Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Дипломный проект - Машина для объемного формования заготовки верха обуви - файл РПЗ.docx


Загрузка...
Дипломный проект - Машина для объемного формования заготовки верха обуви
скачать (44843.1 kb.)

Доступные файлы (47):

Вид общий.frw
Деталировка.frw
кинематическая схема.frw
кинематическая схема в текст.frw
пневмокинематика в текст.frw
Сборка колодки 1лист.frw
Сборка колодки 2 лист.frw
Спецификация на общий вид.DOC216kb.23.06.2009 15:56скачать
раздвижная колодка.frw
4(28-47).doc628kb.04.06.2009 09:57скачать
5 раздел.docx23kb.24.06.2009 14:01скачать
6 Охрана труда и промэкология.doc166kb.04.06.2009 10:39скачать
карты эскизов.doc75kb.18.06.2007 01:47скачать
Маршрут обраб-ки.doc45kb.22.06.2009 14:00скачать
Операционные карты.doc88kb.04.06.2009 10:01скачать
Спецификация на приспособу.DOC88kb.04.06.2009 10:00скачать
ТМ - 2 ватмана.bak
ТМ - 2 ватмана.frw
РПЗ.doc2298kb.29.04.2009 13:40скачать
РПЗ.docx1700kb.24.06.2009 15:00скачать
Спецификация на сборку.DOC89kb.05.03.2009 09:02скачать
IMG_0013.jpg2885kb.13.04.2009 11:21скачать
IMG_0014.jpg2684kb.13.04.2009 11:21скачать
IMG_0015.jpg2821kb.13.04.2009 11:22скачать
IMG_0016.jpg2405kb.13.04.2009 11:22скачать
IMG_0017.jpg2161kb.13.04.2009 11:23скачать
IMG_0018.jpg2102kb.13.04.2009 11:23скачать
IMG_0019.jpg2521kb.13.04.2009 11:23скачать
Изображение 003.jpg1264kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 004.jpg1212kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 005.jpg1257kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 006.jpg1198kb.23.02.2009 10:29скачать
Изображение 007.jpg1123kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 008.jpg1282kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 009.jpg1205kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 010.jpg1187kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 011.jpg1170kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 012.jpg1204kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 013.jpg1194kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 014.jpg1124kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 015.jpg1124kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 016.jpg1247kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 017.jpg1169kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 018.jpg1304kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 019.jpg1256kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 020.jpg1095kb.20.02.2009 15:08скачать
Изображение 021.jpg1387kb.20.02.2009 15:08скачать

РПЗ.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО ”Витебский государственный технологический университет”

Кафедра “Машины и аппараты легкой промышленности’’

Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту

Тема: Машина для объемного формования заготовки верха обуви


Механико-технологический

факультет

спец. 1-36 08 01,

группа ЗМл-50

Исполнитель Макаров Д.Л.

Руководитель ст.пр. Радкевич А.В.

Консультанты к.т.н., доц. Белов Е. В.

доц. Горюшкина Н.И.

ст.пр. Ушаков В. В.

Проект рассмотрен и допущен к защите

« » 2009 г.

Зав. Кафедрой проф. Сункуев Б. С.


Витебск, 2009 г.


Содержание

Введение и обоснование темы проекта

1 Обзор технологического оборудования для объемного формования заготовок верха обуви

2 Проектная часть

2.1 Проектирование кинематической схемы машины

2.2 Проектирование пневмопривода

3 Расчетная часть

3.1 Расчет технологических усилий при объемном формовании и определение параметров исполнительного пневмоцилиндра

3.2 Расчет быстродействия пневмоцилиндра вытяжки

3.3 Расчет нагревательных элементов

3.4 Расчет производительности машины

3.5 Расчет на прочность деталей конструкции

4 Технология машиностроения

4.1 Конструкция детали

4.2 Анализ технологичности детали

4.3 Размерный анализ чертежа детали

4.4 Технологический процесс изготовления детали

4.5 Разработка конструкции установочно-зажимного приспособления

5 Расчет технико-экономического эффекта

6 Охрана труда и промышленная экология

6.1 Общие положения

6.2 Характеристика машины

6.3 Санитарно-гигиенические мероприятия. Вентиляция. Отопление

6.4 Санитарно-гигиенические мероприятия. Освещение

6.5 Мероприятия по пожарной безопасности

6.6 Компенсация профессиональных вредностей. Индивидуальная защита. Личная гигиена

6.6 Промышленная экология

Заключение

Литература

Приложение








Введение и обоснование темы проекта

Эффективность реконструкции народного хозяйства на основе научно-технического прогресса и темпы экономического роста в решающей мере зависят от машиностроения. Именно в нем материализуются научно-технические идеи, создаются новые орудия труда и системы машин, определяющие прогресс в других отраслях народного хозяйства. Здесь закладываются основы широкого выхода на принципиально новые, ресурсосберегающие и безотходные технологии, повышения производительности труда и качества продукции. Таким образом, одним из главных звеньев экономической и социальной стратегии является приоритетное развитие машиностроения.

По статистическим данным износ оборудования на промышленных предприятиях страны составляет 70-75%. В легкой промышленности технологическое оборудование устарело не только морально, но и физически. Общепризнанный порог экономической безопасности любого предприятия возникает при степени износа оборудования в 50%. Эти цифры говорят о необходимости развития производственно-технической базы и только на этой основе выпуск конкурентно-способной продукции и снижения издержек производства. Первоочередными задачами в обувной промышленности должны быть обновление выпускаемой продукции, повышение уровня технологии и организации производства, наращивание производственного потенциала.

Увеличение выпуска обуви при улучшении ее качества и расширении ассортимента возможно только при условии реконструкции значительной части обувных предприятий, строительства новых фабрик, в том числе и с участием иностранных фирм, обновления оборудования, перехода на прогрессивные формы работы, роста производительности труда, применения передовой технологии, освоения передового опыта и неукоснительного соблюдения технологической дисциплины.

Созданием и совершенствованием оборудования для производства обуви занимаются многие зарубежные фирмы: «Шен»; «Пфафф»; «Фортуна» (Германия); «Сидеко» (Италия); «УСМ» (Австрия); «Анвер» (Франция); «Свит» (Чехия); «Сатра» (Великобритания) и другие.

Большая часть обувных предприятий в Республике оснащены оборудованием производства зарубежных фирм. Те же, кто продолжает производство обуви на отечественных машинах, испытывают сложности с реализацией продукции из-за ее неконкурентноспособности на рынке, высокой себестоимости продукции. Все перечисленные недостатки возникают из-за износа оборудования, несовершенства его технологии, трудности для возможности его перехода на частые обновления ассортимента продукции. Сложности испытывают, и предприятия, основной парк которых строится на оборудовании зарубежных фирм. Высокая стоимость машин, а также их запасных частей не всегда делает возможным закупку таких машин предприятиями в наших экономических условиях.



Операция внутреннего формования заготовок обуви оснащена раздвижными колодками, созланными в 60-70-е годы. Такие колодки обеспечивают только продольное перемещение носочно-пучковой и пяточной части друг относительно друга. В дипломном проекте ставится задачи обеспечить помимо продольного перемещения еще и поперечное перемещение частей колодки для более равномерного распределения деформации растяжения заготовки верха обуви. Для этого требуется разработать кинематическую схему раздвижной колодки, пневмосхему управления исполнительным цилиндром, разработать конструкцию механизма вытяжки и общий вид машины для объемного формования заготовок верха обуви.



1 Обзор технологического оборудования для объемного формования заготовок верха обуви
Детали верха обуви получают вырубанием из плоских материалов. После сборки деталей на швейных машинах получают заготовку верха обуви. Технологический процесс изготовления обуви включает в себя формование заготовок верха с целью придания ей объемной формы. От качественного выполнения процесса формования зависит внешний вид обуви и ее формоустойчивость. Придание пространственной формы обувной заготовке, состоящей из плоских деталей, сопровождается различными видами деформации материала, преобладающей из которых является растяжение. За счет сетчатого строения обувной кожи, при растяжении ее в одном направлении, происходит сокращение ее размеров в перпендикулярном направлении, и плоская заготовка принимает форму той поверхности, на которой в данный момент она находилась.

В зависимости от способа приложения нагрузки, необходимой для растяжения заготовки и состояния ее затяжной кромки, которая может быть закреплена в рабочих органах машины для формования с различной степенью свободы, различают три способа формования:

- формование растяжением;

- формование вытяжкой;

- комбинированное формование.

При формовании растяжением, исполнительные инструменты машины осуществляют одноосное растяжение заготовки в направлении, перпендикулярном ее контуру. Материал подвергается растяжению в одном направлении и усадке во взаимно перпендикулярном.

При формовании вытяжкой - осуществляется вдавливание в материал
заготовки, закрепленной по контуру жестко, пуансоном или обивкой колодки. Облегание контура пуансона или колодки заготовкой верха происходит благодаря значительному растяжению ее во взаимно-перпендикулярных направлениях.

При комбинированном формовании сочетаются первых два способа. Затяжная кромка в зажимах закрепляется со степенью посадки меньшей, чем это необходимо для поперечного сокращения материала заготовки при одноосном растяжении.

Для формования деталей верха используют следующие рабочие инструменты: клещи, пластины, матрицы, упоры, ролики. В зависимости от комбинации рабочих инструментов формование заготовки можно выполнить одним из трех способов, рассмотренных выше.

Блок-схема структуры классификации обувных колодок представлена на рисунке 1.1.

Классификационные признаки следующие: I – технологическое назначение, II – конструкция, III – материал, IV – ассортиментное назначение.



Подуровень А: 1 – для внешнего формования, 2 – для внутреннего формования;

подуровень Б: для затяжки: 1 – глухой, 2 – рантовой, 3 – клеевой, 4 – для литья низа на обуви, 5 – для горячей вулканизации низа на обуви;

подуровень В: 1 – цельные, 2 – с выпиленным клином, 3 – сочлененные, 4 – раздвижные, 5 – несъемные, 6 – съемные, 7 – формовочно-прессовые;

подуровень Г: 1 – с фигурным или прямым разрезом и продольным движением передней и задней части, 2 – с круговым разрезом от пяточной части к носочной и продольным перемещением задней, 3 – с круговым или фигурным разрезом от носочно-пучковой к пяточной части и продольным перемещением передней части при скользящим движении задней.

В курсовом проектировании базовой конструкцией колодки является раздвижная колодка, описание которой будет приведено в следующем разделе. Следует отметить материал, используемый для изготовления раздвижных колодок. Раздвижные колодки изготовляют из древесины. Колодки со сдвигаемой носочной или пяточной частью изготовляют из легких сплавов стали, чаще всего из силумина. Так как они являются частью конструкции, то применимы для формования верха и прикрепления низа к обуви методами литья, жидкого формования и горячей вулканизации.

При внутреннем формовании к заготовке пристрачивают стельку из ткани, подкладочной кожи, дублированной тканью, или жесткую подложку. Раздвижная колодка в нерабочем состоянии вводится в объемную заготовку (чулок). Колодка с помощью механизма приводится в рабочее положение, все ее размеры становятся равными размерам, установленным ГОСТ, и тем самым заготовке придается форма колодки.

При проектировании деталей заготовки верха обуви внутреннего формования необходимо учитывать требуемую дефор

мацию: размеры деталей в носочной и пучковой частях рекомендуется сокращать не менее чем на 5 % во всех направлениях, длину деталей в геленочной и пяточной частях - на 5%, ширину оставлять без изменения.

Заготовка верха при формовании на раздвижных колодках деформируется неравномерно. На характер распределения деформации влияют вид и конструкция заготовки верха, конструкция формующей колодки, показатели физико-механических свойств материалов.

Способом внутреннего формования рекомендуется обрабатывать заготовки верха пространственной формы, так как деформация при этом распределяется более равномерно и, следовательно, при проектировании можно уменьшать размеры деталей на большую величину. При применении полуплоских заготовок верха необходимо предварительно формовать союзки на специальных машинах.

На характер распределения деформации значительно влияет конструкция формующей колодки, которая должна отвечать технологическим и конструктивным требованиям. Все технологические требования сводятся к 

обеспечению равномерного и достаточного растяжения материала заготовки верха, конструктивные требования — к созданию простой конструкции колодки с достаточными пределами изменения размеров, большим сроком службы с сохранением основных размеров.

Имеется три принципиальные конструкции формующих колодок:

с фигурным или прямым разрезом, с продольным движением передней и задней частей (рисунок 1.2а);

с круговым разрезом от пяточной части к носочной, с про

дольным перемещением задней части при скользящем дугообразном движении передней (рисунок 1.2б);

с круговым или фигурным разрезом от носочно-пучковой к пяточной части, с продольным перемещением передней части при скользящем движении задней части (рисунок 1.2в).

Механизмы раздвижения колодок, как и механизмы сочленений, различны.

Для формования объемных заготовок верха с мягкими стельками применяют колодки первого типа (конструкции ЦНИИКП) с механизмом, раздвигающим их в продольном направлении на 9 мм. Для формования объемных заготовок верха с жесткими стельками или подложками более целесообразны колодки второго (конструкции ЦНИИКП и Кременчугской обувной фабрики) или третьего (конструкции УкрНИИКП) типа.

Для внутреннего формования заготовок верха требуется тща

тельный подбор материалов верха по плотности и удлинениям и выдержка направления раскроя деталей верха, подкладки и особенно мягкой стельки: продольная ось стельки должна сов

падать с направлением наименьшего удлинения ткани или дуб

лированного материала. В системе верх - стелька последняя должна быть наименее тягучей. Только при этом условии воз

можно хорошее формование.

Для верха обуви, формуемого внутренним способом, преиму

щественно применяют выросток, полукожник, а для отдельных конструкций заготовки верха - шевро, велюр, дублированные шерстяные и хлопчатобумажные ткани. Для подкладки незави

симо от толщины материалов верха используют тик-саржу, диагональ, подкладочные кожи и плотные ткани (преимущественно корд). Мягкую втачную стельку вырубают из трех- и двухслойной кирзы, дублированной тик-саржей, а в отдельных случаях из подкладочной кожи, дублированной тик-саржей. Дублированные ткани придают втачной стельке большую прочность и одинаковую тягучесть в продольном и поперечном направлениях.

Внутреннее формование заготовок может применяться при изготовлении обуви следующих методов крепления: рантового (рисунок 1.3а), доппельного (рисунок 1.3б), клеевого (рисунок 1.3в), строчечно-клеевого (рисунок 1.3г) и горячей вулканизации (рисунок 1.3д).


Рисунок 1.1 – Структура классификации обувных колодок


Получить большие деформации заготовок верха обуви при формовании только раздвижными колодками очень трудно, поэтому способ в настоящее время применяется в основном при изготовлении домашней обуви.

Большие деформации можно получить при предварительном формовании заготовки верха на специальных машинах, после чего заготовку скрепляют со стелькой. В объемную заготовку верха вставляют колодку и окончательно ее формуют.

По данным ЦНИИКП, при проектировании заготовки верха можно предусмотреть определенные сочетания деформации материала в двух направлениях при предварительном формовании на пуансонах, которые являются оптимальными и обеспечивают получение обуви с высокими эксплуатационными свойствами.

Этот способ формования имеет следующие преимущества перед обтяжно-затяжным:

уменьшается на 8-12 % материалоемкость обуви в резуль

тате большого и равномерного растяжения деталей заготовки верха и ликвидации или уменьшения припусков на затяжку;

отсутствует основная сушка отформованной обуви, что умень

шает производственный цикл и потребность в затяжных ко

лодках;

повышается на 15—20% производительность труда вслед

ствие совмещения и ликвидации ряда технологических операций.

Недостатками данного способа формования являются боль

шое число формующих устройств, так как они предназначены для формования левой (или правой) полупары двух смежных размеров, и необходимость заменять их при запуске колодок новых фасонов, что ведет к материальным затратам.

По технологии формования обуви типа мокасин клеевого ме

тода крепления пяточную часть заготовки верха вместе с тер

мопластичным задником предварительно формуют на пуансоне и после этого окончательно формуют колодкой. Исследования доказали, что при такой технологии продольная деформация заготовки верха распределяется более равномерно и составляет 9-11%. Деформация по следу заготовки верха обуви равна 3-4% в продольном и поперечном направлениях.

В УкрНИИКП разработан комбинированный способ формования заготовки (многоступенчатый), состоящий из обтяжно-затяжного и внутреннего. Рекомендуется применять полуплоскую заготовку и раздвижную колодку.

Формование включает операции: прикрепление стельки к разомкнутой колодке, смыкание колодки (уменьшение ее длины), обтяжку заготовки, затяжку пяточной и носочной частей глухим способом, размыкание колодки (внутреннее формование), затяжку бочков глухим способом. Деформация заготовки при этом способе формования больше, чем деформация при обтяжно-затяжном методе. Некоторые примеры разъемных колодок приведена также на рисунке 1.4.
Рисунок 1.2 - Виды раздвижных колодок


Рисунок 1.3 – Схемы внутреннего формования заготовок разных методов крепления




Рисунок 1.4 – Примеры раздвижных колодок




На фабрике “Марко” сотрудниками РМЦ разработана конструкция раздвижной колодки с приводом от пневмоцилиндра. На рисунке 1.5 приведена кинематическая схема раздвижной колодки с продольным перемещением пяточой части относительно носочно-пучковой. Носочно-пучковая часть 1 является неподвижной, а пяточная часть 2 – подвижной. Носочно-пучковая часть 1 прикреплена кронштейном 3 к корпусу пневмоцилиндра 4, а пяточная часть 2 кронштейном 5 соединена с о штоком пневмоцилиндра 4.

Рисунок 1.5 – Кинематическая схема раздвижной колодки




2 Проектная часть
2.1 Проектирование кинематической схемы машины
На рисунке 2.1 приведена кинематическая схема раздвижной колодки с продольным перемещением носочно-пучковой части относительно пяточной. Штуцер 1 с квадратным отверстием, надеваемый на неподвижный штуцер с хвостовиком квадратного сечения, имеет палец 2, связанный с шатуном 3. Последний, в свою очередь, связан со стержнями 4, служащими ползунами, которые воздействуют при своем движении на носочно-пучковую часть 5.

Проектируемая конструкция (рисунок 2.2) обеспечивает перемещение носочно-пучковой части не только в продольном направлении, но и в поперечном. Таким образом, изменяется технология формования с одноосного на двухосное. Направление перемещения задается ползунами 7, вставленными в направляющие носочно-пучковой части 2. От шатуна штока 4 перемещение передается шатунам 5, которые воздействуют своим шарниром каждый на сектора носочно-пучковой части. Приводом в проектируемой конструкции является не палец подвижного штуцера, а шток 4 пневмоцилиндра 3, закрепленный с пяточной частью 1. Для задания направления движения в конструкцию введены ползуны 8, 9. При этом ползун 8 вставлен в ползун 9. Этим обеспечивается перемещение носочно-пучковой части относительно пяточной и перемещение элементов носочно-пучковой части друг относительно друга.
Рисунок 2.1 –Кинематическая схемы раздвижной колодки
Рисунок 2.2 – Кинематическая схема раздвижной колодки



2.2 Проектирование пневмопривода
На рисунке 2.2 приведена пневмокинематическая схема раздвижной колодки.

Приводным органом является пневмоцилиндр. Для его работы требуется подготовленный воздух, который от компрессорной станции поступает в магистраль, ведущую к разрабатываемому пневмоцилиндру. Открывает путь воздуху кран 7. Затем воздух проходит через фильтр 8, редукционный клапан 9, маслораспылитель 15 к двухпозиционному золотниковому распределителю 10 с электромагнитным управлением. На рабочей магистрали размещаем также пневмодроссель 11.

Рисунок 2.2 – Пневмокинематическая схема управления механизма



3 Расчетная часть
3.1 Расчет технологических усилий при объемном формовании и определение параметров исполнительного пневмоцилиндра
Прежде чем проводить непосредственно расчет технологических усилий, необходимо провести анализ напряженного состояния дифференцируемой площадки заготовки верха обуви в напряженном состоянии, вызванном действием растяжения при внутреннем формовании.

Сферическую или аналогичную ей форму можно придать плоскому материалу при одно или двухосном растяжении. Уравнение зависимости деформации от напряжения при растяжении имеет следующий вид ε=α*σm

Способность кожи к растяжению характеризуется показателем относительного удлинения в процентах при условном напряжении. Исследованиями установлено, что кривые растяжения кожи приближенно выражаются уравнением параболического вида ε =A*Qn.

При растяжении материала в продольном направлении он сокращается в поперечном направлении. Коэффициент поперечного сокращения кожи представляющий собой отношение относительного поперечного сокращения ε1 к относительному удлинению ε: μ=ε1ε колеблется от 0,4 до 1,58.
Рисунок 3.1 – График зависимости ε =A*Qn
Для кожи µ=1, для искусственных кож следует устанавливать коэффициент поперечного сокращения для каждого случая отдельно.

Способность кожи сокращаться в поперечном направлении при одноосном растяжении имеет большое значение для получения сложной формы. Так, например, закрепив плоский круг радиусом R из кожи в центре полусферы, растягивая его на ΔR в радиальном направлении и изгибая в результате 

поперечного сокращения материала, получим гладкую поверхность Для получения полусферической поверхности материал надо деформировать в радиальном направлении примерно на 22%, что дает такое же сокращение по его периметру.

При одноосном растяжении кожи для верха обуви имеют различное удлинение на разных участках. При растяжении толщина материала уменьшается из-за сдвига волокон и уплотнения структуры. В то же время площадь заготовки увеличивается. Это говорит о том, что в целом происходит разрежение структуры и увеличении объема заготовки. При растяжении материала полная относительная деформация ε состоит из упругой εу, исчезающей после снятия нагрузки, и остаточной (пластической) εп , остающейся после снятия нагрузки, т.е. ε=εуп.

Если образец материала деформировать до εА и напряжения σА, а затем разгружать, то кривая АВ будет проходить ниже кривой АО. Остаточная деформация после полной разгрузки изображается отрезком ОВ. В результате упругого последействия величина остаточной деформации уменьшится до величины ОВ1 (рисунок 3.2а).

Если при формовании материалу дать напряжение σСА и относительную деформацию εСА, кривая разгрузки СD пойдет ниже кривой СО, и остаточная деформация будет больше. После пролежки остаточная деформация материала также уменьшится и будет характеризоваться отрезком ОD1. При этом относительное уменьшение ее при напряжении σА.

После формования заготовка верха обуви выдерживается в деформированном состоянии на колодке. Поэтому при формовании с выдержкой диаграмма изображается кривой ОАВСС1. После деформации материала (кривая ОА) происходит релаксация напряжения (прямая АВ). Кривая ВС показывает уменьшение деформации вследствие упругости материала после снятия обуви с колодки. Остаточная деформация в этом случае болыпе (отрезок ОС). После пролежки она уменьшится до ОС1 (рисунок 3.2б).

Таким образом, кроме удлинения на остаточную деформацию влияет время выдержки. С увеличением времени выдержки остаточная деформация будет больше из-за уменьшения упругой деформации, что положительно влияет на формоустойчивость материала.



Рисунок 3.2 – Диаграммы относительных деформаций при растяжении

а – без выдержки, б – с выдержкой
Как известно, при увеличении влажности при одних и тех же напряжениях материал больше деформируется, а формование сопровождается наибольшей остаточной деформацией. Кроме того, с увеличением влажности материала релаксация напряжения происходит боле интенсивно. Скорость уменьшения напряжения со временем постепенно падает.

Исследованиями установлено, что при растяжении на 15% выроста хромового дубления влажностью 14% и выдержке его в растянутом состоянии 30с степень упругости после снятия нагрузки составляет 90% от общего удлинения, а степень пластичности только 10%, при растяжении образцов на 35% при тех же условиях степень пластичности составляет примерно 20%. При влажности 24% и выдержке в растянутом состоянии в течении 24ч (т.е. при полном высушивании образца) степень упругости составляет 15%, а степень пластичности - 85%.

При формовании заготовок верха обуви материал необходимо максимально деформировать без ухудшения его качества и нарушения швов. Таким образом, заготовку формуют не только для придания определенной формы, но и для увеличения формоустойчивости обуви.

Исходя из этого, необходимое технологическое усилие определится следующим образом

F=σmaxS1,S2,

где σ – требуемое напряжение при двухосном растяжении материала, МПа;

S – площадь поперечного сечения материала по каждой оси.

Рекомендуемые режимы формования приведены в таблице 3.1.


Таблица 3.1 – Рекомендуемые режимы формования





Варианты

Режимы

1

2

3

Удлинение кожи, %

13-15

24-26

34-36

Двухосная деформация, %

9-12

12-15

12-15

Требуемое напряжение растяжения, МПа

12-18

14-20

16-22

Влажность кожи, %

25-30

Температура воздуха в сушилке, ºС

100-120

Время фиксации, c

14-20



Требуемые площади S1 и S2 могут разниться для различных моделей и типоразмеров обуви в пределах 50-150мм2. Берем значения с запасом. Тогда потребное технологическое усилие определится

Fmax=18×106×150×10-6=2700Н.
Расчет параметров исполнительного пневмоцилиндра

Исходные данные

Давление воздуха в магистрали (абсолютное) Рм=0,6 МПа;

Технологическое усилие на штоке (при прямом ходе) определяется по формуле Рпол=Fcosα=2700×cos42º=2,01кН (см. рисунок 3.1);

Длины трубопроводов, соединяющих полости цилиндра с распределителем: lтр1=60см; lтр2=70см;

Диаметр отверстий в распределителе: d1=d2=0,6см;

Длина хода поршня l=9мм.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема к определению усилия на штоке пневмоцилиндра
1) Давление воздуха в рабочей полости пневмопривода Рм=60 Н/см2.

2) Определяем диаметр пневмоцилиндра по формуле
где К – коэффициент запаса, учитывающий потери на трене в уплотнениях, падение давления за счет утечек воздуха и т.п., К=1,2…1,5, принимаем К=1,2.

Атмосферное давление Ра=0,981МПа

см.

Округляем до ближайшего большего из ряда стандартных размеров по ГОСТ 6540-64. Принимаем D=80мм=8см.

3) Диаметр штока пневмоцилиндра определяется по формуле:

d=(0,2...0,3) D=(0,2...0,3)·8=1,6 см.

Округляем до ближайшего значения стандартного ряда по ГОСТ 6540-64. Принимаем d=16мм=1,6см.

4) Определяем диаметры трубопроводов dтр, исходя из уравнения неразрывности потока сжатого воздуха:


где υр – рекомендуемая скорость течения воздуха в трубах, (м/с);

υ – средняя скорость движения поршня в течении такта, (м/с).

Величину υр определим по эмпирической формуле:
где Рм (Н/см2), υр (м/с)

Средняя скорость υ определяется при известном ходе l поршня и времени такта (наименьшей длительности).

где l=9мм; t=t3=0,5с.
Принимаем в соответствии с ГОСТ 355-80 dтр=8мм.

5) Определяем расход Qс воздуха в сети, приведенный к атмосферному давлению Ра по формуле
где 1,2 коэффициент, учитывающий утечки воздуха.

.


3.2 Расчет быстродействия пневмоцилиндра вытяжки
Исходные данные для расчета:

рм=0,6 МПа;

ра=0,1 МПа;

D=80 мм;

d=16 мм;

dтр1,2=8 мм;

lтр1,2=400мм – длина трубопроводов.

d1=5 мм – диаметры отверстий в распределительном золотнике;

h1=h2=3 мм – приведенные длины вредного пространства цилиндра;

m=0,055кг - масса поршня;

L=9 мм – длина хода поршня;

μ=0,5 – коэффициент расхода;

Температуру воздуха принимаем равной Т=293К.

Время срабатывания t определяется по формуле t=T1+T2,

где Т1 – время подготовительного периода,

Т2 – время движения поршня на величину хода L.

Определение исходных данных для построения графика изменения давления в левой полости цилиндра в подготовительном периоде для подкритической зоны.

Определим начальный объем левой полости цилиндра:
Определим эффективное сечение отверстия в распределителе
где μ – коэффициент расхода, определяемый экспериментально, для приводов легкой промышленности 0,2…0,5 (μ=0,5).

Критический массовый расход воздуха определяется по формуле
где ,

для адиабатного истечения воздуха.

.

Критическое давление

Р1кркр·Рм.



где εкр – критическое отношение давлений в полостях B и H.

При адиабатном истечении воздуха εкр=0,528.

Р1кр=0,528·60=31,7 Н/см2.

Время определится по формуле
где R – газовая постоянная,

Т1 – абсолютная температура в полости цилиндра.

.

Строим график Р1=f(t) (рисунок 3.2). Наносим точку 1 с координатами t=0; Р1а=9,81Н/см2 и точку 2 с координатами t=tкр1=0,023с; Р11кр=31,7Н/см2.

Точки 1 и 2 соединяем прямой линией.

Определение исходных данных для построения графика Р1 в левой полости цилиндра в подготовительном периоде.

Определим координаты двух точек 3 и 4 из уравнения:

обозначим:
где n – показатель степени в уравнении политропного процесса расширения газа Рυn=const, при адиабатном истечении воздуха: n=1,4. Результаты расчета сведем в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Результаты расчета функции Ψ (ε)


ε

1

0,8

Ψ (ε)

0,409

0,16


,
Координаты точки 3 при ε1=0,8

Р11·Рм=0,8·60=48 Н/см2
Координаты точки 4 при ε1=1

Р11·Рм=1·60=60 Н/см2

.

Определение исходных данных для построения графика изменения эквивалентного давления Рэкв в правой полости цилиндра.

Начальный объем правой полости, включая объем трубопровода

Рабочая площадь сечения левой и правой полостей цилиндра:
.
где Вкр=В·φ(εкр)=0,156·0,259=0,040 ,

.

Координаты точек графика зависимости Рэкв от t определим из формулы:
где Ртр – сила трения;

Расчет для различных значений времени приведен в таблице 3.3.
Таблица 3.2 – Результаты расчета рэкв


t

0

0,03

0,06

0,1

0,13

0,16

Рэкв

45,6

32,5

29,2

25,4

23,7

21,9


Точка пересечения графиков Р1=f(t) и Рэкв=f(t) (рисунок 3.2) дает приблизительное значение времени Т1≈0,024с.

Расчет Т2 – времени перемещения штока пневмоцилиндра на величину L определяем с помощью автоматизированного расчета – кафедральной программы на ЭВМ. Результаты расчета приведены ниже.

^ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ ПНЕВМОПРИВОДА




P1=60.00 T1=0.024

X= 0.00 T2=0.000

X= 0.05 T2=0.010

X= 0.19 T2=0.020

X= 0.42 T2=0.030

X= 0.75 T2=0.040

X= 1.18 T2=0.050

X= 1.70 T2=0.060

X= 2.31 T2=0.070

X= 3.02 T2=0.080

X= 3.83 T2=0.090

X= 4.73 T2=0.100

X= 5.72 T2=0.110



X= 6.81 T2=0.120

X= 7.99 T2=0.130

X= 9.27 T2=0.140

X=10.64 T2=0.150

X=12.11 T2=0.160

X=13.67 T2=0.170

X=15.32 T2=0.180

X=17.07 T2=0.190

X=18.92 T2=0.200

X=20.86 T2=0.210

X=22.90 T2=0.220

T2=0.220 T=0.244



Тогда полное время определится по формуле Т=Т12=0,024+0,22=0,244




Рисунок 3.2 – Графики Р1=f(t) и Рэкв=f(t)

3.3 Расчет нагревательных элементов
Определение полезного количества теплоты, необходимой для повышения температуры нагреваемого материала до заданной величины без учета тепловых потерь ведется по формуле
где с - удельная теплоемкость материала, для кожи или кожзаменителя с=0,3кДж/кг׺С;

m – масса нагреваемого материала, для кожаных заготовок, используемых на полуавтомате, m=0,05 кг;

tн – начальная температура материала, tн=20ºС;

tк – конечная температура материала, tн=100-130ºС.

Тогда

Требуется учесть, что передача тепла происходит не непосредственно от нагревателя к материалу, а через поверхность колодки, поэтому необходимо рассчитать потери тепла через нее, для которой с=0,98кДж/кг׺С, m=1,7 кг, tн=20ºС, tн=150ºС.

Тогда

Общее необходимое тепло определиться как отношение суммы полезного количества и потерь тепла через плиту к кпд нагревательного элемента, который учитывает излучение теплоты в атмосферу, т.е.

Мощность нагревательной плиты определяется по формуле
где k – коэффициент запаса, учитывающий уменьшение напряжения сети, старение нагревательных элементов, увеличение теплоемкости нагреваемого изделия при повышении температуры, k=1,1-1,3;

t – время нагрева изделия, задано t=10мин=0,17час

Тогда

Принимаем мощность нагревательной элемента раздвижной колодки Р=5кВт.




3.4 Расчет производительности машины
Время срабатывания пневмоцилиндра невелико. Время формования одного изделия tф=25с, время загрузки одной позиции tз=5с, время выгрузки tз=4с.

Для обеспечения наибольшей производительности принимаем количество позиций по формуле n=округлб(tф/(tз+tв))+1=округлб(25/(5+4))+1=4.

В таком случае время на обработку одного изделия составит tр=tф/n=25/4=6,25с.

Часовая производительность для пары обуви рассчитывается по формуле


Сменная производительность определится по формуле



3.5 Расчет на прочность механических деталей конструкции
В шарнирах кинематических пар высокие значения усилий (рисунок 2.1).

Условие прочности выглядит следующим образом

pmax=Rmaxdl≤p,

где Rmax 

– реакция в шарнире, рассчитывается по методике расчета подшипников полужидкостного трения, для данного расчета можно принять

Rmax=Ff,

где f – коэффициент полужидкостного трения, f=0,15 при отсутствии смазки,

тогда Rmax=5000×0,15=750Н;

d – диаметр цилиндрической поверхности пары контакта, м;

l – длина цилиндрической поверхности пары контакта, м;

[p] – допускаемое удельное давление, устанавливается для каждого отдельного вида оборудования,

для обувных машин [p]=20МПа для стали 40 ГОСТ 1050-88.

pmax=7500,009×0,008=10,4×106Нм2=10,4МПа≤p=20МПа.

Как видим, условие выполняется.

Для другого шарнира этого же шатуна линейные размеры следующие: d=4,5мм=0,0045м, l=9мм=0,009м.

Тогда удельное давление определится

pmax=7500,009×0,0045=18,5×106Нм2=18,5МПа≤p=20МПа.

Как видим, условие на прочность выполняется для обоих шарниров.

Проведем расчет на продольный изгиб (устойчивость) штока пневмоцилиндра. Давление на шток со стороны пневмоцилиндра p=0,6МПа, при его диаметре d1=16мм.

Площадь штока пневмоцилиндра:

F1 = = 201мм2.

Определим силу P, сжимающую шток:

P =p*F1=0,6*106*201*10-6=120,6Н.

Выясним, какую формулу можно использовать для определения критической силы PКР.

Определим гибкость штока:



λ=,

где μ - коэффициент приведения длины, зависящий от вида закрепления концов штока.

Здесь μ=0,7;

– длина штока; = 125мм;

- радиус инерции поперечного сечения;

= = = = = 20мм,

где d – диаметр поршня пневмоцилиндра.

Тогда λ==4,38 < 100=[ λ] - допускаемое значение гибкости штока.

Тогда используем эмпирическую формулу Ясинского:

σкр = a - b λ, где

a, b – эмпирические коэффициенты, равные для стали:

a = 32;

b = 0,11;

σкр = 32 – 0,11*4,38 = 31,5 ;

Критическая сила:

PКР =σкр*F =σкр* = 31,5* = 405кН.

Проверим условие устойчивости:

ny = ≥ [ny], где

[ny] – допустимый коэффициент запаса устойчивости, для штоков, принимаем равным:

[ny] = 3,5…5;

ny = = 3,35*103>5.

Из произведенных нами расчетов мы можем сделать вывод: устойчивость штока обеспечена.





Скачать файл (44843.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru