Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Характер этих видов деформаций поясним, рассмотрев деформации стойки, нагруженной силой, приложенной к направляющим (рис. 2.12,а). Сила Р, действующая на направляющую, вызовет де- Рис. 2.12. Схемы деформаций стойки под действием силы Р, приложенной к направляющим формирование направляющей и переходной стенки станины (длиной 1, рис. 2.12, б) относительно основного контура станины. При этом у основания переходной стенки на основной контур будут действовать распределенные по длине силы и моменты (рис. 2.12, в). Очевидно, что смещения направляющих определяются не только деформированием переходных стенок, но и деформированием основного контура станины, определяющими смещения и углы поворота основания переходных стенок.

Для того чтобы проанализировать картину деформирования основного контура станины, рассмотрим действие силы и момента в одном из сечений. Разложим нагрузку, показанную на рис. 2.12, в, на симметричную (рис. 2.12, г) и кососимметричную (рис. 2.12, д) состав- ляющие. Рассмотрим кососимметричную составляющую силовых факторов, приложенных к углам основного контура сечения стойки, и разложим ее на симметричную (рис.

2.12, е, ж) и кососимметричную (рис. 2.12, з, и) составляющие относительно горизонтальной (на чертеже) оси. Далее, кососимметричную составляющую горизонтальных сил представим в виде сил, действующих в плоскости горизонтальных и вертикальных стенок. При этом система сил, показанная на рис. 2.13„а, статически эквивалентна крутящему моменту, а система сил, приведенная на рис. 2.13, б, взаимно уравновешена. Рис. 2.13. Разложение кососимметричной составляющей системы сил, действующей на горизонтальные стенки, на составляющие, вызывающие кручения (а) и искажение контура сечения (6) Соответственно составляющую, симметричную относительно вертикальной оси (см.

рис. 2.12, г), можно было бы представить в виде симметричной и кососимметричной составляющих относительно горизонтальной оси, однако это не представляет интереса, поскольку силовые факторы, действующие в нагруженном сечении, в этом случае статически эквивалентны нулю. При этом силы вызывают деформации в плоскости верхней стенки, а моменты — деформации изгиба стенок в плоскости меньшей жесткости.

Таким образом, полная нагрузка, действующая в сечении основного контура станины, складывается из составляющих, показанных на рис. 2.12, г, е, ж, и и рис. 2.13. Рассмотрим деформации, которые возникают под действием этих составляющих. Составляющая силы, показанная на рис. 2.13,6, уравновешена в плоскости сечения и вызывают, главным образом, деформирование стенок в плоскости меньшей жесткости. Такие деформации называют местными. Соответственно к местным относят также деформации переходных стенок относительно основного контура станины (см.

выше). Составляющая силы, показанная на рис. 2.13,6, уравновешена в плоскости сечения, но вызывает деформирование стенок в плоскостях большей и меньшей жесткости и обусловливает искажение контура сечения, характер которого показан на рисунке. Составляющие, указанные на рис. 2.12, е и 213, а, эквивалентные соответственно поперечной силе и крутящему моменту в сечениях стойки, уравновешиваются силовыми факторами, возникающими в заделанном (опертом) сечении, и вызывают смещения и поворот сечений относительно оси.

Эти деформации эквивалентны деформациям изгиба, сдвига и кручения стержня и относятся к общим деформациям. Составляющая, статически эквивалентная крутящему моменту Р~ (см. рис. 2.12,6), вызывает кручение стержня и местные деформации.

Таким образом, общую картину деформирования стойки можно представить в виде ортогональных составляющих, представляющих 30 собой общие деформации изгиба, сдвига и кручения стержня при жестком контуре его сечения, деформации искажения контура сечения и местные деформации. Такое представление условно, поскольку может считаться справедливым лишь для сечений правильной формы, тем не менее оно целесообразно, так как мероприятия, обеспечивающие уменьшение разных видов деформации, различны и реализация их во многом определяет конструктивные формы базовых деталей.

Деформации искажения контура и местные существенно снижают жесткость базовых деталей, поэтому обычно их стремятся свести к минимуму. Уменьшение деформаций искажения контура обеспечивается, например, введением поперечных перегородок, сплошных или с небольшими окнами, диагональных перемычек, связывающих противоположные углы сечения, а также увеличением жесткости стенок в плоскости меньшей жесткости. При этом введение поперечных ребер рациональнее, чем увеличение толщины стенки (при той же площади сечения). В качестве примера можно указать, что в результате искажения контура сечения перемещения направляющих стойки без перегородок оказываются в 4 — 5 (до 10) раз больше, чем перемещения стойки со сплошными перегородками.

Уменьшение местных деформаций обеспечивается уменьшением длины переходных стенок и увеличением собственной жесткости переходных и основных стенок путем введения поперечных ребер. Так, перемещения в результате местных деформаций направляющих без переходных стенок (см. рис. 2.14,г) в 2 — 3 раза меньше, чем перемещения направляющих с двумя переходными стенками. Вводя конструктивные элементы (перегородки, ребра и т.

п.), обеспечивающие жесткость контура и сводящие к минимуму местные деформации, проектировщик не только совершенствует конструкцию, но и меняет характер ее деформаций таким образом, что доминирующими остаются общие деформации. Общие деформации зависят как от формы и размеров сечений элементов (их геометрических характеристик), так и от статической и динамической нагрузки. Поскольку нагрузки, действующие на базовые детали, в станках разных типов и компоновок различны, очевидно, различными будут и рациональные конструктивные соотношения параметров элементов одного назначения разных станков, и их выбор требует расчетов. Хотя деление деформаций на общие искажения контура и местные является условным, тем не менее можно утверждать, что при деформациях деталей типа стержней имеют место все три вида деформаций.

Для деталей типа пластин наибольшее значение имеют деформации, по характеру приближающиеся к общим, т. е. к деформациям однородных пластин относительно некоторой срединной (нейтральной) плоскости, и местные деформации нагруженных стенок в плоскости меньшей жесткости.

При деформациях деталей типа коробок можно выделить искажение их контура и местные деформации стенок. Деформации деталей, перемещаемых по направляющим (суппорты, столы, ползуны), или опертых на значительной части длины (сплошные станины), определяются не только собственной их жесткостью, но и жесткостью упругого основания, в частности жесткостью направляющих. Ниже конструктивные особенности отдельных элементов НС рассмотрены с учетом рекомендаций, обеспечивающих их высокую жесткость.

2.4. Конструктивное оформление основных элементов несущих систем Горизонтальные станины должны обеспечивать размещение зоны обработки на заданном, обычно удобном для наблюдения уровне. Поэтому станины небольших станков выполняют на ножках, а более крупных станков — сплошными или рамными. Особенности конструктивного исполнения станин зависят от расположения направляющих и стыков, условий удаления стружки и охлаждающей жидкости и т. п., а также от требований жесткости и технологичности. Основные типы сечений горизонтальных станин приведены на рис. 2.14.

Сечения, показанные на рис. 2.14,а, в, применяют при необхо- Рис. 2.14. Основные типы сечений горизонтальных станин димости отвода большого количества стружки, главным образом в станках токарной группы. В станках традиционной компоновки средних размеров со станинами на ножках чаще всего применяют сечения типа рис. 2.14, а; для повышения жесткости стенки выполняют двойными (П-образного сечения).

В высокопроизводительных станках используют станины замкнутого контура (рис. 2.14, б), при этом плоскость направляющих может быть ориентирована по-разному (см. рис. 2.6). В тяжелых токарных станках чаще всего встречаются станины с сечением типа рис. 2.14, в, которые могут быть как сварными, так и литыми. Сечения типа рис.

Характеристики

Список файлов книги