Сторінка
3

Конструкція і розрахунок устаткування для встановлення й обертання конструкцій, що зварюються

Рис. 14. Варіанти використання горизонтальних обертачів із другою холостою (а) та проміжними (б) опорами.

Розрахунок кантувачів (обертачів) і

з вертикальною віссю обертання

Потужність привода кантувача (обертача) і його міцність розраховуються по діючим на нього зусиллям і моментам і обраній швидкості обертання.

Визначення цих зусиль і моментів виконується в залежності від заданого навантаження, тобто від ваги і геометрії виробу, що зварюється.

Розрахункові зусилля визначаються також виходячи з кінематичної схеми кантувача (обертача) і його приводного механізму.

У цьому випадку необхідно враховувати наявність підпірного підшипника на якому встановлений шпиндель.

Рис. 15. Розрахункова схема одностоякового обертача

із вертикальною віссю.

Згинальний момент, що діє на шпиндель в опорі А, являє собою суму двох моментів: від дії ваги виробу G на плечі e і від дії окружного зусилля Q на зубчастому планшайби:

Радіальні реакції опор шпинделі також визначаються сумарною дією цих сил.

; ;

У цих вираженнях ; Мкр - крутний момент, переданий на привод кантувача. При сталому обертанні на вертикальному обертачі крутний момент дорівнює тільки моментові від сил тертя в підшипниках.

де: f и fуп – коефіцієнти тертя у підшипниках;

A, B и Ауп – реакції опор;

dA , dB и dуп - діаметри шпинделя (підшипників).

Осьова реакція підпірного підшипника дорівнює ваги всіх обертових частин ( виробу, кріпильних пристосувань, планшайби і шпинделя).

Еквівалентний розрахунковий момент в опорі А:

Тоді діаметр шпинделя в опорі А :

[σ]доп для сталі 40Х приймають рівним 60 – 80 МПа.

У зв'язку з невизначеністю значення сили Q розрахунок ведемо методом послідовних наближень.

Потужність електродвигуна:

[кВт]

де: ;

n – частота обертання планшайби [ об/хв.] ;

V – швидкість зварювання, м/хв.;

DH - діаметр виробу, м ;

η0 – загальний К.К.Д. приводу;

;

ηз=0.95 – К.К.Д. зубчастого редуктора,

ηч =0.6 – К.К.Д. черв’ячного редуктора.

Розрахунок потужності електропривода одностоякового

обертача з горизонтальною віссю обертання.

Потужність привода обертача (кантувача) і його міцність розраховуються, виходячи з діючих на нього сил, моментів і обраної швидкості обертання планшайби.

Потужність приводного електродвигуна визначається за формулою:

кВт

Крутний момент:

Сумарний момент від сил тертя у підшипниках :

f – коефіцієнт тертя у підшипниках:

для підшипників ковзання f = 0,1;

для підшипників кочення f = 0,015;

Найчастіше використовують підшипники ковзання.

А,В – повна реакція у підшипниках А і В.

dА, dВ - діаметри вала у підшипниках А і В.

– загальний К.К.Д. приводу;

ηз=0.95 – К.К.Д. відкритої циліндричної зубчастої передачі;

ηч =0.6 – К.К.Д. однозаходного черв’ячного редуктора.

n- кількість обертів планшайби.

Вибір числа обертів планшайби обертача (кантувача) здійснюється виходячи з допустимої окружної швидкості V виробу, що зварюється, яка приймається в межах 16 - 25 м/хв.

; об/хв.

де D – діаметр виробу, що обертається, м

Розглянемо два можливих варіанти конструктивного виконання привода обертача.

ВАРІАНТ 1. Зубчастий вінець закріплений

на планшайбі обертача (кантувача).

Рис. 16. Розрахункова схема обертача

із горизонтальною віссю обертання.

Визначення силових факторів.

У цьому випадку найбільший згинальний момент в опорі А визначається як геометрична сума двох згинальних моментів, що діють у взаємно перпендикулярних площинах:

вантажного моменту