Материал: Изготовление линейной рамы передвижного скребкового конвейера СПМ87Д

Рисунок 3.5 - Общий вид конструкции

3.1.1 Сборка первого узла

Консольно-поворотным краном, позиция 10 (см. рисунок 3.1.1), укладывается на раму приспособления, позиция 4, плита. На плиту устанавливаются четыре бобышки. Правильность сборки бобышек обеспечивается пазами в плите и упорами, позиции 1 и 2. В жёстко закрепленных на приспособлении упорах имеются сквозные отверстия под болты. Болты вставляются насквозь в упоры и в бобышки. Болты закручиваются барашковыми гайками, тем самым прижимают бобышки к упорам, а так же обеспечивают соосность. После того как, бобышки установлены, они прихватываются к плите. Прихватки производится полуавтоматической сваркой в среде защитных газов, позиция 9, закрепленного на консольно-поворотном кране, сварочной проволокой Св-08Г2С, диаметром 1,6 мм. Далее на плиту устанавливаются и прихватываются четыре гнезда. Правильность сборки гнезд обеспечивается пазами в плите и упорами, позиции 1 и 2. После этого устанавливаются на плиту и на бобышки два ребра, (позиция 11). Правильность сборки ребер обеспечивается откидной вилкой позиция 6. Вилка накидывается на ранее установленную бобышку и ребро устанавливается в эту вилку, после чего ребро прихватывается к плите и к бобышке.

Рисунок 3.1.1 - Компоновка рабочего места сборки первого узла

Затем на плиту по упорам устанавливается боковина. Боковина прижимается к ранее установленному ребру с помощью откидного упора, позиция 8, вращающегося на оси и фиксирующегося болтом. После установки производятся прихватки. Прихватки боковины производятся длиной 50 мм., катетом 6 мм., через каждые 150 мм. Далее устанавливаются на плите шесть кронштейнов, с помощью откидных вилок, позиция 7. Вилка накидывается на плиту и кронштейн устанавливается в эту вилку. В вилке имеются два отверстия совпадающие с отверстиями кронштейнов. В эти отверстия, насквозь, вставляются болты. Барашковые гайки закручиваются на болты, тем самым прижимая кронштейн к вилке. После того как кронштейны установлены производится их прихватка к плите. Затем на плите между установленными ранее ребром и кронштейном устанавливаются два ребра, под углом 450. Правильность сборки этих деталей обеспечивается замкнутым положением со всех сторон, боковиной, кронштейном, ребром и бобышкой. После установки ребер производится их прихватка к боковине и плите. Далее на плите между кронштейнами устанавливаются два ребра, под углом 450. Правильность сборки обеспечивается замкнутым положением между двумя кронштейнами и откидным упором, позиция 6 (см. лист №4 графической части дипломного проекта «приспособлении для сборки узла №1»). Упор по заданным размерам накидывается на плиту и по нему под необходимым углом устанавливается ребро. После установки этих ребер производится их прихватка к боковине и плите.

3.1.2 Контроль собранного узла №1

Правильность сборки контролируется внешним осмотром, согласно чертежу.

Контролируются размеры: 870+2; 10+-2; 10+-1; 425+-24 1494+-2.5; 18+-2 1100+-1; 130+-1; 147+-1; 25+-0.5; 170+-1; 700+-1.

3.1.3 Расчет приспособлений для сборки первого узла

3.1.3.1 Расчет рамы приспособления

Расчётрамыприспособленияпроизводитсясдопускаемойнормально-распределённойнагрузкойq, состоящая из веса собираемого узла. Расчётная схема рамы представлена на рисунке 3.1.2.

Равномерно-распределённая нагрузка q:

q=,         (3.1)

где G - вес собираемого узла, G=536 кг;

q=, (кг/см)

Реакции опор А и Б:

RА=RБ=∙q∙L,  (3.2)

RА=RБ=∙2,68∙200=268, (кгс)

а) - силы действующие на раму; б) - эпюра поперечных сил;в) - эпюра изгибающего момента в середине пролета.

Рисунок 3.1.2 − Расчётная схема рамы приспособления

Поперечная сила Q:

Q1=Q2=± , (3.3)

Q1=Q2=±±53600, (кг∙см)

При равномерно-распределённойнагрузке:

МИЗГ=,   (3.4)

гдеЕ - модуль упругости, Е=1,2∙106;Х - момент инерции, JХ=304 см4;

МИЗГ=, (кг∙см)

а если

МИЗГ=,      (3.5)

МИЗГ=, (кг∙см)

Необходимый момент сопротивления сечения:

WХ=,       (3.6)

где[σИ] - допускаемое нормальное напряжение,[σИ]=1600 (кг/см2)

WХ=, (см3)

Из ГОСТ 8240-97 ближайший швеллер №10, с WХ =34.7 см3. Но из конструктивных соображений принимается швеллер №14.

3.1.4 Сварка первого узла

Консольно-поворотным краном, позиция 1 (см. рисунок 3.1.4), укладывается собранный узел, позиция 2, на раму двухстоечного кантователя с постоянной осью, позиция 4. Этот кантователь универсален, прост по конструкции, дешевый, компактен и требует меньшую мощность привода, поскольку поворот изделия происходит вокруг продольной оси, проходящей вблизи центра тяжести. Двухстоечный кантователь имеет только маршевую скорость. Сварка узла производится на кантователе для обеспечения сварки в положении в лодочку, это обеспечивает равномерное наложение шва и предостерегает от появления деформаций, таких как неравномерность высоты катета, подрезы и т. д. Сварка собранного узла производится полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа, полуавтоматом ПДГ-508, позиция 5, закрепленным на консольно-поворотном кране, сварочной проволокой Св-08Г2С, диаметром 1.6 мм., при сварочном токе 240 А. Сварные швы катетом 10 мм варятся за два прохода, катетом 12 мм - за три прохода, катетом 16 мм - за 4-5 проходов, нестандартные швы, такие как №12, 13, 14, 15, 16 (см. чертеж) за 4-6 проходов.

Предварительно варятся корневые швы. Полнота швов набирается от середины к краям. Внутренние швы Т1 - катетом 16 мм и Т6 (приварка боковины к плите) выполняются в последнюю очередь.

Рисунок 3.1.4 - Компоновка рабочего места сварки первого узла

Сварка ребер к наружной стороне боковин производится сначала к плите швом Т3 катетом 10 мм, а затем к боковине швом Т3 катетом 10 мм. Так же производят сварку гнезд. Далее производится сварка остальных ее элементов, кроме швов приварки боковины к плите. Сварка производится от центра плиты к края, послойно. Сварка боковины выполняется двусторонним швом Т7 с внутренней стороны катетом 30 мм, с наружней стороны катетом 3 мм. Сварка внутреннего шва выполняется за пять проходов. Сварка производится от центра к краям. После сварки зачищаются сварные швы и околошовные зоны от брызг и расплавленного металла.

3.1.5 Сборка - сварка первого и второго подузла

Сборка - сварка второго и третьего узла производится на одном рабочем месте, так, как загрузка этих рабочих мест очень мала.

Консольно-поворотным краном, позиция 1 (см. рисунок 3.1.5), устанавливаются в приспособлении на упоры, позиция 7, две лыжи. Лыжи прижимаются к упорам, установленными между ними, винтовыми прижимами, позиция 3. Далее по упору, позиция 2, между лыжами устанавливается ребро. После того как, лыжи и ребро установлены они прижимаются пневмоприжимом, позиция 9, к упорам, позиции 2 и 5. Затем производится прихватка ребра к лыжам.

Рисунок 3.1.5 - Компоновка рабочего места сборки - сварки первого и второго подузла

Прихватки производятся полуавтоматической сваркой в среде защитных газов, позиция 8, полуавтоматом ПДГ-508,закрепленным на консольно-поворотном кране, сварочной проволокой Св-08Г2С, диаметром 1,6 мм. Затем на лыжи, по упорам, устанавливается основание и прижимается к ним откидными винтовыми прижимами, позиция 4. После этого производится прихватка основания к лыжам. После сборки прихватки зачищаются от шлака. Правильность сборки контролируется внешним осмотром согласно чертежу.

Сварка собранного узла производится на этом же рабочем месте полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа, полуавтоматом ПДГ -508, сварочной проволокой Св-08Г2С, диаметром 1.6 мм, при сварочном токе 240 А. После сварки зачищаются сварные швы и околошовные зоны от брызг и расплавленного металла.

Сборка - сварка второго подузла производится аналогичным способом, на этом же рабочем месте так, как эти подузлы практически одинаковы.

3.1.6Расчет приспособлений для сборки первого и второго подузла

3.1.6.1 Расчет рамы приспособления

Расчётрамыприспособленияпроизводитсясдопускаемойнормально-распределённойнагрузкойq, состоящая из веса собираемого узла. Расчётная схема рамы представлена на рисунке 3.1.6.

Равномерно-распределённая нагрузка q:

q=,         (3.7)

где G - вес собираемого узла, G=115 кг;

q=, (кг/см)

Реакции опор А и Б:

RА=RБ=∙q∙L,  (3.8)

RА=RБ=∙0,575∙200=57,5, (кгс)

Поперечная сила Q:

Q1=Q2=±,  (3.9)

Q1=Q2=±±11500, (кг∙см)

При равномерно-распределённойнагрузке:

МИЗГ=,   (3.10)

гдеЕ - модуль упругости, Е=1,2∙106;Х - момент инерции, JХ=304 см4;

МИЗГ=, (кг∙см)

а если

МИЗГ=,      (3.11)

а) - силы действующие на раму;б) - эпюра поперечных сил; в) - эпюра изгибающего момента в середине пролета.

Рисунок 3.1.6 − Расчётная схема рамы приспособления

МИЗГ=, (кг∙см)

Необходимый момент сопротивления сечения:

WХ=,       (3.12)

где[σИ] - допускаемое нормальное напряжение,[σИ]=1600 (кг/см2)

WХ=, (см3)

Из ГОСТ 8240-97 ближайший швеллер №5, с WХ =9,1 см3. Но из конструктивных соображений принимается швеллер №12.

3.1.6.2 Расчет винтового прижима

Винтовые прижимы имеют простую конструкцию, невысокую стоимость, надежны в работе, обеспечивают необходимые (иногда значительные) усилия.

В соответствии с рекомендациями [2] принимается необходимое усилие прижатия РПР=5000 Н.

По заданному усилию Р рассчитывают винт, гайку, корпус и элементы крепления прижима к корпусу приспособления.( рисунок 3.1.7).

Наружный диаметр винта:

DН=,  (3.13)

где [σР] - допускаемое напряжение на растяжение материала винта при переменной нагрузке, [σР]=58÷98 МПа;

DН==11,3 (мм)

В соответствии с [9] принимается ближайшее большее значение dН=dВН=12мм, а также шаг резьбы t=1,75 мм.

Рисунок 3.1.7 - Расчетная схема винтового прижима

Количество витков резьбы в гайке:

n=,       (3.14)

где ρ0 - удельное давление на поверхности ниток резьбы, для стального винта и гайки ρ0=90÷130 МПа;

n=,

Высота гайки:

Н=,    (3.15)

где S - шаг винта, S=1,25 мм;- число заходов резьбы, m=1

Н=, (мм)

принимается Н=62 мм.

Длина рукоятки:

L=,      (3.16)

где W - усилие на рукоятке, принимается W=150 Н;

α - угол подъема резьбы, α=60°;

φ1 - угол трения в резьбовой паре,

φ1=arctg f,                               (3.17)

где f - коэффициент трения скольжения, сталь по стали f=0,15;

φ1=arctg 0,15=80,

L= (мм)

Из конструктивных соображений длина рукоятки принимается L=150 мм.

Изгибающий момент действующий на стойку винтового прижима:

МИЗГ=РПР∙А, (Н∙м)              (3.18)

где А - расстояние от точки приложения усилия до оси стойки, А=150 мм;

МИЗГ=5000∙0,15=750, (Н∙м)

Допускаемый момент сопротивления сечения стойки:

WX=, (см3)        (3.19)

где [σИ] -допускаемое нормальное напряжение, [σИ]=1600 кг/см2;

WX=, (см3)

Из следующей формулы находится высота стойки h винтового прижима:

WX=, (мм)       (3.20)

где δ - толщина стойки, принимается δ=10 мм;

, (см)

Из конструктивных соображений высота стойки h принимается равной 150мм.

Тогда допускаемый момент сопротивления сечения стойки составит:

WX=, (см3)

Нормальное напряжение:

σИ=≤ [σИ]=1600, (кг/см2)   (3.21)

σИ= кг/см2< [σИ]=1600, (кг/см2)

Данный расчет показывает что стойка не перегружена.

Для оси винтового прижима и для пальца:

, (ед. изм.) (3.22)

,    (3.23)

, (3.24)

,

,  (3.25)

=0,53, (см)

3.1.6.3 Расчет пневмоприжима

Определим усилие пневмопривода необходимое для прижатия узла к упору, а также размеры цилиндра, (см. рисунок 3.1.8).

Рисунок 3.1.8 - Расчетная схема прижатия первого и второго подузла

Сила трения находится из формулы

Fтр = Nn·,        (3.26)

где Nn- нормальная реакция опоры;

 - коэффициент трения скольжения стали по стали: =0,2