КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА ЗАГОТОВОК ПОРТАЛА-КАНТОВАТЕЛЯ Раевский В.А.,Федин Р.А.

Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана


Номер: 7-5
Год: 2016
Страницы: 74-79
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

сварная двутавровая балка, портал-кантователь, механизм поворота заготовки, конструирование, расчет, welded flange beam, gantry-tilter, swinging gripper, construction, calculation

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассматривается алгоритм расчета элементов механизма поворота заготовок для портала-кантователя, используемого в автоматизированных и роботизированных линиях производства сварных двутавровых балок, приводятся результаты расчета и трехмерная модель конструкции механизма поворота.

Текст научной статьи

В работе [1] обоснована необходимость разработки портала-кантователя для автоматизированного производства сварных двутавровых балок, а так же предложена его концептуальная схема. В приводе поворота заготовки планировалось использовать червячную передачу с червяным колесом диаметром не менее 1500 мм [1]; однако проведенные исследования рынка крупногабаритных червячных передач позволили сделать вывод, что как отечественные, так и зарубежные производители в настоящее время выпускают червячные колеса диаметром до 550 мм. Предложено изменить привод механизма поворота заготовки и использовать в нем цилиндрическую прямозубую передачу на опорно-поворотном круге и мотор-редуктор. Рис. 1 - Схема механизма поворота платформы 1 - мотор-редуктор; 2 - приводная шестерня; 3 - зубчатый венец опорно-поворотного круга; 4 - тело качения роликового типа; 5 - внутреннее кольцо опорно-поворотного круга; 6 - корпус поворотного портала-кантователя. Основным узлом механизма поворота является опорно-поворотный круг (ОПК). Было решено использовать ОПК чешской фирмы «АО «PSL».Данное устройство является самостоятельным монтажным узлом, который с помощью болтов можно крепить к раме кантователя и имеет внешнее зубчатое зацепление с приводной шестерней. Выбор подходящего ОПК осуществлялся по следующей методике [2]. Рис.2 - Нагрузки, воспринимаемые опорно-поворотным кругом в общем случае Рис.3 - Нагрузки опорно-поворотного круга в конструкции кантователя В общем случае (рис. 2) ОПК может быть нагружен осевой, радиальной и моментной нагрузкой. В случае его применения в кантователе осевой и опрокидывающей (моментной) нагрузкой можно пренебречь. Радиальная нагрузка на ОПК, Н: , где - максимальная масса свариваемой балки, кг; - масса поворотной платформы в конструкцию которой входит поворотная плита и зажимное устройство, кг. Статическая осевая эквивалентная нагрузка на ОПК, Н: , где - осевая нагрузка на ОПК, Н; - радиальная нагрузка на ОПК, Н; - коэффициент статической безопасности. Эквивалентная моментная нагрузка, Н∙м: , где - опрокидывающий момент, Н∙м; - коэффициент статической безопасности. Полученные величины эквивалентной осевой и моментной статической нагрузки определяют координаты рабочей точки в диаграмме предельной статической нагрузки ОПК, по которой выбирается конкретная модель ОПК [2]. Для подбора мотор-редуктора был определен общий момент сопротивления вращению в опорно-поворотном круге, Н∙м: , где- момент трения разгона незагруженного круга, величина которого определяется по зависимости от среднего диаметра опорно-поворотного круга, Н∙м [3]; - момент трения круга, вызванный нагрузкой, Н∙м; - динамический момент, Н∙м. Момент трения круга, вызванный нагрузкой, Н∙м: , где - коэффициент трения [3]; - коэффициент передачи нагрузки [3]; - опрокидывающий момент, Н∙м; - радиальная нагрузка, Н; - осевая нагрузка, Н; - диаметр окружности осей тел качения, м; - коэффициент дорожки качения [3]. Динамический момент (момент от ускорения или замедления вращающихся масс), Н∙м: , где- сумма моментов инерции вращающихся масс состоящая из момента инерции вращающейся части опорно-поворотного круга , момента инерции поворотной платформы и момента инерции сварной балки , кг∙м2; - угловое ускорение вращающихся масс, с-2. Общий КПД привода [4]: , где - КПД мотор-редуктора; - КПД пары подшипников качения; - КПД открытой зубчатой, цилиндрической передачи; - КПД тел качения опорно-поворотного круга. Потребная мощность электродвигателя [5, 6], кВт: , где - общий момент сопротивления вращению в опорно-поворотном круге, Н∙м; - потребная угловая скорость ОПК, с-1. После выбора опорно-поворотного круга, зная число зубьев зубчатого венца, его коэффициент смещения, модуль зацепления, диаметр вершин зубьев и ширину венца, производился расчет приводной шестерни ОПК по общеизвестным методикам, изложенным в [5, 6]; результаты представлены в табл. 1, 2. Технические характеристики покупных изделий привода поворота приведены в табл. 3. Табл.1 - Основные геометрические параметры цилиндрической передачи Для шестерни Для колеса (по каталогу производителя ОПК) Число зубьев 17 111 Делительный диаметр 272мм 1776мм Диаметр вершин зубьев 304мм 1808мм Диаметр впадин зубьев 232мм 1736мм Модуль зацепления 16 Передаточное отношение 6,5 Межосевое расстояние 1024 Табл. 2 - Конструктивные параметры приводной шестерни в миллиметрах Наименование параметра Величина параметра Материал Сталь 40Х (HB 269…302) Ширина венца шестерни 130 Диаметр обода 190 Толщина обода 32 Толщина диска 40 Длина ступицы 80 Диаметр вала под ступицу 63 Наружный диаметр ступицы 110 Внутренний диаметр обода 170 Диаметр центров окружностей 140 Диаметр отверстий 15 Размер фасок на окружности вершин Размер фасок в отверстии ступицы Табл. 3 - Описание покупных изделий привода поворота Мотор-редуктор NORD SK 9022.1AX-90S/4Bre20. Мощность 1,1 кВт Обороты на выходном валу 24 мин-1 Крутящий момент на выходном валу 438 Н∙м Передаточное отношение 59,17 Опорно-поворотный круг PLS 9E-1Z40-1584-26 ОПК внешнего зубатого зацепления, одним рядом скрещенных, роликовых тел качения диаметром 40 мм. Материал колец Сталь 45Х (HB 210…230, после отжига) мм мм мм мм мм мм мм мм мм мм мм мм

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.