Расчет конструкции пневмоцилиндра

 Стали легированные  конструкционные.

Стали легированные конструкционные маркируют: 20Х, 30Х, 35Х, 40Х, 45Х, 18ХГ, 30XH3А и некоторые др. В которых двухзначные числа слева указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а последующие буквы обозначают легирующие элементы, содержащиеся в данной марке стали: А-азот, Б-ниобий, В-вольфрам, Г-марганец, Д-медъ, Е-селен, М-молибден, Н-никель, Р-бор, С-кремний, Т-титан, Ф-ванадий. Ю-алюминий,  К-кобальт, Х-хром. Ц-цирконий.

Цифра, которая стоит после буквы, указывает процент примерного содержания соответствующего элемента в целых единицах. Если после букв цифра отсутствует, то содержание  этого легирующего элемента  в данной марке стали составляет менее 1%.

В данной конструкции используется сталь марки 35Х. Такую марку стали используют  для  изготовления деталей, работающих на износ при трении, таких как втулки, оси, валы, шестерни, зубчатые колеса, цилиндры и т.д..Конструкционные углеродистые стали и сплавы - это материалы с целой гаммой свойств, и в зависимости от количества примесей обладают теми или иными качествами, как например, прочность, износостойкость, твёрдость, хрупкость. К тому же они сравнительно недороги.

Благодаря этим достоинствам стали - основной металлический материал   промышленности.

Механические  свойства этой стали лучше, чем у углеродистой обыкновенного качества,  предел текучести лежит в диапазоне  640-880 МПа, а временное сопротивление разрыву – 780-1080 МПа. Условное обозначение марки имеет следующий вид:  Сталь 35Х  ГОСТ 1050-88. [4]

 

3.Прочностной расчет пневмоцилиндра.

Выбираю для работы пневмоцилиндр с давлением рабочего сжатого воздуха:

      P = 0,9МПа

Определяем необходимый диаметр цилиндра впрыска из условия:

;

(1)

- усилие впрыска

(2)

 

Выбираем из ряда диаметров цилиндров по ГОСТ 17752 ближайший диаметр цилиндра:

      =24 мм.

Ширина поршня В;

     В=0,5*24=12 мм

Ход поршня S принят конструктивно, S=70 мм,

Рабочая длина цилиндра определяется исходя из формулы:

L= В+2δд+S

(3)

Определение толщины стенки. Толщина стенки определяется по соотношению:

                                 ;                                           (4)

       
     

Где – диаметр пневмоцилиндра, м;

- допускаемое  напряжение, МПа;

Р – давление, возникающее в пневмоцилиндре машины,МПа;

С – добавка толщины на коррозию, м.

При расчете пневмоцилиндров принимаем допускаемое напряжение в зависимости от температуры стенки:

До температуры 250 допускаемое напряжение выбираем по пределу прочности с коэффициентом запаса =(3,2…4).

                        (5)                                                                                                        

      .

Определение толщины крышки:

                                                                         (6)

Где – коэффициент, показывающий степень ослабления конструкции отверстиями. 

                                                                                      (7)

Где - диаметр отверстий, n – количество отверстий.

= = 0,65 ;     

    + 2*=2,4 *

    По техническим  соображениям принимаем:

          

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Технология изготовления  пневмоцилиндра.

Для того, чтобы создать качественный пневмоцилиндр, нужно задействовать разнообразные ресурсы и методологий изготовления, такие как инженерия, нормативные документы и металлообработка.

Пневмоцилиндр – это один из самых важных и конечных частей пневмосистемы в целом. Именно благодаря пневмоцилиндрам осуществляется уникальное механическое действие при помощи сжатого воздуха, который поступает вовнутрь пневмоцилиндра. Конструкция пневмоцилиндра позволяет энергии сжатого воздуха превратится в механическое воздействие поршня, который за счет всей пневмосистемы втягивается или наоборот выталкивается с устройства. В этом процессе непосредственно играют большую роль высокое давление воздуха и высокая стойкость всех составных деталей пневматической системы.

Любые устройства подразделяются на номерные знаки и серии, а также подчиняются ГОСТам соответственно способу работы.

Поэтому существуют следующие виды пневмоцилиндров:

• компактные;
• с использованием смазочных масел;
• без использования смазочных масел;
• микро пневмоцилиндры;
• усиленные пневмоцилиндры.

В процессе изготовления пневмоцилиндра стоит помнить о том, что безопасную, правильную и бесперебойную работу пневмоцидиндра обеспечивает чистый и качественный воздух. Поэтому производитель должен задумываться над таким вопросом как использование компонентов подготовки воздуха для работы пневмоцилиндра.

Важно заранее продумать и тот момент, что при работе пневмоцилиндра в разных ситуациях возможно попадание влаги во внутрь системы. Этот вопрос стоит решать на этапе производства, дабы обойти стороной возникновение внутренней коррозии компонентом системы.

Навредить пневматической системе могут даже самые маленькие частицы пыли, которые могут попасть в конструкцию. Поэтому производство пневматического цилиндра также щепетильный процесс, как и его использование, что требует постоянного ухода и проверки.

Но, не смотря на это, пневмоциндр является одним из самых безопасных и экономически выгодным способом изобретения механической энергии, что и делает его таким популярным на производствах.[5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Программа расчета пневмоцилиндра.

Текст программы.

program Natasha;

uses crt;

var

p,d,sigma,C,g:real;

begin

clrscr;

writeln('vvedite vnutrennee davlenie,MPa');

readln(p);

writeln('vvedite diametr,mm');

readln(d);

writeln('vvedite dopuskaemoe naprjazenie,MPa');

readln(sigma);

writeln('vvedite C,');

readln(C);

g:= d/2*(sqrt((sigma+p)/(sigma-p))-1)+ C ;

writeln('tolsina stenki g:=',g);

readkey;

end.

 

Результат работы программы

 

 

 

 

 

 

 

Блок-схема программы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте были рассмотрены вопросы проектирования и расчета конструкции пневмоцилиндра упаковочного автомата.

Произведены следующие расчеты:  конструктивно-технологический расчет, расчет допускаемого напряжения, расчет толщины стенки.

Также представлен сборочный чертеж пневмоцилиндра упаковочного автомата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением./ Утв. Госгортехнадзором СССР 27.11.87г.–М.: Недра, 1989.-135 с.

2. Герц Е.В. Расчет пневмоприводов. Справочное пособие./ Е.В. Герц, Г.В. Крейнин - М.: Машиностроение, 1975. – 76 c.

3. Уваров Е.И. Пневмо-гидравлические системы. Расчет и проэктирование./ Е.И. Уваров - М.: Машиностроение, 1988. – 65 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя./ В.И. Анурьев – М.: Машиностроение - 1992. – 87 с.

5. Вакуумная техника: Справочник./Е. С. Фролов [и др.].-М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

6. Стандарты предприятия. Проекты (работы), дипломные и курсовые. Правила оформления (СТП ТГТУ 07-99). ТГТУ. Тамбов. 1999, - 40 с.

7. Руководство к курсовому и дипломному проектированию. Химическое машино- и аппаратостроение: Учеб. Пособие / П.С. Беляев, А.С. Клинков, В.Г. Однолько, М.В. Соколов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. -168 с.