Материал: Курсовое проектирование по автоматизации, робототехнике и ГПС кузнечно-штамповочного производства. Антонов С.И., Бойко А.Ю

шага подачи к геометрическому характеризует относительное упругое скольжение

Величина относительного упругого скольжения зависит от ряда постоянных и переменный факторов. К постоянным факторам относят материал и толщину ленты, давление в паре «валок—лента», коэффициент трения скольжения пары «валок—лента», диаметр валка и некоторые другие, которые практически не влияют на погрешность шага подачи, так как вызванное ими уменьшение шага имеет постоянную величину и компенсируется регулировкой шага подачи при настройке подающего устройства.

Переменным фактором, вызывающим изменение относительного упругого скольжения и влияющим на погрешность шага подачи, является усилие со­противления движению ленты, которое изменяется в процессе работы в определенных пределах в зависимости от размеров компенсационной петли ленты. Поэтому при оценке погрешности шага подачи учитывают только влияние упругого скольжения, вызванного изменением усилия сопротивления движению. Для случая прерывистой подачи стальной ленты с ускорениями ведущего валка, изменяющимися по косинусоиде или модернизированной синусоиде.

(29)

Погрешность шага подачи h для заданного режима работы характеризуется полуразностью предельных его значений

При отсутствии динамического проскальзывания ленгы относительно ведущего валка и минимальном относительном упругом скольжении максимальное значение шага подачи

где Н₂ = 0,5D₁φ₅ - геометрическое значение шага подачи, которое при расчете погрешности принимают равным номинальному шагу подачи.

Минимальное и максимальное значения относительного упругого скольжения определяют по зависимостям (29):

В случае максимальный значений динамического проскальзывания и упругого скольжения минимальное значение шага подач

где Н₁…Н₄ - перемещения ленты на отдельных стадиях цикла подачи.

С учетом полученных значений погрешности и минимального упругого скольжения для обеспечения требуемого номинального значения шага уточня­ют величину геометрического шага, на которую осуществляют настройку по­дающего устройства:

Перемещения ленты на отдельный стадиях цикла подачи и минимальный шаг подачи находят в определенной последовательности. Вычисляют угол по­ворота ведущего валка для заданной величины шага подачи ψ5 положение в

;

;

,

начале ψ₁ и в конце ψ₄ цикла подачи:

Затем рассчитывают радиус соединения ведущего валка с шатуном R₃ и радиус кривошипа привода ведущего валка R₁:

;

Значения безразмерных коэффициентов для заданного шага подачи буду составлять:

;

;

;

Зазоры между валками и лентой в краиних положениях ведущего валка в начале и в конце цикла подачи можно рассчитать по формулам соответственно:

;

;

далее определяют углы поворота приводного вала, соответствующие мо­менту зажима ленты в валках в начале цикла подачи α₀ и в начале согласованного движения ведущего валка и ленты α₁:

;

При получении результата α₁<β расчет следует прекратить, так как в этом случае тянущее усилие ведущего валка недостаточно для обеспечения нормальной работы подающего устройства в заданном режиме Угловое положение ведущего валка момент окончания динамического проскальзывания ленты

Скорость движения ленты в момент окончания динамического проскальзывания ленты в валках

Время динамического проскальзывания ленты относительно ведущего валка

Перемещение ленты в течение периода динамического проскальзывания

Угол поворота приводного вала, соответствующий моменту разжима ленты в валках в конце цикла подачи,

Угловое положение ведущего валка в момент разжима ленты в валках

Перемещение ленты в период согласованного движения валков и ленты

Скорость перемещения ленты в момент ее разжима в валках

Время движения ленты под действием сил инерции

Скорость движения ленты в момент схватывания ее тормозом

При получении отрицательного значения υ₃ следует принимать значение Н₄=0. а перемещение ленты под действием сил инерции определять по зависимости

При значении υ₃>0 перемещение ленты под действием сил инерции

Перемещение материала под действием сил инерции и сил сопротивления тормоза

Общее перемещение лента за цикл с учетом упругого скольжения

При получении неудовлетворительного значения H погрешность шага подачи может быть уменьшена при прочих одинаковых параметрах путем:

• увеличения радиуса кривошипа R₂;

• увеличения усилия зажима материата в валках N₁,

• использования для работы ленты повышенной точности с уменьшенным допуском на толщину;

• уменьшения эксцентриситета прижимного валка l₂ ;

• снижения силы тяжести лента компенсационной петли и ее колебания;

• снижения момента инерции прижимного валка.

4.7. РАСЧЕТ Н ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛКОВЫХ ПОДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ С ПРИВОДОМ ОТДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

При выполнении проектного расчета предварительно выбирают тип делительного механизма, характеризующийся такими параметрами, как передаточное отношение (число остановов выходного вала за его полный оборот), погрешность деления, безразмерный коэффициент ускорения выходного вала, угол поворота выходного вала, в течение которого осуществляется цикл подачи. По результатам расчета определяют потребный крутящий момент на выходном валу делительного механизма, с учетом которого подбирают конкретный типоразмер делительного механизма с его габаритными и присоединительными размерами.

Определение необходимого крутящего момента на выходном валу делительного механизма.

Исходя из величины шага и передаточного отношения намеченного к установке типа делительного механизма, определяют предварительный диаметр внешенего валка

Диаметр прижимного валка D₂ принимают минимальным из расчета обеспечения необходимой жесткости оси валка и установки в него подшипников качения.

С учетом принятых в результате конструктивной проработки геометрии валков и их длин определяют моменты инерции ведущего J₁ и прижимного J₂ валков.

Дальнейший расчет выполняют в следующем порядке.

Рассчитывают максимальное угловое ускорение выходного и прижимного валков делительного механизма:

;

;

где Q — безразмерный коэффициент ускорения принятого закона движения выходного вала делительного механизма; α₃— угол поворота приводного вала, за который осуществляется цикл подачи материала.

Общую силу сопротивления перемещению ленты определяют по зависимостям:

;

Крутящие моменты, необходимые для сообщения требуемого ускорения ведущему валку М₁ и для преодоления сил сопротивления движению ленты М₂, рассчитывают по формулам:

;

;

Моменты трения в опорах качения ведущего и прижимного валков обычно не превышают 1 % от общего момента, и в данном расчете их не учитывают, так как принимают типоразмер делительного механизма с большим на коэффициент запаса крутящим моментом по сравнению с полученным расчетом.

Потребный крутящий момент на выходном валу делительного механизма

По полученному значению потребного крутящего момента и заданной частоте ходов автомата выбирают типоразмер делительного механизма.

Расчет погрешности шага подачи для заданного режима работы.

Погрешность шага характеризуется полуразностью его предельных значений:

Максимальное значение шага подачи соответствует минимальному отно­сительному упругому скольжению, максимальному углу поворота выходного вала делительного механизма (ψ5 + θ) и максимальным текущим значениям радиуса кривизны рабочей поверхности валка:

где θ — отклонение угла поворота выходного вала делительного механизма от номинального значения (погрешность деления); е₁ — эксцентриситет ведущего валка.

Минимальное значение шага подачи соответствует максимальному упругому скольжению, минимальному углу поворота выходного вала делительного механизма (ψ₅ - θ) и минимальным текущим значениям радиуса кривизны рабочей поверхности валка:

Предельные значения входящего в зависимости для Н_мах и Н_мin упругого скольжения S определяют по зависимости:

Значения безразмерного коэффициента n, учитывающего влияние эксцентриситета ведущего валка и передаточного числа делительного механизма на погрешность шага подачи приведены ниже:

После подстановки предельных значений шага подачи получаем погрешность шага подачи

По расчетным значениям погрешности и минимального упругого скольжения уточняют геометрическое значение шага подачи, по которому определяют необходимый диаметр ведущего валка

;

где .

Полученный расчетным путем диаметр ведущего валка уточняют по результатам пробной штамповки.

При неудовлетворительном полученном значении h к погрешность шага подачи может быть уменьшена следующей корректировкой:

• увеличением усилия зажима материала в валках N₁;

• уменьшением эксцентриситета ведущего валка;

• снижением силы тяжести ленты компенсационной петли и его ко­лебания;

• снижением момента инерции прижимного валка.

Во всех случаях, увеличивая усилие N₁ зажима материал в валках, необходимо помнить о возможной пластической деформации подаваемого материала. Поэтому следует осуществлять проверку на контактное напряжение смятия, особенно при подаче мягкого материала, например алюминия.

Максимальное контактное напряжение смятия 0тах при взаимодействии цилиндра с плоскостью можно определить по формуле Герца

где μв, μм — коэффициент Пуассона для материала соответственно валка и подаваемого материала; Ев, Ем — модуль упругости материала соответственно валка и подаваемого материала.

5. ШИБЕРНЫЕ ПИТАТЕЛИ

Шиберные питатели применяют для перемещения ПО от места загрузки к рабочей зоне обработки в направлении, совпадающем с направлением движения шибера. При несовпадении этих направлений их применяют вместе с дру­гими питателями.