Scopul lucrării. dobândirea abilităților de calcul și proiectarea șuruburilor de presare.
Sarcină. se calculează și se proiectează șnecul, dacă este cunoscut: productivitatea dispozitivului cu șurub Q. kg / s; presiunea maximă este Pmax. MH / m 2; coeficientul de frecare intern al produsului f; densitatea produsului # 961; kg / m3.
Se presupune că diametrul exterior al șurubului este D. m, iar pasul H = 0.8D.
Diametrul de limitare a arborelui șurubului este după cum urmează:
unde f = tg # 966; - coeficient de frecare (# 966; - unghiul de frecare).
Alegem raportul dintre diametrele șurubului și diametrul arborelui cu șurub conform recomandării (a = 3), apoi diametrul arborelui cu șurub d. m este egal cu:
Unghiul de înălțare al șuruburilor pe exteriorul șurubului și la arbore este determinat de dependențele:
unde H este turația șuruburilor, m;
D și d sunt diametrele burghiului și arborelui cu șurub, m.
Valoarea medie a unghiului de înălțime a liniilor de șurub ale cursei șuruburilor este determinată de ecuația:
Coeficientul de întârziere a particulelor de material în direcția axială se calculează prin formula:
unde f = tg # 966; - coeficient de frecare (# 966; - unghiul de frecare).
Determinați grosimea șnecului de șurub.
Moment de încovoiere Mи. N · m în șurubul de șurub de-a lungul conturului interior, adică la arborele calculat de formula:
Șuruburile vor fi realizate din oțel 10, pentru care tensiunea admisă de încovoiere poate fi considerată egală cu tensiunea de întindere admisibilă, adică = 1300 # 8729; 105 N / m2.
Apoi determinați grosimea șnecului de șurub # 948;. m din formula (7.7), valoarea momentului de încovoiere este înlocuită în formula în valoare absolută:
Verificăm condițiile de reducere a crimpării materialului presat.
Zona suprafeței cilindrice interioare a corpului dispozitivului Fk. m 2 pe lungimea unei etape este determinată de expresia:
Suprafața șurubului este Fw. m 2 pe lungimea unei trepte este determinată de condiția (7.9), care a calculat anterior curgerea liniilor elicoidale în conformitate cu formulele (7.10), (7.11):
unde l și L sunt martorile șuruburilor corespunzătoare diametrelor arborelui și șurubului, m.
Este necesar să se realizeze caneluri longitudinale de 1 mm adânc pe suprafața interioară a carcasei, pentru o mai bună funcționare a dispozitivului cu șurub.
Cuplul pe axul șurubului Mkr (H # 8729; m) este determinat de formula (7.12), ținând cont de faptul că cele mai încărcate sunt cele două-patru ultime turnări ale șurubului:
Forța axială S (H) se calculează după formula:
unde k este numărul de trepte de lucru ale șurubului, k = 2;
pmax este presiunea maximă de presare, MN / m.
Tensiunile normale și ale forfecării arborelui (N / m 2) sunt calculate prin formulele:
unde F este aria secțiunii transversale a arborelui cu șurub, m 2; F = πd 2/4.
Wp este momentul polar al rezistenței secțiunii transversale a arborelui cu filet, m 3; Wp = πd 3/16.
Tensiunea echivalentă (N / m 2) este determinată de formula:
Luând factorul de umplere egal cu unitatea, determină de la formula (7.17) viteza de rotație a arborelui cu filet:
unde # 948; - grosimea șurubului în direcția axială de-a lungul diametrului exterior, m;
# 961; - densitatea materialului, kg / m3;
# 968; - coeficient de umplere a spațiului de interferență, # 968; = 1;
# 969; - viteza unghiulară a rotației șuruburilor, s -1;
ko este coeficientul de întârziere a particulelor de material în direcția axială.
Și apoi găsim n. min -1
Astfel se determină parametrii geometrici și cinematici de bază ai dispozitivului cu șurub.
Fig.7.1 - pentru a determina parametrii șurubului
Acum se definesc dimensiunile inelelor-spirale ale filetelor și numerele lor, în cazul în care se folosește versiunea sudată de fabricare a șuruburilor. La presiuni mari de presare, este mai des folosit pentru fabricarea unui șnec integrat dintr-un cerc prin prelucrare.
Luăm lungimea șurubului Lm. egală cu șase pași (în funcție de condițiile tehnologice de presare) Lm = nsh # 8729; H
Aici n este numărul de pași ai șnecului.
Lățimea răsucirilor este determinată de formula:
Unghiul de crestătură din bilă este determinat de formula:
Diametrele inelului de biberon (m) sunt determinate prin formulele:
Atunci când se realizează un ciocan inelar fără o crestătură înclinată, acesta va fi așezat pe lungimea șurubului, determinat de formula:
Numărul de inele - tăblițe (buc.) Fără o crestătură înclinată este egală cu
Puterea pe arborele șurubului N (kW) este determinată de formula:
unde P este presiunea de presare MPa;
R = D / 2 - raza exterioară a șurubului, m;
n este viteza șurubului, min -1.
Pentru a asigura rotirea șurubului cu o frecvență n. min -1 vom dezvolta schema cinematică a unității. Diagrama cinematică este prezentată în figura 7.2.
Ca motor electric, utilizăm un motor electric cu o viteză de rotație ndv = 1000 min -1.
Apoi, raportul total al transmisiei i este determinat de formula:
Fig. 7.2. - Schema cinematică a dispozitivului cu șurub: 1 - șnec;
2 - cuplare; 3 - reductor; 4 - transmisie cu curea; 5 - motor electric
Pentru raportul de transmisie calculat, este necesară instalarea unui reductor și a unei transmisii de curea, care să permită menținerea exactă a vitezei șuruburilor.
Raportul total de transmisie i în cazul nostru constă în produsul raportului de transmisie al reductorului de viteză și al raportului de transfer al curelei i.p. și este reprezentat de formula:
Ca reductor se utilizează un reductor cilindric în două trepte, de tip C220, cu un raport de transmisie
= 40, atunci raportul de transmisie al transmisiei centurii i.p. determinăm din formula (7.26)
Transmisia centurii se calculează în conformitate cu procedura standard prezentată în cursul "Piese de mașini".
Eficiența generală poate fi determinată de formula:
Puterea de antrenare instalată Npr (kW) este determinată de formula:
Am selectat pentru acționarea șurubului de către aplicație 2 un motor electric cu Nd KW, adică, min -1.
Cu privire la raportul de transmisie și cuplul pe arborele cu viteză redusă a reductorului, alegem un reductor. Puterea arborelui cu acțiune lentă a reductorului (W) este determinată de formula:
Momentul Mkr (H # 8729; m) este determinat de formula:
în cazul în care Nred - putere pe arborele de viteză lentă a reductorului, W;
# 969; - viteza unghiulară a arborelui de reducție cu acțiune redusă, care este egală cu viteza unghiulară a șurubului, s -1.
Prin urmare, cuplul este:
Procedura de întocmire a unui raport. Raportul privind calculul și lucrările practice este elaborat în conformitate cu cerințele stabilite în [10] și include următoarele secțiuni:
- partea de calcul care permite calcularea șurubului în conformitate cu varianta propusă (apendicele 1);
- Parte grafică, în care sunt date diagrama șurubului și diagrama cinematică a dispozitivului cu șurub, indicând parametrii de viteză calculat.
Tabelul 7.1 - Intrare pentru calcul
Productivitate Q.kg / s