Проектирование привода пресс-автомата с плавающим ползуном

При параллельном соединении кинематических пар КПД определяется как среднее арифметическое КПД отдельных пар, при условии, что поток мощности распределяется равномерно между кинематическими парами:

η=(η1+η2+…+ηк)/к , где к-число кинематических пар.

Суммарный КПД для нашего механизма (Рисунок 14) равен:

η∑= [(ηс+ηс)/2]·ηс·ηк·ηпн2·ηпн4·ηк·[(ηс+ηс)/2]= ηс·ηс·ηк·ηпн2·ηпн4·ηк·ηс=

= η3с· η2к·ηпн2·ηпн4 ,  (11)

где ηс=0,98 – КПД подшипника скольжения;

ηк=0,99 – КПД подшипника качения;

ηпн2=0,86 – КПД кинематической пары «ползун по направляющей»;

ηпн4=0,86 – КПД кинематической пары «пуансон по направляющей»;

Т.к. сила, определяющая в направляющих потери на трение, была учтена явным образом при подсчёте статического момента, то в формулу вычисления КПД она не входит.

η∑=(0,98)3·(0,99)2·0,86·0,86=0,68.


Расчёт движущего момента М∑(φ)


По формуле (1) мы определяем момент движущих сил, считая, что кинематические пары идеальны. Однако силы трения присутствуют всегда, и их обычно учитывают с помощью коэффициента полезного действия – КПД.

Выражение для суммарного момента движущих сил М∑ с учётом потерь на трение примет вид:

М∑=k·(Мст+Мдин) , (12)

где k – коэффициент, учитывающий присутствие сил трения в кинематических парах, равный: k, если (Мдв<0) – соответствуетработе привода в режиме генератора (когда привод играет роль тормоза);

k=1/η , если (Мдв>0) – соответствует работе привода в режиме двигателя.

Используя данные Таблицы 4, рассчитаем суммарный момент движущих сил М∑ для всех выбранных положений механизма:

М∑1=Мдв1/η=82,5/0,68=121,32 (н·м);

М∑2=Мдв2/η=115,2/0,68=169,41 (н·м);

М∑3=Мдв3/η=138,8/0,68=204,12 (н·м);

М∑4=Мдв4/η=78,91/0,68=116,04 (н·м);

М∑5=Мдв5/η=123,6/0,68=181,76 (н·м);

М∑6=Мдв6·η=-151·0,68=-102,68 (н·м);

М∑7=Мдв7·η=-87,9·0,68=-59,77 (н·м);

М∑8=Мдв8·η=-1,85·0,68=-1,26 (н·м);

М∑9=Мдв9/η=12,92/0,68=19 (н·м);

М∑10=Мдв10·η=-1,07·0,68=-0,73 (н·м);

М∑11=Мдв11·η=-13,3·0,68=-9,04 (н·м);

М∑12=Мдв12·η=-14,6·0,68=-9,93 (н·м);

М∑13=Мдв13/η=82,5/0,68=121,32 (н·м);


Полученные данные приведены в Таблице 4.

Зависимость М∑(φ) представлена на Рисунке 13.


Таблица 4.

Результаты расчёта момента движущих сил и его составляющих.


№ положения

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

φ, рад

0

π/6

π/3

π/2

2π/3

5π/6

π

7π/6

4π/3

3π/2

5π/3

11π/6

Мст, н•м

82,5

61,58

33,41

87,5

205,2

-59,6

-82,5

-89,2

-56,4

0

47,9

75,48

82,5

Q , кН

0

0

0

1,75

5,54

0

0

0

0

0

0

0

0

Iпр, кг•м²

0,263

0,491

1,037

1,225

0,907

0,457

0,263

0,613

0,959

1,223

1,01

0,579

0,263

I´пр, кг•м²/рад

0

0,5

0,982

-0,08

-0,76

-0,85

-0,05

0,814

0,646

-0,01

-0,57

-0,84

0

Мдин, н•м

0

53,66

105,4

-8,59

-81,6

-91,2

-5,37

87,35

69,32

-1,07

-61,2

-90,1

0

Мдв, н•м

82,5

115,2

138,8

78,91

123,6

-151

-87,9

-1,85

12,92

-1,07

-13,3

-14,6

82,5

М∑, н•м


121,3

169,4

204,1

116

181,8

-103

-59,8

-1,26

19

-0,73

-9,04

-9,93

121,3



Рисунок 13. Изменение суммарного момента движущих сил и его составляющих от угла поворота кривошипа.




ВЫБОР РЕДУКТОРА (*)


Для выбора редуктора необходимо определить передаточное число редуктора, характер нагрузки, число оборотов быстроходного вала редуктора и расчётный момент Мрасч, который определяется по формуле:

Мрасч=k1·k2·Мн ,  (13)

где k1=1 (т.к. nдв≤1500 об/мин) – коэффициент, который отражает влияние повышенной частоты вращения вала электродвигателя;

k2коэффициент, отражающий влияние характера нагрузки;

Мн – такой постоянный по величине момент, который совершает за один технологический цикл ту же работу, что и реальный суммарный момент М∑(φ). Формула для определения номинального момента имеет вид:

Мн=·∫ М∑(φ)dφ ,  (14)

Для определения Мн подсчитаем площадь под графиком суммарного момента М∑(φ) (Рисунок 13), которая равна S=498,9 (н·м/с) и затем найдём номинальный момент Мн по формуле (14):    Мн=·498,9=79,4 (н·м).

По графику суммарного момента М∑(φ) (Рисунок 13) определим характер нагрузки – сильные толчки. Следовательно, коэффициент k2=2,8.

По формуле (13) найдём Мрасч:

Мрасч=1·2,8·79,4=222,32 (н·м).

Найдём передаточное отношение зубчатой передачи:

i=nдв/n1=480/140=3,4 ,

где nдв – частота вращения вала двигателя;

n1 – число оборотов кривошипа.

По расчётному моменту Мрасч и пердаточному числу i из каталога [3] выбираем мотор-редуктор цилиндрический одноступенчатый МЦ-100. Допускаемый крутящий момент T на выходном валу равен 230 н·м.

Для выбранного редуктора найдём передаточное число iф=3,57, и определим погрешность по передаточному числу δi и по допускаемому крутящему моменту δТ:

δi=(iф-i)/i=[(3,57-3,4)/3,4]·100%=5%;

δТ=(T-Мрасч)/Мрасч=[(230-222,32)/222,32]·100%=3,45%.

Параметры редуктора приведены в Таблице 5.

Характеристики подшипника качения приведены в Таблице 6.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать