Восстановление изношенных деталей машин. Разработка технологии восстановления распределительного вала, страница 21

 ,

Проверка прочности: 39,1<45 Н;

Рабочее число витков – m;

 ,

Где G – модуль сдвига, G=40ГПа;

Высота пружины в свободном состоянии H0, мм

Шаг пружины h=2d=9,5мм;

Угол подъема винтовой линии α, град;

;

Угол изгиба зацепа φ1, град;

Фрагмент1

Рисунок 3.2 – Геометрические параметры пружины

1.Модуль  сдвига – 40ГПа

2.Напряжение  касательное  при  кручении – 39,1Н

3.Число  рабочих  витков – 80

4.Направление  навивки – правое

5.Проволока  ГОСТ14963-78

3.5 Конструкторские расчеты манипулятора

В основу расчета манипулятора положен расчет на прочность и устойчивость сжатой стойки 6, рисунок 

Исходные данные для расчета

6)  Материал швеллера (сталь Ст3);

7)  Нагрузка F = 250 Н;

8)  Предел прочности на сжатие [σ]сж = 125 МПа

9)  Длина стойки l = 1м.

3.5.1 Определим необходимую площадь сечения

Из условия прочности материала на сжатие [27]

,                                                 (3.5.1)

где F – нагрузка на стойку, F = 250 Н;

А – площадь сечения стойки, мм2;

φ – коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения (коэффициент продольного изгиба). Значения выбираются в зависимости от гибкости материала λ;

[σ]сж – предел прочности материала на сжатие, [σ]сж = 125 МПа

найдём площадь сечения стойки А, мм2

                                                   (3.5.2)

Первый шаг приближений:

Задаём φ1 = 0,6

Найдем площадь сечения

 = 0,0033 м2 = 33 см2.

Выбираем по ГОСТ 8240-89 [24] швеллер № 27, А = 35,2см2, iy = 2,73 см.

 


Рисунок 3.5.1 – схема закрепления стойки

Найдём гибкость стойки [27]

,                                                           (3.5.3)

где λ – гибкость стержня;

ν – коэффициент приведения длины, зависит только от способа закрепления стержня, ν = 2;

l – длина стойки, l = 1 м;

iy – осевой момент инерции, iy = 2,73 см.

 = 73,26

при λ = 97, φТ = 0,67;

Сравним значения φТ и φ1

,                                               (3.5.4)

где Δ – погрешность, допустимое значение Δ ≤ 5%;

φТ – стандартный коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения;

φ1 – задаваемый коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения.

 = 11,7%.

Второй шаг приближений:

Задаём φ1 = 0,635

Найдем площадь сечения

 = 0,0031 м2 = 31 см2.

Выбираем по ГОСТ 8240-72 [26] швеллер № 24a, А = 32,9 см2, iy = 2,78 см.

Найдём гибкость стойки

,                                                          (3.5.3)

где λ – гибкость стержня;

ν – коэффициент приведения длины, зависит только от способа закрепления стержня, ν = 2;

l – длина стойки, l = 1 м;

iy – осевой момент инерции, iy = 2,78 см.

 = 72

при λ = 72, φТ = 0,66;

Сравним значения φТ и φ1

,                                               (3.5.4)

где Δ – погрешность, допустимое значение Δ ≤ 5%;

φТ – стандартный коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения;

φ1 – задаваемый коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения.

 = 4%.

Примем по ГОСТ 8240-72 [26] швеллер № 24a, А = 32,9 см2, iy = 2,78 см.

3.6  Описание рабочего процесса, технологического и технического обслуживания

Рабочий процесс манипулятора включает в себя ряд последовательных операций, которые соответствуют технологической программе детонационно-газовой установки. 

1) Рабочий процесс манипулятора при напылении кулачков.

Начальная операция при работе с манипулятором, при напылении кулачков заключается в установке распределительного вала в трех - кулачковые патроны, с погрешностью установки ± 1 мм, с припусками по краям  5 мм. Для зашиты от нежелательного напыления поверхностей вала на границе с кулачками, их защищают экранами.

Вращение и горизонтальное перемещение распределительного вала относительно дульной части ствола пушки осуществляется посредством ременной передачи от двух шаговых двигателей, что обеспечивает достаточную точность и скорость манипулирования для соблюдения технологии напыления. Точность манипулирования зависит как от массы, момента инерции и эксцентриситета обрабатываемого изделия, так и от программно задаваемых линейных и угловых ускорений. При максимальных нагрузках: точность горизонтального позиционирования - не хуже 2 мм, точность углового позиционирования - не хуже 5 градусов.