ŠIAULIŲ UNIVERSITETAS TECHNOLOGIJOS FAKULTETAS MECHANIKOS INŽINERIJOS KATEDRA TVIRTINU Katedros ved jas A. Sabaliauskas 2012 06 OŽINIS 20 T. KELIAMOSIOS GALIOS KRANAS Mechanikos inžinerijos bakalauro darbas Konsultantas doc. A. Kovierien Vadovas 2012 06 lekt. Z. Ramonas Atliko Recenzentas ŠU Technologijos fakulteto Mechanikos inžinerijos katedros Ved jas A. Sabaliauskas 2012 06 2012 06 M-8 gr. stud. L. Narbutas V. Arlauskas M. Bosas ŠIAULIAI, 2012 1
Turinys ĮVADAS...4 1. PAGRINDINIAI TECHNINIAI EKONOMINIAI RODIKLIAI...9 2. KONSTRUKTORINö DALIS...10 2.1. Ožinio krano sijos konstrukcin dalis (L.Narbutas)...11 2.1.1. Ožinio krano sijos paskirtis...11 2.1.2.Ožinio krano sijos varijantų analiz...12 2.1.3. Sijos konstrukcijos aprašymas...15 2.1.4.Sijos techniniai skaičiavimai...16 2.2. Ožinio krano pavaros konstrukcin dalis (V. Arlauskas)...18 2.2.1 Ožinio krano pavaros paskirtis...18 2.2.2 Ožinio krano pavaros variantų analiz...18 2.2.3 Ožinio krano pavaros techniniai skaičiavimai...23 2.2.4 Pavaros mechanizmo rato matmenų skaičiavimas...24 2.3. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo konstrukcin dalis (M. Bosas)...29 2.3.1. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo paskirtis...29 2.3.2. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo variantų analiz...30 2.3.3. Gaminio konstrukcijos aprašymas...34 2.3.4. K limo mechanizmo techniniai skaičiavimai...36 2.4. Medžiagų parinkimo pagrindimas...43 2.5. Suleidimų parinkimo pagrindimas...44 2.6. Mechatronikos sistemos...45 3. TECHNOLOGINö DALIS...47 3.1. Detal s pirštas technologin dalis (L.Narbutas)...47 3.1.1. Detal s pirštas technologiškumo analiz...47 3.1.2. Detal s pirštas ruošinio parinkimas...51 3.1.3. Technologinių bazių parinkimas...52 3.1.4 Detal s mechaninio kelio apdirbimo skaičiavimas...54 3.1.5. Užlaidų analitinis skaičiavimas...55 3.1.6. Pjovimo r žimų nustatymas...59 2
3.1.7 Technologinis proceso normavimas...64 3.2. Detal s velenas technologin dalis (V. Arlauskas)...69 3.2.1. Detal s velenas I technologiškumo analiz...69 3.2.2. Detal s pirštas ruošinio parinkimas...72 3.2.3 Technologinių bazių parinkimas...74 3.2.4 Detal s mechaninio apdirbimo kelio projektavimas...75 3.2.5 Užlaidų analitinis skaičiavimas...77 3.2.6 Pjovimo r žimų nustatymas...79 3.2.7 Technologinio proceso normavimas...86 3.3. Detal s velenas technologin dalis (M. Bosas)...95 3.3.1. Detal s velenas II technologiškumo analiz...95 3.3.2 Ruošinio parinkimas...98 3.3.3 Technologinių bazių parinkimas...99 3.3.4 Detal s mechaninio apdirbimo kelio projektavimas...100 3.3.5 Užlaidų analitinis skaičiavimas...102 3.3.6 Pjovimo r žimų skaičiavimas...106 3.3.7. Technologinio proceso normavimas...113 4. ŽMONIŲ IR APLINKOS APSAUGA...121 5. EKONOMINö DALIS...125 IŠVADOS...138 3
Lentelių sąrašas 1 lentel. Ožinio krano technin charakteristika...12 2.2.2.1 lentel. Technin informacija...24 2.2.2.2 lentel. Aplinkos sąlygos...24 2.4.1 lentel. Medžiagų parinkimas...46 2.5.1 lentel. Detalių suleidimai...47 3.1.1.1 lentel. Plieno C45 (EN 10 083 1) chemin sud tis...50 3.1.1.2 lentel. Plieno C45 (EN 10 083 1) mechanin s savyb s...50 3.1.1.3 lentel. Detal s darbo br žinio technologin kontrol...52 3.1.2 lentel. Užlaidos apdirbamiems paviršiams...54 3.1.4.1 lentel. Piršto apdirbimo technologinis maršrutas...58 3.1.5.1 lentel. Cilindrinių paviršių užlaidų skaičiavimas...60 3.1.5.2 lentel. Plokščių paviršių užlaidų skaičiavimas...61 3.1.6.1 lentel. Pjovimo r žimų skaičiavimo rezultatai...67 3.1.7.1 lentel. Techninio normavimo laikai...71 3.2.1.1 lentel. Plieno 40X chemin sud tis...72 3.2.1.2 lentel. Plieno 40X mechanin s savyb s...72 3.2.1.3 lentel. Detal s darbo br žinio technologin kortel...74 3.2.2.1 lentel. Užlaidos apdirbamiems paviršiams...75 3.2.4.1 lentel. Apdirbimo technologinis maršrutas...79 3.2.5.1 lentel. Cilindrinių paviršių užlaidų skaičiavimas...81 3.2.5.2 lentel. Plokščių paviršių užlaidų skaičiavimas...82 3.2.6.1 lentel. Pjovimo r žimų skaičiavimo rezultatai...88 3.2.7.1 lentel. Techninio normavimo laikai...97 3.3.1.1 lentel. Plieno 40X chemin sud tis...98 3.3.1.2 lentel. Plieno 40X mechanin s savyb s...98 3.3.1.3 lentel. Detal s darbo br žinio technologin kortel...100 3.3.2.1 lentel. Užlaidos apdirbamiems paviršiams...102 3.3.4.1 lentel. Veleno II apdirbimo technologinis maršrutas...104 3.3.5.1 lentel. Užlaidų ir ribinių matmenų apskaičiavimas cilindriniams paviršiams...105 3.3.5.2 lentel. Užlaidų ir ribinių matmenų apskaičiavimas plokštiems paviršiams...107 3.3.6.1 lentel. Pjovimo r žimų skaičiavimo rezultatai...115 3.3.7.1 lentel. Techninio normavimo laikai...123 5.1 lentel. Gaminio savikainos skaičiavimas...128 5.2 lentel. Projektavimo darbų laiko sąnaudos...129 5.3 lentel. Projektuojamo darbo apmok jimo sąnaudos...130 5.4 lentel. Gaminio projektavimo sąnaudos...130 5.5 lentel. Ruošinių gamybos technologijos darbo užmok sčio sąnaudos...131 5.6 lentel. Mechaninio apdirbimo technologijos darbo užmok sčio sąnaudos...131 5.7 lentel. Kitų technologinių procesų darbo užmok sčio sąnaudos...132 5.8 lentel. Gaminio technologinio parengimo sąnaudos...132 5.9 lentel. Pagrindinių medžiagų vert...133 5.10 lentel. Grįžtamūjų atliekų vert...133 5.11 lentel. Pagalbinių medžiagų vert...134 5.12 lentel. Įsigyjamų pusgaminių, komplektuojamų gaminių vert s skaičiavimas...134 5.13 lentel. Įrengimų poreikio ir jų galingumo skaičiavimas...135 5.14 lentel. Ilgalaikio turto nusid v jimo skaičiavimas...136 5.15 lentel. Vieno darbininko efektyvus metinis darbo laiko fondas...136 5.16 lentel. Pagrindinių darbininkų darbo užmokesčio skaičiavimas...137 5.17 lentel. Tiesioginių darbo užmokesčio išlaidų skaičiavimas...137 5.18 lentel. Vandens, kuris buvo sunaudotas gamybos tikslams išlaidų suvestin...138 4
5.19 lentel. Netiesiogin s darbo užmokesčio išlaidos...138 5.20 lentel. Išlaidos patalpų apšvietimui...139 5.21 lentel. Bendros ir administracin s sąnaudos...139 5.22 lentel. Atlyginimų ir socialinio draudimo sąnaudos...140 5
Paveikslų sąrašas 1 pav. Ožinis kranas...12 2 pav. Ožinio krano schema...13 2.1.1 pav. Ožinių kranų dvisijin s metalin s konstrukcijos...14 2.1.2.1 pav. Viensijin aliumin tilto konstrukcija...15 2.1.2.2 pav. Dvisijin plienin tilto konstrukcija...15 2.1.2.3 pav. Metalin tilto konstrukcija...16 2.1.2.4 pav. Santvarin plienin tilto konstrukcija...16 2.1.3.1 pav. Ožinis kranas...18 2.1.4.1 pav. Sijos skersinis pjūvis...19 2.2.2.1 pav. Mobilus ožinis kranas...21 2.2.2.2 pav. Konstrukcija su stabdžiais...22 2.2.2.3 pav. Konstrukcija su stabdžiais ir pak limo funkcija...22 2.2.2.4 pav. B ginis ožinis kranas...23 2.2.2.5 pav. Klasikinis ožinis kranas...25 2.2.3 pav. Pavaros kinematin schema...26 2.2.4.1 pav. Varančiojo rato mazgas...27 2.2.4.2 pav. Vežim lio ratas...28 2.2.4.3 pav. Varančiojo veleno skaičiavimo schema...29 2.3.1 pav. Krovinių k limo mechanizmas...32 2.3.2.1 pav. Vienab g elektrin grandinin tal...33 2.3.2.2 pav. Elektrin lynin tal...34 2.3.2.3 pav. Dviejų b gių elektrin tal...35 2.3.2.4 pav. Dviejų b gių elektrin lynin tal...35 2.3.3.1 pav. Pak limo mechanizmo kinematin schema...37 2.3.3.2 pav. Pak limo mechanizmo bendras vaizdas...38 2.3.4.1 pav. Variklio matmenys...39 2.3.4.2 pav. Plieninis lynas su plienine šerdimi...40 2.3.4.3.1 pav. Būgno konstrukcin schema...41 2.3.4.3.2 pav. Būgno schema...43 2.5.1 pav. Guolių žiedų ir su jais jungiamų detalių galimos tolerancijos...47 2.6.1 pav. Automatizuotas krano jud jimas...48 3.1.1.1 pav. Detal s eskizas su paviršiaus numeracija...51 3.1.2 pav. Štampuotas ruošinys...54 3.1.3.1 pav. Ruošinio bazavimo trijų kumštelių griebtuve schema...56 3.1.3.2 pav. Ruošinio bazavimo trijų kumštelių griebtuve schema 2...56 3.1.3.3 pav. Ruošinio bazavimo trijų kumštelių griebtuve skylių gręžimui ir sriegimui...57 3.1.3.4 pav. CNC VDF 450TM...57 3.1.6.1 pav. Tungaloy firmos tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L...62 3.1.6.2 pav. Spiralinis grąžtas su morz s kūgio kotu...65 3.2.1 pav. Detal s eskizas su paviršių numeracija...73 3.2.2.1 pav. Štampuoto plieno ruošinys...76 3.2.3.1 pav. Ruošinio bazavimo schema galinio paviršiaus apdirbimui I...77 3.2.3.2 pav. Ruošinio bazavimo schema galinio paviršiaus apdirbimui II...78 3.2.3.3 pav. Ruošinio bazavimas galuose...78 3.2.3.4 pav. CNC VDF 450 TM...78 3.2.6.1 pav. Tekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07...83 3.2.6.2 pav. Apdirbimo įrankis pirštin freza SED4200F L...86 3.3.1.1 pav. Detal s eskizas su paviršių numeracija...99 3.3.2.1 pav. Štampuoto ruošinio eskizas...101 3.3.3.1 pav. Detal s bazavimas...103 6
3.3.6.1 pav. Centarvimo grąžtas...109 3.3.6.2 pav. Tiesus atraminis aptekinimo peilis...111 7
ĮVADAS Kranas tai k limo įrenginys skirtas vertikaliam ir horizontaliam krovinių perk limui nedideliais atstumais. Kranai būna įvairių tipų: str liniai, tiltiniai, ožiniai. Šių kranų varomoji j ga gali būti elektros arba vidaus degimo varikliai. Įvairių pramon s šakų gamyklų vidaus transporte vieni iš labiausiai paplitusių kranų yra tiltiniai ir ožiniai kranai. Ožinių ir tiltinių kranų pagrindinis konstrukcinis skirtumas yra tas, kad ožinių kranų tiltas yra sumontuotas ant aukštų atramų kojų. Projektuojamo ožinio krano analogas pagamintas UAB Mechanika. Uždaroji akcin bendrov Mechanika gamybinę veiklą prad jo 1966 m. kaip Šiaulių remonto gamykla. Nuo 1969 m. įmon registruojama kaip Šiaulių bandomoji eksperimentin mechanin gamykla, o 1976 m. gamyklos pavadinimas pakeistas į Šiaulių eksperimentin gamykla Mechanika. Nuo 1990 m. įmon reorganizuota į valstybinę įmonę Mechanika. 1992 m. įmon privatizuota ir registruota kaip Akcin bendrov Mechanika, kuri 2001 m. reorganizuota į UAB Mechanika. Šio projekto pagrindinis uždavinys suprojektuoti ožinį kraną, kurio gamyboje būtų naudojami nauji šių dienų įrenginiai, technologijos ir naujausi techniniai sprendimai. Naudojant naujus agregatus ir medžiagas konstrukcijos suprojektuojamos mažesn s tačiau patikimesn s. Jos veikia tyliau, sumažinami besisukančių dalių virpesiai, d l to kyla komforto ir ergonomikos lygis darbo vietoje. Šiandienos įmon s, gaminančios ožinius kranus stengiasi kuo labiau tobulinti ir pl sti gaminių asortimentą. Projektuojant siekiama, kad įrenginys būtų patikimas ir tiktų įvairioms rinkos šakoms, pradedant smulkiais cechais ir baigiant stambiomis įmon mis kurių cechų plotas siekia tūkstančius kvadratinių metrų. Baigiamajame bakalauro suprojektuotas ožinis kranas, kurio keliamoji galia siekia 20 tonų. Šiame diplominiame darbe aprašoma gaminio paskirtis, pateikiama ožinių kranų variantų analiz, pasirinkto gaminio konstrukcijos aprašymas ir pagrindimas, pateikti k limo mechanizmo projektiniai skaičiavimai, taip pat ir ožinio krano eksploataciniai reikalavimai. Grafin je dalyje pateikiami variantų analiz s, surinkimo ir detal s br žiniai. Atlikti kinematiniai vežim lio pervažiavimo pavaros skaičiavimai. Nustatytos ir apskaičiuotos apkrovos veikiančios konstrukciją bei jų įtaka įrenginio darbui. Parinktas elektros variklis, reduktorius ir kiti standartiniai gaminiai. 8
1. PAGRINDINIAI TECHNINIAI EKONOMINIAI RODIKLIAI Projektuojamo krano jud jimo mechanizmas padeda transportuoti krovinius išilgai ir skersai cechų ar sand lių. Jis turi nesud tingą valdymo įrangą elektrinis valdymo pultelis. Priklausomai nuo atstumo tarp kojų ožinio krano pagalba galima transportuoti įvairius krovinius didelio ploto patalpuose. Ožinio krano pervažiavimas ir tal s pervažiavimas valdomi dažnio keitikliais. Tai padeda išvengti krovinio siūbavimo, bei tolygiai keisti krano greitį. Ožinio krano technin charakteristika Technin charakteristika Parametrai Keliamoji galia, kg 20000 Krano gabaritai, mm 52600x15310x15160 Kelio plotis, mm 32000 Maksimalus krovinio pak limo aukštis, mm 10500 Tal Modelis KVATB6635TpE3N K limo greitis, m/min 6 Krano pravažiavimo greitis, m/min 48 Eksploatacijos sąlygos Patalpa, laukas Valdymas Krano kabina Apkrova ratui, kn 71,5 Darbo režimas Vidutinis Krano mas, kg 100000 1 lentel 1pav. Ožinis kranas 9
2. KONSTRUKTORINö DALIS Projektuojamas ožinis kranas, krovinių k limo diapazone priskiriamas vidutiniams kranams. Jis patikimas, garantuoja aukštą darbų saugos lygį, kroviniai perkeliami greitai ir lengvai. To d ka kyla darbo našumas, maž ja techninio aptarnavimo išlaidos, maksimalų laiką, užtikrinamas nepertraukiamas darbo procesas. Krovinių k limo mechanizmas gali būti valdomas tiek laidiniu, tiek radijo bangomis valdomu pultu. Atliekamų judesių atžvilgiu ožiniai kranai yra analogiški tiltiniams kranams. Ožinių ir tiltinių kranų pagrindinis konstrukcinis skirtumas yra tas, kad ožinių kranų tiltas yra sumontuotas ant aukštų atramų kojų. Ožinis kranas sudarytas iš tilto (1), kurio viršumi b giais juda vežim lis (2), standartizuotų kojų (3), valdymo kabinos (4) ir krano pavaros (5) [16]. 2 pav. Ožinio krano schema Ožinis kranas naudojamas kroviniams kelti iki 20 tonų, tarpas tarp krano kojų 32 m., krano važiavimo greitis 48m/min. Didžiausias krovinio k limo aukštis 10,5 m. 10
2.1. Ožinio krano sijos konstrukcin dalis (L.Narbutas) 2.1.1. Ožinio krano sijos paskirtis Projekte nagrin jama ožinio krano dalis- tiltas (krano sija).atsižvelgiant į ožinių kranų paskirtį, keliamąją galią bei angos didumą,jų metalin s konstrukcijos (tiltai) gali būti dvisijin s ir viensijin s.dvisijin s ožinių kranų metalin s konstrukcijos yra santvarinio arba ištisinio tipo. a) b) 2.1.1 pav.ožinių kranų dvisijin s metalin s konstrukcijos: a) santvarinio; b) metalinio tipo. Santvarinio tipo ožinio kranų tiltų metalin s konstrukcijų sijos yra sudarytos iš dviejų vertikaliųjų ir dviejų horizontaliųjų santvarų. Ožinių kranų metalinių konstrukcijų sijų skerspjūviai dažniausiai yra d žut s formos. Kartais naudojamos taip pat ir dvit jinio skerspjūvio sijos. Mažos keliamosios galios ožinių kranų metalin s konstrukcijos vietoj dviejų pagrindinių sijų labai dažnai turi vieną siją.šiuo atveju visada naudojamos dvit jinio profilio valcuotos sijos. 11
2.1.2.Ožinio krano sijos varijantų analiz 2.1.2.1 Viensijin aliumin konstrukcija 2.1.2.1pav.Viensijin aliumin tilto konstrukcija Aliuminio tilto konstrukcijos ožinis kranas yra reguliuojamo aukščio. Vientisas aliuminis tiltas užtikrina krovinių k limą. Aliumin tilto konstrukcija apsaugo kraną nuo korozijos ir leidžia naudoti lauko darbams. Lengvasvoris dvit jinis profilis leidžia reguliuoti krovinio aukštį be papildomos įrangos.prikabinimo darbus gali atlikti vienas asmuo per keletą minučių. 2.1.2.2 Dvisijin plienin tilto konstrukcija 2.1.2.2pav. Dvisijin plienin tilto konstrukcija 12
Dvisijin s plienin s konstrukcijos tiltai naudojami sunkiems gaminiams pakelti. Naudojama geležinkelyje, sand liuose, dideliuose gamyklose.tokios konstrukcijos tiltai gali būti naudojami tiek lauke,tiek patalpose. 2.1.2.3 Metalin s konstrukcijos tiltas 2.1.2.3 pav.metalin tilto konstrukcija Metalin konstrukcijos ožinio krano tiltas gali atlaikyti dideles apkrovas (iki 100tonų), atstumas tarp kojų 40 metrų.naudojimo paskirtis kelkti stambių gabaritų ir svorių krovinius, darbo vieta laukas. 2.1.2.4 Santvarin plienin tilto konstrukcija 2.1.2.4 pav. Santvarin plienin tilto konstukcija 13
Santvarinio profilio tiltas pasižymi didesniu atsparumu apkrovoms, nei ištisinio metalinio profilio konstrukcijos tiltai, be to šis tiltas yra daug lengvesnis, kas leidžia sutaupyti l šas ir parinkti paprastesnį krano pervažiavimo mechanizmą. Išvada: nagrin jamos ožinių kranų tiltų konstrukcijos naudojamos įvairiuose srityse ir atitinka tam tikroms sąlygoms, tačiau turint konkretų nusakytą keliamo krovinio masę (20000kg) ir aprašytas darbo sąlygas galima teigti, kad metalin tilto konstrukcija tinka labiausiai. 14
2.1.3. Sijos konstrukcijos aprašymas 2.1.3.1pav. Ožinis kranas Priklausomai nuo ožinio krano darbo intensyvumo metalin ms konstrukcijoms turi būti apskaičiuotas statinis atsparumas didžiausioms apkrovoms. Statinis atsparumas skaičiuojamas pagal nepalankius derinius, kurie priklauso nuo darbo sąlygų tiek krano, tiek ir kitų skaičiuojamų elementų. Nepalankiais deriniais laikomi staigus krano sustabdymas esant pakeltam kroviniui arba staigus krovinio stabdymas nejudant kranui. 15
Sijos matmenų parinkimas: 2.1.4.Sijos techniniai skaičiavimai Sija pagaminta iš suvirintų tarpusavyje plokščių ir galuose remiasi prie jo pritvirtintos ožinio krano kojos. Sijos dalių medžiaga lakštinis plienas S235JR. Sijos reikalingas aukštis viduriniame skersjūvyje skaičiuojamas pagal nusakytą sąlygą: Čia L sijos ilgis,m. Priimtas aukštis H800 mm. 1 1 H ( ) L ; (2.1.4.1) 18 35 1 1 H ( ) 28000 1160 400mm. 18 35 Tam, kad užtikrinti pakankamą standumą sukimui sijos plotis vertinamas pagal vertikalias ašis parenkamas pagal salygas: L 28000 B 280mm 100 100 2.1.4.1pav. Sijos skersinis pjūvis 1-viršutin juosta; 2-sienel ; 3-apatin juosta Priimtas plotis B300 mm. viršutin s ir apatin s juostų storis 20 mm, vertikalių sienelių storis 8 mm. Juostų skerspjūvių plotai: 16
Bendras skerspjūvio plotas F224 F F F 2 cm Skaičiuojami statiniai momentai ašies Viso skerspjūvio statinis momentas. Svorio centro pad tis ašies x-x atžvilgiu. S S S 1 1 2 3 2 40 80cm 2 0.8 40 64cm 2 40 80cm x' x' atžvilgiu. 2 3 80(40 1) 3120cm 64 20 1280cm 80 1 80cm 3 3 S4480 cm. S 4480 Z 0 20cm. F 224. 2 2 ;. 3 ; 2 ; 3 ; Svorio centras lieka figūros centre, kadangi viršutin ir apatin juostos turi vienodą išd stymą. Inercijos momentai ašies x-x atžvilgiu: I I I x1 x2 x3 3 40 1 2 4 + 80 (20 1) 28883.33cm ; 12 3 0.8 40 4 2 8533.33cm ; 12 3 40 1 2 4 + 80 (20 0.1) 28883.33cm. 12 4 Bendras skerspjūvio inercijos momentas I x 66299.99cm. Atsparumo momentas ašies x-x atžvilgiu Inercijos momentai ašies y-y ašies atžvilgiu: I I I W y1 y2 y3 I 66299.99 3 1658cm. 80 20 x x H Z 0 3 1 40 4 5333.33cm ; 12 3 40 0.8 2 4 2 + 64 17 18499.41cm ; 12 3 1 40 4 5333.33cm. 12 4 Bendras skerspjūvio inercijos momentas I y 25129.41cm. Išvada: B 300 280, patikrinus gauta, kad sąlyga yra tenkinama. 17
2.2. Ožinio krano pavaros konstrukcin dalis (V. Arlauskas) 2.2.1 Ožinio krano pavaros paskirtis Projektuojamoji viena iš ožinio krano dalių yra pavara, skirta kranui jud ti norima kryptimi. Pervažiavimo mechanizmai yra klasifikuojami pagal du pagrindinius požymius: a) pagal j gos šaltinį- į rankinius ir mašininius mechanizmus; b) pagal mechanizmo pastatymo vietą- į mechanizmus, sumontuotus pačiamę pervažiuojame objekte, ir į mechanizmus, montuotus šalia pervažiuojančio objekto. Neakcentuojant atskirų konstrukcinių savybių, visi k limo mašinų pervažiavimo mechanizmas turi šias pagrindines sud tines dalis: 1) variklį arba rankinio varymo įtaisą; 2) pavarą, jungiančią variklio ir važiuokl s ratų atitinkamus velenus; 3) stabdį. [5] ` 2.2.2 Ožinio krano pavaros variantų analiz Mobilus ožinis kranas k limo konstrukcija 1,0t, 1,5t, 3t. Mobili k limo konstrukcija yra puikus sprendimas, kai reikia pakelti, iškelti, iškrauti ar tiesiog perkelti krovinį tokioje vietoje, kur n ra sumontuotas k limo mechanizmas. Tokio tipo įrengimas gali atstoti daug brangesnį kraną bei sutaupyti pinigų. Jei krovimo darbai nevyksta kiekvieną dieną, tai - pats geriausias sprendimas [27]. 18
2.2.2.1 pav. Mobilus ožinis kranas Mobilus ožinis kranas turi ratus, kurių pagalba lengva manipuliuoti k limo konstrukcija riboto ploto erdv se. Įranga dažniau komplektuojama su rankine grandinine tale, rečiau su elektrine tale. Mobili k limo konstrukcija yra surenkama, tod l ją lengva transportuoti. Tiekiama 3 - jų tipų aliuminin mobilias k limo konstrukcijas: 1) 1,0 tonos perstumiama konstrukcija su stabdžiais (2.1.2 pav.); 2) 1,5 t. perstumiama konstrukcija su ratų pak limo funkcija (2.1.3 pav); 3) 3,0 t. stacionari dviguba konstrukcija (2.1.3 pav.). 2.2.2.2 pav. Konstrukcija su stabdžiais 2.2.2.3 pav. Konstrukcija su stabdžiais ir pak limo funkcija 19
Krano k limo galia ir jo konstrukcijos nestabilumas leidžia teigti, kad nagrin jamas analogas neatitinka keliamų reikalavimų k limo galia tik iki 3t, galimas darbas tiek lauke tiek patalpoje [27]. B giniai ožiniai kranai Ožiniai kranai su b gine vaziuokle (RMG Konecranes ožiniai kranai su b gine važiuokle (RMG) yra puikus pasirinkimas terminalams, kuriuose konteineriai kraunami iš sunkvežimių į traukinius ir atvirkščiai. B giais važin jantis ožinis kranas leidžia išvengti nereikalingo jud jimo ir leidžia geriau išnaudoti terminalo plotą. Konecranes RMG kranai leidžia greičiau jud ti traukiniams ir sparčiau aptarnauti sunkvežimius, tod l sumaž ja veiklos išlaidos. RMG kranai geriausiai tinka naudoti tais atvejais, kai už k limo greitį yra svarbiau sparčiai įkelti konteinerį į traukinį. 2.2.2.4 pav. B ginis ožinis kranas Vežim lis suprojektuotas taip, kad būtų lengva atlikti jo techninę priežiūrą, o aktyvioji krovinio valdymo sistema neleidžia kroviniui siūbuoti. Naujoviška vežim lio konstrukcija su papildomai išlyginamais ratais užtikrina tolygų ožinio krano ried jimą ir minimalų krano b gių d v jimąsi [28]. 20
Technin informacija: Apkrova po sk tikliu Iki 50 t. Tarpatramio diapazonas 19 50 m K limo aukštis 1 virš 3 (12,6 m) 1 virš 5 (18,4 m) Siekis Iki 15 m K limo greitis su kroviniu 30 m/min K limo greitis su tuščiu sk tikliu 60 m/min Vežim lio važiavimo greitis Iki 150 m/min Ožinio krano eigos greitis Iki 240 m/min Sukamasis vežim lis (įrengiamas atskiru užsakymu) 1 2 sūkiai 2.2.2.1 lentel Aplinkos sąlygos: 2.2.2.2 lentel Leidžiamasis v jo greitis eksploatuojant kraną 22 m/s Leidžiamasis v jo greitis neeksploatuojant krano Iki 40 m/s Aplinkos temperatūra -20 C...+50 C Santykinis dr gnis Iki 100 % B ginio krano konstrukcija nepilnai atitinka keliamus reikalavimus. Taip pat tokios konstrukcijos kranai yra gana brangūs, tod l n ra ekonomiškai efektyvūs. Klasikinis ožinis kranas Įmon gali pasiūlyti skirtingus pagal metalin s konstrukcijos tipus, ožinius kranus iki 100t keliamosios galios. Tai gali būti klasikiniai ožiniai kranai, ant keturių atramų, arba kranai ant dviejų atramų, turintys pranašumą dirbant su ilgais (virš 10m) kroviniais. Tokie kranai leidžia lengviau manipuliuoti ilgu kroviniu ant trumpos gemb s, d l to žymiai padid ja vykdomos operacijos greitis. Tokio tipo kranai dažniausiai naudojami metalo pardavimo ir sand liavimo įmon se, kur krovinio ilgis gali siekti 12 m ir daugiau [29]. 21
2.2.2.5 pav. Klasikinis ožinis kranas Priklausomai nuo poreikio galima pasiūlyti dvisijus arba viensijus ožinius kranus, su skirtingais gembių ilgiais. Ožinių kranų komponentų gamintojai - didelį patirtį sukaupusios vokiečių kompanijos SWF Krantechnik ir KULI Helmut Kempkes, kurios gali pasiūlyti platų techninių sprendimų ir krano galimybių spektrą. Ožinio krano pervažiavimas ir tal s pervažiavimas valdomi dažnio keitikliais. Tai padeda išvengti krovinio siūbavimo, bei tolygiai keisti krano greitį. Dažnio keitikliai žymiai pagreitina ožinio krano darbą, bei apsaugo jį nuo nereikalingų smūgių, prailgina eksploatacijos laiką, mažina priežiūros išlaidas. Kranas gali būti valdomas iš kabinos ar radijo pultu. Papildomai įmon gali pasiūlyti ožinių kranų pokraninių kelių montavimą ir remontą, bei prikabinamo inventoriaus gaminimą. Ožiniai kranai keliamosios galios iki 100t, tarpašinis atstumas iki 40, taip pat didelis k limo, pervažiavimo greičių bei darbo r žimų pasirinkimas [29]. Apžvelgus kranų pavarų variantus parenkame projektuojamam ožiniam kranui pavara su dviem motoreduktorius KUA 85A kurie pilnai atitinka krano važiuoklei keliamus reikalavimus. 22
2.2.3 Ožinio krano pavaros techniniai skaičiavimai Įvairiuose k limo mechanizmuose naudojamus ratus galima suskirstyti į tris pagrindines grupes: 1) dvibriaunius; 2) vienbriaunius; 3) lygius. Projektuojant buvo parinkti dvibriauniai ratai tai dažniausiai sutinkami kranų bei vežim lių ratai. Abiejuose rato ratlankio pus se yra briaunos, tod l kranai ar jų vežim liai taisyklingai ir saugiai pervažiuoja b giais. Ratų ried jimo paviršius gali būti cilindrinis, kūginis arba išgaubtas. Ratai su cilindriniais ried jimo paviršiais yra labiau jautrūs krano ar vežim lio važiuokl s persikreipimui. Esant krano ar vežim lio važiuokl s persikreipimui, cilindriniais ried jimo paviršiais ratai laikosi ant b gių tik briaunių d ka. D l to labai padid ja bendras važiuokl s pasipriešinimas jud jimui ir rato briaunos labai dyla. Be to, esant važiuokl s persikreipimui, ratai slysta skersai b gių. Esant šiam skersiniam slydimui, labiau dyla ratų cilindrinis paviršius. Ožinio krano vežim lio perstūmimo mechanizmo kinematin schema pateikta 2.2.3 paveiksle. Variklio veleno sukamasis judesys perduodamas per krumpliaračius ir ant tos pačios ašies sumontuotam ratui [5]. 2.2.3 pav. Pavaros kinematin schema 1- motoreduktorius; 2- ratas; 3- kruplin pavara 23
2.2.4 Pavaros mechanizmo rato matmenų skaičiavimas 2.2.4.1 pav. Varančiojo rato mazgas Mazgą sudaro varantysis ratas(1) sujungtas su velenu (2), kuris gauna sukamąjį judesį nuo variklio veleno per krumpliaratinę pavarą. Vežim lio varomųjų ratų sukimosi dažnis priklauso nuo parinkto variklio ir perdavimo skaičiaus. Parinktas motoreduktorius KUA 85A, kurio veleno sukimosi dažnis skaičiuojamas Čia: n 109,7aps / min, pavaros perdavimo skaičius u 16. [30]. var Skaičiavimai atliekami remiantis literatūra. Varomojo veleno kartu su ratu sukimosi dažnis nr - rato sukimosi dažnis, aps/min; n var - variklio sukimosi dažnis, aps/min; u - pavaros perdavimo skaičius. nvar n r. ( 2.2.4.1) u 24
109,7 n r 6,85aps / min. 16 Mazgą veikia vežim lio svoris, kuris tolygiai pasiskristo dviems ratams ir krovinio svoris. Krano keliamoji galia Q 200kN. Vežim lio svoris G vez apskaičiuojamas pagal formulę: ( 0,25...0,35 ) Q; G vez ( 2.2.4.2) čia 0,25... 0,35 vežim lio svorį įvertinantis koeficientas; Q - krano keliamoji galia, kn. Maksimali apkrova Pmax ( 0,25...0,35 ) 200 60kN. G vez P tenkanti vienam vežim lio ratui skaičiuojama pagal formulę: max ( G + Q) vez 4 ( 60 + 200) 1,1 ; 1,1 P max 71,5kN. 4 ( 2.2.4.3) 2.2.4.2 pav. Vežim lio ratas 25
Pagal maksimalią apkrovą nustatomas rato skersmuo. Priimtas skersmuo Įvertinus b gio plotį rato išdrožos plotis, kuria juda b gis, nustatomas pagal formulę: D 550mm. B b + 30; ( 2.2.4.4) čia b b gio plotis; b 140mm; B rato plotis, mm. Ašies skersmuo skaičiuojamas B 140 + 30 170mm. d ( 0,2...0,25) D; ( 2.2.4.5) ( 0,2...0,25) 550 121mm. d 2.2.4.3 pav. Varančiojo veleno skaičiavimo schema Bendras krovinio ir vežim lio svoris max Q G ; vez Smax apskaičiuojamas pagal formulę: S + ( 2.2.4.6) S 200 + 60 260kN. max Lenkimo momentas skaičiuojamas pagal: M I S max l ; ( 2.2.4.7) 4 čia l ašies ilgis tarp atraminių guolių, metrais. l 380mm 0,38m. 26
260 0,38 M I 24,7kNm. 4 Sukimo momentas M tenkantis varančiojo veleno ašiai skaičiuojamas pagal formulę: čia II M s S max M II T ; ( 2.2.4.8) S + P T variklio sukimo momentas l taeigiame reduktoriaus velene, knm; P j ga tenkanti guoliau kn. A max A Maksimalus sukimo momentas T (knm) l taeigiame velene skaičiuojamas pagal formulę: 30N T ; ( 2.2.4.9) π n r čia N elektros variklio galingumas, kw; n rato sukimosi dažnis, aps/min. r Pagal kataloga priimta motoreduktorius KUA 85A, kurio variklio galingumas N 9,2kW. 30 9,2 T 27,62kNm. 3,14 + 6,85 Tuomet sukimo momentas M II : 260 M II 27,62 20,22kNm. 260 + 75 Suminis momentas M sum skaičiuojamas pagal formulę: 2 2 2 2 M sum M II + M I 20,22 + 24,7 31,92kNm. Velenui parenkamas konstrukcinis plienas S235JR LST EN 100251. Šiam plienui leistina lenkimo riba σ 220MPa lenk. Faktinis lenkimo stiprumas skaičiuojamas: čia lenk σ σ ; ( 2.2.4.10) n k n įtempimų atsargos koeficientas; n 1,4; k skaičiuojamasis reikiamas koeficientas; k 2,4. 27
σ 220 65,48. 1,4 2,4 Veleno skersmuo skaičiuojamas pagal formulę: M sum d 3 ; (2.2.4.11) 0,1 σ 31,92 d 3 1,69m 169mm. 0,1 65,48 Atlikus skaičiavimus priimamas, kad veleno skersmuo d 170mm. 28
2.3. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo konstrukcin dalis (M. Bosas) 2.3.1. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo paskirtis 2.3.1 pav. Krovinių k limo mechanizmas Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo paskirtis, pakelti atitinkamo svorio bei matmenų krovinį ir transportuoti jį išilgai krano sijos į numatytą vietą. K limo mechanizmas projektuojamas atsižvelgiant į krovinių masę, jų k limo aukštį, bei krovinių k limo greitį. Nustačius tikslias krano darbo specifikacijas ir teisingai pasirinkus krano konstrukciją ženkliai sumaž ja išlaidos eksploatacijai ir ger ja atliekamų darbų efektyvumas.[4] Projektuojamas ožinis kranas, krovinių k limo diapazone priskiriamas vidutiniams kranams. Jis patikimas, garantuoja aukštą darbų saugos lygį, kroviniai perkeliami greitai ir lengvai. To d ka kyla darbo našumas, maž ja techninio aptarnavimo išlaidos, maksimalų laiką, užtikrinamas nepertraukiamas darbo procesas. Krovinių k limo mechanizmas gali būti valdomas tiek laidiniu, tiek radijo bangomis valdomu pultu. 29
2.3.2. Ožinio krano krovinių k limo mechanizmo variantų analiz Šių dienų k limo mechanizmų gamintojai ir platintojai siūlo begalę krovinių k limo mechanizmų variantų ir modifikacijų. Vartotojas rinkdamasis iš gausyb s variantų tur tų atsižvelgti ne tik į būsimo pirkinio kainą ar jo išvaizdą, bet ir į tai kokioje aplinkoje kranas bus eksploatuojamas, jei patalpose tai aktualu koks pastato aukštis, plotis, ilgis. O jei kranas bus eksploatuojamas lauke tai pagrindinis kriterijus yra keliamo krovinio svoris ir gabaritai. Nuo šių parametrų priklauso k limo mechanizmo tipo ar varianto optimaliausias pasirinkimas. I variantas - Vienab g elektrin grandinin tal (2.3.2.1pav.) [17]. 2.3.2.1pav. Vienab g elektrin grandinin tal K limo galia iki 2000 kg. Komplektuojama su valdymo pultu, dviejų k limo greičių su standartin mis k limo savyb mis. Privalumai: nedidelis svoris, paprastas servisas. Trūkumai: nedidel keliamoji galia, mažas k limo aukštis. 30
II variantas - Elektrin lynin tal (2.3.2.2 pav.) [17]. 2.3.2.2 pav. Elektrin lynin tal Šios tal s k limo galia 1000 kg, jos svoris 180 kg, k limo aukštis 6 metrai. Panaudojimo sritis: tokia tal naudojama automobilių surinkimo gamyklose, remonto cechuose kur nereikia didelios k limo galios ir didelio k limo aukščio. 31
III variantas - Dviejų b gių elektrin tal (2.3.2.3pav.) [19]. 2.3.2.3 pav. Dviejų b gių elektrin tal Tal s k limo galia nuo 50t iki 100 t. Tal su dviem k limo mechanizmais, važiuokl s šarnyriniai tvirtinimai, kurių d ka vežim lis lengvai prisitaiko ir juda sijų paviršiais. Panaudojimo sritis: ši tal naudojama gamyklose, jūrų uostose kur keliami didelių svorių kroviniai. Tokios k limo galios talę netikslinga naudoti smulkesn se įmon se, nes ji brangiai kainuoja, be to didel s elektros energijos sanuados. IV variantas - Dviejų b gių elektrin lynin tal (2.3.2.4 pav.) [18]. 2.3.2.4 pav. Dviejų b gių elektrin lynin tal 32
Šis krovinių k limo mechanizmas yra su dviejų b gių vežim liu, kurio d ka keliamas krovinys yra daug stabilesnis ir mažiau apkrauna karano konstrukcijas. Komplektuojamas su 4 arba 6 mygtukų valdymo pultais. Tal s keliamoji galia nuo 20 t. iki 32 t. K limo greitis V6m/min. Panaudojimo sritis: šios tal s panaudojimo sritis yra plati. Ji gali būti naudojama įvairiuose gamyklose, verslo įmon se, nes jose kroviniai neviršija 20t. Tokia tal gali būti naudojama tiek lauke tiek viduje. Išvados: Projektuojamam ožiniam kranui optimaliausias ir priimtiniausias variantas yra dviejų b gių elektrin lynin tal (2.3.2.4pav.), kadangi atitinka verslo įmonių poreikius ir techninius reikalavimus. Krovinių k limo mechanizmo konstrukcija puikiai tinka ožinio krano sijų konstrukcijoms, bei keliamam krovinio svoriui, kuris yra 20 tonų. 33
2.3.3. Gaminio konstrukcijos aprašymas Ožinio krano k limo mechanizmas skirtas darbui lauke ir patalpoje. Vežim lio jud jimo gretis V vež 40 m/min, k limo greitis V k l 6 m/min, Krano keliamojo galia 20000 kg. [18]. Krano konstrukcija sudaryta iš dviejų suvirintų sijų, kurios b giais juda krovinių k limo vežim lis. Krovinių k limo mechanizmo dalys pateiktos 2.3.3.2 paveiksle. Vežim lio eiga ribojama specialiais galiniais išjungikliais pajungtais ant tilto b gio išjungiančiais vežim lio pervežimo mechanizmą. Tilto galuose papildomai sumontuotos galin s atramos, o vežim lis turi specialius spyruoklinius buferius. Krovinio k limo vežim lis stabdomas trumpos eigos stabdžiu, variklio išjungimas kabliui pajud jus už ribin s pad ties vykdomas galiniu išjungikliu, kuris sujungtas su būgno ašimi. 2.3.3.1 pav.pak limo mechanizmo kinematin schema: 1 elektros variklis su stabdžiu; 2 reduktorius; 3 būgnas; 4 pakabos mazgas. 34
2.3.3.2 pav. Pak limo mechanizmo bendras vaizdas 1 reduktorius; 2 lyno guldytojas; 3 būgnas; 4 dantyta mova; 5 korpusas; 6 elektros variklis; 7 kablys. 35
2.3.4. K limo mechanizmo techniniai skaičiavimai 2.3.4.1 Krovinio k limo mechanizmo elektros variklio parinkimas [13]: Reikalingas maksimalus variklio galingumas: čia: Q 20000kg197 kn N max V 6m/min 0,1m/s krovinio k limo greitis; η 0.8; Q V k ; (2.3.4.1.1) η 197 0,1 N max 24,6kW. 0,8 Parinktas elektros variklis KV 6001-4 tipo, pagal LST EN ISO 34-7 standartą. Variklio techniniai duomenys: Galingumas N 25 kw; Sukimo dažnis n V 1400 aps/min; Mas m 230kg; Stabdymo momentas M s 380 Nm; Paleidimo momentas M p 400 Nm. 2.3.4.1 pav. Variklio matmenys 36
Skaičiuojama maksimali įtempimo j ga: čia: P lyno leistina nutrūkimo j ga; 2.3.4.2 Lyno parinkimas [14]: K lyno stiprumo atsargos koeficientas; Darbo režimui: K 5.5 P S ; (2.3.4.2.1) K čia: Q S ; (2.3.4.2.2) n η n polispasto šakų skaičius, priimtas n 4; η polispasto naudingumo koeficientas, priimtas η 0.95 197000 S 51842N 51,8 kn; 4 0,95 P 5,5 51,8 284,9 kn. Iš standartų lentel s LST EN ISO 2408 parenkamas plieninis lynas su plienine šerdimi 6x36 + IWR, lyno skersmuo d22mm., minimali nutraukimo j ga P l 305kN., vielų skaičius 265 vnt., svoris m l 202 kg/100m. 2.3.4.2 pav. Plieninis lynas su plienine šerdimi 37
2.3.4.3 Būgno parametrų skaičiavimas[12,13]: 2.3.4.3.1 pav. Būgno konstrukcin schema Būgno skersmuo skaičiuojamas pagal formulę: čia: D b e e ; (2.3.4.3.1) 1 2 d d 22 mm lyno skersmuo; e 1 darbo režimo koeficientas, parinktas e 1 25; e 2 lyno konstrukcijos koeficientas, parinktas e 2 0,9; D b 25 0,9 10,5 495mm. Padidinus būgno skersmenį, padid ja lyno ilgaamžiškumas, tad pagal rekomendacijas priimta D b 500mm. Maksimalus būgno skersmuo: Dmax (1,1 1,3) Db; (2.3.4.3.2) max 1,2 500 600 mm. Sriegio ilgis: l H t (Zd + Za + Zt); (2.3.4.3.3) čia: t sriegio žingsnis; Za atsarginių vijų skaičius, priimamas Za 1,5; Zt vijų skaičius lyno galo tvirtinimui, priimamas Zt 3,5; 38
t (1,10 1,23) d k ; (2.3.4.3.4) t (1,10 1,23) 22 25 mm. Zd darbo vijų skaičius: čia: Z d m H ; (2.3.4.3.5) π D b m polispasto šakų skaičius, m 4; H - k limo aukštis H11.5m Skaičiuojamas sriegio ilgis: Z d 4 11,5 30. 3,14 0,5 l H 25 ( 30 + 1,5 + 3,5 ) 875 mm. Būgno ilgis skaičiuojamas pagal formulę; L b l H +2 l nep + 2l p ; (2.3.4.3.6) l nep 0.8 22 18 mm; l nep 0,8d; (2.3.4.3.7) l p (1.0...1.2)d; (2.3.4.3.8) l p (1.0...1.2) 22 26 mm; L b 875 + 36 + 52 963 mm. 39
2.3.4.3.2 pav. Būgno schema Būgno sienelių storis: S max δ 0.95 ; (2.3.4.3.9) t σ g čia: S max maksimali lyną veikianti j ga; σ g - būgno medžiagos leistini gniuždymo įtempimai; S max Q / n 197 / 4 49,25kN. (2.3.4.3.10) Būgno medžiaga plienas C 35, σ g 127 MPa. δ 3 49,25 10.95 3 25 10 127 10 0 6 0.016m 16mm. Būgno sienelių stiprumo patikrinimas: σ k σ s n ; (2.3.4.3.11) ψ σ n 40
čia: n - minimalus atsargos koeficientas, plienui n 1,7; σ k - kritinis įtempimas; Ψ lyno deformacijos koeficientas; σ n - nominalinis įtempimas. δ δ σ k 0, 92Eb ; (2.3.4.3.12) l R H čia: E b būgno sienelių tamprumo modulis, E b 205900 MPa; l H 875 mm 0,875m; R D b / 2 500 / 2 250mm 0,250m; 0,016 0,016 σ k 0,92 205900 862MPa; 0,875 0,25 čia: σ n - nominalinis įtempimas σ S n max δ t ; (2.3.4.3.13) 3 49,25 10 σ n 123MPa. 3 3 16 10 25 10 Skaičiuojamas lyno deformacijos koeficientas: ψ 1+ 1 E S l E δt b l ; (2.3.4.3.14) 41
čia: E l lyno tamprumo modulis, E l 88260 MPa; S l lyno skerspjūvio plotas,s l 379,9 10-6 m 2. ψ 1 6 88260 379,9 10 1+ 3 205900 16 10 25 10 3 0,84. Patikrinamas : 355 σ s 3,4 > 0,84 123 n. Išvados: Atsargos koeficientas plienui priimtas teisingai, nes jis didesnis už minimalų atsargos koeficientą plienui. 42
2.4. Medžiagų parinkimo pagrindimas Gaminant 20 tonų ožinį kraną, pagrinde buvo naudojama valcuotas lakštinis plienas S235JR. Naudojamas statybose- įvairioms metalin ms konstrukcijoms, elementų ir detalių gamybai mašinų pramon je. Lakštai plieno kategorijų 2 ir 3 naudojami apkrautų ir neapkrautų, suvirintų ir nesuvirintų elementų, konstrukcijų, detalių gamybai, dirbančių teigiamoje temperatūroje; kategorijos 4 apkrautų suvirintų konstrukcijų, elementų gamybai, dirbančių prie kintančių apkrovų temperatūroje nuo 20 o C. Lakštai kategorijos 5, storis iki 10 mm, apkrautų suvirintų konstrukcijų, elementų gamybai, dirbančių prie kintančių apkrovų, temperatūrų intervale nuo 40 iki +425 o C; storis nuo 10 iki 25 mm - apkrautų elementų gamybai, dirbančių prie kintančių apkrovų teigiamoje temperatūroje, taip pat ir apkrautų suvirintų konstrukcijų gamybai, dirbančių temperatūrų intervale nuo 40 iki +425 o C intervale, su sąlyga garantuojant suvirinamumą. Medžiagų parinkimas Detal s Mežiaga Išvados 2.4.1 lentel Velenai ir kiti kaiščiai Plienas 40X ( LST EN 10084-2) Detal s iš šio plieno yra pagaminamos daug tikslesneis matmenimis, nes šis plienas yra apdirbamas tremiškai. Šis plienas atlaiko daug didesnes apkrovas. Kitos tekinamos detal s Plienas C45 (LST EN 10083-1) Šias detales būtu galima gaminti iš plieno 40 arba 40X. Šios dvi medžiagos yra beveik identiškos plienui C45, tačiau plienas 40 ir 40X yra žymiai brangesnis. Virinamos konstrukcijos Lakštinis plienas S235JR Šis karštai valcuotas lakštinis plienas buvo pasirinktas d l gerų suvirinimo savybių apkrautoms konstrukcijoms. 43
2.5. Suleidimų parinkimo pagrindimas Projektuojant ožinį kraną suleidimai buvo taikomi pavaroms jungti. Mašinų surinkimo požiūriu pagrindiniai jungiamieji paviršiai yra išorinio žiedo išorinis paviršius D, vidinio žiedo vidinis paviršius d ir galiniai žiedų paviršiai. Ried jimo guolių žiedų suleidimai gaunami keičiant veleno skersmens ir korpuso skyl s skersmens ribinius matmenis. Paties guolio tolerancijos laukas nekintamas ir priklauso nuo jo tikslumo. 2.5.1 pav. Guolių žiedų ir su jais jungiamų detalių galimos tolerancijos Detal Guolis velenas Guolis guoliaviet Ratas velenas Krumpliaratis - velenas Detalių suleidimai Suleidimas H8 - m7 K7 h6 M8 h7 H7 s7 2.5.1 lentel 44
2.6. Mechatronikos sistemos Tipinis krano valdymo pritaikymo atvejis yra ožinis kranas. Šiuo atveju krano valdymas gali būti naudojamas ne tik eigos ašims, bet ir keltuvo ašiai. Eigos ašies jud jimo atstumas turi būti ribojamas galinio išjungiklio. Paprastai be ribojimo jungiklio būna instaliuotas ir greičio mažinimo jungiklis, skirtas mažinti greičiui eigos atkarpai einant į pabaigą. Saugumo sumetimais ribojimo jungikliai taip pat turi būti stebimi. Apkrovimo valdomas greičio mažinimas optimizuoja keltuvo ašies galios naudojimą. Pavaros sprendimas, naudojant MOVIDRIVE yra pagrįstas krano valdymo pritaikymo moduliu. Krano valdymo pritaikymo modulis yra programin s įrangos MOVITOOLS komponentas ir gali būti įjungtas iš karto, įsigijus licenciją. Patogi naudoti sąsaja instruktuoja Jus parametrų įvedimo proceso metu. Jums reikia įvesti tik tuos parametrus, kurie reikalingi Jūsų pritaikymui, pvz., fiksuotos nustatytos reikšm s, nuožulnumas ir greitis. Pritaikymo modulis naudoja šiuos parametrus, kad sukurtų valdymo programą ir įkrautų ją į keitiklį. Tada MOVIDRIVE perima visą jud jimo procesų valdymą. Jūs taip pat turite galimybę pasirinkti keitiklio valdymą naudojantis kintamo greičio pasirinkimu arba fiksuotomis nustatytomis reikšm mis. 2.6.1 pav. Automatizuotas krano jud jimas 45
Automatizavimo privalumai: Daugiafunkciškumas. Paprasta naudoti sąsaja. Reikia įvesti tik parametrus, reikalingus konkrečiam pritaikymo atvejui. Vartotojui patogios pritaikymo programos instruktuoja Jus parametrų įvedimo proceso metu, tod l n ra komplikuoto programavimo būtinyb s. Nereikalinga jokia programavimo patirtis. Nereikia daug laiko susipažinti su sistema. Pasirenkamas valdymas nuo žem s arba radijos bangomis. Visiškas jud jimo valdymas atliekamas per IPOS PLUS programą, esančią MOVIDRIVE įrenginyje. Galinio išjungiklio valdymas ir krovinio atpažinimas. 46
3. TECHNOLOGINö DALIS 3.1. Detal s pirštas technologin dalis (L.Narbutas) 3.1.1. Detal s pirštas technologiškumo analiz Gaminama detal - pirštas. Detal je n ra labai sud tingų paviršių, bei keliamų aukštų reikalavimų, tod l ji bus nesunkiai apdirbama standartiniais ir specialiais pjovimo įrankiais. Detal gaminama iš plieno C45 (LST EN10 083-1). Plieno C45 chemin sud tis ir mechanin s savyb s pateiktos lentel se 3.1.1.1 ir 3.1.1.2. 3.1.1.1.lentel Plieno C45 (LST EN 10 083-1) chemin sud tis. C,% Si,% Mn,% S,% P,% Ni,% Cr,% Ne daugiau 0.40-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 0.045 0.045 0.30 0.30 δ y, Mpa Plieno C45 (LST EN 10 083-1) mechanin s sąvyb s. 3.1.1.2.lentel. δ u, Mpa δ µ, % Z, % KCU, HB ( ne daugiau) 2 Ne mažiau J / m Karštai atkaitintas valcuotas 355 600 16 40 49 241 197 Čia: δ y -takumo riba; δ u - stiprumo riba tempiant; δ µ -bandinio santykinis ištysimas; Z- santykinis bandinio skerspjūvio susitraukimas, nutraukimo vietoje; KCU- smūginis tąsumas tiriant bandinius su U tipo koncentratoriumi; HB- kietumas pagal Briunelį; 47
Šią detalę būtų galima gaminti ir iš plieno 40 arba plieno 40X. Šios dvi medžiagos yra beveik identiškos plienui 45, tačiau plienas 40 yra žymiai brangesnis, o plienas 40X yra apdirbamas termiškai, kas v liau itakoja tikslesnius matmenis ir užima daugiau laiko. Įrankiai laisvai prieina prie visų detal s plokštumų. Apdirbimui užtenka minimalaus kiekio pjovimo įrankių. Technologiniam apdirbimui paviršiai pažym ti skaičiais, paviršių numeracija pateikta 2.1.pav. Reikia: 1) Sumažinti anglies kiekį nuo 3-4% iki 1,5% ir mažiau. 2) Pašalinti (sudarant šlaką) Si, Mn, P ir kitas priemaišas, kurių bendras kiekis ketuje sudaro apie 1%. 3) Prid ti legiruojančių priedų ( Cr, Mn,Ni, V, Mo, W ir kt.), kerie suteikia plienui reikiamas savybes. 3.1.1.1.pav. Detal s eskizas su paviršiaus numeracija 48
Detal s darbo br žinyje yra nurodyti visi reikalingi duomenys su reikiamomis nuokrypomis, paviršių šiurkštumais. TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJUS Detal s darbo br žinio technologin kontrol 3.1.1.3.lentel ATITIKIMAS TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJAMS 1. Reikalingi matmenys. Visi reikalingi matmenys yra. 2.Atitikimas tarp matmenų tikslumo ir paviršiaus Atitinka Ø100h10( 0 0, 14 )Ra6,3 glotnumo. 3.Vaizdai ir pjūviai. 4.Matmenų atitikimas standartinei eilei. R5: 40;100; R10: 20;R2;R5;M12; R20: 71;90 ; R40: 130 Papildomos vert s:70 5.Matmenų išd stymas pagal koordinačių ašis. 6.Technin s sąlygos (po br žinio). 7.Matmenų matavimas. 8. Medžiagos parinkimas. Plienas 45 9. 2.Pasvirę paviršiai. Nuožulos (5 45 ) 10. Baz s. Nesud tingos 11. Detal s standumas: 71 0.6 l/d vid. <10-detal standi. 115 l-detal s ilgis; Detal yra standi. d vid. -vidutinis detal s skersmuo. 12. Terminio apdirbimo rūšis. N ra 13. Specialių technologinių operacijų reikalingumas. Ø130 Vienas pjūvis D-D. Visi vaizdai pavaizduoti. Pagal 3 koordinačių ašis. 1.Informaciniai matmenys. 2.Ribin s nuokrypos ISO2768 vidut. Sud tingiau pamatuoti tarašinius atstumus tarp skylių. 14. Simetrijos ašys ir plokštumos 3koordinačių ašys ir 2 plokštumos. 15. Ar detal s konstrukcijos forma nesudarys Nesudarys papildomų sunkumų gaminant ruošinį. 16. Sunkumai, iškylantys d l elementų išd stymo N ra. mechaniškai apdirbant detalę. Atlikus technologinę analizę galima padaryti tokią išvadą, kad detal yra technologiška, tod l neatsiras papildomų sunkumų ją gaminant. Detal s gamyba n ra sud tinga, kadangi n ra aukštų reikalavimų. Detal s konstrukcijos technologiškumas tai tokios formos ir tokios medžiagos parinkimas, kad ji atliktų reikiamas funkcijas mašinoje, kad būtų galima ją lengvai ir ekonomiškai apdirbti. Visus detal s paviršius galima apdirbti standartiniais įrankiais. Naudojant specialius įrankius gamyba pabrangsta. 49
Gaminant ar konstruojant detales ar mašinas reikia atsižvelgti į tokius keliamus reikalavimus: 1)kad būtų kuo mažesn s medžiagos sąnaudos; 2)kad būtų kuo didesnis darbo našumas; 3)kad būtų kuo paprastesn konstrukcija. Tai technologiškumo esm.be šių reikalavimų, darant orginalių ar sud tingų konstrukcijų detales maž ja darbo našumas, neteisinagi parinkus medžiaga detal s gamybai bus didesn s medžiagos sąnaudos,ir tuo pačių detal s kaina tur s būti didesn. 50
3.1.2. Detal s pirštas ruošinio parinkimas Pagrindiniai horizontalių kalimo mašinų privalumai: 1)pagrindinai štampuojama štampuose be išlajų, tod l nebenaudojami apkirpimo presai ir štampai; 2)nereikalingi štampavimo nuolydžiai; 3)mažesn s išlaidos mechaniniam apdirbimui; 4)gaunama gero metalo mikrostruktūra; 5)galimyb plačiai panaudoti darbinius įd klus labiausiai išsid labiausiai išsid v jusiose štampo vietose, kas sumažina štampų kaina; 6)galima štampuoti atskirus ruošinius ir iš strypo; 7)labai platus štampuojamųjų ruošinių asortimentas; Užlaidos apdirbamiems paviršiams pateiktos 3.1.2.lentel je: 3.1.2.pav. Štampuotas ruošinys Užlaidos apdirbamiems paviršiams 3.1.2.lentel Detal s matmuo Užlaidos dydis Ruošinio matmuo Ø100 5,6 105,6 Ø130 5,8 135,8 20 5,4 25,4 71 5,6 76,6 + 1,0 0,6 + 1,2 0,6 + 1,0 0,5 + 1,0 0,6 51
Detal s mas M det. -6,9kg. Ruošinio mas M ruoš. -7,4kg. Apskaičiuojame išnaudojimo koeficientą: M M det M ruoš 6.9 0.94. 7.4 Apskaičiuojame sunaudotų atliekų kiekį: Pagamintos detal s mas 6,9kg. Štampuoto ruošinio mas -7,4kg. Į atliekas sunaudojamas ruošinio svoris- 7,4-6,90.5kg. 3.1.3. Technologinių bazių parinkimas Ruošinio bazavimo ir tvirtinimo schema turi užtikrinti jo patikimą užtvirtinimą ir pad ties stabilumą viso mechaninio apdirbimo metu nustatytoje operacijoje. Bazavimo paviršiai turi būti parinkti taip, kad būtų užtikrintas matmenų ir paviršių tarpusavio pad ties reikiamas tikslumas, kad įtaiso konstrukcija būtų kiek galima paprastesn ir patikimesn. 1)Pirmojoje operacijoje technologin baz yra neapdirbti paviršiai 1 ir 3, kurie tvirtinasi triejų kumštelių griebtuve 3.1.3.1 ir 3.1.3.2pav. Turint tokius ruošinio tvirtinimus galima atlikti galų tekinimą 4 ir 5, bei 1 ir 3 neapdirbta paviršių.kai detal įtvirtinta kaip parodyta 3.1.3.1pav. taip galima apdirbti 2 paviršių ir 6 nuožulą. Operacija atliekama Vokiečių gamintojų MAG CNC galų tekinimo frezavimo stakl mis VDF 450 TM. 52
3.1.3.1 pav. Ruošinio bazavimo trijų kumštelių griebtuve schema 3.1.3.2 pav. Ruošinio bazavimo trijų kumštelių griebtuve schema 2 2) Antrojoje operacijoje detal bazuojama triejų kumštelių griebtuve pasukus detalę taip, kaip parodyta 3.1.3.2pav. tada grežiamos ir sriegiamos skyl s 7, 8, 9, 10. Operacija atliekama Vokiečių gamintojų MAG CNC tekinimo frezavimo stakl mis VDF 450 TM 3.7pav. 53
3.1.3.3 pav. Ruošinio bazavimas trijų kumštelių griebtuve skylių gręžimui ir sriegimui 3.1.3.4 pav. CNC VDF 450TM 3.1.4 Detal s mechaninio kelio apdirbimo skaičiavimas Sudaryti detal s maršrutą, tai reiškia išvadinti iš eil s atliekamas operacijas, nurodant staklių tipą. Maršruto sudarymas- sud tingas uždavinys turintis didelį sprendimo variantų kiekį. Išties duomenys maršrutui sudaryti yra detal s darbo br žinys su techniniais reikalavimais, ruošinio br žinys su techniniais reikalavimais, anksčiau nustatytas gamybos tipas, detal s atskirų paviršių maršrutai, parinktos technologin s baz s. Veleno apdirbimo technologinis maršrutas pateiktas 3.1.4.1 lentel je. 54
Operacijos Nr. 005 1 010 2 020 Piršto apdirbimo technologinis maršrutas Per jimo Nr. Operacija Staklių tipas Įrankis 1 2 Tekinimas Galinio paviršiaus 4 grubus tekinimas Galinio paviršiaus 5 grubus tekinimas CNC galų tekinimofrezavimo stakl s VDF 450TM Tekinimas, gręžimas, sriegimas Paviršių 1,2,3 grubus tekinimas Paviršių 1 ir 3 glotnus tekinimas 3 Nuožulos 6 nu mimas 4 5 Paviršių 7,8,9,10 gręžimas Paviršių 7,8,9,10 sriegimas CNC tekinimofrezavimo stakl s VDF 450 TM 3.1.4.1 lentel Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L Spiralinis grąžtas su morzes kūgio kotu DIN 345N Aklinos skyl s mašininis sriegiklis DIN371 M12 3.1.5. Užlaidų analitinis skaičiavimas 0 Užlaidų analitinis skaičiavimas atliekamas paviršiui, kurio matmuo Ø 100h 9( ) duomenys surašomi į 3.3 lentelę. Skaičiuojame minimalią užlaidą: h-deformacijos sluoksnis; ρ-erdvin paklaida; ε-nustatymo paklaida. 0,07 ρ. 0,6mm 600 m. pers µ ρ. 1 51 51 m. kr µ 2 2 2 2 ρ ρ + ρ 600 + 51 602 pers kr µ m. 55
Grubiam tekinimui: ρ. 602 0,06 36 m. gr µ 2 2 2 2 2 2 ε gr. ε b + ε tv + ε pas 0 + 500 + 0 500µ m. 2 2(150 + 250) + 602 + 500 2366 2 Zi min µ m. Glotniam tekinimui: ρ. 602 0,05 30 m. gl µ ε. ε 0,05 500 0,05 25 m. 2 gl µ Zi 2 2 min 2(50 + 50 + 36 + 25 288. Čia ρ perd. K y ρ ruos.. K y -koeficientai grubiam ir glotniam tekinimui. K ygr. 0,06; K. 0,05. ygl R z,t,ε randame iš lentelių. Skaičiuojamas matmuo d100-0,0799,93mm. Skaičiuojame ribinius matmenis: Apskaičiuotas matmuo d sk, papildoma prtadedant nuo galutinio mažiausio ribinio (br žinio) matmens, iš eil s pridedant prie jo kiekvienos technologin s pakopos minimalią užlaidą: d sk 2 99,93mm. d sk 1 99,93 + 0,288 100,218mm. d skruos 100,218 + 2,366 102,584mm. Didžiausius ribinius matmenis gauname prid ję prie mažiausių ribinių matmenų atitinkamos pakopos tolerancijas: 56
d d d max 3 max 2 max1 99,93 + 0,07 100mm; 100,22 + 0,35 100,57mm; 102,59 + 1,6 104,19 mm. Mažiausios ribinių užlaidų rib 2 Z min vert s gaunamos kaip mažiausių atliekamosios ir ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas.didžiausios ribinių užlaidų rib 2 Z max vert s gaunamos kaip didžiausių atliekamosios ir ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas. 2z 2z 2z 2z 2z rib max1 rib max 2 rib min 1 rib min 2 d d d d max gr max ruos. min gr. min ruos. d d max gl. d max gr. min gl. d min gr. 100,57 100 0,57mm 570µ m; 104,19 100,57 3,62mm 3620µ m; 100,22 99,93 0,29mm 290µ m; 102,58 100,22 2,36mm 2360µ m. Sudedant tarpines ribines užlaidas, apskaičiuojamos užlaidos: 2z mis 2360 + 290 2650µ ; µm 0 0 max 3620 + 570 4190 m. Apdirbamo paviršiaus technologin s pakopos Ø100h9 ) ( 0 0, 07 z Cilindrinių paviršių užlaidų skaičiavimas Užlaidos elementai, µ m R h ρ ε Skaičiuojamoji užlaida, Skaičiuojamasis matmuo,mm Tolerancija Ribiniai matmenys, mm 3.1.5.1lentel Užlaidų ribin s reikšm s, µ m d min d max 2z min 2z max µ m µ m Ruošinys 150 250 602 - - 102,584 1600 102,58 104,19 - - Grubus tekinimas 50 50 36 500 2366 100,218 350 100,22 100,57 2360 3620 Glotnus 30 30 30 25 288 99,93 70 99,93 100 290 570 tekinimas Grubaus tekinimo metu pasiekiamas IT12 matmens tiksluminis kvalitetas, tačiau pirmos pakopos metu apdirbimas pradedamas dirbti neapdirbtuoju č-uoju paviršiumi,tod l T T ruos + T apd 2. Antros tikslumo klas s štampuoto ruošinio tolerancija T ruos 1600µ m. 57
T apd 350µ. Grubaus tekinimo metu pasiekiamo matmens IT12 tikslumo kvaliteto tolerancija. m 1600 + 350 T 1 975µ m. 2 Antros apdirbimo pakopos-rupiojo frezavimo tolerancija T ruos 70µ.. m 975 + 70 T 1 522,5µ m. 2 Sumin ruošinio 1 ir 2 paviršių erdvinių nuokrypų vert yra: ρ D 1,8 100 180 m. k µ Likęs ruošinio 1 ir 2 paviršių erdvinis nuokrypis po grubaus tekinimo ρ 0,06; ρ 0,06 180 10,8. 1,2 gub. µ m Naudojantis minimalios užlaidos plokštumos apskaičiavimo formule Z + ρ + ε. min Rz i 1 + h i 1 i 1 Apskaičiuojame minimalią ruošinio paviršiaus grubiojo tekinimo užlaidą: Z 150 + 250 + 180 + 500 1080µ m. min1 Apskaičiuota minimali ruošinio paviršiaus II grubiojo tekinimo užlaida: Z 150 + 250 + 180 + 500 1080µ m. min3 i Apdirbamo paviršiaus technologin s pakopos Užlaidos elementai, Plokščių paviršių užlaidų skaičiavimas µ m Ribiniai matmenys, mm Skaičiuojamoji užlaida Skaičiuojamasis matmuo,mm Tolerancija 3.1.5.2 lentel Užlaidų ribin s reikšm s, µ m + 0,15 71( 0,15 ) R ε z h ρ l min l max z min z max µ m µ m Ruošinys I 150 250 180 - - 73,01 1600 73,01 74,61 - - Grubus 50 50 11 500 1080 71,93 975 71,93 72,905 1080 1705 tekinimas I Ruošinys II 150 250 180 - - 71,93 975 71,93 72,905 - - Grubus 50 50 11 500 1080 70,85 300 70,85 71,15 1080 1755 tekinimas II 58
3.1.6. Pjovimo r žimų nustatymas Pjovimo r žimai nustatomi atsižvelgiant į apdirbimo būdą, apdirbamos detal s standumą, medžiagą ir jos būvį įrankio pjaunančiosios dalies medžiagą, jo geometrinę formą ir kampus, reikiamą apdirbtojo paviršiaus tikslumą ir šiurkštumą, naudojamas stakles ir kitus veiksnius. Skaičiavimo rezultatai pateikti 3.1.6.1 lentel je. Operacija 020, per jimas 1. Paviršius 5 grubus tekinimas su tiesiu atraminiu peiliu JSDJ2CR/L. Apdirbama medžiaga plienas 45, HB210. Apdirbama tekinimo frezavimo stakl mis VDF 450 TM. 3.1.6.1 pav. Tungaloy firmos tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1. Peilio matmenys: h 16mm; b 25mm; L1125mm. 2.Tekinimo peilio geometrinių elementų parinkimas. o o α 7 ; ϕ 93. 3.Apskaičiuojamas pjovimo gylis: D d 105.6 100 t 2.8mm; 2 2 t 2.8mm. Čia D skersmuo prieš tekinimą mm; D skersmuo po tekinimo mm. 4. Parenkama pastūma vienam ruošinio apsisukimui: s0.4mm/aps. 59
5. Apskaičiuojamas leistinas pjovimo greitis v m/min. v T T 60 min vidutin peilio patvarumo reikšm m C t v x s y Kv; C 350; x0.15; y0.35; m0.2; v K v K mv K nv K uv Kϕ v Kϕ1 v K rv 1.28 0.9 1 0.66 0.81 0.94 0.58. Čia: Kmv - koeficientas įvertinantis apdirbamos medžiagos įtaką pjovimo greičiui; K nv - koeficientas įvertinantis medžiagos paviršiaus būklę Kuv koeficientas įvertinantis peilio darbin s dalies medžiagos įtaką greičiui; K ϕ v - koeficientas įvertinantis peilio geometrinių elementų įtaką leistinam pjovimo greičiui. v T m C t v x s y 350 Kv 0.58 103.6m / min. 0.2 0.15 0.35 60 3.5 0.4 6.Apskaičiuojamas ruošinio sukimosi dažnis n, r/min: 1000 v 1000 103.6 n 312r / min. π D 3.14 105.6 Sukimosi dažnio su staklių pasu suderinti nereikia,nes stakl s paj gia pasiekti tikslų apsisukimų skaičių. Priimame n st 312r / min. ašin P z ): 7.Apskaičiuojama minutin pastūma: sm s nst 0.4 312 124.8mm / min. 8. Apskaičiuojamas tikrasis pjovimo greitis: v t D n π 1000 st 3.14 105.6 312 103.4 103m / min. 1000 9. Apskaičiuojamos pjovimo j gos P, N dedamosios (tangentin P x, radialin Pataisos koeficientas apskaičiuojamas: P 10C t s v K x y n z, y, x p t p ; P y ir K p K mp Kϕ p K γp Kαp K rp ; K mp -koeficientas įvertinantis apdirbamos medžiagos įtaką pjovimo j gai K, K ϕp, K γp, Kαp rp - koeficientas,įvertinantis peilio geometrijos įtaką: P C z K ϕp p 300; x 1; y 0.75; n 0.15; 1.08; K γp 1; K λp 1; K mp 0.89; K rp 0.93; K p 0.89; 60
P K y C ϕp p 243; x 0.9; y 0.6; n 0.3; 0.5; K γp 1; K λp 1; K mp 0.89; K rp 0.82; K p 0.36; P C x K ϕp p 339; x 1; y 0.5; n 0.4; 1.17; K γp Pjovimo j gos (P,N) dedamos tekinant: 1; K λp 1; K mp 0.89; K rp 1; K p 1.04. 1 0.75 0.15 P z 10 300 2.8 0.4 103 0.89 1832N; 0.9 0.6 0.3 P y 10 243 2.8 0.4 103 0.36 321N; 1 0.5 0.4 P x 10 339 2.8 0.4 103 1.04 995N. Čia: vt Pz 10. Apskaičiuojama pjovimui reikalinga galia: pjovimo j gos dedamoji,n; pjovimo greitis, m/min. P z v N t ; 60 1020 1832 103 Tai: N 3.1kW. 60 1020 11. Pagrindiniai pjovimo režimai turi tenkinti sąlyga: N N v η Čia: N v pagrindinio špindelio elektros variklio galia (37kW); η staklių pavaros naudingumo koeficientas. 3,1< 27,8 ( sąlyga tenkinama) 12. Apskaičiuojamas pagrindinis laikas Tm min.tekinimo operacijai atlikti T m L s min ; Čia: L-darbo eigos ilgis,mm; sm minutin pastūma, mm/min; l600-pjovimo ilgis; l 1 7mm- peilio įsipjovimo gylis; L l + l1 + l2 100 + 7 + 2 109mm. l 2 2mm- peilio per jimo už apdirbtojo paviršiaus dydis. T m s L min 109 124.8 0.9 min. 61
Operacija 020, per jimas 6.Paviršių 7,8,9,10 gręžimas. Skyl s skersmuo Ø12 mm. Apdirbimo įrankis: spiralinis grąžtas su morz s kūgio kotu DIN 345 N, 3.9pav. 3.1.6.2 pav. spiralinis grąžtas su morz s kūgio kotu Geometriniai gržto parametrai: DØ12mm, L133mm, l52mm; o o o o Kampai: 2ϕ 120, α 12, ψ 55, ϖ 30. 1. Pjovimo gylis: čia: D- grąžto skersmuo mm; 2. Parenkama pastūma: 3.Pjovimo greitis gręžiant: t0.5 D mm. t0.5 126mm. s0.1 mm/aps. C v T v m D s q y K Čia: 8.9; q 0.4; y 0.7; m 0.2, konstanta ir laipsnių rodikliai; C v v ; D5mm-gręžimo gylis; T25min- grąžto patvarumas. K v 1,2 1 1 1.2. 4. Grąžto sukimosi dažnis: 0.4 8.9 12 v 1.2 54.9m / min. 0.2 0.7 60 0.1 1000 v 1000 54.9 n 1418r π D 3.14 12 / min. 5. Pasirenkami apsisukimai, parenkami mažesni nei paskaičiuoti, programinio valdymo stakl se sukimosi dažni galima reguliuoti: n st 1400r / min. 62
6.Apskaičiuojama minutin pastūma: 8. Sukimo momentas: s s nst 0.1 1400 140mm / min. min 7.Tikrasis pjovimo greitis: v D n π 1000 3.14 12 1400 1000 st t Čia: C 0.0345; q 2.0; y 0.8; K 0.88. M p 9. Apskaičiuojama gražtui sukti pjovimo galia: q y M 10C D s K p; M 52.8m / min. 2 0.8 M 10 0.0345 12 0.1 0.88 6.9Nm. M nst N 9750 11.Pagrindiniai pjovimo r žimai turi tenkinti sąlyga: 6.9 1400 0.42kW. 9750 N η., N v čia: Nv 36kW- pagrindinio elektros variklio galia; η 0.8 -staklių pavaros naudingumo koeficientas. 0.5 36 0.8 (sąlyga tenkinama) 0.5 < 28.8 12. Apskaičiuojamas mašininis (pagrindinis) laikas gręžimo operacijai atlikti: T m L s min ;min. Čia L l + l 1 + l2 mm; l40 mm apdirbamos detal s ilgis; l + l 17mm - grąžto įsipjovimo gylis ir pra jimo ilgis; 1 2 sm - minutin pastūma, mm/min. L 40 + 17 57mm; T m 57 340 Dauginame is 4,nes detal je yra 4 vienodos skyl s. 4 0.7 min. 63
Operacijos Nr. Per jimo Nr. Pjovimo r žimų skaičiavimo rezultatai Operacija 005 1 Galinio paviršiaus 4 grubus tekinimas 010 2 Galinio paviršiaus 5 grubus tekinimas 020 1 6 paviršiaus grubus tekinimas 2 1 paviršiaus grubus tekinimas 3 2 paviršiaus grubus tekinimas 015 4 1 paviršiaus glotnus tekinimas 020 5 Paviršių 7,8,9,10 gręžimas 6 Paviršių 7,8,9,10 sriegimas Staklių tipas CNC galų tekinimofrezavimo stakl s VDF 450 TM Pjovim o gylis t, mm Pastūma sz, (s) mm/aps Apsisuki mų skaičius n, r/min 3.1.6.1 lentel Pjovimo greitis v,m/min Minutin pastūma sm,mm/min Tekinimas 2,5 0,2 400 150 140 2,8 0,4 312 103 124,8 Tekinimas, gręžimas, sriegimas CNC 2,5 0,4 786 104 314,4 tekinimofrezavimo stakl s 2,5 0,7 786 104 314,4 VDF 450 TM 2,6 0,5 786 104 314,4 0,3 0,03 1800 145 180 6 0,1 2400 32,8 240 0,5 1 250 10 250 3.1.7 Technologinis proceso normavimas Vienetinis laikas detal s gamybai nustatomas pagal formulę: Čia: t vnt - vienetinis laikas; t t + t + t + t vnt 0 p ap pl ; (3.1.7.1) tap t p - pagalbinis laikas; -darbo vietos aptarnavimo laikas; t pl - poilsio laikas. 64
Pagrindinis laikas t 0 skaičiuojamas kiekvienam per jimui pagal formulę: t 0 L i n s L i S m L i ; s z n z (3.1.7.2) Čia: i darbo eigų skaičius atliekamame per jime; L- įrankio perslinkimo skaičiuojamas ilgis apdirbimo metu, mm; Sm - minutin įrankio pastūma, mm/min; sz - pastūma dančiui, mm; z- dantų skaičius. Privedant įrankį rankomis: L l + l įs + l iš. (3.1.7.3) Čia: l- apdirbimo paviršiaus ilgis, mm; lįs - įrankio įsipjovimo dydis, mm; liš - įrankio iš jimo dydis, mm. Automatinis, apdirbimo ciklo dydis L: L l + l + l + l įs iš pr ; (3.1.7.4) čia l pr - įrankio privedimo prie ruošinio ilgis, norint išvengti smūgio pjovimo pradžioje. Pagalbinis laikas t p skirtas detalei įtvirtinti ir nuimti, pavaroms įjungti, išjungti, ruošiniui matuoti. Pagalbinis laikas skaičiuojamas pagal formulę: t t + t + t p pu pv p ; (3.1.7.5) čia: t pu - detal4s ud4jimo ir nu4mimo laikas..0.15 min; t pv - staklių valdymo laikas: Staklių įjungimas ir išjungimas...0,03 min; Įrankio nustatymas į pradinę pad tį...0,1 min; Staklių skydo atidarymas ir uždarymas...0,03min; t pm - detalių matavimo laikas...0,22 min. Pagrindinio ir pagalbinio laiko suma vadinama operatyviniu laiku. Į šį laiką įeina tik to pagalbinio laiko dalis, kuri neperdengiama mašininiu laiku. 65
Darbo vietos aptarnavimo laikas tai vienetinio laiko dalis, skirta technologinių įrenginių darbingumui palaikyti, jų darbo vietai aptarnauti. Skiriamos darbo vietos techninis t t ir organizacinis t org aptarnavimo laikas: t t + t ap t org ; (3.1.7.6) Techninio aptarnavimo laikas skirtas nudilusiam įrankiui pakeisti, įrengimui paderinti, įrankiui reguliuoti. Skaičiavimuose jis įvertinamas procentais (iki 6%) nuo operatyvinio laiko arba skaičiuojamas pagal normatyvus atsižvelgiant į atliekamus darbus. Organizacinio aptarnavimo laikas sugaištamas paruošiant darbo vietą darbo pradžiai, sutvarkant darbo vietą pasibaigus pamainai, tepant ir valant stakles ir kt. Jis nustatomas procentais nuo operatyvinio laiko ( 0,6-8%). ( apie 2,5%). Čia: Laikas asmeniniams poreikiams taip pat įvertinamas procentais nuo operatyvinio laiko Praktiniuose skaičiavimuose vienetinis laikas nustatomas pagal formulę: t v t op α + β + γ (1 + ); 100 (3.1.7.7) α, β, γ - procentai nuo operatyvinio laiko, įvertinantys atitinkamai techninio, organizacinio aptarnavimo laikus ir laiką asmeniniams poreikiams. Skaičiuojamas vienetinio laiko norma pirmai operacijai (005)- galo apdirbimas. Pirmas per jimas.paviršiaus 4 grubus tekinimas. n400aps/min, s0.2 mm/aps. L 130 + 4 + 1 135mm; t 135 1 124.8 0 20 1 312 0.4 1.08min. Antras per jimas. Paviršiaus 5 grubus tekinimas. n312aps/min, s0.4mm/aps. L 4 + 10 + 5 + 1 20mm; t 0 0.16 min. Pilnas mašininis laikas: t 0 0.04 + 0.16 0.2 min. Pagalbinis laikas parenkamas iš normatyvinių lentelių: t 0 0.15 + 0.03 + 2 0.1+ 0.03 + 0.22 0.63min. Operatyvinis laikas: t op 0.2 + 0.63 0.83min. 66
Vienetinis laikas tv skaičiuojamas įvertinus laiko procentus techninio, organizacinio aptarnavimo ir asmeniniams poreikiams. Imama: α 4%; β 4%; γ 2.5%. Vienetinis laikas: t v 4 + 4 + 2.5 0.83 (1 + ) 1.94min. 100 Skaičiuojamas vienetinio laiko norma pirmai operacijai (020)- tekinimas, gržimas, sriegimas. Pirmas per jimas.paviršiaus 6 grubus tekinimas. n786 aps/min. s0.4 mm/aps. L5+2,5+2,5+111mm; t 11 1 786 0.4 0 0,03 min. Antras per jimas.paviršiaus 1 grubus tekinimas. n768 aps/min. s0.7mm/aps. L61+2.5+2.5+167 mm; t 67 1 768 0.7 0 0.12 min. Trečias per jimas.paviršiaus 2 grubus tekinimas. n786aps/min. s0.5mm/aps. L15+2.5+2.5+121mm; 21 1 t ž 786 0,5 0 0.04 min. Ketvirtas per jimas.paviršiaus 1 glotnus tekinimas. n1800aps/min, s0.03mm/aps. L51+0.3+0.3+152.6mm; t 52.6 1 1800 0.03 0 0.97 min. Pentktas per jimas.paviršiaų 7,8,9,10 gręžimas. n2400aps/min,s0.1mm/aps. t L40+4+5+150mm; 50 4 2400 0.1 0 0.83min. Šeštas per jimas. Paviršių 7,8,9,10 sriegimas. n250 aps/min, s1mm/aps. Pilnas mašininis laikas: L40+1+41+183mm; t 83 1 250 1 0 0.33min. t 0 0.03 + 0.12 + 0.04 + 0.97 + (0.83 4) + (0.33 4) 5.8min. 67
Pagalbinis laikas parenkamas iš normatyvinių lentelių: t 0 5.8 + 1.23 7.03min. Opertyvinis laikas: t op 5.8 + 1.23 7.03min. Vienetinis laikas t v skaičiuojamas įvertinus laiko procentus techninio, organizacinio aptarnavimo ir asmeniniams poreikiams. Imama: α 4%; β 4%; γ 2.5%. Vienetinis laikas: Operacija t v Pagrindinis laikas t 0 (min) 4 + 4 + 2.5 7.03 1 + 7.77 min. 100 Techninio normavimo laikai Operatyvinis laikas t op (min) Vienetinis laikas t v (min) 005 Tekinimas 0,2 0,83 1,94 3.1.7.1 lentel Bendras operacijų laikas t b (min) 9,71 020 Tekinimas, gręžimas, sriegimas 5,8 7,03 7,77 68
3.2. Detal s velenas technologin dalis (V. Arlauskas) 3.2.1. Detal s velenas I technologiškumo analiz Gaminama detal - velenas. Veleno paskirtis perduoti sukamąjį judesį ožinio krano važiuokl s ratams. Šis mazgas yra labai svarbus krano darbo procese, nes atlieka judesį pasirinkta kryptimi gabenant krovinius. Velenas konstrukcijoje abiem galais yra tvirtinamas guoliuose, viename gale ant jo pleištu jungiamas motoreduktorius. Velenas turi du pleištinius griovelius, vienas skirtas perduoti sukamaji judesį ratui, kitas motoreduktoriui perduoti sukamąjį judesį. Detal konstrukciškai nesud tinga, nereikalaujanti specialių apdirbimo būdų. Paviršiai bus apdirbami standartiniais įrankiais.[1] Detal yra gaminama iš anglinio konstrukcinio plieno 40X (LST EN 10084-2), kurio chemin sud tis bei mechanin s savybes nurodytos 3.2.1.1 ir 3.2.1.2 lentel se. 3.2.1.1 lentel Plieno 40X chemin sud tis S, % P, % C, % Si, % Mn, % Ni, % Cr, % Ne daugiau 0,36-0,44 0,17 0,37 0,5 0,8 0,045 0,045 0,3 0,8 1,1 Plieno 40X mechanin s savyb s 3.2.1.2 lentel, MPa σ u, MPa, MPa Z, % KCU HB (ne daugiau) Ne mažiau Karštai valcuotas Atkaitintas 785 981 10 45 59 217 197 Čia : - takumo riba; σ u - stiprumo riba tempiant; skerspjūvį; - bandinio santykinis ištysimas, jį nutraukus, kai bandinio ilgis 5 10 kartų didesnis už jo 69
Z santykinis bandinio skerspjūvio susitraukimas nutrūkimo vietoje; KCU smūginis tąsumas tiriant bandinius su U tipo koncentratoriumi; HB kietumas pagal Briunelį. Apdirbant varantįjį veleną pri jimas prie detal s paviršių geras. Detal s apdirbimui užtenka keliolikos įrankių. Taip pat detalei nekeliami aukšti tikslumo reikalavimai. 3.2.1. pav. Detal s eskizas su paviršių numeracija Detal s darbo br žinyje yra pateikti visi reikalingi duomenys: matmenys, šiurkštumai, tolerancijos. Detal je svarbiausi matmenys yra pleištiniai grioveliai pažym ti 16 17 numeriais (žr. 3.2.1 pav.) ir 3 ir 10 numeriu pažym ti kakliukai guoliams. Detal s darbo br žinio visos technin s sąlygos pateiktos detal s darbo br žinio technologin je kortel je 3.2.1.3 lentel je. 70
Detal s darbo br žinio technologin kortel TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJUS ATITIKIMAS TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJAMS 1. Reikalingi matmenys Visi reikalingi matmenys nurodyti 2. Atitikimas tarp matmenų tikslumo ir paviršiaus glotnumo ; ; 3.2.1.3 lentel 3. Vaizdai ir pjūviai Visi reikalingi vaizdai ir pjūviai 4. Matmenų atitikimas standartinei eilei R5: R2,5; R10: 80; R20: 28, 110, R14; R40: 8, 150, 24, 130; Pirmenybių skaičių eil je n ra: 388, 124, 115, 102, R0,5. 5. Matmenų išsid stymas pagal Pagal tris koordinačių ašis koordinačių ašis 6. Technin s sąlygos 1. Informaciniai matmenys 2. Ribin s nuokrypos ISO 2768 vidut. 3. T.A HB 223... 262 7. Matmenų matavimas Sud tingiau pamatuoti pleištinio griovelio užapvalinimo centrus. 8. Medžiagos rūšies parinkimas Plienas 40X 9. Pasvirę paviršiai Nuožulos 2x45 ; 3x45 10. Baz s Bazuojamos centrais 11. Detal s standumas l388mm d vid 107mm 3,6 10 detal yra standi 12. Terminio apdirbimo rūšis T.A HB 233 262 13. Specialių technologinių operacijų Nereikia reikalingumas 14. Simetrijos ašys ir plokštumos 1 simetrijos ašis ir 1 plokštuma 15. Ar detal s konstrukcijos forma Nesudarys nesudarys papildomų sunkumų gaminant ruošinį 16. Sunkumai iškylantys d l element Nesudarys išd stymo mechaniškai apdirbant detalę Turint 3.2.1.3 lentel je esančius duomenis galima teigti, kad detal yra technologiška, jai nekeliami specifiniai reikalavimai. Detal s technologiškumas suteikiama tokia forma ir reikalinga medžiaga, kad be jokiu nesklandumu detal funkcionuotu mechanizme, taip pat, kad ją būtų galima apdirbti ekonomiškai ir lengvai. 71
Gaminant varantįjį veleną, visiems paviršiams apdirbti galima naudoti standartinius įrankius. Velenas turi pakankamai didelius gabaritinius matmenis, tad ruošinys stakl se yra įtvirtinamas gerai. Visus veleno paviršiaus matmenis nesunku pasiekti ir apdirbti. Veleno laiptuoto paviršiaus matmenys skiriasi nežymiai, tad apdirbimo metu n ra daug sunaudojama metalo, sumaž ja veleno paviršiaus apdirbimo laikas. D l nesud tingos detal s konstrukcijos ją apdirbant programinio valdymo stakl mis, programa apdirbti ruošiniui yra nesud tinga. 3.2.2. Detal s velenas I ruošinio parinkimas Ruošinį gaminsime štampavimo būdu horizontalioje kalimo mašinoje. Horizontalių kalimo mašinų privalumai: Nereikalingi štampavimo nuolydžiai; Mažesn s išlaidos mechaniniam apdirbimui; Gaunam gera metalo mikrostruktūra. Užlaidos apdirbamiems paviršiams pateiktos 3.2.2.1 lentel je. 3.2.2.1 lentel Užlaidos apdirbamiems paviršiams Detal s matmuo Užlaidos dydis Ruošinio matmuo 110 8,4 1, 8 118,4 114 4,2 1, 8 118,2 115 8,4 1, 8 119,2 150 4,2 1, 8 154,3 124 8,4 1, 8 128,2 140 4,2 1, 8 144,2 70 8,4 1, 8 78,4 210 4,4 2. 0 214,4 648 9,2 2, 5 657 1,0 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 2,0 1,5 1,2 72
3.2.2.1 pav. Štampuoto plieno ruošinys Apskaičiuojame ruošinio masę: ; (3.2.2.1) 3 čia: - medžiagos tankis ( 7,82g / cm ) ruošinio tūris V f 2 π r h; (3.2.2.2) V f 3,14 5,92 6031m 3 ; 2 ruošinio spindulys, m ruošinio aukštis, m 11,82 + 3,14 5,96 2 15,43 + 3,14 6,91 2 2,59 + 3,14 5,92 2 14,42 + 3,14 3,92 2 21,44 M f 6031 7,82 47162g 47,16kg. Apskaičiuojame detal s masę: M V ρ ; (3.2.2.3) d d 3 čia: - medžiagos tankis ( 7,82g / cm ) V d detal s tūris M d 4999 7,82 39092,18 g 39,09kg. 73
Apskaičiuojame medžiagos išnaudojimo koeficientą: M M M d f 39,09 47,16 0,82. Apskaičiuojama atsiradusių atliekų kiekis: Detal s mas 39,09 kg Ruošinio mas 47,16 kg Atsiradusių atliekų svoris 47,16-39,09 8,07kg 3.2.3 Technologinių bazių parinkimas Ruošinio bazavimo ir tvirtinimo schema turi užtikrinti jo patikimą užtvirtinimą ir pad ties stabilumą viso mechaninio apdirbimo metu numatytoje operacijoje. Bazavimo paviršiai turi būti parinkti taip, kad būtų užtikrintas matmenų ir paviršių tarpusavio pad ties reikiamas tikslumas, kad įtaiso konstrukcija būtų kiek galima paprastesn ir patikimesn, kad būtų patogu ruošinį įd ti į įtaisą, užspausti ir po apdirbimo išimti, kad būtų galima laisvai privesti pjovimo įrankius prie apdirbamų paviršių. 1) Pirmojoje ir antroje operacijoje technologin baz yra neapdirbti išoriniai ruošinio paviršiai 3 ir 10 (3.2.2.1 pav.), kurie yra tvirtinami stakl s 3.2.3.1 ir 3.2.3.2 pav. Taip įtvirtinant ruošinį, galime įcentruoti ir nutekinti galinius paviršius 1 ir 15 ( 3.2.3.4 pav.). Operacijos atliekamos Vokiečių firmos,mag CNC galų apdirbimo ir centravimo stakl mis VDF 450 TM pav. 3.2.3.1 pav. Ruošinio bazavimo schema galinio paviršiaus apdirbimui I 74
3.2.3.2 pav. Ruošinio bazavimo schema galinio paviršiaus apdirbimui II 3.2.3.3 pav. Ruošinio bazavimas galuose 2) Trečioje operacijoje detal bazuojama tarp centrų 1 ir 15, (3.2.3.3 pav.). Tekinami paviršiai 4; 7; 9; 10; 12; 13, nuožulos 4; 6; 8 11; 14, frezuojami pleištiniai grioveliai 16; 17. Operacijos atliekamos Vokiečių firmos,,mag CNC tekinimo frezavimo stakl mis VDF 450 TM 3.2.3.4 pav. 3.2.3.4 pav. CNC VDF 450 TM 3.2.4 Detal s mechaninio apdirbimo kelio projektavimas Sudaryti detal s apdirbimo maršrutą- būtina surašyti iš eil s atliekamas operacijas, nurodant staklių tipą. Maršruto sudarymui reikalingi detal s darbo br žinys su techniniais reikalavimais, ruošinio br žinys su techniniais reikalavimais, anksčiau nustatytas gamybos tipas, parinktos technologin s baz s ir detal s atskirų paviršių apdirbimo maršrutai. Veleno technologinis maršrutas pateiktas lentel je 3.2.4.1 75
Apdirbimo technologinis maršrtas Operacijos Nr. Per jimo Nr. Operacija Staklių tipas Įrankis Galų apdirbimas, centravimas 005 010 015 1 2 3 4 5 1 2 1 2 3 4 5 6 7 Galinio paviršiaus 1 nutekinimas Galinio paviršiaus 1 centravimas Paviršio 3 grubus tekinimas Paviršio 3 glotnus tekinimas Nuožulos 2 nu mimas Galų apdirbimas, centravimas Galinio paviršiaus 15 nutekinimas Galinio paviršiaus 15 centravimas Tekinimas, frezavimas Paviršių 5, 7, 9, 10, 12, 13 grubus tekinimas Paviršio 10 glotnus tekinimas Nuožulų 4, 6, 8, 11, 14 nu mimas Pleištinio 16 griovelio frezavimas Pleištinio 16 griovelio glotnus frezavimas Pleištinio 17 griovelio frezavimas Pleištinio 17 griovelio glotnus frezavimas CNC tekinimofrezavimo stakl s VDF 450 TM CNC tekinimofrezavimo stakl s VDF 450 TM CNC tekinimofrezavimo stakl s VDF 450 TM 3.2.4.1 lentel Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Centravimo grąžtas A200 HSS 10.00mm x4.00 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Centravimo grąžtas A200 HSS 10.00mm x4.00 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Tiesus atraminis aptekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 Pirštin freza SED4200F-L Pirštin freza SED4200F-L Pirštin freza SED4140F-L Pirštin freza SED4140F-L 76
3.2.5 Užlaidų analitinis skaičiavimas Užlaidos analitinis skaičiavimas atliekamas paviršiui kurio matmuo Ø surašomi į 3.2.5.1 lentelę. Skaičiuojame minimalią užlaidą: ρ k l 1 648 m, ρ 1,8mm 1800 m; kr µ pers µ 2 2 ρ ρ ρ 1800 324 1828 m; pers kr µ 118,4. Duomenys 1,8 1,0 2 2z i min 2 (200 + 300 + 1828 ) 2 2328µ m. Grubiam tekinimui: ρ 1828 0,06 109,7 m. gr µ Glotniam tekinimui: ρ 1828 0,05 91 m; gl µ 2 2z i 2 (50 + 50 + 109,7 ) 2 209,7µ m. min Skaičiuojamasis matmuo : d sk 1 110 + 0,01 109,99mm. 1. Skaičiuojame ribinius matmenis: Skaičiuojamasis matmuo: d sk 109,99 + 0,4194 110. 409mm ; 1 d sk 2 109, 99mm ; d skruo 115,065mm. Didžiausius ribinius matmenis gauname prid ję prie mažiausių ribinių matmenų atitinkamos pakopos tolerancijas: d 109,99 + 0,035 110, 03mm ; max 3 d 110,75mm; max2 d 168,665mm. max1 Mažiausios ribinių užlaidų 2 vert s gaunamos kaip mažiausių atliekamosios ir rib z min rib ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas. Didžiausios ribinių užlaidų 2 z max vert s gaunamos kaip didžiausių atliekamosios ir ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas. rib 2z 110,75 110,03 720µ m; 2z maz1 rib min 2 4656µ m; rib 2z min 1 419µ m. Sudedant tarpines ribines užlaidas, apskaičiuojamos bendrosios užlaidos: 2Z o min 4656 + 419 5075µ m; 2Z 720µ m. 0 max 77
Paviršiaus 0,03 110 0,01 apdirbimo technologi jos kelias Ruošinys Grubus tekinimas Glotnus tekinimas Cilindrinių paviršių užlaidų skaičiavimas Užlaidos elementai, µm R z h ρ 20 0 30 0 50 50 Apskaiči uota užlaida 2z min, µm Apskaičiuotas matmuo d sk, mm Tolera n-cija T, µm 1828-115,065 3600 109, 7 2*2328 110,409 350 30 30 91 2*209,7 109,99 40 Ribinaiai matmenys, mm rib 2z d min d min max 118, 665 110, 499 109, 99 168,6 65 110,7 5 110,0 3 3.2.5.1 lentel. Ribin s užlaidos, µm rib 2z max - - 4656 7900 419 720 Užlaidų parinkimas galiniams paviršiams Grubaus tekinimo metu pasiekiamas IT12 matmens tiksluminis kvalitetas, tačiau pirmos pakopos metu apdirbimas pradedamas dirbti detalę neapdirbtu antruoju paviršiumi, tod l T ruos + T apd T. 2 (3.2.5.1) Antros tikslumo klas s lieto ruošinio tolerancija T ruoš 3600µ m. Grubaus tekinimo metu pasiekiamo matmens IT12 tikslumo kvaliteto tolerancija T pd 350µ m. 3600 + 350 T 1925µm; 2 ρ k D 1,8 110 198µ m; ρ ruoš1 ruoš 2 k D 2 70 140µ m; ρ 198 0,06 6,6µ m; 1 ρ 70 0,06 4,2µ m. 2 Grubaus tekinimo metu pasiekiamo matmens IT13 tikslumo kvaliteto tolerancija.. Sumin ruošinio 1 ir 2 paviršių erdvinių nuokrypų vert yra: 2 2 ρ ρ sus + ρ pas ; čia: ; (3.2.5.2) (3.2.5.3) 78
; ρ pas 0,7mm; ρ 0,081 2 + 0,7 2 0,704mm. Likęs ruošinio ir paviršių erdvinis nuokrypis po grubaus tekinimo: Paviršiaus 0,5 648 0,5 apdirbimo technologijos kelias Ruošinio galin plokštuma 1 Grubus tekinimas 1 Ruošinio galin plokštuma 2 Grubus tekinimas 2 Užlaidos elementai, µm R z h ρ ε Plokščių paviršių užlaidų skaičiavimas Skaičiuojamoji užlaida, µm Skaičiuojamasis matmuo, mm Tolerancija, µm Ribiniai matmenys, mm 3.2.5.2 lentel Užlaidų ribin s reikšm s, µm l min l max 2z min 2z max 200 300 198 - - 648,5 3600 648,5 652,1 - - 50 50 6,6 50 490 647,99 1925 200 300 140 - - 647,99 1925 647,9 9 647,9 9 649,9 6 649,9 6 510 2140 - - 50 50 4,2 50 490 647,5 1000 647,5 648,5 490 1460 3.2.6 Pjovimo r žimų nustatymas Pjovimo r žimai nustatomi atsižvelgiant į apdirbimo būdą, apdirbamosios detal s standumą, medžiagą ir jos būvį, įrankio pjaunančiosios dalies medžiagą, jo geometrinę formą ir kampus, reikiamą apdirbtojo paviršiaus tikslumą ir šiurkštumą, naudojamas stakles ir kitus veiksnius. Operacija 015, paviršiaus 1 grubus tekinimas paviršiams 5, 7, 9, 10, 12, 13, 124mm. Tekinama Tungalloy firmos tekinimo peiliu tiesiu atraminiu aptekinimo peiliu JSDJ2CR/L 1212K07. Apdirbama medžiaga plienas 40X, HB210, apdirbama CNC tekinimofrezavimo stakl mis VDF 450 TM 79
3.2.6.1 pav. Tekinimo peilis JSDJ2CR/L 1212K07 1. Peilio matmenys: h12 mm; b12 mm; L 1 125mm. 2. Tekinimo peilio geometrinių elementų parinkimas: o α 7 o, ϕ 93, r 1,2. 3. Apskaičiuojamas pjovimo gylis: D d 128,2 124 t 2,1mm ; 2 2 čia D skersmuo prieš tekinimą mm, d- skersmuo po tekinimo. 4. Parenkama pastūma: s0,5mm/aps; 5. Apskaičiuojamas leistinas pjovimo greitis v m/min C v ; vidutin peilio patvarumo reikšm 350 ; x 0,15; y 0,35; m 0,2; (3.2.6.1) 80
K v K mv K nv K uv Kϕ v Kϕ 1,28 0,9 1 0,16 0,81 0,94 0,58. 1 v K rv koeficientas, įvertinantis apdirbamos medžiagos įtaką pjovimo greičiui; - koeficientas įvertinantis medžiagos paviršiaus būklę; - koeficientas, įvertinantis peilio darbin s dalies medžiagos įtaką greičiui; koeficientai įvertinantys peilio geometrinių elementų įtaką leistinam pjovimo greičiui. v 350 0,58 102,2m / min. 0.2 0.15 0.35 60 2,1 0.5 6. Apskaičiuojamas ruošinio sukimosi dažnis: 1000 v 1000 102,2 n 253r / min. π D 3,14 128,2 Sukimosi dažnio su staklių pasu derinti nereikia, nes stakl s paj gia pasiekti tikslų apsisukimų skaičių. 7. Apskaičiuojama minutin pastūma: s s n 0,5 253 126,5mm / min. m st 8. Apskaičiuojamas tikrasis pjovimo greitis: v t v t D nst π ; 1000 (3.2.6.2) 3,14 128,2 253 101,8 102m / min. 1000 9. Apskaičiuojamos pjovimo j gos: (3.2.6.3) Pataisos koeficientas x 1; y 075; n -0,15; x 0,9; y 0,6; n -0,3; x 1; y 0,5; n -0,4; Pjovimo j gos (P,N) dedamosios tekinant: 1 0,75 0,15 P z 10 300 2,1 0,5 102,2 0,81 1512N; 81
0,9 0,75 0,3 P y 10 243 2,1 0,5 102,2 0,45 315N; 1 0,5 0,4 P x 10 339 2,1 0,5 102,2 1,06 837N. 10. Skaičiuojama pjovimui reikalinga galia: P z vt N ; 60 1020 Pz vt 1512 102,2 N 2,52kW. 60 1020 60 1020 (3.2.6.4) 10.Pagrindiniai pjovimo r žimai turi tenkinti sąlygą: N. (3.2.6.5) pagrindinio staklių špindelio galia (37kW) - staklių naudingumo koeficientas( - 0,75) 2,52 27, 8 11. Apskaičiuojamas pagrindinis laikas tekinimo operacijai atlikti:. (3.2.6.6) L darbo eigos ilgis; minutin pastūma mm/min L l + l 1 + l 2 ; (3.2.6.7) L 648+ 10 + 4 662mm; 648 - pjovimo ilgis; 10 - peiliui įsipjaunant iki viso gylio reikalingas atstumas; 4 peilio pra jimo užapdirbtojo paviršiasu dydis; L 648+ 10 + 4 662mm; T m 662 126,5 5,2min. 82
Operacija 015, per jimas 4. Paviršiaus 16 pleištinio griovelio frezavimas. Griovelio plotis 20mm ilgis 190mm. Apdirbimo įrankis - pirštin freza SED4200F-L. 3.2.6.2 pav. Apdirbimo įrankis - pirštin freza SED4200F-L. Geometriniai pirštin s frezos parametrai: D 20 mm, L 110 mm, l 55 mm, dantų skaičius z4 o o o o o o Kampai γ 7 ; α1 8 ; ϕ 60 ; ϕ 0 30 ; ϕ1 2 ; λ 12. Frezavimo plotis: B20mm; Frezavimo ilgis: l190mm Frezavimo gylis: t7,5mm 1. Parenkama pastūma dančiui: s z 0,032 mm/danč. 2. Parenkamas pjovimo greitis: q Cv D v K ; m x y u p v (3.2.6.8) T t sz B z čia: D frezos skersmuo,mm C v 22,5 ; q 0,35; x 0,21; y 0,48; u 0,03; p 0,1 m 0,27 konstanta ir laipsnių rodikliai pagal 286p., 39lent. T 80 min frezos patvarumas 290p.,40lent. t pjovimo gylis, mm; B frezavimo plotis, mm; K - bendras pataisos koeficientas. v K mv K K nv uv 1; 0,9; 1; K mv 1 0,9 1 0,9; 0,35 22,5 20 v 0,9 55m / min. 0,27 0,21 0,48 0,03 0,1 80 7,5 0,032 20 4 (3.2.6.9) 3. Parenkamas frezos sukimosi dažnis: 1000 v n ; (3.2.6.10) π D 1000 55 n 875r / min. 3,14 20 4. Apskaičiuojamas tikrasis pjovimo greitis: n st 850r / min; 83
D nst 3,14 20 850 vt π 53,38m / min. 1000 1000 6. Apskaičiuojama minutin pastūma: s m sz zn; (3.2.6.11) s m 0,032 4 875 112mm / min. 7. Tangentin (apskritimin ) pjovimo j gos dedamoji:. x y u 10C pt s z B Z Pz K mp. (3.2.6.12) q w D n Čia : C 68,2; x 0,86; y 0,72; u 1; q 0,86; w 0. p n frezos sukimosi dažnis, r/min; D frezos skersmuo, mm K 1; mp 0,86 0,72 1 10 68,2 7,5 0,032 20 4 P z 1 1876N. 0,86 20 8. Apskaičiuojamas frezos sukimosi momentas: Pz D M ; 2 1000 1876 20 M 18,76Nm. 2 1000 9. Apskaičiuojama reikalinga pjovimo galia: P z v N t ; (3.2.6.13) 60 1020 1876 53,38 N 1,63kW. 60 1020 čia: N n 36kW ; N ; (3.2.6.14) - staklių naudingumo koeficientas( - 0,75) 1,63 27. 10. Apskaičiuojamas frezavimo mašininis laikas: ; (3.2.6.15) čia: L l 190 mm apdirbamos detal s ilgis; 2 2 2 2 ( D D B ) 0,5( 20 20 20 ) mm l1 0,5 10 ; l 2 - frezos pra jimo ilgis(2-5mm); L 190+ 10 + 3 203mm; T m 203 1,8min. 112 84
Pjovimo r žimų skaičiavimo rezultatai 3.2.6.1 lentel Operacijos Nr. Per jimo numeris. Apdirbimo būdas. Staklių modelis. Pjovimo gylis t, mm. Pastuma s, mm/aps Pjovimo greitis v, m/min. Apsisukimų skaičius n, aps/min. Minutin pastuma sm, min/mm. Galų apdirbimas, centravimas 005 010 010 1 Galinio paviršiaus CNC 1 nutekinimas tekinimo- 2,0 0,75 70 180 110 2 Galinio paviršiaus frezavimo 1 centravimas stakl s 5 0,2 30 600 55 3 Paviršio 3 grubus VDF 450 tekinimas TM 2,1 0,5 102 253 126,5 4 Paviršio 3 glotnus tekinimas 0,5 0,15 120 270 65 5 Nuožulos 2 nu mimas 1,5 0,5 100 245 110 Galų apdirbimas, centravimas 1 Galinio paviršiaus 15 nutekinimas 2 Galinio paviršiaus 15 centravimas 1 Paviršių 5, 7, 9, 10, 12, 13 grubus tekinimas 2 Paviršio 10 glotnus tekinimas 3 Nuožulų 4, 6, 8, 11, 14 nu mimas 4 Pleištinio 16 griovelio frezavimas 5 Pleištinio 16 griovelio glotnus CNC tekinimo- 2,0 0,75 70 180 110 frezavimo stakl s VDF 450 5 0,2 30 600 55 TM Tekinimas, frezavimas CNC tekinimo- 2,1 0,5 102 253 126,5 frezavimo stakl s VDF 450 0,5 0,15 120 270 65 TM 1,5 0,5 100 245 110 7,5 0,032 53 875 112 0,5 0,016 60 900 70 85
3.2.6.1 lentel s tęsinys Operacijos Nr. Per jimo numeris. Apdirbimo būdas. Staklių modelis. Pjovimo gylis t, mm. Pastuma s, mm/aps Pjovimo greitis v, m/min. Apsisukimų skaičius n, aps/min. Minutin pastuma sm, min/mm. 6 Pleištinio 17 griovelio CNC tekinimo- 7,5 0,032 50 855 110 015 frezavimas Pleištinio 17 frezavimo stakl s 7 griovelio glotnus VDF 450 0,5 0,016 60 900 70 frezavimas TM 3.2.7 Technologinio proceso normavimas Vienetinis skaičiuojamasis operacijos atlikimo laikas randamas pagal formulę: t t + t + t + t ; (3.2.7.1) v 0 čia: t 0 pagrindinis laikas, t p pagalbinis laikas, t ap darbo vietos aptarnavimo laikas, t pl laikas darbuotojo asmeniniams poreikiams. Pagrindinis laikas apskaičiuojamas: p ap pl t 0 L i. (3.2.7.2) S m Čia: L įrankio perslinkimo skaičiuojamas ilgis apdirbimo metu, mm, i darbo eigų skaičius atliekamame per jime, S min minutin įrankio pastuma, mm/min. 86
Dydis L nustatomas: L l + l + l + l. (3.2.7.3) įs iš pr Čia: l apdirbamo paviršiaus ilgis (pagal ruošinio br žinį), l įs įrankio įsipjovimo dydis (pagal geometrinę schemą), l iš 1-5 mm įrankio iš jimo dydis, l pr 1-500 mm įrankio privedimo prie ruošinio ilgis. Pagalbinis laikas: t p t pu + t pv + t pm 0,21+ 0,90 + 0,12 1,23min. Čia: t pu 0,22 min užd jimo ir nu mimo laikas, t pv 0,90 min valdymo laikas, t pm 0,12 min matavimo laikas. Darbo vietos aptarnavimo laikas: t t t. (3.2.7.4) ap t + org Čia: t t techninio aptarnavimo laikas, t org organizacinio aptarnavimo laikas. Techninio aptarnavimo laikas: t t t op ( 6%); (3.2.7.5) 100% čia: t op operatyvinis laikas. 87
Operatyvinis laikas: p k 1 q t t + t ; (3.2.7.6) op ok i 1 pi čia: t ok k-jo technologinio per jimo pagrindinis laikas, p technologinių per jimų kiekis, t pi i-jo pagalbinio per jimo atlikimo laikas, q pagalbinių per jimų kiekis. Organizacinio aptarnavimo laikas: t t op org (0,6...8%) 100%. (3.2.7.2) Nagrin jame vienetinio laiko normą visoms operacijoms: OPERACIJA 005 Pirmas per jimas: Nutekiname galinius paviršius 1 n 180 mm/aps; s 0,75 mm/aps: Galų skersmuo : 118,4mm. L 59,2+2,0+1+163,2mm; t 63,2 1 180 0,75 0 0,47 min. Antras per jimas: Galinių paviršių 1 centravimas. n 600 aps/min, s 0,2 mm/aps. L 5+3+4+113mm; t 13 1 600 0,2 0 0,10 min. 88
Trečias per jimas: Paviršiaus 3 grubus tekinimas. n 253aps/min, s 0,5 mm/aps. L 118,2+2,1+1+1 122,3 mm; t 122,3 1 253 0,5 0 0,94 min. Ketvirtas per jimas: Paviršiaus 3 glotnus tekinimas. n 270 aps/min, s 0,15 mm/aps. L 118,2+0,5+1+1 120,7 mm; t 120,7 1 270 0,15 0 2,87 min. Penktas per jimas: Nuožulos 2 nu mimas. n 245 aps/min, s 0,5 mm/aps. L 1,5+2+2+1 6,5 mm; t 6,5 1 245 0,5 0 0,05 min. Pilnas mašininis laikas: t 0 0,47 + 0,1 + 0,94 + 2,87 + 0,05 4,43 min. Pagalbinis laikas parenkamas iš normatyvinių lentelių: 89
t p 0,15+0,03+1 0,1+0,03+0,22 0,62 min Operatyvinis laikas: t op 4,43+0,62 5,05 min. Vienetinis laikas t v skiačiuojamas įvertinus techninio, organizacinio aptarnavimo ir asmeniniams poreikiams reikalingą laiką procentais. α 4%; β 4%; γ 2,5%. Vienetinis laikas: t v OPERACIJA 010 4 + 4 + 2,5 5,05 + 1+ 6,15min. 100 Pirmas per jimas: Nutekiname galinius paviršius 15 n 180 mm/aps; s 0,75 mm/aps: Galų skersmuo : 78,4mm. L 39,2+2,0+1+143,2mm; t 43,2 1 180 0,75 0 0,32 min. Antras per jimas: Galinių paviršių 1 centravimas. n 600 aps/min, s 0,2 mm/aps. L 5+3+4+113mm; t 13 1 600 0,2 0 0,10 min. 90
Pilnas mašininis laikas: t 0 0,32 + 0,10 0,42 min. Pagalbinis laikas parenkamas iš normatyvinių lentelių: t p 0,15+0,03+2 0,1+0,03+0,22 0,63 min. Operatyvinis laikas: t op 0,43+0,63 1,06 min. Vienetinis laikas t v skiačiuojamas įvertinus techninio, organizacinio aptarnavimo ir asmeniniams poreikiams reikalingą laiką procentais. α 4%; β 4%; γ 2,5%. Vienetinis laikas: t v 4 + 4 + 2,5 1,06 + 1+ 2,16min. 100 OPERACIJA 015 Pirmas per jimas: Paviršių 5, 7, 9, 10, 12, 13 grubus tekinimas. n 253aps/min, s 0,5 mm/aps. L 588,8+3+18+1610,8 mm; 91
t 610,8 1 253 0,5 0 3,32 min. Antras per jimas: Paviršių 10 glotnus tekinimas. n 270 aps/min, s 0,15 mm/aps. L 144,2+0,5+1+1+1 147,7 mm; t 147,7 1 270 0,15 0 2,64 min. Trečias per jimas: Nuožulų 4, 6, 8, 11, 14 nu mimas. n 245 aps/min, s 0,5 mm/aps. L 11+1,5+1+1 14,5 mm; t 14,5 1 245 0,5 0 0,11min. Ketvirtas per jimas: Pleištinio griovelio 16 frezavimas n 875 aps/min, s 0,032 mm/aps. L 190+7,5+1+1 199,5mm; t 199,5 1 875 0,032 0 5,12 min. Penktas per jimas: Pleištinio griovelio 16 glotnus frezavimas n 900 aps/min, s 0,016 mm/aps. L 190+0,5+1+1 192,5mm; 92
t 19,5 1 900 0,016 0 10,27 min. Šeštas per jimas: Pleištinio griovelio 17 frezavimas n 855 aps/min, s 0,032 mm/aps. L 130+7,5+1+1 139,5mm; t 139,5 1 855 0,032 0 2,09 min. Septintas per jimas: Pleištinio griovelio 17 glotnus frezavimas n 900 aps/min, s 0,016 mm/aps. L 130+0,5+1+1 132,5mm; t 132,5 1 900 0,016 0 Pilnas mašininis laikas: 5,2 min. t 0 3,32+2,64+0,11+5,12+10,2+2,09+6,02 29,50 min. Pagalbinis laikas parenkamas iš normatyvinių lentelių: t p 0,15+0,03+8 0,1+0,03+0,22 1,23 min. Operatyvinis laikas: t op 41,25+1,23 30,73 min. 93
Vienetinis laikas t v skiačiuojamas įvertinus techninio, organizacinio aptarnavimo ir asmeniniams poreikiams reikalingą laiką procentais. α 4%; β 4%; γ 2,5%. Vienetinis laikas: t v 4 + 4 + 2,5 30,73 + 1+ 31,83min. 100 Visų operacijų vienetinius laikus suvedame į 3.2.7.1 lentelę. Operacija 005 galų apdirbimas, centravimas 010 galų apdirbimas, centravimas 015 tekinimas, frezavimas Techninio normavimo laikai Pagrindinis Operatyvinis Vienetinis laikas t 0 (min) laikas t op (min) laikas t v (min) 4,43 5,05 6,15 0,42 1,1 2,16 29,50 30,73 31,83 3.2.7.1 lentel Bendras operacijų laikas t b (min) 40,14 94
3.3. Detal s velenas technologin dalis (M. Bosas) 3.3.1. Detal s velenas II technologiškumo analiz Detal s konstrukcijos technologiškumas tai suteikimas jai tokios formos ir tokios medžiagos parinkimas, kad ji atitiktu reikiamas funkcijas mašinoje, bei būtų galimyb ją lengvai ir ekonomiškai apdirbti. Gaminama detal velenas. Paskirtis perduoti sukamajį judesį ožinio krano vežim lio ratui. Šios detal s paskirtis yra labai svarbi, jos d ka ožinis kranas gali jud ti. Velenas abiem galais yra tvirtinamas guoliuose, kurių d ka jis gali suktis. Velenas turi pleištinį griovelį, kuris skirtas ožinio krano ratui fiksuoti. Detal s forma n ra sud tinga ir nereikalauja specialių technologinių operacijų, paviršių šiurkštumas n ra aukštas, d l to ji bus lengvai apdirbama nereikalaujant daukartinio mechaninio apdirbimo. Paviršiai bus apdirbami standartiniais ir specialiais pjovimo įrankiais.[1] Detal gaminama iš plieno 40X (EN 10 084-2). Plieno 40x chemin sud tis ir mechanin s savyb s pateiktos 3.3.1.1 ir 3.3.1.2 lentel se. Plieno 40X chemin sud tis 3.3.1.1 lentel C,% Si,% Mn,% Cr,% 0,36 0,44 0,17 0,37 0,5 0,8 0,8 1,1 Plieno 40X mechanin s savyb s 3.3.1.2 lentel σ y, MPa σ u, MPa δ µ,% Z,% KCU, Ne mažiau J/m 2 HB (ne daugiau) 785 981 10 45 59 217 čia: σ y takumo riba; σ u stiprumo riba tempiant; δ µ bandynio santykinis ištįsimas, jį nutraukus, kai bandinio ilgis 5 ar 10 kartų didesnis už jo skerspjūvį; Z santykinis dandinio skerspjūvio susitraukimas nutraukimo vietoje; KCU smūginis tąsumas tiriant bandinius su U tipo koncentratoriumi; 95
HB kietumas pagal Briunelį. Įrankiai laisvai prieina prie visų detal s plokštumų. Apdirbimui užtenka minimalaus kiekio pjovimo įrankių. Aukšti reikalavimai matmenims nekialemi, tod l pagaminimo laikotarpis d l technologiškumo yra greitas. Technologiniam apdirbimui detal s paviršiai pažym ti skaičiais, paviršių numeraciaja pateikta 3.3.1.1 pav. 3.3.1.1 pav. Detal s eskizas su paviršių numeracija Detal s darbo brežinyje yra nurodyti visi reikalingi duomenys su reikimomis nuokrypomis, paviršių šiurkštumais. Detal je vieni iš svarbiausių paviršių yra pleištaviet s 12, 13, 14 (žr. 3.3.1.1 pav.) ir kakliukai guoliams 3 ir 9 (žr. 3.3.1.1 pav.). Svarbus jų nuokrypų išlaikymas, nes jei šios sąlygos neišlaikomos, tada būtų negalimas tvirtinimas guoliuose, bei netiktu standartiniai pleištai. Detal s darbo br žinio visos technin s sąlygos pateiktos detal s darbo br žinio technologin je kortel je 3.3.1.3 letel je. 96
TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJUS Detal s darbo br žinio technologin kortel 1. Reikalingi matmenys Visi matmenys yra 2. Atitikimas tarp matmenų tikslumo ir paviršiaus glotnumo 3.3.1.3 lentel ATITIKIMAS TECHNOLOGIŠKUMO KRITERIJAMS ; ; + 0,03 124k 7. 0 3. Vaizdai ir pjūviai Visi vaizdai ir pjūviai pateikti 4. Matmenų atitikimas standartiniai eilei R5: R2,5; R10: 80; R20: 28, 110, R14; R40: 8, 150, 24, 130; Pirmenybių skaičių eil je n ra: 388, 124, 115, 102, R0,5. Pagal tris koordinačių ašis 5. Matmenų išd stymas pagal koordinačių ašis 6. Technin s sąlygos 1. Informaciniai matmenys 2 LST EN 22768-mK 3. T.A HB 223... 262 7. Matmenų matavimas Sud tingiau pamatuoti pleištinio griovelio užapvalinimo centrus. 8. Ar detal s konstrukcijos forma nesudarys papildomų sunkumų gaminant ruošinį 9. Sunkumai, iškylantys d l elementų išd stymo mechaniškai apdirbant detalę Nesudaro sunkumų Nesudaro sunkumų 10. Metalo rūšies parinkimas Plienas 40x 11. Pasvirę paviršiai Nuožulos 2x45 ; 3x45 12. Baz s Bazuojamos centrais 13. Detal s standumas: l388mm dvid107mm 3,6 < 10 l - detal s ilgis detal yra standi dvid vidutinis detal s skersmuo 14. Terminis apdirbimas T.A HB 233 262 Grūdinimas 15. Specialių technologinių Nereikia operacijų reikalingumas 16. Simetrijos ašys ir plokštumos 1 simetrijos ašis ir 1 plokštuma Atlikus technologinę analizę galima padaryti tokią išvadą: Detal s forma n ra sud tinga ir nereikalauja specialių technologinių operacijų. Unifikuotų elementų yra nemažai, paviršių šiurkštumas n ra aukštas. Visus detal s paviršius galima apdirbti su standartiniais įrankiais, matmenis galima lengvai išmatuoti ir pasiekti apdirbant. Detal yra pakankamai technologiška. 97
3.3.2 Ruošinio parinkimas Ruošinį parenkame atsižvelgiant į detal s konstrukciją, jos gavimo metodą, matmenis, užlaidas, technologinius reikalavimus. Siekiant ekonomiškumo ruošinys parenkamas su mažiausiomis galimomis užlaidomis[3]. Pagrindiniai privalumai gaminant ruošinį štampavimo būdu: Mažesn s išlaidos mechaniniam apdirbimui; Gaunama gera metalo mikrostruktūra; Galima štampuoti atskirus ruošinius iš strypo; Labai platus štampuojamų ruošinių asortimentas; Štampuoti ruošiniai skirstomi į keturis sud tingumo laipsnius: C1, C2, C3, C4. Sud tingumo laipsnis nustatomas kaip ruošinio mas s (tūrio) ir figūros, apibr žtos apie ruošinį, mas s (tūrio) santykis. Sud tingumo laipsnis apibūdinamas tokiais dydžiais: C1 nuo 0,63 iki 1,00 C3 nuo 0,16 iki 0,32 C2 nuo 0,32 iki 0,63 C4 iki 0,16 Plienų grup s žymimos M1 ir M2. M1 grupei priklauso angliniai ir legiruoti plienai, kuriuose anglies kiekis yra iki 0,45% ir legiruotų elementų iki 2%. M2 grupei priklauso visi kiti angliniai ir legiruoti plienai. Štampuoto ruošinio eskizas pavaizduotas 3.3.2.1 pav., o užlaidos apdirbamiems paviršiams pateiktos 3.3.2.1 lentel je. 3.3.2.1 pav. Štampuoto ruošinio eskizas 98
` 3.3.2.1. lentel Užlaidos apdirbamiems paviršiams Detal s matmuo Užlaidos dydis Ruošinio matmuo 7,4 7,4 7,6 388 5,8 + 3,5 2 393,8 Apskaičiuojame ruošinio masę: 2 π D M f l ρ; (3.3.2.1) 4 čia: D ruošinio skersmuo, cm; l ilgis, cm; ρ medžiagos tankis ( ρ 7,86 g/cm 3 ). 2 3,14 11,74 3,14 12,24 M f 12,81 7,86 + 4 4 2 3,14 11,74 + 8,41 7,86 35,6kg. 4 2 3,14 13,16 15 7,86 + 4 2 3,4 7,86 + Pagal duotus intervalus parenkame sud tingumo laipsnį: C M M d f V V d f 30,4 35,6 0,85. 0,85 atitinka C1 sud tingumo laipsnį. Pagal anglies kiekį pliene nustatome M1 plieno grupę. Parenkame normalaus tikslumo ruošinį II klasę. Apskaičiuojame sunaudotų atliekų kiekį: Pagamintos detal s mas 30,4 kg. Ruošinio mas 35,6 kg. 3.3.3 Technologinių bazių parinkimas Technologinio proceso projektavimui svarbu teisingai parinkti technologines bazes, kurios užtikrintu matmenų ir paviršių tarpusavio pad ties tikslumą. Apdirbimo proceso metu numatomos šios technologin s baz s: 99
1) Pradiniame etape ( galinio paviršiaus tekinimas, centravimas, bei išorinio paviršiaus tekinimas) technologin baz yra naepdirbtas 117,4 mm išorinis cilindrinis paviršius. 2) Kitame etape ( galinio paviršiaus tekinimas, centravimas) technologin baz yra apdirbtas 110 mm išorinis cilindrinis paviršius. 3) Pleištinio griovelio frezavimui technologin baz yra 110 mm išorinis cilindrinis paviršius, bei centravimo skyl. Detalei velenas numatytoms operacijoms parinktos technologin s baz s (žr. 3.3.3.1 pav.), kurios nustatytos atsižvelgiant į techninius reikalavimus. Pirmosios operacijos vykdomos tvirtinant griebtuvuose neapdirbtą cilindrinį paviršių ir parement jį judamuoju liunetu, kitose operacijose ruošinio vienas galas tvirtinimas griebtuve, o kitas centre. a) b) c) 3.3.3.1 pav. Detal s bazavimas a) galo aptekinimas, centravimas, bei išorinio paviršiaus aptekinimas b) galo aptekinimas, centravimas c) išorinių paviršių aptekinimas ir pleištinio griovelio frezavimas 100
3.3.4 Detal s mechaninio apdirbimo kelio projektavimas Sudaryti detal s apdirbimo maršrutą tai reiškia išvardyti iš eil s atliekamas operacijas, nurodant staklių tipą. Paviršiaus apdirbimo maršrutas reikalingas nustatant užlaidas, operacinius matmenis. Veleno apdirbimo technologinis maršrutas pateiktas 3.3.4 lentel je. Veleno II apdirbimo technologinis maršrutas 3.3.4.1 lentel Operacijos Nr. 005 010 015 Per jimo Nr. 1 2 3 4 Operacija Staklių tipas Įrankis Galų apdirbimas, centravimas Galinio paviršiaus 1 tekinimas Galinio paviršiaus 1 centravimas Paviršiaus 3 grubus tekinimas Paviršiaus 3 glotnus tekinimas 5 Nuožulos 2 nu mimas 1 2 1 2 3 4 CNC tekinimo - frezavimo stakl s VDF 450 TM Galų apdirbimas, centravimas Galinio paviršiaus 11 tekinimas Galinio paviršiaus 11 centravimas Tekinimas, frezavimas Paviršių 9, 7, 5 grubus tekinimas Paviršių 16, 15 grubus tekinimas Paviršių 9 glotnus tekinimas Paviršių 5 glotnus tekinimas CNC tekinimo - frezavimo stakl s VDF 450 TM CNC tekinimo - frezavimo stakl s VDF 450 TM Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Centravimo grąžtas HSS DIN 333A 5 mm Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Centravimo grąžtas HSS DIN 333A 5 mm Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L 101
3.3.4.1 lentel s tęsinys Operacijos Nr. 015 Per jimo Nr. Operacija Staklių tipas Įrankis 5 Nuožulų 10, 4 nu mimas 6 Nuožulų 8, 6 nu mimas 7 8 Pleištinio griovelio 12, 13, 14 frezavimas Pleištinio griovelio 12, 13, 14 glotnus frezavimas CNC tekinimo - frezavimo stakl s VDF 450 TM Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L Pirštin freza Pirštin freza 3.3.5 Užlaidų analitinis skaičiavimas Užlaidų analitinis skaičiavimas atliekamas paviršiui kurio matmuo. Duomenys surašomi į 3.3.5.1 lentelę. Sudarome 3.3.5.1 lentelę kurioje: h - deformacijos sluoksnis, ρ erdvin paklaida, ε nustatymo paklaida. Užlaidų ir ribinių matmenų apskaičiavimas cilindriniams paviršiams 3.3.5.1 lentel Apdirbamo paviršiaus technologin s pakopos Užlaidos elementai, µm R z h ρ ε Skaičiuojamoji užlaida, µm Skaičiuojamasis matmuo, mm Tolerancija, µm Ribiniai matmenys, mm Užlaidų ribin s reikšm s, µm d min d max 2z min 2z max Ruošinys 200 300 1612 - - 114,61 3600 114,61 118,21 - - Grubus 50 50 97-2 2112 110,38 350 110,38 110,73 4230 7480 tekinimas Glotnus 30 30 81-2 197 109,99 40 109,99 110,03 390 70 tekinimas Iš viso: 4620 7550 Kakliuko apdirbimo technologijos kelią užrašome užlaidų ir ribinių matmenų skaičiavimo 3.3.5.1 lentel je. Į lentelę užrašome ir atitinkamus ruošinio ir technologinių pakopų užlaidų elementus Rz, h ir ρ. Kadangi detal s ruošinys apdirbimo metu tvirtinamas centruose, radialin pastatymo paklaida lygi nuliui, ir tod l skaičiavimo lentel je pastatymo paklaidos elementas 102
panaikinamas. Technologinių pakopų minimalias užlaidas apskaičiuosime naudodamiesi pagrindine formule [3]: ( + ) 2zmin 2 Rz i 1 h i 1 + i 1 i ρ. (3.3.5.1) Ruošinio suminis nuokrypis: ; (3.3.5.2) ; µm; (štampuoti laisvuoju kalimu); Erdvinis nuokrypis: čia: K y koeficientai grubiam ir glotniam tekinimui, K yg 0,06; K ygl 0,05; Minimali užlaida: grubaus tekinimo 2 ( 200 + 300 + 1612) 2 2112 2 min 1 ; (3.3.5.3) ;. z µm; (3.3.5.4) glotnaus tekinimo 2 min 2 ( 50 + 50 + 97) 2 197 z 2 µm; 3.3.5.1 lentel s skiltis Skaičiuojamasis matmuo d sk pildoma pradedant nuo galutinio mažiausio ribinio (br žinio) matmens, iš eil s pridedant prie jo kiekvienos technologin s pakopos minimalią užlaidą: d 110 0,01 109,99 mm; sk2 sk1 109,99 + 0,394 d 110,38 mm; d 110,38 + 4,224 114,61 mm. skruoš 3.3.5.1 lentel s grafoje tolerancijos kiekvienai technologinei pakopai, sakydami, kad grubiu tekinimu pasiekiame 12 matmens tiksluminį kvalitetą, glotniuoju tekinimu br žinyje nurodytą T glot 40µm. Veleno ruošinio skaičiuojamo kakliuko tolerancija T ruoš 3600 µm. 3.3.5.1 lentel s stulpelyje Mažiausias ribinis matmuo surašome kiekvienos pakopos suapvalintas į didesnę pusę apskaičiuotų matmenų d sk reikšmes. Apvaliname iki tiek ženklų po kablelio, kiek jų turi atitinkamos pakopos tolerancijos. Didžiausius ribinius matmenis gauname prid ję prie mažiausių ribinių matmenų atitinkamos pakopos tolerancijos: 103
d 109,99 + 0,04 110,03 mm; max 2 max 110,38 + 0,35 1 max 114,61 + 3,6 ruoš d 110,73 mm; d 118,21 mm; Mažiausios ribinių užlaidų 2Z rib min vert s gaunamos kaip mažiausių atliekamosios ir ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas. Didžiausios ribinių užlaidų 2Z rib max kaip didžiausių atliekamosios ir ankstesniosios pakopų ribinių matmenų skirtumas. vert s gaunamos 2 max2 z rib 110,73 110,03 0,07mm 70µ m; 2 max1 z rib 118,21 110,73 7,48mm 7480µ m; 2 min2 z rib 110,38 109,99 0,39mm 390µ m; 2 min1 z rib 114,61 110,38 4,23mm 4230µ m. Sudedant tarpines ribines užlaidas, apskaičiuojamos bendrosios užlaidos ir užrašomos 3.3.5.1 lentel s apačioje. 2Z 0min 390 +4230 4620 µm; 2Z 0max 70 +7480 7550 µm. Užlaidų ir ribinių matmenų apskaičiavimas plokštiems paviršiams 3.3.5.2 lentel Apdirbamo paviršiaus technologin s pakopos Užlaidos elementai, µm R z h ρ ε Skaičiuojamoji užlaida, µm Skaičiuojamasis matmuo, mm Tolerancija, µm Ribiniai matmenys, mm Užlaidų ribin s reikšm s, µm l min l max 2z min 2z max Ruošinio galin plokštuma 1 Grubus tekinimas 1 Ruošinio galin plokštuma 11 Grubus tekinimas 11 200 300 198 - - 390,28 3600 390,3 393,9 - - 50 50 12 500 1198 389,08 1915 389,1 391 1180 2900 200 300 198 - - 389,08 1915 389,1 391 - - 50 50 12 500 1198 387,88 230 387,9 388,1 1200 2900 104
Naudojantis lentel mis randame: Ruošinio: R z 200; h300; Grubaus tekinimo: R z 50; h50. Nustatome erdvines nuokrypas: D; (3.3.5.5) ; D 1,8 110 198 Nustatome paklaidą grubiam tekinimui: 500. Minimalios skaičiuojamos užlaidos: (3.3.5.6) Skaičiuojamas matmuo 11 paviršiaus grubiam tekinimui: 388-0,115 387,885mm. Skaičiuojamas matmuo 11 paviršiaus ruošiniui: 387,885+1,198389,08mm. Skaičiuojamas matmuo 1 paviršiaus grubiam tekinimui: 389,08mm. Skaičiuojamas matmuo 1 paviršiaus ruošiniui: 389,08+1,198390,28mm. Nustatau tolerancijas kiekvienam per jimui: 1 paviršiaus ruošiniui: 3600 11 paviršiaus grubiam tekinimui: 230 1 paviršiaus grubiam tekinimui ir 11 paviršiaus ruošiniui tolerancija apskaičiuojame: Ribiniai matmenys 1 ruošiniui: l min 390,3mm; l max 390,3+3,6393,9mm. 105
Ribiniai matmenys grubiam paviršiaus 1 tekinimui ir paviršiaus 11 ruošiniui: l min 389,1mm; l max 389,1+1,9391mm. Ribiniai matmenys grubiam paviršiaus 11 tekinimui: l min 387,9mm; l max 387,9+0,23388,1mm. Ribin s užlaidos grubiam tekinimui, paviršiui 11: Z min lmin i+1- lmin i 389,1 387,9 1,2 mm; Z max lmax i+1- lmax i 391 388,1 2,9 mm. Ribin s užlaidos grubiam tekinimui, paviršiui 1: Z min lmin i+1- lmin i 390,28 389,1 1,18 mm; Z max lmax i+1- lmax i 393,9 391 2,9 mm. 3.3.6 Pjovimo r žimų skaičiavimas Pjovimo r žimai nustatomi atsižvelgiant į apdirbimo būdą, apdirbamos detal s standumą, medžiagą, jos būvį, įrankio pjaunančios dalies medžiagą, jo geometrinę formą ir kampus [10]. Atkreipiamas d mesys į apdirbtojo paviršiaus tikslumą ir šiurkštumą, bei naudojamas stakles. Skaičiavimo rezultatai pateikiami 3.3.6.1 lentel je. Operacija 005, per jimas 2. Apskaičiuojami skyl s centravimo pjovimo r žimai. Įrengimas - CNC galų apdirbimo - centravimo stakl s VDF 450 TM. Įrankis centravimo gąžtas LST EN 14952 75 iš greitapjūvio plieno [32]. 3.3.6.1 pav. Centravimo grąžtas 106
Geometriniai grąžto parametrai: d 5 mm; L 63 mm; l 6,9 mm. 1. Pjovimo gylis: t 0,5 d mm; (3.3.6.1) čia: D grąžto skersmuo mm; t 0,5 5 2,5 mm. 2. Parenkama pastūma: s 0,1 mm/aps. 3. Gręžimo operacijai pjovimo greitis apskaičiuojamas: C v T v m d s q y K v ; (3.3.6.2) čia: C v 7; q 0,4; y 0,7; m 0,2, kostanta ir laipsnių rodikliai; d 5 mm grąžto skersmuo; T 45 min įrankio patvarumo dilimui laikas. K v K mv K uv K lv ; (3.3.6.3) čia: K mv koeficientas įvertinantys apdirbamą medžiagą; K uv koeficientas įverinatis grąžto medžiagos įtaką; K lv koeficientas įvertinantis gręžimo gylio įtaką. 750 v K mv C M ; σ u σ u 981 MPa; C M 1; n v 0,9. n (3.3.6.4) K mv 750 1 981 K uv 0,3; K lv 1; 0,9 0,8 K v 0,8 0,3 1 0,24. 107
C v T v m D s q y K v 45 4. Grąžto sukimosi dažnis: 0,2 7 5 2,5 0.4 0 0,1 0,7 0,24 8m / min. 1000 v 1000 8 n 509,55aps / min. π D 3,14 5 5. Apsisukimai parenkami mažesni nei paskaičiuoti, nes programinio valdymo stakl se sukimosi dažnį galima reguliuoti: n st 505 aps/min. 6. Apskaičiuojama minutin pastūma: s min s n st 0,1 505 50,5 mm/min. 7. Tikrasis pjovimo greitis: v D n π 1000 3,14 5 505 1000 st t 7,9m / min. Operacija 015, per jimas 1. Apskaičiuojami paviršių 9, 7, 5 pjovimo r žimai. Įrengimas - CNC tekinimo - frezavimo stakl s VDF 450 TM. Įrankis tiesus atraminis aptekinimo peilis SDACR/L [31] 108