Конструкция и расчет двухстоечных вращателей

1. – передняя бабка (стойка приводная);

2. – электродвигатель с редуктором;

3. – зубчатое колесо;

4. – крепежная планшайба;

5. – самоустанавливающееся крепление задней бабки;

6. – пиноль задней бабки;

7. – задняя бабка;

8. – стопор;

9. – поводок.

Расчетная схема конструкции

Наличие самоустанавливающихся (шарнирных) опор в передней и задней планшайбе позволяет при проведении расчетов уйти от схемы статически неопределенной балки на четырех опорах, (если нет шарниров, то мы рассматриваем конструкцию как единое целое) уйти от схемы на четырех опорах и рассматривать переднюю и заднюю бабки отдельно. При этом усилие G₁ и G₂ определяется из простой схемы

1. Определение силовых факторов.

Наибольший крутящий момент воспринимаемый приводом вращателя

G·e - грузовой момент, вызванный отклонением центра тяжести изделия от оси вращения.

Момент трения в опорах

А, В, D, C - усилие в подшипниках, полное усилие

d_A, d_B, d_C, d_D- диаметры валов (шпинделей)

f_A, f_b, f_c, f_d - коэффициенты трения.

Силы действующие на хвостовики шпинделей (G₁, G₂) определяются как реакции опор балки весом G свободно опертой на шарниры передней и задней бабок

;

Вертикальны силы в подшипниках передней бабки

Вертикальные силы в опорах задней бабки

Горизонтальные силы в подшипниках передней бабки

; ;

; R – радиус зубчатого колеса.

Суммарные усилия в подшипниках передней бабки

; .

Возникающая при крепление изделия аксиальная сила вызванная действием пиноли задней бабки при расчетах не учитывается.

Изгибающий момент в опасном сечение шпинделя передней бабки.

G₁·a – грузовой момент

Q·k – момент от радиальной силы

Изгибающий момент в опасном сечение шпинделя задней бабки.

Тогда расчетные эквивалентные моменты для шпинделя передней и задней бабок будут определятся следующими выражениями.

; .

Расчетные диаметры шпинделей

; .

Мощность двигателей

[ кВт]

М_кр – крутящий момент n – частота вращения [ об/мин]

η₀ – общий КПД привода

; η₃=0,95 – КПД зубчатого редуктора, η₄ – КПД червячного редуктора.

Принимая во внимание, что на начальном этапе расчета величина силы неизвестна, расчет выполняется методом последовательных приближений.

1. Планшайба;

2. Поводок;

3. Шарнир;

4. зубчатое колесо;

5. Шпиндель.

По принципу роботы контователи похожи на вращатели, как правило, контователи имеют горизонтальную ось вращения и служат для поворота изделия, кантовки и размещения в удобное для сварки положение. Кантовка может осуществляться на угол (полная кантовка) либо на угол (неполная кантовка). Используется в большинстве случаев с крупногабаритными конструкциями для того, что бы исключить работу цеховых кранов.

Рис. Рама со смещенным центром тяжести

Расчет двустоичных контователей с поворотной рамой

Рис.

При использовании такого контователя изделие фиксируется в сборочном приспособлении, закрепленном на раме. Появляется возможность выполнять сварку кольцевых швов . Необходимо учитывать что при таком размещении изделия может возникнуть существенная разбалансировка (большое значение эксцентриситета ) , что может вызвать неравномерность вращения рамы.

Конструктивно возможны два варианта использования контователя: а) ведущая шестерня находится внизу; б) ведущая шестерня находится сбоку.

где - грузовой момент; - вертикальные силы в подшипниках; - коэффициент трения в подшипниках. Момент трения определяется трением в подшипниках. Расчетная схема аналогична преведущим. Полное усилие в подшипнике

Окружная сила на зубчатом венце

При боковом расположении ведущей шестерни (вариант б)

Изгибающий момент

Эквивалентный момент

Диаметр шпинделя

Мощность привода

где - частота вращения, ; - общий КПД привода;

При расчете мощности привода необходимо основываться на маршевой скорости вращения, которая находится в пределах от 16 до 20 м/с.