1 Вибір базових поверхонь для установки пристрою

1 Вибір базових поверхонь для установки пристрою

Для вузла, який підлягає розбиранню приймаємо слідуючи базові поверхні для установки (фіксації) майбутньої конструкції пристрою (знімача).

Опорною поверхнею приймаємо верхню частину головки блоку циліндрів – позначено позицією 1(рис.1).

Для захоплювання приймаємо нижню частину циліндра.

2 Визначення орієнтовних зусиль, які виникають при розбиранні

вузла

Спочатку орієнтовно визначаємо силу запресовування, тобто силу, яку здійснюють при збиранні вузла за формулою:

, Н (2.1)

де: f – коефіцієнт зчеплення, приймаємо по [3, с.22] f = 0,08, так як матеріал блока – чугун СЧ15, а матеріал втулки – чугун СЧ25;

d – діаметр посадочної поверхні, згідно вихідних даних d = 165 мм;

l – довжина посадочної поверхні, згідно вихідних даних l = 55 мм;

p_max – максимальний контактний тиск, він визначається за формулою:

, Н/мм² (2.2)

де: [ p_max ] – допустимий максимальний контактний тиск; за гіпотезою найбільших дотичних напруг визначається з формули [1, с.18]:

[ p_max ] = 0,5∙ σ_т2 ∙[1 – ()²], Н/мм² (2.3)

де: σ_т2 – межа міцності матеріалу деталі, яка охоплює (блок циліндрів), для матеріалу – чугун СЧ15 по [3,с. 23] σ_b2 =150Н/мм²;

Примітка: для розрахунків d ₂ слід прийняти на 5…10 мм більше посадочного діаметру d, тому, що в цьому місці виникають максимальні значення контактного тиску; більші значення збільшення d ₂ приймають для більших розмірів вузлів.

Підставляючи значення у формулу 2.3 отримуємо:

Н/мм²

В формулі 2.2 [ n ] – потрібний коефіцієнт запасу міцності.

По [2, с. 77] для крихких матеріалів [ n ] = 2,5…5,0.

В даному випадку приймаємо [ n ] = 3.0

Тоді підставляючи значення у формулу 2.2 маємо:

Н/мм²

Підставляючи значення у формулу 2.1 маємо:

Н

Силу розпресовування, враховуючи умови праці вузлу (недостатність мащення, поява іржи та інше) слід прийняти на 25% більш сили запресовування для забезпечення більшої міцності деталей пристрою, тобто

, Н (2.4)

Н

3 Розробка принципової (кінематичної) схеми пристрою

1.Корпус (траверса). 2.Втулка різальна змінна. 3. Гвинт силовий. 4.Захват. 5.Стояк(2 шт.). 6. Вороток. 7. Кільце розрізне. 8. Шайба(2 шт.)

4 Виконання проектних розрахунків окремих деталей пристрою на міцність

4.1 Визначення параметрів силового гвинта пристрою

Визначення середнього діаметру нарізки силового гвинта 3(рис.2) ведеться за формулою:

, мм (4.1.1)

де: F_р – сила розпресовування, методика її визначення показана у формулі 2.4; F_р = 7412 Н;

Ψ_н – коефіцієнт висоти гайки, для цільних гайок по [3, с. 18] Ψ_н =1,2 ÷ 2,5;

для розрахунків приймаємо Ψ_н = 2,0;

[ р_с ] – допустимий тиск в різі для пари гвинт – гайка, враховуючи застосування матеріалів для силового гвинта – загартована сталь марки СТ45; для гайки (змінної втулки) – бронза БрОФ 10-1 [ р _с] згідно [3, с. 18] складає

12÷13 Н/мм², приймаємо для розрахунків [ р_с ] = 13 Н/мм².

Підставляючи значення в формулу 4.1.1 маємо:

мм

Для розрахунків можливо приймати метричну а також трапецоїдну нарізку. По розрахунковому значенню d₂ приймаємо по [3, с.19-20] стандартне найближче більше значення середнього діаметру різі. Згідно прийнятої нарізки приймаємо d₂ = 18,376 мм. Остаточно приймаємо метричну нарізку M20 з кроком Р = 2,5 мм.

Довжину силового гвинта приймаємо конструктивно в залежності від величини, яка потребується для переміщення, враховуючи: довжину посадочної поверхні вузла який підлягає розбиранню; висоту змінної гайки (товщину корпусу); необхідну безпечну відстань між рукояткою (воротком) та корпусом пристрою, шарнірним зв’язком силового гвинта з упорною п’ятою та інші припуски на довжину нарізки.

4.2 Визначення розмірів змінної гайки пристрою

а) висоту змінної гайки (рис.2) визначаємо з формули:

, мм (4.2.1)

де: Z – число витків нарізки гайки, воно повинно бути Z ≤ 10 по [1, с.41], так як у разі коли Z >10 буде нерівномірне розподілення навантаження по витках різі;

, (4.2.2)

Отримали Z <10

Тоді підставляючи значення в формулу 4.2.1 маємо:

мм

б) зовнішній діаметр визначаємо з формули:

Д ≥ , мм (4.2.3)

де: d- зовнішній діаметр різі (d= 20 мм);

- допустима напруга при розтягуванні; для матеріалу змінної

гайки - бронза = 34…44 МПа приймаємо для розрахунків матеріал змінної гайки бронзу з = 38 МПа;

F_РОЗР – розрахункова сила, яка враховує сумісну дію на розтягування і крутіння для тіла гайки під час роботи. Її визначаємо за формулою:

F_РОЗР = 1,3· F_р, Н (4.2.4)

F_РОЗР = 1,3 = 9635,6 9636 Н

Тоді підставляючи значення в формулу маємо,

Д ≥ , мм

Округляємо до більшого цілого числа і приймаємо остаточно Д = 28 мм

в) діаметр буртика гайки визначаємо з умови міцності на зминання

Д₁ , мм (4.2.5)

де: F_р – сила розпресовування, методика її визначення показана у

формулі 2.4; F_р = 7412 Н;

- допустима напруга при зминанні; для матеріалу змінної гайки бронза або чавун = 42...55 МПа; приймаємо для розрахунків =48 МПа;

Д – діаметр гайки; Д = 28 мм.

Підставляючи значення у формулу маємо

Д_{1 =} 31,318 мм

Округляємо до більшого цілого числа і приймаємо Д₁ = 32 мм.

г)висоту буртика гайки з метою рівномірного розподілу навантаження по витках різі визначаємо за формулою:

а = 0,25· Н, мм (4.2.6)

де: Н - висота змінної гайки, Н = 23 мм

а = 0,25· 20 = 5,75 6 мм

4.3 Визначення діаметру воротка

Діаметр воротка 8 (рис.2) пристрою можливо визначити з умови міцності при вигину за формулою:

, Н/мм² (4.3.1)

а точніше з правої її частини

де: M_{x max} – найбільший згинальний момент, визначаємо з формули:

, Н·мм (4.3.2) де: F – сила на кінці воротка, яку додає робочий, приймаємо 15 кГс (≈147 Н);

l – довжина воротка, приймаємо для розрахунків l = 300 мм.

Тоді:

Н·мм

[ σ ] – допустима напруга на вигин, визначаємо її з формули:

, Н/мм² (4.3.3)

де: σ _т – межа текучості матеріалу воротка, для Сталі 45 згідно [3, с. 25]

σ _т = 260 Н/мм²;

[ n ] – потрібний коефіцієнт запасу міцності, для пластичних матеріалів [n]=1,4…2,0 [2, с. 77]; приймаємо для розрахунків [n] = 1,8.

Тоді:

Н/мм²

Знаючи значення M_{x max} і [σ] визначаємо W_x – осьовий момент опору:

, мм³ (4.3.4)

мм³

Тоді з формули:

, мм³ (4.3.5)

Визначаємо d – діаметр воротка:

, мм³ (4.3.6)

мм³

, мм

Методом підбору визначаємо, що діаметр воротка приблизно складає

11,52 мм. Округляючи до більшого цілого числа приймаємо d =15 мм.

5 Ескізна компоновка пристрою

Визначивши розміри окремих деталей пристрою розробляємо ескізну компоновку, яка зображена на наступному листі (міліметровому папері).

В конструкцію пристрою запропоновані наступні деталі (позначені позиціями на компоновці):

1. Корпус (траверса);

2. Втулка змінна різальна;

3. Гвинт силовий;

4. Захват;

5. Стояк(2 шт.);

6. Вороток;

7. Кільце розрізне;

8. Шайба;

6. Опис пристрою

6.1 Призначення пристрою

Запропонована конструкція пристрою уявляє собою знімач гвинтового типу з захватом деталей, які випресовуються(циліндр двигуна) за допомогою двох упорних стояків і змінного захвату.

6.2 Будова пристрою у взаємозв’язку його деталей

Пристрій складається з корпусу 1 прямокутного перетину у центральній частині якого є силовий гвинт 3,на кінці якого встановлен змінний захват 4.Захват фіксується втулкою 2.У корпусі маються пази, які розташовані паралельно отвору силового гвинта. При збиранні пристрою в пази корпусу встановлюють стояки 5.Для забезпечення необхідного розташування захватів в процесі роботи вони фіксуються за допомоги конусних поглиблення. Для передачі зусилля на силовому гвинту встановлюється вороток 6 із шайбами 8 на кінцях.

6.3 Робота пристрою

Для застосування пристрою (знімача) в роботі спочатку знімають змінний захват, а сам зйомник встановлюють на вузол, який підлягає розбиранню таким чином, щоб його вороток пройшов через циліндр зверху вниз. Потім встановивши захват додають зусилля до воротка забезпечуючи переміщення та випресовування циліндру із блоку.

Дата добавления: 2015-08-29