Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 8
Текст из файла (страница 8)
2.14,г применяют при необходимости использования станины как резервуара, при больших размерах размещаемых в станке механизмов и при невозможности попадания стружки между направляющими. Такие сечения применяют обычно в малонагруженных станках, например шлифовальных.
При отсутствии необходимости в отводе стружки в небольших бесконсольно-фрезерных, продольно-строг альных, продольно-фрезерных, долбежных, расточных и т. п. станках применяют сечения типа рис. 2.14,д. Сечения типа рис. 2.14,е применяют в станинах тяжелых станков (продольно-строг альных, продольно-фрезерных, р асточных и т. и.). Ширина и высота сечения зависят от конструкции суппортов и столов и расположения зоны обработки. В станинах на ножках для обеспечения высокой жесткости при кручении ширину сечения станины следует принимать максимально допустимой из конструктивных соображений (жесткость примерно пропорциональна квадрату ширины 8).
Высоту сечения станины в этом случае принимают примерно равной или несколько большей ширины. Станины, как правило, нагружены пространственной статической и динамической нагрузкой, и при их конструировании должна быть обеспечена соответствующая жесткость, в первую очередь при кручении. Кроме того, должны быть сведены к минимуму искажения контура и местные деформации. Наибольшую жесткость при кручении имеют станины замкнутого контура сечения, а минимальное искажение контура обеспечивается . при сплошных стенках и введении достаточного числа сплошных перегородок. Такие конструкции сравнительно просто могут быть реализованы сваркой. Однако в литых станинах необходимо выполнение окон в перегородках или стенках для крепления стержней. Станины, приведенные на рис. 2.14, а,в — е, обычно выполняют со сплошными перегородками, поскольку в этих станинах хотя бы одна из горизонтальных стенок практически отсутствует (в ней выполняются большие прямоугольные окна).
При этом обеспечивается высокая жесткость контура, а для повышения жесткости станины при кручении принимают специальные меры: в станинах с сечениями типа рис. 2.14, а используют диагональные или П-образные перегородки, в станинах типа рис. 2.14,д, е прикрепляют снизу сплошной стальной лист, замыкающий контур и т. и. В станинах замкнутого контура сечения (рис. 2.14, б) окна для крепления стержней делают в перегородках.
При наличии окон в стенках или перегородках жесткость станины зависит от их формы и размеров. Существенное повышение жесткости может быть обеспечено, если выполнять окна не прямоугольными, а треугольными или круглыми, расположенными так, чтобы соответствующая стенка или перегородка работала как ферма.
Для иллюстрации на рис. 2.15 приведены результаты экспериментального исследования жесткости при кручении моделей станин с перпендикулярными к стенкам перегородками и окнами разной формы в одной из стенок. Жесткость станин с диагональными перемычками при треугольных или круглых окнах на одной из стенок близка к жесткости станин с замкнутым контуром сечения. В табл. 2.2 приведены расчетные данные, полученные с помощью метода конечных элементов (МКЭ), иллюстрирующие жесткость при сдвиге перегородок с различными окнами, определяющую жесткость контура сечения станины.
Как видно, и в этом случае.при треугольной форме окна обеспечивается более высокая жесткость перегородки, чем при прямоугольной форме окна. Окна, площадь которых меньше 0,2 — 0,3 площади перегородки; незначительно влияют на жесткость. 33 Ф>~ а Ю кюу Ф 1 1 1 ° 191 ю ° " 9991 ю В 9 в 91 Ф Э 1 $ е ° И$1 в В ° 9 1 а ° М 9 1 а ° в 1 а ° .1" 91919 й ) Э й ° 1 Ф ° Ю а 4 Ф Фв911 ° Эю19 $$ е Э ° 1 4 ~ Ф В а 1 Ф 9 в 1 919 3$ Ф В ° 1 Ф ж ° 6иаащЮП / / с / / у 2.3.
Сравнительная жесткость н масса станин П-образного сечения (1700Х 800 Х600 мм) с окнами разной формы и размеров в нижней стенке Примечание: Г~ -гиащадь окан; à — ллощадь стенки. диагональными перегородками угол между ними целесообразно выбирать в пределах 60 — 100'. Увеличение числа перегородок сверх необходимого минимума в значительно большей степени влияет на массу станины, чем на ее жесткость. В станинах с двойными стенками (см. рис.
2.14, в) для обеспечения достаточной жесткости контура сечения стенок необходимо предусматривать перегородки внутри двойных стенок. Горизонтальные станины, как правило, имеют одну или несколько систем направляющих. Конструктивные формы присоединения направляющих к основной части станины (рис. 2.16) существенно влияют на местные деформации, а также на собственные напряжения в отливках в связи с неравномерным охлаждением стенок станины и направляющих. Присоединение направляющих с помощью одной переходной стенки (рис. 2.16, а) применяют главным образом в станинах токарных и револьверных станков традиционных компоновок, реже в станинах небольших продольно-строгальных и расточных станков.
Переходная стенка имеет увеличенную (обычно до 2о) толщину о, по сравнению с толщиной о основных стенок, или ее подкрепляют ребрами. Присоединение, показанное на рис. 2.16, б, типично для станин с двойными стенками (см. рис. 2.14, в). При наличии перегородок, обеспечивающих жесткость 'контура сечения стенок, местные деформации таких направляющих незначительны. Присоединение с помощью двух переходных стенок (рис.
2.16, в) применяют в станинах с верхней стенкой (для расточных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных и Рис. 2.16. Конструктивные формы присоединения направляющих к основной части станины других станков). Наличие изломов наружной стенки снижает местную жесткость направляющих. Жесткость направляющих с двумя переходными стенками существенно увеличивается при введении достаточного числа поперечных ребер между переходными стенками и на основных стенках, при уменьшении длины переходных стенок и увеличении расстояния между ними. Наиболее жестким является непосредственное соединение направляющих с основными стенками станины (рис. 2.16,г). В горизонтальных станинах такое соединение применяют редко (только в тех случаях, когда используют реечный привод подачи, размещаемый сбоку станины).
И в этом случае для обеспечения высокой местной жесткости необходимы поперечные ребра на основных стенках станины. Рациональным расстоянием между поперечными ребрами следует считать такое, при котором на длине узла, передающего нагрузку на направляющие, можно разместить два-три ребра. Горизонтальные станины обычно опираются на фундамент ~по отдельным участкам или по всей длине), для чего используют специальные опорные элементы (см.
ниже). К горизонтальным станинам крепят основные неподвижные узлы: коробки скоростей, шпиндельные бабки, стойки и т. п. Длинные станины делают составными. Жесткость указанных соединений корпусных деталей в значительной степени зависит от конструктивного оформления стыков, определяющего местные деформации в зоне размещения крепежных и установочных элементов. Для повышения местной жесткости боковые стенки обычно усиливают ребрами и перегородками, которые целесообразно размещать непосредственно в плоскости осей болтов.
В табл. 2.4 показано примерное соотношение жесткостей разных способов конструктивного оформления соединений. Наибольшая жесткость достигается при расположении винтов в карманах и перегородок в контактирующих элементах по осям винтов; наименьшая — при использовании фланцев и смещенном от оси винта расположении перегородок. Стойки (вертикальные станины).
Конструктивное оформление стоек зависит главным образом от условий жесткости и в ряде случаев от необходимости размещения внутри стоек противовесов. Основные типы сечений стоек, обычно замкнутого контура, приведены на рис. 2.17. Стойки, показанные на рис. 2.1?,а, применяют преимущественно в ЕЛ-. Кшрфициентн лжажению жеипкасти к при ршличнаи канструктибнаи ау~арщечии стыка тех случаях, когда должна быть обеспечена возможность поворота узлов относительно оси стойки, например, в радиально-сверлильных станках. Для стоек одностоечных и портальных станков наиболее распространены сечения, показанные на рис.
2.17, б, при этом для станков разных типов характерны разные соотношения размеров сечения ~Й/Ь), определяемые по условиям статической жесткости. Так, для стоек вертикально-сверлильных и агрегатных станков Й/Ьж2...3, расточных и фрезерных станков Й/Ь ж 1, карусельных станков Й~Ь ж 3... 4, про- Рис. 2.17, Основные типы сечений стоек 37 0,8 0,8 0,7 0,6 О. 2 0,1 0 0,2 0,4 0.6 08 Уу/Р 0 0Х 04~ М ДЮ Ву/В Рис.
2.18. Влияние, размеров окон в стенках на жесткость при кручении стоек: а — при 7.~В=2; б — при АЙ|В=4; сплошная линия — при В~В 1; штриховая линия — при А~В 0,5; штрихпунктирная линия †п Ь/В=2 других, т. е. поперечины относят к деталям типа стержней. Наиболее рациональные поперечные сечения замкнуты в виде полого прямоугольника (рис. 2.19, а). Замкнутый контур сечения и наличие направляющих, соединенных с основным контуром с помощью переходных стенок, определяют рекомендации по рациональному конструктивному оформлению, аналогичные соответствующим рекомендациям для станин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
