Розробка автоматичної роторної лінії складання деталей гідрозамка однобічного (стр. 15 из 17)
Перевірка умови збирання полягає у визначенні можливості з'єднання і фіксації складальних компонентів в одну з вимогами, пропонованими до даного складального з'єднання. Металеве розрізане кільце повинне після процесу складання розташуватися в канавці корпуса.
Для виконання складальної операції ротор повинний повідомляти осьовий рух деталям, що збираються. Подовжнє переміщення пристосуванню повідомляється, як правило, механічним кулачковим приводом через зубчасто-рейковий механізм. Характер і система привода залежить від технологічних, енергетичних витрат на операцію і величин робочих ходів інструмента.
При проектуванні системи приводів необхідно враховувати величину технологічних зусиль (механічний, гідравлічний або гідромеханічний привод).
Механічний кулачковий привод застосовують для забезпечення зусиль не більш 10...20 кН [4,7,32,33].
Гідравлічний привід робочого інструмента застосовують для забезпечення зусиль до 100...150 кН [4,7,32,33].
Гідромеханічний привод являє собою комбіновану конструкцію, кулачкова частина якого забезпечує підведення і відвід виконавчих органів, що не вимагає значних сил, а гідравлічна частина здійснює робочий хід. З застосуванням гідромеханічного привода скорочується витрата енергії і витрати часу при виконанні операції, а також стає можливим значне зниження необхідної витрати олії, подаваного насосом.
Застосування індивідуальних електродвигунів для кожного шпиндельного блоку виправдано при необхідності забезпечення великих зусиль різання. При цьому спрощується включення і вимикання шпинделів за рахунок включення електродвигунів тільки в робочому секторі ротора. Це дозволяє виключити застосування муфт включення і повзунів. Для харчування індивідуальних електродвигунів застосовують нерухомий колектор із секторними шинами.
Згідно п.3.3 зусилля, яких необхідно забезпечити для здійснення процесу складання корпуса і стопорного кільця, ~70 Н, отже, найбільше раціонально застосовувати механічний кулачковий привод.
У циліндричних роторах з механічним приводом, у яких прямолінійний робочий рух відбувається по утворюючого циліндра, повзуни переміщаються в напрямку, перпендикулярному до площини обертання, що найбільше зручно для повідомлення їм рухів від нерухомих копірів. Двосторонній циліндричний ротор з механічним приводом має центральний вал із закріпленими в його середній частині дисками (блокотримачі) з пазами для установки інструментальних блоків і два циліндричних барабани. У пазах барабанів співвісно з інструментальними блоками розташовані повзуни, що приводяться в рух роликами, що сковзають по нерухомих пазових або торцевих копірах, і з'єднані швидкозмінними байонетними замками в осьовому напрямку з рухливими інструментами. Щоб уникнути поломок механізмів при можливих перевантаженнях торцеві кулачки забезпечуються амортизаторами.
Спробою узагальнити досвід розрахунку кулачкових приводів з урахуванням особливостей машин роторного типу є розроблена методика [32,33]. Застосуємо її для розрахунку проектованого складального ротора.
Першою задачею проектування кулачкових механізмів привода робочого руху є вибір оптимального закону руху робочого органа в інтервалах часу підведення, відводу про технологічну операцію.
Згідно [32] для роторів з кулачковим приводом основного технологічного руху кращим є закон руху зі зміною прискорення по косинусоїді в інтервалах видалення і повернення. Цей закон у застосуванні до роторних машин-автоматів забезпечує мінімальну, у порівнянні з іншими законами, величину інтервалів переміщень.
tу=tв=
, хв,де tу – інтервал видалення робочого органа;
tв – інтервал повернення робочого органа;
Smax – величина повного переміщення, Smax=80 мм;
amax – максимальне значення прискорення, amax=2025 мм/хв2;
tу=tв=
хв.Відповідні кути:
,де n – число оборотів робочого ротора, n=1 про/хв;
º.Крім того, при зміні закону прискорень по косинусоїді порівняно зменшується тиск між кулачком і роликом (збільшується довговічність, термін служби), знижується максимальний момент, що крутить, для привода ротора в обертання і поліпшуються умови обробки профілю.
Для інтервалу технологічної обробки, що відповідає ділянці технологічного впливу на деталі, для операцій складання рекомендується закон зміни прискорень по синусоїді з двохперіодною тахограмою [33], що забезпечує до кінця інтервалу (операції) плавне зниження швидкості і прискорення робочого органа до нуля:
tр=
,де vmax – максимальне значення швидкості, vmax=300 мм/хв [33];
tр=
хв.Дані формули дозволяють конструкторові обґрунтовано розрахувати інтервали циклограми привода робочого руху за умови мінімальних витрат часу на рухи робочих органів.
Синтез механічних приводів робочого руху роторних машин не повинний обмежуватися вибором оптимального закону рухів по величинах мінімальних інтервалів кінематичного циклу. Поряд із задачею одержання високої продуктивності необхідно враховувати енергоємність привода транспортного руху.
Сила технологічного опору Рд для операції складання відповідає [33]: Рд= Рmax= const.
З огляду на необхідність розрахунку переходів кулачкової кривої (рис.4.5) по граничній величині прискорення, необхідно мати у виді, що кут підйому профілю кулачка в загальному випадку не повинний перевищувати деякого значення αmax з умов самогальмування (заклинювання).
З цих умов можна установити залежність між геометричними розмірами кулачка і технологічних параметрів процесу:
Lт≤lр·tgαmax або Lт≤
.Таким чином,
tр 
або tр 
.
Тому що для складання корпуса і стопорного кільця затрачається:
Tр=0,5 хв; Тк=0,943 хв; Тт=0,710 хв,
то одержуємо αmax=70º.
Отже, при діаметрі ротора Dо=576 мм
Lт≤
˚=932 мм, приймаємо Lт=80 мм.Переходячи до кутів повороту, маємо:
, 
˚=3,2радіан=185º, тобто ~185º. 
Рисунок 4.5 – Розгорнення кулачка робочого привода роторної машини
Вибір профілю кулачка привода визначається коефіцієнтами швидкості δ і прискорення ξ штовхальника:
і 
; 
, 
.Згідно [33] число оборотів ротора:
nр 
об/хв;
тому що згідно п.4.2 nр=1 об/хв, та вимога виконується.
Діаметр ротора [33]:
Dо=
,Dо=
мм.Число позицій ротора [3]:
uр=
;uр=
.Отримані значення необхідно порівняти з даними, розрахованими з технологічних і конструктивних умов (див. п.4.2). Результати порівнянь показують вірність прийнятих раніше величин параметрів.
Також підтверджується перевірка діаметра ротора згідно [33], де мінімальна величина діаметра вибирається в залежності від δ=2 і довжини технологічного ходу Smax=80 мм і складає 340 мм.
Основним елементом технологічного ротора є інструментальний блок, призначений для розміщення робочих органів і виконання основних і допоміжних операцій. У його корпусі, крім інструмента, розміщаються пристосування (направляючої втулки, фіксатори, кріпильні пристрої), взаємодія яких забезпечує обробку заготівель, подаваних у приймач блоку. Таким чином, інструментальні блоки, що представляють собою автономні комплекси "заготівля – інструмент – пристосування", визначають якість виготовлення виробів і є найважливішим і оригінальним конструктивним елементом ротора і лінії в цілому. Тому інструментальний блок повинний забезпечувати задану точність взаємного розташування робітника інструмента, мати необхідну міцність і твердістю, бути компактному і зручним у звертанні, мати мінімально можливу масу, бути швидкозмінним, дозволяти набудовувати інструмент.
З огляду на всі перераховані рекомендації, спроектована роторна машина, що має наступну конструкцію.
Технологічний ротор являє собою 2 циліндричних барабани 4 і блокотримач 3, жорстко закріплені на центральному валові 1, що встановлений у підшипникових вузлах 22 і 23. Обертання від головного вала передається за допомогою шпонок 19,20,21. Для збільшення твердості конструкції використовуються втулки 29 і 30.