Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования»


Скачать 132.01 Kb.
НазваниеОтчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования»
Дата публикации03.07.2013
Размер132.01 Kb.
ТипОтчет
userdocs.ru > География > Отчет
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт – Кибернетический

Кафедра – Автоматизация и роботизация в машиностроении

Отчет по курсовому проекту

по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования»

Исполнитель:

студент гр. 8НМ10 Кожахмет Е. М.

(подпись) (дата)

Руководитель:

Гольшмидт М. Г.

(подпись) (дата)

Томск–2012

Содержание

  1. Общий обзор систем и устройств смазывания МРС и промышленных роботов. Патентный обзор и обзор периодики.

1.1 Системы и устройства смазывания. Определение и общие требования.

1.2 Смазочно-охлаждающие жидкости

1.3 Режимы смазывания МРС и промышленных роботов.

1.4 Конструктивные решения гидростатических опор

1.5 Патентный обзор

  1. 3D-модель узла смазывания.

  2. Расчет количества смазки для первоначального наполнения роликового подшипника.



  1. Общий обзор систем и устройств смазывания МРС и промышленных роботов. Патентный обзор и обзор периодики.

1.1 Системы и устройства смазывания. Определение и общие требования.

Повышение эффективности производства, качества продукции и роста производительности труда во многом определяется решением проблем смазывания.

Точность перемещения узлов металлообрабатывающих станков и другого оборудования; плавность и бесшумность работы передач, КПД; безотказность и долговечность работы механизмов; сохранение ими технологической точности на протяжении длительного времени; сокращении времени обслуживания и простоев зависят напрямую от работы системы смазывания и составляющих ее элементов. Выход из строя деталей и узлов из-за заеданий и задиров приводит к значительному материальному ущербу.

Смазочные системы и устройства служат для своевременной подачи, распределения и подвода необходимого количества смазочного материала к поверхностям трения, контроля его поступления, поддержания требуемого режима смазывания, а также очистки и хранения смазочного материала.

Развитие смазочных устройств и систем смазки связано с совершенствованием конструкций машин и механизмов. Это развитие идет в направлении от ручного смазывания к автоматизированному, от принципа «чем больше, тем лучше» к точной дозировке смазки при периодической подаче, от бесконтрольной подачи смазки к контролируемой. В том числе к системам с обратной связью пар трения, которые поддерживают требуемый режим смазывания в зависимости от их режима работы и состояния. К примеру, на МРС и промышленных роботах необходимы такие системы смазывания, которые строго контролируют расход смазывающего материала, в противном случае, не избежать существенных материальных трат

Требования, которые предъявляются к системам смазывания оборудования, определяются их служебным назначением:

– обеспечение подачи смазочного материала к как можно большему числу трущихся пар от одной системы (централизованные системы);

– использование автоматических устройств для подачи распределения смазочного материала, выполнения цикла смазывания, контроля за ее подачей, защиты и сигнализации о неисправностях;

– возможность регулирования количества (дозы) смазочного материала, подаваемого к точкам смазывания, применения смазочных материалов различной вязкости;

– применение устройств эффективной очистки смазочного материала;

– удобство и экономичность эксплуатации.

Эти требования достигаются лишь при автоматизированных системах самзывания.

1.2 Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ)

Цель применения СОЖ в технологическом оборудовании - снижение изнашивания режущего инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности и увеличение производительности труда. СОЖ удаляет стружку, снижает трение (и износ) и тепловыделение. СОЖ действует одновременно как охладитель и смазка.

Наиболее часто используются (около 95%) масляные СОЖ (на основе минеральных масел с добавлением присадок); эмульсоры (представляющие собой смеси минеральных масел, эмульгаторов, противоизносных и противозадирных присадок и др.); синтетические СОЖ, образуемые на основе водорастворимых полимеров; полужидкие и пластичные композиции. При обработке лезвийным инструментом подача СОЖ в зону резания осуществляется следующими основными способами:

1). Свободно падающей струей (поливом при давлении 0,02 – 0,03МПа.

2). Под давлением через сопловые насадки (напорной струей под давлением 0,1–2,5 МПа).

3). В распыленном состоянии (в виде струи воздушно-жидкостной смеси).

На рис. 1.1 показаны рекомендуемые способы подачи СОЖ при работе резцом, фрезой и сверлом.

Чем больше площади соприкосновения шлифовального круга с заготовкой и тверже ее материал, тем большее количество СОЖ необходимо подавать в зону резания. Подачу СОЖ следует осуществлять равномерно по высоте шлифовального круга ( примерно 5–8 л на каждые 10 мм высоты круга).



Рис.1.1. Рекомендуемые способы подачи СОЖ при обработке: резцом (а), фрезой (б), сверлом (в)

1.3 Режимы смазывания МРС и промышленных роботов.

Параметры смазывания поверхностей и условия трения определяют существование следующих режимов смазывания: гидростатического, гидродинамического, контактно-гидродинамического, граничного.

Гидростатический режим, наиболее часто применяющийся в МРС и промышленных роботах, характеризуется тем, что трущиеся поверхности деталей разделены слоем h смазки при любых допустимых для данного узла скоростях и нагрузках, вследствие чего обеспечивается минимальный износ поверхностей. Особенностями этого режима смазывания являются высокое давление смазочного материала на входе в зазор между трущимися поверхностями (до 20 МПа) и значительные расходы смазки через пары трения. Этот режим применяется для смазывания высокоточных и тяжелонагруженных направляющих и шпиндельных опор технологического оборудования.

Особенность гидростатических опор заключается в том, что давление масла между поверхностями создается благодаря малому зазору между ними и подаче насоса. Вследствие этого поверхности деталей при работе всегда разделены слоем масла. Масло от внешнего источника подводится через отверстие 1 в карман 1к (рис. 1.2а), в котором давление масла одинаково во всех точках, глубина кармана Н = 1 – 4 мм. Он окружен перемычками 2 шириной b1 и b2 и длиной L1 и L2, которые препятствуют свободному вытеканию масла.

Истечение масла (показано стрелками) происходит лишь тогда, когда подвижный элемент 3 всплывает на величину h1, и масло через образовавшуюся щель по периметру кармана вытекает наружу.

Величина зазора h1 определяется объемом масла, которое поступает в карман. Для того, чтобы этот зазор был постоянным при данной нагрузке F1, объем масла, вытекающего из кармана, должен быть равен объему масла, которое поступает в него, давление p1 в кармане устанавливается автоматически и зависит от нагрузки F1 на опору. Если нагрузка растет, то давление повышается до величины p2, а толщина слоя смазки уменьшается до величины h2. При этом насос должен обеспечивать рост давления в карманах в рабочем диапазоне нагрузок. На перемычках величина давления по мере удаления от кармана уменьшается до атмосферного по линейному закону.



Рис. 1.2. Схемы гидростатических опор: а - единичной; б - радиальной при отсутствии внешней нагрузки (I) и с ней (II): 1 - радиальная опора для восприятия внешних усилий, вызывающих перекос вала

В радиальной опоре (рис. 1.2б) при отсутствии внешней нагрузки (массой вала 1 пренебрегаем) величина давления р1 в карманах 1к–4к одинакова и определяется величиной зазора h в опоре и объемом масла, поступающего в карман. При нагружении опоры силой F вал смещается на величину е, и происходит перераспределение давлений в карманах (схема II). В кармане 4к зазор уменьшается, сопротивление истечению масла растет, что приводит к увеличению давления в нем. В кармане 2к давление уменьшается. При нагрузках, которые приводят к перекосу вала 1, например, силой F (рис. 1.2в) следует использовать две разнесенные опоры 2 и 3.

1.4 Конструктивные решения гидростатических опор

Гидростатические опоры могут иметь различную форму - плоскую, цилиндрическую, коническую, винтовую и другие, однако наиболее часто используются опоры с плоской или цилиндрической формой. Это обусловлено тем, что обеспечить высокую эквидистантность сложных поверхностей, которые разделены слоем смазки, трудно. На рис.1.3 показаны формы опор для валов, шпинделей и круговых направляющих. В зависимости от воспринимаемого усилия опоры подраз­деляют на радиальные, радиально-упорные и упорные. Последние часто применяют в качестве круговых направляющих планшайб. Наиболее простой и надежной среди радиально-упорных опор является схема с раздельным восприятием осевой и радиальной нагрузок. Конические опоры имеют малые габаритные размеры, однако тепловые деформации в них оказывают большое влияние на их эксплуатационные параметры. Помимо этого смещение вала в одном направлении влияет на характеристики в другом направлении. Опоры изготавливают как с дренажными канавками 1 между карманами, так и без них. В первом случае сокращается рабочая площадь несущего кармана и усложняется процесс изготовления опоры, но значительно улучшается отвод теплоты, поскольку увеличивается расход масла.

При малом диапазоне нагрузок используют разомкнутые направляющие (рис. 1.4), в виду того, что их изготовление проще, чем замкнутых. Замкнутые направляющие обеспечивают повышенную жесткость масляного слоя за счет дополнительной предварительной нагрузки, осуществляемой дополнительной направляющей 2 при подводе к последней масла под давлением. Площадь дополнительной направляющей, а следовательно, и ее несущая способность часто меньше, чем у основной направляющей 1. На поверхности направляющей подвижного узла, например, салазок 3, выполняют два или более кармана, они могут быть снабжены дренажными канавками 4. Направляющие делают в форме квадрата, прямоугольника (для ползунов) или цилиндра. Форма карманов (I, II, III) определяется размерами станка и условиями его эксплуатации. Форма кармана III (в виде замкнутой канавки) обеспечивает надежность и повышенное демпфирование.

Среди передач со сложной геометрией формы сопряженных профилей применяют передачи червяк-рейка и винт-гайка (рис. 1.5). В передаче винт-гайка по длине последней выполняют несколько карманов 1, для уменьшения влияния погрешностей изготовления рабочих поверхностей винта и гайки на эксплуатационные характеристики передачи.

Системы питания карманов в значительной степени определяют работоспособность опор. В системе питания насос-карман (рис. 1.6а) в каждый из карманов опоры независимо от нагрузки подается постоянное количество масла. В системе питания с дросселями (рис. 1.6б) достаточно использовать один насос 1 для подачи масла через дроссели 2 к каждому карману. При этом давление, создаваемое насосом, всегда должно быть больше давления в любом из карманов: pн > pi. Дроссели, на которых происходит падение давления от pн до pi, служат для того, чтобы при различной нагрузке на карманы 1к–4к давления в них не вы­равнивались. Сопротивление дросселей не зависит от pн и pi. В системе питания с регуляторами (рис.1.6в) сопротивление каждого регулятора определяется давлением p1— p4 в кармане, уменьшаясь с увеличением давления. Это обеспечивает оптимальное (с учетом характера нагружения) распределение расхода масла по карманам и увеличивает жесткость масляного слоя.



Рис.1.3. Классификация вращающихся опор



Рис.1.4. Классификация направляющих прямолинейного перемещения



Рис.1.5. Осевое сечение передачи винт-гайка



Рис.1.6. Система питания типа насос-карман (а); дроссель - карман (б) и регулятор-карман (в)

К наиболее простым в изготовлении дроссельным системам питания относятся капиллярные дроссели, изготовленные из трубок. Внутренний диаметр трубок 0,7-4 мм (отклонение от номинала не более 5-8%). Изменяя длину трубок, которая достигает 2 м и более, можно обеспечить равенство сопротивления истечению масла. Для уменьшения размеров капиллярных дросселей их часто свивают в спираль.

Дроссель (рис.1.7а) представляет собой пакет дисков 1 и 2, на одном из которых выполнена круговая канавка 3, имеющая треугольное сечение. Эта канавка прерывается штифтом 5. На диске 1 сделан паз 4, соединенный с каналом для отвода масла к подшипнику. Поворачивая один из дисков на угол φ, можно изменять сопротивление дросселя.



Рис. 1.7. Капиллярные дроссели в виде дисков (а) и винтовой канавки (б)

На рис.1.7б показана схема десятипоточного дросселя с регулированием сопротивления каждого потока 2 путем изменения длины дросселирования винтом 3. Масло по магистрали 1 подается к десяти равномерно расположенным дросселям и поступает по магистрали 4 к карманам. В каждом кармане предусмотрен контроль давления посредством манометра и поворотного золотника 5.

Широко используются дроссели щелевого типа. Они очень просто обеспечивают идентичность сопротивлений истечения всех дросселей конструктивными и технологическими методами. Наладка этих систем смазывания отличается максимально. Щелевые дроссели изготавливают в виде автономных блоков и встроенными в опору. При их размещении в опоре обеспечивается максимальная компактность конструкции.

Блоки, в которых с высокой точностью достигается равенство сопротивлений всех дросселей, приведены на рис. 1.8. Дросселирующими элементами являются кольцевые щели, которые образованы отверстием корпуса 6 и проточками шириной Вд и диаметром d1 в плунжере 5, выполненными концентрически (рис.1.8, тип I) или эксцентрически (с эксцентриситетом е) (рис.1.8, тип II) относительно центрирующих поверхностей с диаметром dд. Масло под давлением pн поступает по магистрали 4, а его отвод под давлением p\ осуществляется по магистралям 1, 2, 3. Изменение конфигурации щели при повороте плунжера 5 на угол φ (рис.1.8, тип II), а также изменение длины дросселирования (рис.1.8, тип I) вызывают одновременное изменение сопротивления всех дросселей блока.



Рис.1.8. Щелевые дроссели с концентрической (I) и эксцентрической (II) щелью

1.5 Патентный обзор

Представлены патенты, в которых содержится полная информация, а также иллюстрации к ней. Большинство патентов (на ресурсе www1.fips.ru по данной тематике не более десятка патентов) либо представлены без иллюстраций, либо имеются вопросы к их содержанию.

Смазочное устройство 1 (2390677)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для смазывания зубчатых передач, смазываемых жидкими смазочными материалами. Смазочное устройство содержит корпус (2) с масляной ванной (3), погруженное в нее специальное лопастное колесо (4), имеющее привод и секторообразный кожух (7), крепящийся на корпусе неподвижно относительно вращающегося колеса (4). Кожух (7) охватывает колесо (4), начиная от зоны погруженного колеса в ванну и кончая зоной вышедшего колеса из ванны. На входе колеса в кожух и выходе из кожуха последний снабжен уширениями (8, 9), ориентированными наружу радиально относительно колеса. Кожух (7) установлен с возможностью поворота относительно оси (6) колеса и снабжен фиксатором угла поворота. Изобретение позволит повысить эффективность процесса смазывания. 1 ил.



Рис 1.9 Смазочное устройство 2 (2386068)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для смазывания открытых зубчатых передач, смазываемых периодически консистентными смазочными материалами. Смазочное устройство зубчатой передачи включает приспособление для нанесения смазочного материала на рабочие поверхности зубчатых колес в виде пары упругих пластин (3), укрепленных неподвижно с двух сторон каждого зубчатого колеса перпендикулярно торцам его зубьев (2) и в его диаметральной плоскости. Длина пластин (3) больше высоты зубьев его зубчатого колеса. Каждая торцевая сторона ступицы (1) каждого колеса снабжена концентрическим кольцом (7), которое контактирует с торцом пластины (3), обращенным к центру колеса. Диаметр колец (7) равен диаметру окружностей впадин колеса. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса смазывания. 2 ил.



Рис.1.10 Смазочное устройство

  1. 3D-модель узла смазывания.





Рис. 2.1 . 3D-модель Типовая модель узла с роликовым подшипником и установленным на корпус лубрикатором.









Рис. 2.2 Составляющие модели: корпус, вал, роликовый подшипник, лубрикатор.

  1. Расчет количества смазки для первоначального наполнения роликового подшипника.

Расчет свободного пространства ведется по следующей формуле:

V = P/4 x B x (D2 - d2) x 10-9 - G/7800 (м3)

где B = ширина подшипника (мм)

D = внешний диаметр подшипника (мм)

d = внутренний диаметр подшипника (mm)

G = масса подшипника

Данные могут быть взяты из таблиц производителя или путем измерения.

Расчет количества смазки:

1м3 = 1000 кг при плотности 1,0 (что соответствует большинству смазок)

Количество смазки должно соответствовать DN-фактору. При DN-факторе более чем 400 000 для высокоскоростных подшипников, количество должно быть примерно 20 – 30% свободного места подшипника. Для стандартного подшипника нормального хода количество должно быть примерно 30% свободного места и для подшипника с низкими скоростями вращения (DN-фактор менее 50 000) свободное пространство подшипника и его корпуса должно быть полностью заполнено.

1.3 Пример:

Подшипник FAG 32009XA

Где B= 20 мм

D= 75 мм

d= 45 мм

G= 0,365 кг

V = 3.14/4 x 20 x (752 - 452) x 10-9 - 0,365/7800 (м3)

V = 0,0000073 м3

при DN > 400.000 кол. = 1,5 г

50.000 < DN < 400.000 кол. = 2,5 г

DN < 50.000 кол. = 7,5 г

2. Период замены смазки

tfq = tf x f(1 - 6)

tfq = период замены смазки

tf = F10 – коэффициент, соответствующий DIN 51 825 ( = верхний температурный диапазон = 100) преобразовывается в температуру области применения (-15°C при повторении / +15°C при разделении на две равные части для минеральных масел, синтетические масла -/+ 10°C)

f1 = коэффициент для запыленности и влажности

средний = 0,9-0,7

сильный = 0,7-0,4

очень сильный =0,4-0,1

f2 – коэффициент для резких нагрузок, при вибрации и колебаниях

средний = 0,9 – 0,7

сильный = 0,7 – 0,4

очень сильный = 0,4 – 0,1

f3 – скоэффициент для высоких нагрузок

P/C = 0,1 - 0,15 f4 = 1,0 - 0,7

P/C = 0,15 - 0,25 f4 = 0,7 - 0,4

P/C = 0,25 - 0,35 f4 = 0,4 - 0,1

f4 – коэффициент для потока воздуха, проходящего через подшипник

слабый поток воздуха f5 = 0,7 – 0,5

сильный поток воздуха f5 = 0,5 – 0,1

f5 – коэффициент для центробежной силы или вертикальных валов

для уплотнений f6 = 0,7 – 0,5

f6 – коэффициент для повторной смазки

для интервала f7 = 0,7 – 0,5

3. Количество для повторного смазывания

m = D x B x x(г)

D – внешний диаметр подшипника (мм)

B – ширина подшипника (мм)

x – коэффициент периода замены смазки

0,002 – еженедельно

0,003 – ежемесячно

0,004 – ежегодно

g – количество смазки в граммах



  1. Список использованных источников



  1. ГОСТ 19099-86_ Системы смазочные. Общие технические требования.

  2. ГОСТ 20765-87_ Системы смазочные. Термины и определения.

  3. Проектирование МРС и станочных систем, под ред. Проникова. Москва 1995 г.

  4. Гидростатическая смазка в станках, Бушуев В.В., изд-во «Машиностроение» 1989 г., стр. 176.

  5. Устройство, наладка и эксплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий, Лисовой А.И., М., изд-во «Машиностроение». 1971 г., стр. 432.







Похожие:

Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconПояснительная записка курсовой работы по дисциплине расчет и конструирование изделий и форм
Учреждение образования ‹‹белорусский государственный технологический университет››
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconПояснительная записка курсового проекта по дисциплине расчет и конструирование изделий и форм
Учреждение образования ‹‹белорусский государственный технологический университет››
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconПояснительная записка курсового проекта по дисциплине расчет и конструирование изделий и форм
Учреждение образования ‹‹белорусский государственный технологический университет››
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Основы передачи дискретных сообщений»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconМетодические указания по выполнению курсовых проектов по дисциплине...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине проектирование систем электроснабжения
Задание. (оформленный бланк Задания на проектирование, план предприятия, сведения об установленных мощностях электроприемников)
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине «Организация...
Работа одобрена нмсс факультета экономики и управления в качестве методических указаний по выполнению курсового проекта по дисциплине...
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрические передачи локомотивов»
Методические указания предназначены для студентов и слушателей специальностей «Локомотивы» и«Электрический транспорт»
Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconИсходные данные к курсовому проекту

Отчет по курсовому проекту по дисциплине «Расчет моделирование и конструирование оборудования» iconМетодические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Лесоводство»
М 54 Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Лесоводство» для студентов 4 курса, спец. 250201 «Лесное хозяйство»/Р....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница