Модернизация приемной коробки станка СТБ 2-250

Для рычага эллиптического сечения:

Wx = p a2 b / 4

где:а - большая полуось эллипса, см (а =1,8 см),

b - малая полуось эллипса, см (b = 0,6 см ).

1.9.3 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ШПИНДЕЛЯ

Шпиндель, также как и рычаг, подвергается воздействию знакопеременных нагрузок, поэтому расчетная формула имеет аналогичный вид:

где:sср - среднее напряжение цикла от рабочих нагрузок,

sср = (smax + smin) / 2

sa = (smax - smin) / 2

При вычислении максимального smax и минимального smin напряжений шпиндель рассматривается как консольная балка с защемленным концом, на которую посередине наклеенных датчиков (на расстоянии l от заделки) действуют знакопеременные усилия, регистрируемые при экспериментальных исследованиях.

M+ = P+ * l ; smax = P+ * l / W ;

M- = P- * l ; smin = P- * l / W ;

где: W - момент сопротивления шпинделя, который для круга равен

W = 0,1 d , cм.

укладчик кинематический прокладчик движение

1.10 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ ПРИЕМНОЙ КОРОБКИ

Экспериментальные исследования приемной коробки с серийными и вновь разработанными в настоящем дипломном проекте деталями проводился в ткацкой лаборатории ВНИИЛТЕКМАШ на макете станка СТБ-250 при частоте вращения главного вала 250 мин-1.

Для получения сравнительной оценки эффективности предложенных конструктивных усовершенствований механизмов и деталей регистрировались нагрузки в рычаге, приводящем в движение возвратчик прокладчика.

В результате обработки осциллограмм получено:

- наибольшие нагрузки возникают в момент контакта возвратчика прокладчика с прокладчиком; с учетом разброса пролета прокладчиков среднее значение угла поворота главного вала, соответствующее этому моменту, составляет 320 град.,

- величина нагрузки для механизмов с серийными деталями составила – 23,5 кгс, а с новыми деталями (тормозные пластины переднего и заднего тормозов из термообработанного полиуретана, возвратчик с вибродемпфирующими вкладышами) – 19,5 кгс, (Рис. 23, 24, 25)

- характер нагрузок с новыми деталями не носит явно выраженного удара за счет демпфирования,

- нагрузки при отходе возвратчика прокладчиков в исходное положение оказались одинаковыми для обоих механизмов и составили 10 кгс при угле поворота главного вала – 50 град.

На основе полученных экспериментальных данных выполним прочностные расчеты пары кулак - ролик, рычаг, шпиндель.

1.11 РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЯ В ПАРЕ КУЛАК - РОЛИК

Из осциллограмм поучено максимальное усилие на рычаге с серийными деталями - 23,5 кгс, а с новыми деталями - 19,5 кгс при угле поворота главного вала 320 град. При движении рычага в исходное положение величина нагрузки составила - 10 кгс, а угол поворота главного вала - 50 град.

Проверку на контактную прочность проведем по максимальным усилиям.

1. Найдем угол поворота рычага, соответствующий положению главного вала - 320 град., радиус-вектор ri кулака, соответствующий этому углу берем из таблиц на кулак r = 28,36. Подставив в формулу, получим y = 5,2 град.

2. Вычислим аналоги , используя формулы численного дифференцирования табличных данных, получим

3. Вычислим радиус кривизны центрового профиля паза

см

4. Вычислим rпр и найдем W и nr по таблицам ( 9 ).

; отсюда rпр = 1,14 см, W = 1, nr = 0,8

5. Найдем угол давления d

град

6. Найдем силу нормального давления N

N = 23,5 * 133 / (58 * cos 15,2) = 55,1 кгс

7. Вычислим контактные рабочие напряжения

отсюда: - для механизма с серийными деталями sкр =13953 кг/см2

- для механизма с новыми деталями sкр =13050 кг/см2

Для кулака и ролика, закаленных до твердости HRCэ = 55 имеем

[σ]к = 250 • 55 = 13750 кг/см2

Сравнение рабочих и допустимых контактных напряжений показывает, что с серийными деталями рабочее напряжение несколько выше допустимого, а с новыми - напряжение ниже.

1.12 РАСЧЕТ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ РЫЧАГА

Рычаг работает в условиях знакопеременного изгиба, поэтому вычисление коэффициента запаса прочности проводим по максимальным изгибающим моментам с учетом их направления по сечению, расположенному на расстоянии 10 см от верхнего конца рычага.

Тогда: М+мах = 235 кгсм, М-мах = 195 кгсм

Рычаг изготавливается из стали 40ХЛ, для которой:

sВ = 6500 кг / см2, s-1 = ЗЗ00 кг/см2

С учетом условий изготовления и обработки можно принять:

Кs = 1,5, en = 1,35, eм = 0,77

Рычаг имеет эллиптическое сечение а = 1,8 см, b = 0,6 см

Отсюда W = 1,53 см3, s+мах = 154 кг/см2, s-мах = 127 кг/см2

sср = 13,5 кг/см2, sа = 135,5 кг/см2

Подставив найденные показатели, вычислим ns, ns = 20, что значительно превышает ns допустимое.

РАСЧЕТ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ ШПИНДЕЛЯ.

Шпиндель также как и рычаг подвергается воздействию знакопеременных нагрузок, изгибающих шпиндель, прикладываемых на расстоянии l = 2 см от основания:

P+max = 78 кгс, Р-max =46 кгс или M+max = 126 кгсм, М-max = 92 кгсм.

Шпиндель изготавливается из стали 40Х, закаливается до твердости HRCэ = 50 и шлифуется. Характеристики материала и значения коэффициентов, входящих в формулу для ns , следующие:

sВ = 10000 кг/см2 , s-1 = 4000 кг/см2 ,Кs = 2, en = 1,05, eм = 0,83,

W = 0,2d3 = 0,675 см3, s+мах = 231 кг/см2, s-мах = 136 кг/см2,

sср = 47 кг/см2, sа = 184 кг/см2

Подставив в формулу для найденные показатели, получим ns = 22, что значительно превышает ns допустимое.

1.13 ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ литературных и патентных источников, который показал, что модернизация механизмов приемной коробки является в настоящее время актуальной проблемой.

2. Рассмотрены работа механизмов ткацкого станка СТБ при выработке ткани и образовании кромок и установлены факторы, в работе механизмов приемной коробки, негативно влияющие на эти процессы.

3. Сформулированы требования, обеспечивающие надежную работу механизмов приемной коробки, и дано обоснование работ по ее модернизации.

4. Разработаны алгоритмы и выполнено аналитическим методом кинематическое исследование механизма укладки прокладчиков на транспортер с использованием ЭВМ.

5. Проанализирована расчетная конструкторская документация на узкие и широкие станки СТБ двух заводов-изготовителей: Чебоксарского и Новосибирского.

6. Анализ графиков аналогов скоростей и ускорений конечного звена механизма - толкателя - указывает на необходимость точной настройки механизма, что достаточно сложно выполнить, учитывая допуски на изготовление звеньев, имеющиеся зазоры (до 0,5 мм) в кулачковой паре и отсутствие инструментальных методов регулировки.

 Скачать реферат