Исследование коэффициента полезного действия привода ручной машины электробур

Стариков, Максим Александрович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе представлено исследование КПД привода ручной машины электробур с волновым редуктором ВППТК на базе коллекторного электродвигателя.
Освещены теоретические основы определения КПД, описана конструкция и принцип работы привода с ВППТК, приведены технические характеристики привода, изложена методика проведения эксперимента.
В рамках исследования проведена работа по экспериментальному определению КПД привода с использованием испытательного оборудования. По результатам исследования выполнен анализ полученных данных. Представлены выводы по проделанной работе.

Введение ……………………………………………………………………………………………… 12
1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………. 14
1.1 Обзор литературы ………………………………………………………………………. 14
1.2 Объект и методы исследования …………………………………………………… 16
1.3 Некоторые виды волновых передач …………………………………………….. 17
1.4 КПД механических передач планетарного типа …………………………… 24
1.5 Конструкция привода РМ электробур …………………………………………. 27
1.6 Технические характеристики привода с ВППТК …………………………. 30
1.7 Теоретические основы расчета КПД ……………………………………………. 31
1.8 Виды испытательного оборудования …………………………………………… 32
1.9 Стенд для определения КПД привода РМ ……………………………………. 36
1.10 Методика проведения эксперимента …………………………………………. 39
Выводы …………………………………………………………………………………………….. 49
2 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ………………………. 50
2.1 Проектирование переходного фланца …………………………………………. 50
2.2 Проектирование кулачковой полумуфты …………………………………….. 55
3 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………. 56
3.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………….. 56
3.2 Организация и планирование работ …………………………………………….. 59
3.3 Расчет сметы затрат на выполнение проекта ……………………………….. 65
3.4 Оценка экономической эффективности проекта ………………………….. 70
4 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………….. 71
Введение ………………………………………………………………………………………….. 71
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности ………………………………………………………………………………. 72
4.2 Производственная безопасность …………………………………………………. 74
4.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов
возникающих при эксплуатации объекта исследования ……………….. 75
4.4 Экологическая безопасность ………………………………………………………. 85
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………. 86
Выводы по разделу …………………………………………………………………………… 88
Заключение ………………………………………………………………………………………….. 89
Список использованных источников …………………………………………………….. 90
Нормативные ссылки ……………………………………………………………………………. 93
Приложение А ……………………………………………………………………………………… 95
Приложение Б ………………………………………………………………………………………. 108
Приложение В ……………………………………………………………………………………… 110

Объект исследования – эффективность работы привода РМ электробур.
Предмет исследования – характер изменения КПД привода ручной
машины в зависимости от уровня нагружения выходного вала.
Актуальность работы:
Определение коэффициента полезного действия новой машины является
важной исследовательской задачей, т.к. эта характеристика показывает,
насколько эффективно будет расходоваться подводимая к двигателю или
вырабатываемая им энергия. Повышение КПД механизма приводит к экономии
затрат в период эксплуатации, увеличению производительности и повышению
долговечности устройства. В работе исследовано изменение КПД ВППТК и
привода РМ электробур в целом. Снижение энергоемкости выполняемых работ
является одним из направлений развития новой техники.
Цель работы – определение предельных значений КПД ВППТК и
привода РМ электробур, а также установление характера изменения КПД в
зависимости от уровня нагружения выходного вала редуктора.
Постановка задач:
1. Сравнить КПД различных механических передач, а так же влияние
различных факторов на КПД привода;
2. Рассмотреть конструкцию испытательных стендов для определения
КПД приводов различного назначения;
3. Разработать конструкцию присоединительных частей для
испытательного стенда;
4. Определить КПД привода при различном уровне нагружения
выходного вала редуктора.
Научная новизна заключается в получении экспериментальных данных
КПД ВППТК при частоте вращения входного вала редуктора 15000 об/мин
привода ручной машины электробур на базе коллекторного двигателя
мощностью 1,5 кВт, а также определении работоспособности и надежной
работы редуктора с ВППТК на заданных режимах эксплуатации.
Практическая ценность работы: в результате работы установлены
предельные значения КПД ВППТК и привода, что позволяет прогнозировать
производительность и технические возможности ручной машины электробур на
базе коллекторного двигателя N=1,5 кВт с ВППТК с передаточным
отношением 59.
Степень внедрения: по разработанной конструкторской документации
изготовлен опытный образец ручной машины электробур, который прошел
успешные стендовые испытания в ООО «НПО Сибирский машиностроитель»
(Россия, Томская обл., г. Томск).
Область применения: строительство, сельское хозяйство, рыболовство.
Ручная машина электробур предназначена для бурения грунтов 1 и 2
категории согласно классификации Госстроя ГОСТ 25100-95. Например, в
сельском хозяйстве электрическим буром можно рыхлить почву,
подготавливать углубления для посадки деревьев и кустарников, бурить
отверстия малого диаметра для укладки удобрений в область корневой
системы. В горнодобывающей отрасли позволит бурить шпуры для размещения
зарядов при взрывных работах. В строительной сфере используется для
выполнения следующих работ: бурение отверстий под столбчатый фундамент;
монтажа опор для заграждения; установки фонарных или электрических
столбов небольшой высоты. Компактные размеры и относительно малая масса
инструмента позволяют использовать его в труднодоступных местах, для
небольших объемов работ.
1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

В результате проделанной работы выполнен анализ КПД различных
механических передач, а так же описано влияние различных факторов на КПД
привода. Проанализированы конструкции испытательных стендов для
определения КПД приводов различного назначения. Разработана конструкция и
технология изготовления присоединительных частей для испытательного
стенда.
Определен КПД привода при различных уровнях нагружения выходного
вала редуктора. Экспериментально установлено для привода ручной машины
электробур на базе коллекторного электродвигателя с редуктором ВППТК
значение КПД, равное 0,38, достигнуто при нагрузке 29,5 Нм.

1. Игнатищев, Р. М. Синусошариковые редукторы / Р. М. Игнатищев. –
Минск : Выш. шк., 1983. – 107 с. : ил.
2. Беляев А. Е., Брюховецкий В.П. Исследование волновых передач с
шариковыми промежуточными телами // Доклады на 5-й научно-техн.
конф. ТГУ. – Томск, 1974. – С. 41-48.
3. Брюховецкий В.П. Исследование планетарной эксцентриковой передачи с
шариками в зацеплении: Автореф. дис. канд. техн. наук. – Томск, 1979. –
21 С.
4. ЯнгуловВ.С.Редукторсистемыавтоматическогорегулирования
повышенной долговечности: Автореф. дис. канд. техн. наук. – Томск,
1984. – 24 с.
5. Янгулов В.С. Волновые передачи с промежуточными телами. Известия
Томского политехнического университета. 2007. Т. 311. № 2 – С.14-18.
6. Янгулов В.С. Прецизионный редуктор повышенной долговечности.
Известия Томского политехнического университета. 2007. Т. 311. № 2 –
С.18-22.
7. Янгулов В.С., Беляев А.Е. Элементы расчета жесткости волновой
передачи с промежуточными телами качения. Известия Томского
политехнического университета. 2008. Т. 313. № 3 – С.69-73.
8. Янгулов В.С., Беляев А.Е. Расчёт мёртвого хода волновых передач с
промежуточными телами качения. Известия Томского политехнического
университета. 2008. Т. 313. № 3 – С.74-77.
9. Ан И-Кан, А.Е. Беляев. Синтез планетарных передач применительно к
роторным гидромашинам. − Новоуральск: НПИ МИФИ, 2001. − 92 с.
10.ПанкратовЭ.Н.Проектированиемеханическихсистем
автоматизированныхкомплексовдлямеханообрабатывающего
производства. Практикум лидера-проектировщика. − Томск: ТГУ, 1998. −
296 с.
11.Лустенков М. Е., Прудников А. П. «Структурные резервы повышения
КПД передач с промежуточными телами качения». Вестник ГГТУ им. П.
О. Сухого № 3. 2010. – С.18-24.
12.Гилета В.П., Барис А.В. Коэффициент полезного действия волновой
передачи. Доклады АН ВШ РФ № 2–3. 2014. НГТУ. С.50-56.
13.ЛюминарскийС.Е.,ЛюминарскийИ.Е.Влияниегеометрических
параметров на КПД волновой зубчатой передачи. Известия высших
учебных заведений – Машиностроение. 2013.№4. С51-57.
14.«SIMACOСибирскаямашиностроительнаякомпания».URL:
http://www.smc.tomsk.ru/ (дата обращения: 18.04.2019).
15.«Сибирскиймашиностроитель,НПОООО».URL:
http://www.nposibmach.ru/ (дата обращения: 07.05.2019).
16.Большая советская энциклопедия (БСЭ). Государственное научное
издательство, 1967.
17.РешетовД.Н.Деталимашин:Учебникдлястудентов
машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.: ил.
18.Пат. 2134827 Россия. МПК7 F16H 1/00. Волновая передача для
коллекторного двигателя / В.С. Коротков. – № 97120085/28; Заявлено
28.11.97; Публ. 20.08.99, Бюл. № 23.
19.Коротков В.С. Создание ручной машины с волновой передачей и
исследованиеееработоспособности.ИзвестияТомского
политехнического университета. 2005. Т. 308. № 5. – С.126-130.
20.МиассЭлектроАппарат.URL:http://www.miasselektroapparat.ru/(дата
обращения: 18.03.2019).
21.Тимофеев Г.А., Самойлова М.В. Коэффициент полезного действия
комбинированного планетарно-волнового механизма. Вестник МГТУ им.
Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. №4. – 15 с. ISSN 0236-3941.
22.ЗАО«НПП«МИКСИнжиниринг»URL:http://www.mix-
eng.ru/proekty/stend-dlya-izmereniya-krutyashchego-momenta-reduktorov/
(дата обращения: 17.05.2019).
23.Компания MAGTROL. Измерительное оборудование. Испытательные
стенды. URL: http://www.magtrol.ru (дата обращения: 12.04.2019).
24.ЗАО «НПП «МИКС Инжиниринг» (2014) Стенд для измерения крутящего
момента редукторов // YouTube (https://www.youtube.com/
watch?time_continue=17&v=GKR6uZS2KuE) Просмотрено: 17.05.2019.
25.Методическиеуказанияквыполнениюраздела«Финансовый
менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» для всех
специальностей/ сост. В.Ю. Конотопский; Томский политехнический
университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета,
2015. – 29 с.
26.Металл-сервис. Прайс-лист. URL: https://mc.ru/prices/listovojprokat.htm
(дата обращения: 27.04.2019).
27.Корнилович, Олег Павлович. Техника безопасности при работе с
инструментами и приспособлениями / О. П. Корнилович. — Москва:
Энергоатомиздат, 1992. — 93 с.: ил. — Библиотека электромонтера; Вып.
633. — Библиогр.: с. 94.
28.Корнилович,ОлегПавлович.Техникабезопасностипри
электромонтажных и наладочных работах / О. П. Корнилович. — Москва:
Энергоатомиздат, 1987. — 238 с.: ил. — Справочник электромонтажника.
— Библиогр.: с. 237.
29.Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология для инженера // под
ред. проф. В.Ф. Панина. – М.: Изд. Дом «Ноосфера», 2000. – 284 с.
http://catalog.lib.tpu.ru/catalogue/simple/document/RU%5CTPU%5Cbook%5
C25604.
Нормативные ссылки

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)