2. Построение 3D модели каждой детали, входящей в состав клапана…...5
3. Построение снесенного вида механического клапана………………….13
4. Выполнение анализа напряжений клапана……………………………...15
5. Создание видеозаписи по разнесению клапана на составляющие….....18
6. Построение чертежей наиболее интересных деталей…………………..19
7. Построение общего вида сборочного чертежа………………………….23
8. Заключение………………………………………………………………..25
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Задание
Для выполнения практического задания мною был выбран механический клапан. Механический клапан предназначен для автоматических установок, распыляющих смазочно-охлаждающие жидкости. Клапан состоит из 12 деталей:
1. Корпус;
2. Толкатель;
3. Шток;
4. Пружина;
5. Седло;
6. Втулка;
7. Крышка;
8. Крышка с отверстием для втулки;
9. Прокладка (2шт);
10. Шайба;
11. Кольца уплотнительные;
12. Клапан.
Шайба и прокладки не являются стандартными изделиями, поскольку имеют не стандартизированные размеры. Схема, описание и чертежи деталей механического клапана представлены на рисунке 1.
Так как число деталей не соответствует количеству, регламентируемому преподавателем, мною, после составление 3D модели клапана, был выполнен расчет напряжений клапана.
В ходе работы мною разработан план действий:
· Построение 3D модели каждой детали, входящей в состав клапана;
· Построение снесенного вида механического клапана;
· Выполнение анализа напряжений клапана;
· Создание видеозаписи по разнесению клапана на составляющие части;
· Построение чертежей наиболее интересных деталей;
· Построение общего вида сборочного чертежа.
Рисунок 1
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Построение 3D модели каждой детали, входящей в состав клапана
Все 3D модели были выполнены в Autodesk Inventor Professional 2013.
1. Корпус.
На рисунке 2 представлена 3D модель корпуса механического клапана. Для наглядности все детали выполнены в разном цвете (жаль, что принтер черно-белый).
Рисунок 2
Чертеж клапана будет представлен далее в работе, поэтому я не акцентирую свое внимание на его форме.
2. Толкатель.
На рисунке 3 представлена 3D толкателя корпуса механического клапана.
Рисунок 3
3.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Шток.
На рисунке 4 представлена 3D модель штока механического клапана.
Рисунок 4
Как видно шток имеет четыре продольных паза для того, чтобы сжатый воздух проходил к распыляющему устройству.
4. Пружина.
На рисунке 5 представлена 3D модель пружины механического клапана.
Рисунок 5
Пружина соединена с крышкой 1.
5. Седло.
На рисунке 6 представлена 3D модель седла механического клапана.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Рисунок 6
Для наглядности седло представлено с двух сторон.
6. Втулка
На рисунке 7 представлена 3D модель втулки механического клапана.
Рисунок 7
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Рисунок 8
На рисунке 8 представлена втулка в разрезе.
7. Крышка 1.
На рисунках 9,10 представлена 3D модель крышки механического клапана.
Рисунок 9
Рисунок 10
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Данная крышка без отверстия и соединяется непосредственно с клапаном посредством пружины.
8. Крышка 2 (с отверстием для втулки).
На рисунках 11, 12 представлена 3D модель второй крышки механического клапана.
Рисунок 11
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Рисунок 12
Данная крышка имеет отверстие для втулки.
9. Прокладка.
На рисунке 13 представлена 3D модель прокладки механического клапана.
Рисунок 13
В механическом клапане используются две прокладки для уменьшения потерь между крышками и корпусом.
10. Шайба.
На рисунке 14 представлена 3D модель шайбы механического клапана.
Рисунок 14
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Мною под руководством Афанасова В.И. была реконструирована данная шайба, поскольку в задании использована шайба с неверным профилем. Шайба используется для уплотнения контакта между клапаном и седлом.
11. Кольца уплотнительные.
На рисунке 15 представлена 3D модель кольца механического клапана.
Рисунок 15
Во втулку вставляется два уплотнительных кольца в пазы, которые видно на рисунке 8.
12.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Клапан.
На рисунке 16 представлена 3D модель клапана.
Рисунок 16
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Построение снесенного вида механического клапана
Для построения механического клапана из его составляющих мною была создана сборка в Autodesk inventor.
Сборка представлена на рисунках 17, 18, 19, 20.
Рисунок 17
Рисунок 18
Рисунок 19
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Рисунок 20
На рисунке 20 представлен сборочный чертеж механического клапана с вырезом на одну четверть.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Выполнение анализа напряжений клапана
Для выполнения анализа напряжений на вкладке среды→анализ напряжений необходимо создать моделирование. Затем назначить материал для каждой детали механического клапана. Замечу, что невозможно задать некоторые материалы. Такие, как резина, вода. Мною были выбраны следующие материалы:
Имя
Сталь, мягкая
Общие
Массовая плотность
7,86 г/см^3
Предел текучести
207 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
345 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
220 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,275 бр
Модуль упругости при сдвиге
86,2745 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,000012 бр/C
Теплопроводность
56 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
460 Дж/( кг C )
Имена деталей
Крышка1 и пружина
Имя
Бронза, литейная
Общие
Массовая плотность
8,87 г/см^3
Предел текучести
128 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
275 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
109,6 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,335 бр
Модуль упругости при сдвиге
41,0487 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,0000183 бр/C
Теплопроводность
62 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
436 Дж/( кг C )
Имена деталей
Клапан Седло Шток Крышка под втулку
Имя
Сталь
Общие
Массовая плотность
7,85 г/см^3
Предел текучести
207 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
345 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
210 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,3 бр
Модуль упругости при сдвиге
80,7692 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,000012 бр/C
Теплопроводность
56 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
460 Дж/( кг C )
Имена деталей
Шайба
Имя
Сталь, высокопрочная, низколегированная
Общие
Массовая плотность
7,84 г/см^3
Предел текучести
275,8 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
448 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
200 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,287 бр
Модуль упругости при сдвиге
77,7001 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,000012 бр/C
Теплопроводность
47 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
420 Дж/( кг C )
Имена деталей
Втулка Толкатель Корпус
Имя
Пластик АБС
Общие
Массовая плотность
1,06 г/см^3
Предел текучести
40,33 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
40 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
2,89 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,38 бр
Модуль упругости при сдвиге
1,0471 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,0000857 бр/C
Теплопроводность
0,299 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
1500 Дж/( кг C )
Имена деталей
Прокладка
Имя
Алюминий 6061
Общие
Массовая плотность
2,71 г/см^3
Предел текучести
275 MПа
Окончательный предел прочности растяжения
310 MПа
Напряжение
Модуль Юнга
68,9 ГПа
Коэффициент Пуассона
0,33 бр
Модуль упругости при сдвиге
25,9023 ГПа
Тепловое напряжение
Коэффициент расширения
0,0000236 бр/C
Теплопроводность
167 Вт/( м К )
Удельная теплоемкость
1256,1 Дж/( кг C )
Имена деталей
Кольцо во втулку
Материал для некоторых деталей был представлен в задании. Для остальных деталей материал подбирался по практическим соображениям.
После чего создаются рабочие условия, то есть величина и направление силы, действующей на клапан. Величина, заданной мною силы, 10000Н. Направление можно увидеть на рисунке 21. Также необходимо создать зависимость фиксаций между компонентами. Сам анализ со всеми выводами представлен в Приложении 1(диск).
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Рисунок 21
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Создание видеозаписи по разнесению клапана на составляющие части
Для создания видеозаписи необходимо создать схему в Autodesk inventor.
После чего необходимо сдвинуть компоненты на заданное расстояние по определенной оси относительно выбранной системы координат. Разнесенный вид механического клапана представлен на рисунке 22. После создается запись видео в интересующем формате. Видеозапись сборки механического клапана представлена в Приложении 1 (диск).
Рисунок 22
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Построение чертежей наиболее интересных деталей
Для построения чертежей мною были выбраны следующие детали:
· корпус,
· клапан,
· втулка.
Чертежи выполнялись также в Autodesk inventor. Общий вид данных деталей представлен далее.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Построение общего вида сборочного чертежа
Общий вид механического клапана выполнялся в Autodesk inventor с целью упрощения работы. Чертеж общего вида представлен далее в формате А3.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Заключение
В ходе практической работы мною был изучен Autodesk inventor, с помощью которого удалось составить 3D модель механического клапана путем создания модели каждой детали, входящей в состав клапана. Также были созданы чертежи некоторых деталей клапана и общий вид сборочного чертежа. Autodesk inventor проанализировал напряжения, возникающие в клапане. А также было записано видео, наглядно показывающее сборку механического клапана.
К своей работе прилагаю диск с данными:
- модели 12 деталей в формате .ipt;
- модель сборочного чертежа клапана в формате .iam;
- чертежи корпуса, клапана, втулки, а также общий вид сборочного чертежа в формате .idw;
- отчет по анализу напряжений сборочного чертежа в формате .html;
- видео по сборке механического клапана в формате .wmv.
