Расчёт на прочность

Наиболее нагруженным элементом приспособления можно считать шпильку, которая является опорой прихвата (рычага) и на которую действует растягивающая сила, равная 2W (рис. 5). Шпилька работает на растяжение. Её опасным сечением является внутренний диаметр резьбы d', который определяется по формуле:

(16)

где С – коэффициент (для метрических резьб С = 1, 4);

[ σ _р ] ‑ допускаемое напряжение при растяжении (для улучшенной стали 45 при пульсирующей нагрузке[ σ _р ] = 155 МПа [2]).

После подстановки значений в формулу определяется внутренний диаметр резьбы:

Принимается шпилька М16х120.56.0, 5 из улучшенной стали 45 с внутренним диаметром резьбы d' = 13, 835 мм.

Расчёт экономической эффективности применения приспособления. Создаваемое приспособление (вариант 2) призвано заменить применяемое (вариант 1) подобной конструкции.

В первом варианте имелось два прихвата, которые обеспечивали зажим заготовки по двум шейкам (Ø 40 и Ø 35) и приводились в действие двумя винтовыми устройствами. При этом штучное время обработки каждой заготовки составляло t_шт1 = 1, 008 мин. = 0, 018 ч (t_шт2 = 0, 671 мин. = 0, 0116 ч). Часовая ставка рабочего первого разряда s’₁ = 0, 0418 у.е. (повременная оплата труда); разряд работы - третий, т.е. разрядный коэффициент т₃ = 1, 203. Старое приспособление состояло из 23 деталей, новое состоит из 27 деталей, т.е. z_nl = 23, z_n2 = 27. Для старого приспособления С_п1 = 3 у.е., для нового С_п2 = 4 у.е. Для обоих приспособлений срок службы принимается равным двум годам, т.е. i_c = 2. Процент цеховых накладных расходов принимается z = 215; коэффициент проектирования q_n = 0, 5; коэффициент эксплуатации q_э ‑ 0, 25; годовой выпуск N = 120000 шт. Расчёт ведётся из принятого условия, что оба приспособления надо проектировать и изготавливать.

Основная зарплата на выполнение операции в приспособлениях

Стоимость изготовления приспособления

Технологическую стоимость обработки в старом (вариант 1) и новом (вариант 2) приспособлениях можно определить по формулам:

Годовой объём выпуска деталей N', при котором оба сопоставляемых варианта приспособления будут в экономическом отношении равноценны, определяется по выражению:

Из расчётов следует, что выгоднее с экономической точки зрения применение второго (более дорогого, но более производительного) варианта приспособления.

Экономический эффект от применения нового приспособления в расчёте на одну деталь составит:

Годовой экономический эффект от применения приспособления на весь объём выпуска деталей

Срок окупаемости дополнительных затрат определяется по формуле

Таким образом, использование разрабатываемого приспособления экономически оправдано, так как экономический эффект от его применения при заданном объёме выпуска деталей составит 7368 у.е. в год. Дополнительные затраты на создание и использование нового приспособления окупаются менее чем за один месяц его эксплуатации.