42)

4. 6. 7 Фактическое передаточное число

, (4. 43)

4. 6. 8 Диаметр делительной окружности

– для шестерни; (4. 44)

– для колеса. (4. 45)

мм;

мм.

4. 6. 9 Диаметр окружности вершин зубьев

, (4. 46)

мм;

мм

4. 6. 10 Диаметр окружности впадин зубьев

; (4. 47)

мм;

мм.

4. 6. 11 Ширина зубчатых венцов

; (4. 48)

мм.

мм,

мм.

4. 6. 12 Окружная скорость зубчатых колес

, (4. 49)

м/с.

4. 6. 13 Силы в зацеплении:

окружные

, (4. 50)

Н;

радиальные

, (4. 51)

где – угол зацепления, =20º,

Н.

4. 6. 14 Контактное напряжение (проверочный расчет)

, (4. 52)

где – коэффициент, для прямозубой передачи =436;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, = 1, 0;

= 1, 0;

– коэффициент динамической нагрузки, = 1, 36,

МПа.

Контактное напряжение меньше допускаемого .

4. 6. 15 Напряжение изгиба (проверочный расчет)

для шестерни

, (4. 53)

где – коэффициент, учитывающий наклон зубьев; – коэффициент формы зуба; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; – коэффициент динамической нагрузки;

для колеса

. (4. 54)

МПа;

МПа.

Напряжения изгиба меньше допускаемого .

4. 7 Расчет цепной передачи с роликовой приводной цепью

Исходные данные: мощность на ведущей и ведомой звездочках, кВт и кВт; угловые скорости ведущей и ведомой звездочек, рад/с и рад/с; вращающий момент на валу ведущей звездочки 80, 28 ; передаточное отношение .