Projekt 4

5516

Název výkovku: KOLO2
Materiál: 12 020.0
Počet kusů: 650

Posluchač: Petr Populeročník/skupina III/18
Volba tvářecího stroje
Vyráběná součást je rotační, sériovost je střední, hmotnost je střední → volím hydraulický lis.
Návrh výkovku
Návrh přídavků na obrábění
Dle tabulky 1 [3] jsem určil přídavky na obrábění 2,5mm.
Navrch mezních úchylek rozměrů
Z [4] jsem určil mezní úchylky +1,4 -0,6.
Návrh konečného tvaru výkovku
Budu používat lis, volím tedy vnitřní úkosy 5°, vnější úkosy 3°, z tabulky 2 [3] jsem odečetl tloušťku blány 13mm.
Polotovar
Stanovení hmotnosti polotovaru

Stanovení rozměrů a tvaru polotovaru
U rotačních výkovků vycházíme ze vzorce
Návrh postupu kování
Dělení materiálu
stříhání za studena
dle Ř80mm volím nůžky ScK315.
Ohřev materiálu
Pro ocel 12 020.0 leží pásmo teplot pro kování v intervalu (800 - 1240)°C. Volím ohřev v plynové průchozí peci na teplotě 1200°C při době ohřevu 45 minut.
Předkování volným kováním
Pro omezení vlivu zákovků a pro menší opotřebení zápustky je vhodné polotovar předkovat volným kováním na rovných kovadlech. Pro tuto operaci volím buchar KB630.

Výpočet výronkové drážky
Používané typy výronkových drážek dle ČSN 22 3809 jsou stejné jako u bucharů. Hodnota s se dle ČSN 22 8309 vypočte podle rovnice , kde
tomuto rozměru odpovídají podle tabulky 38 v [1] hodnoty dalších rozměrů výronkové drážky; n = 3 mm , b = 10 mm ,b/s = 5, bz = 28 mm.
Nákres výronkové drážky
MBED CDraw
Výpočet lisovací síly
volím lis LZK1000.
Výpočet síly pro ostřižení
dle tabulky 14 volím ostřihovací lis LU160
Výpočet síly pro děrování
dle tabulky 14 volím ostřihovací lis LU160
Technologický postup výroby výkovku

číslo operace
název operace
schéma
výrobní stroj
nástroj
měřidlo
1
Stříhání materiálu za studena na délku 135 mm
+kontrola délky
nůžky ScK315
zámečnický metr
2
Ohřev na 1200°C
plynová pásová pec
3
Volné předkování
+kontrola výšky
buchar KB630
rovná kovadla
měrka
4
Kování v zápustce
lis LZK1000
zápustka
5
Ostřižení výronku za tepla
lis LU160
střižník, střižnice
6
Děrování za tepla
lis LU160
střižník, střižnice
7
Kontrola největšího průměru 144,47mm
Kontrola výšky 64,5mm

posuvné měřidlo
8
Odstranění okují - otryskání výkovků
tryskač PTB
Použitá literatura:
[1] Čermák, J.- Šanovec, J.:Přípravky a nástroje pro tváření za tepla.Praha,ČVUT 1973
[2] Denk, O.:Výběr z norem pro konstrukční cvičení, Sešit 7 - Materiály a polotovary. Praha, Vydavatelství ČVUT 1993
[3] Podklady na internetých stránkách katedry.
[4] Drastík F. a kol.:Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu, Ostrava, MONTANEX 1999

Přílohy :
Výkres výkovku.

3



ED Equation.3

 EMBED Equation.3

 EMBED Equation.3

 EMBED Equation.3

 EMBED Equation.3

 EMBED Equation.3



I. Výpočtová zpráva
1. Návrhové výpočty
Zádání:
Pb = 6,3 kWvb = 1,5 ms-1Db = 0,4 mIb = 48 kgm2LH = 20 000 hod

Kinematické schéma - viz příloha.
Návrh elektromotoru:
=>MOTOR 4AP132M-4
Pm = 7,5 kWnm = 1450 ot.min-1I = 0,03473 kg.m2l = 80 mmD = 38 mm
Převodové poměry, počty zubů
otáčky na bubnu:
celkový převodový poměr:
z1 = 21i12T = 6z’2 = z1 . i12T = 21 . 6 = 126
z3 = 18i34T = ED Equation.3 z’4 = z3 . i34T = 18 . 3,38 = 60,737
z2 = 125i12 =
z2 = 61i34 =
is = i12. i34 = 5,95.3,389 = 20,1719
i(%) =
Kroutící momenty, otáčky
otáčky:kroutící moment:
I. hřídel:nI = nm = 1450 min-1 MkI = Mkm =
II. hřídel:nII = = 243,6 min-1
III. hřídel:nIII = = 71,88 min-1
Návrh hřídelů, spojek
minimální průměry:návrhové průměry:
DI = 25 MpaDI = 25 mm
DII = 35 MpaDII = 35 mm
DIII = 50 MpaDIII = 55 mm
první hřídel: pružná spojka
k = 1,6Mv = k.MI = 1,6 . 49,4 = 79,08 Nm Spojka PNA 10 PSP POHONY a.s.
třetí hřídel: zubová spojka
k = 1,7Mv = k.MIII = 1,7 . 956,9 = 1619 Nm Spojka ZSD 2-1 ON 02 6297

Návrh ozubení
volím materiál 12 020, cementováno, kaleno
srovnáním otáček s referenčními získám YN
Nref = 3.106
NI = nI.LH.60 = 1450.25000.60 = 1740.106 < Nref => YN = 1
NII = nII.LH.60 = 243,6.25000.60 = 292.106 < Nref => YN = 1
NIII = nIII.LH.60 = 71,9.25000.60 = 86.106 < Nref => YN = 1
Yx = 1Y = 1,25SFmin = 2Flimb = 500 MPa
zv
YFA
YSA
YFS=YSA+ YFA
Flimb/ YFS
1.pastorek
21,625
2,75
1,565
4,304
72,6 MPa
použiju ve výpočtu
1.kolo
128,722
2,2
1,8
3,96
78,9 Mpa
2.pastorek
18,5359
2,86
1,53
4,37
71,4 Mpa
použiju ve výpočtu
2.kolo
62,816
2,27
1,76
3,99
78,2 Mpa
YY
kF = 1,1Ym = 20Y
m12 = 1,5
m34 = 2,75
osová vzdálenost:
aw = 110mm
a12 = |aw – a12| = 0,576 < 0,5m12 = 0,75
a34 = |aw – a34| = 1,374 < 0,5m34 = 1,375
korekce
x12 = (aw – a12) . m12-1 = -0,377budu korigovat kolo 2
x34 = (aw – a34) . m34-1 = 0,113budu korigovat pastorek
x1 = 0x2 = -0,377x3 = 0,113x4 = 0
Koncepční návrh - viz příloha.
2. Pevnostní kontrola ozubení
Výpočet výpis z počítače – viz příloha.
Tabulka výsledných bezpečností:
pastorek 1
kolo 2
pastorek 3
kolo 4
SF
1,56
1,91
1,51
2,08
SH
1,26
1,34
1,15
1,29
Závěr: Bezpečnosti na dotyk SH a na ohyb SF zapadají do odpovídajících intervalů. Kola a pastorky z pevnostního hlediska vyhovují.
3. Síly v ozubení a reakce v ložiskách
Axonometrické uvolnění hřídelů - viz příloha.
Síly v ozubení
Ft12 = = 3122 NFt34 = = 11730 N
Fr12 = = 3122 = 1147 NFr34 = = 11730 = 4311 N
Fa12 = Fa12∙tg = 3122∙tg8 = 438,7 NFa34 = Fa34∙tg = 11730∙tg8 = 1648 N
Reakce v ložiskách
První hřídel:
1.směr otáčení:2.směr otáčení:
Rovnice statické rovnováhy:
z:Fa21 – Aa = 0z:Fa21 – Ba = 0
x:Ax +Bx – Fr21 = 0x:Ax +Bx – Fr21 = 0
MB:83Ax – 41,5Fr21 – dw1∙Fa21 = 0MB:83Ax – 41,5Fr21 + dw1∙Fa21 = 0
y:Ay + By + Ft21 = 0y:Ay + By - Ft21 = 0
MB:83Ay + 41,5Ft21 = 0MB:83Ay – 41,5Ft21 = 0
Výpočet reakcí:
Aa = 439 NBa = 439 N
Ax = = 657,34 NAx = 3 = 490,07 N
Bx = Fr21 - Ax = 490,07 NBx = Fr21 - Ax = 657,34 N
Ay = -Ft21.41,5/83 = -1561 NAy = Ft21.41,5/83 = 1561 N
By = -Ft21 - Ay = -1561 NBy = Ft21 - Ay = 1561 N
Výsledná radiální síla v ložiskách:
Ar = Ar = quation.3
Ar =1695,3NAr =1635N
Br = Br =
Br =1635NBr =1695,3N
Druhý hřídel:
1.směr:2.směr:
Rovnice statické rovnováhy:
z:Fa43 + Ca – Fa12 = 0z:Fa12 + Ca – Fa43 = 0
x:Cx +Dx – Fr12 – Fr43 = 0x:Cx +Dx – Fr12 – Fr43 = 0
MD:220Cx – 176,5Fr12 + dw1∙Fa21 -MB:220Cx – 176,5Fr12 - dw1∙Fa21 -
– 56,5Fr43 - dw3∙Fa43= 0 – 56,5Fr43 + dw3∙Fa43= 0
y:Cy - Dy + Ft12 – Ft43 = 0y:Cy - Dy - Ft12 + Ft43 = 0
MB:220Cy + 176,5Ft12 – 56,5Ft43 = 0MB:220Cy - 176,5Ft12 + 56,5Ft43 = 0
Výpočet reakcí:
Ca = 1210 NCa = 1210 N
Cx=Cx =
Cx = 2028 NCx = 2028 N
Dx = Fr12 + Fr43 - Cx = 3431 NDx = Fr12 + Fr43 - Cx = 3431 N
Cy = uation.3 = 508,1 NCy = = 508,1 N
Dy = Cy + Ft12 – Ft43 = -8100,6 NDy = Cy - Ft12 + Ft43= -8100,6 N
Výsledná radiální síla v ložiskách:
Cr = Cr =
Cr = 2139 NCr = 2139 N
Dr = Dr =
Dr = 8718 NDr = 8718 N
Třetí hřídel:
1.směr:2.směr:
Rovnice statické rovnováhy:
z:Fa21 – Fa = 0z:Fa34 – Ea = 0
x:Ex +Fx – Fr34 = 0x:Ex +Fx – Fr34 = 0
MF:100Ex – 50Fr34 + dw4∙Fa34 = 0MF:100Ex – 50Fr34 - dw4∙Fa34 = 0
y:Ey + Fy - Ft34 = 0y:Ey + Fy + Ft34 = 0
MF:100Ey - 50Ft34 = 0MF:100Ey + 50Ft34 = 0
Výpočet reakcí:
Fa = 1649NEa = 1649 N
Ex = = 755,5 NEx = = 3556 N
Fx = Fr34 - Ex = 3556 NFx = Fr34 - Ex = 755,5 N
Ey = Ft34.50/100 = 5865 NEy = -Ft34.50/100 = -5865 N
Fy = Ft34 - Ey = 5865 NFy = -Ft34 - Ey = -5865 N
Výsledná radiální síla v ložiskách:
Er = Er =
Er = 5914 NEr = 6859 N
Fr = Fr =
Fr = 6859 NFr = 5914 N
Tabulka výsledných hodnot pro oba směry:
Síla / N
směr ot.
A
B
C
D
E
F
radiální
I
1695,3
1635
2139
8718
5914
6859
II
1635
1695,3
2139
8718
6859
5914
axiální
I
439
-
1210
-
-
1649
II
-
439
1210
-
1649
-
4. Návrh a kontrola ložisek
První hřídel:
Kuličové lo