Дипломная (вкр): Модернизация способа очистки бандажей барабана для сушки концентрата

Таблица 7 - Результаты расчетов местных потерь давления. Сливная линия

4.6 Определение суммарных потерь и проверка насосной установки

Заключительным этапом вычисления потерь давления является проверка насосной установки по обеспечению требуемым давлением в системе, Рассчитанные потери давления заносим в таблицу 8.

Таблица 8 - Суммарные потери давления

По итогам вычисления делаем выбор насосной установки по давлению, используя формулу [14]:

Рн рас = Р1 + ΔР, МПа, (113)

Рн ст  Рн рас, МПа, (114)

Рн расч = 4,2 + 0,8405 = 5,0405 МПа

,3 > 5,0405

Условие выполняется, следовательно, расчёт сделан верно и насосная установка подходит.

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ШЛИЦЕВОЙ ПРОТЯЖКИ

5.1 Расчет комбинированной цилиндрическо-шлицевой протяжки одинарной схемы резания

Обрабатываемое изделие - втулка b-8х52,2Н9+0,06х60Н9+0,06х10D+0,09 изображена на рисунке 10.

материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;

число шлицев z=8;

¾  длина протягивания 1=70 мм;

¾      шероховатость впадин и стенок шлицев Ra= 2,5мкм;

¾      шероховатость вершин шлицев Rz = 40мкм;

¾      станок: 7530-М;

¾      описание: гидравлический горизонтально-протяжной одинарный портального типа;

¾  основной цикл работы: полуавтомат

¾      номинально тяговое усилие - 30000кг;

¾      ход рабочей каретки (min-max) - 1800мм;

¾      мощность электродвигателя - 25,5 кВт,

Рисунок 10 - Профиль отверстия с размерами

Определяем наибольшее допустимое тяговое усилие станка

Qдоп = ηQмакс, (115)

где η - коэффициент, зависящий от состояния станка [8], η - 0,95;

Qмакс - максимальное тяговое усилие станка, кг;

Qдоп = 0,95·30000=28500 кг.

Выбираем величину припуска под протягивание А0 на диаметре [5, табл. 3].

А0 = 10мм

Определяем наименьший диаметр предварительного отверстия [5]:

D0 = d - А0, мм (116)

D0 = 60 - 10 = 50 мм

Рассчитаем предварительное значение диаметра сверла (зенкера):

dин = D0 + ак, мм (117)

где ак принимается по [5, табл. 3], ак = 0,15 мм.

Принятая величина диаметра сверла округляется до ближайшего меньшего значения по ГОСТ 885-64.

Принимаем диаметр сверла dин = 50мм, dин = 50 + 0,15 = 50,15 мм

Определяем размеры и допуски калибрующих частей, протяжки:

Диаметр цилиндрических зубцов:

dвцил = dмакс - δ, мм (118)

где dмакс = d + В.О.

δ - запас на разбивание отверстия [5, стр.92], δ = 0,005мм;

dмакс = 52,2 + 0,06 = 52,26 мм;

dвцил = 52,26 - 0,005 = 52,255 мм;

где Dмакс = D + В.О.

Dмакс = 60 + 0,06 = 60,06 мм,

dвцил = 60,06 - 05 = 60,055 мм

ширина шлицевого выступа:

bп = bмакс - δ, мм, (119)

где bмакс = b + В.О.

bмакс = 10 + 0,090=10,090 мм,

bп = 10,090 - 0,005 = 10,085 мм

Выбор величины допуска на калибрующие зубцы протяжки см. [5, стр. 93].

Определяем диаметр D1 и длину l1 хвостовой части протяжки [5, табл. 16, 17 и ГОСТ 4044-70]:

D1≤D0,

D1 = 50 - 0,5 = 49,5 мм

Принимаем диаметра хвостовика D1=42 мм, D'1=33 мм.

Площадь опасного сечения Fx=855,3mm

Выбор допускаемых отклонений на размеры хвостовика [6].

Определяем величину тягового усилия, допускаемого прочностью хвостовика протяжки:

Рх = Fx [х], кг , (120)

где [х] - допустимое напряжение для хвостиков [21, стр.135];

[х] = 35;

Рх = 35-855,3 = 29935,5 кг.

Требуется соблюдение условия, чтобы Рх и Qдоп, следовательно, для его выполнения принимаем Рх = 28500 кг.

Принимаем величину допускаемого тягового усилия Рдоп = 28500 кг

Определяем диаметр шейки:

D2 = D1 - l, допуск h12,

D2 = 42 - 0,5 = 41,5 h12

Определяем размеры переходного конуса:

D3 =D2, l3 [21],

D3 = 41,5 мм, l3 = 15 мм

Выбираем размеры передней направляющей части D4 = D0 мин:

L4 = L ≤1,5 d [21],

D4 = 50 ± 1 мм, l4 =1,5·50 =75 мм

Рассчитываем длину протяжки до первого зубца lв зависимости от конструкции тягового патрона [7].

= 295 мм

Определяем размеры задней направляющей части D7=D0 мин, длина l7 [1, табл. 20] должна быть увеличена с учетом последнего шага.

D7 = 50±1 мм, l7 =35 мм

Выбираем размеры и форму центровых отверстий [21, табл. 21].

Центровое отверстие делаем утопленным, тип 2. Изображение и размеры отверстия наносим на чертеж протяжки.

Выбираем материал для протяжки по ГОСТ 9373-70 [4], ГОСТ 5950-78 [4]. Хвостовик - сталь 40Х []в = 90 кг/мм2; твердость поверхности 40-45 HRC; Расчетное допускаемое напряжение по сварному шву []в≤ 25кг/мм2; Материал протяжки - инструментальная сталь ХВГ;

Твердость зубьев 61-64 HRC.

Определяем длину хвостовой части до места сварки:

Lсв = l - l4 - ½ l3, (121)

lсв = 295 - 75 - 0,5·15 = 212,5 мм

Определяем максимальную глубину стружечной канавки:

Определяем шаг режущих зубцов протяжки:

 tр = m √L, (122)

 tр =1,5 √75 = 13 мм

Выбор величины коэффициента m из источника [21]. Принимаем шаг ty = 13 мм, расчетная площадь канавки, мм2 [21, табл,7]:

Fа = 0,79 h02, (123)

Fa = 0,79·9,32 = 68,33 мм2

Эскиз стружечной канавки представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 - Эскиз стружечной канавки

Рассчитываем наибольшее количество одновременно работающих зубцов:

 zi = L/tp +1, (124)

zi = 70/13 + 1 = 6,4

Принимаем величину zi =6.

Выбираем комбинацию основных частей протяжки [21]. Принимаем пятую комбинацию: фасочная + цилиндрическая + шлицевая.

Принимаем угол фаски β = 45° т.к. число шлицев z = 8 [21].

Определяем размер М до фаски и диаметр зубца dф на котором кончается фаска [21, рис. 87]:

 θ (125)

e = ctg β, e = ctg 45 = 1, но т.к. 1 мм это много, принимаем меньшее значение е = 0,6 мм

sin θb = (10,085 + 2·0,6)/d = 0,19412,

θb = 11,933

М = 0,5 dsin(θb + β) (126)

М = 0,5·52,26 sin(11,933 + 45) = 21,9 мм

Е = М/sinβ (127)

С = 0,5·10,085·ctg45 = 5,0485 мм

tgθф = bn/2(E-C) (129)

tgθф = 10,085/2(30,97 - 5,0425) = 0,195 θф = 11

dф = bn/sinθф, (130)

dф = 10,085/sin11 = 52,85 мм

Принимаем диаметр последнего фасочного зубца.

dф п = dф +0,3 …0,4) мм

dф п =52,85+0,3=53,15 мм

Выбираем предварительное значение величины подачи Sz для фасочной, шлицевой и цилиндрической частей Sz ф =Szш=Szц [21, табл. 6].

Sz ф =Szш=Szц = 0,08 мм

Проводим проверку впадины стружечной канавки на заполнение стружкой [7, табл, 9], Кмин = 4.

K = Fa/SzL ≥ Кмин (131)

K = 68,33/0,08·70 = 12,2 > 4 - условие выполнено

Рассчитываем усилие протягивания:

На фасочной части:

Рф= СрSzx (b+2e)zizkykckИ, (132)

где z - число шлицев протяжки;

Ср, х,ky, kc, kИ выбираются из табл. 25 и 26 [21];

b + 2e - ширина дуговой режущей кромки фасочного зуба [21, рис. 87]

Рф = 315·0,117·(10+2·0,6)·6·8·0,93·1·1 = 18446 кг

На шлицевой части

Рш= СрSzx bzzikykckИ (133)

Рш = 315·0,117·10·6·8·0,93·1·1=16452 кг

На цилиндрической части:

Рц = СрSzx bпdzzikyk (134)

Рц = 315·0,117·9,3·6·8·0,93·1·1 = 15300 кг,

где коэффициент Ср из табл. 25 [28] выбираем как для шлицевой протяжки.

Находим ширину промежутка между шлицами по диаметру bпd, мм:

bпd = πd/z - (b+2e) (135)

bпd = 3,14·52,26/8 - (10 + 2·0,6) = 9,3 мм

Полученные значения усилия протягивания меньше усилия допускаемого по прочности хвостовика протяжки Рдоп, отсюда делаем вывод, что станок при протягивании будет загружен не на полную мощность и нет необходимости определять напряжения в опасном сечении хвостовика протяжки,

Определяем припуски:

На фасочную часть

А0ф = dфп - D0 (136)

А0ф = 53,15 - 50 = 3,15 мм

На цилиндрическую часть

А0ц = dмакс - D0 (137)

А0ц = 52,2-50=2,2мм

На шлицевую часть

А0ш = Dмакс - dш1 (138)

А0ш = 60,06-53,1 = 6,91 мм,

где dш1 - диаметр первого шлицевого зуба.

Определяем диаметры режущих зубцов.

Фасочных - первого dф1 = D0 = 50мм, последнего dфп = 53,15 мм

Цилиндрических - первого

dц1 = D0 +2Sz (140)

dц1 = 50 +2·0,08 = 50,16 мм

последнего

dцп = Dвц = 52,255 мм (141)

Шлицевых - первого dш1 = dфп - 0,05 = 53,15-0,05 = 53,1 мм,

последнего dшп = Dшп = 60,055 мм

При составлении таблицы диаметров зубцов допуск на режущие зубцы выбираем в зависимости от величины подачи [5], допуск на переходные зубцы принимаем равным допуску на калибрующие зубцы [21], [5], Таблица диаметров помещена на чертеже протяжки,

Находим количество режущих зубцов:

На фасочную часть zрф = Aоф / 2Szф + (1…2) zрф = 3,15 / 2·0,08 + 1 = 21

На цилиндрическую часть zрц = Aоц / 2Szц + 3 zрц = 2,2 / 2·0,08 + 3 = 16

На шлицевую часть zрш = Aош / 2Szш + 3 zрш = 6,91 / 2·0,08 + 3 = 46

Определяем длину режущей части:

Фасочной

l5ф = tрzрф, l5ф = 13·21 = 273 мм (142)

цилиндрической

l5ц = tрzрц, l5ц = 13·16 = 208 мм (143)

шлицевой

l5ш = tрzрш, l5ш = 13·46 = 598 мм (144)

Выбираем размеры и количество стружкоразделительных канавок [21, табл. 14]. Число канавок nK = 6; Sk = 1mm; hк = 0,7мм; rк = 0,25мм.

Выбираем шаг, профиль канавки и число зубцов калибрующей части [21, табл. 15].

Число калибрующих зубьев zK = 6

Шаг калибрующих зубьев tK, мм находим по формуле:

tK = (0,6…0,7)·t ≥t = 4 мм,

tK = (0,6·13) = 7,8 мм

Определяем длину калибрующих частей:

Фасочной - калибрующих зубцов нет

Цилиндрической

 l6ц = zкцtкц (145)

l6ц = 6·7,8 = 46,8 мм

Шлицевой

l6ш = zкшtкш (146)

l6ш = 6·7,8 = 46,8 мм

Определить общую длину режущих и калибрирующих зубцов с учетом увеличения шага после каждой части протяжки:

Σ(l5 + l6)= l5ф + l5ш + l5ц + l6ш + l6ц + (15…30) мм (147)

Σ(l5 + l6) = 273 + 598 + 208 + 46,8 + 46,8 + 20 = 1193 мм

Выбираем значения переднего γ и заднего угла α на режущей и калибрующей частях [21, табл. 10,11].

Режущие зубцы: γ=15 α=3

Чистовые зубцы: γ=15 α=2

Калибрующие зубцы: γ=15 α=1

Рассчитаем диаметр шлифовального круга для заточки протяжки, Схема заточки протяжки шлифовальным кругом представлена на рисунке 12.

Dкр = (D0 - 2h0)sin(β-γ)/sinγ (148)

Dкр= (50 - 2·9,3)sin(50 - 15)/sin15 = 69,6 мм,

где β - угол осью протяжки и осью шпинделя круга

Рисунок 12 - Схема заточки протяжки шлифовальным кругом

Определяем конструктивные элементы профиля шлицевого зуба в поперечном сечении протяжки [21].