1.4 Анализ существующей конструкции

Производственный процесс в цехе металлоизделий расчленён на отдельные операции, выполняемые одним или группой рабочих, на одном или нескольких рабочих местах.

Изготовление заготовок по существующей технологии: со склада прутки, поставляемые в бухтах, грузятся на тележку и перевозятся к рихтовочному станку. Затем бухту устанавливают для работы на рихтовочном станке. Подвозкой и заправкой заняты два рабочих. После рихтовки здесь же вручную режутся прутки предварительно на отрезки длиной 8-9 метров. Рихтовкой занят один человек. Партию нарезанных прутков далее перевозят к следующему станку: пресс-ножницам. Для перевозки необходимы минимум два рабочих. На пресс-ножницах работают два рабочих, которые режут прутки на заданную длину.

При изучении технологического процесса изготовления прутков определённой длины были выявлены ряд недостатков:

- большая трудоёмкость при погрузке и установке бухты для рихтовки, также при резке прутков на мерные длины на пресс-ножницах;

- низкий процент использования металла;

- большой расход рабочего времени;

- большое количество рабочих.

При разработке новой конструкции автомата для правки и резки прутков было уделено особое внимание на возможность снизить трудоёмкость изготовления заготовок, улучшить условия труда, снизить себестоимость изделия за счёт:

- сокращения количества рабочих, занятых в технологическом процессе;

- возможность работать без отходов, т.е. почти 100 % использование металла;

- сократить рабочее время, а значит повышение производительности.

2. Конструкторская часть

2.1. Кинематика кривошипно-шатунного механизма

В настоящее время более широко применяют традиционную схему кривошипно-ползунного механизма – аксиальную, в которой ось крепления шатуна с ползуном расположена на одной вертикали с осью вращения главного вала (рис. 2.1).

Перемещение ползуна для аксиального механизма из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее [2]

(2.1.1)

Текущее значение при повороте кривошипа вала на уголопределяют по формуле:

(2.1.2)

где - коэффициент длины шатуна;

R – радиус кривошипа главного вала;

L – длина шатуна (расстояние между опорами и);

- угол между осью кривошипа и вертикалью;

Рисунок 2.1. Схема аксиального кривошипно-ползунного механизма

- угол между осью шатуна и вертикалью;

; ;

B_н и B_в – нижняя и верхняя точки соединения шатуна с ползуном соответственно при крайних нижних и верхних положениях ползуна;

- путь точки ползуна при повороте кривошипа на угол;

Р_АВ – усилие, действующее по касательной, проведённой к кругам трения в опорах шатуна.

Скорость ползуна определяют по формуле, полученной дифференцированием выражения :

(2.1.3)

где n – частота вращения приводного вала, об/мин.

2.2 Расчёт усилия резки

Для определения необходимого усилия резки прутка использую выражение [3]

(2.2.1)

где -расчётное напряжение на срез;

Н/мм² – допускаемое напряжение на срез;

- предел текучести материала прутка, для материала Ст3 =220 Н/мм²;

Р – сила, действующая на соединение, Н;

- число плоскостей среза (=1);

d – диаметр прутка (d=10 мм)

Для расчёта усилие реза прутка берут с запасом: P=5000 Н.