Проектирование вертикально-сверлильного станка (стр. 4 из 4)
Foc б=0,19·116,58=22,15 Н
Foc в=0,19·168,93=32,09 Н
2. Определяем величину и направление результирующей осевой силы,
2.1 Для схемы «в распор» подшипником В, Н осевая нагрузка которого
В этом случае осевая нагрузка для подшипника Б, Н.
Fаб=22,15 Н; Fав=22,15+32,09=54,24 Н
3.Для каждой опоры определяют соотношение
Fаб/(V·Frб)=22,15/(1·116,58)=0,19<e
Fав/(V·Frв)=54,24/(1·168,93)=0,32>е, то Х=0,41 и Y=0,87
4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка, Н
Рrб=[X·V·Frб+Y·Faб]·kt·kб=[1·1·116,58+1·22,15]·1·1=138,73 Н
Рrв=[X·V·Frв+Y·Faв]kt·kб=[0,41·168,93+0,87·54,24]·1·1=116,45 Н
5. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка с учётом изменения внешней нагрузки привода, Н
Рrср=Рr·k
k=[S(Tk/T1)3(tk/Lh)](1/p); p=3,33
k=90001/3,33=15,39;
Рrср=2135 H
6. Расчётная долговечность работы подшипника, час
Lhрасч=106·(С/Рrcp)p/(60·n)=106·(21000/2135)3,33/(60·630)=53530
Исходя из этих расчётов выбираем роликовый радиально-упорный подшипник 7205А и 7206А по ГОСТ 27365-87.
7. Описание конструкции спроектированных узлов
На верхнем конце шпинделя нарезаны шлицы, которыми он входит внутрь втулки, получая от неё вращение. Нижний участок его смонтирован на подшипниках в пиноли. Конструкция узла такова, что шпиндель, свободно вращаясь, не имеет осевого смещения относительно пиноли. Последняя, получая вертикальную подачу от реечного колеса, увлекает за собой шпиндель. Когда при сверлении шпиндель перемещается вниз или вверх, возвращаясь в исходное положение, шлицевый участок его скользит в шлицах втулки без нарушения кинематической связи. Сила подачи при сверлении воспринимается упорным подшипником, смонтированным в нижней части пиноли, а сама пиноль перемещается в круговых направляющих корпуса шпиндельной бабки.
Нижний конец шпинделя имеет коническое отверстие определенного стандартного размера. В него вводится хвостовик инструмента и удерживается там силой трения. Шпиндель имеет отверстие, в которое вводится клин для выталкивания инструмента. В случае необходимости закрепления в шпинделе инструмента различных диаметров с хвостовиками, меньшими размера гнезда, применяют переходные втулки.
8. Описание системы смазки спроектированных узлов
Основное назначения системы смазки коробки скоростей и коробки подач сводится к уменьшению потерь мощности на трение, сохранению точности работы, предотвращению вибрации, снижению интенсивности износа трущихся поверхностей, а также к предохранению их от заедания, задирав и коррозии.
В качестве смазочных материалов для подшипников возможно применение масла индустриального 20 (веретенное 3) или турбинного 30 (турбинное УТ), т.к. диаметры валов под подшипники не превышают 60 мм, а число оборотов составляет 2000 мин-1.
В качестве смазочных материалов для зубчатых передач применяют жидкие минеральные масла. Выбор сорта минерального масла производится в зависимости от условий работы коробки скоростей и коробки подач, передаваемой мощности, окружной скорости в зацепление, а также температуры масла в картере коробок.
Также значение имеет вязкость, чем она меньше, тем выше окружная скорость т.к. в спроектированной коробке скоростей окружная скорость не превышает 2,5 м/с, то принимаем масло цилиндровое 24 (вискозин).
Кроме вязкости масла на выбор смазки зубчатых колёс большое влияние оказывает его маслянистость – способность образовывать на поверхности трение прочные абсорбированные плёнки с пониженным сопротивление сдвига.
Учёт маслянистости при выборе масла обеспечивает минимальный износ зубчатых передач, т.к. удельное давление при скорости 2,5-5 м/с составляет 1-5 кг/мм2, то выбранный сорт масла цилиндровое 24 (вискозин) удовлетворяет нашим условиям.
Все передачи и подшипники, расположенные в общем корпусе, целесообразно обслуживать от одно централизованной системы смазки, что позволяет применить один и тот же смазочный материл.
В спроектированном станке применяем картерную систему смазки, когда масло из общей ванны увлекается и разбрызгивается зубчатыми передачами, образующийся при этом туман смазывает размещённые внутри коробки подшипники и передачи. Кроме того, масло, стекая по стенкам корпуса, также попадает на подшипники качения. Зубчатое колесо, разбрызгивающее масло, не должно быть слишком глубоко погружено в ванну, т.к. излишне высокий уровень заливки масла приводит к потерям мощности и перегреву всей системы. Зубчатые цилиндрические колёса достаточно нагружать в масло наполовину высоты зуба.
9. Описание системы управления станком
Главным движение в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя мощностью №7 кВт через клиноременную передачу и коробку скоростей. Вращение шпинделя, с определённой частотой вращения, осуществляется за счёт переключения блоков зубчатых колёс при помощи двух рычагов. Осуществляется принцип управления с предварительным набором скоростей (преселективная система). Первый рычаг осуществляет передвижении первого блока колёс, второй рычаг – двух остальных. Исходя из этого, первый рычаг имеет три положения, второй четыре. И что бы получить необходимую частоту вращения шпинделя необходимо поставить рычаги в определённое положение.
Таблица 2. Управления коробкой скоростей.
| Частота вращения шпинделя,об/мин | Положение первого рычага | Положение второго рычага | Зацепление колёс |
| 1000 | I | I | 30/30→38/38→80/20 |
| 900 | I | II | 25/35→38/38→80/20 |
| 800 | I | II | 20/40→38/38→80/20 |
| 710 | I | IV | 30/30→19/53→80/20 |
| 630 | II | I | 25/35→19/53→80/20 |
| 560 | II | II | 20/40→19/53→80/20 |
| 450 | II | III | 30/30→38/38→20/80 |
| 355 | II | IV | 25/35→38/38→20/80 |
| 250 | III | I | 20/40→38/38→20/80 |
| 180 | III | II | 30/30→19/53→20/80 |
| 125 | III | III | 25/35→19/53→20/80 |
| 22,4 | III | IV | 20/40→19/53→20/80 |
По такому же принципу осуществляется переключения коробки подач. Она имеет один рычаг, который передвигает два зубчатых колёс.
Таблица 3. Управления коробкой подач.
| Подача шпинделя,мм/мин | Положение рычага | Зацепление колёс |
| 1,6 | I | 1 об.ш.→30/30→60/30→1/52→30/6 |
| 1,12 | II | 1 об.ш.→25/35→60/30→1/52→30/6 |
| 0,80 | III | 1 об.ш.→20/40→60/30→1/52→30/6 |
| 0,56 | IV | 1 об.ш.→30/30→30/60→1/52→30/6 |
| 0,40 | V | 1 об.ш.→25/35→30/60→1/52→30/6 |
| 0,28 | VI | 1 об.ш.→20/40→30/60→1/52→30/6 |
| 0,20 | VII | 1 об.ш.→30/30→19/76→1/52→30/6 |
| 0,14 | VIII | 1 об.ш.→25/35→19/76→1/52→30/6 |
| 0,1 | IX | 1 об.ш.→20/40→19/76→1/52→30/6 |
Перемещение шпинделя также можно осуществлять в ручную.
Заключение
Вертикально-сверлильные станки классифицируются по основным размерам: наибольшему диаметру обрабатываемого отверстия D.
По точности различают станки нормальной точности – Н, повышенной точности – П, высокой точности – В, особо высокой точности – А, особо точные – С.
Станком-прототипом данного спроектированного станка является вертикально-сверлильный станок модели 2А150.
На спроектированном станке могут выполняться следующие операции:
• сверление глухих, сквозных и ступенчатых отверстий;
• зенкерование отверстий;
• развёртывание отверстий;
• нарезание внутренней резьбы метчиком;
Список использованной литературы
1. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ по МРС, ч. I и II. Москва. Машиностроение. 1974 г.
2. Данилов В.А.”Методические указания к курсовому проекту по курсу МРС”, 1977 г.
3. Кузьмин”Конструирование деталей машин”
4. Государственный стандарт ЕСКД.
5. Свирщевский Ю.И.”Расчет и конструирование коробок скоростей и подач.” 1976 г.
6. Анурьев В.И.”Справочник конструктора-машиностроителя”. Москва. Машиностроение. 1974 г.
7. Кучер А.М.”МРС. Основы конструирования и расчет.”Ленинград. 1970 г.
8. Режимы резания металла. Справочник. Москва. 1972 г.