Контрольно-курсовая работа

по дисциплине:

Автоматические роторные и конвейерные линии

на тему

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

Выполнил: ст. гр. ___________ _________________ _____________

подпись

Проверила: канд. техн. наук,

доц. каф. ТСПиПП _________________ Е.В. Давыдова

подпись

Тула 2012

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Аннотация

Контрольно курсовая работа 30 с., 3 ч., 7 рис., 4 табл., 15 источников, 2 прил.

Объектом исследования являются поршневые установки для точного воспроизведения и измерения больших расходов газа.

Цель работы — разработка методики метрологических исследований установок и нестандартной аппаратуры для их осуществления.

В процессе работы проводились экспериментальные исследования отдельных составляющих и общей погрешности установок.

В результате исследования были созданы две поршневые реверсивные расходомерные установки: первая на расходы до 0,07 м³/с, вторая — до 0,33 м³/с.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: высокая точность измерения при больших значениях расхода газа.

Эффективность установок определяется их малым влиянием на ход измеряемых процессов. Обе установки могут применяться для градуировки и поверки промышленных ротационных счетчиков газа, а также тахометрических расходомеров.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Таблица 1 – Определение класса исследуемого БЗУ
Классификационный признак		Класс БЗУ
Захват заготовок и тип захватных органов (ЗО)	Способ захвата
	Тип ЗО
	Характер движения ЗО
	Расположение ЗО
Подготовка заготовок к захвату	Вид сил, осуществляющих подготовительное движение
	Конструктивные особенности бункера
	Свойства заготовок
	Характер подготовительного движения заготовок
	Направление подготовительного движения
Способ ориентирования	Способ ориентирования
Способ выдачи заготовок из ЗО	Расположение приемника
	Вид сил, выдающих заготовки
	Характер траектории движения заготовок

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Методика расчета и проектирования бзу Порядок расчета и проектирования бзу

Исходными данными для проектирования БЗУ являются:

– заготовка (геометрические и физико-механические свойства);

– требуемое ориентированное положение;

– требуемая производительность технологической машины.

Конструирование захватных органов заключается в определении их конфигурации и размеров. При расчете захватных органов необходимо обеспечить максимальную вероятность захвата. При этом надо учитывать то, что захват заготовки из навала является случайным или вероятностным процессом, то есть деталь может быть или захвачена, или остаться в бункере. При этом правильно ориентированная заготовка должна захватиться захватным органом с наибольшей вероятностью, надежно зафиксироваться в нем и не выпасть из захватного органа во время движения до момента выдачи в приемник. Заготовки, захваченные в неправильном положении, должны выбрасываться из захватных органов или переориентироваться в нужное положение.

После определения конфигурации и размеров захватного органа для однозахватных БЗУ проводят расчет шага захватных органов. Для дисковых БЗУ шаг захватных органов можно выразить общей формулой:

, (1)

где – конструктивный размер захватного органа, м; l, d – один из размеров заготовки, по которому происходит захват, м; – зазор по шагу, м.

Величина зазора по шагу ограничена тем, что во время нахождения заготовки в захватном органе туда не должна запасть другая заготовка. В то же время деталь должна успеть запасть в предусмотренный зазор. Поэтому после выбора необходимо определить скорость захватных органов.

Для выбора скорости движения захватных органов необходимо определить предельную скорость захватных органов , при которой заготовка успеет запасть в захватный орган (см. разд. 2). Затем сравнивают полученное значение предельной скорости проектируемой конструкции БЗУ со значениями и существующего прототипа (табл.), где . Для дальнейшего расчета скорость захватных органов принимают из условия

.

Расчет производительности БЗУ выполняют по формуле

, (2)

где – максимальный шаг; – коэффициент выдачи.

Величина коэффициента выдачи определяется экспериментально. Если экспериментально коэффициент выдачи определить невозможно из-за отсутствия опытного образца БЗУ, то принимают по аналогии с устройством табл.

После того, как вычислено расчетное значение производительности БЗУ , проводят его сравнение с требуемым значением производительности .

1. Если разница между расчетным и требуемым значениями производительности невелика, то есть , то необходимо сделать несколько вариантов расчетов, последовательно задаваясь значениями , , и добиваясь равенства заданного значения производительности БЗУ с расчетным.

2. Если расчетное значение производительности БЗУ намного меньше требуемого значения, то есть , то выбирают другой тип БЗУ. Для повышения производительности иногда ставят два и более параллельно работающих БЗУ, производительность каждого из которых равна половине и более требуемой производительности.

3. Если расчетное значение производительности БЗУ больше требуемого значения, то есть , то по табл. находят такую окружную скорость захватных органов, при которой будет обеспечиваться требуемая производительность.

Для обеспечения непрерывной подачи изделий к оборудованию при возможных колебаниях производительности БЗУ рекомендуется проектировать накопитель такой длины, чтобы обеспечить запас изделий в нем на 0,2-0,5 мин работы технологической машины. Это достигается выбором производительности БЗУ на 5- выше производительности технологической машины (см. выше). Желательно емкость лотка накопителя N выбирать наименьшей, так как при загрузке заготовок в бункер БЗУ на большой высоте потребуются более высокие и, следовательно, более дорогие подъемники и транспортные средства. При недостаточной емкости накопителя увеличивается вероятность неподачи заготовок в технологическую машину, что снижает производительность оборудования. То же происходит и при недостаточной величине коэффициента переполнения m. При увеличении m происходит износ предохранительных муфт (крючковые), собачек, пружин (зубчатые, щелевые), увеличение процента брака (карманчиковые вертикальные, роторные) и т.д.

Таким образом, необходимо правильно выбрать емкость накопителя и коэффициент переполнения с учетом вероятности неподачи заготовок в технологическую машину и вероятности переполнения накопителя в ходе работы БЗУ.

Таблица

Производительность и коэффициент выдачи различных типов БЗУ

при изменении скорости захватных органов

Тип БЗУ	Конструктивные параметры БЗУ. Тип и размеры заготовок	Экспериментальный график зависимости коэффициента выдачи и производительности БЗУ от скорости захватных органов
Крючковое	Деталь: стакан	м/с
Карманчиковое наклонное	Деталь: стакан	м/с м/с
Карманчиковое вертикальное	Деталь: стакан	м/с м/с

Окончание табл.

Тип БЗУ	Конструктивные параметры БЗУ. Тип и размеры заготовок	Экспериментальный график зависимости коэффициента выдачи и производительности БЗУ от скорости захватных органов
Зубчатое	Деталь: стакан	м/с
Щелевое	Деталь: стержень со шляпкой
Секторное	Деталь: стержень со шляпкой

Зная величину коэффициента выдачи БЗУ и задаваясь величинами коэффициента переполнения накопителя m и емкостью накопителя, определяют вероятность неподачи заготовок к технологической машине:

. (3)

Вероятность переполнения накопителя

. (4)

Конструирование бункера и захватного механизма. Бункер как конструктивный элемент БЗУ выполняет три основных функции: обеспечение запаса заготовок в количестве, необходимом для непрерывной работы механизма, в течение заданного промежутка времени без пополнения (для мелких заготовок обычно задается от 10 мин до 1 ч); обеспечение движения заготовок в направлении к захватным органам в количестве, обеспечивающем заданную производительность; обеспечение подготовки заготовок к захвату.

Рабочий объем бункера, обеспечивающий непрерывность работы БЗУ в течение назначенного времени, определяется по формуле

, (5)

где – коэффициент заполнения объема бункера; – объем одной заготовки по внешнему контору, м³; – время работы бункера без дополнительной загрузки, с.

Чем длиннее заготовки и чем сложнее их форма, тем меньшую величину будет иметь коэффициент заполнения. Для цилиндрических заготовок с длиной и диаметром , при различных соотношениях длины к диаметру коэффициент заполнения можно принимать по табл. Для заготовок цилиндрической формы с конической частью при принимают .

Таблица

Значения коэффициента заполнения бункера от размеров

цилиндрических заготовок

	1,0	1,4	1,6	3,0
	0,73	0,65	0,60	0,57

Коэффициент заполнения бункера заготовками сложной формы следует определить экспериментально, заполнив доверху опытный объем заготовками. Подсчитав при эксперименте количество заготовок , определяют :

. (5)

Продолжительность работы БЗУ при заданной производительности без дополнительной загрузки зависит от условий производства. При необходимости увеличения продолжительности работы без догрузки, улучшения условий захвата и ориентации следует предусмотреть предбункер, объем которого определяют по формуле

,

где – коэффициент увеличения продолжительности работы бункера без догрузки.

При конструировании захватного механизма определяют радиус расположения захватных органов. При этом учитывают, что его малые значения приведут к уменьшению числа заготовок в бункере, что ухудшит условия подготовки заготовок к захвату и, как следствие, снижение производительности БЗУ. Большой радиус приведет к увеличению числа заготовок в бункере, ухудшению их ворошения, усложнению самого процесса захвата, деформированию заготовок. Кроме этого увеличатся габаритные размеры БЗУ, что в некоторых случаях неприемлемо.

Радиус расположения захватных органов обычно принимают: . Большие соотношения берутся для изделий с меньшей длиной, меньшие – с большей длиной. В тех случаях, когда заданием на проектирование устанавливаются ограничения на габаритные размеры БЗУ, то есть при , зона захвата уменьшается, и величина коэффициента выдачи также уменьшается. Это уменьшение величины коэффициента выдачи учитывается коэффициентом q. Приближенно можно принять для всех типов БЗУ эмпирическую зависимость: .

Расчет и конструирование привода и предохранительных устройств. Конструкция приводов для механизмов захвата и ориентации заготовок влияет на производительность, удобство обслуживания и стоимость БЗУ. Например, сектору, захватывающему заготовки с головками, можно сообщить колебательное движение кулачком, кривошипом и кулисой. Механизмы, приводимые в движение кулисой или кулачком, будут обладать большей производительностью, чем приводимые кривошипом. Это объясняется тем, что в секторном БЗУ для увеличения времени западания заготовок и соскальзывания в лоток необходимо иметь несколько замедленный подъем и ускоренное опускание сектора для сокращения времени холостого хода, что невыполнимо при применении кривошипного механизма.

Мощность привода бункерного загрузочного устройства с вращающимся захватывающим органом следует определять по формуле:

, (6)

где – коэффициент возможной перегрузки ( = 2); – частота вращения захватывающего органа, с^-1; – механический коэффициент полезного действия привода; – необходимый крутящий момент, , который рассчитывают с учетом конструкций захватывающего органа.

При крючковом захватывающем органе (рис.)

, (7)

где – коэффициент трения-скольжения заготовок о стенки бункера; – крутящий момент, необходимый для преодоления момента сил трения, ; – сила тяжести заготовок в объеме сегмента высотой, равной h, ; – момент силы тяжести заготовок, ; – координата центра тяжести объема сегмента, м; – угол естественного откоса.

Принимая =45°; и =0,71, получаем , где , Н, – сила тяжести одной заготовки, Н: , где – масса одной заготовки, кг.

Число цилиндрических заготовок в сегменте высотой :

.

При дисковом захватывающем органе (рис.) величина крутящего момента

, (8)

где – силы трения, Н; – радиус диска по осям захватных гнезд (карманов), м; у – координата центра тяжести объема, имеющего форму подковы, равная , м; – сила тяжести одновременно загружаемых в бункер заготовок, Н; – угол наклона дискового БЗУ, обычно равный 45°; – коэффициент трения между диском и подпятником, равный 0,1.

Принимая =45°; = 0,71; и =0,5, получаем или

. (9)

Сила тяжести одновременно загружаемых в бункер заготовок определится по формуле

, (10)

– коэффициент заполнения объема, определяемый по формуле (5);  – объем одной заготовки, м³; – объем одновременно загружаемых в бункер заготовок, м³.

Используем приближенную формулу для расчета крутящего момента: .

Мощность привода бункерных загрузочных устройств с возвратно-поступательным движением захватывающего органа следует определять по следующей методике.

Условно массу захватывающего органа т₁ и массу заготовок, находящихся в бункере , можно считать сосредоточенной в точке . Тогда для секторного БЗУ (рис.) работа, затрачиваемая приводом за один подъем, будет выражена следующим уравнением:

,

потребная мощность привода:

, (12)

где и – плечи кулисы, м; – угол при наибольшем отклонении кулисы от начальной линии , соединяющей центр качения кулисы с центром вращения пальца кривошипа, град; – механический коэффициент полезного действия привода; – необходимый крутящий момент, ; – частота качаний, с^-1.

На рис. показаны схемы предохранительных муфт, наиболее часто применяемых в БЗУ.

1 – звездочка; 2 – рычаг собачки; 3 – сухарь

При расчете следует принять, что предохранительная муфта должна обеспечить передачу крутящего момента не выше двукратной величины , где следует рассчитать по формулам (7), (8) и (12).

Расчетное усилие пружин муфты следует определить по формулам:

а) при наличии двух собачек

, (14)

где – средний диаметр звездочки, м; и – плечи рычага собачек, м; – угол зуба звездочки, град.

Практически угол принимают равным 45°, откуда

; (15)

б) при наличии трех собачек

; (16)

в) при наличии четырех собачек

. (17)

Расчетное усилие цилиндрических пружин для муфты, показанной на рис. б, и изогнутой пружины для муфты, показанной на рис. в, следует рассчитать по известным формулам, исходя из окружного усилия , определяемого по формуле

. (18)