2.7 Подбор пневмоцилиндра./4/

По технической характеристике давление воздуха Р не должно превышать 6 кгс/см^2

D – внутренний диаметр

P=2.5D^2 – толкающее движение штока, из конструктивных соображений и опыта проектирования принимаем его равным 300 кг, так как этого вполне достаточно.

D^2=P/2.5=300/2.5=120 см

D=10,95 см. По ГОСТ 15608 – 70 /6/ подбираем стандартный пневмоцилиндр, с внутренним диаметром 110 мм.

2.8. Техническая характеристика.

В результате произведенных расчетов получаем требуемую техническую характеристику стенда для сборки кольцевых швов и сборки монтажного стыка:

1. Диаметры собираемых аппаратов – 1000…1500 мм.

2. Скорость вращения аппарата 10 м/мин.

3. Скорость передвижения: гидроскобы – 7 м/мин

упора подвижного – 1.2 м/мин

глагольной тележки – 1.2м/мин

4. Ход балкона глагольной тележки ГТ-1– 0.55 м/мин.

5. Скорость подъема-опускания балкона глагольной тележки ГТ-1 0.55 м/мин.

Характеристика и описание конструктивных особенностей стенда для сборки кольцевых швов

Стенд предназначен для сборки корпуса колонны, путём стыковки обечаек, из которых он состоит и соединения их между собой с помощью прихваток.

Устройство и работа.

В заводском варианте стенд состоит из трубчатых роликов на которых устанавливаются стыкуемые обечайки. Для стыковки обечаек служит подвижный упор и гидроскоба. Для выравнивания кромок обечаек при их стыковки служит глагольная тележка с установленным на консоли тележки пневмоцилиндром. Вращение роликов осуществляется с помощью привода. Стыкуемые обечайки устанавливаются на ролики с помощью мостового крана. Для фиксации подвижного упора и гидроскобы в нужном положении служат рейки. При эксплуатации стенда следить за исправностью всех его узлов. При замеченных неисправностях эксплуатацию стенда приостановить вплоть до устранения этих неисправностей.

3.Расчет установки для автоматической сварки кольцевых швов обечаек.

3.1Для определения необходимых диаметров роликоопор, а так же мощности и электродвигателя, его тип и необходимую передачу вращающих моментов производим нижеприведённый расчёт. Расчетная схема роликого стенда представлена на Рис.1. Методика расчета /1/.

Активная внешняя нагрузка стенда состоит из центральной силы G, равной весу вращаемого изделия, и грузового момента M_кр=G*e, e =0. В статическом состоянии стенда при e=0 сила G=6500 кг создает на роликоопорах опорные реакции Q, e =0 зависящие от угла α=80, n – количество роликоопор:

Q=G/ncos(α/2)=6500/8*cos(80/2)=6500/8*0766=1060 кг

Во время вращения изделия на приводных роликах возникает окружное усилие Т

Величина необходимого окружного усилия Т на приводных и холостых роликоопорах : (при ε=0)

T1=T2=(G*sin α/2)/(b*sinα+cosα-1)

Величина дисбаланса: b=Dp/f*dp+2µ

- диаметр оси ролика в подшипниках;

f - коэффициент трения в подшипниках роликоопор

(для подшипников качения f = 0.02);

- коэффициент трения качения;

Dp – диаметр роликов;

b=35/0.02*7+2*0.3=47.29

T1=T2=6500*0.642/(55.4*0.984+0.309-1)=75.59 кгс

Окружные силы T₁ и T₂, возникающие на стендовых роликах при вращении барабана, увеличивают опорные реакции роликов, если барабан вращается против часовой стрелки по рис.1, так как при этом силы T₁ и T₂ направлены вниз. Вызванная этими силами добавочная нагрузка на ролики тем больше, чем больше угол α и чем выше коэффициенты трения f и μ.

Если же барабан вращается в обратную сторону, то силы T₁ и T₂ направлены вверх и опорные реакции уменьшаются. Поэтому для определения максимальных расчетных усилий надо выбирать направление вращения приводного вала и положение центра тяжести G так, как показано на рис.1, т.е. с окружными усилиями T₁ и T₂, направленными вниз.

Подставив найденное значение T₁ в формулы получим окончательное выражение для опорных реакций роликоопор при их вращении под нагрузкой :

или, при ε = 0,

Вес конструкции 6500 кг. Стенд имеет 8 пар роликоопор, поэтому на одну пару роликоопор G = 812 кг.

Q1=Q2=6500/(2*cos40)*(1+sin40/bcos40-sin40)=4285 кгс

Окружное усилие на приводных роликах, выраженное в долях веса изделия, представляет собой коэффициент сопротивления вращению изделия

Кс = Т/G = 75,59/ 6500 = 0,011

Расчётная нагрузка роликов.:

Р=

Р= /8*1.2=642.8.

Р – нагрузка на одну ведущую или холостую роликоопору;

- число роликоопор в одном ряду;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки на роликоопорах.

По величине Р подбираем нормализованные роликоопоры в соответствии с действующим сортаментом, диаметр ролика 350 мм.

Крутящий момент на приводном валу ведущих роликоопор

Mкр=T*Dp/2+(f*dв+µ)*

Mкр=75,59*35/2+(0.02*7+0.3)*( =3436.88 кгс*см

3.2 Подбор электродвигателя и редуктора.

Определим мощность электродвигателя. Необходимая мощность на приводном валу роликоопор определяется по формуле :

где nm = 10 об/мин - частота вращения вала при маршевой скорости, об/мин;

Mkp = 3436,88 кгс×см - крутящий момент на валу

Nв=3436,88*10/97500=0.355

Необходимая мощность приводного электродвигателя определяется по формуле

η - КПД привода, равный произведению частных КПД передач, входящих в кинематическую схему :

η1 = 0.97 - КПД цилиндрического редуктора;

η2, η3, η4 = 0.99 - потери на трение в опорах каждого вала;

η5 = 0.95 – КПД клиноременной передачи;

η6, η7 = 0.98 – потери в муфте.

η = 0. 97*0.99⁴*0.98²*0.95 = 0.85

N=0.36/0.85=0.42кВт

Мощность электродвигателя, подбираемого для проектируемого привода, должна быть не ниже той, которая определена по формуле (2.3). Из существующих типов двигателей выбираем электродвигатель асинхронный 4А806ВУ3, мощность которого N = 1.1(кВт) и частота вращения n = 750 (об/мин).

Зная номинальную частоту вращения электродвигателя и частоту вращения ролика, определим передаточное отношение привода :

(2.4)

Учитывая передаточные отношения выбираем редуктор:

Редуктор 1Ц3У 250 (ГОСТ 13563 – 68) с передаточным отношением u=80, Мкр=5000