Задание на РГР следует брать из Приложения 20 по двум последним цифрам шифра зачетной книжки.
Текстовый материал РГР должен быть оформлен в виде пояснительной записки объемом 15…20 страниц на листах формата А4. Текст должен быть написан разборчивым почерком или распечатан на принтере. Записи производят на одной стороне листа с полями шириной 20 мм слева и 5 мм справа. Текст должен быть стилистически и орфографически правильным без сокращений слов. Все формулы приводятся сначала в буквенном выражении с последующей расшифровкой входящих в формулу величин, а затем уже в них проставляют цифровые значения и производят решение относительно искомой величины. При использовании нормативных и справочных данных следует делать ссылку на источники.
Впереди текста РГР должен быть помещен титульный лист (см. Приложение 1) на обычной писчей бумаге, выполненный в соответствии с требованиями стандарта предприятия .
Решение каждой задачи следует начинать с новой страницы. Текст задач писать полностью без сокращений. После чего следует составить краткие условия задачи с рисунком, выполненным чертежными инструментами.
Вычисления должны соответствовать необходимой точности. Графическую часть работы (графики) необходимо выполнять на миллиметровой бумаге или на компьютере. При решении задач чрезвычайно важно следить за соблюдением единства размерности всех входящих в расчетные формулы величин. Недостаточное внимание к размерностям – наиболее частая причина ошибок.
В конце расчетно-графической работы необходимо привести перечень использованной литературы с указанием автора, названия книги, издательства и года издания.
Выполненную РГР студент обязан представить преподавателю на проверку не позже, чем за 10 дней до начала экзаменационной сессии. В возвращенной РГР студент должен исправить все отмеченные ошибки и выполнить все данные ему указания.
Принятые обозначения
b – ширина
d – диаметр
Е – модуль упругости
Р – сила давления
G – вес
– ускорение свободного падения
H – напор, глубина наполнения
h – глубина погружения
h w – суммарные потери удельной энергии (потеря напора)
l – длина потока, плечо силы
М – момент силы
N – мощность
n – частота вращения
р – давление
– объемный расход (объемная подача)
q – удельный расход на единицу длины потока
R – гидравлический радиус
Re – число Рейнольдса
S – поперечное сечение потока, S с – площадь сечения струи, S о – площадь
отверстия
Т – фаза гидравлического удара
t – температура, ºС
t – время
υ – средняя скорость в сечении
z – геометрическая высота (геометрический напор)
а уд – скорость распространения ударной волны
α – коэффициент кинетической энергии потока (коэффициент Кориолиса)
γ – удельный вес
𝛥 – некоторое приращение; высота выступов
δ – толщина
ζ – коэффициент сопротивления
η – коэффициент полезного действия
λ – гидравлический коэффициент трения
μ – динамический коэффициент вязкости
μ – коэффициент расхода из отверстий и насадок
ν – кинематический коэффициент вязкости
ω – угловая скорость вращения
ρ – плотность
Σ – знак суммы
σ – напряжение
const – постоянная величина (в том числе по потоку жидкости)
ТЕМА 1. ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ
И ЕГО ИЗМЕРЕНИЕ
Термины и определения. В гидравлике под жидкостью понимают сплошную среду, обладающую свойством текучести (то есть способностью изменять свою форму под действием сколь угодно малых сил). Понятие «жидкость» включает в себя как капельные жидкости, так и газы.
В гидростатике изучаются законы равновесия капельных жидкостей. В области рабочих давлений, имеющих место на практике, капельные жидкости (вода, масла, нефть, бензин, керосин, ртуть,…) считаются несжимаемыми. Капельная жидкость может заполнять часть объема сосуда, образуя «свободную поверхность» - поверхность раздела с газовой средой.
Математически допущение о несжимаемости жидкости записывают в виде
ρ = const (1.1)
или γ = ρ = const (1.2)
где ρ
– ускорение свободного падения, = 9,81 м/с 2 ;
γ – удельный вес жидкости, Н/м 3 .
В модели сплошной среды отвлекаются от молекулярного строения вещества и рассматривают жидкие частицы , то есть физически бесконечно малые объемы сплошной среды, сохраняющие все ее физические свойства.
Поскольку жидкие частицы благодаря текучести жидкости свободно перемещаются относительно друг друга, в жидкости не могут действовать сосредоточенные силы. Действуют только непрерывно распределенные силы. Силы, непрерывно распределенные по массе (объему) жидкости называются массовыми силами . К ним относятся: сила тяжести и силы инерции. Силы, непрерывно распределенные по поверхности выделенного объема жидкости, называются поверхностными силами . Это силы, действующие со стороны соседних объемов среды, твердых тел, газовой среды. Поверхностные силы пропорциональны площади поверхности.
В результате действия поверхностных (внешних) сил внутри жидкости возникает напряжение сжатия, которое по величине равно гидростатическому давлению , обладающему двумя свойствами:
· на внешней поверхности жидкости оно всегда направлено по нормали внутрь объема жидкости;
· в любой точке внутри жидкости оно по всем направлениям одинаково, то есть не зависит от угла наклона площадки, на которую действует.
Поскольку жидкости практически не способны сопротивляться растяжению, то в неподвижных жидкостях не действуют касательные силы, а, следовательно, и касательные напряжения.
Для малой площадки 𝛥S, выделенной на горизонтальной поверхности, находящейся под действием силы 𝛥Р (рис. 1.1) имеем:
(1.6)
где – среднее гидростатическое давление.
Предел отношения силы к площадке при уменьшении ее размеров до нуля называется гидростатическим давлением в точке :
В системе единиц СИ размерность гидростатического давления р :
При оценке давления различают полное давление (р ), атмосферное давление (р ат), избыточное давление (р изб) и вакуумметрическое давление (р вак), иллюстрируемые рисунком 1.2.
0 – условный нуль отсчета давления
Рисунок 1.2 – Виды давления
Полное (или абсолютное) давление р – это давление в точке жидкости, отсчитываемое от нулевого значения.
Атмосферное давление р ат – это давление, создаваемое окружающей воздушной средой. Атмосферное давление р ат – единственное измеряемое абсолютное давление. Его измеряют барометром.
Избыточное давление р изб – это превышение полного давления р над атмосферным давлением р ат:
(1.8)
Избыточное давление р изб, кроме того, принято называть манометрическим давлением. Его измеряют манометрами и пьезометрами.
Вакуумметрическое давление р вак – это «недостаток» полного давления р до атмосферного р ат:
(1.9)
Оно измеряется приборами, которые называются вакуумметрами.
По условиям решаемых задач гидростатическое давление может быть и полным, и избыточным, и вакуумметрическим. В гидростатике понятие «гидростатическое давление» является важнейшим понятием.
Помимо паскалей (Па) давление также измеряется и во внесистемных единицах:
Техническая атмосфера (ат): 1 ат = 1 кгс/см 2 = 1 · 10 4 кгс/м 2 = 0,981 · 10 5 Па;
Бар: 1 бар = 1 · 10 5 Па;
Миллиметр ртутного столба: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па;
Метр водяного столба: 1 м вод.ст. = 9,81 кПа.
Аналитически величину гидростатического давления р в любой точке (например М ) покоящейся жидкости определяют (рис. 1.3,а) из уравнения, называемого основным уравнением гидростатики:
(1.10)
где – давление на свободной поверхности, Па;
ρ – плотность жидкости, кг/м 3 ;
– ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с 2 ;
h – глубина погружения рассматриваемой точки относительно
свободной поверхности, м.
а – закрытый резервуар; б – открытый резервуар;
0-0 – плоскость сравнения
Рисунок 1.3 – К пояснению основного уравнения гидростатики
При решении задач неизвестными величинами могут быть: , h , р , р 1 , р 2 , h 1-2 и другие. Их числовые значения находят из решения основного уравнения гидростатики, например:
Давление жидкости, как видно из формулы (1.10), растет с увеличением глубины по закону прямой и на фиксированной глубине есть величина постоянная.
Поверхность, во всех точках которой давление одинаково, называется поверхностью равного давления (ПРД). Частными случаями ПРД являются свободная поверхность и горизонтальное дно сосуда.
Обозначив через z координату т. М (рис. 1.3, а), через z 0 – координату свободной поверхности и заменив в (1.10) h на (z 0 - z ) получают следующее выражение (также называемое основным уравнением гидростатики):
где в общем случае:
z – геометрическая (нивелирная) высота, м;
– абсолютная пьезометрическая высота, м.
Сумма слагаемых
называется гидростатическим напором , который для всех точек рассматриваемого объема неподвижной жидкости есть величина постоянная
Эпюра гидростатического давления – это диаграмма распределения давления жидкости в пределах смоченной поверхности, ограничивающей покоящийся объем жидкости.
Учитывая, что избыточное давление прямо пропорционально глубине погружения, достаточно знать его величину в характерных точках, например, в точках А и В на рис. 1.3,а и точках С и D на рис. 1.3,б. Эпюра избыточного давления представляет собой прямоугольный треугольник, а эпюра абсолютного давления на рис. 1.3,а – трапецию. Каждая абсцисса этих фигур в масштабе, отмеренная в направлении, перпендикулярном к стенке, представляет собой гидростатическое давление в соответствующей точке стенки.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ И КУРСОВЫХ РАБОТ
1. Студент обязан взять из таблицы, прилагаемой к условию задачи, данные в соответствии с номером варианта выданным преподавателем.
вариант – (21)(24)(11)(06)
буквы -абвг
Из каждого вертикального столбца таблицы исходных данных, обозначенного внизу определенной буквой, надо взять только одно число, стоящее в той горизонтальной строке, номер которой совпадает с номером буквы в шифре. Например, вертикальные столбцы табл.1 в задании на растяжение-сжатие обозначены внизу буквами «в», «г», «б», «а», «а»,. В этом случае при указанном выше номере варианта 21241106 студент должен взять из столбцов «а» строку номер 21 (b =1 м, F =12 кН), из столбца «б» - строку номер 24 (a =4 м), из столбца «в» - строку номер 11 (схема №11) и из столбца «г» - строку 06 (Д=0,06 м).
Работы, выполненные не по своему варианту, не засчитываются.
2. Не следует приступать к выполнению расчетно-графических работ, не изучив соответствующего раздела курса и не решив самостоятельно рекомендованных задач. Если студент слабо усвоил основные положения теории и не до конца разобрался в приведенных примерах, то при выполнении работ могут возникнуть большие затруднения. Несамостоятельно выполненное задание не дает возможности преподавателю-рецензенту вовремя заметить недостатки в работе студента. В результате студент не приобретает необходимых знаний и оказывается неподготовленным к экзамену.
4. В заголовке расчетно-графической работы должны быть четко написаны: номер контрольной работы, название дисциплины, фамилия, имя и отчество студента (полностью), название факультета и специальности, учебный шифр.
5. Каждую расчетно-графическую работу следует выполнять на листах формата А4 , чернилами (не красными), четким почерком, с полями.
6. Перед решением каждой задачи надо выписать полностью ее условие с числовыми данными, составить аккуратный эскиз в масштабе и указать на нем в числах все величины, необходимые для расчета.
7. Решение должно сопровождаться краткими, последовательными и грамотными без сокращения слов объяснениями и чертежами, на которых все входящие в расчет величины должны быть показаны в числах. Надо избегать многословных пояснений и пересказа учебника: студент должен знать, что язык техники - формула и чертеж. При пользовании формулами или данными, отсутствующими в учебнике, необходимо кратко и точно указывать источник (автор, название, издание, страница, номер формулы).
8. Необходимо указать размерность всех величин и подчеркнуть окончательные результаты.
9. Не следует вычислять большое число значащих цифр, вычисления должны соответствовать необходимой точности. Нет необходимости длину деревянного бруса в стропилах вычислять с точностью до миллиметра, но было бы ошибкой округлять до целых миллиметров диаметр вала, на который будет насажен шариковый подшипник.
10. В возвращенной расчетно-графической работе студент должен исправить все отмеченные ошибки и выполнить все данные ему указания. В случае требования рецензента следует в кратчайший срок послать ему выполненные на отдельных листах исправления, которые должны быть вложены в соответствующие места рецензированной работы. Отдельно от работы исправления не рассматриваются.
11. В описании порядка решения задач пункты, отмеченные значком *, являются необязательными и выполняются по желанию студента.
Общие справочные данные для решения всех задач
|
Характеристики материала |
Сталь |
Бронза |
Алюминий |
Чугун |
Дерево |
|
Модуль упругости Е , МПа |
2 ∙ 10 5 |
1 ∙ 10 5 |
0,7 ∙ 10 5 |
1,2 ∙ 10 5 |
1 ∙ 10 4 |
|
Предел текучести , МПа |
|||||
|
Предел прочности на растяжение-сжатие , МПа |
180/600 |
100/45 |
|||
|
Коэффициент Пуассона μ |
0,25 |
0,34 |
0,25 |
0,45 |
|
|
Коэффициент температурного расширения α , 1/град |
12 ∙ 10 -6 |
22 ∙ 10 -6 |
24 ∙ 10 -6 |
11 ∙ 10 -6 |
4 ∙ 10 -6 |
1. При вычислении допускаемых напряжений при растяжении-сжатии нормируемый коэффициент запаса прочности n необходимо принять:
Для пластичных материалов 1,5;
Для хрупких материалов 3 (коэффициенты запаса при растяжении-сжатии рекомендуется считать одинаковыми);
Для дерева при растяжении 10, при сжатии 4,5.
2. Допускаемые напряжения при сдвиге [τ ] следует принять:
Для дерева 2 МПа;
Для пластичных материалов по соответствующимтеориям прочности.
3. Допускаемые напряжения при изгибе рекомендуется считать равными допускаемым напряжениям при растяжении-сжатии.
4. Допускаемые напряжения при изгибе рекомендуется считать равными допускаемым напряжениям при растяжении-сжатии.
5. При проверке жесткости балок допускаемый прогиб следует принимать:
Для шарнирно-опертых балок l /200;
Для консольных балок l /100,
где l – длина пролета (консоли) балки.
6. Принятые для решения учебных задач справочные данные являются примерными и не отражают всего разнообразия видов материалов и их характеристик.
|
№ |
Тема |
|
Задания на расчет стержней и стержневых систем при центральном растяжении-сжатии |
|
|
Задания по теории напряженного состояния |
|
|
Задания по геометрическим характеристикам плоских сечений |
|
|
Задания на расчет балок, работающих на поперечный изгиб |
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для выполнения
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
Составил: ст. преподаватель
кафедры «ПА»
Н.Г.Васильева
Кумертау – 2015г.
Microsoft Word ,
Приложение.
Нумерация листов РГР должна быть сквозной. Первым листом является титульный лист.
Оформление заголовков
Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов, подразделов, при необходимости пунктов.
Заголовки следует писать с абзаца строчными буквами (кроме первой прописной) без точки в конце, не подчеркивая.
Заголовки разделов и подразделов выделяют «полужирным» шрифтом.
Переносы слов в заголовках не допускаются.
Расстояние между заголовками раздела, подраздела и текстом должно быть равно 15 мм.
Расстояние между заголовками раздела и подраздела – 10 мм.
Разделы «Введение», «Заключение», «Список источников» не нумеруются , но включаются в содержание документа.
Оформление иллюстраций
Иллюстрации могут располагаться по тексту РГР или в приложении. Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией.
На все рисунки документа должны быть приведены ссылки в тексте. При ссылках на иллюстрации следует писать «…в соответствии с рисунком 1….» или «…..на рисунке 1…..».
Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных и располагают следующим образом: «Рисунок 1 – Детали приборов».
Опечатки, описки и графические неточности, обнаруженные в процессе выполнения, допускается исправлять подчисткой или закрашиванием белой краской и нанесением в том же месте исправленного текста машинописным способом или черными чернилами, помарки и следы неполностью удаленного прежнего текста не допускаются.
РГР вкладывается в файл и сдается методисту на кафедру не позднее установленного срока на бумажном носителе.
Задание № 1 для РГР
Задание № 1 : При выполнении РГР студент должен по номеру варианта определить свой вопрос и представить подробный, развернутый ответ.
1. Технологическое оборудование и принципы построения автоматизированного производства.
2. Размерные, временные и информационные связи в интегрированном производстве.
3. Размерные связи процесса изготовления деталей.
4. Анализ установочных размерных связей при изготовлении деталей.
5. Размерные связи при автоматической установке заготовки на станок.
6. Размерные связи при стыковки транспортных тележек.
7. Операционные размерные связи в автоматизированном производстве.
8. Основные понятия технологичности.
9. Требования к конструкции изделий, предназначенных для автоматической сборки.
10. Показатели технологичности и их определения.
11. Значение и объем сборочных работ.
12. Основные организационные формы сборки.
13. Методы сборки изделий.
14. Способы и средства транспортирования.
15. Самотечные и полусамотечные транспортные системы.
16. Магазинные загрузочные устройства.
17. Бункерные загрузочные устройства поштучной выдачи предметов обработки.
18. Бункерные загрузочные устройства выдачи предметов обработки порциями (партиями).
19. Бункерные загрузочные устройства непрерывной выдачи предметов обработки.
20. Ориентирующие устройства.
21. Автооператоры и промышленные роботы.
22. Выбор типа и компоновки автоматического сборочного оборудования
23. Однопозиционные сборочные станки
24. Многопозиционные сборочные станки
25. Роторные цепные и многоярусные автоматы.
26. Автоматические линии сборки.
27. Гибкие производственные системы сборки.
28. Преимущества гибких производственных систем.
29. Трудности гибкой автоматизации и меры по их преодолению.
30. Современные направления совершенствования режущих инструментов для автоматизированного производства.
31. Разновидности устройств АСИ многоцелевых станков.
32. Способы идентификации режущих инструментов.
33. Автоматический контроль состояния режущих инструментов.
34. Методы и средства контроля качества изделий в ГПС
35. Способы измерения параметров детали с помощью измерительной головки.
36. Автоматизированные системы удаления отходов.
Задание № 2 для РГР
Построение циклограммы работы роботизированного технологического комплекса
Задание № 2 : При выполнении РГР студент должен по последней цифре шифра зачетки определить свой вариант задания и представить подробное решение.
Теоретическая часть
При разработке циклограмм работы автоматических машин (систем машин) обычно решаются следующие задачи:
1. Проектируется четкая последовательность действий и необходимых команд управления для всех исполнительных механизмов машины, на основании которой затем составляется управляющая программа (УП). Для РТК, например, по циклограмме его работы составляется УП для промышленного робота (ПР), который координирует работу остального оборудования;
2. Разработанная последовательность действий оптимизируется с целью сокращения общей длительности цикла и отсутствия простаивания основного технологического оборудования РТК.
Если при разработке циклограммы определяются времена выполнения отдельных действий (тактов цикла), то такие циклограммы используются для расчета длительности всего цикла и отдельных его фрагментов, расчета производительности РТК.
Известны различные формы представления циклограмм: табличные, круговые и пр. Наибольшее распространение получили циклограммы в форме таблицы. Перед построением циклограммы определяется состав оборудования АОЯ и уточняется перечень исполнительных механизмов по каждому оборудованию. Также определяются возможные состояния каждого исполнительного механизма. В данной работе следует учитывать только то оборудование и исполнительные механизмы, которые совершают механические действия (пульты управления, электрошкафы, гидростанции и пр. не учитывать). Для станка следует выбирать те исполнительные механизмы, которые непосредственно участвуют в процессе загрузки-разгрузки детали. Собственно процесс обработки детали по управляющей программе будем считать проходящим между включением и выключением шпинделя и подробно в циклограмме не рассматриваем.
Тогда циклограмма будет включать в себя следующие столбцы:
Оборудование;
Исполнительные механизмы, выполняющие отдельные элементы цикла;
Возможные состояния исполнительных механизмов в цикле;
Необходимое число тактов цикла.
Число строк определяется числом состояний всех исполнительных механизмов. Первоначально выбирается какое-либо состояние всех исполнительных механизмов в качестве исходного. Для выбора исходного состояния можно выбрать любой момент цикла загрузки-разгрузки (например, момент начала загрузки детали).
Циклограмму необходимо составить так, чтобы в конце цикла все исполнительные механизмы вернулись в исходное состояние. Далее следует в текстовом виде описать планируемую последовательность срабатывания всех необходимых исполнительных механизмов. При этом необходимо стремиться к максимальному сокращению времени цикла за счет объединения движений в одном
такте (одновременное выполнение движений).
Однако такое объединение следует осуществлять технически грамотно. Например, нельзя объединять в один такт зажим приспособления станка и разжим схвата ПР (схват может начать срабатывать раньше приспособления и деталь потеряет ориентацию).
Время выполнения каждого движения может быть определено по формулам:
Или 
или 
где α i β i - углы поворота механизмов;
l i h i - линейные перемещения механизмов;
ω i v i - соответственно паспортные скорости углового и линейного перемещения механизмов по соответствующей координате.
Затем начинается собственно заполнение табличной циклограммы . Как правило большинство исполнительных механизмов имеет два состояния (открыто - закрыто, выдвинуто - задвинуто, включено - выключено ). В этом случае должны выполняться правила последовательности переключения состояний и четности (количество нахождения исполнительного механизма в одном состоянии должно равняться количеству нахождения его во втором состоянии, т.е. сумма должна делиться на два, иначе исполнительный механизм за цикл не вернется в исходное состояние).
Пример выполнения работы
Схема роботизированного технологического комплекса (РТК) приведена на рис. 1. В состав РТК входят:
Токарно- патронный полуавтомат 16К20Ф3;
Промышленный робот М20П.40.01;
Тактовый стол.
Рисунок 1 – Компоновка АОЯ
Для выполнения заданного цикла обработки детали необходимы следующие движения (переходы):
Зажим заготовки в патроне;
Отвод руки ПР;
Обработка детали;
Разгрузка детали из патрона станка на тактовый стол, перемещение тактового стола на 1 шаг (на одну позицию).
В формировании заданного цикла участвуют следующие механизмы:
станка
Зажим детали (патрон);
Вращение детали (обработка);
промышленного робота
Подъем руки;
Выдвижение руки;
Зажим схвата;
Поворот схвата относительно вертикальной оси;
тактового стола
Перемещение детали (заготовки) на один шаг (на одну позицию).
исходное положение оборудования и его механизмов :
Патрон станка зажат, ограждение открыто;
Суппорт в нулевой (исходной) позиции, в резцовой головке установлен необходимый комплект инструментов для обработки заданной детали, т.е. для выполнения заданного цикла обработки линии центров станка, выше уровня расположения заготовок на тактовом столе;
Схват робота разжат, ось детали, первоначально зажимаемой в схвате - горизонтальная; рука втянута и повернута к станку.
В соответствии с составленной последовательностью движений механизмов оборудования за цикл построена циклограмма функционирования АОЯ и алгоритм.
Принцип работы: после выключения станка ПР забирает обработанную деталь устанавливает в исходную ячейку на тактовом столе. Происходит перемещение стола на одну позицию. ПР забирает деталь с тактового стола устанавливает в зоне обработки. Станок включается для выполнения технологических операций. Время всех перемещений принять равным 1с.
Рисунок 2 – Алгоритм функционирования АОЯ
| № варианта | Компоновка РТК |
| 1 – промышленный робот М20Ц.40.01 2 – токарно-револьверный станок с ЧПУ 1В340Ф30 3 – магазин накопитель 4 – устройство управления ПР 5 – ограждение 6 – устройство ЧПУ станка 7 – электрошкаф 8 – гидростанция | |
| 1 – промышленный робот 2М4Ц.20ГП-3 2 – токарный многорезцовый станок 1Н713 3 – тара (кассетного типа) 4 – устройство управления ПР 5 – гидростанция | |
| 1 – промышленный робот ПР4 2 – токарный многорезцовый полуавтомат 1716Ф3 3 – тактовый стол 4 – тара 5 – пульт управления ПР 6 – устройство для удаления стружки | |
| 1 – промышленный робот М10П62.01 2 – токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 3 – тактовый стол 4 – устройство ЧПУ ПР 5 – устройство ЧПУ станка 6 – электрошкаф | |
| 1 – промышленный робот МП 2 – токарный полуавтомат 1713 3 – тактовый стол | |
| 1 – промышленный робот УМ160Ф2.81.02 2 – токарный станок с ЧПУ 1П752МФ3 3 – поворотное устройство 4 – устройство ЧПУ станка 5 – устройство ЧПУ ПР 6 – тара для стружки 7 – загрузочная позиция склада 8 – гидростанция | |
1 – промышленный робот напольного типа
2 – токарный многорезцовый станок
3 – горизонтальное загрузочное устройство
4 - накопитель
|
|
| 1 – промышленный робот УМ1 2 – токарный полуавтомат агрегатного типа АТ250П 3 – магазин периодического действия 4 – пульт управления 5 – ограждение | |
1 – ПР Ритм-01-08
2 – станок токарно-винторезный с ЧПУ
3 – вибробункер
4 – устройство ЧПУ станка
5 - устройство ЧПУ ПР
6 - тара
|
|
1 – промышленный робот напольного типа
2 – станок с ЧПУ
3 – загрузочное устройство
4 – устройство управления ПР
5 - тара
|
Задание № 3 для РГР
Теоретическая часть
Магазин – емкость для размещения однородных штучных заготовок и выдачи их с требуемой производительностью. Состав магазина: накопитель, отсекатель, питатель.
Основные типы конструкций МЗУ приведены на рис. 1.
Рисунок 1- Магазинные загрузочные устройства для заготовок, закладываемых штабелем в один ряд.
МЗУ рассчитываются на производительность и отсутствие заклинивания.
Исходные данные
Вариант задания – 0. Эскиз детали приведен на рис. 5.
Рисунок 5 – Эскиз ориентируемой детали
Производительность станка – автомата Qa = 90 шт./мин.
Материал детали - сталь.
Частота колебаний лотка f Л = 50 Гц.
Периодичность загрузки бункера Т= 20 мин.
Обеспечение автоматической ориентации детали .
Специальных устройств для систематизации потока деталей не требуется так как предполагаемые конструкции ориентаторов одновременно будут выполнять и эту функцию. Для обеспечения ориентации детали в пространстве определим все возможные различные устойчивые положения детали на лотке и выберем одно – требуемое. Возможные устойчивые различимые положения детали на лотке приведены на рис. 10.
а – донышком вперед,
б – донышком назад,
в – ось детали образует с направлением лотка угол не равный 0º,
г – стоя на торце (ось детали вертикальна)
Рисунок 6 - Возможные различимые устойчивые положения детали на лотке (вид сверху)
Выбираем следующую схему ориентации: В ВБЗУ обеспечиваются два устойчивых положения – а и б . Во вторичном ориентирующем устройстве для всего потока обеспечивается положение а .
Для устранения положений в ширину лотка (с учетом буртика) предусматриваем 8 мм. Для перевода детали из положения г в а или б предусматривается уступ (рис. 7).
Рисунок 7 – Форма ориентирующего уступа
Для обеспечения устойчивого положения детали а или б лотку придается полукруглая форма (рис. 8).
Рисунок 8 – Поперечное сечение оринтирующего устройства ВБЗУ
1 – пружина
2 – рычаг
4 – подводящий лоток
5 – отводящий лоток
Рисунок 9 – Схема вторичного ориентирующего устройства
Расчет ВБЗУ
Расчет режима работы ВБЗУ.
Включает определение средней производительности Q СР , средней скорости движения изделия по лотку V СР , коэффициента заполнения лотка k З .
Средняя производительность ВБЗУ
Средняя скорость движения изделия по лотку (мм/с):
Коэффициент заполнения лотка изделиями определяется по формул:
k З =Р(l 0 ) ·C П = 0, 919·1=0, 919
Коэффициент плотности потока изделий рассчитывается как:
При пассивном ориентировании симметричных валиков и втулок по цилиндрической поверхности (при l И > d ):
Расчет конструктивных размеров чаши.
Включает определение диаметра D , высоты Н , шага лотка t, объема V Д загружаемой партии. Примем цилиндрическую форму чаши (рис. 12).
Для цилиндрической чаши наружный диаметр определяют по формуле:
D=D В +2·Δ,
Внутренний диаметр чаши определяется из выражения:
где V Д – наружный объем загружаемого изделия, мм 3 , V Д = 396мм 3 ;
Т – период времени между заполнениями чаши, мин, Т = 20 мин;
n – число заходов вибродорожек, n = 1 ;
z – число каналов на каждой вибродорожке, z=1 ;
Н Р – высота заполнения чаши изделиями, мм.
Высота заполнения чаши изделиями находится из выражения:
H P ≈ 2, 5·(t+δ)= 2, 5·(11+2) = 32, 5 мм,
Шаг t спирали вибродорожки определяют из условия:
t =k·d+δ= 1, 5·6 +2=11 мм,
где d – диаметр изделия, лежащего на лотке, d = 6 мм;
при l И /d >1,5 коэффициент принимается равным k = 1,5.
Тогда наружный диаметр чаши
D=D В + 2·Δ=290+2·2=294 мм.
Округляем до ближайшего стандартного диаметра в большую сторону D=320 мм.
Рисунок 12 - Конструкция цилиндрической чаши ВБЗУ
Полная высота чаши определяется как H=H P +(1, 0…1, 5)·t =32, 5 +(1, 5·11) =49 мм.
Угол подъема спирали лотка:
Ширина вибродорожки:
Ширина лотка с буртиком
B O =B+ 3=7, 17+3=10, 7 мм
Принимаем толщину дна чаши H Д ≈ 2 мм. Угол конуса чаши выбираем в диапазоне γ 0 =150º .
Расчет параметров движения изделия и колебательной системы .
Включает определение частоты вынужденных колебаний лотка; амплитуды; приведенной массы; жесткости пружинных стержней; размеров пружинных стержней (длины l , диаметра d или сечения b хh ).
Определяем требуемый угол наклона подвесок α, исходя из обеспечения необходимой скорости перемещения заготовок по формуле:
α=arctg 2,25=66 0
Определяем амплитуду колебания лотка Х Н (в см), при которой обеспечивается скорость V ТР , по формуле:
ω=2·π·f Л = 2·3, 14·50=314.
Конструктивно подвески можно выполнять круглыми или плоскими (набранными из пластин). Выбираем плоские пружины. Необходимо определить их длину, ширину и толщину. Параметры пружин определяем из условия, что подвеска представляет собой балку, закрепленную жестко с двух сторон.
Расчетная схема пружин показана на рис. 4.
При плоских пружинах длину l и ширину b задают конструктивно, а толщину (в см), можно определить по формуле:
где а – толщина пружин подвески, см;
l – длина пружины, принимаем l=15 см;
b – ширина пружины, принимаем b = 2 см;
n – число подвесок, принимаем n = 4 ;
i – число пружин в подвеске, принимаем i = 3 ;
G – вес колеблющихся частей и загруженных в бункер заготовок, ориентировочно принимаем G = 15 кг;
φ – собственная частота колебаний системы, 1/с:
φ=1, 1·f Л = 1, 1·50=55 1/с.
Напряжение изгиба (кгс/см 2) при максимальном прогибе для плоских пружин определяем по формуле:
Размах колебаний лотка (в см) определяется графически при амплитуде колебания Х Н по формуле:
Если в приводе вибрационного загрузочного устройства со спиральным лотком у каждой подвески установлен один электромагнит перпендикулярно ее плоскости, то его усилие (в кгс) можно при плоских подвесках определить по следующей формуле:
На основании вышеприведенных расчетов и обобщенной схемы АЗУ принимаем следующий схемный вариант проектируемого автоматического загрузочного устройства. В ВБЗУ осуществляется предварительная пространственная ориентация деталей выдача их с производительностью Q = 120 шт/мин. В ВОУ осуществляется окончательная пространственная ориентация деталей. Затем поток деталей разделяется делителем потока на два потока, каждый из которых направляется в МЗУ- дублеры. Эти МЗУ расположены с противоположных сторон относительно станка-автомата и обеспечивают его правильно ориентированными деталями с заданной производительностью.
Схема управления следит с помощью датчиков переполнения (Д1– Д4) за загрузкой МЗУ и направляющих лотков и, при необходимости, временно отключает ВБЗУ. Общая схема АЗУ
Рисунок 13 - Общая схема АЗУ
Задание
Таблица П1 – Исходные данные для выполнения работы
Таблица П2 - Значение коэффициента трения
Таблица П3 – Чертеж деталей к вариантам
| № варианта | Чертеж детали |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
Список литературы
1.. Автоматизация машиностроения: Учеб. для втузов/ Н.М.Капустин, Н.П.Дьяконова, П.М.Кузнецов; Под ред. Н.М.Капустина. – М.: Высш. шк., 2003. – 223с.: ил.
2. Калабухов А.Н., Полякова Л.Ю. Технологические основы разработки гибких роботизированных производственных модулей: Учебное пособие для студентов технических вузов/Кумертауский филиал УГАТУ. – Кумертау, 2006 – 398 с.
3. Власов и др. Транспортные и загрузочные устройства и робототехника: Учебник для техникумов пециальности « Монтаж и эксплуатация металлообрабатывающих станков и автмоатических линий». – М.: Машиностроение, 1988. – 144 с.: ил.
4. А. Н. Трусов. Проектирование и расчет автоматического загрузочного устройства.Методические указания к лабораторным работам № 2, 3, 4 по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)» всех форм обучения.
5. А.Н.Трусов. Построение циклограмм работы автоматически обрабатывающих ячеек. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)» всех форм обучения.
6. СТО УГАТУ 016-2008. Графические и текстовые конструкторские документы. Общие требования к построению, изложению и оформлению. – Взамен СТП УГАТУ 002-98; введен. 2008-01-01. – Уфа: УГАТУ, 2008.
7..ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи. – Взамен ГОСТ 2.104-68; введен. 2006-09-01.-М.: Стандартинформ,2007.
Приложение А
(обязательное)
Образец титульного листа
Министерство образования и науки РФ
Филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Уфимский государственный авиационный технический университет»
в г.Кумертау
Кафедра «ТПЛАа»
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Вариант ХХ
Выполнил: ст. гр. КТО-ХХ
А.А. Сидоров
Проверил: ст. преподаватель
Н.Г.Васильева
Кумертау – 201_г
Приложение Б
(обязательное)
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для выполнения
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»
для студентов по специальности 15.03.05
«Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»
Составил: ст. преподаватель
кафедры «ПА»
Н.Г.Васильева
Кумертау – 2015г.
Порядок оформления расчетно-графической работы
Расчетно-графическая работа (РГР) выполняется на одной стороне листа формата А4 с применением печатающих графических устройств вывода ЭВМ. Для оформления РГР необходимо использовать текстовый редактор Microsoft Word , шрифт - Times New Roman, размер шрифта 14 пт, через одинарный интервал с абзацным отступом 1,25 см. Выравнивание текста - по ширине.
РГР должна содержать следующие разделы:
Титульный лист (ПРИЛОЖЕНИЕ А);
Введение - снабжается рамкой с основной надписью по ГОСТ 2.104-68, форма 2а, не более 1-2 стр. (ПРИЛОЖЕНИЕ Б);
Развернутый ответ на вопрос, выбранный в соответствии с номером варианта по журналу из задания 1;
Подробное описание с необходимым иллюстративным материалом технологии выполнения задания 2,3 выбранного в соответствии с номером варианта по журналу или по последней цифре шифра зачетки;
Заключение, не более 1-2 стр.;
Список источников (не менее 5);
Приложение.
Расположение текста на листе:
1) Расстояние от рамки формы до границ текста в начале и в конце строк не менее 3 мм;
2) Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм;
3) Абзацы в тексте начинаются отступом 12,5 мм.
Пояснительная записка оформляется на стандартных листах формата А4 .
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
1. Общие требования
Поля страницы:
левое поле – 20…30 мм;
правое поле - 10 мм;
верхнее поле - 20 мм;
нижнее поле - 15 мм.
Параметры шрифта и абзаца для основного текста :
название шрифта - Times New Roman;
размер шрифта - 14;
междустрочный интервал – полуторный;
выравнивание - по ширине;
отступ первой строки – 1,27 см.
2. Нумерация страниц
Нумерация страниц должна быть сквозной. Номера страниц проставляются вверху страницы по центру. Первой страницей является титульный лист, на котором номер не ставиться. Размер шрифта - 12.
3. Заголовки
Каждая новая глава документа начинается с новой страницы. Это же правило относится к другим основным структурным частям работы: введению, заключению, списку литературы, приложениям.
В тексте рекомендуется использовать заголовки различных уровней (глава, раздел главы, подраздел ), не более трёх уровней. Их вид задается автоматически и предопределяется соответствующим стилем. Для тематических заголовков необходимо ввести нумерацию,НЕ НУМЕРУЮТСЯ заголовки общих структурных частей (введение, заключение, список литературы, приложения).
В конце заголовка точка не ставится. Подчеркивать и переносить слова в заголовке не допускается.
Заголовки глав, разделов, подразделов отделяются от текста выше и ниже дополнительным интервалом.
4. Иллюстрации
Все иллюстрации (рисунки, фотографии, схемы, чертежи и пр.) именуются рисунками. Рисунки нумеруются последовательно в пределах раздела арабскими цифрами. Номер рисунка состоит из номера раздела и порядкового номера рисунка в разделе. Далее помещается название рисунка. Каждый рисунок может иметь поясняющий текст, который располагается в подрисуночной надписи.
Рисунки рекомендуется помещать на отдельных страницах сразу после ссылки на них в тексте так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота записки или с поворотом по часовой стрелке. В случае небольшой величины на странице допускается располагать два и более рисунков.
Пример оформления рисунка приведен в прилож.1.
5. Таблицы
Таблицы нумеруют в пределах раздела арабскими цифрами. Над правым верхним углом таблицы помещается надпись ‘Таблица‘ с указанием номера. Если таблица единственная в записке, ее не нумеруют.
Название таблицы помещается по центру таблицы ниже строки с номером и начинается с прописной буквы.
Таблицу помещают после первого упоминания о ней в тексте. Таблицу с большим количеством строк допускается переносить на следующую страницу, при этом в правом верхнем углу помещается надпись ‘Продолжение табл.‘ с указанием номера.
Пример оформления таблицы приведен в прилож.2 .
6. Формулы
Формулы нумеруются в пределах раздела арабскими цифрами. Номера ставятся в круглых скобках у правого края страницы на продолжении строки формул.
Если формула требует расшифровки буквенных обозначений величин (экспликации), то после формулы ставится запятая, затем с новой строки пишется слово ‘где ‘ (без двоеточия после него), за ним обозначение первой величины и его расшифровка, каждое следующее обозначение с расшифровкой пишется с новой строки или в одну строку, друг от друга расшифровки отделяются точкой с запятой. Расшифровываются буквенные обозначения правой и левой частей формулы.
s ai , |
где a i - i-ый элемент массива; n – количество элементов массива.
7. Список литературы
В списке литературы источники указываются в произвольном порядке. Сведения о книге включают фамилию и инициалы автора, заглавие
книги, место издания, издательство и год издания, объем в страницах. Сведения о статье из периодического издания включают фамилию и
Сведения об Internet–источнике включают Internet–адрес и тема информации из этого источника.
Вахрин, П. Методика подготовки и процедура защиты дипломных работ по финансовым и экономическим специальностям: Учеб.пособие /П. Вахрин. - М.: Маркетинг, 2000. - 135 с.
Тягунов, С. И. Логика как искусство мышления: Учеб. пособие / С. И. Тягунов. - СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2000. - 107 с.
Мокальская, М.Л. Самоучитель по бухгалтерскому учету: Руководителям, предпринимателям, акционерам, бухгалтерам, студентам, слушателям курсов бухучета / М.Л. Мокальская, А.Ю. Денисов. - М.: Финансы и статистика, 1993. - 245 с.
Булатов, А.С. Экономика: Учеб. для вузов / А.С. Булатов, И.И.Большакова, В.В. Виноградов; Под ред. А.С. Булатова. - М.: Юристъ, 1999. - 894 с.
Eckhouse, R.H. Minicomputer systems. Organization, programming and application / R.H. Eckhouse, H.R. Morris. - New York, 1999. - 491 p.
Производственный менеджмент / С.Д. Ильенкова, А.В. Бандурин, Г.А. Горбовцов; Под ред. С.Д. Ильенкова. - М.: ЮНИТИ, 2000. - 583с.
4. Описание сборников
Санкт-Петербург в цифрах, 1999 / С.-Петерб. ком. гос. статистики. - СПб.: Петербургкомстат, 1999. - 21 с.
Проблемы экономического развития: Сб. науч. тр. / С.-Петерб. гос. ун-т экономики и финансов. - СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1998. - 105с.
5. Описание статей из газет, журналов и сборников
Федоров, В.Н. Управление электроприводами кузнечно-прессового оборудования/В.Н. Федоров // Сб. науч. тр. института /ВоГТУ. Т. 1. - Вологда, 1997. - С. 65-72.
Зиненко, В.И. Охрана природы в городе / В.И.Зиненко // Знание-сила. - 2002 .- № 3. - С. 6-14.
Сенаторов, А. Япония: коалиционный выбор либерал-демократов / А.Сенаторов, И.Цветов // Проблемы Дальнего Востока. - 2000. - № 1. - С.30-
Балабанов, И.Т. Анализ расчета рентабельности продукции / И.Т.Балабанов, В.Н. Степанов, Е.В. Эйшбиц // Бухгалтерский учет. - 1996. - № 3. - С.30-34.
Инвестиционный банк: скромное обаяние крупной буржуазии / Д. Гришанков, С. Локоткова, Д. Сиваков и др. // Эксперт. - 1996. - № 14. - С.4052.
Страховые организации США // Страховое дело. - 1996. - № 4. - С.49-56.
6. Описание нормативно-правовых актов
О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации: Федер.закон от 31 мая 2001 г. N 73-Ф3 // Ведомости Федер.Собр.Рос.Федерации. - 2001. - N 17. - С. 11-28.
О некоторых вопросах Федеральной налоговой полиции: Указ Президента РФ от 25.02.2000 № 433 // Собрание законодательства РФ. - 2000.
- № 9. -Ст.1024.
О борьбе с международным терроризмом: Постановление Гос. Думы Федер. 20 сент. 2001 г. N 1865 //Собр. законодательства Рос. Федерации. - 2001. - N 40. - С. 8541-8543.
ГОСТ 12.1.003-76. Шум.Общие требования безопасности-Взамен ГОСТ 12.1.003-68; Введ. 01.01.77. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 9 с.
Строительные нормы и правила: Алюминиевые конструкции: СНиП 2.03.06-85 /Госстрой СССР. Введ. 01.01.87. - М., 2001. - 47 с.
инвестиционного процесса: Дис. канд. экон. наук: 05.13.10 / Г. В. Данилов. С.-Петерб. гос. ун-т экономики и финансов. -СПб.,1999. - 138с.
Данилов, Г.В. Регулирование взаимодействий субъектов инвестиционного процесса: Автореф. дис. канд. экон. наук: 05.13.10/Г.В.Данилов. С.-Петерб. гос. ун-т экономики и финансов. - СПб.,
Викулина, Т.Д. Трансформация доходов населения и их государственное регулирования в переходной экономике / Т.Д.Викулина, С.В.Днепрова; С.- Петерб. гос. ун-т экономики и финансов. - СПб., 1998. - 214с. - Деп. В ИНИОН РАН 06.10.98, N 53913.
8. Оптические диски и дискеты, другие ресурсы локального доступа
Интернет шаг за шагом: Учебник.- Электрон. дан. и прогр.- СПб.:ПитерКом, 1997.- 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
Цветков, В.Я. Компьютерная графика: рабочая программа/ В.Я. Цветков.-М.:МИИГАиК, 1999.-1 дискета.
9. Используя ресурсы Интернет, помните, что описание электронного ресурса должно включать в себя подробный электронный
Сидыганов, В.У. Модель Москвы: электронная карта Москвы и Подмосковья /В.У. Сидыганов, С.Ю. Толмачев, Ю.Э. Цыганков.- М.:
FORMOZA, 1998.- Режим доступа: http//formoza.mip.ru
8. Приложения
Приложение - это часть пояснительной записки, имеющая справочное значение. Форма и содержание приложения определяются автором. Располагается приложение в конце пояснительной записки. Если приложений больше одного, то они образуют раздел с заголовком ‘Приложения‘, в котором каждое приложение нумеруется по порядку арабскими цифрами. Рекомендуется давать приложению тематический заголовок.
Приложение 1
Пример оформления рисунка
Рис.1.1. Общий вид установки
Приложение 2
Пример оформления таблицы
Таблица 2.1 |
||||||||
Значения расчетных коэффициентов | ||||||||
Параметры | ||||||||
Передвижение |
||||||||
