Стенд для контроля профильных листов

Задание

Спроектировать стенд для контроля профильных листов Рис Контроль радиуса изгиба производить с наружной стороны профиля. Обеспечить точность TR = 1,5 мм.

проектирование профильный лист расчет

Аннотация

В данной работе спроектировано и описан принцип действия измерительное приспособление для контроля радиуса профильного листа по наружной поверхности. Произведены кинематический и силовой расчеты, опредляющие выбор конкретных составных частей проектируемого объекта. Тип измерительной головки для данного приспособления выбран в соответствии с метрологическими требованиями к точности измерений.

Данная деталь представляет собой профильный лист радиуса 1000. Контролируемая деталь является одной из четырех частей трубы для проведения воды под землей. Для сборки трубы важным параметром листа является его радиус.

Данный курсовой проект посвящен расчету и описанию спроектированного стенда для контроля профильных листов большого радиуса.

Выбор и обоснование способа измерения и измерительной головки приспособления

Выбор требуемой измерительной головки для проектируемого приспособления зависит от пределов требуемой точности измерений. В данном случае задан допуск на измеряемый радиус TR = 1,5 мм, поэтому в качестве измерительной головки подходит индикатор часового типа ИЧ-1 ГОСТ 577–68 с ценой деления шкалы 0,01 мм.

Индикаторы часового типа предназначаются для сравнительных измерений размеров, измерений малых перемещений, а также проверки биений и отклонений формы изделий. Индикаторы часового типа являются измерительными головками с зубчатой передачей. Схема индикатора достаточно проста и технологична, она обеспечивает хорошую износоустойчивость. Индикаторы типа ИЧ имеют круговую шкалу, что обеспечивает малые габаритные размеры и малую инерционность.

Выбор и обоснование расчетной схемы

Наиболее удобной конструкцией для контроля радиуса профильного листа является приспособление типа роликовой призмы.

Контролируемая деталь устанавливается на ролики, за счет чего не происходит перемещение детали вдоль оси, так как ролик попадает во впадину листа.

Деталь получают гибкой, поэтому в конструкции приспособления предусмотрена возможность перемещения задних роликов, для настройки на нужный размер листа.

Рис

1 — стол;

2 и 4 — ролики, на которые устанавливается контролируемая деталь;

3 — индикатор для контроля радиуса листа.

Выбор и обоснование схемы базирования изделия

Для осуществления контроля отклонения радиуса деталь (профильный лист) необходимо базировать по оси индикатора. Контролируемый лист устанавливается в ролики, при этом ролик попадает во впадину профиля. Такая установка позволяет исключить осевое смещение листа.

Рис

Кинематический расчет

Данное приспособление контролирует прогиб листа, а не сам его радиус. Поэтому возникает необходимость расчета зависимости между отклонением контролируемого радиуса и показанием индикатора.

Принимаем: радиус контролируемого листа R = 1000 мм,

высота нижней точки листа над поверхностью стола b = 149,8 мм,

высота центра ролика над поверхностью стола a = 112 мм,

радиус ролика r = 58 мм,

расстояние между роликами l = 500 мм.

Рис

1) Найдем по теореме Пифагора высоту h из прямоугольного треугольника ABC:

2) Найдем? — величину, на которую сдвинется ролик индикатора:

3) Найдем расстояние от поверхности стола до нижней точки контролируемого листа:

4) Найдем отклонение радиуса контролируемого листа Ri от номинального:

5) Найдем отклонение расстояния bi от расстояния b при номинальном радиусе R:

Расчеты по выше приведенным формулам сведем в таблицу, при этом:

Таблица

6) Найдем зависимость между перемещением индикаторного ролика? b и показанием самого индикатора:

Рис Конструктивно принимаем с = d.

Треугольники MPQ и MNK равны по первому признаку равенства треугольников. Следовательно, PQ = NK, а значит и? b = ?l.

С учетом полученных данных строим график зависимости? Ri от? li.

Рис

Силовой расчет. Расчет пружины

Для равномерного перемещения корпуса индикатора относительно проушины служит пружина.

Со стороны детали и самого ролика на пружину индикатора действует сила тяжести, принимаем m? = 0,5 кг, тогда усилие P = 5Н.

Конструктивно принимаем

P1 = 10Н,

P2 = 12Н.

Найдем граничные значения силы P3 :

где? = 0,05? 0,10,

Выбираем из таблицы пружину с силой P3 удовлетворяющей рассчитанной.

Останавливаемся на витке со следующими данными:

d = 0,80 мм,

D =10,5 мм,

? = 4,4 Н/мм.

Минимальное сжатие одного витка:

Максимальное сжатие одного витка:

Жесткость пружины:

принимаем ?lход = 10 мм, тогда Число рабочих витков пружины:

Полное число витков:

.

Шаг пружины:

t = f3 + d = 2,94 + 0,80 = 3,74 мм.

Длина пружины в свободном состоянии:

L = t • n = 88 мм.

Длина пружины в сжатом до ?1 состоянии:

lсж.1 = (t — ?1) • n = 32 мм.

Длина пружины в сжатом до ?2 состоянии:

lсж.1 = (t — ?2) • n = 22 мм.

Рис Толщина проволоки d = 0,80 мм, Жесткость? = 0,449 кгс/мм.

Обоснование выбранных конструкций для контроля заданных элементов детали

Измерительное приспособление предназначено для наружного контроля радиуса изгиба профильного листа.

Приспособление состоит из стол, на котором крепятся 4 ролика, на которые устанавливается контролируемый лист. Стол 1 является сварной конструкцией, на которой расположена измерительная плита 2. Два передних ролика неподвижны. Ролик состоит из проушины 3, в ней гайками закрепляется ось 8, на которой сидят подшипники 36, а на подшипниках закреплен ролик 4. Проушины крепятся к плите при помощи двух винтов 25 и двух штифтов 31. Два задних ролика имеют возможность перемещения, что позволяет производить настройку на нужный размер контролируемого листа. Для обеспечения движения проушина 10 заднего ролика устанавливается на основании 11, имеющем продольный паз. В задней части проушина 10 имеет Т-образный паз, в который вставляется специальный винт 5. С его помощью обеспечивается перемещение заднего ролика на нужную длину. Индикатор представляет собой проушину 14, в которой установлен корпус 17. В корпусе закреплена ось 8, на которой сидит подшипник 35. На подшипнике закреплен измерительный ролик 19. Проушина 14 имеет продольное отверстие, в котором посредством пружины 22 перемещается штифт 33, вбитый в корпус 17. Перемещение штифта 33 передается равноплечему рычагу 16. Перемещение рычага фиксирует индикатор часового типа 37.

Описание и обоснование системы настройки и установки прибора

Настройка приспособления производится следующим образом:

1) На ролики вместо контролируемого профильного листа устанавливают плоскую прямоугольную раму.

2) Между измерительным роликом и рамой устанавливается концевая мера. Найдем размер концевой меры? для настройки индикатора:

Рис

Из рисунка видно что: ,

Таким образом, между измерительным роликом и рамой устанавливается концевая мера равная 20 мм.

3) Проверяется правильность показаний индикатора.

Расчет погрешности показания прибора

При работе с измерительной установкой на результат полученных измерений могут влиять следующие погрешности:

1) Погрешность точности установки детали по индикатору принимаем равной цене деления индикатора, т. е. 1 = 0,01 мм;

2) Погрешность установки подшипников ;

Для установки подшипника используется посадка h5.

где Dmax = N + ES = 25 + 0,002 = 25,002 мм

dmin = N + ei = 25 + (-0,009) = 24,991 мм

S1max = 25,002 — 24,991 = 0,011 мм

2 = 0,011/2 = 0,0055 мм? 0,01 мм.

3) Погрешность, связанная с непараллельностью поверхности стола и плоскости вершин роликов, 3.

Пусть 3 = 0,1 мм.

Тогда суммарная погрешность измерительной установки по методу полной взаимозаменяемости будет равна:

Суммарная погрешность измерительной установки по вероятностному методу будет равна:

Описание допусков на основные элементы приспособления

Наружный диаметр подшипника выполняется с основными отклонениями по K6, внутренний по h5. При установке подшипников на ось рекомендуется применять переходные посадки с небольшим натягом, которого при восприятии только радиальных нагрузок достаточно для исключения осевого смещения подшипников.

Рычаг сидит на оси по переходной посадке, наличие небольших зазоров обеспечивает плавный поворот рычага.

Корпус установлен в проушине по посадке с зазором, которая обеспечивает свободное перемещение корпуса.

За счет использования при сборке компенсаторов под ролики, допускается неплоскостность плиты 0,1 мм.

Из-за конструктивных особенностей приспособления оси на которых сидит рычаг и измерительный ролик зачеканиваются в трех местах, что обеспечивает жесткое крепление оси в проушинах.

Описание работы прибора

Прибор работает так:

1) Контролируемую деталь (профильный лист) при помощи тельфера ориентируют над стендом таким образом, чтобы передние ролики попали во вторую впадину листа. После чего задние ролики винтом 5 настраивают так, чтобы они попали в предпоследнюю впадину листа. Затем тельфер отцепляет контролируемый лист, таким образом устанавливая его на стенде.

2) Контролируемый лист приводит в движение измерительный ролик 19, который перемещает штифт 33 и рычаг 16, движение которого фиксируется индикатором часового типа 37.

3) Для получения более точных показаний лист покачивают не доводя до края? 1,5 мм сначала в одну сторону, затем в другую. Оператор, работающий с прибором, записывает полученные показания индикатора, обрабатывает их и делает вывод о радиусе контролируемой детали, используя тарировочный график.

проектирование профильный лист расчет

Заключение

Таким образом, была разработана схема контрольного приспособления для наружного контроля радиуса профильного листа R = 1000 мм. Также были определены основные конструктивные параметры приспособления, произведен анализ погрешностей измерения; рассчитана зависимость изменения радиуса от показаний индикатора, на ее основе составлен тарировочный график. При изменении некоторых настроек данный прибор можно использовать для контроля радиуса 1500 мм.

Список использованной литературы

1. А. И. Якушев, Л. Н. Воронцов, Н. М. Федотов. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов.- М.: Машиностроение, 1987.

2. Е. М. Левинсон, Ю. М. Гоникберг, Т. А. Введенский: Конструирование измерительных приспособлений и инструментов в машиностроении — М.: Машгиз, 1956.

3. Мягков В. Д., Палей М. А., Романов А. Б. Допуски и посадки. Справочник в 2-х частях. — Ленинград, 1983.

4. Справочник по производственному контролю в машиностроении. Под ред. А. К. Кутая — Л.: Машиностроение, 1974.

5. Справочник конструктора-машиностроителя. Под ред. В. И. Анурьева. В 3-томах.- М.: Машиностроение, 1982.