Принцип роботи та критерії розвитку зубостругального верстата (стр. 2 из 3)
n14= (Zs/14) - 1
n14 - частота обертання колеса, що має 14 зубів, за час одного хитання складеного зубчастого контуру; Zs - число зубів замкнутого контуру:
Zs=196+98+2*28=350
Складене зубчасте колесо
Підставляючи в останню формулу дані, будемо мати
n14 = (350/ 14) - 1= 24 об /цикл.
Це означає, що за 24 частоти обертання колеса, що має 14 зубів, відбувається нарізування одного зуба на заготівлі. Знайдемо число обертів розподільного барабана Б, коли шестірня з 14 зубами зробить 24 об/цикл:
(32/16 44/60 60/64 2/66) - 1 оберт
Таким чином, за час одного хитання складеного колеса розподільний барабан зробить один оберт.
Знайти необхідну частоту обертання колеса із числом зубів, рівним 14, за час циклу нарізування одного зуба можна в такий спосіб: при внутрішнім зачепленні частота обертання її дорівнює (196/14) - 14, при зовнішнім зачепленні 98/14= 7. Коли відбувається перехід від внутрішнього зачеплення до зовнішнього й навпаки, зубчасте колесо z = 14, контактуючи із зубчастим колесом z = 56 (складені дві напівшестірні), працює як планетарна передача, що схематично показано на мал.4, де I - провідна ланка (водило); колеса із числом зубів 56 - нерухливе, а колесо з 14 зубами - ведене. Для знаходження передатного відношення колеса з 14 зубами складемо табл.2.
Таблиця 2 Визначення передатного відношення планетарної передачі
| Рух | Ланки системи | ||
| 1 | 56 | 14 | |
| е часткачасткаСумарне | +101 | +110 | +156/143 |
Отже, коли колесо із числом зубів 14 повністю дожене колесо із числом зубів 56, воно зробить три оберти. При додаванні знак мінус не враховують. Тоді частота обертання колеса із числом зубів z = 14 буде 14 + 7 + 3 = 24 об/цикл.
Гідропривід верстата. Верстат мод. 5А250 для виконання наступних робіт: затискача колеса, що нарізується, на оправленні, перемикання фрикційної муфти, робочого й холостого ходів, підведення й відводу стола й рахунку циклів для вимикання верстата після нарізування всіх зубів колеса. Гідропривід складається з нормалізованих вузлів і працює на мінеральному маслі марки Турбінне 22.
Технологічні можливості верстата характеризуються наступними даними:
Найбільший модуль коліс, що нарізуються, у мм 8
Найбільша довжина утворюючого зубчастого колеса, що нарізується, у мм 57
Кут ділильного конуса зубчастих коліс, що нарізуються,°14 2/ _ 75С 58°
Найбільше передатне відношення ортогональних передач, що нарізується, 4:1
Найбільший діаметр початкової окружності зубчастого колеса, що нарізується, при найбільшому передатному відношенні в мм 500
Найбільша довжина зуба, що нарізується, у мм 22
Числа зубів коліс, що нарізується, 10-80
Габарити верстата в мм:
у плані 1100*1540
висота 1310.
2. Розрахунок критеріїв
2.1 Критерії розвитку технічних об'єктів
Серед параметрів і показників, що характеризують будь-який технічний об'єкт, завжди є такі, які протягом тривалого часу мають тенденцію монотонної зміни або тенденцію підтримки на певному рівні при досягненні своєї межі. Ці показники всіма усвідомлюються як міра досконалості й прогресивності, і вони впливають на розвиток окремих класів технічних об'єктів і техніки в цілому.
Такі параметри й показники називають критеріями розвитку технічних об'єктів. Про їхню важливість можна судити по тім факті, що технічний прогрес в області будь-яких технічних об'єктів звичайно полягає в поліпшенні одних критеріїв без погіршення (у всякому разі без значного погіршення) інших. При формуванні системи критеріїв розвитку повинен задовольнятися ряд умов:
вимірності: за критерій розвитку може бути прийнятий тільки такий параметр технічного об'єкта, що допускає можливість кількісної оцінки по одній зі шкал вимірів;
порівнянності: критерій розвитку повинен мати таку розмірність, що дозволяє зіставляти технічні об'єкти різних часів і країн;
виключення: за критерії розвитку можуть бути прийняті тільки такі параметри технічного об'єкта, які в першу чергу характеризують його ефективність і впливають;
мінімальності й незалежності: вся сукупність критеріїв розвитку повинна містити тільки такі критерії, які не можуть бути логічно виведені з інших критеріїв і не можуть бути їхнім прямим наслідком.
Оцінка технічного рівня і якості виробу здійснюється шляхом порівняльного (порівняльного) аналізу в наступному порядку:
вибирається базовий виріб (ідеальний варіант, аналог або прототип);
виявляються чисельні значення основних техніко-екологічних показників оцінюваного й базового виробів:
розраховуються рівні відносних показників технічного рівня і якості;
розраховується величина узагальнених показників технічного рівня і якості виробів.
Слід зазначити, що головна умова порівняння оцінюваного й базового виробу - порівнянність елементів виробів, ідентичність функціонального призначення.
Як базовий виріб для зіставлення вибирають найкращий, реальний зразок даного виду й типорозміру виробів, наявний у світовій практиці. Він може бути як вітчизняним, так і закордонним і йменується аналогом. Іноді при рішенні завдань по модернізації виробів даного виду як базовий виріб приймають вироби-прототип, що вдосконалюється шляхом усунення наявних недоліків.
В окремих випадках як базовий виріб може бути прийняте встаткування майбутнього - ідеальний варіант. Показники, що характеризують ідеальний варіант по технічному рівні і якості, розраховуються, виходячи із законів розвитку техніки даного виду за критеріями розвитку.
При оцінці технічного рівня і якості виробів значення основного розмірного параметра (продуктивність, робоча поверхня, корисний обсяг і т.д.) не повинні відрізнятися від такого для базового виробу більш ніж на 20%.
2.2 Розрахунок
Таблиця 1. Технічні характеристики
| Рік | Найбільше число зубів | Найбільша ширина зубчастого вінця, мм | Найбільший модуль коліс, що нарізується, мм | Число подвійних ходів повзуну (різця, супорта) у хвилину |
| 1969 | 200 | 80 | 8 | 76-450 |
| 1975 | 100 | 150 | 16 | 30-307 |
| 1980 | 200 | 80 | 10 | 76-450 |
| 1985 | 300 | 270 | 30 | 17-127 |
| 1989 | 100 | 18 | 2.5 | 100-810 |
| 1990 | 200 | 80 | 10 | 48-400 |
| 2000 | 100 | 150 | 16 | 34-167 |
| 2004 | 300 | 270 | 30 | 17-127 |
Таблиця 2.
| Рік | Потужність електродвигуна, кВт | Вага, кг | Габаритні розміри, мм | ||
| Довжина | ширина | Висота | |||
| 1969 | 5,35 | 7400 | 2200 | 1600 | 1600 |
| 1975 | 6 | 12200 | 2700 | 2270 | 1950 |
| 1980 | 5,9 | 8700 | 2200 | 1600 | 1600 |
| 1985 | 5,35 | 19000 | 3725 | 2920 | 2405 |
| 1989 | 7,5 | 2460 | 1690 | 930 | 1200 |
| 1990 | 12 | 8750 | 2885 | 1980 | 2570 |
| 2000 | 12 | 15100 | 3235 | 2530 | 2200 |
| 2004 | 13 | 19000 | 3785 | 2780 | 2405 |
Аналізуючи представлені дані, можна скласти номенклатуру критеріїв розвитку зубостругальних верстатів. Зробимо розрахунок досліджуваних критеріїв, результати обчислень яких представлені в таблиці 2.
1. Питома матеріалоємність.
Км = М / N
де: Км - питома матеріалоємність. (кг / мм)
М - маса (кг)
N - величина головного параметра (мм).
2. Питома енергоємність.
Еу = P / N
де: Еу - питома енергоємність (кВт/м);
P - потужність (кВт);
N - величина головного параметра (м).
3. Питома площа, займана верстатом.
Sy = S / En
де: Sy - питома площа займана Т.о. (м2/ м)
S - площа займана верстатом (м2)
En - одиниця головного параметра (м)
4. Одиниця потужності електродвигуна, що доводиться на одиницю маси верстата.
Таблиця 2. Критерії розвитку.
| Рік | Питома матеріалоємність,кг/мм | Питома енергоємність,квт/м | Одиниця потужності на одиницю маси, Вт/кг | Питома займана площа, м2/м |
| 1969 | 120 | 66,9 | 0,72 | 80 |
| 1975 | 81,3 | 71,3 | 0,88 | 40,86 |
| 1980 | 108,8 | 66,5 | 0,6 | 44 |
| 1985 | 70,4 | 48 | 0,54 | 40,29 |
| 1989 | 136,7 | 89 | 4,47 | 87,3 |
| 1990 | 109,4 | 59 | 1,37 | 71,4 |
| 1994 | 100,7 | 70 | 0,79 | 54,6 |
| 1995 | 70,4 | 48 | 0,68 | 38,9 |
| 2005 | 90 | 60 | 1,9 | 53 |
2.3 Визначення зміни критеріїв
З огляду на зміну значень питомої енергоємності верстата, можна простежити тенденцію зниження даного параметра. За допомогою методу апроксимації можна зробити прогноз на 2005 рік, значення параметра складе 60 кВт/м.
За допомогою методу апроксимації тенденцій знаходимо рівень критерію в 2005 році. З певною часткою ймовірності ми можемо затверджувати, що значення критерію знизиться й складе 90 кг/мм.
Отримана крива свідчить про очевидний ріст одиниці потужності, що доводиться на одиницю маси зубостругального верстата. Вдаючись до допомоги методу апроксимації, можна припустити можливе значення даного параметра в 2005 році, що складе 1,9 Вт/кг.
Ріст потужності
За допомогою методу апроксимації тенденцій знаходимо рівень критерію в 2005 році. З певною часткою ймовірності ми можемо затверджувати, що значення критерію знизиться й складе 53 м2/м.