Рычажные шарнирные усилители с пневмоприводом

Рисунок 7 - Рычажные шарнирные усилители с пневмоприводом.

 

Сила зажима и осевая сила на штоке связаны соотношением:

где а - угол наклона рычага усилителя;

β - дополнительный угол к углу наклона рычага, учитывающий потери на трение скольжения в шарнирах рычага;

β = arcsin (f х d / l);

f ≈0,1 - коэффициент трения скольжения на оси ролика и в шарнирах рычага;

d - диаметр осей шарниров и отверстия ролика, мм;

l - расстояние между осями отверстий рычага, мм.

D ₁ - диаметр поршня пневмоцилиндра, мм;

η - коэффициент, учитывающий трение в различных трущихся соединениях; W 1-- сила, действующая на оси рычага, Н, tg φ = f =0,1 -­коэффициент трения на опорной поверхности ролика.

 Рисунок 8 - Пневматические зажимы с рычажным усилителем.

 

Пневматические зажимы с рычажным усилителем

На рисунке 8 показаны примеры пневматических зажимов с рычажным усилителем.

В зажиме на рисунке 8, а при подаче сжатого воздуха в бесштоковую полость пневмоцилиндра поршень 2 со штоком 1 перемещается вверх и шток поворачивает рычаг 7 около оси 6. Рычаг 7 коротким плечом перемещает стержень 3 с прихватом 4 вправо и прихват коротким плечом зажимает деталь 5.

Где η = 0, 9 - коэффициент потерь на трение в пневмоцилиндре;

Q o - сила, действующая вдоль оси стержня 3.

Для зажима на рисунке 8, б с ила зажима детали W = Q (l / l1)×η.

 

Расчёт пневмоцилиндров

Поскольку пневматические приводы работают на постоянном подводимом давлении Р сжатого воздуха в пределах 0,4-10 МПа, то выбор пневмоцилиндров проводят на основе расчета их диаметров, а пневматических моторов - на основе расчета их рабочих объемов.

Диаметр зажимных пневмоцилиндров определяется, исходя из усилия зажима F, приведенного к штоку пневмоцилиндра, по зависимости F = PS,

где S - эффективная площадь цилиндра.

Для пневмоцилиндра с двусторонним штоком

S = π (D ² - d ²)/4, (12)

где D и d - соответственно диаметры цилиндра и штока. Задавшись диаметром штока (или определив его размер, исходя из условий прочности под действием силы зажима), определяют диаметр штока.

Если пневмоцилиндр с односторонним штоком, то необходимо знать, в какую полость (штоковую или бесштоковую) будет подаваться рабочая среда для зажима. Как правило, это бесштоковая полость, поскольку в этом случае необходимая сила зажима будет достигаться при меньшем диаметре цилиндра. Тогда

                                                                       (13)

Часто для зажимных целей применяют пневмоцилиндры одностороннего действия с односторонним штоком и пружинным разжимом.

В этом случае необходимо при расчете диаметра цилиндра учитывать и силу пружины G = с (/о + /), где с - жесткость пружины, /о - предварительный натяг, / - ход поршня при зажиме. Тогда

 (14)

Рассчитав диаметр цилиндра D, из каталогов выбирают пневмоцилиндр с ближайшим большим диаметром (это дает запас по силе зажима) и ходом поршня, удовлетворяющим условиям зажима.

Если для зажима используется пневмомотор, то его выбор ведут по рабочему объему v.

Расчетное значение определяют по формуле: v = 2 π М/Р, где М - величина вращающего момента, приведенная к валу пневмомотора.

Расчет конструктивных параметров пневмодвигателей, работающих в цикле автоматизированного технологического оборудования, проводится с учетом времени их срабатывания и сил трения. Учет времени срабатывания обычно осуществляется путем введения параметра загрузки х [3], показывающего отношение действительной нагрузки F к величине теоретической силы F_m, развиваемой пневмодвигателем, т.е. х = F / F_m = F /(PS). Так, для пневмоцилиндров приводов движения рекомендуется принимать х = 0,4 — 0,5. При больших значениях х резко возрастает время срабатывания, а при меньших - использование пневмоцилиндра неэффективно.

Учет сил трения осуществляется путем введения коэффициента к, учитывающего потери энергии на преодоление сил трения. При малых нагрузках (до 600 Н) k = 0,5 — 0,2, при нагрузках от 600 до 6000 Н k = 0,2 —0,12, при F = 6000 —25000 Н k = 0,15 — 0,08 [3]. Тогда диаметр горизонтально работающего пневмоцилиндра определяется из выражения:

Если цилиндр работает в вертикальном положении, то следует учитывать силу веса перемещаемых масс (поршень, шток и соединенные с ним массы узлов оборудования).

Получив расчетный размер цилиндра, по его значению и длине хода подбирают из каталогов удовлетворяющий условиям работы пневмоцилиндр.

В случае работы пневмоцилиндра в динамическом режиме (частые и быстрые реверсы) при расчете необходимо учитывать динамические нагрузки (силы инерции). Они легко определяются, зная массы перемещаемых пневмоцилиндром узлов и законы движения (разгон, торможение, равномерное движение), благодаря которым находят возникающие при работе привода ускорения.

Работа пневматических двигателей связана с изменением объемов сжатого воздуха, его периодическим то сжатием, то расширением, что сопровождается изменением температуры. При расширении воздуха (особенно при выхлопе в атмосферу), происходит выпадение росы (увеличение влажности воздуха). Появление влаги на стенках пневмоаппаратуры, трубопроводов и пневмодвигателей приводит к их повышенной коррозии и преждевременному выходу из строя.

3.5.2.5 Разработка чертежа общего вида приспособления

На основе выполненных расчетов разрабатывают конструкцию приспособления и вычерчивают его чертеж его общего вида на листе /формат А1/ преимущественно в масштабе 1:1.

К чертежу общего вида предъявляются следующие требования:

1. Чертеж должен быть разработан в соответствии с требованиями ЕСКД. Количество проекций должно быть достаточно для понимания конструкции, принципа работы приспособления и должно позволять вычерчивать рабочий чертеж любой из его деталей.

2. Детали и другие элементы должны быть прочными, технологичными, с минимальной массой и габаритами, обеспечивать удобную сборку, ремонт и эксплуатацию приспособления.

3. На чертеже должны быть указаны: базовые поверхности приспособления, наладочные (сборочные) размеры с требуемыми отклонениями относительно базовых поверхностей, посадочные соединения, присоединительные и габаритные размеры, требования на сборку, наладку, монтаж и эксплуатацию приспособления.

4. Конструкция приспособления должна соответствовать требованиям художественного конструирования и технической эстетики.

5. Заготовка на чертеже изображается синим цветом, а обрабатываемая поверхность – красным цветом и условно считается прозрачной.

6. Цветной линией на приспособлении показывается оригинальная часть приспособления, разработанная автором.

На чертеже общего вида для упрощения допускается не показывать мелкие фрагменты деталей и соединений: фаски, проточки, скругления, углубления, зазоры между соединениями деталей с незначительно отличающимися номинальными размерами. При использовании большого количества крепежных деталей одного типа и размера можно подробно изображать детали только одного места соединения, а остальные показывать условно. На чертеже допускается упрощенное представление крепежных деталей резьбы и ее элементов (фаски, сбег и недорез резьбы).

На чертежах общих видов приспособлений следует использовать рекомендации ГОСТ 2.315-68 по упрощенному и условному изображению крепежных деталей.

К сборочному чертежу составляют спецификацию по ГОСТ 2.106-96, которая оформляется в соответствии с приложением.

При составлении спецификации в номерах между деталями и стандартными изделиями целесообразно предусматривать разрыв в несколько строк. Это удобно для последующего внесения изменений или вписывания номеров дополнительных или пропущенных деталей.

Полезно при окончательном выборе деталей и стандартных элементов приспособления заранее выписывать обозначения крепежных деталей, необходимых для закрепления стандартных изделий. Это избавит от необходимости при составлении спецификации повторного поиска крепежных изделий с целью их обозначения в спецификации. В равной степени это относится к стандартным изделиям. При выборе какого-либо стандартного элемента нужно сразу же выписать его обозначение.

3.5.2.6 Оформление рабочих чертежей деталей

Рабочий чертеж детали выполняется в соответствии с ГОСТ 2.109-73 и представляет документ, содержащий все сведения, необходимые для ее изготовления и контроля.

Деталь на чертеже располагается в положении, соответствующем ее положению при изготовлении или в положении детали на сборочном чертеже узла.

В графической части чертежа, кроме основного содержания, должны быть представлены:

- все необходимые виды, разрезы, сечения (ГОСТ 2305-68);

- все необходимые размеры;

- обоснованные посадки и предельные отклонения (ГОСТ 2.307-2011);

- соответствующая шероховатость поверхностей (ГОСТ 2.309-73);

- необходимые допуски формы и расположения поверхностей (ГОСТ

2.308-2011);

- обозначение покрытий, термической и других видов обработки

(ГОСТ 2.310-68;

- наименование и марка материала с указанием стандарта на материал и сортамент.

Вся информация о размере, его допуске, шероховатости соответствующей поверхности, допусках формы и расположения должны быть по возможности сгруппированы и представлены в одном месте.

3.5.3 Разработка заключения

Заключение носит форму синтеза полученных в работе результатов.

Его основное назначение - резюмировать содержание работы, подвести итоги проведенного исследования. В заключении излагаются полученные выводы и их соотношение с целью исследования, конкретными задачами, гипотезой, сформулированными во введении, содержание глав курсового проекта.

3.5.4 Составление списка источников и литературы

В список источников и литературы включаются источники, изученные в процессе подготовки работы.

Список источников и литературы оформляется в соответствии с правилами, предусмотренными государственными стандартами (Приложение 6).

4 ОБЩИЕ ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

4.1 Оформление текстового материала

Текстовые документы выполняют на формах, установленных соответствующими стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) ГОСТ 2.105-95.

Текст пояснительной записки должен быть выполнен по следующим правилам:

- ГОСТ 2.004—88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ

Каждый раздел текстового документа рекомендуется начинать с нового листа (страницы).

Все надписи на чертежах должны соответствовать требованиям определенных стандартов.

Все страницы проекта должны быть подсчитаны, начиная с титульного листа и заканчивая последним приложением. Нумерация страниц должна быть сквозная, начиная с содержания и заканчивая последним приложением.

Номер страницы ставится в соответствующей графе основной надписи.

Введение помещается на странице с основной надписью.

Весь текст проекта должен быть разбит на составные части. Разбивка текста производится делением его на разделы. В содержании проекта не должно быть совпадения формулировок названия одной из составных частей с названием самой работы, а также совпадения названий глав и параграфов.

4.2 Оформление иллюстраций

Все иллюстрации, помещаемые в проект, должны быть тщательно подобраны, ясно и четко выполнены. Рисунки и диаграммы должны иметь прямое отношение к тексту, без лишних изображений и данных, которые нигде не поясняются. Количество иллюстраций в проекте должно быть достаточным для пояснения излагаемого текста. Иллюстрации следует размещать как можно ближе к соответствующим частям текста. На все иллюстрации должны быть ссылки в тексте проекта. Наименования, приводимые в тексте и на иллюстрациях, должны быть одинаковыми.

Ссылки на иллюстрации разрешается помещать в скобках в соответствующем месте текста, без указания см. (смотри). Ссылки на ранее упомянутые иллюстрации записывают, сокращенным словом смотри, например, см. рисунок 3.

Надписи, загромождающие рисунок, чертеж или схему, необходимо помещать в тексте или под иллюстрацией.

4.3 Общие правила представления формул

В формулах и уравнениях условные буквенные обозначения, изображения или знаки должны соответствовать обозначениям, принятым в действующих государственных стандартах. В тексте перед обозначением параметра дают его пояснение, например:

Временное сопротивление разрыву s В.

Формулы и уравнения располагают на середине строки, а связывающие их слова (следовательно, откуда и т.п.) - в начале строки. Например:

Из условий неразрывности находим

Так как

Откуда

Для основных формул и уравнений, на которые делаются ссылки, вводят сквозную нумерацию, соответствующую справочной литературе, указанной в списке источников и литературы арабскими цифрами.

 

4.4. Требования к лингвистическому оформлению курсового проекта

Курсовой проект должен быть написан логически последовательно, чётко, техническим языком. Повторное употребление одного и того же слова, если это возможно, допустимо через 50 – 100 слов. Не должны употребляться как излишне пространные и сложно построенные предложения, так и чрезмерно краткие лаконичные фразы, слабо между собой связанные, допускающие двойные толкования и т. д.

При написании курсового проекта не рекомендуется вести изложение от первого лица единственного числа: «я наблюдал», «я считаю», «по моему мнению» и т. д. Корректнее использовать местоимение «мы». Допускаются обороты с сохранением первого лица множественного числа, в которых исключается местоимение «мы», то есть фразы строятся с употреблением слов «наблюдаем», «устанавливаем», «имеем».

При написании курсового проекта необходимо пользоваться языком научного изложения. Здесь могут быть использованы следующие слова и выражения:

■ для указания на последовательность развития мысли и временную соотнесенность:

- прежде всего, сначала, в первую очередь;

- во - первых, во - вторых и т. д.;

- затем, далее, в заключение, итак, наконец;

■ для указания на следствие, причинность:

- таким образом, следовательно, итак, в связи с этим;

- отсюда следует, понятно, ясно;

- это позволяет сделать вывод, заключение;

- свидетельствует, говорит, дает возможность;

- в результате;

■ для дополнения и уточнения:

- помимо этого, кроме того, также и, наряду с., в частности;

- главным образом, особенно, именно;

■ для иллюстрации сказанного:

- например, так;

- проиллюстрируем сказанное следующим примером, приведем пример;

- подтверждением выше сказанного является;

■ для введения новой информации:

- рассмотрим следующие случаи, дополнительные примеры;

- перейдем к рассмотрению, анализу, описанию;

- остановимся более детально на...;

- следующим вопросом является...;

- еще одним важнейшим аспектом изучаемой проблемы является.;

■ для выражения логических связей между частями высказывания:

- как показал анализ, как было сказано выше;

- на основании полученных данных;

- проведенное исследование позволяет сделать вывод;

- резюмируя сказанное;

Письменная речь требует использования в тексте большого числа развернутых предложений, включающих придаточные предложения, причастные и деепричастные обороты. В связи с этим часто употребляются составные подчинительные союзы и клише:

- поскольку, благодаря тому, что, в соответствии с.;

- в связи, в результате;

- при условии, что, несмотря на.;

- наряду с., в течение, в ходе, по мере.

Необходимо определить основные понятия по теме исследования, чтобы использование их в тексте курсового проекта было однозначным. Это означает: то или иное понятие, которое разными учеными может трактоваться по-разному, должно во всем тексте данной работы от начала до конца иметь лишь одно, четко определенное автором курсовой работы значение.

5. ПРОЦЕДУРА ЗАЩИТЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект, выполненный с соблюдением рекомендуемых требований, оценивается и допускается к защите. Защита должна производиться до начала экзамена по дисциплине.

Выполненный курсовой проект сдается руководителю на проверку.

Требования к защите курсового проекта отражены в Локальном акте № 121

 

Приложение 1

Примерный перечень тем курсовых проектов

 

1. Проектирование скальчатого кондуктора с пневматическим зажимом для обработки детали «Втулка».

2. Проектирование скальчатого кондуктора с пневматическим зажимом для обработки детали «Сопло».

3. Проектирование скальчатого кондуктора с пневматическим зажимом для обработки детали «Валик».

4. Проектирование скальчатого кондуктора с пневматическим зажимом для обработки детали «Упор».

5. Проектирование скальчатого кондуктора с пневматическим зажимом для обработки детали «Серьга».

6. Проектирование сверлильного поворотного приспособления с пневматическим зажимом для обработки детали «Корпус».

7. Проектирование сверлильного поворотного приспособления с пневматическим зажимом для обработки детали «Поводок».

8. Проектирование сверлильного поворотного приспособления с пневматическим зажимом для обработки детали «Фланец».

9. Проектирование сверлильного поворотного приспособления с пневматическим зажимом для обработки детали «Валик».

10. Проектирование сверлильного поворотного приспособления с пневматическим зажимом для обработки детали «Втулка».

11. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с вертикальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Валик».

12. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с вертикальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Упор».

13. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с вертикальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Сопло».

14. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с вертикальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Корпус».

15. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с вертикальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Опора».

16. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с горизонтальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Валик».

17. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с горизонтальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Поводок».

18. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с горизонтальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Втулка».

19. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с горизонтальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Опора».

20. Проектирование фрезерного поворотного приспособления с горизонтальной цангой с пневматическим приводом для обработки детали «Корпус».

21. Проектирование фрезерного приспособления, работающего на разжим, с пневматическим приводом для обработки детали «Втулка».

22. Проектирование фрезерного приспособления, работающего на разжим, с пневматическим приводом для обработки детали «Корпус».

23. Проектирование фрезерного приспособления, работающего на разжим, с пневматическим приводом для обработки детали «Фланец».

24. Проектирование фрезерного приспособления, работающего на разжим, с пневматическим приводом для обработки детали «Корпус».

25. Проектирование фрезерного приспособления, работающего на разжим, с пневматическим приводом для обработки детали «Корпус».

26. Проектирование фрезерного многоместного приспособления с пневматическим приводом для обработки детали «Втулка».

27. Проектирование фрезерного многоместного приспособления с пневматическим приводом для обработки детали «Опора».

28. Проектирование фрезерного многоместного приспособления с пневматическим приводом для обработки детали «Пята».

29. Проектирование фрезерного многоместного приспособления с пневматическим приводом для обработки детали «Упор».

Приложение 2

Форма календарного плана выполнения курсового проекта

СПб ГБ ПОУ «МАЛООХТИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

выполнения курсового проекта

Обучающийся_______ курса_________ группы _________________________________

Ф.И.О.

По теме ___________________________________________________________________

№ этапа работы	Содержание этапов работы	Плановый срок выполнения этапа	Планируемый объем выполнения этапа, %	Отметка о выполнении этапа
1.	Подготовка раздела «Введение».		5
2.	Сбор материала по разделу • Определение метода и последовательности обработки поверхности, обеспечивающих экономическую точность		5
3.	Сбор материала по разделу • Обоснование выбора оборудования режущего и вспомогательного инструмента, назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления.		5
4.	Разработка схемы базирования заготовки.		5
5.	Расчет погрешности базирования заготовки.		5
6.	Расчет требуемого усилия зажима заготовки.		20
7.	Расчет надежности закрепления заготовки.		10
8.	Составление списка источников и литературы.		5
9.	Выполнение графической части курсового проекта.		30
10.	Подготовка отзыва руководителя курсового проекта.		5
11.	Защита курсового проекта.		5

Обучающийся             подпись                                                                    И.О. Фамилия

00.00.0000 г.

 

Руководитель            подпись                                                                              ____________

00.00.0000 г.

 

Приложение 3

 

Образец титульного листа курсового проекта

СПб ГБ ПОУ «МАЛООХТИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ