металло и автоматы (841805), страница 33
Текст из файла (страница 33)
83), и при определении деформации можно рассчитывать момент инерции сечения У„относительно нейтральной оси У--У. Для увеличения жесткости в вертикальной плоскости следует делать приливы (ребра) на внутренней стенке станины либо двойные стенки. При изгибе в горизонтальной плоскости ребра оказывают существенное влияние на жесткость. Расчетный момент инерции 1, может быть в первом приближении получсн на основании экспериментально полученного коэффициента К„„оценивающего жесткость ребер при работе на изгиб: У, =К„„У„ 124. Ры ах Рхс чтиве гыиь гтх~еи гзе l, момент инерции относительно оси Е, что соответствует абсолкггно:... жестким ребрам. Можно принять для':: прямоугольных ребер К„„=0,1 —:-0.2, для П-образных ребер К„,„=О,З вЂ”:0,45 и для диагональных ребер К„„.=-0,4 —: —:0,5. Из этих данных, полученных для': станин токарных станков, видно суще'', ственное влияние типа ребер на жест' кость станины при изгибе.
При расчете на кручение замкну-', тых профилей станины можно пользо-' ваться следующей формулой для тонко-, стенных профилей: (51) где ф — угол закручивания; 1, — рас--. четная длина станины; б — модуль -: упругости второго рода; М„ — крутя-.' щий момент; г' — плошадь, ограничен-" ная средней линией стенок; й — длина:: участка контура; (х — толщина участка контура. Незамкнутые профили обладают зна-'. чительно более низкой жесткостью на, кручение, чем замкнутые.
Деформация станины должна составлять лишь часть допускаемых деформаций, отнесенных к инструменту (не более 5 — 107о ), поскольку главную роль играет жесткость суппорта или стола. Например, для токарных станков сле-. дует подсчитать суммарное перемещение резца 1„ в радиальном направле-. нии, в результате деформации станины (52)., з х 4 125 (й(мэйл.ю ": 'где )„— ' деформация станины от изгиба ,::,в горизонтальной плоскости под резцом; :."~р — угол закручивания станины в сече(нии под резцом: Н вЂ” расстояние от оси , станины до линии центров станка. При упрощенных расчетах станин можно вместо деформаций определить „наибольшие напряжения, которые не должны превосходить 1000- — 12 000 Н/см', Такие низкие значения напряжений диктуются условием длительно' го сохранения точности станин н косвенно учитывают условие жесткости.
, К станине крепят неподвижные корпус: ные детали — стойки, корпуса коробок :: скоростей, которые совместно с поддерживающими деталями (поперечины, пе;рекладнны, хоботы и т. п.) образуют : основной контур станка. Подвижные ,корпусные детали составляют основу :. тех элементов станков, которые пред-:.'назначены для закрепления и рабоче:;:'го перемещения обрабатываемой дета::-ли (столы фрезерных, строгальных, рас'точных, шлифовальных станков, план- ,. шайбы карусельных, зубофрезерных ' станков) илн для установки и рабоче: го перемещения режущего инструмен::.та (суппорты токарных, револьверных, -' зубофрезерных станков, ползуны попе: речно-строгальных и долбежных стан'.ков) . Все эти элементы имеют направляющие прямолинейного или кругового движения, которые играют большую роль в обеспечении точности н долго- вечности станка, 9 Э.
Напрввяяющме ствиипв В станках применяются направлявшие скольжения и качения как для прямолинейного, так и для кругового перемещения. Конструктивные формы направляющих скольжения весьма разнообразны. Если поверхности скольжения образуют охватываемый профиль (рис. Ф5,а), то на них плохо удерживается смазка, и поэтому такие направляющие чаще применяют прн медленных перемещениях по ним суппортов или столов. Их преимущество — более простое изготовление, а также то, что на них не удерживается попавшая стружка. Охватывающие направлявшие (рис.
85,б) более пригодны для высоких скоростей скольжения, так как хорошо удерживают смазку. Однако направляющие необходимо надежно защищать от попадания стружки и от загрязнения. Прямоугольные направляющие просты в изготовлении, но плохо удерживают смазку и легче засоряются. Их применяют для медленных перемещений, например, силовых головок агрегатных станков. Треугольные (призма- ,'рве. Вб. Схема ллв расчете евл, леветвуквввв в „',,ла) по направляющим станины на него действуют силы резания (Р„, Р„, Р„), ~сила тяги Я, перемещающая суппорт, и ~тепла веса суппорта б . В результате !,действий этих внешних сил в направ;лающих возникают реакции, которые -И определяют эпюру давлений в каж' дой направляющей †:: ' Рассмотрим методику определения :;:,удельных давлений в направляющих на '! примере направляющих токарного стан'ка (рис.
86). Оси координат совпада.!.Ют с направлением соответствующих со,;:;ставляющих сил резания, а начало ко:-'ординат выбрано в точке пересечения 'реакций на треугольной направляю:;щей, а по длине — в середине на-";-аравляющих. Проектируя все силы на "оси и беря сумму моментов относи:::тельно осей, напишем уравнение статики: ХХ= — Р,+ń— (А+В+С)м л',т =О; ~тУ = Вз( п () — А з!и а — Р „= 0; ХЯ= Всоз|)+Асора+С вЂ” Р,— - С вЂ” (г, = 0; ~М.
= Р„в+ Ср, — Р,р, — ! — Су,=О; ~М„= Р г~+(г го — Р,х— — 9,хо — бх + А соз ах„+ + Всозрха+Схс =О; ХМ, = — Р „х, — А з(и ах„+ + Р Ув + В з(и врхл + С(ус — — О, (84) где( — коэффициент трения,( 0„1+0,2 при малых скоростях перемещения (токарные, фрезерные станки), 1=0,05+ —:0,08 — прн больших скоростях перемещения и хорошей смазке (строгальные, шлифовальные станки).
При записи уравнений (54) координаты приложения сил обозначены через х, р. г с индексом соответствующей силы. Неизвестными в данной системе являются реакции в направляющих А, В и С; сила тяги (;) и координаты приложения реакций х„, х„, х . Поэтому имеются семь неизвестнйх и задача является статически неопределимой. Все силы могут быть определены из первых четырех уравнений, так как в них не входят искомые координаты, и, 127 следовательно, можно определить средние удельные давления Р„на всех трех гранях.
В некоторых случаях при приближенных расчетах этим можно ограничиться. Однако для определения максимальных давлений и, главное, характера эпюры (имеется ли раскрытие стыка) необходимо полное решение статически неопределимой задачи и определение координат хю хв н хс. Дополнительное уравнение может быть получено, если установить распределение внешних опрокидывающих моментов М" между направляющими. Пятое уравнение в системе (54) можно представить как состоящее из момента вне~пнях снл Мв (опрокидывающий момент) н реактйвных моментов, действующих в направляющих: Мв = Ахз соз а+ Вхвсоз () + Схс (56) Чтобы получить дополнительное уравнение, необходимо установить, как этот момент распределяется между передней и задней направляющими с учетом деформаций суппорта (стола) нлн направляющих.
Для этого момент Мв разбивается на два опрокидывающий момента: Мв=М'+Мн: — х д. М,',=- Асах ахл+ В сов ()хв М =-Сх и (57 ) Если известно соотношение между М„' и М'„', то задача становится статически определимой. Для достаточно жестких салазок и направляющих, нагруженных относительно равномерно, можно считать, что момент распределяется между направляющими ( н С пропорционально их ширине.
т. е. М~„' 1 — „,и — С ' (58) или М ='М вЂ”; в 1 — г 1+С (59) 128 Мв =- (Р х — Р х + Ф вЂ” (',1 х— — Сх ). (55) Поскольку Мв -- известная величина, это уравнение примет вид Прн расчете треугольной' направля- . ющей определяют ее приведенную ши-': рину е=асозха+ Ьсоззф. После решения уравнений (54) и (57): бпределяется характер эпюр давлений и значения максимальных давлений . р, =р,„, которые не должны превосходить допускаемых. Допускаемые значе-, ния р „„ получены из практики работы станков н соответствуют условиям дли-:, тельной работы направляющих при, нормальных условиях эксплуатации.
Для чугунных направляющих р,„= =250с 800 Н/ем~ при малых скоростях скольжения (подачи) и до 80 Н/смз при больших скоростях скольжения (скорости резания). Для шлифовальных станков, работа которых происходит в неблагоприятных условиях с тач-.', ки зрения абразивного износа, р ,„=,' =5 —:8 Н/см . Для тяжелых станков '.', эти значения понижаются в 2 раза, так,', как ремонт направляющих этих стан-"1 ков весьма сложен. При расчете по „'; средним удельным давлениям допуска- ;. емые значения р,„снижаются в 2 раза.
'.; Данный расчет позволяет оценить'.;. условия, и которых работают напрадля-.: ющие, с точки зрения раСпределенин,' н величины удельных давлений. Этим. косвенно учитывается износ, который': зависит и от удельного давления. Боль-".' шое значение имеет расчет направля-', ющих скольжения на износ, который:: рассмотрен в гл. 19. Для этого расче-, та также необходимо знать уравнение,' эпюры давлений. В станках находят применение также::: направляющие качения, где трение скольжения заменяется трением каче-,' ния шариков или роликов по зака-" ленным направляющим (планкам) ста-", нины и стола нли суппорта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
